(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オキシ水酸化ニッケルからなる正極活物質、導電剤、及びアルカリ電解液に、メルトフローレートが２５〜２００ｇ／１０ｍｉｎの範囲にあり、かつ平均粒径が５〜２０μｍを満たすポリオレフィン系樹脂を前記正極活物質に対して５００〜５０００ｐｐｍの割合で添加した正極合剤を用いたことを特徴とする亜鉛アルカリ電池。
【請求項２】
前記バインダーとして、メルトフローレートが５０〜２００ｇ／１０ｍｉｎのポリオレフィン系樹脂を用いることを特徴とする請求項１に記載の亜鉛アルカリ電池。
【請求項３】
前記バインダーとして、メルトフローレートが７０〜２００ｇ／１０ｍｉｎのポリオレフィン系樹脂を用いることを特徴とする請求項１に記載の亜鉛アルカリ電池。
【請求項４】
オキシ水酸化ニッケルからなる正極活物質、導電剤、及びアルカリ電解液に、メルトフローレートが２５〜２００ｇ／１０ｍｉｎの範囲にあり、かつ平均粒径が５〜２０μｍを満たすポリオレフィン系樹脂を前記正極活物質に対して５００〜５０００ｐｐｍの割合で添加したことを特徴とする正極合剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は亜鉛アルカリ電池に関し、特に重負荷放電特性を損なわず、正極合剤強度を改善した亜鉛アルカリ電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
亜鉛アルカリ電池は、電解二酸化マンガンなどを正極活物質とし、これに導電剤である炭素粒子を混合し、所定の形状に成形した正極合剤と、亜鉛ペーストからなる負極材料と、これらを多孔質材料からなっているセパレータを介して金属缶に収容配置し、電解液を注液して構成されている。この正極合剤は、電池組み立て時に加わる力によって破壊されないよう、一定の強度を有することが求められている。
【０００３】
従来、成形合剤の強度を上げるために、正極合剤は、正極活物質である電解二酸化マンガンの粒径を微細化したり、また導電剤の炭素粒子である黒鉛として、バインダーとしての効果もある膨脹化黒鉛を用いたり、あるいは配合時の電解液である水酸化カリウム水溶液量を多くすることにより、その解決が図られてきた。
しかしながら、電解二酸化マンガンを微細化すると成形強度は向上するものの、成形密度が上がらなくなるため活物質量を増やすことは難しい。また，膨脹化黒鉛は人造黒鉛などに比ベコストが高く、その添加量を考えると、コスト競争の激しいアルカリ電池においては最適な選択とは言い難い。
また、配合時の水酸化カリウム水溶液量を多くすると成形合剤強度は向上するものの、合剤成形時に成形ダイと顆粒合剤との摩擦係数が上がり、成形機の摺動時に異音が発生し、成形ダイの摩耗が著しく早くなるという問題がある。
【０００４】
以上のことから、正極合剤の強度を向上するために、バインダーとして高分子有機化合物が用いられるようになってきた。ところで、正極合剤に添加する高分子有機化合物が、疎水性であると、電解液が充分正極合剤に浸透せず、内部抵抗が上昇して重負荷放電特性などの電池特性を悪化させる。そのために、バインダーとしては親水性のポリマーを添加することが行われている。具体的には親水性バインダーとしてポリアクリル酸の単独添加、および疎水性バインダーとしてポリオレフイン系のポリエチレン、ポリプロピレン等を親水性バインダーに部分添加したものが用いられてきた。
しかしながら、親水性バインダーの単独添加においては、成形合剤の強度は上がるものの、正極合剤成形機の成形ダイ内側と下パンチ外側とのクリアランスに顆粒合剤が詰まり、成形機の摺動性が悪くなるという問題が生じた。
また、親水性バインダーに疎水性バインダーを適宜添加して成形した合剤は、成形合剤の強度はそれほど上がらず、作業工程が複雑化する欠点があった。
