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JP2008034294A - Alkaline primary battery - Google Patents

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JP2008034294A
JP2008034294A JP2006208159A JP2006208159A JP2008034294A JP 2008034294 A JP2008034294 A JP 2008034294A JP 2006208159 A JP2006208159 A JP 2006208159A JP 2006208159 A JP2006208159 A JP 2006208159A JP 2008034294 A JP2008034294 A JP 2008034294A
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Japan
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manganese dioxide
type manganese
positive electrode
parts
type
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Application number
JP2006208159A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuji Mototani
祐司 元谷
Jun Nunome
潤 布目
Koji Yoshizawa
浩司 芳澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

【課題】放電にともなう電池の内部抵抗の上昇を抑制して強負荷放電特性に優れたアルカリ一次電池を提供する。
【解決手段】アルカリ一次電池の正極が、オキシ水酸化ニッケルおよびλ型二酸化マンガンを含み、前記λ型二酸化マンガンにおけるMnの一部がNi、Co、Ti、Fe、Mg、Zn、およびSnからなる群より選ばれる少なくとも1種の異種元素で置換される。
【選択図】なし
The present invention provides an alkaline primary battery excellent in heavy load discharge characteristics by suppressing an increase in internal resistance of the battery accompanying discharge.
A positive electrode of an alkaline primary battery includes nickel oxyhydroxide and λ-type manganese dioxide, and a part of Mn in the λ-type manganese dioxide is made of Ni, Co, Ti, Fe, Mg, Zn, and Sn. Substitution with at least one different element selected from the group.
[Selection figure] None

Description

本発明は、正極活物質に少なくともオキシ水酸化ニッケルを用いたアルカリ一次電池に関するものである。   The present invention relates to an alkaline primary battery using at least nickel oxyhydroxide as a positive electrode active material.

従来から、アルカリ一次電池の正極活物質には、二酸化マンガンが用いられている。二酸化マンガンに関しては、種々の研究が盛んに行われており、二酸化マンガンは、その結晶構造により、α型、β型、γ型、δ型、ε型、η型、λ型、ラムスデライト型等に分類される。また、容易に量産でき、安価であるため、正極活物質には電解二酸化マンガンがよく用いられている。
従来から、正極活物質に二酸化マンガン、負極活物質に亜鉛、および電解液にアルカリ水溶液を備えたアルカリ一次電池が、幅広く普及し、使用されている。このアルカリ一次電池は、優れた強負荷放電性能を有するため、例えば、デジタルカメラ、情報通信端末、MDプレーヤー、液晶テレビなどの携帯機器の電源として幅広く用いられている。そして、近年、携帯機器の高性能化に伴い、その電源であるアルカリ一次電池に対してさらなる高性能・高容量化が求められている。
Conventionally, manganese dioxide has been used as a positive electrode active material for alkaline primary batteries. Various studies have been actively conducted on manganese dioxide. Depending on the crystal structure of manganese dioxide, α-type, β-type, γ-type, δ-type, ε-type, η-type, λ-type, ramsdellite-type, etc. are categorized. Moreover, electrolytic manganese dioxide is often used as the positive electrode active material because it can be easily mass-produced and is inexpensive.
Conventionally, an alkaline primary battery including manganese dioxide as a positive electrode active material, zinc as a negative electrode active material, and an alkaline aqueous solution as an electrolytic solution has been widely spread and used. Since the alkaline primary battery has excellent heavy load discharge performance, it is widely used as a power source for portable devices such as digital cameras, information communication terminals, MD players, and liquid crystal televisions. In recent years, with higher performance of portable devices, higher performance and higher capacity are required for alkaline primary batteries that are power sources.

このような要求に対しては、正極活物質および負極活物質の利用率の向上、正極活物質および負極活物質の充填性の改善などが検討されている。具体的には、例えば、正極合剤中の二酸化マンガン含有率の向上(特許文献1)、ハイレートパルス特性の向上を目的としたマンガン酸化物の電解条件の最適化(特許文献2)が検討されている。さらには、例えば、非水系二次電池に関して、化学二酸化マンガンの350〜430℃での熱処理(特許文献3)、リチウムをドープした化学二酸化マンガンの熱処理(特許文献4)、リチウムイオンをドープしたα型あるいはδ型二酸化マンガンの使用(特許文献5)、スピネル型、λ型、またはこれらの中間的な結晶構造を有する二酸化マンガンの使用(特許文献6)が検討されている。   In response to such a demand, improvement in utilization of the positive electrode active material and the negative electrode active material, improvement in filling properties of the positive electrode active material and the negative electrode active material, and the like have been studied. Specifically, for example, optimization of manganese oxide electrolysis conditions (Patent Document 2) for the purpose of improving the content of manganese dioxide in the positive electrode mixture (Patent Document 1) and improving the high-rate pulse characteristics has been studied. ing. Furthermore, for example, regarding non-aqueous secondary batteries, heat treatment of chemical manganese dioxide at 350 to 430 ° C. (Patent Document 3), heat treatment of chemical manganese dioxide doped with lithium (Patent Document 4), α doped with lithium ions The use of type or δ type manganese dioxide (Patent Document 5), spinel type, λ type, or the use of manganese dioxide having an intermediate crystal structure (Patent Document 6) has been studied.

λ型二酸化マンガンについては、上記以外にも、非水系二次電池において、λ型二酸化マンガンの持つ高電圧特性および結晶構造に着目したサイクル特性の改善が検討されている(特許文献7)。さらに、水溶液系一次電池のアルカリボタン型電池に関して、λ型二酸化マンガンおよびγ型二酸化マンガンを正極活物質に用いることによる高容量化が検討されている(特許文献8)。   Regarding λ-type manganese dioxide, in addition to the above, improvement of cycle characteristics focusing on the high voltage characteristics and crystal structure of λ-type manganese dioxide in non-aqueous secondary batteries has been studied (Patent Document 7). Furthermore, regarding the alkaline button type battery of the aqueous solution type primary battery, the increase in capacity by using λ-type manganese dioxide and γ-type manganese dioxide as the positive electrode active material has been studied (Patent Document 8).

