JP2755977B2 - アルカリ電池 - Google Patents
アルカリ電池Info
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- JP2755977B2 JP2755977B2 JP32848588A JP32848588A JP2755977B2 JP 2755977 B2 JP2755977 B2 JP 2755977B2 JP 32848588 A JP32848588 A JP 32848588A JP 32848588 A JP32848588 A JP 32848588A JP 2755977 B2 JP2755977 B2 JP 2755977B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明はアルカリ電池に関するものである。
＜従来の技術＞ アルカリ−マンガン電池や酸化銀−亜鉛電池などのア
ルカリ電池では、亜鉛を主体とする活物質粉末に、カル
ボキシメチルセルロースやポリアクリル酸ソーダ等のゲ
ル化剤，及びアルカリ電解液等を混ぜて作った亜鉛負
極、所謂ゲル状亜鉛負極を使用している。
ルカリ電池では、亜鉛を主体とする活物質粉末に、カル
ボキシメチルセルロースやポリアクリル酸ソーダ等のゲ
ル化剤，及びアルカリ電解液等を混ぜて作った亜鉛負
極、所謂ゲル状亜鉛負極を使用している。
これらのアルカリ電池では、電池の貯蔵中における負
極亜鉛の腐蝕を防ぎ、その腐食に困る電池の電気容量の
低下，及び電池内での水素ガス発生を抑制して、貯蔵性
能を向上させることを共通の課題とする。
極亜鉛の腐蝕を防ぎ、その腐食に困る電池の電気容量の
低下，及び電池内での水素ガス発生を抑制して、貯蔵性
能を向上させることを共通の課題とする。
この亜鉛の腐蝕は、基本的には亜鉛の水素過電圧が低
いために起こることから、現用の電池では、負極に使用
する亜鉛を汞化処理してその水素過電圧を高める方法が
広く用いられている。
いために起こることから、現用の電池では、負極に使用
する亜鉛を汞化処理してその水素過電圧を高める方法が
広く用いられている。
ところで、上記のような汞化処理を行う場合、亜鉛の
水素過電圧を十分高くするためには、その汞化率を亜鉛
に対して５〜10重量％としなければならない。このよう
に高い汞化率では環境上への影響面から好ましくない。
従って、このアルカリ電池においては、水銀使用量を大
幅に低減しあるいはなくすこと、具体的には亜鉛の汞化
率を1.0重量％以下とすることが強く望まれている。
水素過電圧を十分高くするためには、その汞化率を亜鉛
に対して５〜10重量％としなければならない。このよう
に高い汞化率では環境上への影響面から好ましくない。
従って、このアルカリ電池においては、水銀使用量を大
幅に低減しあるいはなくすこと、具体的には亜鉛の汞化
率を1.0重量％以下とすることが強く望まれている。
アルカリ電池において従来より用いられている水銀量
の低減方法としては、水素過電圧を高める働きをする異
種金属（例えば鉛，アルミニウム，インジウム，ガリウ
ム，ビスマス等）を亜鉛に添加し合金化させる方法があ
る。
の低減方法としては、水素過電圧を高める働きをする異
種金属（例えば鉛，アルミニウム，インジウム，ガリウ
ム，ビスマス等）を亜鉛に添加し合金化させる方法があ
る。
また、有機系のインヒビターを用いることも提案され
ている。このような有機インヒビターとしては、エチレ
ンオキシド重合体（特開昭48−43130号），メルカプト
カルボン酸（特開昭50−32437号），アミノナフタリン
スルホン酸（特開昭50−32438号），あるいはパーフル
オロ有機化合物（特開昭61−27063号）などが提案され
ている。
ている。このような有機インヒビターとしては、エチレ
ンオキシド重合体（特開昭48−43130号），メルカプト
カルボン酸（特開昭50−32437号），アミノナフタリン
スルホン酸（特開昭50−32438号），あるいはパーフル
オロ有機化合物（特開昭61−27063号）などが提案され
ている。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、異種金属を添加して水銀使用量を抑え
る方法では、汞化率1.5重量％程度が限度で、これ以
下、例えば汞化率1.0重量％以下とした場合には、充分
な耐蝕効果が得られない。
る方法では、汞化率1.5重量％程度が限度で、これ以
下、例えば汞化率1.0重量％以下とした場合には、充分
な耐蝕効果が得られない。
一方、有機系のインヒビターを用いた場合は、初期の
耐蝕性はある程度認められるものの、安定性に欠け、長
期保存後における性能低下が大きく、亜鉛の腐蝕を有効
に抑制できない。
