扁平形アルカリ電池
【課題】二酸化マンガンを所定量混合して正極合剤の秤量性を向上させ、高性能で低価格な扁平形アルカリ電池を提供する。
【解決手段】扁平形アルカリ電池１は正極缶２及び負極缶３をガスケット４を介してかしめて封口することによって、ガスケット４を介して正極缶２と負極缶３の間に、密閉空間が形成される。密閉空間には、正極合剤５、セパレータ６、負極合剤７が収容され、セパレータ６を挟んで正極缶２側に正極合剤５、負極缶３側に負極合剤７が収容配置されている。この密閉空間には、アルカリ電解液が充填されている。そして、正極合剤５として、平均粒径１０μｍの銀・ニッケル複合酸化物を２５ｍａｓｓ％、平均粒径１０μｍの酸化銀を６５ｍａｓｓ％、平均粒径３０μｍの二酸化マンガンを１０ｍａｓｓ％、を混合し、２００ＭＰｓの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した。
【解決手段】扁平形アルカリ電池１は正極缶２及び負極缶３をガスケット４を介してかしめて封口することによって、ガスケット４を介して正極缶２と負極缶３の間に、密閉空間が形成される。密閉空間には、正極合剤５、セパレータ６、負極合剤７が収容され、セパレータ６を挟んで正極缶２側に正極合剤５、負極缶３側に負極合剤７が収容配置されている。この密閉空間には、アルカリ電解液が充填されている。そして、正極合剤５として、平均粒径１０μｍの銀・ニッケル複合酸化物を２５ｍａｓｓ％、平均粒径１０μｍの酸化銀を６５ｍａｓｓ％、平均粒径３０μｍの二酸化マンガンを１０ｍａｓｓ％、を混合し、２００ＭＰｓの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扁平形アルカリ電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボタン形、コイン形等、いわゆる扁平アルカリ電池は、電子腕時計や卓上電子計算機等の小型電子機器に広範囲にわたって採用されている。これら電子機器の普及に伴い、扁平アルカリ電池は、近年益々需要が高まる一途である。ところで、これら電子機器では、高性能化、低価格化が求められ、上記扁平形アルカリ電池に対しても、これに対応すべく高性能化、低価格化が要求されている。
【０００３】
上記のような要求から、扁平形アルカリ電池では、各種の活物質の使用が検討されていて、例えば、特許文献１では正極の活物質としてはコスト及び特性の両面から酸化銀と安価な二酸化マンガンの混合物が用いられている。
【特許文献１】特開平８−１６２１００号 公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
扁平形アルカリ電池を製造する場合、負極端子を兼用する負極缶と、正極端子を兼用する正極缶を用意する。そして、正極缶には、正極活物質、導電材及び結着材よりなる正極合剤をペレット状に加圧成型した正極ペレットを充填し、この上からセパレータを敷設する。一方、負極缶には、負極活物質と結着剤よりなる負極合剤及び電解液を充填する。そして、負極缶の開口部を、正極缶の開口部に向けて、ガスケットを介して嵌め込み、正極缶の開口縁部をかしめることによって、上記扁平形アルカリ電池は製造される。
【０００５】
ところで、扁平形アルカリ電池は、通常、負極活物質の電気容量に対して正極活物質の電気容量が如何なる場合にも逆転しないように正極活物質の電気容量が多くなるように扁平形アルカリ電池を設計する。以下、負極活物質の電気容量に対して正極活物質の電気容量の超える分をΔＣとする。
【０００６】
これは、万が一、負極活物質の電気容量が正極活物質の電気容量より多い場合、その正極活物質に対し多い負極活物質はアルカリ電解液の溶媒である水と反応して水素ガスを発生し、その水素ガス発生により電池内の圧力が上昇して電池が破裂する虞があるためである。
【０００７】
一方、正極ペレットには、前記のごとく正極活物質、導電材及び結着材よりなる正極合剤を所定の容積の穴に擦り切りながら充填後、加圧成型してペレット状に加工する。そのため、正極合剤の秤量性が悪い場合（例えば、所定の容積の穴に擦り切りながら充填される正極合剤の質量バラツキが大きい場合）、その分、負極活物質に対し正極合剤の充填量を増やさなければならなくなる。
【０００８】
しかしながら、コスト及び特性の両面から酸化銀と安価な二酸化マンガンを所定量混合した正極合剤は、酸化銀単一の場合の正極合剤と比較して、秤量バラツキが大きくなり、秤量性が低下する。そのため、その秤量バラツキが大きいことを考慮して、扁平形アルカリ電池を設計する上でΔＣを予め余裕をもって多く設定しなければならず、その分、材料費のアップとなっていた。これは、高価である酸化銀を活物質とする酸化銀電池等においては、大きなコストロスとなる。
【０００９】
そのため、正極合剤の秤量性を向上させることは、高性能でかつ経済性に優れた扁平アルカリ電池を製造するためには、極めて重要となる。
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、二酸化マンガンを所定量混合して正極合剤の秤量性を向上させ、高性能で低価格な扁平形アルカリ電池を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、正極缶と負極缶とをガスケットを介して密封した密封空間に、セパレータを配置するとともに、セパレータを挟んで、正極側には正極活物質を主成分とした正極合剤を配置し、負極側には負極活物質を主成分とした負極合剤を配置し、さらに、その正極合剤、セパレータ及び負極合剤を配置した密封空間にアルカリ電解液を充填した扁平形アルカリ電池であって、前記正極合剤が、酸化銀と、５〜１９ｍａｓｓ％の二酸化マンガン及び２０〜３０ｍａｓｓ％の銀・ニッケル複合酸化物とよりなる正極活物質混合物を加圧成型した。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の扁平形アルカリ電池において、前記二酸化マンガンの平均粒径は、１０〜５０μｍである。
請求項３の発明は、請求項１に記載の扁平形アルカリ電池において、前記銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径は、１〜２０μｍである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、正極合剤に、酸化銀及び二酸化マンガンよりも秤量性のよい銀・ニッケル複合酸化物を２０〜３０ｍａｓｓ％混合したことにより、正極合剤の秤量性を大きく向上させることができる。従って、負極活物質の電気容量に対して正極活物質の電気容量が如何なる場合にも逆転しないように、正極活物質の電気容量を多くするために負極合剤に対し正極合剤の充填量を増す量を、より精度よく秤量できる。その結果、正確に秤量できるため予め余裕をもって増量する必要がなくなり、その分、電池設計で負極合剤に対する正極合剤の充填量、即ち、ΔＣを少なくできる。そのため、材料費を削減することができ、高性能で低価格な扁平形アルカリ電池を作製することができる。
