(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛を含むアノードと、水性のアルカリ電解液と、セパレータと、二酸化マンガンを含むカソードとを含む電池であって、前記アノードはさらに約０．２と３．０重量パーセントの間の錫粉末を含み、前記錫粉末は亜鉛と物理的に混合され、前記電池の水銀の全含有量は、電池の全重量の百万部当たり２０部以下であり、前記電池の鉛の全含有量は、アノードの金属の全含有量の百万部当たり３０部以下であり、前記アノード中の亜鉛のバルク密度は、約１．７５と２．２ｇ／ｃｍ３の間であり、前記アノードは電池中の前記水性アルカリ溶液の一部を含み、アノード中の水性電解液の体積％は、アノードの体積の約６９．２と７６．５% の間であることを特徴とする電気化学電池。
【請求項２】
前記電池の鉛の全含有量は、アノードの金属の全含有量の百万部当たり１５部以下であることを特徴とする請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記錫粉末は、約１０と５０ミクロンの間の平均粒子厚みを有し、約０．１と１０ｍｍの間の平均粒子表面積を有することを特徴とする請求項１または２に記載の電池。
【請求項４】
鉛と水銀の添加量が０である請求項１ないし３のいずれかに記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二酸化マンガンを含むカソードを備えるアルカリ電池に関する。本発明は特に、亜鉛を含むアノードと、二酸化マンガンを含むカソードと、水酸化ナトリウムを含む電解液とを具備し、該アノードは例えば、金属粉末、特に錫粉末のような導電性添加物を含むことを特徴とするアルカリ電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルカリ一次電池の電池の構成物は、通常亜鉛アノード活性材料、即ち活物質を含むアノードと、アルカリ電解液と、二酸化マンガンカソード活性物質と、通常セルローズ繊維やポリビニールアルコール繊維を含む不織材料を備える電解液イオン透過性セパレータとを具備している。アノード活性材料は、酸化亜鉛と普通のゲル化剤、例えばカーボキシルメチルセルローズ又はアクリル酸共重合体とを混合した亜鉛粒子を備えている。ゲル化剤は、亜鉛粒子を所定位置に保持し互いに接触させる。アノード電流コレクタとして周知の導電性金属爪は、通常電池の負の端子を形成する端子蓋と接触してアノード材料に挿入されている。アルカリ電解液は、普通水酸化ナトリウムの水溶液であるが、水酸化ナトリウム又はリチウムの他のアルカリ溶液も使用できる。カソード材料は、通常二酸化マンガンであり、導電度を増加するため少量のカーボンやグラファイトを含んでいる。普通のアルカリ電池は、二酸化マンガンの電池のグレードに応じた微粒子からなる固体カソードを備えている。本明細書で使用される電池のグレードに応じた二酸化マンガンは、全般的に重量比で少なくとも約９１％の純度を有する二酸化マンガンに関するものである。電解Ｍｎ０２  （ＥＭＤ）は、高密度であり且つ、電解方法で高純度の物が簡単に得られるので、アルカリ電池用の二酸化マンガンの好ましい形態である。ＥＭＤは、硫化マグネシウムと硫酸の糟で直接の電気分解で通常得られる。
【０００３】
通常のＺｎ／Ｍｎ０２  アルカリ電池のカソードにおいては、二酸化マンガンの組成は、通常重量比で約７０と８７％の間である。グラファイト微粒子と水性ＫＯＨ溶液（７−１１標準）が、カソード混合物を形成するため二酸化マンガンに添加される。かかる混合物は湿性固体ミックスを形成し、それは電池外装と接触するコンパクトにされた固体カソード体を形成するためプランジャ又は他のこのようなコンパクト化する装置を用いて電池外装内に完全にコンバクト装填される。カソード材料は、例えば米国特許第5,283,139号に開示された、電池内に積層配置で挿入される環状リングを形成する円板形に成型され、次いで再度コンパクトに押圧される。
