[發明專利]堿性干電池

無效

• 申請號: 200810099112.1
• 申請日: 2008-05-09
• 公開（公告）號: CN101304086A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發明（設計）人: 加藤丞;泉秀勝;野矢重人
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H01M4/06
• 分類號: H01M4/06;H01M6/04;H01M6/06
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 陳建全

技術領域

本發明涉及一種堿性干電池，特別涉及一種在正極和負極這兩極 上能夠抑制極化的堿性干電池。

背景技術

堿性干電池一般包括正極、負極、隔膜以及堿性電解液，正極一 般使用二氧化錳，負極一般使用鋅，電解液一般使用堿性電解液(具 體地說是氫氧化鉀水溶液)。

以往，這樣的堿性干電池被用于低負荷放電區域(消耗電流大約 為數10mA)，被內置于遙控器或鐘表等中。最近，人們正在研究將 堿性干電池用于中負荷放電區域(消耗電流為100～數100mA)或者 高負荷放電區域(消耗電流為1000～2000mA)。具體地說，正在研 究將堿性干電池內置于音樂再生裝置、游戲機以及信息終端設備等消 耗電流為100～數100mA的設備、或數碼相機等消耗電流為1000～ 2000mA的設備中，從而在一部分設備中內置堿性干電池。

堿性干電池的利用率一般在低負荷放電區域中約為100％，而在 中負荷放電區域中為70％左右，在高負荷放電區域中為30～40％。由 此，為了在中負荷放電區域或者高負荷放電區域利用堿性干電池，優 選的是提高在這些區域中的利用率。因此，要求堿性干電池一邊維持 在低負荷放電區域的利用率，一邊提高在中負荷放電區域或者高負荷 放電區域的利用率。

由于利用率是放電容量與理論容量的比率，因此，所謂提高利用 率指的是提高放電容量。在此，一般認為如果能使理論容量得以提高， 就能夠使放電容量得以提高。在堿性干電池中，很多時候將負極的理 論容量設定為正極理論容量的1.0～1.25倍。由此，堿性干電池的理 論容量實質上取決于正極的理論容量，也就是取決于正極中正極活性 物質(二氧化錳)的重量(參照特開平07-122276號公報以及特開 平09-180736號公報)。因此，如果增加正極中正極活性物質的含量， 就能夠增大堿性干電池的理論容量。

然而，當增加正極活性物質的含量時，正極的體積增大，因而致 使出現堿性干電池大型化的問題。根據情況的不同，堿性干電池的尺 寸超出規格，因而不具有實用性。

于是，提出了將無機化合物(例如二氧化鈦或者硫酸鋇)混入到 正極中作為添加劑的方案(參照特表平08-510355號公報以及特表 2002-530815號公報)。由于這樣的添加劑作為使正極活性物質彼此粘 結起來的粘結劑而發揮作用，所以通過在正極中加入添加劑便能夠減 小正極中正極活性物質所占的體積。換言之，通過在正極中加入添加 劑，在不使正極體積增大的情況下便能夠增加正極中正極活性物質的 添加量。其結果是，能夠加大堿性干電池的理論容量。

然而，堿性干電池多具有內外型(inside-out)結構。與螺旋結構 (鎳氫蓄電池或者鋰一次電池等的結構)相比，內外型結構由于電極 面積狹小且極板較厚，所以極化現象明顯(參照電池便覽編輯委員會 編《電池便覽》(出版社：丸善出版、發行日：平成2年8月20日) 的P.119)。當極化現象明顯時，則帶來電極反應的反應速度降低等 弊端，其結果是，放電容量下降，從而招致利用率的低下。

發明內容

然而，關于堿性干電池并沒有提出抑制極化的方法。于是，本發 明如下所示地通過向堿性電解液中加入去極劑，從而對極化進行了抑 制。

具體地說，本發明所涉及的堿性干電池包括正極、負極、隔膜以 及堿性電解液，并且至少在堿性電解液中含有去極劑。

在第一堿性干電池中，作為去極劑，使用相對于正極和負極這兩 極具有去極化作用的有機化合物或者其堿金屬鹽。

第二堿性干電池及第三堿性干電池都是單3形堿性干電池。在第 二堿性干電池中，在每天反復進行以250mA的電流一天放電一個小 時的放電循環的情況下，當在第m次循環中閉路電壓低于終止電壓 時，若將第(m-1)次循環的放電開始時的閉路電壓設定為V_i1(伏)， 將第(m-1)次循環的放電結束時的閉路電壓設定為V_f1(伏)，則滿 足

0＜(V_i1-V_f1)≤0.35????(式1)

在第三堿性干電池中，正極的活性物質是二氧化錳，二氧化錳的 理論容量為308mAh/g，若將正極中二氧化錳的重量設定為C(g)， 且在每天反復進行以250mA的電流一天放電一個小時的放電循環的 情況下，將到閉路電壓低于終止電壓為止的累積放電持續時間設定為 T(小時)，則：