[发明专利]无汞碱性干电池

说明书

技术领域

本发明涉及无汞碱性干电池。

背景技术

作为正极采用二氧化锰、负极采用锌、电解液采用碱性水溶液的碱性锰干电池，由于通用性较高而且廉价，所以作为各种设备的电源而得到广泛普及。

在碱性干电池中，负极活性物质正在使用由气体雾化法等得到的无定形的锌粉。以前，为了充分确保锌粉相互之间的接触及锌粉和集电体的接触而提高集电效率，在负极中加入汞而在锌粉表面形成汞齐。但是，从对环境的角度考虑，在1980～1990年左右，进行了碱性干电池的无汞化，由此使碱性干电池的耐蚀性及放电特性下降。

有关耐蚀性的问题，例如通过采用专利文献1所述的技术即采用含有少量铟、铝、铋等的高耐蚀性的锌合金粉而得到了解决。

另一方面，关于放电特性，如专利文献2所述，进行了通过在锌粉末中适量混入锌薄片来充分确保锌粉末相互之间及锌粉末与集电体的接触的尝试。关于电解液，使用凝胶状电解液，以便不使锌粉末因无汞化而产生沉淀，从而与电解液分离，但在凝胶状电解液中，与周围的锌粉末以及集电体的接触并不充分的锌粉末的凝集体未进行充分的反应，就这样处于没有作为负极活性物质而加以利用的状态，但专利文献2所述的技术是要预防此现象的技术。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特公平3-71737号公报

专利文献2：日本特表2000-503467号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在专利文献2所述的技术中，作为实施例只记载了0.61×0.61×0.025mm的矩形的锌薄片，但这种形状及厚度的锌薄片容易变圆而成块，存在不能充分确保锌粉末相互之间及锌粉末和集电体的接触的问题。再者，由于专利文献2所述的锌薄片为矩形的薄片，因此还存在因其矩形面而妨碍电解液扩散，从而使放电特性恶化的问题。

用于解决课题的手段

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种无汞碱性干电池，其通过提高作为负极活性物质的锌的利用率而使放电特性得以提高。

为解决上述课题，本发明涉及一种无汞碱性干电池，其具备正极、负极和隔膜，所述负极含有作为负极活性物质的巴旦杏仁形状(almondshape)的锌粒子，所述巴旦杏仁形状的锌粒子的构成是：长轴方向的长度为0.5mm～50mm，长轴方向的两端中的至少一端为锐角的顶端形状。这里所谓粒子，指的是小片(particle)。另外，所谓巴旦杏仁形状的锌粒子的长轴方向的两端中的至少一端为锐角的顶端形状，指的是在巴旦杏仁形状的锌粒子的长轴方向的两端中的至少一方的端部，由包含该长轴的面切取的顶端部分在该面内所成的角度为锐角。此外，负极中的巴旦杏仁形状的锌粒子能够以原有的形态存在，也能够以弯曲或螺旋的方式存在。

在某实施方式中，巴旦杏仁形状的锌粒子的比表面积为160cm²/g～1500cm²/g。

在某实施方式中，巴旦杏仁形状的锌粒子的结晶粒径为1μm～50μm。

在某实施方式中，在与巴旦杏仁形状的锌粒子的长轴垂直的断面中具有0.1≤短径/长径≤1的关系。

在某实施方式中，负极含有作为分散介质的凝胶状碱性电解液。

在某实施方式中，作为负极活性物质还含有最大直径为500μm以下的锌微粒，所述巴旦杏仁形状的锌粒子的量为负极活性物质总量的2质量％～80质量％。这里，所谓微粒子，是指在与上述粒子的比较中比粒子更小的微粒，优选在最大直径的比较中小一个数量级以上的微粒。这里，在与巴旦杏仁形状的锌粒子的长轴垂直的断面中具有3/20≤短径/长径≤1的关系，所述锌微粒的最大直径优选为250μm以下。

在某实施方式中，负极的密度为2.3g/cm³～3.8g/cm³。

在某实施方式中，在巴旦杏仁形状的锌粒子中添加有选自Al、Bi、In、Ca及Mg之中的至少1种物质。

在某实施方式中，在巴旦杏仁形状的锌粒子及锌微粒中添加有选自Al、Bi、In、Ca及Mg之中的至少1种物质。

发明的效果

在本发明的无汞碱性干电池中，作为负极活性物质具有长轴方向的两端中的至少一端为锐角的巴旦杏仁形状的锌粒子，因而可使负极活性物质的锌小片相互之间切实地进行电接触，而且电解液容易扩散，因此，负极利用率增大，放电特性得以提高。

附图说明

图1是巴旦杏仁形状的锌粒子的示意图。

图2(a)是熔纺法中使用的辊的外形图，图2(b)是槽部分的放大图。