【０００４】
商用の電池のサイズは決められているので、電極活性材料の表面を増加し且つ、電池内に多くの活性材料を詰め込むことにより容量即ち電池の有効サービス寿命を増加させることを試みることは望ましいことである。この試みは実際には制限がある。もし活性材料をあまりにも高密度で電池内に詰め込むと、放電中電気化学的反応速度を減少させ、その結果サービス寿命を減少させることになる。例えば分極化が発生するという他の有害な事態が起こり、特に大電流ドレイン（大電力用途）を発生させることになる。分極化は電極の活性材料内や電解液内のイオンの易動度を制限し、それによりサービス寿命を減少させる。Ｍｎ０２  カソード活性材料とアルカリ電池の外装の間の接触抵抗も又サービス寿命を減少させる。かかる接触抵抗損は、電池が大電力応用（約０．５と１ワットの間）中放電、換言すれば重負荷放電するとき通常増加する。
【０００５】
アルカリ一次電池を大電力用途により良く適用させようとする商用需要が増加してきている。最近の電子装置、例えば携帯電話、ディジタルカメラや玩具、フラッシュ装置、遠隔操作玩具、カムコーダ及び高輝度ランプなどは、かかる大電力応用の例である。かかる装置は大電流のドレイン比率を必要とし、普通約０．５と２アンペアの間、より普通には約０．５と１．５アンペアの間のパルス状ドレインである。これに応じて約０．５と２ワットの間の電力需要で作動する。特に大電力用途に使用される電池について、分極化効果を著しく増加せず又は電池の寿命に悪影響を与えないで、普通のアルカリ一次電池の有効サービス寿命を信頼度高く増加させることが望まれている。
【０００６】
米国特許第5,240,793号には、アノードの亜鉛がインジウムやビスマスと合金化されたアルカリ電池が開示されている。亜鉛は又、インジウム、ビスマスやバリウムと合金化され得る。電池は実質的に水銀は無く、且つ鉛は３０ｐｐｍ以下である。
【０００７】
日本特許公開昭和６１年２２７０号には、亜鉛からなるアノードと、酸化銀を有するカソードを具備するアルカリ電池（Ｚｎ／Ａｇ２Ｏ電池）のアノードに、金属粉末を添加することが開示されている。金属粉末の平均粒径は、約０．０１と５ミクロンの間である。金属粉末の種類は、銅、銀、金、錫や鉛について開示されている。亜鉛は水銀でアマルガム化される。Ｚｎ／Ａｇ２Ｏ電池は、Ｚｎ／Ｍｎ０２  と化学的に非常に異なり、異なる放電特性を持つ。例えばＺｎ／Ａｇ２Ｏ電池は放電中水を消費せず、平坦な電圧放電特性を有し、Ｚｎ／Ｍｎ０２  電池よりアノードの亜鉛のバルク密度は高いこと（僅かの電解液装填）に特徴がある。
【０００８】
【発明の概要】
本出願人は、導電性粉末をアノード材料に添加したとき、大電力用途時、最近のアルカリ電池は市場により良く適合するということを確認した。アノードの電解液装填（亜鉛バルク密度）が変化するとしても性能は改善される。アノードの亜鉛バルク密度範囲を通して（アノードの電解液の装填の多少に拘わらず）Ｚｎ／Ｍｎ０２  アルカリ電池の性能は、特に導電性粉末がアノード添加される時大電力応用において改善される。本発明は、アノードの亜鉛のバルク密度が、約１．７５と２．２ｇ／ｃｍ２の間、好ましくは約１．８と２．１ｇ／ｃｍ２の間であるＺｎ／Ｍｎ０２  アルカリ電池に適用できる。アノードの水性電解液は、約６９．２と７５．５質量％の間である。
【０００９】
