[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的强放电特性的改善。

背景技术

近年来，对于数码相机等电子设备的电源所使用的碱性干电池，为了提高强放电特性，人们正在进行各种努力，如通过活性物质的改善以及活性物质填充量的最优化而提高反应效率以及降低内阻，通过部件的薄壁化(thinning)而增大碱性干电池的内部容积等。

另外，为了提高强放电特性，人们也就提高凝胶状负极的集电效率的课题进行了研究。例如在特开2004-95475号公报中，提出了使用板状、螺旋状、或细纤维束的形状的负极集电体、或者将多种这样的形状组合起来的负极集电体，以增大集电面积的方案。

然而，市售单3形圆筒状碱性干电池所具有的尺寸是：负极集电体胴部(插入凝胶状负极中的圆柱部分)的直径为1.3～1.5mm，凝胶状负极的填充高度(圆筒状碱性干电池在轴向的长度)约为42mm，负极集电体胴部插入凝胶状负极中的部分的长度相当于凝胶状负极的填充高度的约65％。

在特开2002-190303号公报中，为了最大限度地发挥集电效果，提出了将负极集电体向凝胶状负极中的插入长度设定为与凝胶状负极的填充高度相当的尺寸的方案。

但是，上述的负极集电体因加工困难、以及生产成本较高而难以实用化。负极集电体的表面积(集电面积)对放电特性的影响、以及负极集电体插入凝胶状负极中的部分的长度对强放电特性的影响根据单1形和单3形这样的碱性干电池的尺寸的不同而不同。一般认为强放电特性依赖于圆筒形碱性干电池在轴向的凝胶状负极的长度。

正如特开2004-95475号公报那样，在改变负极集电体的形状、从而增大负极集电体的集电面积的情况下，负极集电体的体积有可能增大，相应地凝胶状负极的填充体积有可能减少，以致电池容量有可能降低。因此，需要特别注意集电效果与活性物质数量的平衡。

发明内容

于是，本发明为了解决上述以前的问题，目的在于以简单而廉价的结构，提供一种具有优良的强放电特性的碱性干电池。

为了实现上述的目的，本发明的第1碱性干电池具有：中空圆筒状正极合剂，其含有二氧化锰粉末以及羟基氧化镍粉末之中的至少一种；凝胶状负极，其填充在所述正极合剂的中空部内，并含有锌合金粉末；隔膜，其配置在所述正极合剂和所述凝胶状负极之间；负极集电体，其插入所述凝胶状负极中；以及负极端子板，其与所述负极集电体进行电连接；该碱性干电池的特征在于：

填充在所述正极合剂的中空部内的所述凝胶状负极的高度L1、以及所述负极集电体插入所述凝胶状负极中的部分的长度L2满足关系式(1)：

0.72≤L2/L1≤0.86。

本发明的第2碱性干电池具有：中空圆筒状正极合剂，其含有二氧化锰粉末以及羟基氧化镍粉末之中的至少一种；凝胶状负极，其填充在所述正极合剂的中空部内，并含有锌合金粉末；隔膜，其配置在所述正极合剂和所述凝胶状负极之间；负极集电体，其插入所述凝胶状负极中；以及负极端子板，其与所述负极集电体进行电连接；该碱性干电池的特征在于：

填充在所述正极合剂的中空部内的所述凝胶状负极的高度L1、以及所述负极集电体插入所述凝胶状负极中的部分的长度L2满足关系式(2)：

0.90Pmax≤L2/L1≤1.07Pmax；

其中，Pmax表示在每1个小时进行10个循环的脉冲放电、直至闭路电压达到1.05V为止的累计循环数成为最大的情况下，此时所述L2对所述L1的比例；所述脉冲放电是反复进行以1.5W的恒电阻放电2秒、然后以0.65W的恒电阻放电28秒的循环。

本发明的第3碱性干电池具有：中空圆筒状正极合剂，其含有二氧化锰粉末以及羟基氧化镍粉末之中的至少一种；凝胶状负极，其填充在所述正极合剂的中空部内，并含有锌合金粉末；隔膜，其配置在所述正极合剂和所述凝胶状负极之间；负极集电体，其具有插入所述凝胶状负极中的棒状的胴部和设置于所述胴部的一个顶端的顶部；以及负极端子板，其与所述负极集电体的所述顶部进行电连接；该碱性干电池的特征在于：

所述胴部是直径为1.0～1.3mm的圆柱状；而且填充在所述正极合剂的中空部内的所述凝胶状负极的高度L1、以及所述负极集电体插入所述凝胶状负极中的部分的长度L2满足关系式(3)：

0.72≤L2/L1≤0.86。

所述负极集电体的体积电阻率优选为16×10^-3μΩ·m～55×10^-3μΩ·m。

所述负极集电体优选由铜或含铜量为76重量％以上的黄铜构成。