JP2805796B2 - 亜鉛アルカリ電池 - Google Patents
亜鉛アルカリ電池Info
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- JP2805796B2 JP2805796B2 JP3855789A JP3855789A JP2805796B2 JP 2805796 B2 JP2805796 B2 JP 2805796B2 JP 3855789 A JP3855789 A JP 3855789A JP 3855789 A JP3855789 A JP 3855789A JP 2805796 B2 JP2805796 B2 JP 2805796B2
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- JP
- Japan
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- zinc
- polymerization degree
- negative electrode
- gel
- polyacrylic acid
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- Y02E60/12—
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- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は環境問題に対し、無水銀化、あるいは極低水
銀化された亜鉛アルカリ電池の負極部の構成に関する。
銀化された亜鉛アルカリ電池の負極部の構成に関する。
従来の技術 環境問題において、亜鉛アルカリ電池が含む水銀量の
低減が望まれ、究極として無水銀化が求められている。
本銀は亜鉛アルカリ電池の負極部の亜鉛粉末に合金とし
て添加されて用いられて、色色な作用を行なっている。
まず第一に亜鉛粉末表面での水の分解作用による水素ガ
ス発生を抑制することで電池の耐漏液性を高める。ま
た、亜鉛アルカリ電池の負極は電解質高分子（いわゆる
ゲル化剤）によってゲル化された電解液中に亜鉛粉末が
分散された構造（いわゆるゲル負極）となっているが、
水銀は亜鉛粉末同士の接触性をよくすることで、負極の
放電特性を改善する働きなどを行なっている。
低減が望まれ、究極として無水銀化が求められている。
本銀は亜鉛アルカリ電池の負極部の亜鉛粉末に合金とし
て添加されて用いられて、色色な作用を行なっている。
まず第一に亜鉛粉末表面での水の分解作用による水素ガ
ス発生を抑制することで電池の耐漏液性を高める。ま
た、亜鉛アルカリ電池の負極は電解質高分子（いわゆる
ゲル化剤）によってゲル化された電解液中に亜鉛粉末が
分散された構造（いわゆるゲル負極）となっているが、
水銀は亜鉛粉末同士の接触性をよくすることで、負極の
放電特性を改善する働きなどを行なっている。
無水銀化は、上記のような水銀の役割を他の材料で補
うアプローチでなされるわけである。まず水素ガス発生
の抑制は、耐食性亜鉛合金の開発、および防食剤の開発
で行なわれ、亜鉛粉末同士の接触性は電子伝導材の添加
およびゲル化剤の改良が行なわなければならない。
うアプローチでなされるわけである。まず水素ガス発生
の抑制は、耐食性亜鉛合金の開発、および防食剤の開発
で行なわれ、亜鉛粉末同士の接触性は電子伝導材の添加
およびゲル化剤の改良が行なわなければならない。
ここでゲル化剤の改良に着目する。ゲル化剤を使用し
たゲル負極は電池の性能において、反応表面積を多く取
れるため都合がよく、また、電池の製造においても負極
が液状で取扱うことができ都合がよい。
たゲル負極は電池の性能において、反応表面積を多く取
れるため都合がよく、また、電池の製造においても負極
が液状で取扱うことができ都合がよい。
発明が解決しようとする課題 従来、ゲル化剤としてカボキシメチルセルロースのNa
塩（化下、CMCと記す）や線状のポリアクリル酸のNa
塩、グアガムなどが用いられている。これらを単独で用
いて無水銀の亜鉛アルカリ電池を構成すると放電特性が
非常に悪くなる。たとえば１Ω連続放電における放電電
圧のふらつき現象が起ったり、電池を床に落した後短絡
電流を測定するいわゆる落下試験において短絡電流がと
れなくなる。
塩（化下、CMCと記す）や線状のポリアクリル酸のNa
塩、グアガムなどが用いられている。これらを単独で用
いて無水銀の亜鉛アルカリ電池を構成すると放電特性が
非常に悪くなる。たとえば１Ω連続放電における放電電
圧のふらつき現象が起ったり、電池を床に落した後短絡
電流を測定するいわゆる落下試験において短絡電流がと
れなくなる。
本発明は、亜鉛アルカリ電池の負極での水銀の低減に
伴ない、落下試験において短絡電流が低下する現象を解
消しようとするものである。
伴ない、落下試験において短絡電流が低下する現象を解
消しようとするものである。
課題を解決するための手段 本発明はゲル化剤として、主に重合度3000以上の直鎖
分子を架橋してなる高重合度架橋型ポリアクリル酸のア
ルカリ金属塩と、主に重合度2000以下の直鎖分子を架橋
してなる低分子架橋型ポリアクリル酸のアルカリ金属塩
とを適正量混合してゲル電解液を調整し、このゲル電解
液に対し重量比で1.9〜2.2の亜鉛粉を混合してできたゲ
ル負極を用いて亜鉛アルカリ電池を構成することを特徴
としている。
分子を架橋してなる高重合度架橋型ポリアクリル酸のア
ルカリ金属塩と、主に重合度2000以下の直鎖分子を架橋
してなる低分子架橋型ポリアクリル酸のアルカリ金属塩
とを適正量混合してゲル電解液を調整し、このゲル電解
液に対し重量比で1.9〜2.2の亜鉛粉を混合してできたゲ