【０００５】
一方、従来のＭｎＯ２正極合剤に代わって、近年オキシ水酸化ニッケルを正極活物質とする亜鉛アルカリ電池が検討されている。この正極活物質は、高容量で、貯蔵時の容量維持率に優れており、高率放電特性に優れ、かつ単位重量当たりのエネルギー密度が高いという特徴を有している。ところで、ＭｎＯ２粒子の平均粒径は４０μｍ程度であるのに対して、このオキシ水酸化ニッケル粒子は、その平均粒径がおよそ１０μｍと、極めて微細で、導電剤などの他の正極材料との混合において、従来の正極活物質のＭｎＯ２よりさらに均一な分散混合が困難となっており、成形した正極合剤の強度においてもさらに改善が望まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、アルカリ電池の正極合剤工程において、成形合剤の合剤崩れによる工程不良の増加および、その後の工程の正極缶への合剤圧入、合剤充填工程において合剤が崩れることにより、正極容量の減少および、セパレータ挿入時のセパレータの浮きが発生し、製造工程上および製品品質上信頼性を欠くという問題が生じている。特に、大きな合剤の割れ、欠けが生じて正極缶底部に溜まると、電池生産後に内部シヨート発生率が高くなることからも、成形合剤強度の向上は急務となってきている。
【０００７】
本発明は上記状況に対処してなされたもので、その課題は、電解液吸収量を減少させることなく成形合剤強度を向上させることによって、信頼性の高いアルカリ電池を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記オキシ水酸化ニッケルを正極活物質として用いたアルカリ電池において、バインダーとして、流動性のよいポリマーを選択することによって、正極合剤成形体の保形性が改善され、上記課題を解決することができることに着目して本発明を完成したものである。
【０００９】
第１の発明は、オキシ水酸化ニッケルからなる正極活物質、導電剤、及びアルカリ電解液に、メルトフローレートが２５〜２００ｇ／１０ｍｉｎの範囲にあり、かつ平均粒径が５〜２０μｍを満たすポリオレフィン系樹脂を前記正極活物質に対して５００〜５０００ｐｐｍの割合で添加した正極合剤を用いたことを特徴とする亜鉛アルカリ電池である。
【００１０】
第２の発明は、オキシ水酸化ニッケルからなる正極活物質、導電剤、及びアルカリ電解液に、メルトフローレートが２５〜２００ｇ／１０ｍｉｎの範囲にあり、かつ平均粒径が５〜２０μｍを満たすポリオレフィン系樹脂を前記正極活物質に対して５００〜５０００ｐｐｍの割合で添加した正極合剤である。
【００１１】
上記本発明において、ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレンあるいはポリプロピレンであることが好ましい。また、これらのポリオレフィン系樹脂は、水酸基などの親水性基を導入するなどにより変性されたものであってもよい。
【００１３】
上基本発明において、正極活物質であるオキシ水酸化ニッケルとしては、その粒子表面にコバルト化合物、金属コバルト、もしくは金属ニッケルによって被覆されているものであることが、内部電気抵抗を上昇させないために望ましい。
このコバルト化合物としては、オキシ水酸化コバルト、三酸化二コバルト、一酸化コバルト、水酸化コバルト、金属ニッケル、金属コバルトより選ばれた少なくとも一つの物質であることが好ましい。
【００１４】