適切な導電粉末は、例えば錫、銅、銀、マグネシウム、インジウム、ビスマス、及びその混合物のような金属粉末が望ましい。金属粉末は、亜鉛粒子に物理的に混合するように添加されるが、亜鉛粒子とは合金化しない。金属粉末は電池のアノードに、アノード全体の約０．２と３．０重量％の間、好ましくは約０．２と２．０重量％の間、より好ましくはアノード全体の約０．５と２．０重量％の間からなる量を添加する。金属粉末添加物の平均粒子は、約０．１と１０ｍｍ２  の間、好ましくは約０．５と１．５ｍｍ２  の間の表面積が望ましい。金属粉末の平均粒子は、約１０と５０ミクロンの間、好ましくは約１０と２５ミクロンの間の厚みを有することが望ましい。
【００１０】
前述した金属粉末に関して、錫が粉末添加物としてより好ましいものと判断された。錫粉末がアノード材料に物理的混合物として添加された。電池の性能が、前述の導電性金属粉末を添加することにより特に大電力用途において改善されたとはいえ、錫粉末の添加は、他の金属添加物例えば銅よりガス発生が少ないので、特に望ましいことが判明した。驚くべきことに、錫粉末がアノード添加物として使用されたとき、電池の全体の有用性やサービス寿命を著しく阻害するレベルに、電池内にガス発生をすることなく、大電力放電、換言すれば重負荷放電の下で、電池の性能を改善する能力がある。
【００１１】
本発明のＺｎ／Ｍｎ０２  アルカリ電池は、本質的に水銀が無く、即ち何ら添加水銀を含んでないことである。従って本発明の電池は、全水銀含有量は全電池重量の百万部当たり約５０部（体積百万分率）以下、好ましくは全電池重量の百万部当たり約２０部以下、より好ましくは全電池重量の百万部当たり約１０部以下のものである。本発明の電池は、また好ましくは添加された鉛を含んでいず、したがって本質的に鉛が無く、即ち全鉛の含有量は、アノードの全金属含有量の３０ｐｐｍ（体積百万分率）以下、望ましくは１５ｐｐｍ以下である。本発明の電池は水銀や鉛が本質的に無いにもかかわらず、アノード材料に錫粉末を添加しても、電池が高い比率（０．５乃至２アンペア）で放電するとき、電池の全性能を阻害するレベルにはガスは発生しない。むしろＺｎ／Ｍｎ０２  アルカリ電池のアノードに錫粉末を添加することにより、重負荷放電時の性能を高めることができる。
【００１２】
アマルガムされていない亜鉛（水銀が添加されない）が無く、且つ添加さた鉛が無い状態でアノードに金属粒子を添加することは、添加金属粒子は第二の反応を発生させることもあるので、電池のサービス寿命や全性能を顕著に減少する著しいガス発生を促進することが考えられるが、前述の現象は予想に反していた。本出願人は、金属粒子が、特定のサイズ、好ましくは約０．１と１０ｍｍ２  の間の平均表面積で、僅かの濃度、たとえばアノードに対し約０．２と３．０重量％であれば、発生しないことを確認した。平均粒子面積が、約０．１と１０ｍｍ２の間、好ましくは０．５と１．５ｍｍ２の間、平均粒子厚みが、約１と５０ミクロンの間、好ましくは１０と２５ミクロンの間、濃度がアノードに対して約０．２と２．０重量％を有する金属粉末、好ましくは錫粉末が、大電力用途の下で電池機能を改善する。導電性粉末、特に錫粉末は、分離された亜鉛粒子間又はアノード混合物に集められた亜鉛粒子間に導電通路を形成することが、理論付けされる。このことは重負荷放電時、驚くべきことには電池の全機能に悪影響を与えるレベルにガス発生を増加させることなく、電池の内部抵抗の増加の比率を減少させ得る。これにより電池が、例えば高い比率で、例えば約０．５と１．５アンペアの間又は約０．５と２ワットの間で放電されたとしても、過激に電圧降下を来すことはなくなる。真の効果は、増加したサービス寿命や全エネルギ出力により測定される時、重負荷放電時の電池性能が改善されることである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
