JP2003272615A - 亜鉛合金粉及びこれを用いたアルカリ電池 - Google Patents

亜鉛合金粉及びこれを用いたアルカリ電池

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JP2003272615A
JP2003272615A JP2002070305A JP2002070305A JP2003272615A JP 2003272615 A JP2003272615 A JP 2003272615A JP 2002070305 A JP2002070305 A JP 2002070305A JP 2002070305 A JP2002070305 A JP 2002070305A JP 2003272615 A JP2003272615 A JP 2003272615A
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Akira Koyama
昭 小山
Seiji Fuchino
誠治 渕野
Mitsuo Shinoda
光男 篠田
Tadayoshi Odawara
忠良 小田原
Shigeo Hirayama
成生 平山
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Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐食性に優れ、電池放電特性特にハイレート
放電性能を向上させることができる、アルカリ電池の負
極活物質に用いるのに好適なアルカリ電池用亜鉛合金粉
および、この亜鉛合金粉を用いたアルカリ電池を提供す
る。 【解決手段】Biを0.001〜0.1重量%、Inを
0.001〜0.1重量%、Al、Ca、Mg、Pb、
Snから選ばれる1種以上を0.001〜0.1重量%
含むアルカリ電池用亜鉛合金粉であって、粒度分布が4
8〜200meshの亜鉛粉が90重量%以上であり、
かつ−200meshの微粒粉が10重量%以下である
ことを特徴とするアルカリ電池用亜鉛合金粉。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ電池用亜
鉛合金粉として、負極活物質に用いられるもので、耐食
性に優れハイレート特性を向上させたアルカリ電池用亜
鉛合金粉および、この亜鉛合金粉を用いたアルカリ電池
に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、アルカリ電池用亜鉛合金粉は、亜鉛合金溶湯をアト
マイズ法(エアーアトマイズ)により製造している。こ
うして得られた亜鉛合金粉をアルカリ電池の負極として
電池に充填するが、亜鉛合金粉の微粒粉の比率が高いも
のを負極材として使用することで放電性能は向上する
が、水素ガスの発生量が増え、電池からの電解液漏れ等
の問題が想定される。
【0003】なお、特表2001−512284号に
は、−200meshの微粒亜鉛粉を25重量%以上含
有する電池用亜鉛粉の記載がある。しかし、このように
微粒粉の比率の高いものは、亜鉛ゲルの粘度が高くなっ
たり、亜鉛ゲルの電池注入が困難となったり、あるいは
電解液の枯渇の問題がある。
【0004】本発明は、上述の問題のない、ハイレート
特性を同等もしくはそれ以上で、かつ耐食性を向上させ
ることのできる、アルカリ電池の負極活物質に用いるの
に好適なアルカリ電池用亜鉛合金粉および、この亜鉛合
金粉を用いたアルカリ電池を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明者等は、微量金属添加亜鉛合金粉の水素ガス発
生量及び電池特性を粒度別に調べた結果、若干の微粉を
混合しても、水素ガス発生量が現行品よりも低減でき、
内部抵抗およびハイレート特性が同等もしくはそれ以上
であることが確認され、本発明に至った。
【0006】即ち、[請求項1]の発明は、Biを0.0
01〜0.1重量%、Inを0.001〜0.1重量
%、Al、Ca、Mg、Pb、Snから選ばれる1種以
上を0.001〜0.1重量%含むアルカリ電池用亜鉛
合金粉であって、粒度分布が48〜200meshの亜
鉛粉が90重量%以上であり、かつ−200meshの
微粒粉が10重量%以下であることを特徴とするアルカ
リ電池用亜鉛合金粉である。
【0007】[請求項2]の発明は、粒度分布が80〜2
00meshの亜鉛粉が70重量%以上であり、かつ−
200meshの微粒粉が10重量%以下であることを
特徴とする請求項1記載のアルカリ電池用亜鉛合金粉で
ある。
【0008】[請求項3]の発明は、請求項1、2の亜鉛
合金粉を負極活物質に用いてなることを特徴とするアル
カリ電池である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
Bi、In、及びAl、Ca、Mg、Pb、Snから選
ばれる1種以上の添加量は0.001重量%以下では、
添加金属の効果が充分でなく、0.1重量%以上では、
放電容量の低下につながる。また、−200meshの
微粒粉が10重量%以上では、水素ガス発生の抑制が充