また、オキシ水酸化ニッケルは、二酸化マンガンよりも高電位であるため、電池の高出力化および強負荷放電特性の向上を目的として、正極活物質にオキシ水酸化ニッケルを用いることが古くから知られている(特許文献9)。近年においても、例えば、正極ケース内面における導電性被膜の形成(特許文献10)、メカノケミカル法によるオキシ水酸化ニッケル表面への導電性物質の形成(特許文献11)、正極合剤へのフラーレンの添加(特許文献12)などが検討されている。さらには、正極活物質にオキシ水酸化ニッケルを単独で使用する場合(特許文献13)、またはオキシ水酸化ニッケルと二酸化マンガンとを混合して使用する場合(特許文献14)が検討されている。
特許第3406782号明細書 特開2004−137129号公報 特開昭62−108456号公報 特開昭62−108457号公報 特開昭63−148550号公報 特開昭63−187569号公報 特許第2807481号明細書 米国特許2004−0058242号公報 特開昭57−72266号公報 特許第3552194号明細書 特開2003−272617号公報 特開2004−139807号公報 特開2003−272617号公報 特許第3552194号明細書
In addition, since nickel oxyhydroxide has a higher potential than manganese dioxide, it has long been known to use nickel oxyhydroxide as a positive electrode active material for the purpose of increasing battery output and improving heavy load discharge characteristics. (Patent Document 9). Also in recent years, for example, formation of a conductive film on the inner surface of the positive electrode case (Patent Document 10), formation of a conductive material on the nickel oxyhydroxide surface by a mechanochemical method (Patent Document 11), and fullerene in the positive electrode mixture Addition (Patent Document 12) and the like have been studied. Furthermore, a case where nickel oxyhydroxide is used alone as the positive electrode active material (Patent Document 13), or a case where nickel oxyhydroxide and manganese dioxide are mixed and used (Patent Document 14) has been studied.
Japanese Patent No. 34066782 JP 2004-137129 A JP-A-62-108456 JP 62-108457 A JP 63-148550 A Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-187469 Japanese Patent No. 2807482 US Patent No. 2004-0058242 JP-A-57-72266 Japanese Patent No. 3552194 JP 2003-272617 A JP 2004-139807 A JP 2003-272617 A Japanese Patent No. 3552194

しかしながら、オキシ水酸化ニッケルは、放電時に電子伝導性の低い水酸化ニッケルに変化するため、放電の進行にともない電池の内部抵抗が上昇し、放電末期に電池電圧が急激に降下しやすい。特に、最近、普及が著しいデジタルカメラは小型化、高機能化の傾向にあり、かつ撮影枚数を多くするために、電池にはさらなる強負荷放電特性の向上および高容量化が要望されている。従って、正極にオキシ水酸化ニッケルを用いただけでは、上記要望を満たすことは困難である。   However, since nickel oxyhydroxide changes to nickel hydroxide having low electron conductivity at the time of discharge, the internal resistance of the battery increases with the progress of discharge, and the battery voltage tends to drop rapidly at the end of discharge. In particular, recently, digital cameras that are remarkably widespread tend to be miniaturized and highly functional, and in order to increase the number of shots, batteries are required to have further improved heavy load discharge characteristics and higher capacities. Therefore, it is difficult to satisfy the above-mentioned requirements only by using nickel oxyhydroxide for the positive electrode.

そこで、本発明は、上記従来の問題点を解決するために、放電時における電池の内部抵抗の増大が抑制され、強負荷放電特性に優れたアルカリ一次電池を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an alkaline primary battery that suppresses an increase in internal resistance of the battery during discharge and is excellent in heavy load discharge characteristics in order to solve the above-described conventional problems.

上記目的を達成するために、本発明のアルカリ一次電池は、正極と、負極と、アルカリ電解液と、前記正極と負極との間に配されるセパレータとを具備し、前記正極は、オキシ水酸化ニッケルと、Mnの一部がNi、Co、Ti、Fe、Mg、Zn、およびSnからなる群より選ばれる少なくとも1種の異種元素で置換されたλ型二酸化マンガンとを含むことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the alkaline primary battery of the present invention comprises a positive electrode, a negative electrode, an alkaline electrolyte, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode. Characterized in that it contains nickel oxide and λ-type manganese dioxide in which a part of Mn is substituted with at least one different element selected from the group consisting of Ni, Co, Ti, Fe, Mg, Zn, and Sn. To do.

本発明によれば、Mnの一部がNi、Co、Ti、Fe、Mg、Zn、およびSnからなる群より選ばれる少なくとも1種の異種元素で置換されたλ型二酸化マンガンを、オキシ水酸化ニッケルを含む正極に添加することにより、放電時における電池の内部抵抗の増大を大幅に抑制することができ、放電末期における電圧降下を大幅に抑制することができるため、優れた強負荷放電特性が得られる。   According to the present invention, λ-type manganese dioxide in which a part of Mn is substituted with at least one different element selected from the group consisting of Ni, Co, Ti, Fe, Mg, Zn, and Sn By adding to the positive electrode containing nickel, the increase in the internal resistance of the battery during discharge can be significantly suppressed, and the voltage drop at the end of discharge can be greatly suppressed. can get.

本発明のアルカリ一次電池は、正極と、負極と、アルカリ電解液と、前記正極と負極との間に配されるセパレータとを具備し、前記正極は、オキシ水酸化ニッケルおよびλ型二酸化マンガンを含み、前記λ型二酸化マンガンにおけるMnの一部がNi、Co、Ti、Fe、Mg、Zn、およびSnからなる群より選ばれる少なくとも1種の異種元素で置換されている点に特徴を有する。
オキシ水酸化ニッケルを正極活物質に用いた場合でも、正極に上記λ型二酸化マンガンを添加することにより、放電の進行にともなう電池の内部抵抗の増大を大幅に抑制し、放電末期における電池電圧の急激な降下を大幅に抑制することができ、優れた強負荷放電特性が得られる。
An alkaline primary battery according to the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, an alkaline electrolyte, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode. The positive electrode includes nickel oxyhydroxide and λ-type manganese dioxide. In addition, a feature is that a part of Mn in the λ-type manganese dioxide is substituted with at least one different element selected from the group consisting of Ni, Co, Ti, Fe, Mg, Zn, and Sn.
Even when nickel oxyhydroxide is used as the positive electrode active material, by adding the above-mentioned λ-type manganese dioxide to the positive electrode, the increase in the internal resistance of the battery with the progress of discharge is greatly suppressed, and the battery voltage at the end of discharge is reduced. Rapid drop can be greatly suppressed, and excellent heavy load discharge characteristics can be obtained.

オキシ水酸化ニッケルを用いた正極に上記λ型二酸化マンガンを添加すると、電池の内部抵抗の上昇が抑制されるメカニズムは明らかではないが、以下のように推察される。硫酸処理によりリチウムが取り除かれることで、上記λ型二酸化マンガンの格子間が収縮する。放電時に、収縮した上記λ型二酸化マンガンにプロトンが侵入してその格子間が膨脹する。この膨脹により、オキシ水酸化ニッケルと、γ型二酸化マンガンおよび黒鉛との接触が良好となる。このため、放電にともなう電池の内部抵抗の増大が抑制されると考えられる。
また、上記λ型二酸化マンガンは電池の充放電反応に寄与する正極活物質としても作用する。
The mechanism by which the increase in the internal resistance of the battery is suppressed when the λ-type manganese dioxide is added to the positive electrode using nickel oxyhydroxide is not clear, but is presumed as follows. By removing lithium by the sulfuric acid treatment, the lattice spacing of the λ-type manganese dioxide contracts. During discharge, protons enter the contracted λ-type manganese dioxide and the interstitial spaces expand. This expansion provides good contact between the nickel oxyhydroxide and the γ-type manganese dioxide and graphite. For this reason, it is thought that increase of the internal resistance of the battery accompanying discharge is suppressed.
The λ-type manganese dioxide also acts as a positive electrode active material that contributes to the charge / discharge reaction of the battery.

