JP2946874B2 - 水銀無添加アルカリ電池 - Google Patents

水銀無添加アルカリ電池

Info

Publication number
JP2946874B2
JP2946874B2 JP3269219A JP26921991A JP2946874B2 JP 2946874 B2 JP2946874 B2 JP 2946874B2 JP 3269219 A JP3269219 A JP 3269219A JP 26921991 A JP26921991 A JP 26921991A JP 2946874 B2 JP2946874 B2 JP 2946874B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
negative electrode
wire
mercury
current collector
electrode current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP3269219A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05109412A (ja
Inventor
孝一 井上
一利 大久保
幸平 北川
啓介 田中
祐二 元谷
公一 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP3269219A priority Critical patent/JP2946874B2/ja
Publication of JPH05109412A publication Critical patent/JPH05109412A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2946874B2 publication Critical patent/JP2946874B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/70Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/75Wires, rods or strips
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水銀無添加アルカリ電池
に関し、詳しくは負極活物質に水銀無添加の亜鉛合金粉
末を用いた場合、電池内における水素ガス発生を抑制
し、耐漏液性を向上させた負極集電棒を用いることによ
り製品品質のばらつきを低減し安定化させた水銀無添加
アルカリ電池に関する。
【0002】
【従来の技術】亜鉛を負極活物質として用いたアルカリ
電池においては、亜鉛の腐食反応により、電池保存中に
水素ガスが発生し、電池内圧が増加して電解液を外部へ
押し出し、耐漏液性が低下するという問題があり、場合
によっては電池の破裂現象を伴う危険性もあった。
【0003】すなわち、従来の負極集電棒用線材は所定
の線径にするために、一般的に図3に示すように円筒形
(200〜300mm)に鋳造された材料40を熱間押し
出し法により、ある程度の線径(9〜12mm)の材料5
0に加工した後、多段階の冷間絞り加工により伸線,製
造される。この場合、鋳造及び、熱間押し出し工程、あ
るいはその間の搬送工程において材料表面に微細なF
e,Cr,Ni,Co,Moなどが固着し、その状態で
伸線加工を行うため最終製品(負極集電棒)の表面にこ
れら有害な重金属が残存し電池に悪影響をおよぼしてい
た。
【0004】その対策として、負極活物質である亜鉛表
面の水素過電圧を高め、亜鉛の腐食を防止し電池内部の
水素ガス発生を抑制する目的で、水銀を添加した汞化亜
鉛粉末を負極活物質として用いることが一般的に行われ
てきた。この亜鉛負極の集電体は、従来から銅あるいは
銅合金などの材質が一般に使用され、亜鉛負極に接触さ
せて集電体表面を汞化していた。このため集電体表面に
ある程度のその酸化物や不純物があっても水素ガスの発
生を抑制することができた。
【0005】また、集電体表面の不純物を除去し、水素
ガスの発生を抑制するために従来から電池組立前に集電
体表面をアルカリ脱脂洗浄や酸または過酸化水素などの
化学研磨液で研磨する方法が用いられ、また提案されて
いる。
【0006】一方、世界的に工業製品による環境破壊問
題が懸念される中で、アルカリ電池中の水銀の低減化、
あるいは無水銀化の電池の開発が強く要望されるように
なってきた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のような集電体の洗浄,化学研磨による方法によって
も、水銀無添加の亜鉛合金粉末では耐食性に優れ、しか
も製品品質のばらつきを低減し、安定化を高い水準で達
成したアルカリ電池を得るには至っていなかった。
【0008】その理由を以下に述べる。例えば、円筒形
アルカリマンガン電池の場合では、一般的に負極集電棒
として銅または真鍮などの銅合金からなる集電棒が用い
られているが、この集電棒は所定の線径にするために、
一般的に数段階の伸線製造工程による絞り加工したもの
が使用されている。かかる絞り加工により造られた負極
集電棒の表面には、その工程において、鉄,ニッケルな
どの金属の微細片が付着し、しかもその微細片は負極集
電棒表面に食い込んで固着している場合が多い。
【0009】従って、従来の方法であるアルカリ脱脂処
理ではそれら微細片を完全に除去できず、電池の組立後
において水素ガスの発生要因となる。
【0010】また、清浄作用のより効果的な酸や化学研
磨剤による研磨でも前記微細片は完全に除去できず、さ
らにこれらの処理剤が負極集電棒の表面に少量残留して
も酸化皮膜が生成する。こうした酸化皮膜の生成も水素
ガスの発生要因となる。
【0011】しかもこれらの要因は、特に水銀無添加の
亜鉛合金粉末においては、亜鉛合金の腐食反応を著しく
促進し水素ガスの発生を増大させることになる。
【0012】本発明は上記従来の問題を解決するもので
水銀無添加の亜鉛合金粉末を用いても水素ガスの発生を
抑制して耐食性を向上させる負極集電棒を用いることに
より、耐漏液性に優れ、しかも製品品質のばらつきを低