本発明において正極合剤のバインダーとして用いることのできるポリマーの物性の指標であるメルトフローレートとは、溶液状態にあるポリマーの流動性を表す最も普及している尺度の一つで、溶液指数ともいわれており、ＪＩＳ  Ｋ６７６０により規格化されている測定方法である。これは、押し出し式プラストメーターで、一定圧力、一定温度の下に、規定の寸法をもつノズル（オリフィス）から流出する量を測定し、ｇ／１０ｍｉｎの単位で表した指数であり、一般にメルトフローレートの数値が大きいほど溶融時の流動性や加工性は良好であるが、引張強さ、耐ストレスクラッキング性が低下するとされている。通常、プラスチック等の射出成形品においては、メルトフローレートが２０ｇ／１０ｍｉｎ以下のものが用いられており、メルトフローレートは低いもの程、重合度が高く、伸び易い特徴がある。
【００１５】
このメルトフローレートの値が、２５〜２００ｇ／１０ｍｉｎの範囲のものを用いることによって正極合剤の保形性が改善され信頼性の高い亜鉛アルカリ電池が実現できる。
メルトフローレートが、２５ｇ／１０ｍｉｎを下回ると、疎水性ポリマーの重合度が上昇し、伸びが増加するとともに、強度も上昇する。そして、このようなポリマーをバインダーとして用いた場合、流動性が低下して、正極合剤に添加しても、オキシ水酸化ニッケル粒子間にポリオレフィン粒子が浸透しにくくなり、結着力が低下して、正極合剤成形中の歩留まりが低下する。
一方、メルトフローレートを２００ｇ／１０ｍｉｎを上回った場合、重合度低下をきたし、伸びが減少するとともにポリマーの強度が低下する。そして、このようなポリマーをバインダーとして用いた場合、オキシ水酸化ニッケル粒子間にポリオレフィン粒子が浸透しやすくなるものの、ポリオレフィン粒子自体の強度が低下し、また結着性が低下するため、合剤攪拌時、及びコンパクターによる正極合剤粒子造粒時に、正極合剤粒子の破壊が生じて歩留まりを低下させる。
従って、本発明においては、ポリマーとして、メルトフローレートが２５〜２００ｇ／１０ｍｉｎの範囲、より好ましくは、５０〜２００ｇ／１０ｍｉｎの範囲、さらに好ましくは、７０〜２００ｇ／１０ｍｉｎの範囲のものを使用する。
【００１６】
また、ポリオレフイン系樹脂の平均粒径としては、５〜２０μｍが望ましい。その理由は、平均粒径が２０μｍより大きくなると、正極活物質のオキシ水酸化ニッケルの平均粒径より大きくなり、一次擬集粒子同士の導電性が低下し、内部抵抗が増大して放電性能の低下を招くことになる。また、５μｍより小さい場合には、一次擬集粒子の時点でオキシ水酸化ニッケル同士の十分な結着カが得られないため、十分な強度が得られない。
また、添加量としては、オキシ水酸化ニッケルに対して５００〜５０００ｐｐｍの範囲が適切である。その理由は、これ以上の添加でも成形合剤の圧漬強度はそれ程上からず、また電解液吸液量が大きく減少することから、電池特性を低下させるためである。一方、添加量が上記範囲を下回った場合、十分な結着力が得られず、成形した正極合剤の強度が得られないからである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下に示す。
【００１８】
［電池構造］
本発明を適用することのできる亜鉛アルカリ電池の１例について、図１を用いて説明する。
図１において、１は正極端子を兼ねる有底円筒型の正極缶であり、この正極缶１内には中空円筒状に加圧成形した正極合剤２が充填されている。また、正極合剤２の中空部にはビニロン及びポリビニルアルコール繊維等の不織布からなる有底円筒状のセパレータ３を介して負極ゲル亜鉛４が充填されている。負極ゲル亜鉛４内には黄銅製の集電棒５を配置し、その上端部を負極ゲル亜鉛４に突出するように装着されている。集電棒５の突出部外周面および正極缶１の上部内周面には二重環状のポリアミド樹脂からなるパッキング６が配設されている。また，パッキング６の二重環状部の間にはリング状の金属板７が配設され、かつ金属板７には負極端子を兼ねる帽子形のメタルボトム８が集電棒５の頭部に当接するように配設されている。そして、正極缶１の開口縁を内方に屈曲させることによりパッキング６およびメタルボトム８で正極缶１内を密封口している。