【００１３】
しかも、正極合剤に銀・ニッケル複合酸化物を２０〜３０ｍａｓｓ％混合することにより、放電容量を低下させることなく、正極ペレット硬度を高くでき、正極缶と負極缶とをガスケットを介してかしめる際に生じる沈み込みが抑えられる。その結果、この沈み込みによって生じる電池内圧の上昇や電解液の漏液が防止される。
【００１４】
また、この銀・ニッケル複合酸化物は、電気容量の大きい活物質であるとともに、それ自身良好な導電性を有するため、この銀・ニッケル複合酸化物を混合すれば、正極合剤に導電剤を加える必要がなくなり、その分、活物質充填量が確保され、大きな電池容量が得られる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、正極合剤をペレット状に加工する際の圧力を低くすることができ、成型治具の変形を防止できるとともに、秤量バラツキを小さくすることができる。
請求項３の発明によれば、正極合剤をペレット状に加工する際の圧力を低くすることができ、成型治具の変形を防止できるとともに、秤量バラツキを小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した一実施形態を、図面に従って説明する。
図１は、ボタン形（扁平形）のアルカリ一次電池（以下、扁平形アルカリ電池）の概略断面図を示す。図１において、扁平形アルカリ電池１はボタン形の一次電池であって、有底円筒状の正極缶２及び有蓋円筒状の負極缶３を有している。正極缶２は、鋼板にニッケ
ルメッキを施した構成であって、正極端子を兼ねている。一方、負極缶３は、ニッケルよりなる外表面層と、ステンレススチール（ＳＵＳ）よりなる金属層と、銅よりなる集電体層との３層クラッド材がカップ状にプレス加工されて構成されている。又、負極缶３は、その円形の開口部３ａが折り返し形成され、その折り返し形成された開口部３ａには、例えば、ナイロン製のリング状のガスケット４が装着されている。
【００１７】
そして、正極缶２の円形の開口部２ａに、負極缶３を、ガスケット４を装着した開口部３ａ側から嵌合させ、該正極缶２の開口部２ａを該ガスケット４に向かってかしめて封口することによって、正極缶２と負極缶３は、互いに連結固定されている。正極缶２と負極缶３を連結固定することによって、ガスケット４を介して正極缶２と負極缶３の間には、密閉空間が形成される。
【００１８】
この密閉空間には、正極合剤５、セパレータ６、負極合剤７が収容され、セパレータ６を挟んで正極缶２側に正極合剤５、負極缶３側に負極合剤７が収容配置されている。この密閉空間には、アルカリ電解液が充填されている。
【００１９】
詳述すると、正極合剤５は、正極缶２の底面２ｂに配設されている。正極合剤５は、酸化銀顆粒又は粉体と、二酸化マンガン及び銀・ニッケル複合酸化物よりなる混合物である。正極合剤５の混合比は、酸化銀顆粒又は粉体と、５〜２０ｍａｓｓ％の二酸化マンガン及び２０〜３０ｍａｓｓ％の銀・ニッケル複合酸化物に選定することが好ましい。
【００２０】
酸化銀と二酸化マンガンのなかに、酸化銀及び二酸化マンガンよりも秤量性のよい銀・ニッケル複合酸化物（ＡｇＮｉＯ２）を混合させて正極合剤５にすることにより、正極合剤の秤量性を大きく向上させることができる。従って、その分、ΔＣを少なくできるので、材料費を削減できることになる。
【００２１】
また、酸化銀と二酸化マンガンのみを正極活物質として用いる場合に比べて、銀・ニッケル複合酸化物が正極合剤に混合されていることにより、正極ペレットの硬度を高くすることができる。このため、電池を作製する際のかしめ行程において、かしめによってガスケットで正極ペレットが押される部分の沈み込む量が小さく抑えられる。従って、正極合剤の沈み込みによって生じる電池内圧の上昇や電解液の漏液が防止できる。
【００２２】
さらに、銀・ニッケル複合酸化物は、電気容量の大きい活物質であるとともにそれ自身良好な導電性を有している。従って、この銀・ニッケル複合酸化物を混合することによって、他の導電剤を加える必要性がなくなる。その結果、導電剤によって活物質充填量が小さくなるのが抑えられ、大きな電池容量が得られる。
【００２３】
つまり、酸化銀、二酸化マンガンのみを正極活物質として用いる場合には、これら自身が絶縁物に近いため、正極合剤にさらにグラファイトやカーボン等の導電剤を加えるのが通常である。しかし、このグラファイトやカーボンは、嵩密度が低いため正極合剤のかなり体積を占有し、その分、電池容量が小さくなってしまうからである。
【００２４】
尚、この銀・ニッケル複合酸化物の混合率は、２０〜３０ｍａｓｓ％が適当である。銀・ニッケル複合酸化物の量が、この混合率よりも少ない場合には銀・ニッケル複合酸化物の前述のような効果が得られない。逆に、銀・ニッケル複合酸化物の量が、この混合率より超える場合には、銀・ニッケル複合酸化物が放電反応にて酸化銀より電解液を消費（抱え込む）する物質のため、放電末期に電解液不足で生じる負極活物質の不動態化が発生し、放電容量が低下する虞がある。
【００２５】
また、正極合剤５に混合する二酸化マンガンの平均粒径は、１０〜５０μｍの範囲であ
ることが適当である。
二酸化マンガンの平均粒径が１０μｍを下回ると、正極合剤をペレット状に加圧加工する際の加圧力を高くしなければならず、成型治具の変形を来す虞がある。また、平均粒径が５０μｍを上回ると粒径が大きい分秤量バラツキが大きくなる。
【００２６】
また、正極合剤に混合する銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径は、１〜２０μｍの範囲であることが適当である。
銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径が１μｍを下回ると、二酸化マンガンの場合と同様、正極合剤をペレット状に加圧加工する際の加圧力を高くしなければならず、成型治具の変形を来す虞がある。また、平均粒径が２０μｍを上回ると、銀・ニッケル複合酸化物が正極合剤の秤量バラツキを小さくする効果が小さくなる。これは、銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径が２０μｍを上回ると、それ自身が秤量性が低下するためと考えられる。
【００２７】
