專利名稱：堿性電池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及堿性電池，尤其涉及負荷特性優(yōu)良、抑制短路時的發(fā)熱而確保了高安全性的堿性電池。
背景技術：
以鋅作為負極活物質的堿性電池在各種電子機器中用作電源，對應于這樣的用途要求其具有各種特性。特別是近年來迅速普及的數碼相機中，為了能拍攝盡可能多的照片，要求更加提高電池的大容量化和大電流放電特性等負荷特性，目前正在研討可以滿足這些要求的電池設計。
作為這種提高堿性電池的負荷特性的方法，已知有改良正極和改良負極的鋅的方法。
例如，已有的技術方案(特開10-228899號公報)提出將作為正極活物質的二氧化錳的粒密度控制在特定的范圍內，可以改善電池復合特性。
另外，還提出了對于使用鋅粒子或者鋅合金粒子的電池，通過使這些粒子的粒徑比以往的更加細微，來改善電池的負荷特性的技術(特表2001-512284號公報)。

發(fā)明內容
但是，如果將在負極中使用的鋅粒子、鋅合金粒子細微化，則由于負極上的鋅的反應面積增大，使得電池的負荷特性提高，并且還引起在短路時由于激烈的放電反應而產生的發(fā)熱的問題。
在負極上使用了鋅粒子、鋅合金粒子的堿性電池，如果發(fā)生短路，由放電形成的氧化鋅就被還原而生成鋅，其被腐蝕而激烈地產生氣體，導致電池罐膨脹、破裂。例如在筒形堿性電池中采用如圖3所示的結構，在有底的筒形外裝罐1(電池罐)中，填裝了包括正極2、隔膜3、負極4的發(fā)電要素，在外裝罐1的開口端部1a上安裝負極端子板7，由封口體進行封口。作為該封口體，使用具有薄壁部分63的樹脂制封口體6。在圖3中所示構造的堿性電池中，在發(fā)生短路而激烈地產生氣體時，樹脂制封口體6的薄壁部分63優(yōu)先破裂，氣體通過金屬墊圈9的通氣孔91以及負極端子板7的通氣孔71向電池外排出，從而使得電池內壓下降，通過這樣的防爆機構的工作，可以防止外裝罐的膨脹、破裂。
但是，如果將在負極中使用的鋅粒子、鋅合金粒子細微化，會增大在短路時的發(fā)熱量，上述的樹脂制封口體6發(fā)生軟化，如圖3所示發(fā)生變形，因此在規(guī)定的壓力下薄壁部分63也不發(fā)生開裂，無法降低電池的內壓，不能充分抑制電池的破裂。
鑒于上述現(xiàn)象，本發(fā)明的目的是提供具備了具有鋅粒子或者鋅合金粒子的負極，負荷特性、安全性優(yōu)良的堿性電池。
能夠實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的堿性電池，是具備了具有鋅粒子或者鋅合金粒子的負極和具有防爆用薄壁部分的樹脂制封口體的堿性電池，其特征在于，所述負極具有的鋅粒子或者鋅合金粒子全部可以通過80目網篩，并且通過200目網篩的比例為大于等于20質量％且小于80質量％。
也就是說，本發(fā)明中，通過將能夠起到負極活物質的作用的鋅粒子或者鋅合金粒子(以下統(tǒng)稱為“鋅系粒子”)規(guī)定為如上述的特定形態(tài)，可以控制放電時和短路時的負極的反應性。這樣，在堿性電池正常放電的狀況下，可以發(fā)揮優(yōu)良的負極特性。另外，在電池短路時，該發(fā)熱量減少，可以抑制電池溫度的上升，即使電池內激烈地產生氣體，也可以防止具有防爆用薄壁部分的樹脂制封口體的軟化(伸長)，產生如圖3那樣的先前的封口體的開裂，可以抑制電池內壓的上升。這樣，在短路時，由于電池的防爆機構可以正常工作，而防止了電池的破裂。
