[发明专利]碱性干电池

说明书

技术领域

本发明涉及碱性干电池，尤其涉及碱性干电池的负极。

背景技术

一般地说，碱性干电池所具有的结构是：在兼作正极端子的正极壳体中以与正极壳体密合的方式配置含有二氧化锰粉末或羟基氧化镍作为正极活性物质的圆筒状正极合剂，然后在其中央隔着隔膜配置含有锌合金粉末作为负极活性物质的负极。负极一般使用在碱性电解液中混合有聚丙烯酸钠等胶凝剂而成为凝胶状的材料。

为了提高上述负极的耐蚀性，已经提出了在凝胶状负极中添加如烷基的碳原子数为6以上的聚氧乙烯烷基醚磷酸酯(专利文献1)、以及烷基的碳原子数为7以上的高级醇磷酸酯(专利文献2)之类的阴离子表面活性剂作为防腐剂的方案。

另一方面，作为阴离子表面活性剂的磷酸酯具有以下的性质(非专利文献1)：碳原子数越大，越容易发泡，尤其是碳原子数在13附近的高级醇磷酸酯容易发泡。

表面活性剂形成聚集体吸附在锌合金粒子的表面，从而形成保护覆盖膜。该保护覆盖膜能阻止氢氧化物离子和水朝锌合金粒子的接近，从而使锌合金粒子表面上的式(1)和式(2)的反应受到抑制。

Zn+4OH^-→Zn(OH)₄^2-+2e^-    (1)

2H₂O+2e^-→2OH^-+H₂    (2)

而且表面活性剂在负极的反应时，从锌合金粒子的表面离开而向碱性电解液中扩散。然而，上述专利文献1和2的表面活性剂强烈地吸附在锌合金粒子的表面，扩散速度较慢，因而存在的问题是阻碍上述式(1)所示的电极反应的进行，以致不能获得充分的大电流放电性能。

另外，若将如非专利文献1所记载的那样具有容易发泡的性质的 表面活性剂添加到负极中，则负极的密度降低，负极活性物质的填充量减少，因而存在的问题是放电性能下降。

特别地，碳原子数多的磷酸酯在碱性电解液中是不溶的。为此，当制作凝胶状负极时，在混合锌合金粉末、胶凝剂、碱性电解液以及上述磷酸酯的情况下，需要进行充分的搅拌，以便使磷酸酯均匀地分散在碱性电解液中，这样发泡将变得显著。

另一方面，近年来，瞬间需要重负载的数字设备正在增加。然而，在负极中添加了以前的表面活性剂的碱性干电池在承受大负载的瞬间，可以看到闭路电压大幅度下降的现象。例如这种设备因启动时的突入电流(rush current)而导致上述电压的降低，由此电池的闭路电压往往低于能够使设备工作的电压。此时存在的问题是：碱性干电池即使具有能够充分使用的容量，结果也不能获得充分的放电容量。

专利文献1：特开昭55-69969号公报

专利文献2：特开昭63-248064号公报

非专利文献1：《表面活性剂》，米田出版，149页

发明内容

于是，本发明的目的在于解决上述以前的问题，提供一种不会阻碍负极反应而可以抑制气体发生、耐漏液性和放电性能优良的碱性干电池。

本发明涉及一种碱性干电池，其具有：正极，其含有二氧化锰粉末以及羟基氧化镍粉末的至少之一；负极，其含有锌合金粉末；隔膜，其配置在所述正极和所述负极之间；碱性电解液；以及电池壳体，其由以铁为主要成分的金属壳体、和在所述金属壳体的内表面形成的含镍层构成，用于收纳所述正极、负极、隔膜以及碱性电解液；

所述碱性干电池的特征在于：所述负极进一步含有表面活性剂，所述表面活性剂在未放电的期间，吸附在所述锌合金粉末的表面；在放电开始时，不会妨碍所述碱性电解液中离子的移动而迅速地从所述锌合金粉末的表面脱附。

所述表面活性剂满足条件(A)或(B)。

条件(A)：在分子内，作为亲水基，含有磷酸基但不含有聚氧乙烯基；作为憎水基，含有至少1个烃基，且所述烃基的总碳原子数为1～6。

条件(B)：在分子内，作为亲水基，含有磷酸基和聚氧乙烯基；作为憎水基，含有至少1个烃基，且所述烃基的总碳原子数为1～4。

所述表面活性剂为磷酸酯或其碱金属盐。

所述表面活性剂为聚氧乙烯烷基醚磷酸酯或其碱金属盐。

所述表面活性剂优选为选自具有由通式(1)～(3)表示的结构的化合物之中的至少1种。

通式(1)：