電池の内部抵抗上昇を抑制する効果が十分であり、良好な強負荷放電特性が得られる点で、正極中のλ型二酸化マンガンの含有量はオキシ水酸化ニッケルおよびλ型二酸化マンガンの合計100重量部あたり0.5〜25重量部が好ましい。正極中のλ型二酸化マンガンの含有量がオキシ水酸化ニッケルおよびλ型二酸化マンガンの合計100重量部あたり0.5重量部未満であると、放電時の電池の内部抵抗の増大を抑制する効果が小さくなる。正極中のλ型二酸化マンガンの含有量がオキシ水酸化ニッケルおよびλ型二酸化マンガンの合計100重量部あたり25重量部を超えると、高容量を有するオキシ水酸化ニッケル含有量が相対的に減少するため、電池容量が増加する効果が小さくなる。
さらに、強負荷放電特性が大幅に向上するため、正極中のλ型二酸化マンガン含有量は1〜10重量部がより好ましい。
The content of λ-type manganese dioxide in the positive electrode is 100 weights in total of nickel oxyhydroxide and λ-type manganese dioxide in that the effect of suppressing an increase in the internal resistance of the battery is sufficient and good heavy load discharge characteristics are obtained. 0.5 to 25 parts by weight per part is preferred. When the content of λ-type manganese dioxide in the positive electrode is less than 0.5 parts by weight per 100 parts by weight of the total of nickel oxyhydroxide and λ-type manganese dioxide, the effect of suppressing the increase in the internal resistance of the battery during discharge is obtained. Get smaller. When the content of λ-type manganese dioxide in the positive electrode exceeds 25 parts by weight per 100 parts by weight of the total of nickel oxyhydroxide and λ-type manganese dioxide, the content of nickel oxyhydroxide having a high capacity is relatively reduced. The effect of increasing battery capacity is reduced.
Furthermore, since the heavy load discharge characteristics are greatly improved, the content of λ-type manganese dioxide in the positive electrode is more preferably 1 to 10 parts by weight.

上記λ型二酸化マンガンは、例えば、一般式:Lix[MyMn2-y]O4(0<x≦0.5および0.02≦y≦0.5であり、Mは、Ni、Co、Ti、Fe、Mg、Zn、およびSnからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素である。)で表されるものが好ましい。上記元素Mのなかでも、Niがより好ましい。
x=0および0.5<xでは、上述した、放電時の上記λ型二酸化マンガンの格子間の膨張が十分でないため、電池の内部抵抗の上昇を抑制する効果が小さくなる。
y<0.02では、上述した、放電時の上記λ型二酸化マンガンの格子間の膨張が十分でないため、電池の内部抵抗の上昇を抑制する効果が小さくなる。一方、0.5<yでは、λ型二酸化マンガンの容量が減少する。
The λ-type manganese dioxide has, for example, a general formula: Li x [M y Mn 2-y ] O 4 (0 <x ≦ 0.5 and 0.02 ≦ y ≦ 0.5, where M is Ni, And at least one element selected from the group consisting of Co, Ti, Fe, Mg, Zn, and Sn. Among the elements M, Ni is more preferable.
When x = 0 and 0.5 <x, the above-described expansion between the lattices of the λ-type manganese dioxide at the time of discharge is not sufficient, and thus the effect of suppressing an increase in the internal resistance of the battery is small.
When y <0.02, the above-described expansion between the lattices of the λ-type manganese dioxide at the time of discharge is not sufficient, and thus the effect of suppressing an increase in the internal resistance of the battery is reduced. On the other hand, when 0.5 <y, the capacity of λ-type manganese dioxide decreases.

本発明のアルカリ一次電池に用いられる上記λ型二酸化マンガンは、例えば、上述のようにLix[MyMn2-y]O4(0<x≦0.5)で表され、リチウムの一部が脱ドープされた欠陥のあるスピネル型構造を有する。スピネル型構造は、複酸化物であるLiMn24などのAB24型の化合物(AとBは金属元素)にみられる代表的な結晶構造型の一つとして知られている。 The λ type manganese dioxide to be used in alkaline primary battery of the present invention, for example, represented by as described above Li x [M y Mn 2- y] O 4 (0 <x ≦ 0.5), the lithium primary The part has a spinel structure with a defect which is undope. The spinel structure is known as one of typical crystal structure types found in AB 2 O 4 type compounds (A and B are metal elements) such as LiMn 2 O 4 which is a double oxide.

上記λ型二酸化マンガン(欠陥を有するスピネル型構造)では、Mnカチオンはすべて4価であり、欠陥を有しないスピネル型構造のLix[MyMn2-y]O4では、3価および4価のMnカチオンが混在していると考えられている。スピネル型Lix[MyMn2-y]O4では、Liが四面体中心に位置し、Mnがお互いに稜を共有した八面体サイトに位置しているため、一部のリチウムが脱ドープされてもスピネル構造は維持される。このため、Lix[MyMn2-y]O4は、一部のリチウムが脱ドープされた欠陥を有する場合でも、欠陥を有しない場合とほぼ同様のX線回折パターンを示す。欠陥を有する場合は、リチウムが脱ドープにより取り除かれて、格子間が収縮することにより、X線回折ピークの位置が欠陥を有しない場合よりも低角度側にシフトする。 In the above-mentioned λ-type manganese dioxide (spinel structure having defects), all the Mn cations are tetravalent, and in the case of spinel structure Li x [M y Mn 2-y ] O 4 having no defects, trivalent and 4 It is thought that valent Mn cations are mixed. In spinel Li x [M y Mn 2- y] O 4, Li is located in the tetrahedral center, since Mn is located in octahedral sites sharing edges to each other, a part of the lithium is dedoped However, the spinel structure is maintained. For this reason, Li x [M y Mn 2− y ] O 4 exhibits an X-ray diffraction pattern that is almost the same as that in the case of having no defects even when some of the lithium has a dedoped defect. When there is a defect, lithium is removed by dedoping and the interstitial space shrinks, so that the position of the X-ray diffraction peak is shifted to a lower angle side than when there is no defect.