還有，本說明書中所述的“短路”所指的狀態(tài)是，電池外裝體的正極(例如后述圖1中的外裝罐1)和負極(例如圖1中的負極端子板7)通過外部連接直接連接，即所謂的外部短路，這時所流通的最大電流為大于等于10A的大電流。
根據本發(fā)明，可以提供具有優(yōu)良負荷特性，并且在短路時可以抑制破裂的安全性高的堿性電池。


圖1是表示本發(fā)明的堿性電池的一例的斷面圖。
圖2是表示本發(fā)明的堿性電池的另一例的斷面圖。
圖3是用于說明以往堿性電池的問題的部分斷面圖。
圖4是表示實施例3和比較例2的堿性電池在短路時外裝罐表面溫度從短路開始發(fā)生的變化的曲線。
圖中，1為外裝罐，2為正極，3為隔膜，4為負極，5為負極集電棒，6為樹脂制封口體，7為負極端子板，8為絕緣板，9為金屬墊圈，63為防爆用薄壁部分。
具體實施例方式
以下，詳細地說明本發(fā)明的堿性電池的構成。
負極本發(fā)明的堿性電池所涉及的負極，由作為活物質的鋅粒子或者鋅合金粒子、堿性電解液、含有凝膠化劑的凝膠狀負極合劑構成。
還有，從抑制由負極活物質和電解液的反應而產成氣體的觀點出發(fā)，鋅系粒子優(yōu)選為含有以銦、鉍或者鋁等元素為合金成分的鋅合金粒子。鋅合金粒子中的這些元素的含量，例如，優(yōu)選銦為0.02～0.07質量％，優(yōu)選鉍為0.007～0.025質量％，優(yōu)選鋁為0.001～0.004質量％。鋅合金粒子可以是僅含有這些合金成分中的一種，也可以含有兩種或者兩種以上(其他成分是鋅及不可避免的雜質)。
負極所涉及的鋅系粒子，其全部可以通過80目網篩，并且可以通過200目網篩的比例為大于等于20質量％。負極所具有的鋅系粒子在達到這樣的細微形態(tài)時，由于可以增大負極活物質全體的比表面積，可以進一步有效促進在負極的反應，所以電池的負荷特性良好。在所述的鋅系粒子中，優(yōu)選能通過200目網篩的比例在大于等于30質量％。
而且，負極所涉及的鋅系粒子中通過200目網篩的比例小于等于80質量％。通過這樣限制負極所具有的細微鋅系粒子的比例，可以將負極的反應性保持在一定的范圍，這樣在短路時電池內的發(fā)熱量就會減少，抑制電池溫度的上升，防止樹脂制封口體的軟化。還有，如果鋅系粒子中細微粒子所占的比例增大，則鋅系粒子全體的體積變大，在制造電池時鋅系粒子的操作會有困難，所以，如果鋅系粒子中的可以通過200目網篩的比例小于等于上述限定，則可以抑制鋅系粒子全體的體積增大，抑制鋅系粒子的操作性下降。
此外，隨著鋅系粒子中能通過200目網篩的比例的增加，鋅系粒子全體的比表面積增大，但由此導致鋅系粒子和電解液的反應性進一步提高，所以放電反應時所消耗的電解液的量也增加，使得電解液有點不夠。如果電解液有點不夠，則鋅系粒子作為活物質的利用率就會降低，很難提高電池的放電特性。所以，本發(fā)明的電池中，為了抑制這種電解液有點不足的現(xiàn)象發(fā)生，在提高放電特性的同時，進一步降低短路時的電池內部的發(fā)熱量，進一步提高電池的安全性，從這樣的觀點來看，鋅系粒子中可以通過200目網篩的比例優(yōu)選小于等于70質量％，更加優(yōu)選小于等于60質量％，特別優(yōu)選小于等于50質量％。