【００１９】
［正極］
本発明の正極は、発電要素である正極活物質と、正極活物質の電気伝導性を向上させるための炭素粒子などの導電材、及びこれらの成分を成形した成形体の保形性を改善するためのバインダー及び電解液からなっており、これらが混合され所定形状に成形されて正極として構成される。
本発明で用いる正極活物質であるオキシ水酸化ニッケルは、ＮｉＯＯＨで表される化合物であり、その平均粒径としては１０μｍ程度のものが最も優れた電池特性を有するため好ましい。このオキシ水酸化ニッケルは、次式に示す放電反応によって発電が行われる。
ＮｉＯＯＨ  ＋  Ｈ２Ｏ  ＋  ｅ−  →  Ｎｉ（ＯＨ）２  ＋  ＯＨ−
【００２０】
本発明のオキシ水酸化ニッケル化合物は、上記純オキシ水酸化ニッケルでもよいし、また、亜鉛およびコバルト単独もしくはこれらを共晶させて用いることもできる。この共晶オキシ水酸化ニッケルは、その結晶構造変化を少なくできるので好ましい。特に、亜鉛を共晶することによって、オキシ水酸化ニッケルの結晶性を改善することができるため、酸化還元時の結晶膨潤すなわち体積変化を抑制することができ、低電解液量の電池設計に大きく貢献する。さらに、オキシ水酸化ニッケル極に亜鉛極を組み合わせて成るニッケル亜鉛電池の場合、電解液に酸化亜鉛を飽和溶解させて亜鉛極の自己放電を抑制する手段がとられるが、無共晶のオキシ水酸化ニッケルは、貯蔵中に電解液中の亜鉛イオンを吸収してしまうため、その効果が低減してしまう。この場合、最初から亜鉛をドープしたオキシ水酸化ニッケルを用いることによってこの影響を取り除くことができる。また、コバルトを共晶することによって、オキシ水酸化ニッケルの放電利用率を改善することができる。また、亜鉛、コバルトを併せて共晶することによって酸素過電圧を大きくすることができるので正極における自己放電特性を改善することができる。
【００２１】
また、オキシ水酸化ニッケルに共晶させる亜鉛もしくはコバルトの量としては、１〜１０％の範囲が好ましく、３〜５％の範囲が特に好ましい。亜鉛またはコバルトの量がこの範囲を下回ると、条件によっては正極が膨潤したり、放電利用率が低下したり、正・負極の自己放電が大きくなるため、放電容量が低減する。また、この範囲を上回ると、相対的にニッケル純度が低下し高容量化に適さなくなる。
【００２２】
また、水酸化ニッケル表面に、コバルト化合物、より好ましくは高導電性の高次コバルト化合物を被着させた複合オキシ水酸化物とすることが、オキシ水酸化ニッケル粒子同士の電子導電性を確保する理由で好ましい。
前記表面に被着するコバルト化合物としては、出発原料として例えば、水酸化コバルト（Ｃｏ（ＯＨ）２）、一酸化コバルト（ＣｏＯ）、三酸化二コバルト（Ｃｏ２Ｏ３）、などをあげることができ、これを酸化処理してオキシ水酸化コバルト（ＣｏＯＯＨ）、四酸化三コバルト（Ｃｏ３Ｏ４）などの高導電性高次コバルト酸化物に転化させる。
また、コバルト化合物に代えて、金属コバルト粒子、あるいは金属ニッケル粒子を用いても差し支えない。
【００２３】
（正極の成形）
本発明のオキシ水酸化ニッケル粒子は、以下の工程によって正極に成形される。
１）正極合剤成分の混合
正極合剤は、所定の平均粒径を有する正極活物質に、正極合剤添加物である導電材、ポリオレフィン系樹脂であるバインダー、潤滑剤および電解液などを混合して得られる。この正極合剤の成分である導電材は、正極合剤中の内部電気抵抗を低減するために用いるものであり、一般にグラファイトが用いられる。また、バインダーは、前述のように正極合剤を成形する際に保形性を高め、成形作業中および電池内で保形性を維持するために用いられる。また、潤滑剤は、正極合剤を成形するにあたって、金型を用いて成形を行うが、正極合剤成形体と金型との滑りを向上させ、製造歩留まりを改善するために用いられる。この潤滑剤としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、エチレンビスステアラマイドなどが用いられる。また、電解液は、正極合剤中のイオン導電性を高めるためと、成形性を高めるために用いられる。この電解液は、電池の正極と負極の間のイオン導電を維持するために用いられる電解液と同じものを用いることが好ましい。好ましい電解液は４０％ＫＯＨ水溶液である。