上記λ型二酸化マンガンは、例えば、Ni、Co、Ti、Fe、Mg、Zn、SnのようなMnの一部を異種元素で置換したリチウムマンガンスピネルを酸あるいは過塩素酸ナトリウムのような酸化剤で処理することにより得られる。Mnの一部を異種元素で置換したリチウムマンガンスピネルは、例えば、Li源であるLi2CO3のようなLi塩および、Mn源であるMnO2やMnCo3に、Ni(OH)2のような異種元素を含む水酸化物や酸化物を混合し、その混合物を空気中で焼成することにより得られる。これ以外にも、共沈法によって得られたMn(OH)2におけるMnの一部が異種元素で置換されたものなどをMn源とすることにより、純度の高い化合物を得ることができる。
λ型二酸化マンガンは、例えば電解二酸化マンガンである。
The above-mentioned λ-type manganese dioxide can be obtained by using lithium manganese spinel in which a part of Mn such as Ni, Co, Ti, Fe, Mg, Zn and Sn is substituted with a different element as an oxidizing agent such as acid or sodium perchlorate. It is obtained by processing with. Lithium manganese spinel in which a part of Mn is substituted with a different element includes, for example, a Li salt such as Li 2 CO 3 that is a Li source, MnO 2 and MnCo 3 that are Mn sources, and Ni (OH) 2 . It can be obtained by mixing hydroxides and oxides containing different kinds of different elements and firing the mixture in air. In addition to this, a compound having a high purity can be obtained by using, as a Mn source, a substance in which a part of Mn in Mn (OH) 2 obtained by the coprecipitation method is substituted with a different element.
The λ-type manganese dioxide is, for example, electrolytic manganese dioxide.

また、放電特性がさらに向上するため、上記正極は、さらに正極活物質としてγ型二酸化マンガンを含むのが好ましい。
正極中のλ型二酸化マンガン含有量は、オキシ水酸化ニッケル、λ型二酸化マンガン、およびγ型二酸化マンガンの合計100重量部あたり0.5〜25重量部であるのが好ましい。さらに、強負荷放電特性が大幅に向上するため、正極中のλ型二酸化マンガン含有量は、オキシ水酸化ニッケル、λ型二酸化マンガン、およびγ型二酸化マンガンの合計100重量部あたり1〜10重量部であるのがより好ましい。
In order to further improve the discharge characteristics, the positive electrode preferably further contains γ-type manganese dioxide as a positive electrode active material.
The λ-type manganese dioxide content in the positive electrode is preferably 0.5 to 25 parts by weight per 100 parts by weight in total of nickel oxyhydroxide, λ-type manganese dioxide, and γ-type manganese dioxide. Furthermore, since the heavy load discharge characteristics are greatly improved, the content of λ-type manganese dioxide in the positive electrode is 1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight in total of nickel oxyhydroxide, λ-type manganese dioxide, and γ-type manganese dioxide. It is more preferable that

また、正極中における、オキシ水酸化ニッケル、λ型二酸化マンガン、およびγ型二酸化マンガンの含有量は、オキシ水酸化ニッケル、λ型二酸化マンガン、およびγ型二酸化マンガンの合計を100重量部とした場合、オキシ水酸化ニッケルが30〜60重量部、λ型二酸化マンガンが1〜10重量部、およびγ型二酸化マンガンが30〜70重量部であるのが好ましい。   In addition, the content of nickel oxyhydroxide, λ-type manganese dioxide, and γ-type manganese dioxide in the positive electrode is based on a total of 100 parts by weight of nickel oxyhydroxide, λ-type manganese dioxide, and γ-type manganese dioxide. It is preferable that 30 to 60 parts by weight of nickel oxyhydroxide, 1 to 10 parts by weight of λ-type manganese dioxide, and 30 to 70 parts by weight of γ-type manganese dioxide.

正極には、例えば、上記正極活物質粉末、導電剤として黒鉛粉末、およびアルカリ電解液の混合物からなる正極合剤が用いられる。導電剤には、例えば、黒鉛等の炭素材料が用いられる。オキシ水酸化ニッケル粉末の平均粒径は、例えば5〜35μmである。λ型二酸化マンガン粉末の平均粒径は、例えば10〜40μmである。また、黒鉛粉末の平均粒径は、例えば5〜30μmである。   For the positive electrode, for example, a positive electrode mixture made of a mixture of the positive electrode active material powder, a graphite powder as a conductive agent, and an alkaline electrolyte is used. For the conductive agent, for example, a carbon material such as graphite is used. The average particle diameter of the nickel oxyhydroxide powder is, for example, 5 to 35 μm. The average particle diameter of the λ-type manganese dioxide powder is, for example, 10 to 40 μm. Moreover, the average particle diameter of graphite powder is 5-30 micrometers, for example.

正極合剤中の黒鉛の含有量は、正極活物質100重量部あたり3〜8重量部が好ましい。正極合剤中の黒鉛の含有量が正極活物質100重量部あたり3重量部未満であると、正極合剤の電子伝導性が低下して放電時間が短くなり、正極合剤の強度が低下する。正極合剤中の黒鉛の含有量が正極活物質100重量部あたり8重量部を超えると、相対的に活物質の量が減るため、放電時間が短くなる。   The content of graphite in the positive electrode mixture is preferably 3 to 8 parts by weight per 100 parts by weight of the positive electrode active material. When the content of graphite in the positive electrode mixture is less than 3 parts by weight per 100 parts by weight of the positive electrode active material, the electron conductivity of the positive electrode mixture is reduced, the discharge time is shortened, and the strength of the positive electrode mixture is reduced. . When the content of graphite in the positive electrode mixture exceeds 8 parts by weight per 100 parts by weight of the positive electrode active material, the amount of the active material is relatively reduced, so that the discharge time is shortened.

負極には、例えば、負極活物質として亜鉛粉末または亜鉛合金粉末、ゲル化剤としてポリアクリル酸ナトリウム、およびアルカリ電解液の混合物からなるゲル状負極が用いられる。亜鉛合金としては、例えば、In、Bi、およびAlを含むものが挙げられる。
アルカリ電解液には、水酸化カリウム水溶液または水酸化ナトリウム水溶液が用いられる。亜鉛合金または亜鉛合金粉末の平均粒径は、例えば75〜250μmである。
セパレータには、例えば、ポリビニルアルコール繊維およびレーヨン繊維を主体として混抄した不織布が用いられる。
For the negative electrode, for example, a gelled negative electrode made of a mixture of zinc powder or zinc alloy powder as a negative electrode active material, sodium polyacrylate as a gelling agent, and an alkaline electrolyte is used. Examples of the zinc alloy include those containing In, Bi, and Al.
As the alkaline electrolyte, an aqueous potassium hydroxide solution or an aqueous sodium hydroxide solution is used. The average particle diameter of the zinc alloy or zinc alloy powder is, for example, 75 to 250 μm.
For the separator, for example, a nonwoven fabric mainly composed of polyvinyl alcohol fiber and rayon fiber is used.