正極合剤５の上側には、セパレータ６が配置される。セパレータ６は、微多孔膜６ａと不織布６ｂの２層構造であって、アルカリ電解液を含浸させる。セパレータ６を、微多孔膜６ａと不織布６ｂの２層構造にすることによって、正極と負極間のバリア性を高め容量保存性を向上させるだけでなく、効果的にアルカリ電解液を保持できることから放電特性も向上させることができる。なお、微多孔膜６ａは、本実施形態ではポリエチレンフィルムとセロファンからなる。
【００２８】
セパレータ６の上側には、負極合剤７が配置される。負極合剤７は、亜鉛又は亜鉛合金粉末、アルカリ電解液、増粘剤等からなるジェル状をなし、負極缶３の底面３ｂに圧着され、セパレータ６の上側に収容されている。
【００２９】
正極合剤５、セパレータ６、負極合剤７を収容した密閉空間には、アルカリ電解液が充填されている。アルカリ電解液は、例えば、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、或いは、水酸化ナトリウム水溶液と水酸化カリウム水溶液の混合水溶液を用いることができる。
【００３０】
なお、正極合剤５として、銀・ニッケル複合酸化物を含有するものを用いるが、負極合剤、セパレータ、電解液は特に限定されるものではなく、扁平形のアルカリ電池において、通常用いられているものであればなんでもよい。
【００３１】
ちなみに、正極合剤５の酸化銀顆粒又は粉体と、二酸化マンガン及び銀・ニッケル複合酸化物よりなる混合物の各種条件を変更した実施例を行い検証した。
（実施例１）
図１に本実施例で作成した外径６．８ｍｍ、高さ２．６ｍｍの扁平形アルカリ電池を示す。
【００３２】
本実施例では、正極合剤として、平均粒径１０μｍの銀・ニッケル複合酸化物（ＡｇＮｉＯ２）を２５ｍａｓｓ％、平均粒径１０μｍの酸化銀（Ａｇ２Ｏ）を６５ｍａｓｓ％、平均粒径３０μｍの二酸化マンガン（ＭｎＯ２）を１０ｍａｓｓ％、を混合し、２００ＭＰｓの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した。一方、負極合剤は、亜鉛粉末に、アルカリ電解液とゲル化剤を混合し、ペレット状に成型することで作製した。
【００３３】
そして、このようにして作製された正極ペレットをニッケルメッキが施された鉄製の正極缶２に収容し、その上からセパレータ６を敷設した。一方、負極合剤７を銅、ステンレススチール及びニッケルの３層クラッド板よりなる負極缶３に収容した。
【００３４】
続いて、負極缶３の開口部３ａを、正極缶２の開口部２ａに向けて、ガスケット４を介してはめ込み、正極缶２の開口縁部をかしめることで、前述した扁平形アルカリ電池１を作製した。
【００３５】
尚、セパレータ６は、ポリエチレンフィルムとセロファン及び不織布よりなり、ガスケット４は、ナイロン製である。
（実施例２）
実施例２は、正極合剤として、平均粒径１０μｍの銀・ニッケル複合酸化物（ＡｇＮｉＯ２）を２０ｍａｓｓ％、平均粒径１０μｍの酸化銀粉末（Ａｇ２Ｏ）を７０ｍａｓｓ％、平均粒径３０μｍの二酸化マンガン（ＭｎＯ２）を１０ｍａｓｓ％、を混合して、２００ＭＰｓの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例１と同様にして、扁平形アルカリ電池１を作製した。
（実施例３）
実施例３は、正極合剤として、平均粒径１０μｍの銀・ニッケル複合酸化物（ＡｇＮｉＯ２）を３０ｍａｓｓ％、平均粒径１０μｍの酸化銀粉末（Ａｇ２Ｏ）を６０ｍａｓｓ％、平均粒径３０μｍの二酸化マンガン（ＭｎＯ２）を１０ｍａｓｓ％、を混合し、２００ＭＰｓの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例１と同様にして、扁平形アルカリ電池１を作製した。
（比較例１）
比較例１は、正極合剤として、平均粒径１０μｍの銀・ニッケル複合酸化物（ＡｇＮｉＯ２）を１５ｍａｓｓ％、平均粒径１０μｍの酸化銀粉末（Ａｇ２Ｏ）を７５ｍａｓｓ％、平均粒径３０μｍの二酸化マンガン（ＭｎＯ２）を１０ｍａｓｓ％を混合し、２００ＭＰｓの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例１と同様にして、扁平形アルカリ電池を作製した。
（比較例２）
比較例２は、正極合剤として、平均粒径１０μｍの銀・ニッケル複合酸化物（ＡｇＮｉＯ２）を３５ｍａｓｓ％、平均粒径１０μｍの酸化銀粉末（Ａｇ２Ｏ）を５５ｍａｓｓ％、平均粒径３０μｍの二酸化マンガン（ＭｎＯ２）を１０ｍａｓｓ％を混合し、２００ＭＰｓの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例１と同様にして、扁平形アルカリ電池を作製した。
（比較例３）
比較例３は、正極合剤として、平均粒径１０μｍの銀・ニッケル複合酸化物（ＡｇＮｉＯ２）を１５ｍａｓｓ％、平均粒径１０μｍの酸化銀粉末（Ａｇ２Ｏ）を７５ｍａｓｓ％、平均粒径５μｍの二酸化マンガン（ＭｎＯ２）を１０ｍａｓｓ％を混合し、３００ＭＰｓの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例１と同様にして、扁平形アルカリ電池を作製した。
（比較例４）
比較例４は、正極合剤として、平均粒径１０μｍの銀・ニッケル複合酸化物（ＡｇＮｉＯ２）を１５ｍａｓｓ％、平均粒径１０μｍの酸化銀粉末（Ａｇ２Ｏ）を７５ｍａｓｓ％、平均粒径６０μｍの二酸化マンガン（ＭｎＯ２）を１０ｍａｓｓ％を混合し、２００ＭＰｓの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例１と同様にして、扁平形アルカリ電池を作製した。
（比較例５）
比較例５は、正極合剤として、平均粒径０．５μｍの銀・ニッケル複合酸化物（ＡｇＮｉＯ２）を１５ｍａｓｓ％、平均粒径１０μｍの酸化銀粉末（Ａｇ２Ｏ）を７５ｍａｓｓ％、平均粒径３０μｍの二酸化マンガン（ＭｎＯ２）を１０ｍａｓｓ％を混合し、３００ＭＰｓの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例１と同様にして、扁平形アルカリ電池を作製した。
（比較例６）
比較例６は、正極合剤として、平均粒径２５μｍの銀・ニッケル複合酸化物（ＡｇＮｉ
Ｏ２）を１５ｍａｓｓ％、平均粒径１０μｍの酸化銀粉末（Ａｇ２Ｏ）を７５ｍａｓｓ％、平均粒径３０μｍの二酸化マンガン（ＭｎＯ２）を１０ｍａｓｓ％を混合し、２００ＭＰｓの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例１と同様にして、扁平形アルカリ電池を作製した。
【００３６】
そして、上記した実施例１〜３、比較例１〜６で作製された各正極ペレットの質量バラツキ、成型圧と材料削減効果、及び、作製された各アルカリ電池の放電容量を調べた。