これらの正極合剤成分の配合比率は、質量比で正極活物質：導電剤：バインダ：潤滑剤：電解液として、９０〜９２：４〜６：０．０５〜０．５：０．０５〜０．３０：４〜６の配合比が好ましい。
これらの成分は、ロータリーミキサー、ヘンシェルミキサーなどの攪拌装置で混合される。
【００２４】
２）ローラコンパクション処理
上記工程において配合された正極合剤は、次いで、ローラコンパクタによって圧縮加圧され、造粒のために充填密度を高められる。このローラコンパクタは、双ロール間に正極合剤を供給し、加圧して充填密度を高めるものであり、圧縮応力は、印加力をローラ幅で割った０．５×１０４〜５×１０４Ｎ／ｃｍの範囲のものが好ましく、１．５×１０４〜３．５×１０４Ｎ／ｃｍの範囲がより好ましい。このローラコンパクタは、半径の２乗およびロール幅に比例して処理量を向上させることができる。
【００２５】
３）グラニュレーション処理
ローラコンパクション処理された正極合剤は、圧縮塊状となっている。これを用いて成形体を作製するためには一旦粒状に造粒する必要がある。そのためにロール表面に互いに嵌合する突起を有する双ロールを用いたグラニュレータによるグラニュレーション処理を行う。圧縮塊状に成形された正極合剤はこのグラニュレータに通すことによって、粒状に破砕される。得られる粒子の径は、１０数μｍ〜１ｍｍ程度のものである。
【００２６】
４）分級処理
上記工程で得られる正極合剤粒子はそのサイズによって分級される。本発明においては、２００〜８００μｍの範囲の粒子とすることによって、充填密度の高い正極合剤成形体とすることができる。２００μｍ未満の造粒粉は、金型成形する際、造粒粉の計量に時間が掛かり不適である。また、８００μｍを越える造粒粉は、金型成形する際、成形体の重量がばらつくため不適である。
この分級処理によって篩分された径が大きな粒子は再度グラニュレータ処理に供給して再利用され、また、形の小さな粒子は、ローラコンパクタ処理工程に供給され再利用されるといった造粒システムが、量産設備の中で構築可能である。
【００２７】
５）成形
上記工程で造粒された正極合剤粒子は、次いで、金型を用いて正極成形体に成形される。インサイドアウト型の正極合剤は、中空円筒状をしており、中央のマンドレルを有し、所要の体積を有する円筒形状の金型中に上記正極合剤粒子を充填して、雄型を圧入することにより成形が行われる。このときの成形圧力は、０．５×１０８〜９．８×１０８Ｐａの圧力が好ましい。成形圧力が上記範囲を下回った場合、必要な正極合剤の充填密度が得られず、また、粒子同士の接触も確保しにくくなるので、電池とした場合、所定の放電容量が得られない。一方、成形圧力が上記範囲を上回った場合、正極合剤中に電解液が浸透しにくくなり、その利用率を下げてしまう。
【００２８】
［負極］
本発明で用いられる負極材料は、負極活物質である亜鉛合金を主成分とする負極材料であり、公知の二酸化マンガン−亜鉛一次電池で使用されている亜鉛ゲルを用いることができる。この負極材料は、ゲル状であることが取り扱いの点で望ましい。負極をゲル状とするためには、電解液と増粘剤から作製されるゲル状電解液に負極活物質の亜鉛合金を分散させることにより容易にゲル状物にすることができる。
【００２９】
本発明において用いる亜鉛合金は、無汞化亜鉛合金として知られている水銀及び鉛を含まない亜鉛合金を用いることができる。具体的には、インジウム０．０６質量％、ビスマス０．０１４質量％、アルミニウム０．００３５質量％を含む亜鉛合金が、水素ガス発生の抑制効果があり望ましい。特にインジウム、ビスマスは放電性能を向上させるため望ましい。
負極作用物質として純亜鉛ではなく亜鉛合金を用いる理由は、アルカリ性電解液中での自己溶解速度を遅くし、密閉系の電池製品とした場合の電池内部での水素ガス発生を抑制して、漏液などによる事故を防止するためである。
【００３０】
また、亜鉛合金の形状は、表面積を大きくして大電流放電に対応できるように粉末状とすることが望ましい。本発明において好ましい亜鉛合金の平均粒径は、１００〜３５０μｍの範囲が好ましい。亜鉛合金の平均粒径が上記範囲を上回った場合、表面積が比較的小さくなり大電流放電に対応することは困難になる。また、平均粒径が上記範囲を下回った場合、電池組み立て時の取り扱いが難しく、電解液及びゲル化剤と均一に混合することが困難になるばかりでなく、表面が活性であることから酸化されやすく不安定である。
【００３１】
また、本発明において用いられる増粘剤としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩、ＣＭＣ、アルギン酸などを用いることができる。特に、ポリアクリル酸ナトリウムが、強アルカリ水溶液に対する吸水倍率に優れているため好ましい。
【００３２】
［電解液］
本発明で用いられるアルカリ電解液は、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ塩を溶質として用いた水溶液が好ましく、特に、水酸化カリウムを用いることが、好ましい。
また、本発明においては、上記水酸化カリウムなどのアルカリ塩を水に溶解して電解液とするが、さらに電解液中に亜鉛化合物を添加することが望ましい。かかる亜鉛化合物としては、酸化亜鉛、水酸化亜鉛などの化合物が挙げられるが、特に酸化亜鉛が好ましい。
【００３３】
電解液として少なくとも亜鉛化合物を含有するアルカリ性水溶液を用いるのは、アルカリ性水溶液中での亜鉛合金の自己溶解が酸性系の電解液と比較して格段に少なく、更には亜鉛合金のアルカリ性電解液中での自己溶解を亜鉛化合物、例えば酸化亜鉛を溶解して亜鉛イオンを予め存在させておくことにより更に抑制するためである。
【００３４】
【実施例】
以下本発明を実施例により詳細に説明する。
（実施例１）
２Ｍの硫酸ニッケル水溶液、０．１５８Ｍの硫酸亜鉛水溶液、０．０３５Ｍの硫酸コバルト水溶液に対して、２５％アンモニア水溶液を８体積％一定の割合で供給しつつ、ｐＨを１１．５〜１１．９程度に制御しながら、６．５Ｍの水酸化ナトリウム水溶液を連続供給し、１日間静置した後、スラリーをオーバーフロー採取した。この時の温度は３７℃に維持した。得られたスラリーを脱水・水洗を繰り返して洗浄水のｐＨが７〜８になった時点で脱水・乾燥して終了とした。
次いで、得られた５％Ｚｎ、１％Ｃｏを共晶した水酸化ニッケル粒子１００質量部に、大気雰囲気で７質量部のＣｏ（ＯＨ）２を加え攪拌しながら、１０Ｎ  ＮａＯＨを１５質量部噴霧し、マイクロウェーブによる加熱によって表面にコバルト高次酸化物を配した複合水酸化ニッケル粒子を作製し、更にこの系に次亜塩素酸ナトリウムを加えて酸化を進め、最後に水洗・乾燥して、表面にコバルト高次酸化物層を形成したオキシ水酸化ニッケルを作製した。
こうして得られた平均粒径１０μｍのオキシ水酸化ニッケル１２０質量部に、導電剤の黒鉛７．７質量部を加え、続いてＪＩＳ  Ｋ６７６０測定法によるメルトフローレートが２５ｇ／１０ｍｉｎであり、かつ平均粒径が５μｍのポリエチレンをオキシ水酸化ニッケルに対して５００ｐｐｍ加えてから、乾式攪拌を１０分間、回転数３００ｒｐｍで行った後、練液である４０質量％の水酸化カリウム水溶液６．２質量部を加え、湿式攪拌を回転数６００ｒｐｍで１０分間行って攪拌合剤とした。続いてこの攪拌合剤を圧縮強度２００ｋｇ／ｍｍ２で圧粉を行い、薄片状態のものを作製した。さらに、分級機を用いて薄片状態のものを破砕することにより顆粒合剤を製作した。