以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
《実施例1》
(1)λ型二酸化マンガンLix[MyMn2-y]O4の作製
電解二酸化マンガン(DELTA社製、TA)と、Li2Co3(関東化学(株)製)と、異種元素Mの水酸化物としてNi(OH)2とを、モル比Ni:Mn:Li=7:93:55の割合で混合した。この混合物を常温より10時間で850℃まで昇温した後、850℃で20時間加熱した。その後、10時間で常温まで降温し冷却した。
Examples of the present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited to these examples.
Example 1
(1) Preparation of λ-type manganese dioxide Li x [M y Mn 2-y ] O 4 Electrolytic manganese dioxide (made by DELTA, TA), Li 2 Co 3 (made by Kanto Chemical Co., Inc.), and different element M As a hydroxide, Ni (OH) 2 was mixed at a molar ratio of Ni: Mn: Li = 7: 93: 55. The mixture was heated from room temperature to 850 ° C. in 10 hours and then heated at 850 ° C. for 20 hours. Thereafter, the temperature was lowered to room temperature in 10 hours and cooled.

この生成物100gを約200mlの純水に懸濁させ、2Nの硫酸水溶液500mlをゆっくり攪拌しながら添加した。この溶液をろ過することで固体成分を分離し、純水を用いて洗浄液が中性になるまで洗浄を行った。この残留固体成分を100℃で12時間乾燥した。これにより、λ型二酸化マンガンとしてLix[MyMn2-y]O4(x=0.1、y=0.14、M=Ni)を得た。 100 g of this product was suspended in about 200 ml of pure water, and 500 ml of 2N aqueous sulfuric acid solution was added with slow stirring. The solution was filtered to separate the solid components and washed with pure water until the washing solution became neutral. This residual solid component was dried at 100 ° C. for 12 hours. As a result, Li x [M y Mn 2-y ] O 4 (x = 0.1, y = 0.14, M = Ni) was obtained as λ-type manganese dioxide.

(2)正極合剤の作製
正極活物質として、上記で得られたλ型二酸化マンガン粉末(平均粒径:20μm)、γ型二酸化マンガン粉末(平均粒径35μm)、およびオキシ水酸化ニッケル粉末(平均粒径10μm)、ならびに導電材として人造黒鉛粉末(日本黒鉛工業(株)製 SP−20)(平均粒径15μm)を表1に示す重量比で混合した。
さらに、この混合物に、正極活物質100重量部あたり電解液1重量部を加えた。電解液には、酸化亜鉛を含む40重量%の水酸化カリウム水溶液を用いた。その後、ミキサーで攪拌・混合して一定粒度に造粒した。得られた粒状物を中空円筒形に加圧成形して正極合剤を作製した。
(2) Preparation of positive electrode mixture As positive electrode active materials, λ-type manganese dioxide powder (average particle size: 20 μm), γ-type manganese dioxide powder (average particle size 35 μm) obtained above, and nickel oxyhydroxide powder ( An average particle diameter of 10 μm) and artificial graphite powder (SP-20 manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd.) (average particle diameter of 15 μm) as a conductive material were mixed at a weight ratio shown in Table 1.
Furthermore, 1 part by weight of an electrolytic solution was added to 100 parts by weight of the positive electrode active material. As the electrolytic solution, a 40 wt% potassium hydroxide aqueous solution containing zinc oxide was used. Then, it stirred and mixed with the mixer and granulated by the fixed particle size. The obtained granular material was pressure-formed into a hollow cylindrical shape to produce a positive electrode mixture.

Figure 2008034294
Figure 2008034294

(3)アルカリ一次電池の組み立て
上記で得られた正極合剤を用いて、図1に示す構造の単3形アルカリ一次電池(LR6)を以下の手順で作製した。
正極端子を兼ねる、ニッケルメッキされた鋼板からなる有底円筒状の正極ケース1の内面に黒鉛塗装膜を塗布した。その後、正極ケース1に上記で得られた正極合剤3を複数個挿入し、正極ケース1内において再加圧することにより、正極ケース1の内面に正極合剤3を密着させた。正極合剤3の中空部内に、セパレータ4と絶縁キャップ5を配置した。セパレータ4には、ポリビニルアルコール繊維およびレーヨン繊維を主体として混抄した不織布を用いた。次に、セパレータ4と正極合剤3を湿潤させる目的で電解液を注液した。電解液には、40重量%の水酸化カリウム水溶液を用いた。
(3) Assembly of Alkaline Primary Battery Using the positive electrode mixture obtained above, an AA alkaline primary battery (LR6) having the structure shown in FIG. 1 was produced by the following procedure.
A graphite coating film was applied to the inner surface of a bottomed cylindrical positive electrode case 1 made of a nickel-plated steel plate that also serves as a positive electrode terminal. Thereafter, a plurality of the positive electrode mixtures 3 obtained as described above were inserted into the positive electrode case 1 and repressurized in the positive electrode case 1, thereby bringing the positive electrode mixture 3 into close contact with the inner surface of the positive electrode case 1. In the hollow part of the positive electrode mixture 3, a separator 4 and an insulating cap 5 are arranged. For the separator 4, a non-woven fabric mainly composed of polyvinyl alcohol fiber and rayon fiber was used. Next, an electrolytic solution was injected for the purpose of wetting the separator 4 and the positive electrode mixture 3. A 40 wt% aqueous potassium hydroxide solution was used as the electrolytic solution.

その後、セパレータ4の内側にゲル状負極6を充填した。ゲル状負極6には、ゲル化剤としてのポリアクリル酸ソーダと、アルカリ電解液として40重量%の水酸化カリウム水溶液アルカリ電解液と、負極活物質とを、重量比1.5:55.0:100.0の割合で混合したものを用いた。負極活物質には、0.05重量%のIn、0.025重量%のBi、および0.003重量%のAlを含有し、Hg、Pb、およびCdを含有しない亜鉛合金粉末を用いた。   Thereafter, the gelled negative electrode 6 was filled inside the separator 4. In the gelled negative electrode 6, sodium polyacrylate as a gelling agent, a 40 wt% aqueous potassium hydroxide alkaline electrolyte as an alkaline electrolyte, and a negative electrode active material in a weight ratio of 1.5: 55.0 : A mixture of 100.0 was used. As the negative electrode active material, a zinc alloy powder containing 0.05% by weight of In, 0.025% by weight of Bi, and 0.003% by weight of Al and containing no Hg, Pb, or Cd was used.

次に、樹脂製封口体7、負極端子を兼ねる底板8、および絶縁ワッシャー9と一体化された黄銅製の負極集電体10を、ゲル状負極に挿入した。そして、正極ケース1の開口端部を樹脂製封口体7の端部を介して底板8の周縁部にかしめつけて、正極ケース1の開口部を封口した。次いで、正極ケース1の外表面を外装ラベル11で被覆した。   Next, the negative electrode current collector 10 made of brass integrated with the resin sealing body 7, the bottom plate 8 serving also as the negative electrode terminal, and the insulating washer 9 was inserted into the gelled negative electrode. Then, the opening end portion of the positive electrode case 1 was caulked to the peripheral edge portion of the bottom plate 8 via the end portion of the resin sealing body 7 to seal the opening portion of the positive electrode case 1. Next, the outer surface of the positive electrode case 1 was covered with an exterior label 11.

[評価]
上記で作製した各電池について、以下に示すパルス放電試験を20℃の環境下で行った。1500mWの定電力で2秒間放電した後、650mWの定電力で28秒間放電した。これを1サイクルとして10サイクル連続で繰り返した後、55分間休止した。そして、これを、放電電圧が1.05Vに至るまで繰り返し行い、この時の放電持続時間を測定した。なお、この放電試験は、電池をデジタルカメラに使用した場合を想定した電池の評価方法として好適であり、ANSI規格への規格化が検討されている。その放電試験結果を表1に示す。なお、表1中の放電持続時間は放電電圧が1.05Vに達するまでのサイクル数として表した。
また、上記と同じ条件でパルス放電したときの各サイクル数における電圧降下幅を測定した。なお、電圧降下幅(V)は、各サイクルにおける、1500mWの定電力で2秒放電時の放電電圧と、650mWの定電力で28秒放電時の放電電圧との差である。その結果を表2に示す。
[Evaluation]
About each battery produced above, the pulse discharge test shown below was done in a 20 degreeC environment. After discharging at a constant power of 1500 mW for 2 seconds, it was discharged at a constant power of 650 mW for 28 seconds. This was repeated as 10 cycles continuously, and then rested for 55 minutes. This was repeated until the discharge voltage reached 1.05 V, and the discharge duration at this time was measured. This discharge test is suitable as a battery evaluation method assuming that the battery is used in a digital camera, and standardization to the ANSI standard is being studied. The discharge test results are shown in Table 1. The discharge duration in Table 1 was expressed as the number of cycles until the discharge voltage reached 1.05V.
Further, the voltage drop width at each cycle number when pulse discharge was performed under the same conditions as described above was measured. The voltage drop width (V) is a difference between a discharge voltage at a constant power of 1500 mW at the time of discharge for 2 seconds and a discharge voltage at a time of discharge at 28 seconds with a constant power of 650 mW in each cycle. The results are shown in Table 2.

Figure 2008034294
Figure 2008034294

表1から、λ型二酸化マンガン、γ型二酸化マンガン、およびオキシ水酸化ニッケルをそれぞれ単独で用いた電池1〜3を比較すると、γ型二酸化マンガンを用いた電池2の放電容量は、オキシ水酸化ニッケルを用いた電池1の放電容量の約65%であり、異種元素置換λ型二酸化マンガンを用いた電池の放電容量はオキシ水酸化ニッケルを用いた電池の放電容量の約26%であり、電池1と比べて電池2および3の放電容量は低いことがわかった。   From Table 1, when comparing batteries 1 to 3 each using λ-type manganese dioxide, γ-type manganese dioxide, and nickel oxyhydroxide alone, the discharge capacity of the battery 2 using γ-type manganese dioxide is The discharge capacity of the battery 1 using nickel is about 65%, and the discharge capacity of the battery using different element-substituted λ-type manganese dioxide is about 26% of the discharge capacity of the battery using nickel oxyhydroxide. It was found that the discharge capacities of the batteries 2 and 3 were lower than those of 1.

λ型二酸化マンガン5重量部を、オキシ水酸化ニッケルまたはγ型二酸化マンガン95重量部に添加した電池4および5は、λ型二酸化マンガンを添加しない電池1および2と比較して大きな放電容量を示した。また、表2から、電池1および2と比べて、電池4および5では、放電時の電圧降下幅が小さいことがわかった。特に、本発明の実施例の電池4では、優れた強負荷放電特性を示した。   Batteries 4 and 5 in which 5 parts by weight of λ-type manganese dioxide were added to 95 parts by weight of nickel oxyhydroxide or γ-type manganese dioxide showed a larger discharge capacity than batteries 1 and 2 to which λ-type manganese dioxide was not added. It was. Further, from Table 2, it was found that the voltage drop width during discharge was smaller in the batteries 4 and 5 than in the batteries 1 and 2. In particular, the battery 4 of the example of the present invention showed excellent heavy load discharge characteristics.

《実施例2》
λ型二酸化マンガン粉末、γ型二酸化マンガン粉末、オキシ水酸化ニッケル粉末、および人造黒鉛粉末(日本黒鉛工業(株)製 SP−20)を表3に示す重量比で混合した。これ以外は、実施例1と同様の方法により電池を作製し、評価した。その評価結果を電池1〜4の結果とともに表3に示す。
Example 2
λ-type manganese dioxide powder, γ-type manganese dioxide powder, nickel oxyhydroxide powder, and artificial graphite powder (SP-20 manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd.) were mixed at a weight ratio shown in Table 3. Except for this, a battery was produced and evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 3 together with the results of batteries 1 to 4.

Figure 2008034294
Figure 2008034294

正極合剤中のγ型二酸化マンガン含有量が活物質100重量部あたり50重量部である電池13よりも、正極合剤中のλ型二酸化マンガンの含有量が活物質100重量部あたり10重量部である電池18のほうが良好な放電特性を示した。このことから、添加効果はγ型二酸化マンガンよりもλ型二酸化マンガンの方が大きいことがわかった。
また、正極合剤中のλ型二酸化マンガンまたはγ型二酸化マンガン含有量が活物質100重量部あたり25重量部未満であると、γ型二酸化マンガンよりもλ型二酸化マンガンのほうが大きな添加効果を示した。オキシ水酸化ニッケルにλ型二酸化マンガンを添加する場合、正極合剤中のλ型二酸化マンガンの含有量は活物質100重量部あたり0.5〜25重量部で効果が大きく、特に1〜10重量部でその効果が顕著にみられることがわかった。
Compared to the battery 13 in which the γ-type manganese dioxide content in the positive electrode mixture is 50 parts by weight per 100 parts by weight of the active material, the λ-type manganese dioxide content in the positive electrode mixture is 10 parts by weight per 100 parts by weight of the active material. The battery 18 as shown showed better discharge characteristics. From this, it was found that the addition effect of λ-type manganese dioxide was greater than that of γ-type manganese dioxide.
In addition, when the content of λ-type manganese dioxide or γ-type manganese dioxide in the positive electrode mixture is less than 25 parts by weight per 100 parts by weight of the active material, λ-type manganese dioxide has a larger additive effect than γ-type manganese dioxide. It was. When λ-type manganese dioxide is added to nickel oxyhydroxide, the content of λ-type manganese dioxide in the positive electrode mixture is 0.5 to 25 parts by weight per 100 parts by weight of the active material, particularly 1 to 10 weights. It was found that the effect was noticeable in the part.