耐蝕性はある程度認められるものの、安定性に欠け、長
期保存後における性能低下が大きく、亜鉛の腐蝕を有効
に抑制できない。
この発明は、汞化率1.0重量％以下に低水銀化し、あ
るいは無水銀化した場合でも、亜鉛の耐蝕性が長期に亘
って高く、従って貯蔵性能の優れたアルカリ電池を提供
することを目的とする。
るいは無水銀化した場合でも、亜鉛の耐蝕性が長期に亘
って高く、従って貯蔵性能の優れたアルカリ電池を提供
することを目的とする。
＜課題を解決するための手段＞ この発明のアルカリ電池は、亜鉛粉末または鉛，イン
ジウム，ビスマス，ガリウム，アルミニウムの少なくと
も１種を含有してなる亜鉛合金粉末に、含フッ素シラン
系化合物を添加してなる亜鉛負極を用いたことを要旨と
する。
ジウム，ビスマス，ガリウム，アルミニウムの少なくと
も１種を含有してなる亜鉛合金粉末に、含フッ素シラン
系化合物を添加してなる亜鉛負極を用いたことを要旨と
する。
上記含フッ素シラン系化合物としては、例えばC7F15C
ONHCH2CH2Si（OCH3）３、あるいは C8F17NPrCH2CH2Si（OCH3）３などが挙げられ、またこれ
らは、三菱金属（株）製の反応性有機フッ素化合物（商
品名:MF−150,MF−160）として、それぞれ入手できる。
ONHCH2CH2Si（OCH3）３、あるいは C8F17NPrCH2CH2Si（OCH3）３などが挙げられ、またこれ
らは、三菱金属（株）製の反応性有機フッ素化合物（商
品名:MF−150,MF−160）として、それぞれ入手できる。
また、この含フッ素シラン系化合物の使用量は、具体
的に特定することは困難であるが、極微量でも有効であ
るものと思われる。
的に特定することは困難であるが、極微量でも有効であ
るものと思われる。
そして、本発明においては、後述する通り、これら亜
鉛粉末ないし亜鉛合金粉末を汞化率1.0重量％以下、あ
るいは無汞化で用いた場合においても、高い耐蝕効果が
得られる。
鉛粉末ないし亜鉛合金粉末を汞化率1.0重量％以下、あ
るいは無汞化で用いた場合においても、高い耐蝕効果が
得られる。
＜作用＞ 有機インヒビターの添加による耐蝕性向上の原理は、
その有機インヒビターが亜鉛表面に吸着してその表面を
被覆することで、保存中における亜鉛の防蝕がなされる
ものと考えられる。この際、亜鉛表面への吸着の態様な
いし度合いが、有機インヒビターの種類により異なるも
のと考えられる。
その有機インヒビターが亜鉛表面に吸着してその表面を
被覆することで、保存中における亜鉛の防蝕がなされる
ものと考えられる。この際、亜鉛表面への吸着の態様な
いし度合いが、有機インヒビターの種類により異なるも
のと考えられる。
そして、本発明の含フッ素シラン系化合物の場合、こ
の吸着の度合いが強いものと考えられる。即ち、亜鉛粉
末または亜鉛合金粉末にこの含フッ素シラン系化合物を
付着させた場合、以下の通り、化合物中の親水基である
−Si（OCH3）３が亜鉛表面と強固に結合し、一方亜鉛表
面に並んだ疎水基であるペルフルオロアルキル基が、撥
水性及び耐アルカリ性を示してアルカリ水溶液を遮断
し、これにより長期に亘って亜鉛の腐蝕が防止され、結
果的に優れた耐蝕性が得られるものと考えられる。
の吸着の度合いが強いものと考えられる。即ち、亜鉛粉
末または亜鉛合金粉末にこの含フッ素シラン系化合物を
付着させた場合、以下の通り、化合物中の親水基である
−Si（OCH3）３が亜鉛表面と強固に結合し、一方亜鉛表
面に並んだ疎水基であるペルフルオロアルキル基が、撥
水性及び耐アルカリ性を示してアルカリ水溶液を遮断
し、これにより長期に亘って亜鉛の腐蝕が防止され、結
果的に優れた耐蝕性が得られるものと考えられる。
上記２式において、RfはC7F15,または C8F17を表わす。
＜実施例＞ 以下に実施例を説明する。
三菱金属（株）製の反応性有機フッ素化合物（製品
名:MF−150,MF−160）をエタノール水溶液に0.2重量％
溶解させてなる溶液に、亜鉛粉末を1000gを添加し、そ
の後約100℃で乾燥しエタノール及び水を飛ばして、上
記の反応性有機フッ素化合物を付着させた亜鉛粉末を得
た。尚、この亜鉛粉末における上記反応性有機フッ素化
合物の付着量は、亜鉛1g当たり200ppmとなる。
名:MF−150,MF−160）をエタノール水溶液に0.2重量％
溶解させてなる溶液に、亜鉛粉末を1000gを添加し、そ
の後約100℃で乾燥しエタノール及び水を飛ばして、上
記の反応性有機フッ素化合物を付着させた亜鉛粉末を得
た。尚、この亜鉛粉末における上記反応性有機フッ素化
合物の付着量は、亜鉛1g当たり200ppmとなる。
この亜鉛粉末を60重量％と、ゲル化剤２重量％、並び
に40％の苛性カリ水溶液38重量％とを混合して、本発明
