專利名稱：扁平形堿電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高容量并且生產(chǎn)率優(yōu)異的扁平形堿電池。
背景技術(shù)：
近年，在電子玩具等電子設(shè)備中，作為其電源通用的是紐扣形、硬幣形等扁平形的堿電池，但是伴隨著這樣的電子設(shè)備的高功能化而要求提高扁平形堿電池的容量，另外在其另一方面，也要求降低電池的制造成本，提高生產(chǎn)率。作為扁平形堿電池的正極活性物質(zhì)，已知有二氧化錳、氧化銀。二氧化錳與氧化銀相比廉價(jià)，因此可將其用作正極活性物質(zhì)而降低扁平形堿電池的制造成本。在其另一方面，二氧化錳相比于氧化銀而言每體積的容量小。因此，在將二氧化錳作為正極活性物質(zhì)的扁平形堿電池中，要求開發(fā)出用于謀求高容量化的技術(shù)。然而，在堿電池方面也進(jìn)行如下探索:通過改變正極活性物質(zhì)中使用的二氧化錳的結(jié)構(gòu)等，從而謀求其特性的改善。例如，專利文獻(xiàn)I中提出了通過將相比于通常而言比表面積較大的二氧化錳使用于正極活性物質(zhì)中從而提高了負(fù)載特性的堿電池。但是，在扁平形堿電池中，不容易通過適用專利文獻(xiàn)I中公開的技術(shù)來謀求其高容量化?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-322613號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題本發(fā)明鑒于前述情形而進(jìn)行，其目的在于提供高容量并且生產(chǎn)率優(yōu)異的扁平形堿電池。用于解決問題的方案可達(dá)成前述目的的本發(fā)明的扁平形堿電池的特征在于，其為將包含至少含有二氧化錳的正極合劑的成型體的正極、含有鋅粒子或者鋅合金粒子的負(fù)極、隔膜以及堿電解液容納于包含包裝罐、封口板以及樹脂制墊片的電池容器內(nèi)而成的扁平形堿電池，前述正極合劑所含有的二氧化錳的比表面積為15 30m2/g。予以說明，在電池業(yè)界中，將直徑比高度大的扁平形電池稱呼為硬幣形電池，或稱呼為紐扣形電池，但是在該硬幣形電池與紐扣形電池之間沒有明確的差異，本發(fā)明的扁平形堿電池包含硬幣形電池、紐扣形電池中的任一個(gè)。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明可提供高容量并且生產(chǎn)率優(yōu)異的扁平形堿電池。


圖1是模式地表示本發(fā)明的扁平形堿電池的一個(gè)例子的側(cè)視圖。
圖2是圖1所示的扁平形堿電池的重要部分剖視圖。圖3是模式地表示本發(fā)明的扁平形堿電池的其它的例子的重要部分剖視圖。符號說明I包裝罐，2封口板，3正極(正極合劑的成型體)，4負(fù)極，5隔膜。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的扁平形堿電池的正極是由正極合劑的成型體形成的正極，前述正極合劑含有二氧化錳作為正極活性物質(zhì)。在本發(fā)明中，正極合劑的二氧化錳使用比表面積為30m2/g以下的二氧化錳。用作堿電池的正極活性物質(zhì)的二氧化錳為:例如如專利文獻(xiàn)I的比較例(段落
