JPS6324304B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はアルカリ電池の陽極合剤製造法に関
し、二酸化マンガンと黒鉛等の導電性との乾式混
合合剤粉末を温風により流動撹拌しつつ、これに
結着剤としてポリスチレン（以下PSという）あ
るいはポリ塩化ビニル（以下PVCという）を重
量比で合剤粉末100部当り0.2〜３部テトラヒドロ
フラン（以下THFという）に溶解して噴霧供給
し、その後45〜66℃の温度で温風乾燥することで
顆粒状陽極合剤とし、陽極合剤の流動性、ペレツ
ト等への成型性を向上させたことを目的とする。 近年、ボタン型酸化銀電池、水銀電池及び、ア
ルカリマンガン電池を電源とする電子腕時計、カ
メラ、電卓等の電子機器が多用されるようになつ
てきたが、これら電子機器の小型化、薄型化に伴
い、電池に対する薄型化の強い要望がある。中で
も安価な陽極材料である二酸化マンガンを用いる
アルカリマンガン電池に対する要望は特筆すべき
ものがあり、酸化銀電池および水銀電池と互換性
のあるアルカリマンガン電池が強く望まれてい
る。 しかし、この種のアルカリマンガン電池では、
その陽極合剤の秤量および成型時に秤量誤差や陽
極合剤ペレツトの寸法比（ペレツト外径に対する
ペレツト厚み）が大きいことに起因してペレツト
割れやヒビ割れを生じ、これが電池製造上重要な
問題となつていた。 従来の陽極合剤の製造法の代表例としては、(イ)
二酸化マンガンと黒鉛とを混合し、加圧成型した
ものを粗砕し、ふるい通しを経て規定の粒度の顆
粒を得るか、あるいは(ロ)二酸化マンガンと黒鉛と
の混合物にカルボキシメチルセルローズ、ポリア
クリル酸塩等の結着剤とアルカリ電解液とを添加
して混合撹拌後、これを高温雰囲気中に噴霧し、
乾燥、ふるいわけを行う方法とがある。しかし(イ)
の方法では、合剤粉末の流動性、成型性を考慮す
れば、所望の粒径をもつた合剤の収率が悪く、ま
た得られた顆粒状粉末は容易に解粒を起こしやす
いため、成型機のホツパー内で粒子が細かく粉砕
され、金型に充填される時の粉体の状態が不均一
になり易い。更に充填量のバラツキも生じ易く、
製品となつた電池の性能バラツキも大きい。(ロ)の
方法では合剤とするための混合撹拌後の乾燥工程
で高温雰囲気に誘導され、二酸化マンガンが高温
（150℃以上）にさらされ、変質を生じて結果とし
て電池電圧及び放電性能に悪い結果をもたらして
いた。 また、顆粒状粉末の粒度範囲をせばめるのは極
めて困難であり、粒子形状が不定形であるため、
成型機における合剤の流動性に問題があつた。さ
らに(イ)、(ロ)の方法共に導電剤の均一混合が完全で
ないため、量産電池の中には導電剤が規定配合比
よりも少ないものが発生したり、同一容積内の充
填量にバラツキが生じたりして、内部抵抗不良を
惹起していた。 本発明は、結着剤はPSまたはPVCをTHFに溶
解して用いることで上記のような従来の欠点を改
良したものである。以下、実施例をもつて本発明
を詳述する。 実施例 １ 二酸化マンガンと黒鉛との合剤粉末１Kgを第１
図に示す流動顆流造粒機１内に投入し、この造粒
機の流動乾燥塔下方より上方へ向けて50℃の温風
２を２m³／minの流量で送風し、混合物３を流動
撹拌させつつ20ｇのPSを溶解したTHF溶液500
ｇを流量20ｇ／min、圧力1.0Kg／cm²でノズル４
から噴霧供給した。噴霧完了後50℃の温風を送つ
て５〜10分間乾燥を行ない顆粒状陽極合剤を得
た。なお、図中５は排気フイルター、６は混合物
３及び顆粒状合剤の脱落を防止するフイルターク
ロスである。 実施例 ２ 二酸化マンガンと黒鉛との合剤粉末１Kgに20ｇ
のPVCを溶解したTHF500ｇを実施例１と同条
件にて噴霧供給し、顆粒状陽極合剤を得た。 実施例１および実施例２による陽極合剤を用い
て、市販のます切り法によつて秤量するペレツト
成型機を用いて成型した。各100個のペレツト重
量の標準偏差値を表−１に示す。 ただしこの場合のペレツト重量の基準値は100
