JP2000058045A - マンガン乾電池 - Google Patents
マンガン乾電池Info
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- JP2000058045A JP2000058045A JP22606398A JP22606398A JP2000058045A JP 2000058045 A JP2000058045 A JP 2000058045A JP 22606398 A JP22606398 A JP 22606398A JP 22606398 A JP22606398 A JP 22606398A JP 2000058045 A JP2000058045 A JP 2000058045A
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- JP
- Japan
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- zinc
- negative electrode
- battery
- zinc alloy
- manganese dry
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-
- Y02E60/12—
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- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】マンガン乾電池において、環境問題の観点から
その亜鉛負極缶として鉛およびカドミウムを添加しない
ものを使用し、これらの無添加によって起こる防食性の
低下を改善するとともに電池性能のばらつきを低減す
る。 【解決手段】負極としてカドミウムおよび鉛を添加しな
い亜鉛合金負極缶１を用い、電解液として塩化亜鉛を主
体とする電解液を用いたマンガン乾電池であって、亜鉛
合金負極缶として、純度９９．９９重量％以上の亜鉛地
金にビスマスを亜鉛地金重量に対して１０００ｐｐｍ以
上添加した亜鉛合金を、合金の表面温度が２７０℃〜３
５０℃の範囲で圧延した後製缶したものを使用する。こ
のようなビスマス濃度範囲、および熱圧延の表面温度範
囲に限定したことによって、電池の防食性が改善され、
かつ電池性能のばらつきが低減して品質が安定化する。
その亜鉛負極缶として鉛およびカドミウムを添加しない
ものを使用し、これらの無添加によって起こる防食性の
低下を改善するとともに電池性能のばらつきを低減す
る。 【解決手段】負極としてカドミウムおよび鉛を添加しな
い亜鉛合金負極缶１を用い、電解液として塩化亜鉛を主
体とする電解液を用いたマンガン乾電池であって、亜鉛
合金負極缶として、純度９９．９９重量％以上の亜鉛地
金にビスマスを亜鉛地金重量に対して１０００ｐｐｍ以
上添加した亜鉛合金を、合金の表面温度が２７０℃〜３
５０℃の範囲で圧延した後製缶したものを使用する。こ
のようなビスマス濃度範囲、および熱圧延の表面温度範
囲に限定したことによって、電池の防食性が改善され、
かつ電池性能のばらつきが低減して品質が安定化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カドミウムおよび
鉛を添加しない負極缶を用いたマンガン乾電池に関す
る。
鉛を添加しない負極缶を用いたマンガン乾電池に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】マンガン乾電池の負極には古くから容器
を兼ねる亜鉛缶（以下、負極缶という）が用いられてい
る。負極缶には、その製缶加工の際に必要な延伸性や機
械的強度、さらには電解液に対する耐食性を付与する目
的で、２００〜６００ｐｐｍのカドミウムと５０ｐｐｍ
以上の鉛を含んだ亜鉛合金が用いられてきた。
を兼ねる亜鉛缶（以下、負極缶という）が用いられてい
る。負極缶には、その製缶加工の際に必要な延伸性や機
械的強度、さらには電解液に対する耐食性を付与する目
的で、２００〜６００ｐｐｍのカドミウムと５０ｐｐｍ
以上の鉛を含んだ亜鉛合金が用いられてきた。
【０００３】この亜鉛合金に含まれる鉛は微量ではある
が人体に有害であり、その流通が増え消費量が多くなる
につれて、産業廃棄物や家庭廃棄物に混入して廃棄され
る鉛による環境汚染が問題となり、それを防止すること
が急務となった。その結果、鉛を配合しない亜鉛合金の
使用が強く望まれている。
が人体に有害であり、その流通が増え消費量が多くなる
につれて、産業廃棄物や家庭廃棄物に混入して廃棄され
る鉛による環境汚染が問題となり、それを防止すること
が急務となった。その結果、鉛を配合しない亜鉛合金の
使用が強く望まれている。
【０００４】しかしながら、亜鉛合金から単に鉛を除い
て調製した亜鉛合金は、負極缶にしたときに電池内の電
解液によって腐食しやすくなり、放電性能の劣化や長期
貯蔵性が大幅に低下するという問題がある。
て調製した亜鉛合金は、負極缶にしたときに電池内の電
