JP2784151B2 - アルカリ電池 - Google Patents
アルカリ電池Info
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- JP2784151B2 JP2784151B2 JP23095094A JP23095094A JP2784151B2 JP 2784151 B2 JP2784151 B2 JP 2784151B2 JP 23095094 A JP23095094 A JP 23095094A JP 23095094 A JP23095094 A JP 23095094A JP 2784151 B2 JP2784151 B2 JP 2784151B2
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- zinc
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- surfactant
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Classifications
-
- Y02E60/12—
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- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、負極活物質として亜
鉛、電解液としてアルカリ水溶液を用いる電池に関する
ものである。
鉛、電解液としてアルカリ水溶液を用いる電池に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の低公害化の流れに伴ない、アルカ
リ電池は低水銀化から無水銀化への研究がなされてき
て、現在は既に無水銀化アルカリ電池は商品化されてい
る。
リ電池は低水銀化から無水銀化への研究がなされてき
て、現在は既に無水銀化アルカリ電池は商品化されてい
る。
【０００３】無水銀化になってからは、負極活物質であ
る亜鉛表面の水素過電圧を下げるために、鉛、インジウ
ム、ビスマス等の元素を添加した亜鉛合金を用いたり、
有機インヒビター，無機インヒビターを添加することに
より、腐食反応を抑制している。
る亜鉛表面の水素過電圧を下げるために、鉛、インジウ
ム、ビスマス等の元素を添加した亜鉛合金を用いたり、
有機インヒビター，無機インヒビターを添加することに
より、腐食反応を抑制している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在の
無水銀電池は、従来の有水銀電池と比較した場合、亜鉛
の耐食性が劣るため、貯蔵性能、放電性能が若干低調で
ある。
無水銀電池は、従来の有水銀電池と比較した場合、亜鉛
の耐食性が劣るため、貯蔵性能、放電性能が若干低調で
ある。
【０００５】有機インヒビターを添加することにより亜
鉛表面に被膜を形成し、亜鉛の腐食反応に必要な水酸イ
オン（ＯＨ- ）との接触を妨害するため、添加量が多い
ほど耐食効果は上がる傾向にある。但し、亜鉛表面が不
活性化されることになるため放電性能が低調になるとい
う問題があった。
鉛表面に被膜を形成し、亜鉛の腐食反応に必要な水酸イ
オン（ＯＨ- ）との接触を妨害するため、添加量が多い
ほど耐食効果は上がる傾向にある。但し、亜鉛表面が不
活性化されることになるため放電性能が低調になるとい
う問題があった。
【０００６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、無汞化アルカリ電池において貯蔵性能、放電性能の
優れたアルカリ電池を提供することにある。
し、無汞化アルカリ電池において貯蔵性能、放電性能の
優れたアルカリ電池を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、負極活物質として亜鉛、電解液としてアルカリ水溶
液を用いる電池において、炭化水素系界面活性剤とフッ
素系界面活性剤とを併用し、アルカリ電解液中に添加
し、その防食効果と放電性能の試験をした。その結果、
炭化水素系界面活性剤としてジポリオキシエチレンアル
キルアマイドを、フッ素系界面活性剤としてポリオキシ
エチレンフッ化アルキルエーテルを併用した場合に、優
れた防食効果及び放電性能が得られることを見出した。
に、負極活物質として亜鉛、電解液としてアルカリ水溶
液を用いる電池において、炭化水素系界面活性剤とフッ
素系界面活性剤とを併用し、アルカリ電解液中に添加
し、その防食効果と放電性能の試験をした。その結果、
炭化水素系界面活性剤としてジポリオキシエチレンアル
キルアマイドを、フッ素系界面活性剤としてポリオキシ
エチレンフッ化アルキルエーテルを併用した場合に、優
れた防食効果及び放電性能が得られることを見出した。
【０００８】好ましくは、前記亜鉛に対して、前記ジポ
リオキシエチレンアルキルアマイドを２０ｐｐｍ〜８０