表I)中使用了的二氧化錳那樣，通常比表面積為35m2/g左右、比之還大的二氧化錳。在本發(fā)明的扁平形堿電池中，使用相比于通常的堿電池中采用的二氧化錳而言比表面積較小的二氧化錳,從而提高正極合劑的成型體的每體積中的容量,謀求高容量化。但是，正極合劑的二氧化錳的比表面積過小時(shí)，二氧化錳粒子內(nèi)的反應(yīng)面積減少，其反應(yīng)性降低。因此，本發(fā)明中的正極合劑的二氧化錳的比表面積為15m2/g以上、優(yōu)選為25m2/g 以上。本說明書所說的二氧化錳的比表面積是:使用作為多分子層吸附的理論式的BET式，測定、計(jì)算表面積而得到的比表面積，并且是二氧化錳的表面和微細(xì)孔的比表面積。具體是，使用基于氮?dú)馕椒ǖ谋缺砻娣e測定裝置(Mountech公司制“Macsorb HMmodele-1201” )，作為BET比表面積而獲得的值。具有前述特定的比表面積的二氧化錳例如可通過調(diào)整利用電解法合成二氧化錳時(shí)的電解條件(電流值等)來制造。正極合劑中的前述二氧化錳的含量從謀求電池的高容量化和生產(chǎn)率提高的觀點(diǎn)考慮優(yōu)選為40質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為45質(zhì)量％以上。予以說明，在正極合劑中，優(yōu)選按照后述的方式含有導(dǎo)電助劑、氧化銀、銀-鎳復(fù)合氧化物等，正極合劑中的前述二氧化錳的量過多時(shí)，除了這些二氧化錳以外的成分的量變少，存在有無法充分確?；谑褂盟鼈兌玫降男Ч目赡堋Ｒ虼?，正極合劑中的前述二氧化錳的含量優(yōu)選為97質(zhì)量％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為95質(zhì)量％以下。本發(fā)明的正極的正極合劑優(yōu)選含有氧化銀(氧化亞銀、一氧化銀等)。氧化銀也與二氧化錳同樣地作為正極活性物質(zhì)而起作用，此外也作為正極合劑的成型體的成型劑而發(fā)揮功能。因此，正極合劑含有氧化銀的情況下，即使不使用后述的樹脂制粘合劑也可良好地維持正極合劑的成型體的形狀因此在正極合劑中也可不含有樹脂制粘合劑。正極合劑中使用的氧化銀也可以是例如通常流通的直徑為0.的微粉末狀的氧化銀，但是更優(yōu)選為將這樣的微粉末的氧化銀進(jìn)行造粒而獲得的顆粒狀的氧化銀。使用顆粒狀的氧化銀時(shí)，與以微粉末的狀態(tài)使用的情況相比電阻變低，因此可更加提高扁平形堿電池的負(fù)載特性。作為顆粒狀氧化銀的粒徑，優(yōu)選為50 μ m以上，更優(yōu)選為75 μ m以上，另外，優(yōu)選為500 μ m以下，更優(yōu)選為300 μ m以下。進(jìn)一步，顆粒狀氧化銀的堆積密度優(yōu)選為1.5g/cm3以上，更優(yōu)選為1.Sg/Cm3以上,優(yōu)選為3.5g/cm3以下,更優(yōu)選為2.6g/cm3以下。如果是這樣的形態(tài)的氧化銀，那么相比于粉末狀的氧化銀而言流動(dòng)性好，稱量性以及成型性提高，電阻降低，反應(yīng)性提高，因此成為負(fù)載特性更優(yōu)異的氧化銀，另外，制造的正極(進(jìn)而扁平形堿電池)各個(gè)的特性穩(wěn)定化。本說明書所說的顆粒狀氧化銀的粒徑是:使用Honeywell公司制的Microtrac ( ^ 4 ^ α卜^ ^ )粒度分布計(jì)“9320-Χ100”，通過激光的散射而測定粒子個(gè)數(shù)η以及各粒子的直徑d而算出的數(shù)均粒徑。另外，本說明書所說的顆粒狀氧化銀的堆積密度是，按照J(rèn)IS R1628中規(guī)定的堆積密度測定方法，將規(guī)定量的顆粒狀氧化銀放入容器，使用堆積密度測定裝置而求出的值。正極合劑含有氧化銀的情況下，從更良好地確?；谑褂闷涠玫降那笆龅男Ч挠^點(diǎn)考慮，正極合劑中的氧化銀的含量優(yōu)選為2質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為3質(zhì)量％以上。但是，如前所述，氧化銀相比于二氧化錳而言昂貴，因此過于增多正極合劑中的氧化銀的量時(shí)，存在有基于使用前述二氧化錳而提高電池的生產(chǎn)率的效果變小的可能。因此，正極合劑中的氧化銀的含量優(yōu)選為45質(zhì)量％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為40質(zhì)量％以下。另外，本發(fā)明的正極的正極合劑也優(yōu)選含有銀-鎳復(fù)合氧化物。銀-鎳復(fù)合氧化物也與氧化銀同樣地，作為正極合劑的成型體的成型劑而起作用。因此，正極合劑含有銀-鎳復(fù)合氧化物的情況下，即使不使用后述的樹脂制粘合劑也可良好地維持正極合劑的成型體的形狀，因此在正極合劑中也可不含有樹脂制粘合劑。另外，銀-鎳復(fù)合氧化物具有吸收氫氣的功能。例如如后所述，從環(huán)境負(fù)荷減輕的觀點(diǎn)考慮，用作扁平形堿電池的負(fù)極的鋅粒子等優(yōu)選使用無水銀型的鋅粒子，但在使用了無水銀型的鋅粒子等的電池中，在內(nèi)部容易產(chǎn)生氫氣，這有可能導(dǎo)致電池的膨脹。然而，在具有含有銀-鎳復(fù)合氧化物的正極合劑的成型體的扁平形堿電池中，即使在使用了無水銀型的鋅粒子等的情況下，銀-鎳復(fù)合氧化物也將內(nèi)部中產(chǎn)生的氫氣吸收，因此也可良好地抑制由該氫氣引起的電池的膨脹的發(fā)生。作為銀-鎳復(fù)合氧化物，可列舉出AgNi02、由通式AgxNiY02表示且X/Y大于I且為
1.9以下的物質(zhì)。它們之中，更優(yōu)選為由通式AgxNiY02表示且X/Y大于I且為1.9以下的物質(zhì)。由前述通式表示的銀-鎳復(fù)合氧化物相比于通常用作為銀-鎳復(fù)合氧化物的AgNiO2而言Ag過量地引入于結(jié)晶中。因此，與使用AgNiO2的情況相比，可提高正極的導(dǎo)電性以及成型性。由通式AgxNiY02表示且X/Y大于I且為1.9以下的銀_鎳復(fù)合氧化物例如可通過使無機(jī)酸的Ag鹽和無機(jī)酸的Ni鹽在氧化性的堿水溶液中反應(yīng)來制造。具體而言，例如使無機(jī)酸的Ag鹽以及無機(jī)酸的Ni鹽在堿金屬的氫氧化物和水中進(jìn)行中和反應(yīng)，在該中和反應(yīng)前、該中和反應(yīng)途中、或者該中和反應(yīng)后向反應(yīng)液中添加氧化劑而進(jìn)行氧化處理。優(yōu)選在前述的中和反應(yīng)前、中和反應(yīng)途中或者中和反應(yīng)后多次進(jìn)行氧化劑的添加。作為無機(jī)酸的Ag鹽，可列舉出氯化銀、硝酸銀、硫酸銀、磷酸銀等。另外，作為無機(jī)酸的Ni鹽，可列舉出氯化鎳、硝酸鎳、硫酸鎳、磷酸鎳等。進(jìn)一步，作為堿金屬的氫氧化物，可列舉出氫氧化 鉀、氫氧化鈉等。另外，作為氧化劑，可列舉出KMn04、K2S208、Na0Cl、Na2S208、H2O2、臭氧等。在前述的中和反應(yīng)中，優(yōu)選更加提高反應(yīng)液中的堿度，例如，相對于無機(jī)酸的Ag鹽中的Ag的摩爾量與無機(jī)酸的Ni鹽中的Ni的摩爾量的合計(jì)量，優(yōu)選將堿金屬的氫氧化物的摩爾量設(shè)為5倍左右。另外，關(guān)于氧化劑的用量，相對于氧化、即、金屬離子的價(jià)數(shù)變化，優(yōu)選設(shè)為等量以上，更優(yōu)選設(shè)為2倍等量左右。中和反應(yīng)以及氧化處理時(shí)的溫度例如優(yōu)選設(shè)為室溫到100°C之間(更優(yōu)選為30~50°C )。另外，中和反應(yīng)以及氧化處理優(yōu)選一邊攪拌反應(yīng)液一邊進(jìn)行。在氧化處理后,將所生成的反應(yīng)沉淀物從反應(yīng)液分離,將所回收的反應(yīng)沉淀物水洗、干燥，根據(jù)需要而進(jìn)行破碎等，獲得由前述通式表示的銀-鎳復(fù)合氧化物。