のゲル状亜鉛負極（試料No.1）を作った。
に40％の苛性カリ水溶液38重量％とを混合して、本発明
のゲル状亜鉛負極（試料No.1）を作った。
また、上記亜鉛粉末に代えて、鉛並びにインジウムを
添加し合金化させた亜鉛合金粉末（試料No.2）、あるい
はアルミニウム，鉛並びにインジウムを添加し合金化さ
せた亜鉛合金粉末（試料No.3）をそれぞれ用いた他は同
様にして、本発明のゲル状亜鉛負極（試料No.2,3）を作
製した。
添加し合金化させた亜鉛合金粉末（試料No.2）、あるい
はアルミニウム，鉛並びにインジウムを添加し合金化さ
せた亜鉛合金粉末（試料No.3）をそれぞれ用いた他は同
様にして、本発明のゲル状亜鉛負極（試料No.2,3）を作
製した。
更に、上記亜鉛粉末に代え、鉛並びにインジウムを添
加し合金化させた亜鉛合金粉末を汞化率0.5重量％（試
料No.4）、あるいは汞化率1.0重量％（試料No.5）でそ
れぞれ汞化させたものを用いた他は同様にして、本発明
のゲル状亜鉛負極（試料No.4,5）を作製した。
加し合金化させた亜鉛合金粉末を汞化率0.5重量％（試
料No.4）、あるいは汞化率1.0重量％（試料No.5）でそ
れぞれ汞化させたものを用いた他は同様にして、本発明
のゲル状亜鉛負極（試料No.4,5）を作製した。
一方、鉛，アルミニウム並びにインジウムを添加し合
金化させた亜鉛合金粉末を汞化率1.5重量％で汞化させ
たものを上記と同じ割合でゲル化剤並びに苛性カリ水溶
液と混合して比較用のゲル状亜鉛負極（試料No.6）を、
また鉛並びにインジウムを添加し合金化させた亜鉛合金
粉末を汞化率0.5重量％で汞化させたものを用いた他は
同様にして比較用のゲル状亜鉛負極（試料No.7）を、そ
れぞれ作製した。
金化させた亜鉛合金粉末を汞化率1.5重量％で汞化させ
たものを上記と同じ割合でゲル化剤並びに苛性カリ水溶
液と混合して比較用のゲル状亜鉛負極（試料No.6）を、
また鉛並びにインジウムを添加し合金化させた亜鉛合金
粉末を汞化率0.5重量％で汞化させたものを用いた他は
同様にして比較用のゲル状亜鉛負極（試料No.7）を、そ
れぞれ作製した。
また、鉛並びにインジウムを添加し合金化させた亜鉛
合金粉末を汞化率0.5重量％で汞化させ、且つパーフル
オロ有機化合物（デュポン社製のZonyl FSN）を亜鉛1g
に対して200ppm添加したものを上記と同じ割合でゲル化
剤並びに苛性カリ水溶液と混合して比較用のゲル状亜鉛
負極（試料No.8）を作製した。
合金粉末を汞化率0.5重量％で汞化させ、且つパーフル
オロ有機化合物（デュポン社製のZonyl FSN）を亜鉛1g
に対して200ppm添加したものを上記と同じ割合でゲル化
剤並びに苛性カリ水溶液と混合して比較用のゲル状亜鉛
負極（試料No.8）を作製した。
尚、上記各異種金属の添加量はそれぞれ、鉛500ppm,
アルミニウム500ppm,インジウム200ppmである。
アルミニウム500ppm,インジウム200ppmである。
そして、これらのゲル状亜鉛負極について、それぞれ
以下のガス発生試験を行った。
以下のガス発生試験を行った。
即ち、上記ゲル状亜鉛負極5gを採り、これをガラス製
容器内に入れた後、この容器内に流動パラフィンを充填
し、また容器開口部をメスピペットで塞いだ。
容器内に入れた後、この容器内に流動パラフィンを充填
し、また容器開口部をメスピペットで塞いだ。
次いで、この容器を温度60℃の恒温水槽に入れ、20日
間経過後における水素ガスの発生量を測定した。この結
果を第１表に示した。表中、（）内は５日経過時点での
ガス発生量（μ/g）である。
間経過後における水素ガスの発生量を測定した。この結
果を第１表に示した。表中、（）内は５日経過時点での
ガス発生量（μ/g）である。
この結果から、本発明のゲル状亜鉛負極（試料No.1〜
５）においては、ガス発生量が長期に亘って有効に抑え
られている。
５）においては、ガス発生量が長期に亘って有効に抑え
られている。
また、従来の有機インヒビターを用いた試料No.8で
は、５日経過時点のガス発生量は少ないが、20日経過後
におけるガス発生量は多く、従って長期保存性能が劣っ
ている。
は、５日経過時点のガス発生量は少ないが、20日経過後
におけるガス発生量は多く、従って長期保存性能が劣っ
ている。
次に、試料No.3〜５（本発明品）並びに、試料No.6,8
（比較品）のゲル状亜鉛負極をそれぞれ用いてLR6の筒
形アルカリ−マンガン電池を各々作製し、これらの電池
を温度20℃において抵抗10Ωで終止電圧0.9Vまで連続放
電させた時の放電時間（時間）を測定した。
（比較品）のゲル状亜鉛負極をそれぞれ用いてLR6の筒
形アルカリ−マンガン電池を各々作製し、これらの電池