ｐｐｍの範囲で、かつ、前記ポリオキシエチレンフッ化
アルキルエーテルを４０ｐｐｍ〜８０ｐｐｍの範囲で、
任意に組み合わせで添加することで、実用的な防食効果
及び放電性能が得られる。
リオキシエチレンアルキルアマイドを２０ｐｐｍ〜８０
ｐｐｍの範囲で、かつ、前記ポリオキシエチレンフッ化
アルキルエーテルを４０ｐｐｍ〜８０ｐｐｍの範囲で、
任意に組み合わせで添加することで、実用的な防食効果
及び放電性能が得られる。
【０００９】上記ジポリオキシエチレンアルキルアマイ
ドとしては、化１で表わされる炭化水素系界面活性剤が
あげられる。
ドとしては、化１で表わされる炭化水素系界面活性剤が
あげられる。
【００１０】
【化１】 また、ポリオキシエチレンフッ化アルキルエーテルとし
ては、化２で表わされるフッ素系界面活性剤（−ＥＯ；
４モル）があげられる。ｎの値は好ましくは６〜８であ
る。
ては、化２で表わされるフッ素系界面活性剤（−ＥＯ；
４モル）があげられる。ｎの値は好ましくは６〜８であ
る。
【００１１】
【化２】 界面活性剤は、アルカリ電解液中にゲル状負極亜鉛と共
存すると、亜鉛表面に化学吸着して疎水性の被膜を形成
し、亜鉛表面の腐食反応を防止する防食効果を示すた
め、ガス発生の抑制が可能である。化１で表わされる炭
化水素系界面活性剤は、親水基と親油基との間に耐アル
カリ性に優れたアマイド基を持っているため、その効果
が長い間にわたり有効である。但し、界面活性剤の添加
量が多いほどその効果は良好であるが、亜鉛表面を不活
性化していることになるため放電性能は悪くなる傾向に
ある。
存すると、亜鉛表面に化学吸着して疎水性の被膜を形成
し、亜鉛表面の腐食反応を防止する防食効果を示すた
め、ガス発生の抑制が可能である。化１で表わされる炭
化水素系界面活性剤は、親水基と親油基との間に耐アル
カリ性に優れたアマイド基を持っているため、その効果
が長い間にわたり有効である。但し、界面活性剤の添加
量が多いほどその効果は良好であるが、亜鉛表面を不活
性化していることになるため放電性能は悪くなる傾向に
ある。
【００１２】一方、フッ素系界面活性剤は、炭化水素系
に比べて表面張力エネルギーが小さいため、放電性能へ
の影響は小さくなり、防食効果も期待される。化２で表
わされるフッ素系界面活性剤は、炭化水素系に比べてガ
ス抑制が劣るものの、放電性能への影響は小さく添加量
によっては持続時間が長くなる結果となった。
に比べて表面張力エネルギーが小さいため、放電性能へ
の影響は小さくなり、防食効果も期待される。化２で表
わされるフッ素系界面活性剤は、炭化水素系に比べてガ
ス抑制が劣るものの、放電性能への影響は小さく添加量
によっては持続時間が長くなる結果となった。
【００１３】本発明は、一種の界面活性剤で防食効果が
良好で且つ放電性能に悪影響を及ぼさないというのは困
難であるため、ゲル状亜鉛負極中に炭化水素系とフッ素
系の界面活性剤を併用することにより、併用により相方
のデメリットを補い、亜鉛の耐食性を上げると共に放電
性能も向上させたものである。
良好で且つ放電性能に悪影響を及ぼさないというのは困
難であるため、ゲル状亜鉛負極中に炭化水素系とフッ素
系の界面活性剤を併用することにより、併用により相方
のデメリットを補い、亜鉛の耐食性を上げると共に放電
性能も向上させたものである。
【００１４】まず、炭化水素系界面活性剤、フッ素系界
面活性剤それぞれを単独に使用した場合を実験例１，２
として示す。
面活性剤それぞれを単独に使用した場合を実験例１，２
として示す。
【００１５】いずれの実験例及び併用試験例でも、ゲル
状負極亜鉛の作成は、界面活性剤を適当量添加した水酸
化カリウム水溶液と、ゲル化剤を乾式混合した亜鉛粉を
混合してゲル化した。このゲル状亜鉛負極中への界面活
性剤の添加量は、亜鉛粉に対して指定した割合となるよ
うに水酸化カリウム水溶液に添加した。
状負極亜鉛の作成は、界面活性剤を適当量添加した水酸
化カリウム水溶液と、ゲル化剤を乾式混合した亜鉛粉を
混合してゲル化した。このゲル状亜鉛負極中への界面活
性剤の添加量は、亜鉛粉に対して指定した割合となるよ
うに水酸化カリウム水溶液に添加した。
【００１６】またガス発生は、ゲル状負極亜鉛を採取
し、８０℃で２０日間貯蔵した後に発生した水素ガス量
を測定した。電池をＬＲ６で組み立て、１０Ω連続放電
（−１０℃雰囲気中）を行ない終止電圧０．９Ｖとして
持続時間を測定した。
し、８０℃で２０日間貯蔵した後に発生した水素ガス量
を測定した。電池をＬＲ６で組み立て、１０Ω連続放電
（−１０℃雰囲気中）を行ない終止電圧０．９Ｖとして
持続時間を測定した。
【００１７】（実験例１）炭化水素系界面活性剤として
化１のジポリオキシエチレンラウリルアマイドを用い
て、上記方法により実験した。
化１のジポリオキシエチレンラウリルアマイドを用い
て、上記方法により実験した。
【００１８】上記ジポリオキシエチレンラウリルアマイ
ド（ＰＯＥ−Ｌ）の単独使用時のガス発生、放電性能の