具体的には、正極ペレットの質量バラツキは、所定の容積の穴に正極合剤を擦り切りながら充填後、圧縮成型して作製した各ペレット２０個の質量を測定し、その変動係数（＝標準偏差／平均値×１００）を算出した。また、正極ペレットの成型圧は、各正極ペレット成型時の圧力ｎ＝２０個の平均値を算出した。さらに、正極ペレットの材料削減効果は、正極合剤の秤量向上でΔＣを少なくしたことによる材料費の削減金額効果をパーセントで算出した。
【００３７】
各アルカリ電池の放電容量の測定は、負荷抵抗を３０ｋΩで、終止電圧０．９Ｖまで連続放電することで行った。測定電池個数は５個である。
以上のそれぞれの結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
（１）はじめに、この表１より、実施例１〜３と比較例１とを比較するに、正極合剤５に混合する銀・ニッケル複合酸化物の混合比率が２０ｍａｓｓ％を下回ると、正極ペレットの質量の変動係数が大きくなることがわかる。これは、正極合剤５の秤量性を向上させる銀・ニッケル複合酸化物の正極合剤５への混合比が低いために正極合剤５全体の秤量性を十分向上させることができず、正極ペレットの質量の変動係数が大きくなってしまうも
のと考えられる。即ち、ΔＣが多くなる。
【００３９】
（２）次に、この表１より、実施例１〜３と比較例２を比較するに、正極合剤５に混合する銀・ニッケル複合酸化物の比率は３０ｍａｓｓ％と上回ると、放電容量が小さくなることがわかる。これは、銀・ニッケル複合酸化物が放電反応にて酸化銀より電解液を消費（抱え込む）する物質のため、放電末期に電解液不足で負極活物質である亜鉛が一部不動態化し正極活物質と反応できなくなり、放電容量が低下したものと考えられる。
【００４０】
（３）次に、この表１より、実施例１〜３と比較例３とを比較するに、正極合剤５に混合する二酸化マンガンの平均粒径が１０μｍを下回ると、正極ペレットの成型圧が高くなることがわかる。これは、二酸化マンガンの平均粒径が小さくなるために、その分、二酸化マンガン粒子の表面積が大きくなり、正極合剤５の圧縮時の反発力が大きくなり成型圧が高くなると考えられる。
【００４１】
（４）次に、この表１より、実施例１〜３と比較例４とを比較するに、正極合剤５に混合する二酸化マンガンの平均粒径が５０μｍを上回ると、正極ペレットの質量の変動係数が大きくなることがわかる。これは、二酸化マンガンの平均粒径が５０μｍを上回ると、二酸化マンガン自身の秤量バラツキが大きくなるため、正極合剤５全体の秤量性が低下し、正極ペレットの質量の変動係数が大きくなってしまうものと考えられる。
【００４２】
（５）次に、この表１より、実施例１〜３と比較例５とを比較するに、正極合剤５に混合する銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径が０．５μｍを下回ると、正極ペレットの成型圧が高くなることがわかる。これも、銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径が２５μｍを上回ると、銀・ニッケル複合酸化物自身の秤量バラツキが大きくなるため、正極合剤５全体の秤量性が低下し、正極ペレットの質量の変動係数が大きくなってしまうものと考えられる。
【００４３】
（６）最後に、この表１より、実施例１〜３と比較例６とを比較するに、正極合剤５に混合する銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径が２５μｍを上回ると、正極ペレットの質量の変動係数が大きくなることがわかる。これも、銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径が２５μｍを上回ると、銀・ニッケル複合酸化物自身の秤量バラツキが大きくなるため、正極合剤全体の秤量性が低下し、正極ペレットの質量の変動係数が大きくなってしまうものと考えられる。
【００４４】
次に、上記のように構成した本実施形態の効果を以下に記載する。
（１）本実施形態によれば、扁平形アルカリ電池１は、正極合剤５が、酸化銀と、５〜１９ｍａｓｓ％の二酸化マンガン及び２０〜３０ｍａｓｓ％の銀・ニッケル複合酸化物を混合したものであり、その混合物をペレット状に加圧成型したものである。そのため、正極合剤５に、酸化銀及び二酸化マンガンよりも秤量性のよい銀・ニッケル複合酸化物を混合することで、正極合剤５の秤量性を大きく向上させ、その分、電池を設計する上でΔＣを少なくできるので、材料費を削減することができる。
【００４５】
また、正極合剤５に銀・ニッケル複合酸化物を混合することにより、正極ペレットの硬度を高くできるので、扁平形アルカリ電池１のかしめ行程によって生じる沈み込みが抑えられ、正極ペレットの沈み込みによって生じる電池内圧の上昇や電解液の漏液が防止される。
【００４６】
さらに、銀・ニッケル複合酸化物は、電気容量の大きい活物質であるとともに、それ自身良好な導電性を有する。このため、この銀・ニッケル複合酸化物を混合すれば、正極合剤５にグラファイト等の嵩密度の低い導電剤を加える必要がなく、その分、活物質充填量
が確保され、大きな電池容量が得られる。
【００４７】
（２）本実施形態によれば、二酸化マンガンの平均粒径を１０〜５０μｍの範囲とした。そのため、正極合剤５をペレット状に加工する際の圧力を成型治具の変形を来す虞のあるほど高くすることがなく、しかも、正極合剤５の秤量バラツキを低減でき、ΔＣの小さい材料費を削減した電池設計が可能となる。
【００４８】
（３）本実施形態によれば、正極合剤に混合する銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径は、１〜２０μｍの範囲とした。そのため二酸化マンガンと同様、正極合剤５をペレット状に加工する際の圧力を成型治具の変形を来す虞のあるほど高くすることがなく、しかも、正極合剤５の秤量バラツキを低減でき、ΔＣの小さい材料費を削減した電池設計が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施形態のアルカリ電池の概略断面図。
【符号の説明】
【００５０】
１…扁平形アルカリ電池、２…正極缶、２ａ…開口部、３…負極缶、３ａ…開口部、４…ガスケット、５…正極合剤、６…セパレータ、６ａ…微多孔膜、６ｂ…不織布、７…負極合剤。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扁平形アルカリ電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボタン形、コイン形等、いわゆる扁平アルカリ電池は、電子腕時計や卓上電子計算機等の小型電子機器に広範囲にわたって採用されている。これら電子機器の普及に伴い、扁平アルカリ電池は、近年益々需要が高まる一途である。ところで、これら電子機器では、高性能化、低価格化が求められ、上記扁平形アルカリ電池に対しても、これに対応すべく高性能化、低価格化が要求されている。
【０００３】
上記のような要求から、扁平形アルカリ電池では、各種の活物質の使用が検討されていて、例えば、特許文献１では正極の活物質としてはコスト及び特性の両面から酸化銀と安価な二酸化マンガンの混合物が用いられている。
【特許文献１】特開平８−１６２１００号 公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
扁平形アルカリ電池を製造する場合、負極端子を兼用する負極缶と、正極端子を兼用する正極缶を用意する。そして、正極缶には、正極活物質、導電材及び結着材よりなる正極合剤をペレット状に加圧成型した正極ペレットを充填し、この上からセパレータを敷設する。一方、負極缶には、負極活物質と結着剤よりなる負極合剤及び電解液を充填する。そして、負極缶の開口部を、正極缶の開口部に向けて、ガスケットを介して嵌め込み、正極缶の開口縁部をかしめることによって、上記扁平形アルカリ電池は製造される。
【０００５】
ところで、扁平形アルカリ電池は、通常、負極活物質の電気容量に対して正極活物質の電気容量が如何なる場合にも逆転しないように正極活物質の電気容量が多くなるように扁平形アルカリ電池を設計する。以下、負極活物質の電気容量に対して正極活物質の電気容量の超える分をΔＣとする。
【０００６】
これは、万が一、負極活物質の電気容量が正極活物質の電気容量より多い場合、その正極活物質に対し多い負極活物質はアルカリ電解液の溶媒である水と反応して水素ガスを発生し、その水素ガス発生により電池内の圧力が上昇して電池が破裂する虞があるためである。
【０００７】
一方、正極ペレットには、前記のごとく正極活物質、導電材及び結着材よりなる正極合剤を所定の容積の穴に擦り切りながら充填後、加圧成型してペレット状に加工する。そのため、正極合剤の秤量性が悪い場合（例えば、所定の容積の穴に擦り切りながら充填される正極合剤の質量バラツキが大きい場合）、その分、負極活物質に対し正極合剤の充填量を増やさなければならなくなる。
【０００８】
しかしながら、コスト及び特性の両面から酸化銀と安価な二酸化マンガンを所定量混合した正極合剤は、酸化銀単一の場合の正極合剤と比較して、秤量バラツキが大きくなり、秤量性が低下する。そのため、その秤量バラツキが大きいことを考慮して、扁平形アルカリ電池を設計する上でΔＣを予め余裕をもって多く設定しなければならず、その分、材料費のアップとなっていた。これは、高価である酸化銀を活物質とする酸化銀電池等においては、大きなコストロスとなる。
【０００９】
そのため、正極合剤の秤量性を向上させることは、高性能でかつ経済性に優れた扁平アルカリ電池を製造するためには、極めて重要となる。
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、二酸化マンガンを所定量混合して正極合剤の秤量性を向上させ、高性能で低価格な扁平形アルカリ電池を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、正極缶と負極缶とをガスケットを介して密封した密封空間に、セパレータを配置するとともに、セパレータを挟んで、正極側には正極活物質を主成分とした正極合剤を配置し、負極側には負極活物質を主成分とした負極合剤を配置し、さらに、その正極合剤、セパレータ及び負極合剤を配置した密封空間にアルカリ電解液を充填した扁平形アルカリ電池であって、前記正極合剤が、酸化銀と、５〜１９ｍａｓｓ％の二酸化マンガン及び２０〜３０ｍａｓｓ％の銀・ニッケル複合酸化物とよりなる正極活物質混合物を加圧成型した。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の扁平形アルカリ電池において、前記二酸化マンガンの平均粒径は、１０〜５０μｍである。
請求項３の発明は、請求項１に記載の扁平形アルカリ電池において、前記銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径は、１〜２０μｍである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、正極合剤に、酸化銀及び二酸化マンガンよりも秤量性のよい銀・ニッケル複合酸化物を２０〜３０ｍａｓｓ％混合したことにより、正極合剤の秤量性を大きく向上させることができる。従って、負極活物質の電気容量に対して正極活物質の電気容量が如何なる場合にも逆転しないように、正極活物質の電気容量を多くするために負極合剤に対し正極合剤の充填量を増す量を、より精度よく秤量できる。その結果、正確に秤量できるため予め余裕をもって増量する必要がなくなり、その分、電池設計で負極合剤に対する正極合剤の充填量、即ち、ΔＣを少なくできる。そのため、材料費を削減することができ、高性能で低価格な扁平形アルカリ電池を作製することができる。
【００１３】
しかも、正極合剤に銀・ニッケル複合酸化物を２０〜３０ｍａｓｓ％混合することにより、放電容量を低下させることなく、正極ペレット硬度を高くでき、正極缶と負極缶とをガスケットを介してかしめる際に生じる沈み込みが抑えられる。その結果、この沈み込みによって生じる電池内圧の上昇や電解液の漏液が防止される。
【００１４】
また、この銀・ニッケル複合酸化物は、電気容量の大きい活物質であるとともに、それ自身良好な導電性を有するため、この銀・ニッケル複合酸化物を混合すれば、正極合剤に導電剤を加える必要がなくなり、その分、活物質充填量が確保され、大きな電池容量が得られる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、正極合剤をペレット状に加工する際の圧力を低くすることができ、成型治具の変形を防止できるとともに、秤量バラツキを小さくすることができる。
請求項３の発明によれば、正極合剤をペレット状に加工する際の圧力を低くすることができ、成型治具の変形を防止できるとともに、秤量バラツキを小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した一実施形態を、図面に従って説明する。
図１は、ボタン形（扁平形）のアルカリ一次電池（以下、扁平形アルカリ電池）の概略断面図を示す。図１において、扁平形アルカリ電池１はボタン形の一次電池であって、有底円筒状の正極缶２及び有蓋円筒状の負極缶３を有している。正極缶２は、鋼板にニッケ
ルメッキを施した構成であって、正極端子を兼ねている。一方、負極缶３は、ニッケルよりなる外表面層と、ステンレススチール（ＳＵＳ）よりなる金属層と、銅よりなる集電体層との３層クラッド材がカップ状にプレス加工されて構成されている。又、負極缶３は、その円形の開口部３ａが折り返し形成され、その折り返し形成された開口部３ａには、例えば、ナイロン製のリング状のガスケット４が装着されている。
