[发明专利]碱性一次电池

说明书

技术领域

本发明涉及碱性一次电池，进一步详细的是涉及碱性一次电池的正极以及负极的改良。

背景技术

历来，碱性一次电池被使用在各种各样的设备中。近些年，伴随着使用碱性一次电池的设备的负荷增大，希望出现强负荷放电特性优良的电池。

关于碱性一次电池，存在通过放电反应，在作为负极活性物质的锌的表面形成包含锌氧化物的高电阻的覆膜，在放电反应中无法有效地利用内部的锌这样的问题。因此，耗尽规定的电气容量，设备不工作后，也残存有未反应的锌(以下，称为残余锌)。

残余锌在电池内产生气体，由此有碱性电解液的漏出(以下，仅称为漏液)的情况。特别地，耗尽规定的电气容量，设备不工作后，如果持续保持将电池安装在电源输入的状态的设备上这样的情况的话，则进行电池的过放电，产生较多的气体，容易引起漏液。

放电时的负荷越大，越容易在锌的表面形成高电阻的覆膜，且锌的有效利用越难以实现。因此，在现有技术中，通过使负极的电气容量比正极的电气容量大，以实现电池的强负荷放电特性以及放电容量的提高。

但是，将负极的电气容量相对于正极的电气容量设定得较大的情况下，耗尽电池的规定的电气容量后的残余锌量变得极多。因此，进入过放电状态的话，在电池内产生非常多的气体，抑制碱性电解液的漏出变得困难。

在此，为了回避这样的漏液的问题，要求减少过放电时的剩余锌含量，降低在电池内的气体产生量。

例如，在专利文献1中，在负极使用通过200目的筛孔而得到的比例为10~80质量%的锌合金粒子，将负极的电气容量相对于正极的电气容量的比(负极的电气容量/正极的电气容量)设为1.05~1.10。像这样，在专利文献1中，通过使用反应性高的锌合金粒子，且使负极的电气容量相对于正极的电气容量的比减小，能够尽可能地降低放电结束时的残余锌含量，且能够抑制过放电时的气体产生。

在专利文献2中，使用不包含锌或者铜的锌合金制的负极集电体，且将负极的电气容量相对于正极的电气容量的比(负极的电气容量/正极的电气容量)设为1.00~1.25。在专利文献2中，通过使用上述的负极集电体，抑制气体产生。这是基于以下考虑:碱性电池进入过放电状态的话，从历来的负极集电体溶出作为其结构元素之一的铜离子，在未反应的锌上析出，以此为起点，促进气体产生。

现有技术文献专利文献

专利文献1:日本特开2009-151958号公报

专利文献2:日本特开2009-43417号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1和专利文献2中，进行关于1个碱性一次电池的过放电试验，且对其气体产生进行评价。

但是，实际上，将碱性一次电池安装在设备上时，往往将多个电池例如2~8个，尤其是4个电池串联连接而使用。在串联连接多个碱性一次电池而使用的情况下，在过放电时，从电气容量大的电池向电气容量小的电池施加更大的负荷。即，在这样的情况下，与使用1个碱性一次电池的情况相比，将被置于更加苛刻的环境中。

因此，即使对于1个碱性一次电池能够通过过放电试验来抑制气体产生，但是在多个相同电池串联连接的情况下，在过放电时，存在无法抑制气体的产生，且产生漏液的情况。即，为了实现碱性一次电池的耐漏液性的进一步提高，需要在不串联多个碱性一次电池的状态下，进行过放电试验。

又，在专利文献2中，存在必须使用特定的负极集电体、该负极集电体中所包含的锌容易作为活性物质参与反应这样的问题。这时，负极集电体表面由被氧化了的锌覆盖，因此导电率降低，引起放电性能的降低。

像这样，关于碱性一次电池，在有关过放电时的漏液的抑制的方面，残留了不少应该改善的技术课题。

解决课题的手段

本发明的目的是提供一种即使将多个电池串联连接而使用的情况下，也能够有效地抑制过放电时的漏液的碱性一次电池。

本发明涉及的碱性一次电池包含，有底圆筒形的电池盒；与所述电池盒的内壁相接配置的、且含有二氧化锰的中空圆筒形的正极；被配置于所述正极的中空部内、且含有锌或者锌合金的凝胶状的负极；被配置于所述正极和所述负极之间的隔膜；以及碱性电解液，所述正极具有电气容量C1和高度L1，所述负极具有电气容量C2和高度L2，所述电气容量C1和C2满足关系式(1):1.05≦C2/Cl≦1.25；所述高度L1和L2满足关系式(2):0.85≦L2/L1≦f(C2/Cl)，其中，f(C2/Cl)=-0.3058×C2/Cl+1.3153。

发明效果