結果を、表１に示す。現行品（NO. １）についてのガス
発生指数及び放電指数を１００としたとき、NO. ３以降
との比較から判るように、上記ジポリオキシエチレンラ
ウリルアマイドを２０ｐｐｍ以上添加すると、放電性能
は現行品よりも若干悪くなるものの、顕著なガス発生の
抑制効果が見られる。
ド（ＰＯＥ−Ｌ）の単独使用時のガス発生、放電性能の
結果を、表１に示す。現行品（NO. １）についてのガス
発生指数及び放電指数を１００としたとき、NO. ３以降
との比較から判るように、上記ジポリオキシエチレンラ
ウリルアマイドを２０ｐｐｍ以上添加すると、放電性能
は現行品よりも若干悪くなるものの、顕著なガス発生の
抑制効果が見られる。
【００１９】
【表１】 （実験例２）フッ素系界面活性剤として化２のポリオキ
シエチレンフッ化アルキルエーテルを用いて実施例１と
同様な実験を行なった。
シエチレンフッ化アルキルエーテルを用いて実施例１と
同様な実験を行なった。
【００２０】上記ポリオキシエチレンフッ化アルキルエ
ーテル（ＰＯＥ−Ｆ）の単独使用時のガス発生、放電性
能の結果を表２に示す。
ーテル（ＰＯＥ−Ｆ）の単独使用時のガス発生、放電性
能の結果を表２に示す。
【００２１】
【表２】 表２から判るように、添加量が増えればガス発生の抑制
効果が認められた。５０ｐｐｍ添加品（NO. ９）はガス
抑制効果は殆どないが、放電性能が向上する結果となっ
た。なお、１００ｐｐｍ添加品（NO. １０）は、ガス抑
制効果は認められるが、６０℃２０日貯蔵後の放電性能
の劣化が大きい。
効果が認められた。５０ｐｐｍ添加品（NO. ９）はガス
抑制効果は殆どないが、放電性能が向上する結果となっ
た。なお、１００ｐｐｍ添加品（NO. １０）は、ガス抑
制効果は認められるが、６０℃２０日貯蔵後の放電性能
の劣化が大きい。
【００２２】（併用試験例）上記実験例１，２の相反す
る実験結果に鑑みて、化１のジポリオキシエチレンラウ
リルアマイド（ＰＯＥ−Ｌ）と、化２のポリオキシエチ
レンフッ化アルキルエーテル（ＰＯＥ−Ｆ）とをゲル状
亜鉛負極中へ添加する併用試験を行なった。この試験結
果を、表３に示す。
る実験結果に鑑みて、化１のジポリオキシエチレンラウ
リルアマイド（ＰＯＥ−Ｌ）と、化２のポリオキシエチ
レンフッ化アルキルエーテル（ＰＯＥ−Ｆ）とをゲル状
亜鉛負極中へ添加する併用試験を行なった。この試験結
果を、表３に示す。
【００２３】添加量は、上記の実験例１，２でそれぞれ
効果の認められた量を含むようにした。ガス抑制は炭化
水素系が担い、フッ素系が亜鉛表面に形成している膜の
表面張力を小さくする働きをすることにより、放電反応
の阻害を防止している。
効果の認められた量を含むようにした。ガス抑制は炭化
水素系が担い、フッ素系が亜鉛表面に形成している膜の
表面張力を小さくする働きをすることにより、放電反応
の阻害を防止している。
【００２４】
【表３】 ガス発生指数と放電性能指数の両方において判定を行な
い、その判定結果（表１〜３）をプロットすると、図１
のようになる。判定結果の、○印は、ガス発生指数が対
現行５０未満で、且つ放電指数（初度，６０゜Ｃ２０日
後とも）が１００以上、黒三角はガス発生指数が対現行
５０未満、白三角は放電指数が１００以上、×印はガス
発生指数が対現行５０以上で、且つ放電指数が１００未
満である。図から明らかなように、ジポリオキシエチレ
ンラウリルアマイド（ＰＯＥ−Ｌ）とポリオキシエチレ
ンフッ化アルキルエーテル（ＰＯＥ−Ｆ）を併用し、Ｐ
ＯＥ−Ｌを２０〜８０ｐｐｍ，ＰＯＥ−Ｆを４０〜８０
ｐｐｍの添加量とすると、耐食性及び放電性能ともに良
好な結果が得られる。
い、その判定結果（表１〜３）をプロットすると、図１
のようになる。判定結果の、○印は、ガス発生指数が対
現行５０未満で、且つ放電指数（初度，６０゜Ｃ２０日
後とも）が１００以上、黒三角はガス発生指数が対現行
５０未満、白三角は放電指数が１００以上、×印はガス
発生指数が対現行５０以上で、且つ放電指数が１００未
満である。図から明らかなように、ジポリオキシエチレ
ンラウリルアマイド（ＰＯＥ−Ｌ）とポリオキシエチレ
ンフッ化アルキルエーテル（ＰＯＥ−Ｆ）を併用し、Ｐ
ＯＥ−Ｌを２０〜８０ｐｐｍ，ＰＯＥ−Ｆを４０〜８０
ｐｐｍの添加量とすると、耐食性及び放電性能ともに良
好な結果が得られる。
【００２５】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、負極活物
質として亜鉛、電解液としてアルカリ水溶液を用いる電
池において、アルカリ電解液中に、炭化水素系界面活性
剤としてのジポリオキシエチレンアルキルアマイドと、
フッ素系界面活性剤としてのポリオキシエチレンフッ化
アルキルエーテルとを併用添加することにより、亜鉛の
耐食性を上げると共に放電性能も向上できる。
質として亜鉛、電解液としてアルカリ水溶液を用いる電
池において、アルカリ電解液中に、炭化水素系界面活性
剤としてのジポリオキシエチレンアルキルアマイドと、