還有，由于使用了可以通過200目網篩的比例在上述特定值的鋅系粒子，因此在堿性電池的儲存中，也可以減少由于與電解液反應而產生的腐蝕所引起的氣體發(fā)生量，同時可以制備均勻且流動性良好的負極合劑。
此外，從制造電池時的操作性的方面考慮，負極所具有的鋅系粒子優(yōu)選其最小粒徑在7μm左右。
對于負極使用的電解液，優(yōu)選堿金屬的氫氧化物(氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰等)的水溶液，更加優(yōu)選氫氧化鉀的水溶液。對于電解液的濃度來說，如果是氫氧化鉀水溶液，則優(yōu)選氫氧化鉀的濃度小于等于38質量％。進而，為了提高電解液的離子傳導率而提高負極的反應性、提高電池的負荷特性、更加易于獲得抑制短路時發(fā)熱的效果，優(yōu)選氫氧化鉀的濃度小于等于35質量％，更加優(yōu)選小于等于33.5質量％。
另一方面，當負極中使用的電解液為氫氧化鉀水溶液時，氫氧化鉀的濃度越高，在儲存電池時的特性劣化就越小，所以，氫氧化鉀的濃度優(yōu)選大于等于28質量％，更加優(yōu)選大于等于30質量％。
對于負極中使用的凝膠化劑，例如可以例舉聚丙烯酸類(聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸銨等)、纖維素類(羧甲基纖維素(CMC)、甲基纖維素、羥基丙基纖維素以及這些的堿金屬鹽等)。還有，如特開2001-307746號公報中所公開的那樣，優(yōu)選并用交聯(lián)聚丙烯酸或者其鹽類型的吸水性聚合體(例如聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸銨等)和這些之外的凝膠化劑。與交聯(lián)聚丙烯酸或者其鹽類型的吸水性聚合體并用的凝膠化劑，可以例舉上述纖維素類、交聯(lián)分支型聚丙烯酸或者其鹽類(例如鈉鹽、銨鹽等)。其中，上述交聯(lián)聚丙烯酸或者其鹽類型吸水性聚合體，優(yōu)選平均粒徑為10～100μm，并且其形狀為球狀。
對于負極合劑中的鋅系粒子的含量來說，例如優(yōu)選50～75質量％。還有，負極合劑中電解液的含量，例如優(yōu)選25～50質量％。進而，負極合劑中的凝膠化劑的含量優(yōu)選為0.01～1.0質量％。
還有，負極合劑中還可以少量含有氧化銦等銦化合物、氧化鉍等鉍化合物。通過含有這些化合物，可以進一步有效防止由于鋅系粒子和電解液的腐蝕反應而產生的氣體。但是，這些化合物如果過量會導致電池的負荷特性降低的問題，優(yōu)選在不產生這些問題的范圍內確定必要的含量。例如，銦化合物和鉍化合物都推薦相對于100質量份的鋅系粒子為0.003～0.05質量份左右。
正極本發(fā)明所涉及的正極，通常是混合作為活物質的二氧化錳或者羥基氧化鎳以及導電助劑、以及用于成型的電解液和粘合劑而形成正極合劑，再將該正極合劑加壓成型為線軸狀而形成。
正極活物質，優(yōu)選其BET比表面積大于等于40m2/g，小于等于100m2/g。如果正極活物質的BET比表面積過小，雖然成型性會良好，但是由于反應面積變小，反應效率變差，提高負荷特性的效果變小。還有，如果正極活物質的BET比表面積過大，雖然反應效率提高，但體積密度下降，成型性惡化。為了提高正極活物質的成型性，進一步提高正極合劑的成型體的強度，優(yōu)選正極活物質的BET比表面積為小于等于60m2/g，此外，更加優(yōu)選大于等于45m2/g。
這里所謂的正極活物質的BET比表面積，是使用多分子層吸附理論式BET公式，測定表面積并計算出來的，是活物質的表面和細微孔的比表面積。具體而言，是使用氮吸附法比表面積測定裝置(Mountech公司制造，MacsorbHM Modele-1201)，作為BET比表面積而得到的值。
還有，在使用二氧化錳作為正極活物質時，優(yōu)選在二氧化錳中含有0.01～3.0質量％的鈦。含有該程度量的鈦的二氧化錳，由于比表面積增大而反應效率提高，所以可以更加提高堿性電池的負荷特性。
在正極使用的導電助劑，可以主要使用石墨、乙炔黑、碳黑、纖維狀碳等碳材料，其中優(yōu)選石墨。導電助劑的添加量，相對于正極活物質100質量份，優(yōu)選為大于等于3質量份。通過在大于等于上述下限值的范圍使用導電助劑，可以提高正極的導電性，因此可以增加活物質的反應性，并可期待進一步提高負荷特性。另一方面，由于不希望降低活物質的填充量，導電助劑的添加量優(yōu)選相對于正極活物質100質量份為小于等于8.5質量份。
正極上使用的粘合劑，可以使用CMC、甲基纖維素等纖維素類，聚丙烯酸鹽(鈉鹽、銨鹽等)，聚四氟乙烯等氟樹脂，聚乙烯等聚烯烴類等。此外，粘合劑的添加量如果多，會產生導電性下降等弊病，但少量時能夠使導電助劑和活物質良好地接觸，因此可以提高電池的負荷特性。具體而言，正極合劑中的粘合劑的含量優(yōu)選為0.1～1質量％。
正極使用的電解液，優(yōu)選堿金屬的氫氧化物(氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰等)的水溶液，更加優(yōu)選氫氧化鉀的水溶液。對于電解液的濃度來說，如果是氫氧化鉀水溶液，則優(yōu)選氫氧化鉀的濃度大于等于45質量％，更加優(yōu)選大于等于50質量％。通過使用這種濃度的堿性電解液，可以調制出均勻的正極合劑，可以實現(xiàn)正極合劑成型體的高密度化，因此可以提高該成型體全體的導電性，提高電池的負荷特性。此外，正極使用的電解液為氫氧化鉀水溶液時，氫氧化鉀濃度的上限優(yōu)選為60質量％。
電解液本發(fā)明的堿性電池是將上述的正極和負極與隔膜一起封入外裝體內部而制造(詳見后述)。如上所述，構成正極的正極合劑和構成負極的負極合劑中，分別含有堿性電解液，但僅這些堿性電解液來說液體量還不夠，適宜向電池內進一步注入電解液，被隔膜或正極吸收。
為了被隔膜或正極吸收而注入到電池內的電解液，優(yōu)選為堿金屬的氫氧化物(氫氧換鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰等)的水熔液，更加優(yōu)選氫氧化鉀的水溶液。在使用氫氧化鉀水溶液的情況下，從更加提高電池的負荷特性、或者抑制短路時的發(fā)熱的觀點考慮，氫氧化鉀的濃度優(yōu)選小于等于33.5質量％。另外，氫氧化鉀水溶液的濃度越大，電池在高溫下儲存時的特性劣化越小，所以推薦氫氧化鉀的濃度大于等于28質量％，更加推薦大于等于30質量％。
還有，為了防止鋅系粒子的腐蝕(氧化)而提高抑制儲存時的特性劣化的效果，優(yōu)選在形成正極合劑時使用的電解液、形成負極合劑時使用的電解液以及要注入到另外電池內的電解液中的至少一種電解液中，含有鋅化合物。作為鋅化合物，可以使用氧化鋅、硅酸鋅、鈦酸鋅、鉬酸鋅等可溶性化合物，特別適宜使用氧化鋅。在上述任何一種電解液中，這些鋅化合物的濃度都優(yōu)選為1.0～4.0質量％。