【００１７】
そして、正極缶２の円形の開口部２ａに、負極缶３を、ガスケット４を装着した開口部３ａ側から嵌合させ、該正極缶２の開口部２ａを該ガスケット４に向かってかしめて封口することによって、正極缶２と負極缶３は、互いに連結固定されている。正極缶２と負極缶３を連結固定することによって、ガスケット４を介して正極缶２と負極缶３の間には、密閉空間が形成される。
【００１８】
この密閉空間には、正極合剤５、セパレータ６、負極合剤７が収容され、セパレータ６を挟んで正極缶２側に正極合剤５、負極缶３側に負極合剤７が収容配置されている。この密閉空間には、アルカリ電解液が充填されている。
【００１９】
詳述すると、正極合剤５は、正極缶２の底面２ｂに配設されている。正極合剤５は、酸化銀顆粒又は粉体と、二酸化マンガン及び銀・ニッケル複合酸化物よりなる混合物である。正極合剤５の混合比は、酸化銀顆粒又は粉体と、５〜２０ｍａｓｓ％の二酸化マンガン及び２０〜３０ｍａｓｓ％の銀・ニッケル複合酸化物に選定することが好ましい。
【００２０】
酸化銀と二酸化マンガンのなかに、酸化銀及び二酸化マンガンよりも秤量性のよい銀・ニッケル複合酸化物（ＡｇＮｉＯ２）を混合させて正極合剤５にすることにより、正極合剤の秤量性を大きく向上させることができる。従って、その分、ΔＣを少なくできるので、材料費を削減できることになる。
【００２１】
また、酸化銀と二酸化マンガンのみを正極活物質として用いる場合に比べて、銀・ニッケル複合酸化物が正極合剤に混合されていることにより、正極ペレットの硬度を高くすることができる。このため、電池を作製する際のかしめ行程において、かしめによってガスケットで正極ペレットが押される部分の沈み込む量が小さく抑えられる。従って、正極合剤の沈み込みによって生じる電池内圧の上昇や電解液の漏液が防止できる。
【００２２】
さらに、銀・ニッケル複合酸化物は、電気容量の大きい活物質であるとともにそれ自身良好な導電性を有している。従って、この銀・ニッケル複合酸化物を混合することによって、他の導電剤を加える必要性がなくなる。その結果、導電剤によって活物質充填量が小さくなるのが抑えられ、大きな電池容量が得られる。
【００２３】
つまり、酸化銀、二酸化マンガンのみを正極活物質として用いる場合には、これら自身が絶縁物に近いため、正極合剤にさらにグラファイトやカーボン等の導電剤を加えるのが通常である。しかし、このグラファイトやカーボンは、嵩密度が低いため正極合剤のかなり体積を占有し、その分、電池容量が小さくなってしまうからである。
【００２４】
尚、この銀・ニッケル複合酸化物の混合率は、２０〜３０ｍａｓｓ％が適当である。銀・ニッケル複合酸化物の量が、この混合率よりも少ない場合には銀・ニッケル複合酸化物の前述のような効果が得られない。逆に、銀・ニッケル複合酸化物の量が、この混合率より超える場合には、銀・ニッケル複合酸化物が放電反応にて酸化銀より電解液を消費（抱え込む）する物質のため、放電末期に電解液不足で生じる負極活物質の不動態化が発生し、放電容量が低下する虞がある。
【００２５】
また、正極合剤５に混合する二酸化マンガンの平均粒径は、１０〜５０μｍの範囲であ
ることが適当である。
二酸化マンガンの平均粒径が１０μｍを下回ると、正極合剤をペレット状に加圧加工する際の加圧力を高くしなければならず、成型治具の変形を来す虞がある。また、平均粒径が５０μｍを上回ると粒径が大きい分秤量バラツキが大きくなる。
【００２６】
また、正極合剤に混合する銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径は、１〜２０μｍの範囲であることが適当である。
銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径が１μｍを下回ると、二酸化マンガンの場合と同様、正極合剤をペレット状に加圧加工する際の加圧力を高くしなければならず、成型治具の変形を来す虞がある。また、平均粒径が２０μｍを上回ると、銀・ニッケル複合酸化物が正極合剤の秤量バラツキを小さくする効果が小さくなる。これは、銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径が２０μｍを上回ると、それ自身が秤量性が低下するためと考えられる。
【００２７】
正極合剤５の上側には、セパレータ６が配置される。セパレータ６は、微多孔膜６ａと不織布６ｂの２層構造であって、アルカリ電解液を含浸させる。セパレータ６を、微多孔膜６ａと不織布６ｂの２層構造にすることによって、正極と負極間のバリア性を高め容量保存性を向上させるだけでなく、効果的にアルカリ電解液を保持できることから放電特性も向上させることができる。なお、微多孔膜６ａは、本実施形態ではポリエチレンフィルムとセロファンからなる。
【００２８】
セパレータ６の上側には、負極合剤７が配置される。負極合剤７は、亜鉛又は亜鉛合金粉末、アルカリ電解液、増粘剤等からなるジェル状をなし、負極缶３の底面３ｂに圧着され、セパレータ６の上側に収容されている。
【００２９】
正極合剤５、セパレータ６、負極合剤７を収容した密閉空間には、アルカリ電解液が充填されている。アルカリ電解液は、例えば、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、或いは、水酸化ナトリウム水溶液と水酸化カリウム水溶液の混合水溶液を用いることができる。
【００３０】
なお、正極合剤５として、銀・ニッケル複合酸化物を含有するものを用いるが、負極合剤、セパレータ、電解液は特に限定されるものではなく、扁平形のアルカリ電池において、通常用いられているものであればなんでもよい。
【００３１】
ちなみに、正極合剤５の酸化銀顆粒又は粉体と、二酸化マンガン及び銀・ニッケル複合酸化物よりなる混合物の各種条件を変更した実施例を行い検証した。
（実施例１）
図１に本実施例で作成した外径６．８ｍｍ、高さ２．６ｍｍの扁平形アルカリ電池を示す。
【００３２】
本実施例では、正極合剤として、平均粒径１０μｍの銀・ニッケル複合酸化物（ＡｇＮｉＯ２）を２５ｍａｓｓ％、平均粒径１０μｍの酸化銀（Ａｇ２Ｏ）を６５ｍａｓｓ％、平均粒径３０μｍの二酸化マンガン（ＭｎＯ２）を１０ｍａｓｓ％、を混合し、２００ＭＰｓの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した。一方、負極合剤は、亜鉛粉末に、アルカリ電解液とゲル化剤を混合し、ペレット状に成型することで作製した。
【００３３】
そして、このようにして作製された正極ペレットをニッケルメッキが施された鉄製の正極缶２に収容し、その上からセパレータ６を敷設した。一方、負極合剤７を銅、ステンレススチール及びニッケルの３層クラッド板よりなる負極缶３に収容した。
【００３４】