フッ素系界面活性剤としてのポリオキシエチレンフッ化
アルキルエーテルとを併用添加することにより、亜鉛の
耐食性を上げると共に放電性能も向上できる。
【図１】本発明に従い炭化水素系界面活性剤とフッ素系
界面活性剤の添加量と、耐食性及び放電性能両面から見
た判定の良否との関係を示したグラフである。
界面活性剤の添加量と、耐食性及び放電性能両面から見
た判定の良否との関係を示したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 泉 彰英 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 (72)発明者 西田 国良 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 昭63−254671（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−214563（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 6/06 H01M 4/06 C23F 11/12 102 C23F 11/14
Claims (2)
- 【請求項１】 負極活物質として亜鉛、電解液としてア
ルカリ水溶液を用いる電池において、炭化水素系界面活
性剤としてのジポリオキシエチレンアルキルアマイド
と、フッ素系界面活性剤としてのポリオキシエチレンフ
ッ化アルキルエーテルとを併用し、アルカリ電解液中に
添加したことを特徴とするアルカリ電池。 - 【請求項２】 前記亜鉛に対して、前記ジポリオキシエ
チレンアルキルアマイドを２０ｐｐｍ〜８０ｐｐｍの範
囲で、かつ、前記ポリオキシエチレンフッ化アルキルエ
ーテルを４０ｐｐｍ〜８０ｐｐｍの範囲で添加したこと
を特徴とする請求項１記載のアルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23095094A JP2784151B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23095094A JP2784151B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | アルカリ電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0896815A JPH0896815A (ja) | 1996-04-12 |
| JP2784151B2 true JP2784151B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=16915863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23095094A Expired - Fee Related JP2784151B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2784151B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10868340B2 (en) | 2018-03-23 | 2020-12-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Secondary battery, battery pack, vehicle, and stationary power supply |
-
1994
- 1994-09-27 JP JP23095094A patent/JP2784151B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10868340B2 (en) | 2018-03-23 | 2020-12-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Secondary battery, battery pack, vehicle, and stationary power supply |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0896815A (ja) | 1996-04-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 10 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080522 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090522 Year of fee payment: 11 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |