Gelatinizador para pilas alcalinas, que comprende partículas de polímero reticulado (A) que comprenden,

como una o más unidades de monómero constituyentes principales, ácido (met)acrílico y/o una sal de metal alcalino del mismo que tienen un tamaño de partícula promedio de 0,1 a 2.000 μm; y un óxido metálico en forma de partículas superfinas (1) que tiene un tamaño de partícula promedio de 0,1 a 50 nm

Agente gelificante para pila alcalina y pila alcalina.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un gelatinizador para pilas alcalinas, y a una pila alcalina. Más específicamente, la presente invención se refiere a un gelatinizador para cátodos de pilas alcalinas compuesto principalmente por un electrolito alcalino y polvo de zinc, y a una pila alcalina que usa el gelatinizador.

Técnica anterior

Hasta la fecha, se ha usado principalmente en los cátodos de pilas alcalinas una mezcla de un electrolito alcalino de alta concentración (una disolución acuosa de hidróxido de potasio de alta concentración, en la que se disuelve si es necesario óxido de zinc o similar), y polvo de zinc y/o polvo de aleación de zinc. Con el fin de impedir la precipitación o fluidización del polvo de zinc y/o similares en el electrolito alcalino, se usan gelatinizadores obtenidos mediante la reticulación de poli(ácido (met)acrílico) o sales del mismo con un agente de reticulación. Los gelatinizadores se clasifican habitualmente en dos tipos, siendo uno de los mismos poli(ácidos (met)acrílicos) reticulados en forma de partículas finas obtenidos mediante precipitación-polimerización o alguna otra operación de ácido (met)acrílico en un disolvente orgánico, tal como benceno, en presencia de una cantidad muy pequeña de un agente de reticulación tal como divinilbenceno, y siendo el otro polímeros reticulados de poli(ácido (met)acrílico) y/o una sal de metal alcalino del mismo que tienen un tamaño de partícula relativamente grande, un ejemplo típico de los cuales es una resina absorbente de agua. Los primeros se usan principalmente para mejorar la viscosidad de electrolitos o mejorar la propiedad de inyección de las pilas (suministrando la fluidez de los electrolitos), y estos últimos se usan principalmente para mejorar la resistencia al impacto de las pilas. En muchos fabricantes de pilas, se usan los dos juntos (solicitudes de patente japonesa abiertas a consulta por el público (JP-A) n.^os 6-349484 y 7-65818).

Sin embargo, estos gelatinizadores tienen efectos ventajosos para impedir la precipitación o fluidización del polvo de zinc, mejorando la resistencia al impacto de las pilas, impidiendo la fuga de líquido de las pilas y logrando otras, pero si la cantidad del gelatinizador añadido se vuelve mayor, el gelatinizador provoca que se eleve el valor de resistencia interna de la pila, de modo que da como resultado problemas tales como que disminuye la característica de descarga o la vida útil de la pila.

Sumario de la invención

Los presentes inventores realizaron una activa investigación en vista de la situación mencionada anteriormente. Como resultado, se ha encontrado que pueden mejorarse la característica de descarga, la vida útil y otras de una pila, manteniéndose la resistencia al impacto y otras de la pila, añadiendo un aditivo en forma de partículas superfinas al gelatinizador mencionado anteriormente o añadiendo un aditivo en forma de partículas superfinas junto con el gelatinizador a un electrolito alcalino. Se ha logrado así la presente invención.

Un primer objeto de la presente invención es proporcionar un gelatinizador que pueda alargar la duración de una pila alcalina mientras que se mantiene la resistencia al impacto de la pila.

Un segundo objeto de la presente invención es proporcionar un gelatinizador que haga posible contribuir a una reducción en el tiempo para producir una pila alcalina.

Un tercer objeto de la presente invención es proporcionar un gelatinizador que haga posible producir una pila que no contiene ningún material dañino para el cuerpo humano, tal como benceno, en absoluto.

Es decir, la presente invención se refiere a los siguientes gelatinizadores [1] a [7], y a las pilas alcalinas [8] a [9]:

[1] Gelatinizador:

Un gelatinizador que comprende partículas de polímero reticulado (A) que comprenden, como una o más unidades de monómero constituyentes principales, ácido (met)acrílico y/o una sal de metal alcalino del mismo que tiene un tamaño de partícula promedio de 0,1 a 2.000 μm; y un óxido metálico en forma de partículas superfinas (1) que tiene un tamaño de partícula promedio de 0,1 a 100 nm.

[2] Gelatinizador:

El gelatinizador [1] en el que la cantidad de (1) es de desde 0,1 hasta 50 partes en masa en relación con 100 partes en masa de (A).

[3] Gelatinizador:

El gelatinizador [1] en el que el tamaño de partícula promedio de (1) es de desde 0,1 hasta 50 nm.

[4] Gelatinizador:

El gelatinizador [1] en el que (1) es uno o más óxidos metálicos seleccionados del grupo que consiste en TiO₂, Bi₂O₃, CuO, In₂O₃, SnO₂ y Nb₂O₅.

[5] Gelatinizador:

El gelatinizador [1] en el que (A) son partículas de polímero reticulado que comprenden, como una o más unidades de monómero constituyentes principales, ácido (met)acrílico y/o una sal de metal alcalino del mismo usando un agente de reticulación de tipo alil éter y/o un agente de reticulación de tipo vinilo.

[6] Gelatinizador:

El gelatinizador [1] en el que (A) están formadas por un polímero reticulado en forma de partículas (a1) que tiene un tamaño de partícula promedio de 100 a 2.000 μm y/o un polímero reticulado en forma de partículas finas (a2) que tiene un tamaño de partícula promedio de 0,1 a 100 μm.

[7] Gelatinizador:

El gelatinizador [1] en el que (A) están formadas por un polímero reticulado en forma de partículas (a1') que tiene un tamaño de partícula promedio de 100 a 1.000 μm y/o un polímero reticulado en forma de partículas finas (a2') que tiene un tamaño de partícula promedio de 0,1 a 50 μm.

[8] Gelatinizador:

El gelatinizador [1] en el que (A) son partículas de polímero reticulado obtenidas usando polimerización en disolución acuosa.

[9] Pila alcalina:

Una pila alcalina en la que partículas de polímero reticulado (A) que comprenden, como una o más unidades de monómero constituyentes principales, ácido (met)acrílico y/o una sal de metal alcalino del mismo que tienen un tamaño de partícula promedio de 0,1 a 2.000 μm, se usan como gelatinizador para un electrolito alcalino para un cátodo, caracterizada porque comprende un óxido metálico en forma de partículas superfinas (1) que tiene un tamaño de partícula promedio de 0,1 a 100 nm en una cantidad del 0,001 al 5% en masa del electrolito alcalino.

[10] Pila alcalina:

La pila alcalina, que usa los gelatinizadores [2] a [8].

Descripción detallada de la invención

Partículas de polímero reticulado

En la presente invención, partículas de polímero reticulado (A), que constituyen uno de los componentes constituyentes de un gelatinizador para pilas alcalinas, son partículas de polímero que comprenden, como una o más unidades de monómero constituyentes principales, ácido (met)acrílico y/o una sal de metal alcalino del mismo. Es necesario que este polímero sea estable a lo largo de un periodo largo incluso con la fuerte alcalinidad de un electrolito alcalino. El polímero es preferiblemente un polímero reticulado con un agente de reticulación que no se corta por sí mismo o un agente de reticulación en el que los puntos de reticulación no se cortan.

En el presente documento, ácido (met)acrílico significa ácido acrílico o ácido metacrílico. Una sal de metal del mismo es una sal obtenida neutralizando el ácido acrílico o ácido metacrílico con un metal alcalino tal como potasio, sodio y litio.

Con respecto a la neutralización del ácido (met)acrílico con un metal alcalino en la presente invención, las partículas de polímero reticulado (A) pueden ser partículas no neutralizadas o partículas neutralizadas puesto que el gelatinizador de la presente invención se usa en una disolución alcalina acuosa que tiene una alta concentración; sin embargo, una parte de la totalidad del ácido (met)acrílico puede neutralizarse según surja la necesidad con el fin de mejorar la trabajabilidad, pulverizar (A) fácilmente o lograr otras cuando se producen (A).

Cuando se neutraliza el ácido (met)acrílico,... [Seguir leyendo]

1. Gelatinizador para pilas alcalinas, que comprende partículas de polímero reticulado (A) que comprenden, como una o más unidades de monómero constituyentes principales, ácido (met)acrílico y/o una sal de metal alcalino del mismo que tienen un tamaño de partícula promedio de 0,1 a 2.000 μm; y un óxido metálico en forma de partículas superfinas (1) que tiene un tamaño de partícula promedio de 0,1 a 50 nm.

2. Gelatinizador para pilas alcalinas según la reivindicación 1, en el que la cantidad de (1) es de desde 0,1 hasta 50 partes en masa en relación con 100 partes en masa de (A).

3. Gelatinizador para pilas alcalinas según la reivindicación 1, en el que el tamaño de partícula promedio de (1) es de desde 0,1 hasta 50 nm.

4. Gelatinizador para pilas alcalinas según la reivindicación 1, en el que (1) es uno o más óxidos metálicos seleccionados del grupo que consiste en TiO₂, Bi₂O₃, CuO, In₂O₃, SnO₂ y Nb₂O₅.

5. Gelatinizador para pilas alcalinas según la reivindicación 1, en el que (A) son partículas de polímero reticulado que comprenden, como una o más unidades de monómero constituyentes principales, ácido (met)acrílico y/o una sal de metal alcalino del mismo usando un agente de reticulación de tipo alil éter y/o un agente de reticulación de tipo vinilo.

6. Gelatinizador para pilas alcalinas según la reivindicación 1, en el que (A) están formadas por un polímero reticulado en forma de partículas (a1) que tiene un tamaño de partícula promedio de 100 a 2.000 μm y/o un polímero reticulado en forma de partículas finas (a2) que tiene un tamaño de partícula promedio de 0,1 a 100 μm.

7. Gelatinizador para pilas alcalinas según la reivindicación 1, en el que (A) están formadas por un polímero reticulado en forma de partículas (a1') que tiene un tamaño de partícula promedio de 100 a 1.000 μm y/o un polímero reticulado en forma de partículas finas (a2') que tiene un tamaño de partícula promedio de 0,1 a 50 μm.

8. Gelatinizador para pilas alcalinas según la reivindicación 1, en el que (A) son partículas de polímero reticulado obtenidas usando polimerización en disolución acuosa.

9. Pila alcalina en la que partículas de polímero reticulado (A) que comprenden, como una o más unidades de monómero constituyentes principales, ácido (met)acrílico y/o una sal de metal alcalino del mismo que tienen un tamaño de partícula promedio de 0,1 a 2.000 μm, se usan como gelatinizador para un electrolito alcalino para un cátodo, caracterizada porque comprende un óxido metálico en forma de partículas superfinas (1) que tiene un tamaño de partícula promedio de 0,1 a 100 nm en una cantidad del 0,001 al 5% en masa del electrolito alcalino.

10. Pila alcalina según la reivindicación 9, en la que la cantidad de (1) es de desde 0,1 hasta 50 partes en masa en relación con 100 partes en masa de (A).

11. Pila alcalina según la reivindicación 9, en la que el tamaño de partícula promedio de (1) es de desde 0,1 hasta 50 nm.

12. Pila alcalina según la reivindicación 9, en la que (1) es uno o más óxidos metálicos seleccionados del grupo que consiste en TiO₂, Bi₂O₃, CuO, In₂O₃, SnO₂ y Nb₂O₅.

13. Pila alcalina según la reivindicación 9, en la que (A) son partículas de polímero reticulado que comprenden, como una o más unidades de monómero constituyentes principales, ácido (met)acrílico y/o una sal de metal alcalino del mismo usando un agente de reticulación de tipo alil éter y/o un agente de reticulación de tipo vinilo.

14. Pila alcalina según la reivindicación 9, en la que (A) están formadas por un polímero reticulado en forma de partículas (a1) que tiene un tamaño de partícula promedio de 100 a 2.000 μm y/o un polímero reticulado en forma de partículas finas (a2) que tiene un tamaño de partícula promedio de 0,1 a 100 μm.

15. Pila alcalina según la reivindicación 9, en la que (A) están formadas por un polímero reticulado en forma de partículas (a1') que tiene un tamaño de partícula promedio de 100 a 1.000 μm y/o un polímero reticulado en forma de partículas finas (a2') que tiene un tamaño de partícula promedio de 0,1 a 50 μm.

16. Pila alcalina según la reivindicación 9, en la que (A) son partículas de polímero reticulado obtenidas usando polimerización en disolución acuosa.