mgである。

【表】 表−１より明らかなように、本発明による陽極
合剤は従来のものに比べ約２倍の重量精度の向上
を達成できる。これは、本発明の顆粒状陽極合剤
が第２図に示す如く、従来の陽極合剤に比べ適度
に大きく、かつその粒度範囲が狭いためであり、
流動造粒時に流動塔壁および粒子同志の衝突によ
り粒子形状が球型に近くなるため、合剤粉末の流
動性が良くなつたからである。このことは、電池
製造上極めて重要である。又顆粒状陽極合剤を得
るにあたり、温風乾燥時の温度も重要で温度が45
℃よりも低いと、THFの乾燥がうまく進まず、
造粒した顆粒状粒子は湿つた重い状態となり、不
揃いな粒径のものとなる。逆に乾燥温度が66℃よ
りも高いとTHFの蒸発が早いため、二酸化マン
ガンと黒鉛との接着および二次粒子の成長がうま
くいかず、粒度分布の広いものとなる。したがつ
て結着剤の溶媒として使用するTHFの沸点は66
℃であり、かつ又その蒸気圧を考慮すれば、陽極
合剤の乾燥温度は45〜66℃が良好であり、この温
度範囲であれば二酸化マンガンの熱影響による電
圧劣化の問題を解消できる。またPSあるいは
PVCの添加量が陽極合剤100重量部に対して0.2重
量部よりも少量では、バインダー効果が現われ
ず、ペレツトの成型が良好にできない。また3.0
重量部よりも多量では、PS、PVCの物理的特性
である疎水性、非電導性が現われ、電池の陽極に
必要な電子伝導網が阻害されて電気抵抗が高く、
かつ電解液に対しても濡れ難い合剤となり、電池
性能上の効果も充分でなくなる。結着剤である
PS、PVCそれ自体は、強アルカリ中における保
存では、二酸化マンガンなどの減極剤により酸化
を受け、鎖状分子が切れて陽極合剤の保持力が不
十分となることはなく、減極能を低下せしめるこ
ともない。 第３図に前述した本発明の実施例で得た顆粒状
陽極合剤を用いて形成したボタン型アルカリマン
ガン電池の半断面図を示す。 図中７は本発明によるPSあるいはPVCを結着
剤として用いた顆粒状陽極合剤を成型した陽極、
８はゲル状陰極で、一般には汞化亜鉛粉末に増粘
剤としてカルボキシメチルセローズのナトリウム
塩などの電解液により膨潤する糊剤を混入させて
いる。９はセルローズ系物質を主体とするセパレ
ータ、１０はセルローズ系物質よりなる含液材、
１１はニツケルメツキした鉄製陽極ケース、１２
はナイロン製ガスケツト、１３は陰極端子を兼ね
た封口板である。 このような構成でつくられたボタン型アルカリ
マンガン電池LR1120（直径11.6mm、厚さ2.0mm）
100個の初期性能と放電性能を表−２に示す。こ
れらの諸特性は従来の陽極合剤を用いた電池と同
等であり、PS、PVCを結着剤として合剤を顆粒
しても電池性能的に何ら問題はなく、むしろ放電
容量のバラツキは小さくなつている。

【表】 以上述べたように本発明の方法では顆粒状陽極
合剤の特性に加えて、陽極合剤の調合と顆粒状へ
の造粒とが同一工程で行われ、所望の粒度を得る
ためのふるい分け工程を省くことができ、製造コ
スト、工数の上で優れた製造プロセスをとること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例で用いた流動顆粒造粒
機の概略図、第２図は本発明における顆粒状陽極
合剤の粒度分布を示す図、第３図は本発明によつ
て得た顆粒状陽極合剤を用いたアルカリマンガン
電池の半断面図である。 ３……二酸化マンガンと黒鉛との合剤粉末、７
……陽極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 二酸化マンガンと導電性との乾式混合合剤粉
   末を温風により流動撹拌しつつ重量比で前記合剤
   粉末100部当り0.2〜３部のポリスチレンあるいは
   ポリ塩化ビニルをテトラヒドロフランに溶解させ
   た結着剤溶液を噴霧供給し、その後45〜66℃の温
   度で温風乾燥して顆粒状陽極合剤を得ることを特
   徴としたアルカリ電池の陽極合剤製造法。