此外，在本發(fā)明的堿性電池中，為了使工作特性優(yōu)良，需要確保反應所必需的水分，為此，電池內的水分的總量，相對1g正極活物質，優(yōu)選為0.23～0.275g，根據上述各電解液的使用量，可以對所需的水份量進行調整。
關于本發(fā)明的堿性電池中的隔膜，沒有特別的限制，能夠使用例如以維尼綸和粘膠纖維為主體的無紡布、維尼綸·粘膠纖維無紡布(維尼綸·粘膠纖維混抄紙)、聚酰胺無紡布、聚烯烴·粘膠纖維無紡布、維尼綸紙、維尼綸·棉絨漿紙、維尼綸·堿化紙漿紙等。另外，也可以將層疊了進行親水性處理后的微孔性聚烯烴膜(微孔性聚乙烯膜或微孔性聚丙烯膜等)和賽璐玢膜和維尼綸·粘膠纖維混抄紙這樣的吸液層的物體作為隔膜。
堿性電池的結構、以及其他的構成要素本發(fā)明的堿性電池，對于其形狀等沒有特別的限制，例如可以舉出筒形(圓筒形、方筒形等)形狀。以下，使用附圖，對本發(fā)明的電池的結構進行說明。圖1是表示本發(fā)明的堿性電池的一例的斷面圖。圖1的堿性電池是，在金屬制(實施鍍鎳的鐵、不銹鋼等)外裝罐1內，設置有成型為線軸狀的正極2(正極合劑成型體)，在其內側設置有杯狀的隔膜3，堿性電解液(圖中未顯示)從隔膜3的內側被注入。進而，隔膜3的內側被填充含有鋅系粒子的負極4(凝膠狀的負極合劑)。在外裝罐1上的1b是正極端子。外裝罐1的開口端部1a上，設置有金屬制(實施鍍鎳的鐵、不銹鋼等)負極端子板7，介著樹脂制封口體6的外周邊緣部62，該開口端部1a向內側被彎曲而被封口。負極端子板7上通過焊接，連接金屬制(實施鍍錫等的黃銅等)負極集電棒5的頭部，負極集電棒5穿過封口體6的中央部61上設置的穿透孔64插入負極4中。還有，為了防止封口時負極端子板7的變形，并且作為從內側支撐封口體6的支持構件，設置金屬墊圈9(圓片狀金屬板)。而且，在樹脂制封口體6上，形成防爆用的薄壁部分63。短路時如果在電池內產生氣體，封口體6的薄壁部分63優(yōu)先開裂，氣體從開裂的裂孔向金屬墊圈9方向移動。在金屬墊圈9和負極端子板7上設置排氣孔(圖中未顯示)，則電池內的氣體通過這些排氣孔向電池外排出。而且，在本發(fā)明的電池中，抑制了短路時的溫度的上升，而防止了封口體6的軟化，所以薄壁部分63可以良好地開裂，高度抑制了電池的開裂。
本發(fā)明的堿性電池由于采用了上述構成，短路時的電池表面溫度可以控制在小于等于170℃。而且，從電池的結構來看，短路時電池內部的封口體6的溫度，可以認為與電池表面溫度基本相同。所以，作為構成樹脂制封口體6的樹脂，適宜使用在170℃不會軟化的材料，例如優(yōu)選尼龍66。
圖2中，顯示了本發(fā)明的堿性電池的另一例的斷面圖。圖2中，對于具有與圖1中相同作用的要素賦予了相同的符號，不再重復說明。圖2中，8是用于將外裝罐1和負極端子板絕緣的絕緣板，20是收納了發(fā)電要素的主體部分。
如圖1所示的堿性電池中，由于使用了金屬墊圈9，封口部分(圖1中10)所占的體積增大。與此相對，圖2的電池沒有金屬墊圈，利用負極端子板7作為從內側支撐封口體6的支持構件，可以減少封口部分10所占的體積，增大能夠收容發(fā)電要素的主體部分20的體積，正極2和負極4的各自合劑填充量也高于圖1所示的電池。此外，圖2所示的電池，伴隨著高容量化存在短路時發(fā)熱也進一步增大的問題，但通過采用本發(fā)明的結構，可以抑制電池的異常發(fā)熱，因此即使采用圖2所示的結構，也可以充分抑制短路時的破裂，可以作為實用性更高的電池。