正極合劑中含有銀-鎳復(fù)合氧化物的情況下，正極合劑中的銀-鎳復(fù)合氧化物的含量從更良好地確保基于其使用而得到的前述的效果的觀點(diǎn)考慮優(yōu)選為2質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為3質(zhì)量％以上。但是，正極合劑中的銀-鎳復(fù)合氧化物的量過多時(shí)，存在有基于使用前述二氧化錳而得到的電池的高容量化的效果變小的可能。因此，正極合劑中的銀-鎳復(fù)合氧化物的含量優(yōu)選為5質(zhì)量％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為4.5質(zhì)量％以下。另外，本發(fā)明的正極的正極合劑優(yōu)選含有導(dǎo)電助劑。作為導(dǎo)電助劑，例如可列舉出炭黑、石墨(graphite)、石墨(黒錯(cuò))等碳質(zhì)材料等。正極合劑中的導(dǎo)電助劑的含量優(yōu)選為I質(zhì)量％以上。予以說明，通過將正極合劑中的導(dǎo)電助劑量增加為如前述那樣，從而可提高正極(正極合劑的成型體)內(nèi)的導(dǎo)電性，更加提高電池的負(fù)載特性，因此正極合劑中的導(dǎo)電助劑的含量更優(yōu)選為3質(zhì)量％以上，進(jìn)一步優(yōu)選為4質(zhì)量％以上。但是，使用例如碳質(zhì)材料作為導(dǎo)電助劑的情況下，由于其堆積密度小，因此將它們太大量地添加于正極合劑時(shí)，難以提高正極活性物質(zhì)的填充量。因此，正極合劑中的導(dǎo)電助劑的含量優(yōu)選為7質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為6質(zhì)量％以下。另外，在本發(fā)明的正極的正極合劑中，從維持成型體的形狀等觀點(diǎn)考慮，也可含有樹脂制粘合劑。作為樹脂制粘合劑的具體例子，例如可列舉出聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、丁苯橡膠等。正極合劑中使用樹脂制粘合劑的情況下，正極合劑中的樹脂制粘合劑的含量優(yōu)選設(shè)為例如2 質(zhì)量％。予以說明，如前所述，在正極合劑中含有氧化銀、銀-鎳復(fù)合氧化物的情況下，在正極合劑中也可含有樹脂制粘合劑，但是氧化銀、銀-鎳復(fù)合氧化物作為成型體的成型劑而發(fā)揮功能，因而正極合劑中也可不含有樹脂制粘合劑。本發(fā)明的正極的正極合劑更優(yōu)選含有氧化銀和銀-鎳復(fù)合氧化物這兩者。正極合劑的成型體的密度優(yōu)選為3.2g/cm3以上,更優(yōu)選為3.3g/cm3以上。通過將正極合劑的成型體的密度如前述那樣設(shè)定，從而可更多地填充正極活性物質(zhì)，提高電池的容量。但是，伴隨著正極合劑的成型體的密度的增加，正極合劑的成型體中的空隙變少，堿電解液難以浸透，存在有電池的高容量化的效果變小的可能，另外，密度大的正極合劑的成型體的成型自身是困難的，因此正極合劑的成型體的密度優(yōu)選為7.0g/cm3以下，更優(yōu)選為