代表的な一次Ｚｎ／Ｍｎ０２  アルカリＡＡ電池が、二酸化マンガン微粒子で準備された。ＡＡ電池は、内面と外面がニッケルでメッキされたスチールから形成された電池外装を備えている。外装の内面は導電性材料、例えばカーボンで被覆されるが、本実施例として使用される外装は、何も被覆されていない。通常のカソードとアノードの混合物、電解液やセパレータ膜が採用されるが、導電粉末は異なり本発明では、アノード材料に好ましくは錫粉末が添加される。アノード材料は、水銀の無い（水銀が添加されない）亜鉛粉末を含むゲル化された混合物の形態である。かかる混合物は普通水性ＫＯＨ電解液、ゲル化剤、例えばビー・エフ・グッドリッチ（B.F.Goodrich）社の商品名カーボポル（Carbopol）９４０のようなアクリル酸共重合体であり、活性剤は、例えばローン・プーラン社（Rhone  Poulenc）から商品名ＧＡＦＡＣ  ＲＡ６００で売り出されている有機燐酸塩エステルである。かかる混合物は例示してあるが、本発明ではそれに限定することを意図していない。亜鉛アノードについての他の代表的なゲル化剤は、米国特許第4,563,404号に開示されている。亜鉛スラリーに添加される他の有機添加物は、欧州特許公開第0474382A1に開示されている。セパレータ膜は、ポリビニルアルコールとセルローズ（レイヨン）繊維材料からなる普通のイオン浸透性不織材料の膜である。電解液は、約７−１１標準ＫＯＨと２重量％のＺｎＯを含む水性ＫＯＨ溶液で、以下“水性ＫＯＨ溶液”と呼ぶ。
【００１４】
電池内カソードは次の組成を持つことが好ましい：
電解二酸化マンガン（８０−８７重量％）、グラファイト（７−１０重量％）、及び７−１０標準（約３０−４０重量間のＫＯＨ濃度の水性ＫＯＨ溶液）（５−７重量％）；ポリエチレンバインダ（０．１乃至０．５重量％）。かかるカソード混合物は例示されているが、本発明はこれに限定することを意図するものではない。
【００１５】
各実施例のアノード材料は、以下のものからなる：亜鉛合金粉末６２乃至６９重量％（インジウムを含む９９．９重量％）、水性ＫＯＨ溶液（３８重量％ＫＯＨと約２重量％ＺｎＯを有するからなる）；架橋結合アクリル酸重合体ゲル化剤のビー・エフ・グッドリッチ（B.F.Goodrich）社の商品名カーボポル（Carbopol）C９４０と、グレーン・プロセシング社（Grain  Processing  Corporation）の商品名ウオータロック(Waterlock)Ａ２２１のでんぷんバックボーンにグラフト重合された水分解ポリアクリロニトリル（０．０１と０．５重量％の間）；ローン・プーラン社（Rhone  Poulenc）から商品名ＲＭ−５１０で売出されているジオニール・フエノール・燐酸塩・エステル・活性剤（５０ｐｐｍ）。亜鉛合金の平均の粒径は、約３０と３５０ミクロンの間が望ましい。アノードの亜鉛のバルク密度（アノードの多孔度）は、約アノードのｃｍ３  当たり約１．７５と２．２グラムの間である。アノードにおける水性電解溶液の容積％は、アノードの容積に対して約６９．２と７５．５％の間である。
【００１６】
各実実施例におけるセパレータは、セルローズ（レイヨン）不織材料の内側層とポリビニルアルコール繊維とセロファンの外側層からなる普通のイオン多孔質である。かかる材料を例示してあるが、本発明はそれに限定することを意図するものではない。テストされた電池は、通常の方法でバランスしており、亜鉛合金のミリアンペア−時で割算された（亜鉛合金グラム当たり８２２ミリアンペア−時を基礎とする）Ｍｎ０２  のミリアンペア−時（Ｍｎ０２  グラム当たり３７０ミリアンペア−時）は、約１である。
【００１７】
図１を参照すると、代表的なアルカリ電池構造が示されている。アルカリ電池６１０は、閉端部６１４と開放端部６１６を有する円筒形スチール外装６２０を備えている。電池には、Ｍｎ０２  からなるカソード６１２と、亜鉛と電解液からなるアノード６１５が装填される。電解液は通常のＫＯＨ，ＺｎＯやゲル化剤の混合物を具備する。カソード６１２は、一連のコンパクト化された環状ブロック６１２ａの形態で供給される。アノードとカソードは、例えばポリビニルアルコールとセルローズ繊維材料からなる通常のイオン多孔質セパレータ６９０で分離される。電池６１０が充填された後、絶縁プラグ６６０が開放端部６１６に挿入される。絶縁プラグ６６０は、ポリプロピレン、タルク充填ポリプロピレン、硫酸化ポリエチレン又はナイロンである。好ましくはプラグは６６０は、図１に示すように円周方向のステップ６１８の周りにスナップ嵌合されるので、プラグは開放端部６１６の所定位置にロックされる。外装６２０の周辺縁６２７は絶縁プラグ６６０の上にクリンプされる。紙絶縁ワッシャ６８０が外装６２０のクリンブされた周辺縁６２７の上に装着される。絶縁ワツシャ６８０はポリエチレン被覆の紙ワッシャである。端子端部蓋６３０は、電流コレクタ６４０の頭部に溶接される。細長い電流コレクタ６４０は、絶縁プラグ６６０の孔に挿入（押圧装着）されるので、端部蓋６３０は絶縁ワッシャ６８０に対し横たわることになる。電流コレクタ６４０は、電流コレクタとして有用とみなされる数々の周知の導電金属から選択でき、例えば黄銅、錫メッキ黄銅、青銅、銅又はインジウムメッキ黄銅である。試験電池に使用される電流コレクタ６４０は黄銅である。通常のアスファルトシーラントが、電流コレクタ４０が孔６４４に挿入される前に、電流コレクタ６４０の周囲に予備添加される。フィルムラベル６７０は、外装６２０の周りに取り付けられる。端子端部蓋６３０は、アルカリ電池６１０の負の端子となり、外装５２０の閉端部のパイプ６２５は正の端子となる。
【００１８】
図１に示す電池６１０はＡＡ電池である。しかしながら図１に示すアルカリ電池は特定のサイズのものに限定する意図はない。従って本発明は、ＡＡＡＡ，ＡＡＡ，Ｃ及びＤサイズの円筒アルカリ電池並びにいかなるサイズや形状のボタン型アルカリ電池にも適用できる。アルカリ電池６１０は、本発明による導電粉末をアノードに添加することを除いて、特定の電池化学や電池のサイズに限定する意図はない。このようにして電池６１０は、水銀が無添加（電池の全重量の百万部当たり５０部以下、好ましくは電池の全重量の百万部当たり１０部以下）で且つその変形例を含む通常のアルカリ電池化学成分を含んでいる。かかる代表的化学成分は例えば、本発明によるアノードに導電性粒子を添加することが望ましいことを除いて、米国特許第5,401,590号に開示されており、本明細書では参考として挙げる。本発明による電池６１０は、また鉛の添加が無く、且つ本質的に鉛はなく、換言すれば、全鉛の含有量は、アノードの全金属含有量の３０ｐｐｍ以下、好ましくは１５ｐｐｍ以下である。また本発明は主としてアルカリ一次電池に関するといえ、アノードやカソードの化学成分は調整できるので、電池は、導電粒子望ましくは錫粒子をアノードに添加することを除いて、当業者において周知のように二次電池（充電可能）にも適用できる。
【００１９】