實施例以下，基于實施例對本發(fā)明進行詳述，但是本發(fā)明并不限制于下述實施例，在不脫離上述和后述的宗旨的范圍內可以進行的變更，均包括在本發(fā)明的技術范圍中。
實施例1將含有1.6質量％水分的二氧化錳、石墨、聚四氟乙烯粉末和正極合劑調制用堿性電解液(含有氧化鋅2.9質量％的56質量％的氫氧化鉀水溶液)，按照87.6∶6.7∶0.2∶5.5的質量比，在50℃的溫度條件下進行混合，制備正極合劑。在該正極合劑中，相對于100質量份的二氧化錳，石墨為7.6質量份。還有，正極合劑中所含的電解液的氫氧化鉀的濃度，如果考慮二氧化錳中所含有的水分，則為44.6質量％。
然后，將分別含有0.05質量％、0.05質量％和0.005質量％的銦、鉍和鋁的鋅合金粒子和聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸和負極合劑調制用堿性電解液(含有2.2質量％氧化鋅的33.5質量％的氫氧化鉀水溶液)，按照39∶0.2∶0.2∶18的質量比進行混合，調制成凝膠狀負極合劑。此外，上述鋅合金粒子的平均粒徑為109μm，全部通過80目網篩，且能通過200目網篩的鋅合金粒子占全部鋅合金粒子的20質量％，其體積密度為2.63g/cm3。
另外，外裝罐由在表面施加了無光鍍鎳的鎮(zhèn)靜鋼板加工成如圖2所示形狀的單3形堿性電池用外裝罐1。該外裝罐1，封口部分10的厚度加工成為0.25mm，主體部分20的厚度加工成為0.16mm，還有，為了防止電池被摔落時正極端子1b凹陷，正極端子部分的厚度要比主體部分20厚一些。使用這樣的外裝罐1，如下制作堿性電池。
將11g左右的上述正極合劑插入上述外裝罐1中加壓形成為線軸狀(中空圓筒狀)，成為內徑9.1mm、外徑13.7mm、高13.9mm的三個正極合劑成型體(密度為3.21g/cm3)層疊的狀態(tài)。然后從外裝罐1的開口端在高度方向上3.5mm的位置上實施刻槽，為了提高外裝罐1和封口體6的密閉性，在外裝罐1的內側直到該刻槽位置涂布瀝青。
然后，將厚度為100μm、單位面積重量為30g/m2的由乙縮醛化維尼綸和天絲(Tencel)制成的無紡布重疊3層，卷成筒狀，將構成底部的部分進行彎折，并進行熱熔接，形成一端封閉的杯狀的隔膜3。將該隔膜3填裝到在外裝罐1內插入的正極1的內側，在隔膜的內側注入用于注入的堿性電解液(含有2.2質量％氧化鋅的33.5質量％的氫氧化鉀水溶液)1.35g，然后，在隔膜3的內側充填5.74g上述負極合劑，形成負極4。這時，電池體系內的水分量的總和為相對于1g正極活物質為0.261g。
填充上述發(fā)電要素后，將表面經過鍍錫處理的黃銅制、且與尼龍66制封口體6組合而成的負極集電棒5，插入負極4的中央部，從外裝罐1的開口端部1a的外側通過旋壓方式進行鉚接，制作如圖2所示的單3形堿性電池。這時，上述負極集電棒5，使用通過預焊接而安裝到由沖壓·軋制加工形成的厚度為0.4mm的鍍鎳鋼板制負極端子板7上的材料。還有，在外裝罐1的開口端和負極端子板7之間，為了防止短路而安裝絕緣板8。如上制造本發(fā)明實施例1的堿性電池。