を温度20℃において抵抗10Ωで終止電圧0.9Vまで連続放
電させた時の放電時間（時間）を測定した。
結果は第２表に示した通りであり、本発明のゲル状亜
鉛負極を用いた電池の性能は、比較のゲル状亜鉛負極を
用いた電池と同程度であった。尚、試料No.8の性能低下
は、添加剤として用いたパーフルオロ有機化合物による
ものと思われる。
鉛負極を用いた電池の性能は、比較のゲル状亜鉛負極を
用いた電池と同程度であった。尚、試料No.8の性能低下
は、添加剤として用いたパーフルオロ有機化合物による
ものと思われる。
尚、以上は亜鉛粉末、ないし亜鉛とアルミニウム，鉛
あるいはインジウムの異種金属からなる亜鉛合金粉末を
用いた例であるが、亜鉛に鉛，インジウム，ビスマス，
ガリウム，アルミニウムから選んだ少なくとも１種の異
種金属を１種ないし２種以上併用した亜鉛合金粉末の場
合も、同様ないし次善の効果が得られた。
あるいはインジウムの異種金属からなる亜鉛合金粉末を
用いた例であるが、亜鉛に鉛，インジウム，ビスマス，
ガリウム，アルミニウムから選んだ少なくとも１種の異
種金属を１種ないし２種以上併用した亜鉛合金粉末の場
合も、同様ないし次善の効果が得られた。
＜発明の効果＞ 以上のように、本発明によれば、ゲル状亜鉛負極に用
いる亜鉛の汞化率を1.0重量％以下ないし無汞化とした
場合でも、亜鉛の耐蝕性が十分に高く、またこの高い耐
蝕性を長期間維持することができる、貯蔵性能の優れた
アルカリ電池を提供することができる。
いる亜鉛の汞化率を1.0重量％以下ないし無汞化とした
場合でも、亜鉛の耐蝕性が十分に高く、またこの高い耐
蝕性を長期間維持することができる、貯蔵性能の優れた
アルカリ電池を提供することができる。
フロントページの続き (72)発明者 筒井 清英 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電 気化学株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−82451（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】亜鉛粉末または鉛，インジウム，ビスマ
ス，ガリウム，アルミニウムの少なくとも１種を含有し
てなる亜鉛合金粉末に、含フッ素シラン系化合物を添加
してなる亜鉛負極を用いたことを特徴とするアルカリ電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32848588A JP2755977B2 (ja) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32848588A JP2755977B2 (ja) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | アルカリ電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02174067A JPH02174067A (ja) | 1990-07-05 |
| JP2755977B2 true JP2755977B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=18210803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32848588A Expired - Fee Related JP2755977B2 (ja) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2755977B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7563537B2 (en) * | 2005-11-30 | 2009-07-21 | Rovcal, Inc. | Ionically conductive clay additive for use in electrochemical cells |
| CN114976055B (zh) * | 2022-06-14 | 2023-09-29 | 浙江大学 | 一种用于锌基液流电池的硅醇薄膜的原位制备方法 |
-
1988
- 1988-12-26 JP JP32848588A patent/JP2755977B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02174067A (ja) | 1990-07-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |