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堿性干電池的制作方法

文檔序號:6896671閱讀:139來源:國知局

專利名稱::堿性干電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
:本發(fā)明涉及一種堿性干電池,特別涉及一種在正極和負(fù)極這兩極上能夠抑制極化的堿性干電池。
背景技術(shù)
:堿性干電池一般包括正極、負(fù)極、隔膜以及堿性電解液,正極一般使用二氧化錳,負(fù)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(fù)荷放電區(qū)域(消耗電流大約為數(shù)10mA),被內(nèi)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(fù)荷放電區(qū)域(消耗電流為100數(shù)100mA)或者高負(fù)荷放電區(qū)域(消耗電流為10002000mA)。具體地說,正在研究將堿性干電池內(nèi)置于音樂再生裝置、游戲機(jī)以及信息終端設(shè)備等消耗電流為100數(shù)100mA的設(shè)備、或數(shù)碼相機(jī)等消耗電流為10002000mA的設(shè)備中,從而在一部分設(shè)備中內(nèi)置堿性干電池。堿性干電池的利用率一般在低負(fù)荷放電區(qū)域中約為100%,而在中負(fù)荷放電區(qū)域中為70%左右,在高負(fù)荷放電區(qū)域中為3040%。由此,為了在中負(fù)荷放電區(qū)域或者高負(fù)荷放電區(qū)域利用堿性干電池,優(yōu)選的是提高在這些區(qū)域中的利用率。因此,要求堿性干電池一邊維持在低負(fù)荷放電區(qū)域的利用率,一邊提高在中負(fù)荷放電區(qū)域或者高負(fù)荷放電區(qū)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(rèn)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?qū)⒇?fù)極的理論容量設(shè)定為正極理論容量的1.01.25倍。由此,堿性干電池的理論容量實(shí)質(zhì)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(zhì)(二氧化錳)的重量(參照特開平07-122276號公報(bào)以及特開平09-180736號公報(bào))。因此,如果增加正極中正極活性物質(zhì)的含量,就能夠增大堿性干電池的理論容量。然而,當(dāng)增加正極活性物質(zhì)的含量時,正極的體積增大,因而致使出現(xiàn)堿性干電池大型化的問題。根據(jù)情況的不同,堿性干電池的尺寸超出規(guī)格,因而不具有實(shí)用性。于是,提出了將無機(jī)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(bào)以及特表2002-530815號公報(bào))。由于這樣的添加劑作為使正極活性物質(zhì)彼此粘結(jié)起來的粘結(jié)劑而發(fā)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(zhì)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(zhì)的添加量。其結(jié)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(nèi)外型(inside-out)結(jié)構(gòu)。與螺旋結(jié)構(gòu)(鎳氫蓄電池或者鋰一次電池等的結(jié)構(gòu))相比,內(nèi)外型結(jié)構(gòu)由于電極面積狹小且極板較厚,所以極化現(xiàn)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(fā)行日平成2年8月20日)的P.119)。當(dāng)極化現(xiàn)象明顯時,則帶來電極反應(yīng)的反應(yīng)速度降低等弊端,其結(jié)果是,放電容量下降,從而招致利用率的低下。
發(fā)明內(nèi)容然而,關(guān)于堿性干電池并沒有提出抑制極化的方法。于是,本發(fā)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(jìn)行了抑制。具體地說,本發(fā)明所涉及的堿性干電池包括正極、負(fù)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(fù)極這兩極具有去極化作用的有機(jī)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(fù)進(jìn)行以250mA的電流一天放電一個小時的放電循環(huán)的情況下,當(dāng)在第m次循環(huán)中閉路電壓低于終止電壓時,若將第(m-l)次循環(huán)的放電開始時的閉路電壓設(shè)定為Vn(伏),將第(m-l)次循環(huán)的放電結(jié)束時的閉路電壓設(shè)定為Vfl(伏),則滿足0<(Vu_Vfl)《0.35(式1)在第三堿性干電池中,正極的活性物質(zhì)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(shè)定為C(g),且在每天反復(fù)進(jìn)行以250mA的電流一天放電一個小時的放電循環(huán)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(xù)時間設(shè)定為T(小時),則:0.76《(250T/308C)《0.86(式2)第四堿性干電池及第五堿性干電池都是單4形堿性干電池。在第四堿性干電池中,在每天反復(fù)進(jìn)行以100mA的電流一天放電一個小時的放電循環(huán)的情況下,當(dāng)在第n次循環(huán)中閉路電壓低于終止電壓時,若將第(n-1)次循環(huán)放電開始時的閉路電壓設(shè)定為Vi2(伏),將第(n-1)次循環(huán)放電結(jié)束時的閉路電壓設(shè)定為Vfi(伏),則滿足0<(Vi2—Vn)《0.35(式3)在第五堿性干電池中,正極的活性物質(zhì)是二氧化錳,二氧化錳的理論容量為308mAh/g,若將在正極中二氧化錳的重量設(shè)定為C(g),且在每天反復(fù)進(jìn)行以100mA的電流一天放電一個小時的放電循環(huán)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(xù)時間設(shè)定為T(小時),則0.84《(100T/308C)《0.92(式4)在本發(fā)明中,能夠抑制正極和負(fù)極這兩極的極化。圖1是本實(shí)施方案所涉及的堿性干電池的半剖面圖。圖2是示意表示電池特性的曲線圖。圖3是表示實(shí)施例l及比較例1的電池特性的曲線圖。符號說明1電池外殼2正極3負(fù)極4隔膜5封口體6負(fù)極集流體7負(fù)極端子板8外裝標(biāo)簽9組裝封口體具體實(shí)施例方式在說明本發(fā)明所涉及的堿性干電池之前,對在以往的堿性干電池中產(chǎn)生極化現(xiàn)象的原因進(jìn)行解釋。在此,所謂以往的堿性干電池,是指在堿性電解液中沒有混入后述的有機(jī)化合物去極劑的堿性干電池。極化指的是在電流流動時與電流沒有流動時,電極電位或端子間電位不同的現(xiàn)象。雖然作為產(chǎn)生極化的原因可以想到幾個方面,不過在堿性干電池中,作為產(chǎn)生極化的主要原因,可以認(rèn)為是如下所示的在放電末期的離子擴(kuò)散受到了阻礙。在堿性干電池的正極和負(fù)極中,發(fā)生了下面所示的電極反應(yīng)。(正極)Mn02+H++e——MnOOH(負(fù)極)Zn+40H——Zn(OH)42—+2e—當(dāng)發(fā)生電極反應(yīng)時,由于在正極中H+被消耗而在負(fù)極中OH—被消耗,所以在正極表面H+的濃度降低,在負(fù)極表面OH—的濃度降低。在放電初期,正極內(nèi)由于H+在堿性電解液內(nèi)或者二氧化錳的孔隙內(nèi)移動從而在正極內(nèi)擴(kuò)散,負(fù)極內(nèi)由于OH—在堿性電解液內(nèi)移動從而在負(fù)極內(nèi)擴(kuò)散。在上述擴(kuò)散的作用下,由于可以抑制正極表面H+濃度的降低以及負(fù)極表面OH—濃度的降低,所以能夠持續(xù)放電。然而,因?yàn)镠+和OH—是由堿性電解液提供的,所以隨著放電的進(jìn)行,堿性電解液的確保變得困難,H+和oir各自難以在堿性電解液內(nèi)移動。由此,導(dǎo)致內(nèi)阻增加,致使電壓下降。另外,當(dāng)H+和OH'的擴(kuò)散受到阻礙時,則有可能導(dǎo)致正極表面的H+濃度和負(fù)極表面的OH—濃度的下降,從而有可能阻礙上述電極反應(yīng)的進(jìn)行。再者,在負(fù)極表面,若OH—濃度較高,則Zn(OH)42—能夠以離子的形式存在,但是,當(dāng)OH—的濃度下降時,則產(chǎn)生以下所示的反應(yīng),從而在負(fù)極表面析出ZnO。也就是說,隨著放電的進(jìn)行,在負(fù)極表面形成出鈍化膜。由此,負(fù)極電極反應(yīng)的進(jìn)行受到阻礙。(析出)Zn(OH)42_—ZnO+H20+20H—這樣一來,在以往的堿性干電池中,當(dāng)進(jìn)行放電時,由于H+和OH—的擴(kuò)散受到阻礙,所以導(dǎo)致內(nèi)阻增加,還有在負(fù)極表面形成鈍化膜。由此,放電末期的正極電位比放電初期的正極電位低,放電末期的負(fù)極電位比放電初期的負(fù)極電位高,因而在以往的堿性干電池中產(chǎn)生了極化。當(dāng)產(chǎn)生極化時,致使堿性干電池的利用率降低以及壽命縮短,因而是不優(yōu)選的。本案的發(fā)明人為解決上述的課題而進(jìn)行了研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過如以下所示那樣地使規(guī)定的有機(jī)化合物作為去極劑混入到堿性電解液中,便能夠抑制正極和負(fù)極這兩極的極化。下面,一邊參照圖l一邊就本發(fā)明的一個實(shí)施方案進(jìn)行說明。圖1是表示作為本發(fā)明的一個實(shí)施方案的一般堿性干電池之結(jié)構(gòu)的剖面圖。如圖1所示,堿性干電池包括一端(圖1中的上端)被封閉的筒狀電池外殼l。電池外殼1兼作正極端子和正極集流體,在電池外殼1中內(nèi)接有中空圓筒狀的正極2。在正極2的中空部設(shè)置有隔膜4,隔膜4形成為一端被封閉的筒狀,在隔膜4的中空部設(shè)置有負(fù)極3。由此,在電池外殼l中,沿著從周邊向中心的方向按照正極2、隔膜4以及負(fù)極3的順序進(jìn)行配置。電池外殼1的開口部(圖1的下端)被組裝封口體9封口。組裝封口體9是由釘子型的負(fù)極集流體6、負(fù)極端子板7和樹脂封口體5一體化而成的,負(fù)極端子板7與負(fù)極集流體6進(jìn)行電連接,樹脂封口體5與負(fù)極集流體6以及負(fù)極端子板7進(jìn)行物理連接。在制作堿性干電池時,首先將正極2和負(fù)極3等發(fā)電單元收納于電池外殼1內(nèi),然后使用組裝封口體9對電池外殼1的開口部進(jìn)行封口。另外,在電池外殼1的外周面上覆蓋著外裝標(biāo)簽8。在正極2、負(fù)極3以及隔膜4中含有堿性電解液(未圖示)。作為堿性電解液,可以使用含有3040重量%的氫氧化鉀以及13重量%的氧化鋅的水溶液。在本實(shí)施方案所涉及的堿性電解液中設(shè)置了去極劑(未圖示),根據(jù)目的的不同,也可以溶解或分散去極劑以外的各種添加物。此外,關(guān)于去極劑,將在下文中進(jìn)行詳細(xì)敘述。下面按照順序?qū)φ龢O2、負(fù)極3、隔膜4、電池外殼l、樹脂封口體5、負(fù)極集流體6以及負(fù)極端子板7的組成等進(jìn)行說明。正極2例如含有電解二氧化錳粉末等正極活性物質(zhì)、石墨粉末等導(dǎo)電劑以及堿性電解液的混合物。另外,即使適當(dāng)?shù)卦谡龢O2中添加聚乙烯粉末等粘結(jié)劑或硬脂酸鹽等潤滑劑也無妨。作為負(fù)極3,例如可以使用下述的材料,其是在堿性電解液中添加聚丙烯酸鈉等膠凝劑而加工成凝膠狀,然后使鋅合金粉末(負(fù)極活性物質(zhì))分散在該凝膠狀物質(zhì)中而得到的。為了提高負(fù)極3的耐蝕性,可以在負(fù)極3中適當(dāng)?shù)靥砑鱼熁蜚G等氫過電位較高的金屬化合物。另外,為了抑制鋅枝晶(dendrite)的產(chǎn)生,可以在負(fù)極3中適當(dāng)?shù)靥砑游⒘康墓杷峄蚬杷猁}等硅化合物。作為負(fù)極活性物質(zhì)的鋅合金粉末,優(yōu)選使用耐蝕性優(yōu)良的材料,考慮到環(huán)境問題,進(jìn)一步優(yōu)選使用沒有添加水銀、鎘、或鉛、或者上述這些元素的材料。作為鋅合金,例如可以列舉出含有0.010.1重量%的銦、0.0050.02重量%的鉍以及0.0010.005重量%的鋁的鋅合金。鋅合金可以僅含有這些合金成分中的一種,也可以含有兩種以上的成分。作為隔膜4,例如可以使用以聚乙烯醇纖維及人造絲纖維為主體混抄而成的無紡布。隔膜4例如可以采用特開平6-163024號公報(bào)或特開2006-32320號公報(bào)所記載的公知的方法而得到。電池外殼1例如使用鍍鎳鋼板、并采用特開昭60-180058號公報(bào)或特開平11-144690號公報(bào)等所記載的公知的方法將其沖壓成規(guī)定的尺寸及形狀而得到。在樹脂封口體5的中央設(shè)置有壓入負(fù)極集流體6的貫通孔(未圖示),在貫通孔的周圍設(shè)置有作為安全閥而起作用的環(huán)狀薄壁部(未圖示),在環(huán)狀薄壁部的外周部連續(xù)形成有外周緣部(未圖示)。樹脂封口體5例如通過將尼龍或聚丙烯等注射模塑成形為規(guī)定的尺寸及形狀而得到。負(fù)極集流體6通過將銀、銅或黃銅等線材沖壓加工成規(guī)定尺寸的釘子型而制得。此外,為了實(shí)現(xiàn)在加工時排除雜質(zhì)和使雜質(zhì)隱蔽的效果,在負(fù)極集流體6的表面優(yōu)選實(shí)施錫或銦等的鍍覆。在負(fù)極端子板7上設(shè)置有對電池外殼1的開口部進(jìn)行封閉的端子部(未圖示)、和從端子部(未圖示)開始延伸并與樹脂封口體5接觸的周邊凸緣部。在該周邊凸緣部上設(shè)置有多個氣孔(未圖示),以便使樹脂封口體5的安全閥工作時的壓力得以釋放。負(fù)極端子板7例如通過將鍍鎳鋼板或鍍錫鋼板等沖壓成型為規(guī)定的尺寸及形狀而得到。下面就去極劑進(jìn)行說明。去極劑是對于正極2和負(fù)極3這兩極具有去極化作用的有機(jī)化合物或者有機(jī)化合物的堿金屬鹽,即使電極反應(yīng)進(jìn)行時,也能夠使H+和OH—在堿性電解液中擴(kuò)散。由此,即使電極反應(yīng)進(jìn)行時,也能夠抑制堿性干電池內(nèi)阻的增加,同時抑制負(fù)極表面鈍化膜的形成。因此,當(dāng)將去極劑混入堿性電解液中時,因?yàn)槟軌蜓舆t放電末期的正極電位的下降速度以及負(fù)極電位的上升速度,所以能夠提高放電末期的維持電壓的平坦性。作為去極劑,優(yōu)選使用磷酸酯、磷酸酯的堿金屬鹽、烴化的磷酸或者烴化的磷酸的堿金屬鹽。磷酸酯由醇類和磷酸之間的酯化反應(yīng)而生成,作為醇類,較之于芳香族醇,優(yōu)選使用脂肪族醇。一般來說,與芳香族醇的磷酸酯相比,脂肪族醇的磷酸酯能夠使體積得以減小。由此,若使用脂肪族醇而非芳香族醇作為醇類時,一般認(rèn)為脂肪族醇在堿性電解液中易于擴(kuò)散,其結(jié)果是能夠提高去極化效果。基于同樣的理由,可以認(rèn)為較之于芳香族烴基,烴化的磷酸的烴基優(yōu)選的是脂肪族烴基。進(jìn)一步具體地說,作為去極劑,例如能夠使用化學(xué)式l及化學(xué)式2的磷酸酯,還能夠使用化學(xué)式3的烴化的磷酸。此外,作為去極劑可以使用化學(xué)式1化學(xué)式3中的任意一種,也可以使用化學(xué)式l化學(xué)式3中的2種以上。[化學(xué)式1]R,及R2各自優(yōu)選為脂肪族烴基,例如R,是碳原子數(shù)為14的烴基(例如CmH2m+1—(l《m《4)),112是一CH2CH2—或一CH(CH3)CH2—。另外,n優(yōu)選為l8。R3及R4各自優(yōu)選為氫原子或碳原子數(shù)為16的烴基。當(dāng)R3及R4各自為烴基時,R3及R4優(yōu)選的是脂肪族烴基,R3的碳原子數(shù)和R4的碳原子數(shù)之和優(yōu)選為16。例如,R3為CmH2m+1—,R4為CnH2n+1—,m和n各自為06,(m+n)為16。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>R5優(yōu)選為脂肪族烴基,例如是碳原子數(shù)為16的烴基(例如,CnH2n+1—(l《n《6))。因?yàn)檫@樣的有機(jī)化合物為去極劑,所以在本實(shí)施方案所涉及的堿性干電池中,即使在放電末期,也能夠使H+及OH—在堿性電解液中擴(kuò)散,換言之,即使在放電末期,也能夠抑制堿性干電池的正極2和負(fù)極3這兩極的極化。其原因雖然并不十分清楚,但由后述的實(shí)施例中可以看出通過在堿性電解液中加入上述有機(jī)化合物中的任一種,<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>便能夠抑制正極2和負(fù)極3這兩極的極化。再者,從后述的實(shí)施例中可以看出有機(jī)化合物的添加量相對于堿性電解液來說,大于0wt。/。且小于等于lwt。/。就足夠了。此外,本案發(fā)明人已經(jīng)確認(rèn)相對于堿性電解液混入了大于lwt。/。的去極劑的情況和相對于堿性電解液混入了lwtc/。的去極劑的情況所獲得的效果并沒有明顯差別。下面,一邊與以往的堿性干電池以及專利文獻(xiàn)3或?qū)@墨I(xiàn)4所公開的堿性干電池(以下稱"文獻(xiàn)的堿性干電池")進(jìn)行比較,一邊對本實(shí)施方案所涉及的堿性干電池進(jìn)行說明。圖2是示意表示以往的堿性干電池、文獻(xiàn)的堿性干電池以及本實(shí)施方案所涉及的堿性干電池的電壓特性的曲線圖。在圖2中,線20表示堿性干電池的終止電壓(具體為0.9V),線21、線22以及線23依次表示以往的堿性干電池、文獻(xiàn)的堿性干電池以及本實(shí)施方案所涉及的堿性干電池的電壓特性。在以往的堿性干電池中,由于極化隨著電極反應(yīng)的進(jìn)行而增大,所以電極反應(yīng)的反應(yīng)速度下降。由此,在放電末期,正極電位降低且負(fù)極電位上升,所以維持電壓變小。在文獻(xiàn)的堿性干電池中,由于添加劑作為粘結(jié)劑發(fā)揮作用,所以在不使正極體積增加的情況下能夠加大正極活性物質(zhì)的含量。由此,因?yàn)槟軌蛟黾诱龢O的理論容量,所以放電容量變大。因而如圖2所示,與以往的堿性干電池相比,文獻(xiàn)的堿性干電池的壽命較長。不過,由于添加劑并沒有作為去極劑發(fā)揮作用,所以即使是文獻(xiàn)的堿性干電池,也不能抑制放電末期維持電壓的下降。另一方面,在本實(shí)施方案所涉及的堿性干電池中,由于在堿性電解液中含有去極劑,所以即使在放電末期,也能夠使H+和OH—在堿性電解液中擴(kuò)散。由此,因?yàn)槟軌蛞种品烹娔┢诘恼龢O電位的降低以及負(fù)極電位的升高,所以如線23所示,能夠?qū)崿F(xiàn)放電末期維持電壓的平坦化。因而如圖2所示,與文獻(xiàn)的堿性干電池相比,能夠延長本實(shí)施方案所涉及的堿性千電池的壽命。另外,在文獻(xiàn)的堿性干電池中添加劑為無機(jī)化合物,但是,本實(shí)施方案中的去極劑為有機(jī)化合物。因此,本實(shí)施方案能夠獲得如下所示的效果。在文獻(xiàn)的堿性干電池中,無機(jī)化合物有時在堿性電解液內(nèi)離解為離子。已經(jīng)離解的離子有時與堿性電解液中的其它離子相結(jié)合,由此,無機(jī)化合物無法在堿性電解液中分散。雖然增加無機(jī)化合物的添加量能夠使無機(jī)化合物在堿性電解液中分散,不過當(dāng)無機(jī)化合物的添加量增多時,活性物質(zhì)的含量減少,所以隨之出現(xiàn)了堿性干電池理論容量下降的問題,因而是不優(yōu)選的。另外,當(dāng)無機(jī)化合物離解成離子時,則附著在正極表面或者負(fù)極表面。由此,在正極2中正極活性物質(zhì)被還原,在負(fù)極3中有時形成局部電極,其結(jié)果是有氣體的產(chǎn)生。然而,在本實(shí)施方案中,有機(jī)化合物能夠在堿性電解液內(nèi)穩(wěn)定存在,因而可以抑制上述不良現(xiàn)象的產(chǎn)生。另外,當(dāng)作為去極劑使用了有機(jī)化合物的堿金屬鹽時,該堿金屬鹽雖然在堿性電解液內(nèi)離解,不過堿金屬離子并沒有與其它離子結(jié)合,而是能夠在堿性電解液內(nèi)穩(wěn)定存在。因此,即使作為去極劑使用了有機(jī)化合物的堿金屬鹽時,也能夠抑制上述不良現(xiàn)象的產(chǎn)生。換言之,(化學(xué)式O(化學(xué)式3)中的X及Y只要是能夠各自在堿性電解液中作為離子穩(wěn)定存在的元素均能夠使用,并沒有被限定為H、Na以及K。另外,當(dāng)作為去極劑使用了有機(jī)化合物的堿金屬鹽時,則堿金屬離子發(fā)生離解,因而磷酸基的氧原子帶負(fù)電,而該負(fù)電荷流向烴基,所以磷酸基的氧原子所帶的負(fù)電荷由于烴基而被電中和。這樣一來,即使去極劑局部帶正電或負(fù)電,如果作為一個整體為電中性,則去極劑和相反離子之間的結(jié)合等也受到抑制,從而能夠抑制上述不良現(xiàn)象的產(chǎn)生。此外,當(dāng)去極劑整體帶正電或負(fù)電時,可以認(rèn)為該去極劑局部存在于負(fù)極表面或正極表面。因此,當(dāng)去極劑整體帶正電或負(fù)電時,可以想到很難使去極劑在堿性電解液中分散,并且還可以想到難于抑制正極2和負(fù)極3這兩極的極化。由上所述,去極劑優(yōu)選的是被設(shè)計(jì)為在堿性電解液中整體呈電中性。在上面的敘述中,著眼于去極劑的組成對本實(shí)施方案所涉及的堿性干電池進(jìn)行了說明,而在下文中,則著眼于電池性能(例如放電末期維持電壓的平坦性及正極2的利用率)對本實(shí)施方案所涉及的堿性干電池進(jìn)行說明。作為堿性干電池,依次以單3形堿性干電池和單4形堿性干電池為例進(jìn)行說明。首先,對本實(shí)施方案所涉及的堿性干電池為單3形堿性干電池的情況進(jìn)行說明。