實施例2除了對負極使用平均粒徑為102μm、全部通過80目網篩、并且通過200目網篩的鋅合金粒子占全部鋅合金粒子的30質量％的鋅合金粒子以外，其余與實施例1相同地進行，而制造堿性電池。
實施例3除了對負極使用平均粒徑為95μm、全部通過80目網篩、并且通過200目網篩的鋅合金粒子占全部鋅合金粒子的40質量％的鋅合金粒子以外，其余與實施例1相同地進行，而制造堿性電池。
實施例4除了對負極使用平均粒徑為89μm、全部通過80目網篩、并且通過200目網篩的鋅合金粒子占全部鋅合金粒子的50質量％的鋅合金粒子以外，其余與實施例1相同地進行，而制造堿性電池。
實施例5除了對負極使用平均粒徑為82μm、全部通過80目網篩、并且通過200目網篩的鋅合金粒子占全部鋅合金粒子的60質量％的鋅合金粒子以外，其余與實施例1相同地進行，而制造堿性電池。
實施例6除了對負極使用平均粒徑為75μm、全部通過80目網篩、并且通過200目網篩的鋅合金粒子占全部鋅合金粒子的70質量％的鋅合金粒子以外，其余與實施例1相同地進行，而制造堿性電池。
實施例7除了對負極使用平均粒徑為69μm、全部通過80目網篩、并且通過200目網篩的鋅合金粒子占全部鋅合金粒子的80質量％的鋅合金粒子以外，其余與實施例1相同地進行，而制造堿性電池。
比較例1除了對負極使用平均粒徑為116μm、全部通過80目網篩、并且通過200目網篩的鋅合金粒子占全部鋅合金粒子的10質量％的鋅合金粒子以外，其余與實施例1相同地進行，而制造堿性電池。
比較例2除了對負極使用平均粒徑為63μm、全部通過80目網篩、并且通過200目網篩的鋅合金粒子占全部鋅合金粒子的90質量％的鋅合金粒子以外，其余與實施例1相同地進行，而制造堿性電池。
比較例3除了對負極使用平均粒徑為57μm、全部通過80目網篩、并且通過200目網篩的鋅合金粒子占全部鋅合金粒子的100質量％的鋅合金粒子以外，其余與實施例1相同地進行，而制造堿性電池。
比較例4除了對負極使用平均粒徑為127μm、全部通過35目網篩、通過80目網篩的鋅合金粒子占全部鋅合金粒子的20質量％、并且通過200目網篩的鋅合金粒子占全部鋅合金粒子的20質量％的鋅合金粒子以外，其余與實施例1相同地進行，而制造堿性電池。
比較例5除了對負極使用平均粒徑為111μm、全部通過35目網篩、通過80目網篩的鋅合金粒子占全部鋅合金粒子的30質量％、并且通過200目網篩的鋅合金粒子占全部鋅合金粒子的30質量％的鋅合金粒子以外，其余與實施例1相同地進行，而制造堿性電池。
比較例6除了對負極使用平均粒徑為90μm、全部通過35目網篩、通過80目網篩的鋅合金粒子占全部鋅合金粒子的50質量％、并且通過200目網篩的鋅合金粒子占全部鋅合金粒子的50質量％的鋅合金粒子以外，其余與實施例1相同地進行，而制造堿性電池。
比較例7除了對負極使用平均粒徑為77μm、全部通過35目網篩、通過80目網篩的鋅合金粒子占全部鋅合金粒子的70質量％、并且通過200目網篩的鋅合金粒子占全部鋅合金粒子的70質量％的鋅合金粒以外，其余與實施例1相同地進行，而制造堿性電池。
比較例8除了對負極使用平均粒徑為71μm、全部通過35目網篩、通過80目網篩的鋅合金粒子占全部鋅合金粒子的80質量％、并且通過200目網篩的鋅合金粒子占全部鋅合金粒子的80質量％的鋅合金粒子以外，其余與實施例1相同地進行，而制造堿性電池。
對如上所述制造的實施例和比較例的電池，進行以下的負荷特性評價和安全性評價，結果如表1和表2所示。