6.0g/cm3 以下。關(guān)于正極合劑的成型體的密度，根據(jù)使用投影機(jī)而算出的正極合劑的成型體的面積和使用測微計(jì)測定得到的正極合劑的成型體的厚度而算出正極合劑的成型體的體積，使用該體積和另行測定出的正極合劑的成型體的質(zhì)量從而求出。予以說明，扁平形堿電池內(nèi)的正極合劑的成型體的情況下，從電池內(nèi)取出正極合劑的成型體，根據(jù)需要經(jīng)過洗滌、干燥等工序去除堿電解液成分而測定正極合劑的成型體的質(zhì)量，通過前述的方法從而求出密度。正極可按照常規(guī)方法對混合作為正極活性物質(zhì)的前述二氧化錳以及根據(jù)需要使用的前述的各成分等而制備出的正極合劑進(jìn)行加壓成型從而制造。予以說明，在此情況下，更優(yōu)選采用以下的制法。首先，將前述二氧化錳和根據(jù)需要使用的前述的各成分等進(jìn)行干式混合而制備正極合劑，按照常規(guī)方法對其進(jìn)行加壓成型。接著將所獲得的成型體進(jìn)行破碎處理而制成薄片等狀態(tài)，進(jìn)一步按照常規(guī)方法對其進(jìn)行加壓成型，獲得正極。根據(jù)這樣的制造方法，可使正極合劑的成型體內(nèi)的導(dǎo)電助劑的分散良好，另外可制成前述那樣的高密度的正極合劑的成型體。本發(fā)明的負(fù)極是含有鋅粒子或者鋅合金粒子(以下，有時(shí)將兩者匯總而稱為“鋅系粒子”)的負(fù)極，這些粒子中的鋅作為活性物質(zhì)而起作用。作為鋅合金粒子的合金成分，例如可列舉出水銀(例如，含量為Γ5質(zhì)量%)、銦(例如，含量為50 500質(zhì)量ppm)、鉍(例如，含量為5(Γ500質(zhì)量ppm)等(剩余部分為鋅以及不可避免的雜質(zhì))。負(fù)極所具有的鋅系粒子可具有單獨(dú)I種，也可具有2種以上。作為鋅系粒子，例如可列舉出全部粉末中粒徑為10(Γ200μπι的粉末的比例為50體積％以上、更優(yōu)選90體積％以上的鋅系粒子。予以說明，此處所說的鋅等的粉末中的粒徑為10(Γ200 μ m的粉末的體積比例為通過與前述的“顆粒狀氧化銀”的粒徑測定法相同的測定方法以及測定裝置而測定的體積比例。負(fù)極中使用的鋅系粒子也可具有前述的形態(tài)，但是從更加提高電池的負(fù)載特性的觀點(diǎn)考慮，例如，全 部顆粒之中，可通過200目的篩孔的粒子優(yōu)選為50質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為75質(zhì)量％以上，進(jìn)一步優(yōu)選為90質(zhì)量％以上，特別優(yōu)選為95質(zhì)量％以上。這樣地，在負(fù)極所具有的鋅系粒子小的情況下，可提高負(fù)極整體的比表面積，因此可高效地推進(jìn)在負(fù)極中的反應(yīng)，使電池的負(fù)載特性(特別是重負(fù)載特性)變良好。從減小負(fù)極所具有的鋅系粒子的尺寸而更加提高在負(fù)極中的反應(yīng)效率的觀點(diǎn)考慮，進(jìn)一步，負(fù)極所具有的鋅系粒子之中，可通過330目的篩孔的鋅系粒子的比例優(yōu)選為30質(zhì)量％以上,更優(yōu)選為50質(zhì)量％以上，進(jìn)一步優(yōu)選為75質(zhì)量％以上，另外，可通過440目的篩孔的鋅系粒子的比例優(yōu)選為20質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為30質(zhì)量％以上，進(jìn)一步優(yōu)選為50質(zhì)量％以上。予以說明，負(fù)極所具有的鋅系粒子的尺寸過小時(shí)，處理性降低，因此例如負(fù)極所具有的鋅系粒子的最小尺寸優(yōu)選為Iym左右。另外，鋅系粒子更優(yōu)選為不含水銀的鋅系粒子、不含鉛的鋅系粒子。如果是使用了這樣的鋅系粒子的電池，那么例如在使用于從口飲入、體內(nèi)觀察一定時(shí)間后排出于體外而取出型的內(nèi)視鏡攝像機(jī)的電源用途的情況等，即便在人體內(nèi)電池內(nèi)部的鋅等發(fā)生了泄漏的情況下，也可將對人體造成的不良影響控制為最小限度，另外，也可抑制由電池的廢棄導(dǎo)致的環(huán)境污染。負(fù)極可適用:例如，除了前述的鋅系粒子之外還包含根據(jù)需要添加的凝膠化劑(聚丙烯酸鈉、羧甲基纖維素等)、向其中加入堿電解液而構(gòu)成的負(fù)極劑(凝膠狀負(fù)極)。負(fù)極中的凝膠化劑的量例如優(yōu)選設(shè)為0.5^1.5質(zhì)量％。另外，負(fù)極也可制成實(shí)質(zhì)上不含前述那樣的凝膠化劑的非凝膠狀的負(fù)極(予以說明，非凝膠狀負(fù)極的情況下，由于存在于鋅系粒子近旁的堿電解液不增稠也沒有關(guān)系，因而“實(shí)質(zhì)上不含凝膠化劑”是指可以以不對堿電解液的粘度造成影響的程度而含有這樣的意義)。在凝膠狀負(fù)極的情況下，在鋅系粒子的近旁，與凝膠化劑一同存在有堿電解液，但是在凝膠化劑的作用下使該堿電解液增稠，堿電解液的移動(dòng)受到抑制，進(jìn)而堿電解液中的離子的移動(dòng)受到抑制。由此，抑制在負(fù)極中的反應(yīng)速度，可認(rèn)為這阻礙了電池的重負(fù)載特性提高。與此相對，將負(fù)極形成為非凝膠狀，存在于鋅系粒子近旁的堿電解液的粘度不增大而較高地保持堿電解液中的離子的移動(dòng)速度，從而可提高在負(fù)極中的反應(yīng)速度，謀求提高重負(fù)載特性。本發(fā)明的扁平形堿電池中使用由堿性的水溶液形成的電解液、S卩、堿電解液。作為堿，適宜使用堿金屬的氫氧化物(氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰等)等，特別優(yōu)選氫氧化鉀。關(guān)于電解液的濃度，例如，在氫氧化鉀的水溶液的情況下，氫氧化鉀為20質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為30質(zhì)量％以上，并且優(yōu)選為40質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為38質(zhì)量％以下，通過將水溶液的濃度調(diào)整為這樣的值，從而可制成導(dǎo)電性優(yōu)異的電解液。在堿電解液中，除了前述的各成分之外，還可在不損害本發(fā)明的效果的范圍，根據(jù)需要添加公知的各種添加劑。例如，也可為了防止負(fù)極中使用的鋅系粒子的腐蝕(氧化)而進(jìn)行添加氧化鋅等操作。對于本發(fā)明的扁平形堿電池中的隔膜沒有特別限制，例如可使用以維尼綸和人造絲為主體的無紡布、維尼綸 人造絲無紡布(維尼綸 人造絲混抄紙)、聚酰胺無紡布、聚烯烴.人造絲無紡布、維尼綸紙、維尼綸.棉短絨纖維漿紙、維尼綸.絲光處理漿紙等。另外，也可將堆積親水處理后的微孔性聚烯烴薄膜(微孔性聚乙烯薄膜、微孔性聚丙烯薄膜等)、賽璐玢薄膜和維尼綸 人造絲混抄紙這樣的吸液層(電解液保持層)而得到的材料作為隔膜。使用附圖而說明本發(fā)明的扁平形堿電池的結(jié)構(gòu)。圖1是模式地表示本發(fā)明的扁平形堿電池的一個(gè)例子的側(cè)視圖，圖2是圖1的重要部分剖視圖。圖1和圖2所 示的扁平形堿電池中，內(nèi)填有負(fù)極4的封口板2以剖面L字狀地通過環(huán)狀的樹脂制墊片6而嵌合于內(nèi)填有正極3以及隔膜5的包裝罐I的開口部，包裝罐I的開口端部向內(nèi)部卡緊，由此使樹脂制墊片6抵接于封口板2，從而將包裝罐I的開口部進(jìn)行封口，電池內(nèi)部成為密閉結(jié)構(gòu)。即，圖1和圖2所示的扁平形堿電池中，在由包裝罐1、封口板2以及樹脂制墊片6形成的電池容器內(nèi)的空間(密閉空間)中裝填著包含正極3、負(fù)極4以及隔膜5的發(fā)電要素，進(jìn)一步注入堿電解液(未圖示)。而且，包裝罐I兼作正極端子，封口板2兼作負(fù)極端子。如前所述，正極3是:包含作為活性物質(zhì)的二氧化錳和根據(jù)需要使用的前述的各成分等的正極合劑的成型體。另外，如前所述，負(fù)極4可以是包含鋅系粒子的凝膠狀負(fù)極，另外也可以是鋅系粒子以粒子狀態(tài)存在的負(fù)極。包裝罐I例如可使用對鐵實(shí)施鎳鍍敷而得到的物質(zhì)、不銹鋼等。作為封口板2，適宜的是，例如，與負(fù)極4相接的面由銅或者黃銅等銅合金構(gòu)成，其主體部分由不銹鋼構(gòu)成，外表面?zhèn)?、即、與負(fù)極4相接的面的相反側(cè)的面由鎳構(gòu)成。在該封口板2中，由銅或者銅合金構(gòu)成與負(fù)極4相接的面是為了抑制與鋅的局部電池的形成，但是由不銹鋼構(gòu)成主體部分、由鎳構(gòu)成外表面?zhèn)炔⒎潜匦?，也可由其它的材料?gòu)成，如果使得與負(fù)極4相接的面也是不與鋅形成局部電池的面，那么也可以不是銅或者銅合金。另外，作為樹脂制墊片6，推薦例如以尼龍66等為原材料的墊片。本發(fā)明的扁平形堿電池在俯視下的形狀也可以為圓形，也可以為四邊形(正方形 長方形)等多邊形。另外，在多邊形的情況下，也可將其角設(shè)為曲線狀。圖3示出模式地表示本發(fā)明的扁平形堿電池的其它的例子的重要部分剖視圖。圖3的扁平形堿電池中，采用在包裝罐I的內(nèi)側(cè)底面與樹脂制墊片6之間配置有正極(正極合劑的成型體)3的外周部的所謂底敷結(jié)構(gòu)。圖2所示的扁平形堿電池中，采用樹脂制墊片6到達(dá)至包裝罐I的底的所謂中入(中入Λ )結(jié)構(gòu)，因此在電池內(nèi)容積之中，不參與發(fā)電的樹脂制墊片6的占有容積份大。與此相對，圖3所示的扁平形堿電池中通過采用底敷結(jié)構(gòu)，從而更加提高電池內(nèi)的正極的填充量(正極活性物質(zhì)的填充量)，由此可謀求更進(jìn)一步的高容量化。本發(fā)明的扁平形堿電池可適用于與歷來已知的扁平形堿電池(以二氧化錳、氧化銀為正極活性物質(zhì)的扁平形電池)同樣的用途。實(shí)施例以下，基于實(shí)施例而詳細(xì)地?cái)⑹霰景l(fā)明。但是，下述實(shí)施例不限制本發(fā)明。實(shí)施例1將BET比表面積為26m2/g的二氧化錳65質(zhì)量％、顆?；趸瘉嗐y33質(zhì)量％以及石墨2質(zhì)量％進(jìn)行干式混合而制成正極合劑，將該正極合劑120mg按照填充密度3.95g/cm3加壓成型為直徑6.3mm、高度0.98mm的圓板狀,從而制作出正極合劑的成型體。負(fù)極使用了可通過60目的篩孔的顆粒的比例為100質(zhì)量％并且平均粒徑為150 μ m的、不含 水銀的鋅粒子37mg。堿電解液使用了溶解了 5質(zhì)量％的氧化鋅的36質(zhì)量％氫氧化鉀水溶液。另外,正極罐使用SUS319J1 (鉻含量23質(zhì)量％)而制作。進(jìn)一步負(fù)極端子板通過使用銅-不銹鋼-鎳包層板而制作。進(jìn)一步，隔膜使用了株式會(huì)社Yuasa Membrane Systems的“YG9132”。該隔膜是將厚度為20 μ m的賽璐玢薄膜(七π 〃 > 7 O Λ )和厚度為30 μ m的接枝薄膜層疊而成的隔膜，該接枝薄膜由具有將丙烯酸接枝共聚于聚乙烯主鏈而得到的結(jié)構(gòu)的接枝共聚物構(gòu)成。另外，作為電解液保持層，使用了厚度為200μπι的維尼綸-人造絲混抄紙。隔膜以及電解液保持層沖壓為直徑6.30mm的圓形而使用。使用前述的正極合劑的成型體、負(fù)極、堿電解液、包裝罐、封口板、隔膜以及電解液保持層，進(jìn)一步使用尼龍66制的環(huán)狀墊片，按照圖3所示的結(jié)構(gòu)，制作出外徑6.8mm、厚度
