[发明专利]碱性一次电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种碱性一次电池，特别地涉及对正极的改良。

背景技术

碱性一次电池具有内外分开(インサイドアウト)结构，该结构以紧密附着在兼作正极端子的电池壳体内侧的方式配置圆筒状的正极合剂颗粒(pellet)。在正极合剂颗粒的中空处，隔着隔膜填充有凝胶状的负极。一般地，正极合剂颗粒包括作为正极活性物质的二氧化锰和作为导电材料的石墨。

近年来，伴随着数码设备的普及，使用碱性一次电池的设备的负载功率也逐渐地变大。因此，需要一种除了具有中负荷放电性能之外，还在贮藏前或者贮藏后也具有良好的强负荷放电性能的电池。

在专利文献1中，为了改良中负荷放电性能，提出了在正极中添加从Ti(OH)₄及TiO(OH)₂组成的群中选择的添加剂。由此，提高了正极的碱性电解液的保持能力，并且可以提高中负荷放电性能。

在专利文献2中，为了改良贮藏后的电池的放电性能，提出了在正极中添加钛的化合物。通过在正极中添加钛的化合物，能够抑制贮藏时电池盒生锈，还能够抑制电池的内电阻的增大。由此，提高贮藏后的电池的放电性能。

专利文献3中，为了抑制由电池壳体的内表面的镀镍层的细微的裂缝所产生的铁的腐蚀，提出了在电池壳体的内表面形成包含钛的化合物及石墨的涂膜。由此，提高贮藏后的电池的放电性能。

专利文献1：日本特开2003-203635号公报

专利文献2：日本特开2005-166419号公报

专利文献3：日本特开2006-12733号公报.

发明内容

发明要解决的问题

在碱性一次电池中，为了抑制由负极中所含有的锌的腐蚀所造成的气体的产生，或为了使电池的开路电压在例如1.65V以下，理想的是在碱性电解液中添加氧化锌(ZnO)。

但是，在碱性电解液中添加ZnO时，如果放电过程中的电池电压达到大概1V左右时，则碱性电解液中的ZnO就会开始和正极的锰的氧化物发生反应。通过该反应生成锌黑锰矿(hetaerolite)(锰和锌的复合氧化物：ZnO·Mn₂O₃)等。如果生成锌黑锰矿等物质，则会增加正极的分极，使内电阻增大，从而降低电池的放电性能。

而且，如果在正极添加钛的化合物，在电池放电时或贮藏时，有时会在电池壳体的内表面析出ZnO和钛的化合物。如果ZnO的析出量增大，则内电阻增大，从而导致放电性能的降低。

因此，本发明的目的在于，对于在碱性电解液中添加了ZnO的电池，抑制正极处的锌黑锰矿等的生成，同时抑制钛化合物、ZnO向电池壳体的内表面析出。由此，能够提供一种抑制电池的内电阻的增大、放电性能和贮藏特性俱佳的碱性一次电池。

解决问题所用的手段

本发明的碱性一次电池具有：含有正极活性物质及石墨的正极、含有负极活性物质的负极、隔膜、以及碱性电解液。正极进一步地含有偏钛酸(TiO(OH)₂)。正极活性物质含有二氧化锰，碱性电解液含有氧化锌。

根据本发明可以抑制碱性电解液中的ZnO和正极的锰氧化物的反应而导致的锌黑锰矿等的生成。由此，既可以抑制正极的分极，还可以抑制内电阻的增大，从而提供了一种具有优良的放电性能的碱性一次电池。

相对于正极活性物质和石墨的总量，理想的偏钛酸的量是0.05～0.9重量％。

理想的正极中的Ti的含有量是未放电电池的0.015～0.43重量％。

理想的碱性电解液中所含有的氧化锌的量是0.1～5重量％。

正极中最好含有氧化锌。理想的正极中所含有的氧化锌的量是未放电电池中的碱性电解液的0.03～3重量％。

放电使电池电压达到0.9V后的正极的CuKα射线的X射线衍射图中，将2θ＝20°～23°的范围内的强度最高的衍射峰值强度设为A，将2θ＝11°～14°的范围内的强度最高的衍射峰值强度设为B，此时B/A的值最好在1以下。

放电到电池电压达到0.7V之后的正极的B/A值最好为1以上。

放电到电池电压达到0.9V之后的正极的B/A值最好为0.52以上。

发明的效果

根据本发明，对于在碱性电解液中添加了ZnO的电池，抑制了正极处的锌黑锰矿等的生成，同时抑制了钛的化合物、ZnO向电池壳体的内表面析出。由此，能够提供一种抑制电池的内电阻的增大、放电性能和贮藏特性俱佳的碱性一次电池。

附图说明

图1是本发明的实施例的碱性一次电池的一部分截面的主视图。