負荷特性的評價對于實施例和比較例的電池各9個，在2.0A的放電電流下，以每分鐘中2秒鐘放電、58秒間歇的周期反復試驗，持續(xù)時間以電壓達到1.0V時的完成每分鐘中2秒鐘放電為一次進行計數，求出電壓達到1.0V時的可以進行2秒鐘放電(脈沖放電)的次數的平均值，來評價負荷特性。即，脈沖放電可以進行的次數(脈沖放電次數)越多，意味著電池的負荷特性越優(yōu)良。
安全性的評價對于與負荷特性評價中使用的不同的另外電池各9個，在電池的外裝罐側面的中央部由鋁制帶固定熱電偶，測定電池短路時的外裝罐表面溫度(電池表面溫度)，求出平均值，評價短路時的發(fā)熱舉動和電池的破裂狀況。其中，實施例3和比較例2的電池的外裝罐表面溫度從短路開始發(fā)生的變化如圖4所示。
表1

表2

其中，在表1和表2中的“35目網篩通過比例”、“80目網篩通過比例”和“200目網篩通過比例”分別表示實施例和比較例中的各電池中使用的鋅合金粒子中“通過35目網篩的粒子的比例”、“通過80目網篩的粒子的比例”和“通過200目網篩的粒子的比例”。
由表1和表2的結果可知，實施例1～7的電池，負荷特性優(yōu)良。另外，由于短路時的發(fā)熱被抑制，外裝罐表面達到的最高溫度被抑制在170℃或其以下，因此封口體不會發(fā)生軟化，防止了電池的破裂。這些實施例的電池中，由于外裝罐表面溫度穩(wěn)定地比封口體的軟化溫度低，所以批量生產時在安全方面也不會有問題。實施例2～4的電池，負荷特性和抑制短路時發(fā)熱的平衡特別良好。
另一方面，細微的鋅合金粒子少的比較例1的電池，雖然外裝罐表面溫度低，但負荷特性比實施例的電池差。還有，細微的鋅合金粒子的比例多的比較例2～3的電池，雖然可以增加脈沖放電次數，但外裝罐表面溫度比實施例的電池大幅上升，而達到封口體軟化點以上的溫度，因此電池全部破裂，在安全性方面很差。
還有，使用含有不能通過80目網篩的粒子的鋅合金粒子的比較例4～8的電池中，與實施例的電池相比，脈沖放電的次數低。
權利要求
1.一種堿性電池，其為具備了具有鋅粒子或者鋅合金粒子的負極和具有防爆用薄壁部分的樹脂制封口體的堿性電池，其特征在于所述負極具有的鋅粒子或者鋅合金粒子，全部可以通過80目網篩，并且能夠通過200目網篩的比例為20～80質量％。
2.根據權利要求1所述的堿性電池，其特征在于所述負極具有的鋅粒子或者鋅合金粒子中可以通過200目網篩的比例為小于等于50質量％。
3.根據權利要求1或2所述的堿性電池，其特征在于所述負極具有的鋅粒子或者鋅合金粒子中可以通過200目網篩的比例為大于等于30質量％。
4.根據權利要求1～3中的任何一項所述的堿性電池，其特征在于所述封口體由尼龍66制成，短路時的電池表面溫度為小于等于170℃。
全文摘要
本發(fā)明提供具備了具有鋅粒子或者鋅合金粒子的負極，并且負荷特性和安全性優(yōu)良的堿性電池。所述電池為具備了具有鋅粒子或者鋅合金粒子的負極和具有防爆用薄壁部分的樹脂制封口體的堿性電池，所述負極具有的鋅粒子或者鋅合金粒子，全部可以通過80目網篩，并且能夠通過200目網篩的比例為20～80質量％。
文檔編號H01M6/08GK1815778SQ200610002708
公開日2006年8月9日 申請日期2006年1月25日 優(yōu)先權日2005年2月3日
發(fā)明者巖本真一, 弘瀨敬久, 伊東范幸 申請人:日立麥克賽爾株式會社