解液によって腐食しやすくなり、放電性能の劣化や長期
貯蔵性が大幅に低下するという問題がある。
【０００５】そこで、近年、鉛に替わる元素としてビス
マスの添加が提案されている（例えば、特開平６−３０
２３２３、特開平７−４５２７２、特開平７−９４１９
３、特開平７−９４１９４、特開平８−２２８２１）。
また、カドミウムも同様に環境汚染の問題があり、カド
ミウムをマグネシウムで代替する技術が提案されている
（特開平６−２０６８９）。
マスの添加が提案されている（例えば、特開平６−３０
２３２３、特開平７−４５２７２、特開平７−９４１９
３、特開平７−９４１９４、特開平８−２２８２１）。
また、カドミウムも同様に環境汚染の問題があり、カド
ミウムをマグネシウムで代替する技術が提案されている
（特開平６−２０６８９）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鉛に替
わる元素としてビスマスを添加した場合には、防食性は
従来と同様に達成されるが、電池性能のばらつきが従来
よりも大きくなり、製品の安定化を高い水準で達成する
ことができなかった。
わる元素としてビスマスを添加した場合には、防食性は
従来と同様に達成されるが、電池性能のばらつきが従来
よりも大きくなり、製品の安定化を高い水準で達成する
ことができなかった。
【０００７】本発明は上記問題に対処してなされたもの
で、鉛およびカドミウムを添加しない負極缶を使用した
マンガン乾電池において、電解液に対する防食性を改善
するとともに電池性能のばらつきを低減して、製品の品
質を安定化することを目的とするものである。
で、鉛およびカドミウムを添加しない負極缶を使用した
マンガン乾電池において、電解液に対する防食性を改善
するとともに電池性能のばらつきを低減して、製品の品
質を安定化することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、負極
としてカドミウムおよび鉛を添加しない亜鉛合金負極缶
を用い、電解液として塩化亜鉛を主体とする電解液を用
いたマンガン乾電池において、亜鉛合金負極缶として、
純度９９．９９重量％以上の亜鉛地金にビスマスを亜鉛
地金重量に対して１０００ｐｐｍ以上添加し、得られた
亜鉛合金をその表面温度が２７０℃〜３５０℃の範囲で
圧延した後製缶した負極缶を用いたことを特徴とする。
としてカドミウムおよび鉛を添加しない亜鉛合金負極缶
を用い、電解液として塩化亜鉛を主体とする電解液を用
いたマンガン乾電池において、亜鉛合金負極缶として、
純度９９．９９重量％以上の亜鉛地金にビスマスを亜鉛
地金重量に対して１０００ｐｐｍ以上添加し、得られた
亜鉛合金をその表面温度が２７０℃〜３５０℃の範囲で
圧延した後製缶した負極缶を用いたことを特徴とする。
【０００９】従来は、亜鉛合金の圧延工程を１８０℃〜
２２０℃程度で行っていたが、本発明では上記したよう
に、亜鉛合金の圧延工程における表面温度を２７０℃〜
３５０℃の範囲とした。こようにすると、従来のビスマ
ス添加により生じた電池性能のばらつきが低減し、品質
の安定したものが得られる。これは、この温度範囲とす
ることによって亜鉛合金中にビスマスが固溶して比較的
均一に分散できるためと考えられる。圧延工程における
表面温度が２７０℃より低い場合は、亜鉛中に存在する
ビスマスの分散性が悪くなり、ばらつきを低減できず品
質の安定化が図れない。また、この表面温度が３５０℃
を越えると圧延工程上でばらつきが多くなり、電池品質
の安定化が得られない。
２２０℃程度で行っていたが、本発明では上記したよう
に、亜鉛合金の圧延工程における表面温度を２７０℃〜
３５０℃の範囲とした。こようにすると、従来のビスマ
ス添加により生じた電池性能のばらつきが低減し、品質
の安定したものが得られる。これは、この温度範囲とす
ることによって亜鉛合金中にビスマスが固溶して比較的
均一に分散できるためと考えられる。圧延工程における
表面温度が２７０℃より低い場合は、亜鉛中に存在する
ビスマスの分散性が悪くなり、ばらつきを低減できず品
質の安定化が図れない。また、この表面温度が３５０℃
を越えると圧延工程上でばらつきが多くなり、電池品質
の安定化が得られない。
【００１０】ビスマスの添加は、１０００ｐｐｍ未満で
は品質のばらつきを低減させる効果は得られないので、
１０００ｐｐｍ以上とする。なお、亜鉛にはその精練の
過程で不可避的にｐｐｍ単位の銅、鉄、カドミウムなど
の不純物が含有されるが、この程度の不純物の存在は問
題にならない。
は品質のばらつきを低減させる効果は得られないので、
１０００ｐｐｍ以上とする。なお、亜鉛にはその精練の
過程で不可避的にｐｐｍ単位の銅、鉄、カドミウムなど
の不純物が含有されるが、この程度の不純物の存在は問
題にならない。
【００１１】
【発明の実施の形態】電解精練した純度９９．９９重量
％以上の亜鉛地金に下記の表１〜２に示す量のビスマス
を添加した。この亜鉛合金を下記表１〜３に示す圧延温
度（合金表面温度）で熱圧延処理した後、所定の大きさ
に打ち抜いて得られた亜鉛合金ペレットを、鱗片状黒鉛
とホウ酸との混合物を潤滑剤として衝撃押出法によって
製缶し、亜鉛合金負極缶を作製した。
％以上の亜鉛地金に下記の表１〜２に示す量のビスマス
を添加した。この亜鉛合金を下記表１〜３に示す圧延温
度（合金表面温度）で熱圧延処理した後、所定の大きさ
に打ち抜いて得られた亜鉛合金ペレットを、鱗片状黒鉛
とホウ酸との混合物を潤滑剤として衝撃押出法によって
製缶し、亜鉛合金負極缶を作製した。
【００１２】次に、純度７５％以上の二酸化マンガン６
０重量部、アセチレンブラック１０重量部および酸化亜
鉛０．６重量部をよく混合し、これに塩化亜鉛２５重量
％、塩化アンモニウム２．０重量％を含有する電解液４
９重量部を加え、よく混合し、均一な正極合剤を調製し
た。また、セパレータとして、電解液保持用の澱粉をク
ラフト紙に塗布したものを用意した。
０重量部、アセチレンブラック１０重量部および酸化亜
鉛０．６重量部をよく混合し、これに塩化亜鉛２５重量
％、塩化アンモニウム２．０重量％を含有する電解液４
９重量部を加え、よく混合し、均一な正極合剤を調製し
た。また、セパレータとして、電解液保持用の澱粉をク
ラフト紙に塗布したものを用意した。
【００１３】これらの材料を用いて、図１に示すＲ２０
型マンガン乾電池を作製した。同図において、１は亜鉛
負極缶、２はセパレータ、３は正極合剤、４は炭素棒、
５は封口体、６は正極端子板、７は負極端子板、８は絶
縁チューブ、９は外装缶である。
型マンガン乾電池を作製した。同図において、１は亜鉛
負極缶、２はセパレータ、３は正極合剤、４は炭素棒、
５は封口体、６は正極端子板、７は負極端子板、８は絶
縁チューブ、９は外装缶である。
【００１４】このように作製した電池を２０℃±１℃の
恒温室で７日間エージングした後、２０Ω間欠放電（Ｊ
ＩＳ規格；評価項目）し、０．９Ｖまでの持続時間を測
定した。測定結果の各平均値（ｘバー）とばらつき
（ｓ）を表１、表２、表３に示す。表１は本発明の実施
例、表２は比較例、表３は鉛を添加した従来品の測定値
を示している。評価電池数は１２個である（ｎ＝１
２）。なお、ばらつき（ｓ）は次式に基づいて算出した
ものである。
恒温室で７日間エージングした後、２０Ω間欠放電（Ｊ
ＩＳ規格；評価項目）し、０．９Ｖまでの持続時間を測
定した。測定結果の各平均値（ｘバー）とばらつき
（ｓ）を表１、表２、表３に示す。表１は本発明の実施
例、表２は比較例、表３は鉛を添加した従来品の測定値
を示している。評価電池数は１２個である（ｎ＝１
２）。なお、ばらつき（ｓ）は次式に基づいて算出した
ものである。
【００１５】
【数１】
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】
【表３】
【００１９】表１〜３から明らかなように、表面温度が
２７０℃〜３５０℃で熱圧延加工した負極缶を使用した
電池では、電池性能のばらつき（ｓ）は小さく、品質が
安定化していることが確認できる。また、ビスマス濃度
が１０００ｐｐｍ未満では亜鉛合金の表面温度がこの範
囲であっても電池性能にばらつきがあることがわかる。
２７０℃〜３５０℃で熱圧延加工した負極缶を使用した
電池では、電池性能のばらつき（ｓ）は小さく、品質が
安定化していることが確認できる。また、ビスマス濃度
が１０００ｐｐｍ未満では亜鉛合金の表面温度がこの範
囲であっても電池性能にばらつきがあることがわかる。
【００２０】以上の結果から、本発明のマンガン乾電池
は、カドミウムや鉛を添加しない亜鉛合金負極缶を用い
ているにもかかわらず、放電特性の劣化がなくかつ品質
のばらつきもない優れた製品であることがわかる。
は、カドミウムや鉛を添加しない亜鉛合金負極缶を用い
ているにもかかわらず、放電特性の劣化がなくかつ品質
のばらつきもない優れた製品であることがわかる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
カドミウムや鉛を添加しない亜鉛合金負極缶を用いなが
ら放電特性の劣化がなくかつ品質のばらつきがないマン
ガン乾電池を提供することができる。
カドミウムや鉛を添加しない亜鉛合金負極缶を用いなが
ら放電特性の劣化がなくかつ品質のばらつきがないマン
ガン乾電池を提供することができる。
【図１】本発明の実施例および比較例で用いたマンガン
乾電池の縦断面図。
乾電池の縦断面図。
１…亜鉛負極缶、２セパレータ、３…正極合剤、４…炭
素棒、５…封口体、６…正極端子板、７…負極端子板、
８…絶縁チューブ、９…外装缶。
素棒、５…封口体、６…正極端子板、７…負極端子板、
８…絶縁チューブ、９…外装缶。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 睦宏 東京都品川区南品川三丁目４番10号 東芝 電池株式会社内 (72)発明者 宮坂 幸次郎 東京都品川区南品川三丁目４番10号 東芝 電池株式会社内 Ｆターム(参考） 5H003 AA10 BA05 BB02 BD01 BD04 BD06 5H015 AA09 BB05 EE01 HH11 5H024 AA14 BB05 CC02 DD01 FF40 HH11
Claims (1)
- 【請求項１】 負極としてカドミウムおよび鉛を添加し
ない亜鉛合金負極缶を用い、電解液として塩化亜鉛を主
体とする電解液を用いたマンガン乾電池において、亜鉛
合金負極缶として、純度９９．９９重量％以上の亜鉛地
金にビスマスを亜鉛地金重量に対して１０００ｐｐｍ以
上添加し、得られた亜鉛合金をその表面温度が２７０℃
〜３５０℃の範囲で圧延した後製缶した負極缶を用いた
ことを特徴とするマンガン乾電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22606398A JP2000058045A (ja) | 1998-08-10 | 1998-08-10 | マンガン乾電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22606398A JP2000058045A (ja) | 1998-08-10 | 1998-08-10 | マンガン乾電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000058045A true JP2000058045A (ja) | 2000-02-25 |
Family
ID=16839231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22606398A Pending JP2000058045A (ja) | 1998-08-10 | 1998-08-10 | マンガン乾電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000058045A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005045959A1 (ja) * | 2003-11-07 | 2005-05-19 | Toshiba Battery Co., Ltd. | 電池用負極活物質材料、電池用負極缶、電池用負極亜鉛板、マンガン乾電池、及びその製造方法 |
| WO2005064713A1 (ja) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | Toshiba Battery Co., Ltd. | 電池用負極缶、およびこれを用いたマンガン乾電池 |
| WO2005064711A1 (ja) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | Toshiba Battery Co., Ltd. | 電池用負極缶の製造方法、およびこの電池用負極缶を用いたマンガン乾電池 |
| WO2006040857A1 (ja) * | 2004-10-15 | 2006-04-20 | Toshiba Battery Co., Ltd. | マンガン乾電池負極亜鉛材料の製造方法 |
| KR100949424B1 (ko) * | 2003-12-25 | 2010-03-24 | 도시바 덴치 가부시키가이샤 | 전지용 음극캔과 이를 이용한 망간 건전지 |
| WO2020071350A1 (ja) * | 2018-10-03 | 2020-04-09 | 三井金属鉱業株式会社 | 亜鉛箔、これを用いた一次電池用負極活物質材料及び亜鉛箔の製造方法 |
| WO2021192563A1 (ja) | 2020-03-27 | 2021-09-30 | 三井金属鉱業株式会社 | 亜鉛箔及びこれを用いた電池用負極活物質材料、並びに亜鉛箔の製造方法 |
| CN113972351A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-25 | 中南大学 | 一种锌合金负极及其制备方法和应用 |
-
1998
- 1998-08-10 JP JP22606398A patent/JP2000058045A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100895941B1 (ko) * | 2003-11-07 | 2009-05-07 | 도시바 덴치 가부시키가이샤 | 전지용 음극 활성 물질 재료, 전지용 음극 캔, 전지용 음극아연판, 망간 건전지 및 그 제조 방법 |
| KR100954265B1 (ko) | 2003-12-25 | 2010-04-23 | 도시바 덴치 가부시키가이샤 | 전지용 음극캔과 이를 이용한 망간 건전지 |
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| CN100454616C (zh) * | 2003-12-25 | 2009-01-21 | 东芝电池株式会社 | 电池用负极罐的制造方法和使用该电池用负极罐的锰干电池 |
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