分でなく、液漏れ、電池の破裂の原因となり不味であ
る。
【0010】また、48〜200meshの亜鉛粉が9
0重量%以上、好ましくは80〜200meshの亜鉛
粉が70重量%以上と粒度分布をシャープにすることに
より、ハイレート特性を通常の亜鉛粉(20〜200m
esh)と同等若しくはそれ以上とし、且つ耐食性を向
上させることができる。
【0011】
【実施例】実施例1 亜鉛合金溶融物をアトマイズ法により、Biを230p
pm、Inを230ppm、Caを142ppm含むア
ルカリ電池用亜鉛合金粉を作成し、これを篩分けして、
粒度分布を48〜200meshが90重量%、この内
48〜150meshが70重量%、−200mesh
の微粒粉が8重量%となるように調整した。この亜鉛合
金粉を用いて、ガス特性、電池特性を評価した。ガス特
性としては、電解液として濃度40重量%の水酸化カリ
ウム水溶液に酸化亜鉛を飽和させたものを5ml用い、
これに亜鉛合金粉を10g浸漬し、45℃で3日間のガ
ス発生速度(μl/g・day)を測定することによっ
て行った。この結果を、表1に原粉ガスとして示した。
また、亜鉛合金粉を負極としたアルカリマンガン電池
(図に示すようにJIS規格LR6形式とし)を構成
し、放電抵抗1Ωで連続放電を行い、終止(Cut)電
圧0.2Vとし、放電後のアルカリマンガン電池を60
℃の温度で3日間保存した後ガス発生量の測定を行なっ
た。1Ω定抵抗放電後電池内包ガス量として表1に示
す。また、電池特性としては、JIS規格LR6形式と
したアルカリ電池を20℃の温度で7日間保存した後、
内部抵抗測定終了後、放電抵抗1Ωで連続放電を行い、
電圧0.9Vに至るまでの放電持続時間の測定を行っ
た。
【0012】
【表1】
【0013】実施例2 亜鉛合金溶融物をアトマイズ法により、Biを230p
pm、Inを230ppm、Caを142ppm含むア
ルカリ電池用亜鉛合金粉を作成し、これを篩分けして、
粒度分布を48〜200meshが92重量%、この内
48〜150meshが60重量%、−200mesh
の微粒粉が8重量となるように調整した。この亜鉛合金
粉を用いて、ガス特性、電池特性を評価した。ガス特性
としては、電解液として濃度40重量%の水酸化カリウ
ム水溶液に酸化亜鉛を飽和させたものを5ml用い、こ
れに亜鉛合金粉を10g浸漬し、45℃で3日間のガス
発生速度(μl/g・day)を測定することによって
行った。この結果を、表1に原粉ガスとして示した。ま
た、亜鉛合金粉を負極としたアルカリマンガン電池(図
に示すようにJIS規格LR6形式とし)を構成し、放
電抵抗1Ωで連続放電を行い、終止(Cut)電圧0.
2Vとし、放電後のアルカリマンガン電池を60℃の温
度で3日間保存した後ガス発生量の測定を行なった。1
Ω定抵抗放電後電池内包ガス量として表1に示す。ま
た、電池特性としては、JIS規格LR6形式としたア
ルカリ電池を20℃の温度で7日間保存した後、内部抵
抗測定終了後、放電抵抗1Ωで連続放電を行い、電圧
0.9Vに至るまでの放電持続時間の測定を行った。
【0014】実施例3 亜鉛合金溶融物をアトマイズ法により、Biを230p
pm、Inを230ppm、Caを142ppm含むア
ルカリ電池用亜鉛合金粉を作成し、これを篩分けして、
粒度分布を48〜150meshが90重量%、−15
0meshの微粒粉が8重量となるように調整した。こ
の亜鉛合金粉を用いて、ガス特性、電池特性を評価し
た。ガス特性としては、電解液として濃度40重量%の
水酸化カリウム水溶液に酸化亜鉛を飽和させたものを5
ml用い、これに亜鉛合金粉を10g浸漬し、45℃で
3日間のガス発生速度(μl/g・day)を測定する
ことによって行った。この結果を、表1に原粉ガスとし
て示した。また、亜鉛合金粉を負極としたアルカリマン
ガン電池(図に示すようにJIS規格LR6形式とし)
を構成し、放電抵抗1Ωで連続放電を行い、終止(Cu
t)電圧0.2Vとし、放電後のアルカリマンガン電池
を60℃の温度で3日間保存した後ガス発生量の測定を
行なった。1Ω定抵抗放電後電池内包ガス量として表1
に示す。また、電池特性としては、JIS規格LR6形
式としたアルカリ電池を20℃の温度で7日間保存した
後、内部抵抗測定終了後、放電抵抗1Ωで連続放電を行
い、電圧0.9Vに至るまでの放電持続時間の測定を行
った。
【0015】比較例1 亜鉛合金溶融物をアトマイズ法により、Biを230p
pm、Inを230ppm、Caを142ppm含むア
ルカリ電池用亜鉛合金粉を作成し、これを篩分けして、
粒度分布を48〜200meshが73重量%、−20
0meshの微粒粉が27重量となるように調整した。
この亜鉛合金粉を用いて、ガス特性、電池特性を評価し
た。ガス特性としては、電解液として濃度40重量%の
水酸化カリウム水溶液に酸化亜鉛を飽和させたものを5
ml用い、これに亜鉛合金粉を10g浸漬し、45℃で
3日間のガス発生速度(μl/g・day)を測定する
ことによって行った。この結果を、表1に原粉ガスとし
て示した。また、亜鉛合金粉を負極としたアルカリマン
ガン電池(図に示すようにJIS規格LR6形式とし)
を構成し、放電抵抗1Ωで連続放電を行い、終止(Cu
t)電圧0.2Vとし、放電後のアルカリマンガン電池
を60℃の温度で3日間保存した後ガス発生速度の測定
を行なった。1Ω定抵抗放電後電池内包ガス量として表
1に示す。また、電池特性としては、JIS規格LR6
形式としたアルカリ電池を20℃の温度で7日間保存し
た後、内部抵抗測定終了後、放電抵抗1Ωで連続放電を
行い、終止電圧0.9Vに至るまでの放電持続時間の測
定を行った。
【0016】比較例2 亜鉛合金溶融物をアトマイズ法により、Biを230p
pm、Inを230ppm、Caを142ppm含むア
ルカリ電池用亜鉛合金粉を作成し、これを篩分けして、
粒度分布を48〜200meshが72重量%、−20
0meshの微粒粉が28重量となるように調整した。
この亜鉛合金粉を用いて、ガス特性、電池特性を評価し
た。ガス特性としては、電解液として濃度40重量%の
水酸化カリウム水溶液に酸化亜鉛を飽和させたものを5
ml用い、これに亜鉛合金粉を10g浸漬し、45℃で
3日間のガス発生速度(μl/g・day)を測定する
ことによって行った。この結果を、表1に原粉ガスとし
て示した。また、亜鉛合金粉を負極としたアルカリマン
ガン電池(図に示すようにJIS規格LR6形式とし)
を構成し、放電抵抗1Ωで連続放電を行い、終止(Cu
t)電圧0.2Vとし、放電後のアルカリマンガン電池
を60℃の温度で3日間保存した後ガス発生速度の測定
を行なった。1Ω定抵抗放電後電池内包ガス量として表
1に示す。また、電池特性としては、JIS規格LR6
形式としたアルカリ電池を20℃の温度で7日間保存し
た後、内部抵抗測定終了後、放電抵抗1Ωで連続放電を
行い、電圧0.9Vに至るまでの放電持続時間の測定を
行った。
【0017】
【発明の効果】耐食性に優れ、電池放電特性特にハイレ
ート放電性能を向上させることができる、アルカリ電池
の負極活物質に用いるのに好適なアルカリ電池用亜鉛合
金粉および、この亜鉛合金粉を用いたアルカリ電池を提
供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で用いたアルカリ電池を例示する断面図
【符号の説明】
1…正極缶、2…正極、3…セパレーター、4…負極、
5…負極集電子、6…封口キャップ、7…ガスケット、
8…負極端子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平山 成生 広島県竹原市港町1−8−12 Fターム(参考) 5H024 AA03 AA14 BB07 CC02 CC14 FF09 HH01 HH13 5H050 AA02 AA18 BA03 BA04 CA05 CB13 FA07 FA17 GA10 HA01 HA05

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Biを0.001〜0.1重量%、In
    を0.001〜0.1重量%、Al、Ca、Mg、P
    b、Snから選ばれる1種以上を0.001〜0.1重
    量%含むアルカリ電池用亜鉛合金粉であって、粒度分布
    が48〜200meshの亜鉛粉が90重量%以上であ
    り、かつ−200meshの微粒粉が10重量%以下で
    あることを特徴とするアルカリ電池用亜鉛合金粉。
  2. 【請求項2】粒度分布が80〜200meshの亜鉛粉
    が70重量%以上であり、かつ−200meshの微粒
    粉が10重量%以下であることを特徴とする請求項1記
    載のアルカリ電池用亜鉛合金粉。
  3. 【請求項3】 請求項1、2の亜鉛合金粉を負極活物質
    に用いてなることを特徴とするアルカリ電池。
JP2002070305A 2002-03-14 2002-03-14 亜鉛合金粉及びこれを用いたアルカリ電池 Withdrawn JP2003272615A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005071985A (ja) * 2003-08-01 2005-03-17 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 亜鉛合金粉及びこれを用いたアルカリ電池
JP2006302774A (ja) * 2005-04-22 2006-11-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 負極活物質およびそれを用いたアルカリ電池
US7645540B2 (en) 2003-08-08 2010-01-12 Rovcal, Inc. Separators for alkaline electrochemical cells
US7740984B2 (en) 2004-06-04 2010-06-22 Rovcal, Inc. Alkaline cells having high capacity

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