【００３５】
その後、一定重量、一定寸法の正極合剤を成形し、正極缶内部に挿入する。続いて、正極合剤と正極缶との密着を図るために再加圧される。このようにして図１に示すＪＩＳ規格ＬＲ６形（単３形）のアルカリ電池を組立てた。
【００３６】
（実施例２〜２６）
使用するポリエチレンのメルトフローレート、平均粒径、及び添加量をそれぞれ表１に示すものとしたこと以外は実施例１と同様にしてＪＩＳ規格ＬＲ６形（単３形）のアルカリ電池を組立てた。
【００３７】
（比較例１）
正極合剤中にポリエチレンを添加しなかったこと以外は、実施例１と同様にＪＩＳ規格ＬＲ６形（単３形）のアルカリ電池を組立てた．
【００３８】
（比較例２〜７）
使用するポリエチレンのメルトフローレート、平均粒径、及び添加量をそれぞれ表１に示すものとしたこと以外は実施例１と同様にしてＪＩＳ規格ＬＲ６形（単３形）のアルカリ電池を組立てた。
【００３９】
以上のようにして組立てたＬＲ６形アルカリ電池について、正極成形合剤の圧潰強度、電池内電解液吸液量を測定した。また、放電性能として１０Ω定抵抗連続放電持続時間（０．９Ｖまで、ｎ＝５０個の平均値）を調べた。その結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
0004394328.tif 000002
【００４１】
表１に示すように、メルトフローレート値が２５〜２００ｇ／１０ｍｉｎと高い方が、正極合剤強度が向上する。
【００４２】
なお、ポリオレフイン系樹脂の平均粒径としては、５〜２０μｍが望ましい。その理由は、平均粒径が２０μｍより大きくなると、一般的にアルカリ電池に用いられているオキシ水酸化ニッケルの平均粒径より大きくなり、一次凝集粒子同士の導電性が低下し、内部抵抗が増大して１０Ω連続放電性能の低下を招く。さらに、本比較例には示していないが、高温貯蔵後に内部抵抗が大きく増大することが確認されている。逆に、５μｍより小さい場合には、一次凝集粒子の時点でオキシ水酸化ニッケル同士の十分な結着カが得られないため、十分な強度が得られない。
また、添加量としては、オキシ水酸化ニッケルに対して５００〜５０００ｐｐｍが適切である。その理由は、これ以上の添加でも成形合剤の圧潰強度はそれ程上がらず、また電解液吸液量が大きく滅少することから、添加量とコストの関係から上記添加量の範囲で適切であると判断した。
【００４３】
以上のことから、メルトフローレート値が２５〜２００ｇ／１０ｍｉｎの範囲にあり、かつ平均粒径が５〜２０μｍを満たすポリエチレンを用い、添加量をオキシ水酸化ニッケルに対して５００〜５０００ｐｐｍとした場合に効果がでることが確認できた。
【００４４】
上記本実施例では、ポリオレフイン系熱可塑性樹脂としてポリエチレンを用いたが、メルトフローレートおよび平均粒径が上記特許請求の範囲にあるポリプロピレンなどのポリオレフイン系熱可塑性樹脂を用いても同様の結果が確認できた。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、中負荷放電特性を損なわず、正極成形合剤の強度を向上でき、電池内電解液吸液量を減少させることなく、製品品質上、信頼性の高いアルカリ電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるアルカリ電池の断面図。
【符号の説明】
１…正極缶
２…正極合剤
３…セパレータ
４…負極ゲル亜鉛
５…集電棒
６…パツキング
７…金属板
８…メタルボトム
【図１】
0004394328.tif 000003