続いて、負極缶３の開口部３ａを、正極缶２の開口部２ａに向けて、ガスケット４を介してはめ込み、正極缶２の開口縁部をかしめることで、前述した扁平形アルカリ電池１を作製した。
【００３５】
尚、セパレータ６は、ポリエチレンフィルムとセロファン及び不織布よりなり、ガスケット４は、ナイロン製である。
（実施例２）
実施例２は、正極合剤として、平均粒径１０μｍの銀・ニッケル複合酸化物（ＡｇＮｉＯ２）を２０ｍａｓｓ％、平均粒径１０μｍの酸化銀粉末（Ａｇ２Ｏ）を７０ｍａｓｓ％、平均粒径３０μｍの二酸化マンガン（ＭｎＯ２）を１０ｍａｓｓ％、を混合して、２００ＭＰｓの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例１と同様にして、扁平形アルカリ電池１を作製した。
（実施例３）
実施例３は、正極合剤として、平均粒径１０μｍの銀・ニッケル複合酸化物（ＡｇＮｉＯ２）を３０ｍａｓｓ％、平均粒径１０μｍの酸化銀粉末（Ａｇ２Ｏ）を６０ｍａｓｓ％、平均粒径３０μｍの二酸化マンガン（ＭｎＯ２）を１０ｍａｓｓ％、を混合し、２００ＭＰｓの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例１と同様にして、扁平形アルカリ電池１を作製した。
（比較例１）
比較例１は、正極合剤として、平均粒径１０μｍの銀・ニッケル複合酸化物（ＡｇＮｉＯ２）を１５ｍａｓｓ％、平均粒径１０μｍの酸化銀粉末（Ａｇ２Ｏ）を７５ｍａｓｓ％、平均粒径３０μｍの二酸化マンガン（ＭｎＯ２）を１０ｍａｓｓ％を混合し、２００ＭＰｓの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例１と同様にして、扁平形アルカリ電池を作製した。
（比較例２）
比較例２は、正極合剤として、平均粒径１０μｍの銀・ニッケル複合酸化物（ＡｇＮｉＯ２）を３５ｍａｓｓ％、平均粒径１０μｍの酸化銀粉末（Ａｇ２Ｏ）を５５ｍａｓｓ％、平均粒径３０μｍの二酸化マンガン（ＭｎＯ２）を１０ｍａｓｓ％を混合し、２００ＭＰｓの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例１と同様にして、扁平形アルカリ電池を作製した。
（比較例３）
比較例３は、正極合剤として、平均粒径１０μｍの銀・ニッケル複合酸化物（ＡｇＮｉＯ２）を１５ｍａｓｓ％、平均粒径１０μｍの酸化銀粉末（Ａｇ２Ｏ）を７５ｍａｓｓ％、平均粒径５μｍの二酸化マンガン（ＭｎＯ２）を１０ｍａｓｓ％を混合し、３００ＭＰｓの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例１と同様にして、扁平形アルカリ電池を作製した。
（比較例４）
比較例４は、正極合剤として、平均粒径１０μｍの銀・ニッケル複合酸化物（ＡｇＮｉＯ２）を１５ｍａｓｓ％、平均粒径１０μｍの酸化銀粉末（Ａｇ２Ｏ）を７５ｍａｓｓ％、平均粒径６０μｍの二酸化マンガン（ＭｎＯ２）を１０ｍａｓｓ％を混合し、２００ＭＰｓの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例１と同様にして、扁平形アルカリ電池を作製した。
（比較例５）
比較例５は、正極合剤として、平均粒径０．５μｍの銀・ニッケル複合酸化物（ＡｇＮｉＯ２）を１５ｍａｓｓ％、平均粒径１０μｍの酸化銀粉末（Ａｇ２Ｏ）を７５ｍａｓｓ％、平均粒径３０μｍの二酸化マンガン（ＭｎＯ２）を１０ｍａｓｓ％を混合し、３００ＭＰｓの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例１と同様にして、扁平形アルカリ電池を作製した。
（比較例６）
比較例６は、正極合剤として、平均粒径２５μｍの銀・ニッケル複合酸化物（ＡｇＮｉ
Ｏ２）を１５ｍａｓｓ％、平均粒径１０μｍの酸化銀粉末（Ａｇ２Ｏ）を７５ｍａｓｓ％、平均粒径３０μｍの二酸化マンガン（ＭｎＯ２）を１０ｍａｓｓ％を混合し、２００ＭＰｓの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例１と同様にして、扁平形アルカリ電池を作製した。
【００３６】
そして、上記した実施例１〜３、比較例１〜６で作製された各正極ペレットの質量バラツキ、成型圧と材料削減効果、及び、作製された各アルカリ電池の放電容量を調べた。
具体的には、正極ペレットの質量バラツキは、所定の容積の穴に正極合剤を擦り切りながら充填後、圧縮成型して作製した各ペレット２０個の質量を測定し、その変動係数（＝標準偏差／平均値×１００）を算出した。また、正極ペレットの成型圧は、各正極ペレット成型時の圧力ｎ＝２０個の平均値を算出した。さらに、正極ペレットの材料削減効果は、正極合剤の秤量向上でΔＣを少なくしたことによる材料費の削減金額効果をパーセントで算出した。
【００３７】
各アルカリ電池の放電容量の測定は、負荷抵抗を３０ｋΩで、終止電圧０．９Ｖまで連続放電することで行った。測定電池個数は５個である。
以上のそれぞれの結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
（１）はじめに、この表１より、実施例１〜３と比較例１とを比較するに、正極合剤５に混合する銀・ニッケル複合酸化物の混合比率が２０ｍａｓｓ％を下回ると、正極ペレットの質量の変動係数が大きくなることがわかる。これは、正極合剤５の秤量性を向上させる銀・ニッケル複合酸化物の正極合剤５への混合比が低いために正極合剤５全体の秤量性を十分向上させることができず、正極ペレットの質量の変動係数が大きくなってしまうも
のと考えられる。即ち、ΔＣが多くなる。
【００３９】
（２）次に、この表１より、実施例１〜３と比較例２を比較するに、正極合剤５に混合する銀・ニッケル複合酸化物の比率は３０ｍａｓｓ％と上回ると、放電容量が小さくなることがわかる。これは、銀・ニッケル複合酸化物が放電反応にて酸化銀より電解液を消費（抱え込む）する物質のため、放電末期に電解液不足で負極活物質である亜鉛が一部不動態化し正極活物質と反応できなくなり、放電容量が低下したものと考えられる。
【００４０】
（３）次に、この表１より、実施例１〜３と比較例３とを比較するに、正極合剤５に混合する二酸化マンガンの平均粒径が１０μｍを下回ると、正極ペレットの成型圧が高くなることがわかる。これは、二酸化マンガンの平均粒径が小さくなるために、その分、二酸化マンガン粒子の表面積が大きくなり、正極合剤５の圧縮時の反発力が大きくなり成型圧が高くなると考えられる。
【００４１】
（４）次に、この表１より、実施例１〜３と比較例４とを比較するに、正極合剤５に混合する二酸化マンガンの平均粒径が５０μｍを上回ると、正極ペレットの質量の変動係数が大きくなることがわかる。これは、二酸化マンガンの平均粒径が５０μｍを上回ると、二酸化マンガン自身の秤量バラツキが大きくなるため、正極合剤５全体の秤量性が低下し、正極ペレットの質量の変動係数が大きくなってしまうものと考えられる。
【００４２】
（５）次に、この表１より、実施例１〜３と比較例５とを比較するに、正極合剤５に混合する銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径が０．５μｍを下回ると、正極ペレットの成型圧が高くなることがわかる。これも、銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径が２５μｍを上回ると、銀・ニッケル複合酸化物自身の秤量バラツキが大きくなるため、正極合剤５全体の秤量性が低下し、正極ペレットの質量の変動係数が大きくなってしまうものと考えられる。
【００４３】
（６）最後に、この表１より、実施例１〜３と比較例６とを比較するに、正極合剤５に混合する銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径が２５μｍを上回ると、正極ペレットの質量の変動係数が大きくなることがわかる。これも、銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径が２５μｍを上回ると、銀・ニッケル複合酸化物自身の秤量バラツキが大きくなるため、正極合剤全体の秤量性が低下し、正極ペレットの質量の変動係数が大きくなってしまうものと考えられる。
【００４４】
次に、上記のように構成した本実施形態の効果を以下に記載する。
（１）本実施形態によれば、扁平形アルカリ電池１は、正極合剤５が、酸化銀と、５〜１９ｍａｓｓ％の二酸化マンガン及び２０〜３０ｍａｓｓ％の銀・ニッケル複合酸化物を混合したものであり、その混合物をペレット状に加圧成型したものである。そのため、正極合剤５に、酸化銀及び二酸化マンガンよりも秤量性のよい銀・ニッケル複合酸化物を混合することで、正極合剤５の秤量性を大きく向上させ、その分、電池を設計する上でΔＣを少なくできるので、材料費を削減することができる。
【００４５】
また、正極合剤５に銀・ニッケル複合酸化物を混合することにより、正極ペレットの硬度を高くできるので、扁平形アルカリ電池１のかしめ行程によって生じる沈み込みが抑えられ、正極ペレットの沈み込みによって生じる電池内圧の上昇や電解液の漏液が防止される。
【００４６】
さらに、銀・ニッケル複合酸化物は、電気容量の大きい活物質であるとともに、それ自身良好な導電性を有する。このため、この銀・ニッケル複合酸化物を混合すれば、正極合剤５にグラファイト等の嵩密度の低い導電剤を加える必要がなく、その分、活物質充填量
が確保され、大きな電池容量が得られる。
【００４７】
（２）本実施形態によれば、二酸化マンガンの平均粒径を１０〜５０μｍの範囲とした。そのため、正極合剤５をペレット状に加工する際の圧力を成型治具の変形を来す虞のあるほど高くすることがなく、しかも、正極合剤５の秤量バラツキを低減でき、ΔＣの小さい材料費を削減した電池設計が可能となる。
【００４８】
（３）本実施形態によれば、正極合剤に混合する銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径は、１〜２０μｍの範囲とした。そのため二酸化マンガンと同様、正極合剤５をペレット状に加工する際の圧力を成型治具の変形を来す虞のあるほど高くすることがなく、しかも、正極合剤５の秤量バラツキを低減でき、ΔＣの小さい材料費を削減した電池設計が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施形態のアルカリ電池の概略断面図。
【符号の説明】
【００５０】
１…扁平形アルカリ電池、２…正極缶、２ａ…開口部、３…負極缶、３ａ…開口部、４…ガスケット、５…正極合剤、６…セパレータ、６ａ…微多孔膜、６ｂ…不織布、７…負極合剤。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極缶と負極缶とをガスケットを介して密封した密封空間に、セパレータを配置するとともに、セパレータを挟んで、正極側には正極活物質を主成分とした正極合剤を配置し、負極側には負極活物質を主成分とした負極合剤を配置し、さらに、その正極合剤、セパレータ及び負極合剤を配置した密封空間にアルカリ電解液を充填した扁平形アルカリ電池であって、
前記正極合剤が、酸化銀と、５〜１９ｍａｓｓ％の二酸化マンガン及び２０〜３０ｍａｓｓ％の銀・ニッケル複合酸化物とよりなる正極活物質混合物を加圧成型したことを特徴とする扁平形アルカリ電池。
【請求項２】
請求項１に記載の扁平形アルカリ電池において、
前記二酸化マンガンの平均粒径は、１０〜５０μｍであることを特徴とする扁平形アルカリ電池。
【請求項３】
請求項１に記載の扁平形アルカリ電池において、
前記銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径は、１〜２０μｍであることを特徴とする扁平形アルカリ電池。
【請求項１】
正極缶と負極缶とをガスケットを介して密封した密封空間に、セパレータを配置するとともに、セパレータを挟んで、正極側には正極活物質を主成分とした正極合剤を配置し、負極側には負極活物質を主成分とした負極合剤を配置し、さらに、その正極合剤、セパレータ及び負極合剤を配置した密封空間にアルカリ電解液を充填した扁平形アルカリ電池であって、
前記正極合剤が、酸化銀と、５〜１９ｍａｓｓ％の二酸化マンガン及び２０〜３０ｍａｓｓ％の銀・ニッケル複合酸化物とよりなる正極活物質混合物を加圧成型したことを特徴とする扁平形アルカリ電池。
【請求項２】
請求項１に記載の扁平形アルカリ電池において、
前記二酸化マンガンの平均粒径は、１０〜５０μｍであることを特徴とする扁平形アルカリ電池。
【請求項３】
請求項１に記載の扁平形アルカリ電池において、
前記銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径は、１〜２０μｍであることを特徴とする扁平形アルカリ電池。
【図１】
【公開番号】特開２００８−２５８０９８（Ｐ２００８−２５８０９８Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０１７２５（Ｐ２００７−１０１７２５）
【出願日】平成１９年４月９日（２００７．４．９）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月９日（２００７．４．９）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
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