當(dāng)著眼于放電末期維持電壓的平坦性時,對于本實(shí)施方案所涉及的堿性干電池,在每天反復(fù)進(jìn)行以250mA的電流一天放電一個小時的放電循環(huán)的情況下(下面,將該試驗(yàn)方法稱為"250mA的間歇放電試驗(yàn)"),當(dāng)在第m次循環(huán)中閉路電壓低于終止電壓時,則第(m-l)次循環(huán)放電開始時的閉路電壓Vu(伏)和第(m-l)次循環(huán)放電結(jié)束時的閉路電壓Vf,(伏)之差滿足0<(VM—Vfl)《0.35(式1)在此,上述"m"依存于正極2的理論容量值。例如在本實(shí)施方案所涉及的堿性干電池中,當(dāng)正極2的理論容量為2635mAh2750mAh時,若進(jìn)行250mA的間歇放電試驗(yàn),則由于在第9循環(huán)中閉路電壓低于終止電壓(后述的實(shí)施例131),所以上述(式1)中的Vu是第8循環(huán)放電幵始時的閉路電壓,上述(式l)中的Vn是第8循環(huán)放電結(jié)束時的閉路電壓。另外,在本實(shí)施方案所涉及的堿性干電池中,當(dāng)正極2的理論容量為2750mAh2977mAh時,若進(jìn)行250mA的間歇放電試驗(yàn),則由于在第IO循環(huán)中閉路電壓低于終止電壓(后述的實(shí)施例3249),所以上述(式l)中的Vu是第9循環(huán)放電開始時的閉路電壓,上述(式l)中的Vn是第9循環(huán)放電結(jié)束時的閉路電壓。當(dāng)對以往的單3形堿性干電池進(jìn)行上述試驗(yàn)時,因?yàn)?式l)中的電壓差大約為0.5V,所以與以往的單3形堿性干電池相比,能夠使本實(shí)施方案所涉及的單3形堿性干電池在放電末期的維持電壓的平坦性得以提高。若著眼于正極2的利用率,則當(dāng)本實(shí)施方案所涉及的堿性干電池的正極活性物質(zhì)的理論容量為308mAh/g時(例如,作為正極活性物質(zhì)使用了二氧化錳時),如果對該堿性干電池進(jìn)行250mA的間歇放電試驗(yàn),則正極2的利用率滿足0.76《(250T/308C)《0.86(式2)在(式2)中,T(小時)是在進(jìn)行250mA的間歇放電試驗(yàn)的情況下,至閉路電壓減少到終止電壓為止的累積放電持續(xù)時間,C(g)是正極2中的正極活性物質(zhì)的重量,正極2的利用率是(250T/308C)。當(dāng)對以往的單3形堿性干電池進(jìn)行上述試驗(yàn)時,(式2)中正極2的利用率為0.72以下,所以與以往的單3形堿性干電池相比,能夠使本實(shí)施方案所涉及的單3形堿性干電池的正極2的利用率得以提咼。其次,-對本實(shí)施方案所涉及的堿性干電池為單4形堿性干電池的情況進(jìn)行說明。若著眼于放電末期維持電壓的平坦性,則對于本實(shí)施方案所涉及的堿性干電池,在每天反復(fù)進(jìn)行以100mA的電流一天放電一個小時的放電循環(huán)的情況下(下面將該試驗(yàn)方法稱為"100mA的間歇放電試驗(yàn)"),當(dāng)在第n次循環(huán)中閉路電壓低于終止電壓時,則第(n-l)次循環(huán)放電開始時的閉路電壓Vi2(伏)和第(n-l)次循環(huán)放電結(jié)束時的閉路電壓Vf2(伏)之差滿足0<(Vi2—《0.35(式3)在此,如上所述,上述"n"依存于正極2的理論容量值。例如,在本實(shí)施方案所涉及的堿性干電池中,當(dāng)正極2的理論容量為1236mAh1359mAh時,若進(jìn)行100mA的間歇放電試驗(yàn),則由于在第12循環(huán)中閉路電壓低于終止電壓(后述的實(shí)施例5064),所以上述(式3)中的Vi2是第11循環(huán)放電開始時的閉路電壓,上述(式3)中的Vf2是第ll循環(huán)放電結(jié)束時的閉路電壓。當(dāng)對以往的單4形堿性干電池進(jìn)行上述試驗(yàn)時,因?yàn)?式3)中的電壓差大約為0.5V,所以與以往的單4形堿性干電池相比,能夠使本實(shí)施方案所涉及的單4形堿性干電池放電末期的維持電壓的平坦性得以提高。若著眼于正極2利用率,則當(dāng)本實(shí)施方案所涉及的堿性干電池的正極活性物質(zhì)的理論容量為308mAh/g時(例如,作為正極活性物質(zhì)使用了二氧化錳時),如果對該堿性干電池進(jìn)行100mA的間歇放電試驗(yàn),則正極2的利用率(100T/308C)滿足0.84《(100T/308C)《0.92(式4)當(dāng)對以往的單4形堿性干電池進(jìn)行上述試驗(yàn)時,(式4)中正極2的利用率為0.72以下,所以與以往的單4形堿性干電池相比,能夠使本實(shí)施方案所涉及的單4形堿性干電池的正極2的利用率得以提高。在此,250mA的間歇放電試驗(yàn)是按照IEC標(biāo)準(zhǔn)60086-2進(jìn)行的,100mA的間歇放電試驗(yàn)是按照ANSI標(biāo)準(zhǔn)C18.1M、Partl-2005進(jìn)行的。另外,從施加負(fù)荷的瞬間開始,在5m秒以內(nèi)對循環(huán)開始時的閉路電壓(Vu及Vi2)進(jìn)行測量。另外,正極2的理論容量及正極2的利用率是按照以下的方法算出的。關(guān)于正極2的理論容量,能夠按照二氧化錳的理論容量308mAh/g進(jìn)行計(jì)算。例如,在正極2使用二氧化錳的純度為91.7。/。的9.56g電解二氧化錳來構(gòu)成單3形堿性干電池時,正極2的理論容量由下式進(jìn)行計(jì)算。9.56x0.917x308=2700mAh對使用上述正極2構(gòu)成的單3形堿性干電池進(jìn)行了250mA的間歇放電試驗(yàn),其結(jié)果是,當(dāng)直至減少到0.9V的終止電壓為止的累積放電持續(xù)時間為8.91個小時時,正極2的放電容量由下式進(jìn)行計(jì)算。8.91x250=2228mAh正極2的利用率是正極2的放電容量與正極2的理論容量之比。因此,在上述情況下,正極2的利用率經(jīng)計(jì)算為(2228/2700=0.825)。正如上述所說明的那樣,在本實(shí)施方案所涉及的堿性干電池中,因?yàn)樵诜烹娔┢诘恼龢O電位的下降以及負(fù)極電位的上升受到抑制,所以放電末期維持電壓的平坦性得以提高,并能夠?qū)崿F(xiàn)長壽命化,同時還能使正極2的利用率得以提高。另外,在本實(shí)施方案所涉及的堿性干電池中,因?yàn)榧词乖?50mA的間歇試驗(yàn)或100mA的間歇試驗(yàn)中也可以抑制極化,所以即使在中負(fù)荷放電區(qū)域進(jìn)行間歇使用時也能夠抑制極化。這樣的堿性干電池是按照以下所示的方法制得的。具體地說,首先制作正極2、負(fù)極3、隔膜4以及堿性電解液,其次在堿性電解液中混入去極劑,繼而依次將正極2、隔膜4、堿性電解液以及負(fù)極3收納在電池外殼內(nèi)。此外,堿性電解液并不是另行制作的,可以在制作正極2及負(fù)極3時將活性物質(zhì)、堿性電解液的材料以及去極劑混合起來。另外,也可以將去極劑涂布在隔膜4的表面。本實(shí)施方案還可以設(shè)定為如下的構(gòu)成。在通式(化學(xué)式l)(化學(xué)式3)的式中,R,R4只要是脂肪族烴基即可,可以含有雙鍵,可以是直鏈狀也可以是支鏈狀。例如,R!R4可以是CH3CH2CH(CH3)—或者CH3CH=CHCH2—等。各自的碳原子數(shù)只要在上述范圍內(nèi)即可,就沒有特別的限定。堿性干電池并不局限于圖1的結(jié)構(gòu)。正極、負(fù)極、隔膜以及堿性電解液的材料并不局限于上述的材料。