前述の電池（図１）は、試験電池としてＡＡ電池が用意され使用された。前述のように試験電池が製造されるが、アノード組成は次の実施例で与えられる。各実施例のカソード組成や電池の成分は、前記したものと同様である。次の特定のカソード組成は、次に示す実施例に使用される：Ｍｎ０２  ８６．５重量％；グラファイト６．３重量％；水性ＫＯＨ溶液（３．８重量％ＫＯＨ）６．９重量％そしてポリプロピレンバインダ０．３重量％。実施例１は、アノード組成が遊離金属粉末添加物を含んでいない比較例を示している。実施例２は、実施例１と同じアノード組成で、同じ電池であるが、アノードに１重量％の錫粉末を添加したものである。同様に実施例３は、アノード組成が遊離金属粉末添加物を含んでいない比較例を示している。実施例４は、実施例３と同じアノード組成で、同じ電池であるが、アノードに１重量％の錫粉末を添加したものである。アノードに添加される錫粉末（例２と４）は、望ましくは平均粒子厚みは約１０と２５ミクロンの間であり、平均粒子表面積は約０．１と１．５ｍｍ２  の間であり、好ましくは約０．５と１．５ｍｍ２  の間である。
【００２０】
本発明は特定の粒子形状に限定する意図はないが、ほぼ長方形である平均的な粒子形状が望ましい。かかるほぼ長方形粒子形状は通常、長さの約１と３倍の間の平均長を有している。平均的な錫粒子の表面は渦巻状をしている。このような特性を有する錫粉末は、トランス・メット会社（Transmet  Corp.）から商品名Ｋ−５０２やＫ−５０８錫粉末として市販されている。Ｋ−５０２粉末は、平均の粒子厚みが約１０と２５ミクロンの間、且つ平均表面積は１ｍｍ２  である。Ｋ−５０８粉末は、平均の粒子厚みが約１０と２５ミクロンの間、且つ平均表面積は０．６ｍｍ２  である。粒子は前述のように全般的にほぼ長方形の形状をしており、平均粒子は渦巻き面を有する。これらの粒子の渦巻き面は、錫粉末がアルカリ電池アノードに添加されたとき、得られた顕著な性能改善に寄与する因子である。
【００２１】
電池は大電力１ワットで、１．０ボルトカットオフに連続的に取り出すように放電された。電池は写真カメラの用途を模擬するため、断続的なドレインで且つパルス状大電力出力で放電された。電池の性能は、測定され且つ錫粉末が添加されてない比較電池と比較された。電池のサービス時間とエネルギ出力（ワット−時）が報告された。
【００２２】
0004024538.tif 000002
備考
１．アノードの亜鉛のバルク密度は、即ち亜鉛／アノードは2.063ｇ／ｃｍ３ である。亜鉛の実際の密度は7.14ｇ／ｃｍ３  。アノードの径は8.95ｍｍ。カソードの壁厚は、電池の長手方向軸に対して垂直の線に沿って測定したとき2.35ｍｍ。アノードの容量の理論値は、3.20アンペア−時。
【００２３】
前記実施例の電池は、連続１ワットの電力ドレインで１ボルトに放電した。このような放電条件で、電池は０．５８４サービス時間を呈し、電池のエネルギ出力は、０．５８４ワット−時であった。
【００２４】
電池は、写真カメラ用に模擬実験するため、１ボルトのカットオフ電圧で、一日当たり１時間、１分当たり１０秒間１．１アンペアのパルス速度で放電された。パルス数は１５３であった。エネルギ出力は０．５６ワット−時であった。
【００２５】
電池は、写真カメラ用に模擬実験するため、０．８ボルトのカットオフ電圧で、一日当たり１時間、１分当たり１０秒間１．１アンペアのパルス速度で放電された。パルス数は３８０であった。エネルギ出力は１．２２２ワット−時であった。
【００２６】
電池は、１ワットで３秒そして０．１ワットで７秒間、交流バルス状電力ドレインで連続的に放電された。このような放電条件で、電池は、１．０ボルトのカットオフ電圧で１．７５１サービス時間（エネルギ出力０．６４９ワット−時）を、そして０．８ボルトのカットオフ電圧で３．５４６サービス時間（エネルギ出力１．３１２ワット−時）を達成した。電池は、１．１ボルトのカットオフ電圧で、一時間当たり１５分間０．５ワットで断続的に放電した。このような放電条件で電池は、１．６サービス時間を、且つ０．８ワット−時のエネルギ出力を達成した。
【００２７】
0004024538.tif 000003
備考