《実施例3》
λ型二酸化マンガン、γ型二酸化マンガン、オキシ水酸化ニッケル、および人造黒鉛粉末(日本黒鉛工業(株)製 SP−20)を表4に示す重量比で混合した以外は実施例1と同様の方法により電池を作製し、評価した。その評価結果を電池3の結果とともに表4に示す。
Example 3
λ-type manganese dioxide, γ-type manganese dioxide, nickel oxyhydroxide, and artificial graphite powder (SP-20, manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd.) were mixed in the weight ratio shown in Table 4 in the same manner as in Example 1. A battery was prepared and evaluated. The evaluation results are shown in Table 4 together with the results of the battery 3.

Figure 2008034294
Figure 2008034294

表4より、オキシ水酸化ニッケルおよびγ型二酸化マンガンの混合物にさらにλ型二酸化マンガンを添加した電池24〜32では、実施例1および2と同様の添加効果が得られ、放電特性は表3に示すオキシ水酸化ニッケルのみにλ型二酸化マンガンを添加した場合よりも良好であることがわかった。オキシ水酸化ニッケルおよびγ型二酸化マンガンの混合物にさらにλ型二酸化マンガンを添加する場合、正極合剤中のλ型二酸化マンガンの含有量は活物質100重量部あたり0.5〜25重量部で効果が大きく、特に1〜10重量部においてその効果が顕著にみられた。実施例1および2の場合と同様に、λ型二酸化マンガンを添加すると、放電時の電圧降下幅が小さいことが確認された。   From Table 4, in the batteries 24-32 in which λ-type manganese dioxide was further added to a mixture of nickel oxyhydroxide and γ-type manganese dioxide, the same effect as in Examples 1 and 2 was obtained, and the discharge characteristics are shown in Table 3. It was found to be better than the case where λ-type manganese dioxide was added only to the nickel oxyhydroxide shown. When λ-type manganese dioxide is further added to the mixture of nickel oxyhydroxide and γ-type manganese dioxide, the content of λ-type manganese dioxide in the positive electrode mixture is 0.5 to 25 parts by weight per 100 parts by weight of the active material. The effect was particularly noticeable at 1 to 10 parts by weight. As in the case of Examples 1 and 2, it was confirmed that when λ-type manganese dioxide was added, the voltage drop width during discharge was small.

《実施例4》
電解二酸化マンガン(DELTA社製、TA)と、Li2Co3(関東化学(株)製)と、異種元素Mの水酸化物としてNi(OH)2とを、モル比Ni:Mn:Li=y:2−y:1.1の割合で混合した。この混合物を常温より10時間で850℃まで昇温した後、850℃で20時間加熱した。その後、10時間で常温まで降温し冷却した。
この生成物100gを約200mlの純水に懸濁させ、2Nの硫酸水溶液500mlをゆっくり攪拌しながら添加した。この溶液をろ過することで固体成分を分離し、純水を用いて洗浄液が中性になるまで洗浄を行った。この残留固体成分を100℃で12時間乾燥した。このようにして、表5に示すλ型二酸化マンガンLix[MyMn2-y]O4(x=0.1、M=Ni)を得た。
上記のように、λ型二酸化マンガンLix[MyMn2-y]O4における異種元素のMnに対する置換量y/2×100(原子%)を表5に示す値に変えた以外は実施例1の電池4と同様の方法により電池を作製し、評価した。その評価結果を表5に示す。
Example 4
Electrolytic manganese dioxide (manufactured by DELTA, TA), Li 2 Co 3 (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) and Ni (OH) 2 as a hydroxide of the different element M, molar ratio Ni: Mn: Li = Mixing was performed at a ratio of y: 2-y: 1.1. The mixture was heated from room temperature to 850 ° C. in 10 hours and then heated at 850 ° C. for 20 hours. Thereafter, the temperature was lowered to room temperature in 10 hours and cooled.
100 g of this product was suspended in about 200 ml of pure water, and 500 ml of 2N aqueous sulfuric acid solution was added with slow stirring. The solution was filtered to separate the solid components and washed with pure water until the washing solution became neutral. This residual solid component was dried at 100 ° C. for 12 hours. In this way, λ-type manganese dioxide Li x [M y Mn 2-y ] O 4 (x = 0.1, M = Ni) shown in Table 5 was obtained.
As described above, except that λ type manganese dioxide Li x [M y Mn 2- y] O substitution amount to Mn of the different element in the 4 y / 2 × 100 (atomic%) was changed to the values shown in Table 5 implementation A battery was prepared and evaluated in the same manner as the battery 4 of Example 1. The evaluation results are shown in Table 5.

Figure 2008034294
Figure 2008034294

Mnの1〜25原子%を異種元素Niで置換したλ型二酸化マンガンを用いた電池4および34〜37は優れた放電特性を示した。   Batteries 4 and 34 to 37 using λ-type manganese dioxide in which 1 to 25 atomic% of Mn was substituted with a different element Ni exhibited excellent discharge characteristics.

《実施例5》
電解二酸化マンガン(DELTA社製、TA)と、Li2Co3(関東化学(株)製)と、異種元素Mの水酸化物とを、モル比M:Mn:Li=7:93:55の割合で混合した。この混合物を常温より10時間で850℃まで昇温した後、850℃で20時間加熱した。その後、10時間で常温まで降温し冷却した。
この生成物100gを約200mlの純水に懸濁させ、2Nの硫酸水溶液500mlをゆっくり攪拌しながら添加した。この溶液をろ過することで固体成分を分離し、純水を用いて洗浄液が中性になるまで洗浄を行った。この残留固体成分を100℃で12時間乾燥した。これにより、λ型二酸化マンガンとしてLix[MyMn2-y]O4(x=0.1、y=0.14)を得た。
Example 5
Electrolytic manganese dioxide (manufactured by DELTA, TA), Li 2 Co 3 (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.), and a hydroxide of a different element M having a molar ratio M: Mn: Li = 7: 93: 55 Mixed in proportion. The mixture was heated from room temperature to 850 ° C. in 10 hours and then heated at 850 ° C. for 20 hours. Thereafter, the temperature was lowered to room temperature in 10 hours and cooled.
100 g of this product was suspended in about 200 ml of pure water, and 500 ml of 2N aqueous sulfuric acid solution was added with slow stirring. The solution was filtered to separate the solid components and washed with pure water until the washing solution became neutral. This residual solid component was dried at 100 ° C. for 12 hours. Thus, Li x [M y Mn 2 -y] O 4 (x = 0.1, y = 0.14) as a λ-type manganese dioxide was obtained.