ル負極を用いて亜鉛アルカリ電池を構成することを特徴
としている。
作用 低水銀に伴なう、落下試験における不良の発生は落下
衝撃時に、水銀がないか又は少ないため、ゲル負極の亜
鉛粉の個々の粒子がランダムに移動し、電子伝導のネッ
トワークが破壊されたまま回復しないために起こると考
えられる。高重合度架橋型ポリアクリル酸のNa塩は直鎖
状のそれと異なり、乾燥時の粉末の形状を保ちつつ電解
液を取込んで造粘作用を起こすため、架橋型の高分子の
特徴であるゴム弾性をゲル負極の状態でも保持し、衝撃
により移動した亜鉛粉を元の位置へもどす効果を有する
と思われる。しかし、単独の使用では実際、耐落下衝撃
性は向上しない。そこへ重合度の低い低分子架橋型ポリ
アクリル酸のアルカリ金属塩を同時に使用すると、特性
が改善することを見出した。これは高重合度架橋型ポリ
アクリル酸のアルカリ金属塩の膨潤した粒子の間に、造
粘効果を受けない電解液が存在し、亜鉛粒子がその間を
すべるように移動が可能であるのに対し、低分子架橋型
のゲル化剤がその間にある電解液をゲル化し、高重合度
架橋型のゲル化剤の特徴を活かす効果を出すためと考え
られる。
衝撃時に、水銀がないか又は少ないため、ゲル負極の亜
鉛粉の個々の粒子がランダムに移動し、電子伝導のネッ
トワークが破壊されたまま回復しないために起こると考
えられる。高重合度架橋型ポリアクリル酸のNa塩は直鎖
状のそれと異なり、乾燥時の粉末の形状を保ちつつ電解
液を取込んで造粘作用を起こすため、架橋型の高分子の
特徴であるゴム弾性をゲル負極の状態でも保持し、衝撃
により移動した亜鉛粉を元の位置へもどす効果を有する
と思われる。しかし、単独の使用では実際、耐落下衝撃
性は向上しない。そこへ重合度の低い低分子架橋型ポリ
アクリル酸のアルカリ金属塩を同時に使用すると、特性
が改善することを見出した。これは高重合度架橋型ポリ
アクリル酸のアルカリ金属塩の膨潤した粒子の間に、造
粘効果を受けない電解液が存在し、亜鉛粒子がその間を
すべるように移動が可能であるのに対し、低分子架橋型
のゲル化剤がその間にある電解液をゲル化し、高重合度
架橋型のゲル化剤の特徴を活かす効果を出すためと考え
られる。
さらに、ゲル電解液に対する亜鉛粉の配合比を従来の
水銀を多めに使用していた1.80程度よりも多くすること
により亜鉛粒子同士および亜鉛粉と集電子との間の接触
確率を高くすることにより、ゲル化剤の効果と相乗的に
耐落下衝撃性を改善でき、従来水銀量の電池と遜色のな
いものになると思われる。
水銀を多めに使用していた1.80程度よりも多くすること
により亜鉛粒子同士および亜鉛粉と集電子との間の接触
確率を高くすることにより、ゲル化剤の効果と相乗的に
耐落下衝撃性を改善でき、従来水銀量の電池と遜色のな
いものになると思われる。
実施例 次に本発明の実施例を図面とともに説明をする。
第１図に示すように正極ケース１内に二酸化マンガン
と黒鉛からなる正極合剤２を予め円筒状に成型して設置
し、その中央にカップ状セパレータ３を挿入したのち、
ゲル負極４をセパレータカップ内に注入する。その後ガ
スケット５を伴った負極集電子６をゲル負極４の中央部
に差し込み素電池を形成する。７は正極端子、８は負極
端子、９は絶縁チューブ、10は外装缶である。
と黒鉛からなる正極合剤２を予め円筒状に成型して設置
し、その中央にカップ状セパレータ３を挿入したのち、
ゲル負極４をセパレータカップ内に注入する。その後ガ
スケット５を伴った負極集電子６をゲル負極４の中央部
に差し込み素電池を形成する。７は正極端子、８は負極
端子、９は絶縁チューブ、10は外装缶である。
上記ゲル負極の電解液に対する高重合度架橋型ポリア
クリル酸のNa塩の濃度、および低分子架橋型ポリアクリ
ル酸のNa塩の濃度とともに亜鉛粉（ここで用いた亜鉛は
PbとInをそれぞれ500ppm含有し、無汞化のものである）
のゲル電解液に対する比率を変化させたゲル負極を用い
た単三型アルカリマンガン電池で落下衝撃試験を行なっ
た。表１は1mの高さから落下後、短絡電流を測定するこ
とを５回繰り返したときの電流不良の有無を示してい
る。表中○は５回落下しても短絡電流が初度の75％以上
を保つことを、×は落下５回以内にそれ以下になったこ
とを示し、◇はゲル負極の粘度が高く、負極の注入がで
きず、電池を構成できなかったことを示している。表２
は汞化率0.2％の亜鉛粉を用いた単三型アルカリマンガ
ン電池について落下衝撃試験を行なった結果を示してい
る。
クリル酸のNa塩の濃度、および低分子架橋型ポリアクリ
ル酸のNa塩の濃度とともに亜鉛粉（ここで用いた亜鉛は
PbとInをそれぞれ500ppm含有し、無汞化のものである）
のゲル電解液に対する比率を変化させたゲル負極を用い
た単三型アルカリマンガン電池で落下衝撃試験を行なっ
た。表１は1mの高さから落下後、短絡電流を測定するこ
とを５回繰り返したときの電流不良の有無を示してい
る。表中○は５回落下しても短絡電流が初度の75％以上
を保つことを、×は落下５回以内にそれ以下になったこ
とを示し、◇はゲル負極の粘度が高く、負極の注入がで
きず、電池を構成できなかったことを示している。表２
は汞化率0.2％の亜鉛粉を用いた単三型アルカリマンガ
ン電池について落下衝撃試験を行なった結果を示してい
る。
表1,表２より無水銀および極低水銀でも、ゲル化剤に
高重合度架橋型ポリアクリル酸のアルカリ金属塩を電解
液に対し2.5〜4.0wt％，低分子架橋型ポリアクリル酸の
アルカリ金属塩を1.5〜3.0wt％混合し、亜鉛のゲル電解
液に対する混合比率を重量比で1.9〜2.2にすることによ
り、耐落下衝撃性が改善された電池の構成が可能である
ことがわかる。
高重合度架橋型ポリアクリル酸のアルカリ金属塩を電解
液に対し2.5〜4.0wt％，低分子架橋型ポリアクリル酸の
アルカリ金属塩を1.5〜3.0wt％混合し、亜鉛のゲル電解
液に対する混合比率を重量比で1.9〜2.2にすることによ
り、耐落下衝撃性が改善された電池の構成が可能である
ことがわかる。
発明の効果 本発明により、耐落下衝撃性の優れた、無公害の亜鉛
アルカリ電池を供給することができる。
アルカリ電池を供給することができる。
第１図は本発明の実施例における電池の半断面図であ
る。 １……正極ケース、２……正極合剤、３……セパレータ
ー、４……ゲル負極、５……ガスケット、６……集電
子、７……正極端子板、８……負極端子板、９……ハロ
ンチューブ、10……外装缶。
る。 １……正極ケース、２……正極合剤、３……セパレータ
ー、４……ゲル負極、５……ガスケット、６……集電
子、７……正極端子板、８……負極端子板、９……ハロ
ンチューブ、10……外装缶。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新田 芳明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 末次 佐知子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 芳澤 浩司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−215663（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−181257（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 4/62 H01M 4/06 H01M 6/22
Claims (2)
- 【請求項１】水銀含有量が0.2％重量以下の亜鉛を用
い、ゲル化剤として、重合度3000以上の直鎖分子を架橋
してなる高重合度架橋型ポリアクリル酸のアルカリ金属
塩を電解液に対し2.5〜4.0wt％，重合度2000以下の直鎖
分子を架橋してなる低分子架橋型ポリアクリル酸のアル
カリ金属塩を1.5〜3.0wt％混合して使用することを特徴
とする亜鉛アルカリ電池。 - 【請求項２】ゲル負極において、ゲル電解液に対する亜
鉛粉の配合比を重量比で1.9〜2.2としたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の亜鉛アルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3855789A JP2805796B2 (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 亜鉛アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3855789A JP2805796B2 (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 亜鉛アルカリ電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02216761A JPH02216761A (ja) | 1990-08-29 |
| JP2805796B2 true JP2805796B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=12528594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3855789A Expired - Lifetime JP2805796B2 (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 亜鉛アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2805796B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005104277A1 (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | アルカリ電池 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4861625B2 (ja) * | 2005-01-14 | 2012-01-25 | Ｆｄｋエナジー株式会社 | 定電気容量アルカリ乾電池 |
-
1989
- 1989-02-17 JP JP3855789A patent/JP2805796B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005104277A1 (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | アルカリ電池 |
| JP2005310616A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ電池 |
| CN100431211C (zh) * | 2004-04-23 | 2008-11-05 | 松下电器产业株式会社 | 碱性电池 |
| JP4736345B2 (ja) * | 2004-04-23 | 2011-07-27 | パナソニック株式会社 | アルカリ電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02216761A (ja) | 1990-08-29 |
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