2.6mm的扁平形堿電池。實(shí)施例2將二氧化錳65質(zhì)量％、顆?；趸瘉嗐y29質(zhì)量％、銀-鎳復(fù)合氧化物(AgNiO2) 4質(zhì)量％以及石墨2質(zhì)量％進(jìn)行干式混合而制成正極合劑，將該正極合劑120mg，按照填充密度
3.88g/cm3,加壓成型為直徑6.3mm、高度0.99mm的圓板狀,從而制作出正極合劑的成型體。而且，使用了前述的正極合劑的成型體，除此以外，與實(shí)施例1同樣地操作而制作出扁平形堿電池。比較例I將正極合劑中使用的二氧化錳變更為BET比表面積為35m2/g的二氧化錳，除此以夕卜，與實(shí)施例1同樣地操作而制作正極合劑的成型體，使用了該正極合劑的成型體，除此以夕卜，與實(shí)施例1同樣地操作而制作出扁平形堿電池。比較例2
將正極合劑中使用的二氧化錳變更為BET比表面積為13m2/g的二氧化錳，除此以夕卜，與實(shí)施例1同樣地操作而制作正極合劑的成型體，使用了該正極合劑的成型體，除此以夕卜，與實(shí)施例1同樣地操作而制作出扁平形堿電池。對于實(shí)施例1、2和比較例1、2的扁平形堿電池各10個(gè)，在20°C、以15kQ的電阻值、將終止電壓設(shè)為1.2V而進(jìn)行放電，從而測定了放電容量。而且，各實(shí)施例 比較例都算出了 10個(gè)電池的放電容量的平均值。將這些結(jié)果示于表I。予以說明，在表I中也一并記載各實(shí)施例.比較例的10個(gè)電池的放電容量的最小值以及最大值。表I
權(quán)利要求
1.一種扁平形堿電池，其特征在于，其為將包含至少含有二氧化錳的正極合劑的成型體的正極、含有鋅粒子或者鋅合金粒子的負(fù)極、隔膜以及堿電解液容納于包含包裝罐、封口板以及樹脂制墊片的電池容器內(nèi)而成的扁平形堿電池， 所述正極合劑所含有的二氧化錳的比表面積為15 30m2/g。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扁平形堿電池，其中，正極合劑中二氧化錳的含量為40質(zhì)量％以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的扁平形堿電池，其中，正極合劑進(jìn)一步含有氧化銀。
4.根據(jù)權(quán)利要求f3中任一項(xiàng)所述的扁平形堿電池，其中，正極合劑進(jìn)一步含有銀-鎳復(fù)合氧化物。
5.根據(jù)權(quán)利要求廣4中任一項(xiàng)所述的扁平形堿電池，其中，正極合劑的成型體的密度為 3.2 7.0g/cm3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1飛中任一項(xiàng)所述的扁平形堿電池，其中，在包裝罐的內(nèi)側(cè)內(nèi)表面與樹脂制墊片之間配置正極合劑的成型體的外周部。
全文摘要
本發(fā)明提供高容量并且生產(chǎn)率優(yōu)異的扁平形堿電池。本發(fā)明通過扁平形堿電池而解決前述問題，該扁平形堿電池的特征在于，其為將包含至少含有二氧化錳的正極合劑的成型體的正極、含有鋅粒子或者鋅合金粒子的負(fù)極、隔膜以及堿電解液容納于包含包裝罐、封口板以及樹脂制墊片的電池容器內(nèi)而成的扁平形堿電池，前述正極合劑所含有的二氧化錳的比表面積為15~30m2/g。前述正極合劑優(yōu)選含有氧化銀、銀-鎳復(fù)合氧化物。另外，本發(fā)明的扁平形堿電池優(yōu)選在包裝罐的內(nèi)側(cè)內(nèi)表面與樹脂制墊片之間配置正極合劑的成型體的外周部。
文檔編號H01M4/06GK103165860SQ201210526208
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者高井德, 金子玄洋 申請人:日立麥克賽爾能源株式會(huì)社