また、2種類の異種元素を組み合わせて用いる場合は、2種の異種元素のモル比は1:1とした。例えば、電池45では、2種類の異種元素をM1およびM2とすると、Lix[M1y/2M2y/2Mn2-y]O4(x=0.1、y=0.14、M1=Ni、M2=Co)と表されるλ型二酸化マンガンを得た。
上記のようにして、λ型二酸化マンガンLix[MyMn2-y]O4(x=0.1、y=0.14)における異種元素Mを表6に示す元素に変えた以外は実施例1の電池4と同様の方法により電池を作製し、評価した。その評価結果を電池4の結果とともに表6に示す。
When two kinds of different elements are used in combination, the molar ratio of the two kinds of different elements is 1: 1. For example, in the battery 45, assuming that two kinds of different elements are M1 and M2, Li x [M1 y / 2 M2 y / 2 Mn 2-y ] O 4 (x = 0.1, y = 0.14, M1) = Ni, M2 = Co) was obtained.
As described above, lambda-type manganese dioxide Li x [M y Mn 2- y] O 4 (x = 0.1, y = 0.14) except for changing the different element M to the element shown in Table 6 in the A battery was produced and evaluated in the same manner as the battery 4 of Example 1. The evaluation results are shown in Table 6 together with the results of the battery 4.

Figure 2008034294
Figure 2008034294

上記λ型二酸化マンガンの異種元素MがNi、Co、Ti、Fe、Mg、Zn、またはSnである電池4、38〜43では、いずれも良好な強負荷放電特性を示した。また、2種類の異種元素を組み合わせて用いた電池44〜46でも、良好な強負荷放電特性を示した。
上記以外でも、異種元素MがNi、Co、Ti、Fe、Mg、Zn、およびSnからなる群より選択された少なくとも1種の元素であれば、上記と同様の良好な強負荷放電特性が得られる。
The batteries 4, 38 to 43, in which the different element M of the λ-type manganese dioxide is Ni, Co, Ti, Fe, Mg, Zn, or Sn, all showed good heavy load discharge characteristics. Also, batteries 44 to 46 using a combination of two different kinds of elements showed good heavy load discharge characteristics.
In addition to the above, if the different element M is at least one element selected from the group consisting of Ni, Co, Ti, Fe, Mg, Zn, and Sn, good heavy load discharge characteristics similar to the above can be obtained. It is done.

本発明のアルカリ一次電池は、放電時における電池の内部抵抗の上昇が抑制され、優れた強負荷放電特性を有するため、デジタルカメラなどの電源として好適に用いられる。   The alkaline primary battery of the present invention is suitably used as a power source for a digital camera or the like because it suppresses an increase in the internal resistance of the battery during discharge and has excellent heavy load discharge characteristics.

本発明の実施例のアルカリ一次電池の一部を断面にした正面図である。It is the front view which made some alkaline primary batteries of the example of the present invention into the section.

符号の説明Explanation of symbols

1 正極ケース
2 黒鉛塗装膜
3 正極合剤
4 セパレータ
5 絶縁キャップ
6 ゲル状負極
7 樹脂製封口体
8 底板
9 絶縁ワッシャー
10 負極集電体
11 外装ラベル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positive electrode case 2 Graphite coating film 3 Positive electrode mixture 4 Separator 5 Insulation cap 6 Gel-like negative electrode 7 Resin sealing body 8 Bottom plate 9 Insulation washer 10 Negative electrode current collector 11 Exterior label

Claims (8)

正極と、負極と、アルカリ電解液と、前記正極と負極との間に配されるセパレータとを具備するアルカリ一次電池であって、
前記正極は、オキシ水酸化ニッケルおよびλ型二酸化マンガンを含み、
前記λ型二酸化マンガンにおけるMnの一部がNi、Co、Ti、Fe、Mg、Zn、およびSnからなる群より選ばれる少なくとも1種の異種元素で置換されたことを特徴とするアルカリ一次電池。
An alkaline primary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, an alkaline electrolyte, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode,
The positive electrode includes nickel oxyhydroxide and λ-type manganese dioxide,
An alkaline primary battery, wherein a part of Mn in the λ-type manganese dioxide is substituted with at least one different element selected from the group consisting of Ni, Co, Ti, Fe, Mg, Zn, and Sn.
前記異種元素のMnに対する置換量が1〜25原子%である請求項1記載のアルカリ一次電池。   The alkaline primary battery according to claim 1, wherein the amount of substitution of the different element for Mn is 1 to 25 atomic%. 前記正極中のλ型二酸化マンガン含有量は、前記オキシ水酸化ニッケルおよび前記λ型二酸化マンガンの合計100重量部あたり0.5〜25重量部である請求項1記載のアルカリ一次電池。   2. The alkaline primary battery according to claim 1, wherein the content of λ-type manganese dioxide in the positive electrode is 0.5 to 25 parts by weight per 100 parts by weight in total of the nickel oxyhydroxide and the λ-type manganese dioxide. 前記正極中のλ型二酸化マンガン含有量は、前記オキシ水酸化ニッケルおよび前記λ型二酸化マンガンの合計100重量部あたり1〜10重量部である請求項1記載のアルカリ一次電池。   2. The alkaline primary battery according to claim 1, wherein the content of λ-type manganese dioxide in the positive electrode is 1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight in total of the nickel oxyhydroxide and the λ-type manganese dioxide. 前記正極は、さらにγ型二酸化マンガンを含む請求項1記載のアルカリ一次電池。   The alkaline primary battery according to claim 1, wherein the positive electrode further contains γ-type manganese dioxide. 前記正極中のλ型二酸化マンガン含有量は、前記オキシ水酸化ニッケル、前記λ型二酸化マンガン、および前記γ型二酸化マンガンの合計100重量部あたり0.5〜25重量部である請求項5記載のアルカリ一次電池。   The content of λ-type manganese dioxide in the positive electrode is 0.5 to 25 parts by weight per 100 parts by weight in total of the nickel oxyhydroxide, the λ-type manganese dioxide, and the γ-type manganese dioxide. Alkaline primary battery. 前記正極中のλ型二酸化マンガン含有量は、前記オキシ水酸化ニッケル、前記λ型二酸化マンガン、および前記γ型二酸化マンガンの合計100重量部あたり1〜10重量部である請求項5記載のアルカリ一次電池。   The alkali primary according to claim 5, wherein the content of λ-type manganese dioxide in the positive electrode is 1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight in total of the nickel oxyhydroxide, the λ-type manganese dioxide, and the γ-type manganese dioxide. battery. 前記λ型二酸化マンガンが電解二酸化マンガンである請求項1記載のアルカリ一次電池。   The alkaline primary battery according to claim 1, wherein the λ-type manganese dioxide is electrolytic manganese dioxide.
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