１．アノードの亜鉛のバルク密度は、即ち亜鉛／アノードは2.063ｇ／ｃｍ３ であった。アノードの径は8.95ｍｍ。亜鉛の実際の密度は7.14ｇ／ｃｍ３  。カソードの壁厚は、電池の長手方向軸に対して垂直の線に沿って測定したとき2.35ｍｍ。アノードの容量の理論値は、3.20アンペア−時。
【００２８】
前記実施例の電池は、連続１ワットの電力ドレインで１ボルトに放電した。このような放電条件で、電池は０．６３８サービス時間を呈し、電池のエネルギ出力は、０．６３８ワット−時であった。
【００２９】
電池は、写真カメラ用に模擬実験するため、１ボルトのカットオフ電圧で、一日当たり１時間、１分当たり１０秒間１．１アンペアのパルス速度で放電された。パルス数は２０８であった。エネルギ出力は０．５７８ワット−時であった。
【００３０】
電池は、写真カメラ用に模擬実験するため、０．８ボルトのカットオフ電圧で、一日当たり１時間、１分当たり１０秒間１．１アンペアのパルス速度で放電された。パルス数は４０３であった。エネルギ出力は１．３４２ワット−時であった。
【００３１】
電池は、１ワットで３秒そして０．１ワットで７秒間、交流バルス状電力ドレインで連続的に放電された。このような放電条件で、電池は、１．０ボルトのカットオフ電圧で２．１０２サービス時間（エネルギ出力０．７７８ワット−時）を、そして０．８ボルトのカットオフ電圧で３．５８３サービス時間（エネルギ出力１．３２８ワット−時）を達成した。電池は、１．１ボルトのカットオフ電圧で、一時間当たり１５分間０．５ワットで断続的に放電した。このような放電条件で、電池は、１．８５４ワット−時のサービス−時、且つ０．９２７のワット−時を達成した。
【００３２】
0004024538.tif 000004
備考
１．アノードのバルク密度（アノードの多孔性）は、即ち亜鉛／アノードは1.81ｇ／ｃｍ３ であった。亜鉛の実際の密度は7.14ｇ／ｃｍ３  。アノードの径は9.22ｍｍ。カソードの壁厚は、電池の長手方向軸に対して垂直の線に沿って測定したとき2.22ｍｍ。アノードの容量の理論値は、3.03アンペア−時。
【００３３】
前記実施例の電池は、連続１ワットの電力ドレインで１ボルトに放電した。このような放電条件で、電池は０．５４２サービス時間を呈し、電池のエネルギ出力は、０．５４２ワット−時であった。
【００３４】
電池は、写真カメラ用に模擬実験するため、１ボルトのカットオフ電圧で、一日当たり１時間、１分当たり１０秒間１．１アンペアのパルス速度で放電された。パルス数は１１５であった。エネルギ出力は０．４２３ワット−時であった。
【００３５】
電池は、写真カメラ用に模擬実験するため、０．８ボルトのカットオフ電圧で、一日当たり１時間、１分当たり１０秒間１．１アンペアのパルス速度で放電された。パルス数は２９７であった。エネルギ出力は０．８３４ワット−時であった。
【００３６】
電池は、１ワットで３秒そして０．１ワットで７秒間、交流バルス状電力ドレインで連続的に放電された。このような放電条件で、電池は、１．０ボルトのカットオフ電圧で１．４２２サービス時間（エネルギ出力０．５２７ワット−時）を、そして０．８ボルトのカットオフ電圧で２．１２４サービス時間（エネルギ出力０．７８６ワット−時）を達成した。電池は、１．１ボルトのカットオフ電圧で、一時間当たり１５分間０．５ワットで断続的に放電した。このような放電条件で電池は、１．３４８サービス時を達成し、エネルギ出力は０．５９１ワット−時であった。
【００３７】
0004024538.tif 000005
備考
１．アノードの亜鉛のバルク密度は、即ち亜鉛／アノードは1.81ｇ／ｃｍ３  であった。亜鉛の実際の密度は7.14ｇ／ｃｍ３  。アノードの径は9.22ｍｍ。カソードの壁厚は、電池の長手方向軸に対して垂直の線に沿って測定したとき2.22ｍｍ。
【００３８】
前記実施例の電池は、連続１ワットの電力ドレインで１ボルトに放電した。このような放電条件で、電池は０．５8４サービス時間を呈し、電池のエネルギ出力は、０．５8４ワット−時であった。
【００３９】
電池は、写真カメラ用に模擬実験するため、１ボルトのカットオフ電圧で、一日当たり１時間、分当たり１０秒間１．１アンペアのパルス速度で放電された。パルス数は２００（エネルギ出力は０．７３１ワット−時）に達した。電池は、写真カメラ用に模擬実験するため、０．８ボルトのカットオフ電圧で、一日当たり１時間、分当たり１０秒間１．１アンペアのパルス速度で放電された。パルス数は３５１であり、エネルギ出力は１．１７７ワット−時であった。
【００４０】
電池は、１ワットで３秒そして０．１ワットで７秒間、交流バルス状電力ドレインで連続的に放電された。このような放電条件で、電池は、１．０ボルトのカットオフ電圧で１．７８１サービス時間（エネルギ出力０．６９５ワット−時）を、そして０．８ボルトのカットオフ電圧で３．１９６サービス時間（エネルギ出力１．１８３ワット−時）を達成した。電池は、１．１ボルトのカットオフ電圧で、一時間当たり１５分間０．５ワットで断続的に放電した。このような放電条件で電池は、１．７９７サービス時を達成し、エネルギ出力は０．８９９ワット−時であった。
【００４１】
実施例２で報告した性能の結果から分かるように、アノード組成に錫粉末を約１重量％添加することにより、錫の添加をしていない比較電池（実施例１）の性能と比較して、すべての大電力の連続的、間欠的及びパルス印加テスト後の電池の性能は改善された。同様に実施例４で報告した性能の検査から分かるように、アノード組成に錫粉末を約１重量％添加（実施例４）することにより、錫の添加をしていない比較電池（実施例３）の性能と比較して、すべての大電力の連続的、間欠的及びパルス印加テスト後の電池の性能は改善された。
【００４２】
実施例１で示したアノードが大きな亜鉛バルク密度（大きな理論的容量）を有するＺｎ／Ｍｎ０２  アルカリ電池は、多数の大電力応用と同様に普通かやや低いドレイン応用に対し長いサービス寿命が提供できるので、望ましいものである。このような電池の組成に少量の錫粉末を添加することは、該電池を大電力用途により一層適することができることが判明された。アノード組成に少量の錫粉末を添加することは、該電池に錫添加のない（実験例１）同様な電池に比べ報告されたすべての大電力テストの下で選りすぐれた性能を発揮することが、実施例２の検査によって分かる。
【００４３】
ある大電力用途、例えば携帯電話、カムコーダ、大電力玩具、または他の大電力デバイスへの用途においては、アノードが多量の電解液装填（アノードの亜鉛のバルク密度を減少すること）をするように設計されることが望ましい。実施例４に示すように、多量の電解液を装填され（亜鉛のバルク密度を減少すること）電池のアノードの組成に錫を添加することは、性能の比較結果から分かるように錫添加物のない同様な電池（実施例３）より改善された性能特性を与える。
【００４４】
本発明を特定の実施の形態について記述してきたが、本発明の概念から離脱することなく各種変形実施例に適用できることが認識できる。このように本発明は、特定の実施の形態に限定されることはなく、その範囲は請求の範囲並びにその均等物に反映するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態の電池を一部破断して示す縦断面図である。
【図１】
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