[发明专利]碱性电池

说明书

技术领域

本发明涉及采用碱性电解液的碱性电池。

背景技术

碱性电池作为日用品的玩具、游戏机、便携式电子设备等的主电源现今已广泛普及，在用于设备时要求经久耐用。为了延长设备的驱动时间，一般需要在电池内填充更多的活性物质，但因空间的制约，大致已达到极限。此外，近年来，作为强负载下的放电，镍氢电池或锂电池的使用增加，所以在碱性电池中，要求进一步延长从低负载（例如每个电池的负载为39Ω的连续放电）到中负载（例如每个电池的负载为10Ω的连续放电）下使用时的放电性能。

专利文献1中记载了通过在正极中添加锐钛矿型二氧化钛来改善中负载放电和强负载放电性能的技术。

此外，专利文献2中记载了通过采用正极中使用的二氧化锰的110面的半值宽度为2.2度～2.9度、且高电位的二氧化锰来谋求改善中负载放电性能的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平08-510355号公报

专利文献2：日本特开2011-68552号公报

发明内容

发明要解决的问题

为了实现高容量化，提高正极活性物质即二氧化锰的反应效率是有效的。

可是，碱性电池越接近放电末期则正极的极化越增大，达到放电终止电压，因此得不到理论上的放电容量（二氧化锰中为284mAh/g左右）。该极化的原因有多种，已知有伴随着放电的水的消耗而造成的离子扩散的下降、和二氧化锰的放电副产物即锌黑锰矿（ZnO·Mn₂O₃）造成的不活性化。

为了抑制如此的在放电末期的二氧化锰的放电效率的下降，可通过添加锐钛矿型二氧化钛来抑制锌黑锰矿的生成。可是，以往，尽管在中负载下的放电中勉强可得到其效果，但不充分，此外，在低负载放电中，与添加所导致的活性物质量的下降相抵，不能充分提高放电性能。

此外，即使在对二氧化锰的根据粉末X射线衍射测定的110面的半值宽度所表示的晶体结构进行控制的配合中，在强负载或中负载下的放电中，由于本来放电极化就大，所以二氧化锰的放电利用率低，不容易得到效果，在低负载放电中得不到显著的效果，在中负载放电中效果也不充分。

本发明鉴于上述问题点，其主要目的在于为了提高碱性电池的低负载及中负载下的放电容量，通过使正极的二氧化锰的结晶性与添加剂的添加量适当化而发挥协同效果，从而提供一种高容量的碱性电池。

用于解决课题的手段

为了达到上述的目的，本发明提供一种碱性电池，其特征在于，含有二氧化锰的正极、和负极夹着隔膜地被收纳在有底圆筒形的电池壳内，电池壳的开口部夹着垫圈被封口，二氧化锰的根据粉末X射线衍射测定的110面的半值宽度在1.80～2.40度的范围，在正极中按0.10～1.50质量%的范围添加有锐钛矿型二氧化钛。

发明效果

根据本发明，能够抑制放电末期的正极的极化，能够实现在低负载及中负载放电中高容量的碱性电池。

附图说明

图1是表示本发明的碱性电池的构成的半剖视图。

具体实施方式

本发明提供一种碱性电池，其夹着隔膜地将含有二氧化锰的正极和负极收纳在有底圆筒形的电池壳内，电池壳的开口部夹着垫圈地被封口，其中，二氧化锰的根据粉末X射线衍射测定的110面的半值宽度在1.80～2.40度的范围，在正极中按0.10～1.50质量%的范围添加有锐钛矿型二氧化钛。

如前所述，因在二氧化锰的放电末期生成锌黑锰矿而使二氧化锰表面成为不活性，这是中负载及低负载放电的利用率下降的主要原因。因此，通过在二氧化锰正极中添加锐钛矿型二氧化钛，可以抑制锌黑锰矿的生成，提高二氧化锰的利用效率。

但是，锐钛矿型二氧化钛作为活性物质不有助于放电，而且与二氧化锰相比密度也低，所以因添加而使活性物质即二氧化锰的量降低。

如中负载下的放电那样，在本来二氧化锰的利用率低到7成左右的情况下，通过添加1质量%左右可提高利用效率，由此，即使二氧化锰量有若干减少，作为总和也能使正极的放电容量增加。可是，例如在单3形的碱性干电池中在39Ω以下的连续放电这样的低负载下的放电中，由于本来利用率高达9成左右，所以难以进行利用添加锐钛矿型二氧化钛的改善。即使为了充分抑制锌黑锰矿的生成而添加1质量%左右，也使二氧化锰量下降，所以作为总体使放电容量降低。