JP2935855B2 - アルカリ電池 - Google Patents
アルカリ電池Info
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- JP2935855B2 JP2935855B2 JP16312689A JP16312689A JP2935855B2 JP 2935855 B2 JP2935855 B2 JP 2935855B2 JP 16312689 A JP16312689 A JP 16312689A JP 16312689 A JP16312689 A JP 16312689A JP 2935855 B2 JP2935855 B2 JP 2935855B2
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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、アルカリ電池に関し、詳しくは、放電性
能や貯蔵性能などの性能低下を招くことなしに、亜鉛負
極における水銀使用量の低減が可能なアルカリ電池に関
する。
能や貯蔵性能などの性能低下を招くことなしに、亜鉛負
極における水銀使用量の低減が可能なアルカリ電池に関
する。
＜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などのゲ
ル化剤，及びアルカリ電解液などを混ぜて作った亜鉛負
極、所謂ゲル状亜鉛負極を用いている。
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などのゲ
ル化剤，及びアルカリ電解液などを混ぜて作った亜鉛負
極、所謂ゲル状亜鉛負極を用いている。
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、この腐蝕による電池内での水素ガ
ス発生，並びに電池の電気容量の低下を抑制してその貯
蔵性能を向上させることを共通の課題としている。
極亜鉛の腐蝕を防ぎ、この腐蝕による電池内での水素ガ
ス発生，並びに電池の電気容量の低下を抑制してその貯
蔵性能を向上させることを共通の課題としている。
このような亜鉛の負極は、基本的には、亜鉛の水素過
電圧が低いことが原因であることが知られている。そこ
で、現用の電池においては、負極に用いる亜鉛粉末を汞
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。
電圧が低いことが原因であることが知られている。そこ
で、現用の電池においては、負極に用いる亜鉛粉末を汞
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、上記の汞化処理により実用上十分な貯蔵性
能を持たせるためには、その汞化度を亜鉛に対して５〜
10重量％程度としなければならないが、このように汞化
度を高くすることは環境上への影響から好ましくなく、
水銀使用量の大幅な低減ないし無水銀化が強く望まれて
いる。
能を持たせるためには、その汞化度を亜鉛に対して５〜
10重量％程度としなければならないが、このように汞化
度を高くすることは環境上への影響から好ましくなく、
水銀使用量の大幅な低減ないし無水銀化が強く望まれて
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の
低減化方法には、鉛，ビスマス，アルミニウム，インジ
ウム，ガリウム，ビスマス，マグネシウムなどの水素過
電圧を高める働きをする異種金属を１種ないし２種以上
亜鉛に添加して合金化させ、こうして得た耐蝕性の亜鉛
合金粉末（例えば亜鉛−鉛−インジウム合金粉末、亜鉛
−鉛−アルミニウム−インジウム合金粉末など）を負極
活物質とする方法がある。
低減化方法には、鉛，ビスマス，アルミニウム，インジ
ウム，ガリウム，ビスマス，マグネシウムなどの水素過
電圧を高める働きをする異種金属を１種ないし２種以上
亜鉛に添加して合金化させ、こうして得た耐蝕性の亜鉛
合金粉末（例えば亜鉛−鉛−インジウム合金粉末、亜鉛
−鉛−アルミニウム−インジウム合金粉末など）を負極
活物質とする方法がある。
また、有機系の防蝕剤を用いることも提案されてい
る。このような有機系防蝕剤としては、非イオン系の界
面活性剤が有効であることが知られており、ポリオキシ
エチレンアルキルエーテル（特公昭52−7810号）、パー
フルオロ有機化合物（特開昭61−27063号）などが報告
されている。
る。このような有機系防蝕剤としては、非イオン系の界
面活性剤が有効であることが知られており、ポリオキシ
エチレンアルキルエーテル（特公昭52−7810号）、パー
フルオロ有機化合物（特開昭61−27063号）などが報告
されている。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、亜鉛合金粉末を用いる方法では、せい
ぜい汞化度1.0重量が限度で、これ以下の汞化度では実
用上十分な耐蝕効果が認められない。
ぜい汞化度1.0重量が限度で、これ以下の汞化度では実
用上十分な耐蝕効果が認められない。
また、有機系防蝕剤の場合には、一般的に、初期の防
蝕性はある程度認められるが顕著な防蝕効果は認められ
ず、また安定性に欠けて長期保存後における性能低下が
著しく、亜鉛の腐蝕を有効に抑制できない。
蝕性はある程度認められるが顕著な防蝕効果は認められ
ず、また安定性に欠けて長期保存後における性能低下が
著しく、亜鉛の腐蝕を有効に抑制できない。
この発明は、汞化度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、放電性能の低下を招くこ
となしに、亜鉛負極に実用上十分な耐蝕性を持たせるこ
とが可能な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、放電性能の低下を招くこ
となしに、亜鉛負極に実用上十分な耐蝕性を持たせるこ
とが可能な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、亜鉛粉末または亜鉛合金
粉末に、特定の化学式で表されるポリオキシエチレンア
ルキルアマイドを添加してなる亜鉛負極を用いたことを
要旨とする。
粉末に、特定の化学式で表されるポリオキシエチレンア
ルキルアマイドを添加してなる亜鉛負極を用いたことを
要旨とする。
このポリオキシエチレンアルキルアマイドは、極少量
添加しただけでもかなりの効果が得られ、従って下限は
特定することは困難であり、例えば亜鉛粉末ないし亜鉛
合金粉末の重量に対して10ppmないしそれ以下でも有効
である。
添加しただけでもかなりの効果が得られ、従って下限は
特定することは困難であり、例えば亜鉛粉末ないし亜鉛
合金粉末の重量に対して10ppmないしそれ以下でも有効
である。
また、このポリオキシエチレンアルキルアマイドは後
述する通り亜鉛表面に吸着されて亜鉛と電解液とを遮断
するよう機能するので、多量に添加すれば放電性能の低
下が顕著となり、従って放電性能への影響が少ない範囲
で用いるべきであり、即ち上限は亜鉛粉末ないし亜鉛合
金粉末の重量に対して150ppm程度である。
述する通り亜鉛表面に吸着されて亜鉛と電解液とを遮断
するよう機能するので、多量に添加すれば放電性能の低
下が顕著となり、従って放電性能への影響が少ない範囲
で用いるべきであり、即ち上限は亜鉛粉末ないし亜鉛合
金粉末の重量に対して150ppm程度である。
上記亜鉛合金粉末としては、例えば、鉛，ビスマス，
アルミニウム，インジウム，ガリウム，ビスマス，マグ
ネシウムなどの水素過電圧を高める働きをする異種金属
を、１種ないし２種以上亜鉛中に含有させてなるものを
用いることができる。
アルミニウム，インジウム，ガリウム，ビスマス，マグ
ネシウムなどの水素過電圧を高める働きをする異種金属
を、１種ないし２種以上亜鉛中に含有させてなるものを
用いることができる。
＜作用＞ 亜鉛負極中にポリオキシエチレンアルカリアマイドな
どの化合物を添加することで、これらが亜鉛表面に強固
な吸着膜を形成してアルカリ電解液を遮蔽する。即ち、
上記化合物中の親水基であるエチレンオキサイドが亜鉛
表面に吸着し、また疎水基であるアルキル基が亜鉛表面
に電解液遮断膜を形成し、これにより亜鉛の腐蝕が抑制
される。
どの化合物を添加することで、これらが亜鉛表面に強固
な吸着膜を形成してアルカリ電解液を遮蔽する。即ち、
上記化合物中の親水基であるエチレンオキサイドが亜鉛
表面に吸着し、また疎水基であるアルキル基が亜鉛表面
に電解液遮断膜を形成し、これにより亜鉛の腐蝕が抑制
される。
そして、これらの化合物がなぜ防蝕性に優れているか
という具体的な理由は不明であるが、窒素を介してエチ
レンオキサイドが２つ結合している形に何らかの関係が
あるものと考えられる。
という具体的な理由は不明であるが、窒素を介してエチ
レンオキサイドが２つ結合している形に何らかの関係が
あるものと考えられる。
＜実施例＞ 以下に実施例を説明する。
実施例１ 鉛500ppm,アルミニウム500ppm,並びにインジウム200p
pmをそれぞれ添加して合金化させ、且つ汞化度0.1重量
％で汞化処理した亜鉛合金粉末を作った。この亜鉛合金
粉末60重量％，ゲル化剤２重量％，並びに40重量％の苛
性カリ水溶液38重量％を混合して、ゲル状亜鉛合金粉末
を作製した。
pmをそれぞれ添加して合金化させ、且つ汞化度0.1重量
％で汞化処理した亜鉛合金粉末を作った。この亜鉛合金
粉末60重量％，ゲル化剤２重量％，並びに40重量％の苛
性カリ水溶液38重量％を混合して、ゲル状亜鉛合金粉末
を作製した。
このゲル状亜鉛合金粉末に、表１に示したように、上
式で示したポリオキシエチレンアルキルアマイドにお
いてアルキル基における炭素数，あるいはエチレンオキ
サイドの付加モル数m,nを変えたものを、上記亜鉛合金
粉末の重量に対してそれぞれ20ppm添加して、各種のゲ
ル状亜鉛負極（試料No.1〜９）を作った。
式で示したポリオキシエチレンアルキルアマイドにお
いてアルキル基における炭素数，あるいはエチレンオキ
サイドの付加モル数m,nを変えたものを、上記亜鉛合金
粉末の重量に対してそれぞれ20ppm添加して、各種のゲ
ル状亜鉛負極（試料No.1〜９）を作った。
また、このポリオキシエチレンアルキルアマイドに代
えてパーフルオロ有機化合物をゲル状亜鉛合金粉末に対
して20ppm添加した他は同様なゲル状亜鉛負極（試料No.
10）を作った。
えてパーフルオロ有機化合物をゲル状亜鉛合金粉末に対
して20ppm添加した他は同様なゲル状亜鉛負極（試料No.
10）を作った。
更に、汞化度1.5重量％で汞化処理した他は同様なゲ
ル状亜鉛合金粉末をそのまま用いてなるゲル状亜鉛負極
（試料No.11）を作った。
ル状亜鉛合金粉末をそのまま用いてなるゲル状亜鉛負極
（試料No.11）を作った。
これらの試料No.1〜11を、温度60℃で10日保存した後
における、亜鉛合金粉末の重量に対するガス（水素ガ
ス）発生量（μｇ・Zn）をそれぞれ調べた。この結果
は表１に併せて示した。
における、亜鉛合金粉末の重量に対するガス（水素ガ
ス）発生量（μｇ・Zn）をそれぞれ調べた。この結果
は表１に併せて示した。
また、汞化度0.1重量％で汞化処理した亜鉛合金粉末
を用いて作った上記ゲル状亜鉛粉末に、アルキル基の炭
素数が15で、エチレンオキサイドの付加モル数m,nがと
もに４のポリオキシエチレンアルキルアマイドを、亜鉛
合金粉末の重量に対して10〜150ppmの範囲でそれぞれ添
加して各種のゲル状亜鉛負極を作製し、またこれらのゲ
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（電池No.1〜６）を作製した。
を用いて作った上記ゲル状亜鉛粉末に、アルキル基の炭
素数が15で、エチレンオキサイドの付加モル数m,nがと
もに４のポリオキシエチレンアルキルアマイドを、亜鉛
合金粉末の重量に対して10〜150ppmの範囲でそれぞれ添
加して各種のゲル状亜鉛負極を作製し、またこれらのゲ
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（電池No.1〜６）を作製した。
これらの電池を、温度20℃で抵抗10Ωで終止電圧0.9V
までそれぞれ連続放電させ、この時の放電時間（時間）
を測定した。また、これらの電池に用いたゲル状亜鉛負
極を温度60℃で10日保存した後における、亜鉛合金粉末
重量に対するガス（水素ガス）発生量（μ/g・Zn）を
調べた。
までそれぞれ連続放電させ、この時の放電時間（時間）
を測定した。また、これらの電池に用いたゲル状亜鉛負
極を温度60℃で10日保存した後における、亜鉛合金粉末
重量に対するガス（水素ガス）発生量（μ/g・Zn）を
調べた。
一方、汞化度1.5重量％で汞化処理した上記試料No.11
のゲル状亜鉛合金負極を負極に用いた他は同様なLR6の
筒形アルカリ−マンガン電池（電池No.7）を作製し、こ
の電池について同様な実験を行った。
のゲル状亜鉛合金負極を負極に用いた他は同様なLR6の
筒形アルカリ−マンガン電池（電池No.7）を作製し、こ
の電池について同様な実験を行った。
これらの結果は表２に示した通りである。
以上は鉛−アルミニウム−インジウムの３種の異種金
属を添加した亜鉛合金粉末を用いた例であるが、鉛，ビ
スマス，アルミニウム，インジウム，ガリウム，ビスマ
ス，マグネシウムなどの異種金属を１種ないし２種以上
用いた場合にも同様な効果が得られる。
属を添加した亜鉛合金粉末を用いた例であるが、鉛，ビ
スマス，アルミニウム，インジウム，ガリウム，ビスマ
ス，マグネシウムなどの異種金属を１種ないし２種以上
用いた場合にも同様な効果が得られる。
また、これらの異種金属の合金化をしない亜鉛粉末に
本願に係わるポリオキシエチレンアルキルアマイドを添
加した場合にも次善の効果が得られる。
本願に係わるポリオキシエチレンアルキルアマイドを添
加した場合にも次善の効果が得られる。
更に、以上は本願を筒形アルカリ電池に適用した例で
あるが、その他、例えばボタン型アルカリ電池に適用し
た場合にも同様な効果が得られることは明らかである。
あるが、その他、例えばボタン型アルカリ電池に適用し
た場合にも同様な効果が得られることは明らかである。
＜発明の効果＞ 以上のように、この発明のアルカリ電池によれば、低
汞化ないし無汞化とした場合でも亜鉛負極に高い防蝕性
を持たせることができ、放電性能を低下することなしに
水銀量を効果的に低減することができる。
汞化ないし無汞化とした場合でも亜鉛負極に高い防蝕性
を持たせることができ、放電性能を低下することなしに
水銀量を効果的に低減することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 隆 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 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 昭63−205051（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−86064（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 4/62 H01M 4/42 H01M 6/06
Claims (1)
- 【請求項１】亜鉛粉末または亜鉛合金粉末に、下記で
表されるポリオキシエチレンアルキルアマイドを添加し
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。 （Ｒは炭素数３〜20のアルキル基、m,n＝２〜10）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16312689A JP2935855B2 (ja) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16312689A JP2935855B2 (ja) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | アルカリ電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0329270A JPH0329270A (ja) | 1991-02-07 |
| JP2935855B2 true JP2935855B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=15767685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16312689A Expired - Fee Related JP2935855B2 (ja) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2935855B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3553104B2 (ja) * | 1992-08-04 | 2004-08-11 | 株式会社エスアイアイ・マイクロパーツ | アルカリ電池 |
-
1989
- 1989-06-26 JP JP16312689A patent/JP2935855B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0329270A (ja) | 1991-02-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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