[實(shí)施例]在實(shí)施例中,制作出圖1所示的堿性干電池,并對該堿性干電池進(jìn)行了250mAh的間歇試驗(yàn)或100mAh的間歇試驗(yàn)。首先,按照如下所述的方法制作出堿性干電池。《1》堿性電解液的制作按照35:2:63的重量比將氫氧化鉀和氧化鋅以及水進(jìn)行混合,便獲得堿性電解液?!?》正極2的制作首先,以規(guī)定的重量比將電解二氧化錳(以下簡稱為"EMD(ElectrolyticManganeseDioxide)"。)和石墨進(jìn)行混合。按照100:2的重量比將上述混合物和堿性電解液進(jìn)行混合,在經(jīng)過充分的攪拌之后,壓縮成薄片狀。其次,將壓縮成形為薄片狀的正極粉碎為顆粒狀,并用篩子對上述顆粒進(jìn)行分級,選出10100目的顆粒。并且,將成形為顆粒狀的正極加壓成形為中空圓筒狀,從而獲得了規(guī)定尺寸及重量的圓筒(pellet)狀正極2。此外,作為EMD使用了二氧化錳的純度為91.7重量W、平均粒徑為38ixm的電解二氧化錳。另外,使用了平均粒徑為17um的石黑《3》負(fù)極3的制作作為膠凝劑使用了聚丙烯酸鈉粉末。以0.8:33.6:65.6的重量比將該膠凝劑、堿性電解液以及鋅合金粉末進(jìn)行混合,從而制得負(fù)極此外,作為鋅合金粉末使用了如下粉末,其含有0.020重量%的銦、0.010重量%的鉍以及0.004重量%的鋁,還包含35%的體積平均粒徑為160um、粒徑在75um以下的粒子?!?》堿性干電池的組裝首先,將按照上述方法制得的兩個圓筒狀正極2插入電池外殼1內(nèi),并使用加壓夾具對正極2進(jìn)行加壓使其緊貼電池外殼1的內(nèi)壁上。在此,作為電池外殼1,使用了外徑為13.90mm、側(cè)面厚度為0.18mm的電池外殼。其次,在緊貼電池外殼1內(nèi)壁上的正極2的中空部配置了有底圓筒形的隔膜4。繼而向隔膜4內(nèi)注入了規(guī)定重量的堿性電解液。注入后經(jīng)過了15分鐘以后,將按照上述方法制得的負(fù)極3以規(guī)定的重量填充到隔膜4內(nèi)。此外,作為隔膜4,使用了以聚乙烯醇纖維以及人造絲纖維為主體混抄而成的無紡布。接著在用組裝封口體9對電池外殼1的開口端部進(jìn)行封口后,用外裝標(biāo)簽8覆蓋電池外殼1的外表面,從而獲得了圖l所示的堿性干電池。此外,關(guān)于上述《1》《4》步驟中的"規(guī)定的重量比"、"規(guī)定的尺寸、重量"以及"規(guī)定的重量",在以下的各實(shí)施例和比較例中進(jìn)行說明。<實(shí)施例1及比較例1>通過聚氧乙烯烷基醇(alkylpolyoxyethylenealcohol)和磷酸間的酯化反應(yīng),合成了下述(化學(xué)式4)所示的化合物l。[化學(xué)式4]OCH3CH2CH(CH3)—0~^CH2CH2OJ^P—OHOH此外,(化學(xué)式4)是用上述(化學(xué)式l)表示的有機(jī)化合物。在實(shí)施例1中,首先在上述《1》堿性電解液的制作中,相對于堿性電解液添加0.5重量%的化合物1,在充分?jǐn)嚢韬笫蛊淙芙?。其次,使用堿性電解液并根據(jù)(表1)所示的規(guī)定條件,按照《2》《4》的步驟制作出單3形堿性干電池。另外,在上述《1》堿性電解液的制作中,制得沒有添加任何物質(zhì)的堿性電解液,除此以外,制作出與實(shí)施例1相同的單3形堿性干電池作為比較例1。此外,在實(shí)施例1和比較例1中,都是按92:8的重量比將EMD和石墨進(jìn)行混合,從而制作并使用了外徑為13.40mm、內(nèi)徑為9.15mm、高度為22.00mm且重量為5.30g的圓筒狀正極2。向隔膜4內(nèi)注入的堿性電解液的重量為1.60g,負(fù)極3的填充量為6.40g。另外,正極2的理論容量為2700mAh。對這樣的實(shí)施例1和比較例1的單3形堿性干電池,實(shí)施了250mA的間歇放電試驗(yàn)。另外,在相當(dāng)于放電末期的放電的第79循環(huán)的區(qū)域,也對正極電位和負(fù)極電位進(jìn)行了測量。結(jié)果如表1及圖3所示。圖3是表示實(shí)施例1及比較例1的堿性干電池的放電維持電壓及單電極電位變化的說明附圖。在此,圖3中的粗線是實(shí)施例1的堿性干電池的電壓或電位,細(xì)線是比較例1的堿性干電池的電壓或電位。此外,在表1中,"VI"為第8循環(huán)的放電開始時的堿性干電池的閉路電壓,"V2"為第8循環(huán)的放電結(jié)束時的堿性干電池的閉路電壓,"VI—V2"為VI和V2之差,是上述(式1)中的電壓差。"放電持續(xù)時間"是放電時堿性干電池的維持電壓至低于終止電壓(0.9V)為止的累積放電時間。"正極的利用率"是放電持續(xù)時間乘以250(mA)后除以正極2的理論容量所算出的值。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>關(guān)于"V1—V2",相對于比較例1而言,實(shí)施例1獲得了大約15%的中負(fù)荷間歇放電特性的提高。一般認(rèn)為作為其原因,從圖3所示的單電極電位的特性中可清楚得知,是由于化合物1使放電末期的正極電位下降以及負(fù)極電位上升顯著放慢。也就是說,化合物1在正極2和負(fù)極3這兩極中作為去極劑發(fā)揮作用,其結(jié)果是能夠大幅度緩和放電末期的極化現(xiàn)象。具體地說,如表1所示,"VI—V2"在比較例1中為0.618V,與此相對照,在實(shí)施例1中為0.288V,將化合物1混入到堿性電解液中,由此使"VI—V2"大幅度降低。因此,相對于比較例1而言,在實(shí)施例1中能夠提高放電末期維持電壓的平坦性。關(guān)于正極2的利用率,能夠使中負(fù)荷間歇放電時的利用率大約提高10%。<實(shí)施例28以及比較例23>通過烷基醇以及聚乙二醇與磷酸之間的酯化反應(yīng),便得到了如以下的通式(化學(xué)式5)所示的聚氧乙烯垸基醚磷酸酯。[化學(xué)式5]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>在(化學(xué)式5)中,R是一CH2CH2—或者一CH(CH3)CH2—。此外,(化學(xué)式5)是由上述(化學(xué)式1)表示的有機(jī)化合物或它的堿金屬鹽。另外,通過改變聚乙二醇中乙二醇的聚合度、烷基醇中烷基的碳原子數(shù)以及中和磷酸基的鹽的種類,從而如表2所示那樣對作為通式(化學(xué)式5)中結(jié)構(gòu)參數(shù)的m、n、X以及Y進(jìn)行組合后便制作出化合物210。順便說一下,實(shí)施例1所使用的化合物1是在通式(化學(xué)式5)中,當(dāng)m-4、n=l以及X、Y="H(氫原子)"時的化合物。并且,在上述《1》堿性電解液的制作中,相對于堿性電解液添加0.5重量%的化合物210,在經(jīng)過充分?jǐn)嚢韬笫蛊淙芙饣蚍稚ⅲ缓蟀凑张c實(shí)施例1相同的方法制作單3形堿性干電池,并對該堿性干電池實(shí)施了250mA的間歇放電試驗(yàn)。此外,在實(shí)施例28以及比較例23所涉及的堿性干電池中,通過(式A)所算出的正極2的理論容量為2700mAh。5.3x2x{92/(92+8+2)}x0.917x308=2700(式A)在此,實(shí)施例28及比較例23所涉及的堿性干電池分別包括兩個圓筒狀正極2,圓筒狀的各個正極2按照EMD:石墨電解液=92:8:2的比例含有EMD、石墨以及電解液。由此,在實(shí)施例28以及比較例23所涉及的堿性千電池中,分別含有5.3x2x{92/(92+8+2))g二氧化錳。結(jié)果如表2所示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>大幅度受到抑制,放電持續(xù)時間以及正極2的利用率各自提高了大約10%。一般認(rèn)為作為其原因,是由于化合物18對于正極2和負(fù)極3這兩極分別作為去極劑發(fā)揮作用。由此,實(shí)施例18能夠抑制放電末期維持電壓的下降,從而能夠抑制堿性干電池輸出特性的降低。另外,在化合物2以及化合物3中,骨架部分分別與化合物1相同,不過磷酸的氫原子被堿金屬原子(Na或K)所置換。然而,如實(shí)施例13所示,即使利用堿金屬鹽進(jìn)行中和,也沒能發(fā)現(xiàn)堿性干電池的特性差異。換言之,即使使用化合物1的堿金屬鹽,也可以抑制堿性干電池的正極2和負(fù)極3這兩極的極化。另一方面,如比較例2意及比較例3所示,化合物9以及化合物IO無法獲得顯著的效果。一般認(rèn)為作為其原因,是由于當(dāng)m及n增大時,有機(jī)化合物或有機(jī)化合物的堿金屬鹽的主鏈變長,所以堿性電解液中的去極劑的移動或擴(kuò)散受到阻礙。因此,在(化學(xué)式5)中,m優(yōu)選為l4,n優(yōu)選為l8。<實(shí)施例916以及比較例46>通過烷基醇和磷酸之間的酯化反應(yīng),便得到了用下述通式(化學(xué)式6)所表示的磷酸酯。[化學(xué)式6]此外,(化學(xué)式6)是用上述(化學(xué)式2)表示的有機(jī)化合物或該有機(jī)化合物的堿金屬鹽。另外,通過改變烷基醇中烷基的碳原子數(shù)以及中和磷酸基的鹽的種類,便如表3所示的那樣對作為通式(化學(xué)式6)中結(jié)構(gòu)參數(shù)的m、n、m+n、X及Y進(jìn)行各種改變后制作出化合物1121。并且,在上述《1》堿性電解液的制作中,相對于堿性電解液添加0.5重量%的化合物1121,在充分?jǐn)嚢枋蛊淙芙夂?,按照與實(shí)施例l相同的方法制作出單3形堿性干電池,并對該堿性干電池實(shí)施了250mA的間歇放電試驗(yàn)。此外,在實(shí)施例916以及比較例46所涉及的堿性干電池中,正極2的理論容量為2700mAh。結(jié)果如表3所示。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>如表3所示,與比較例1相比,在實(shí)施例916中"VI—V2"大幅度受到抑制,放電持續(xù)時間以及正極2的利用率分別提高了大約10%。一般認(rèn)為作為其原因,是由于化合物1118相對于正極2和負(fù)極3這兩極分別作為去極劑發(fā)揮了作用。由此,在實(shí)施例916中,能夠提高放電末期維持電壓的平坦性。另外,在化合物1517中,骨架部分分別與化合物14相同,不過磷酸的氫原子被堿金屬原子(Na或K)所置換。然而,如實(shí)施例1215所示,即使利用堿金屬鹽進(jìn)行中和,也沒能發(fā)現(xiàn)堿性干電池的特性差異。換言之,即使使用化合物14的堿金屬鹽,也可以抑制堿性干電池的正極2和負(fù)極3這兩極的極化。另外,如實(shí)施例9所示,即使在主鏈上沒有烴基(化合物11),也能夠獲得相同的效果。另一方面,在比較例4中無法獲得明顯的效果。一般認(rèn)為作為其原因,是由于當(dāng)(化學(xué)式6)中的m及n增大時,有機(jī)化合物或有機(jī)化合物的堿金屬鹽的主鏈變長,所以堿性電解液中的去極劑的移動或擴(kuò)散受到阻礙。因此,m+n優(yōu)先為6以下。另外,即使在比較例5及比較例6中也無法獲得顯著的效果。作為其原因,可以想到幾個方面。當(dāng)以磷酸基為中心來考慮化合物20及化合物21時,在一側(cè)的氫原子上結(jié)合了烴基而在另一側(cè)的氫原子上只結(jié)合了氫原子。由此,在化合物20及化合物21中,有機(jī)化合物主鏈中的電子平衡被破壞,整體帶正電或負(fù)電。一般認(rèn)為其原因在于當(dāng)如上述那樣去極劑作為分子整體帶正電或負(fù)電時,化合物20或化合物21有可能被局限在正極2或負(fù)極3的表面,從而僅能在正極2及負(fù)極3中的任一電極中發(fā)揮去極化作用。由此,m及n都優(yōu)選為16,m+n優(yōu)選為l6。<實(shí)施例1722>通過改變磷酸的乙基化反應(yīng)以及中和磷酸基的鹽的種類,從而如(表4)所示的那樣對作為通式(化學(xué)式7)中結(jié)構(gòu)參數(shù)的n、X及Y進(jìn)行各種改變后,便得到了化合物2227。[化學(xué)式7]此外,(化學(xué)式7)是用上述(化學(xué)式3)表示的有機(jī)化合物或該有機(jī)化合物的堿金屬鹽。并且,在上述《1》堿性電解液的制作中,向堿性電解液添加了0.5重量%的化合物2227,在充分?jǐn)嚢枋蛊淙芙夂?,按照與實(shí)施例1相同的方法制作出單3形堿性干電池,并對該堿性干電池實(shí)施了250mA的間歇放電試驗(yàn)。此外,在實(shí)施例1722所涉及的堿性干電池中,正極2的理論容量是2700mAh。結(jié)果如表4所示。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>如表4所示,與比較例l相比,在實(shí)施例1722中"VI—V2"大幅度受到抑制,放電持續(xù)時間以及正極2的利用率分別提高了大約10%。一般認(rèn)為作為其原因,是由于化合物2227相對于正極2和負(fù)極3這兩極分別作為去極劑發(fā)揮了作用。由此,在實(shí)施例1722中能夠提高放電末期維持電壓的平坦性。另外,在化合物23、24及26中,骨架部分分別與化合物25相同,不過磷酸的氫原子被堿金屬原子(Na或K)所置換。然而,如實(shí)施例1821所示,即使利用堿金屬鹽進(jìn)行中和時,也沒能發(fā)現(xiàn)堿性干電池的特性差異。換言之,即使使用化合物25的堿金屬鹽,也可以抑制堿性干電池的正極2和負(fù)極3這兩極的極化。另外,如果在通式(化學(xué)式7)中n為16,則基本上沒有受到有機(jī)化合物主鏈長度以及有機(jī)化合物極性的影響,能夠抑制正極2和負(fù)極3這兩極的極化。在上述實(shí)施例122中,對正極2的理論容量恒定(具體地說,正極2的理論容量為2700mAh)的單3形堿性干電池實(shí)施了間歇放電試驗(yàn)。在下面的實(shí)施例2364中,對正極2的理論容量不同的單3形堿性干電池實(shí)施了間歇放電試驗(yàn)。在此,在實(shí)施例2349中對單3形堿性干電池實(shí)施了間歇放電試驗(yàn),在實(shí)施例5064中對單4形堿性干電池實(shí)施了間歇放電試驗(yàn)。<實(shí)施例2349以及比較例79>首先,在上述《1》堿性電解液的制作中,利用上述化合物2、13及23并按照表5所示的各種條件制作出堿性電解液。其次,使用上述堿性電解液,根據(jù)表5中所示的各種條件,按照《2》《4》的步驟分別制作出單3形堿性干電池,并對該堿性干電池實(shí)施了250mA的間歇放電試驗(yàn)。在此,在實(shí)施例2331及比較例7中,分別按照91.5:8.5的重量比將EMD和石墨混合,以制作外徑為13.40mm、內(nèi)徑為9.30mm、高度為22.00mm且重量為5.20g的圓筒狀正極2。向隔膜4內(nèi)注入的堿性電解液的重量為1.60g,負(fù)極3的填充量為6.60g。另外,在上述任一堿性干電池中,正極2的理論容量都是2635mAh。另外,在實(shí)施例3240及比較例8中,分別按照92.8:7.2的重量比將EMD和石墨混合,以制作外徑為13.40mm、內(nèi)徑為9.10mm、高度為22.00mm且重量為5.35g的圓筒狀正極2。向隔膜4內(nèi)注入的堿性電解液的重量為1.60g,負(fù)極3的填充量為6.35g。另外,在上述任一堿性干電池中,正極2的理論容量都是2750mAh。另外,在實(shí)施例4149及比較例9中,分別按照96.0:4.0的重量比將EMD和石墨混合,以制作外徑為13.40mm、內(nèi)徑為8.90mm、高度為22.00mm且重量為5.60g的圓筒狀正極2。向隔膜4內(nèi)注入的堿性電解液的重量為1.58g,負(fù)極3的填充量為6.10g。另外,在上述任一堿性干電池中,正極2的理論容量都是2977mAh。結(jié)果如表5所示。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>在此,在表5中"V3"是在放電中第9循環(huán)幵始時的堿性干電池的閉路電壓,"V4"是在放電中第9循環(huán)結(jié)束時的堿性干電池的閉路電壓,"V3—V4"是兩者之差,是上述式(1)中的電壓差。另夕卜,表5中的其它內(nèi)容均與表l相同,所以省略其說明。首先,對比較例l、79進(jìn)行說明。在比較例1及比較例7中,正極2的理論容量為2635mAh2750mAh,放電持續(xù)時間不滿8小時。由此可知在比較例1及比較例7中,在第8循環(huán)時維持電壓低于0.9V的終止電壓,此時的極化值(V1—V2)是0.6180.715V,放電末期的電壓下降明顯。在比較例8及比較例9中,正極2的理論容量為2750mAh2977mAh,放電持續(xù)時間超過8小時。由此可知在比較例8及比較例9中,在第9循環(huán)時維持電壓低于0.9V的終止電壓,此時的極化值(V3—V4)為0.6560.689V,放電末期的電壓下降明顯。此外,第8循環(huán)的極化值(VI—V2)為0.3560.368V。根據(jù)上述結(jié)果,下面分成正極2的理論容量大于等于2635mAh但小于2750mAh的情況和正極2的理論容量為2750mAh2977mAh的情況,就極化值以及正極2的利用率進(jìn)行說明。首先,對極化值(V1—V2)或(V3—V4)進(jìn)行說明。在前者的情況(實(shí)施例1及2331)下,所有實(shí)施例的維持電壓即使在第8循環(huán)時也沒有低于0.9V的終止電壓,放電持續(xù)時間超過8小吋??梢哉J(rèn)為其原因在于第8循環(huán)的極化值(VI—V2)為0.2500.350V,與比較例1及比較例7相比被大幅度抑制在較低的水平。即使在后者的情況(實(shí)施例3249)下,也與上述相同。也就是說,在實(shí)施例3249中,所有實(shí)施例的維持電壓即使在第9循環(huán)時也沒有低于0.9V的終止電壓,放電持續(xù)時間超過9小時??梢哉J(rèn)為其原因在于第9循環(huán)的極化值(V3—V4)為0.2500.350V,與比較例8及比較例9相比被大幅度抑制在較低的水平。從上述結(jié)果來看,當(dāng)正極2的理論容量相同時,通過將本發(fā)明的去極劑混入到堿性電解液內(nèi),從而能夠?qū)?V1—V2)或(V3—V4)抑制在未混入時的二分之一以下。由此,能夠改善放電末期維持電壓的下降,并能夠提高中負(fù)荷間歇放電特性。此外,本案發(fā)明人對向堿性電解液中添加0.1重量%以下的本發(fā)明去極劑時所能獲得的與添加率相對應(yīng)的效果進(jìn)行了確認(rèn),還有經(jīng)確認(rèn)得知添加率超過1.0重量%時和添加率為1.0重量%時所獲得的效果并沒有顯著差別。下面,對正極2的利用率進(jìn)行說明。與比較例1及比較例79相比,實(shí)施例1及實(shí)施例2349能夠使正極2的利用率提高10%以上。具體地說,在比較例1及比較例79中,正極2的利用率為67.474.8%,與此相對照,在實(shí)施例1及實(shí)施例2349中,正極2的利用率為76.086.0%。<實(shí)施例5064以及比較例1014>首先,在上述《1》堿性電解液的制作中,利用上述化合物2、13及23,按照表6所示的各種條件制作出堿性電解液。此外,在比較例1014的堿性電解液中完全沒有添加上述化合物。然后,用上述堿性電解液,根據(jù)表6中所示的各種條件,按照《2》《4》的步驟分別制作出單4形堿性干電池,并對該堿性干電池實(shí)施了100mA的間歇放電試驗(yàn)。另外,在實(shí)施例5054及比較例11中,所有的堿性干電池都按照93.0:7.0的重量比將EMD和石墨進(jìn)行混合,以制作外徑為9.70mm、內(nèi)徑為6.65mm、高度為19.95mm且重量為2.40g的圓筒狀正極2。向隔膜4內(nèi)注入的堿性電解液的重量為0.72g,負(fù)極3的填充量為2.85g。另外,在上述任一情況下,正極2的理論容量都為1236mAh。在實(shí)施例5559及比較例12中,所有的堿性干電池都按照93.4:6.6的重量比將EMD和石墨進(jìn)行混合,以制作外徑為9.70mm、內(nèi)徑為6.45mm、高度為19.95mm且重量為2.55g的圓筒狀正極2。向隔膜4內(nèi)注入的堿性電解液的重量為0.700g,負(fù)極3的填充量為2.73g。另外,在上述任一情況下,正極2的理論容量都為1319mAh。在實(shí)施例6064及比較例13中,所有的堿性干電池都按照94.0:6.0的重量比將EMD和石墨進(jìn)行混合,以制作外徑為9.70mm、內(nèi)徑為6.35mm、高度為19.95mm且重量為2.61g的圓筒狀正極2。向隔膜4內(nèi)注入的堿性電解液的重量為0.70g,負(fù)極3的填充量為2.65g。另外,在上述任一情況下,正極2的理論容量都為1359mAh。在比較例10中,按照92.0:8.0的重量比將EMD和石墨進(jìn)行混合,以制作外徑為9.70mm、內(nèi)徑為6.65mm、高度為19.95mm且重量為2.39g的圓筒狀正極2。向隔膜4內(nèi)注入的堿性電解液的重量為0.72g,負(fù)極3的填充量為2.85g。正極2的理論容量為1218mAh。在比較例14中,按照94.5:5.5的重量比將EMD和石墨進(jìn)行混合,以制作外徑為9.70mm、內(nèi)徑為6.65mm、高度為19.95mm且重量為2.62g的圓筒狀正極2。向隔膜4內(nèi)注入的堿性電解液的重量為0.70g,負(fù)極3的填充量為2.65g。正極2的理論容量為1371mAh。結(jié)果如表6所示。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage33</column></row><table>在此,在表6中,"V5"是在放電中第11循環(huán)開始時的堿性干電池的閉路電壓,"V6"是在放電中第11循環(huán)結(jié)束時的堿性干電池的閉路電壓,"V5—V6"是兩者之差,是上述式(3)中的電壓差。首先,對比較例1014進(jìn)行說明。在比較例10中,正極2的理論容量不滿1236mAh,放電持續(xù)時間不滿IO個小時。由此可知在比較例10中,在第IO循環(huán)時維持電壓低于0.9V的終止電壓。在比較例1113中,正極2的理論容量為1236mAh1359mAh,放電持續(xù)時間超過10小時。由此可知在比較例1113中,在第11循環(huán)時維持電壓低于0.9V的終止電壓,極化值(V5—V6)為0.4120.609V,放電末期的電壓下降明顯。在比較例14中,正極2的理論容量為1371mAh,放電持續(xù)時間超過11小時。由此可知在比較例14中,在第ll循環(huán)時維持電壓大于0.9V的終止電壓,極化值(V5—V6)也較小,為0.357V。另一方面,在實(shí)施例5064中,所有實(shí)施例的維持電壓即使在第11循環(huán)時也比0.9V的終止電壓大,放電持續(xù)時間超過11小時。這是由于第11循環(huán)的極化值(V5—V6)在0.2630.325V的范圍內(nèi),被大幅度抑制在較低的水平。從上述結(jié)果來看,當(dāng)正極2的理論容量相同時,通過將本發(fā)明的去極劑混入到堿性電解液內(nèi),從而能夠大幅度抑制(V5—V6)。由此,能夠改善放電末期維持電壓的下降,并能夠提高中負(fù)荷間歇放電特性。另外,當(dāng)正極2的理論容量相同時,通過將本發(fā)明的去極劑混入到堿性電解液內(nèi),從而能夠使正極2的利用率提高大約10%。具體地說,在比較例1014中,正極2的利用率為79.881.9%,與此相對照,在實(shí)施例5064中,正極2的利用率為84.591.3%。正如以上所說明的那樣,本發(fā)明作為各種設(shè)備的電源是有用的。權(quán)利要求1.一種堿性干電池,其包括正極、負(fù)極、設(shè)置在所述正極和所述負(fù)極之間的隔膜、以及浸漬在所述正極、所述負(fù)極和所述隔膜中的堿性電解液,其特征在于至少在所述堿性電解液內(nèi)含有去極劑,所述去極劑是使所述正極和所述負(fù)極這兩極去極化的有機(jī)化合物或者所述有機(jī)化合物的堿金屬鹽。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿性干電池,其特征在于所述去極劑為磷酸和脂肪族醇反應(yīng)生成的磷酸酯、所述磷酸酯的堿金屬鹽、烴^:的磷酸以及所述烴化的所述磷酸的堿金屬鹽之中的至少一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿性干電池,其特征在于所述去極劑是化學(xué)式1、化學(xué)式2以及化學(xué)式3之中的至少一種,化學(xué)式1在此,所述R,是碳原子數(shù)為14的烴基,所述R2是—CH2CH2一或者一CH(CH3)CH2—,所述n為18,化學(xué)式2<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>在此,所述R3及所述R4各自為氫原子或碳原子數(shù)為16的烴基,所述R3的碳原子數(shù)和所述R4的碳原子數(shù)之和為16,化學(xué)式3<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>在此,所述R5是碳原子數(shù)為16的烴基。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的堿性干電池,其特征在于在所述化學(xué)式1中,所述R,為CmH2m+1—,所述m為l4。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的堿性干電池,其特征在于在所述化學(xué)式2中,所述R3是CmH2m+,—,所述R4是CnH2n+1—,所述m及所述n各自為06,且m+n為l6。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的堿性干電池,其特征在于在所述化學(xué)式3中,所述Rs是CnH2n+,—,所述n為l6。7.—種堿性干電池,其包括正極、負(fù)極、設(shè)置在所述正極和所述負(fù)極之間的隔膜、以及浸漬在所述正極、所述負(fù)極和所述隔膜中的堿性電解液,其特征在于至少在所述堿性電解液內(nèi)含有去極劑,所述堿性干電池為單3形堿性干電池,在每天進(jìn)行以250mA的電流一天放電一個小時的放電循環(huán)的情況下,當(dāng)在第m次循環(huán)中閉路電壓低于終止電壓時,若將第(m-l)次循環(huán)的放電開始時的閉路電壓設(shè)定為Vn伏,將所述第(m-l)次循環(huán)的放電結(jié)束時的閉路電壓設(shè)定為Vn伏,則滿足<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>8.—種堿性干電池,其包括正極、負(fù)極、設(shè)置在所述正極和所述負(fù)極之間的隔膜、以及浸漬在所述正極、所述負(fù)極和所述隔膜中的堿性電解液,其特征在于至少在所述堿性電解液內(nèi)含有去極劑,所述堿性干電池為單3形堿性干電池,所述正極的活性物質(zhì)為二氧化錳,所述二氧化錳的容量的理論值為308mAh/g,在每天進(jìn)行以250mA的電流一天放電一個小時的放電循環(huán)的情況下,若將從開始所述放電循環(huán)時起到閉路電壓低于終止電壓為止的持續(xù)時間設(shè)定為T,T的單位為小時,將所述正極中所述二氧化錳的重量設(shè)定為C,C的單位為克,則<formula>formulaseeoriginaldocumentpage0</formula>9.一種堿性干電池,其包括正極、負(fù)極、設(shè)置在所述正極和所述負(fù)極之間的隔膜、以及浸漬在所述正極、所述負(fù)極和所述隔膜中的堿性電解液,其特征在于至少在所述堿性電解液內(nèi)含有去極劑,所述堿性干電池為單4形堿性干電池,在每天進(jìn)行以100mA的電流一天放電一個小時的放電循環(huán)的情況下,當(dāng)在第n次循環(huán)中閉路電壓低于終止電壓時,若將第(n-l)次循環(huán)放電開始時的閉路電壓設(shè)定為Vi2伏,將所述第(n-l)次循環(huán)放電結(jié)束時的閉路電壓設(shè)定為Ve伏,則<formula>formulaseeoriginaldocumentpage0</formula>10.—種堿性干電池,其包括正極、負(fù)極、設(shè)置在所述正極和所述負(fù)極之間的隔膜、以及浸漬在所述正極、所述負(fù)極和所述隔膜中的堿性電解液,其特征在于至少在所述堿性電解液內(nèi)含有去極劑,所述堿性干電池為單4形堿性干電池,所述正極的活性物質(zhì)為二氧化錳,所述二氧化錳的理論容量為308mAh/g,在每天進(jìn)行以100mA的電流一天放電一個小時的放電循環(huán)的情況下,若將從開始所述放電循環(huán)時起到閉路電壓低于終止電壓為止的持續(xù)時間設(shè)定為T小時,將所述正極的所述二氧化錳的重量設(shè)定為C,C的單位為克,則<formula>formulaseeoriginaldocumentpage0</formula>11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的堿性干電池,其特征在于所述去極劑使所述正極及所述負(fù)極這兩極去極化,為磷酸和脂肪族醇反應(yīng)生成的磷酸酯、所述磷酸酯的堿金屬鹽、烴化的磷酸以及所述烴化的所述磷酸的堿金屬鹽之中的至少一種。全文摘要本發(fā)明提供一種極化受到抑制的堿性干電池。堿性干電池包括正極(2)、負(fù)極(3)、隔膜(4)以及堿性電解液。隔膜(4)設(shè)置在正極(2)和負(fù)極(3)之間,堿性電解液浸漬在正極(2)、負(fù)極(3)以及隔膜(4)中。并且,去極劑至少被設(shè)置在堿性電解液內(nèi),去極劑對于正極(2)及負(fù)極(3)這兩極,是具有去極化作用的有機(jī)化合物或者該有機(jī)化合物的堿金屬鹽。文檔編號H01M6/04GK101304086SQ20081009911公開日2008年11月12日申請日期2008年5月9日優(yōu)先權(quán)日2007年5月10日發(fā)明者加藤丞,泉秀勝,野矢重人申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社
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