減し安定化させた水銀無添加アルカリ電池を提供するこ
とを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明の水銀無添加アルカリ電池は、熱間押し出し加工
後、負極集電棒に用いる線材を所定の線径にするための
伸線製造の冷間絞り加工時に、表層部を切削した線材を
負極集電棒に用いるものである。
【0014】
【作用】銅または銅合金からなる負極集電棒の表面に
鉄,ニッケルなどの微細片が付着すると、その金属は水
素過電圧が小さいので、アルカリ電池の亜鉛負極中にこ
の負極集電棒を挿入すると、水素ガスを発生する。
【0015】特に水銀無添加の亜鉛合金粉末をアルカリ
電池用負極活物質に用いると、汞化した亜鉛合金粉末に
比べて水素ガスの発生が著しい。そこで本発明の水銀無
添加アルカリ電池は、線材を所定の線径にするための伸
線製造工程で付着する鉄,ニッケルなどを、伸線製造の
絞り加工時に線材の表層部とともに機械的に切削除去し
たものを負極集電棒に用いることより、水素ガスの発生
が抑制され、耐漏液性を向上することとなる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の一実施例の水銀無添加アルカ
リ電池について図面を基にして説明する。
【0017】本発明者らはこの目的に沿って鋭意研究の
結果、水銀無添加の亜鉛合金粉末をアルカリ電池に用い
た場合、負極集電棒の表面に固着する不純物、特に負極
集電棒の伸線製造工程で容易に固着し得る鉄,ニッケル
などの微細片が亜鉛合金の腐食反応を著しく促進し、水
素の発生を増大させることがわかった。しかも水素ガス
が連続的に発生する部位は不純物が負極集電棒の表面上
に微量偏在する場所であることを突き止めた。これらの
知見より、負極集電棒の表面に固着する不純物を除去す
ることにより、亜鉛合金粉末の腐食による水素の発生を
抑制し、耐食性を向上させることができることから本発
明に到達した。
【0018】本実施例は図1に示すように、伸線前工程
で固着した前記有害重金属を冷間伸線工程で線材20の
表層部を切削用ダイス10により機械的に切削すること
により電池形成後の亜鉛合金の腐食反応による水素ガス
発生を抑制した負極集電棒用線材30を提供するもので
ある。この場合、切削用ダイスの材質は前記有害重金属
の混入の恐れのないダイヤモンド,セラミックが望まし
い。
【0019】直系10cmの真鍮材を、図1を示す伸線製
造工程により所望の直径1.50mmの伸線にする際、冷
間絞り加工において図1に示す切削用ダイス10により
絞り加工時にその表層部を切削して伸線を得た。なお切
削した表層厚さについて(表1)に示すものを用意し
た。
【0020】こうして得られた集電棒を負極集電体とし
て図2に示すアルカリマンガン電池LR6を組立てた。
図2において、1は二酸化マンガンに導電材として黒鉛
を添加し成形した正極合剤、2は酸化亜鉛を溶解させた
アルカリ電解液にゲル化剤とともに水銀無添加の亜鉛合
金粉末を分散させたゲル状亜鉛負極である。3はセパレ
ータ、4は負極集電棒、5は正極端子キャップ、6は金
属ケース、7は電池の外装缶、8は封口ガスケット、9
は負極端子をなす底板である。
【0021】比較例として切削処理を施していない集電
棒を負極集電体として用い、それ以外は実施例と同様に
してアルカリマンガン電池LR6を組立てた。
【0022】このようにして、本実施例および比較例の
電池各10000個を常温(20℃)に3ヶ月貯蔵した
後の漏液個数(目視判定)および、その時点で補集した
ガス発生量(2個の平均)を(表1)に示す。
【0023】
【表1】
【0024】(表1)に示す結果より、本実施例は切削
した表層厚さが0.01mm以上のものはまったく漏液せ
ず、実用的な耐漏液性が確保できる。しかし、表層厚さ
が0.005mm以下では漏液が発生する。また漏液した
電池は多量のガスを発生しており負極集電棒の局部から
Fe,Cr,Niなどが検出された。これは0.005
mm以下では表面に食い込んでいる鉄,ニッケルなどの微
細片が完全に除去できないためと考えられる。一方、比
較例(未切削)においては、10個漏液し実用的な耐漏
液性が確保できない。以上のことから切削する表層厚さ
は0.01mm以上が好ましい。
【0025】
【発明の効果】以上の実施例の説明により明らかなよう
に、本発明の水銀無添加アルカリ電池によれば、水銀無
添加の亜鉛合金粉末をアルカリ電池の負極活物質に用い
ても、水素ガスの発生を抑制し耐食性を向上させた負極
集電棒を用いることにより耐漏液性に優れた良品質の製
品を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の一実施例の水銀無添加アルカリ
電池に用いる負極集電棒の伸線製造の絞り加工時にその
表層部を切削除去する工程を含む伸線製造工程および負
極集電棒の表層部の切削用ダイスの断面形状を示す断面
【図2】同、水銀無添加アルカリ電池(アルカリマンガ
ン電池LR6方)の縦断面図
【図3】従来のアルカリ電池に用いる負極集電棒の伸線
製造工程図および冷間絞り加工に用いる伸線用ダイスの
断面形状を示す断面図
【符号の説明】
10 切削用ダイス 20 線材 30 負極集電棒用線材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 啓介 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 元谷 祐二 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 佐藤 公一 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60−221957(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01M 4/75

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電池の中心部に設けた、負極活物質とし
    て水銀無添加の亜鉛合金粉末を主体とする負極と、この
    負極の外周にセパレータを介して設けた正極と、前記負
    極内に集電体として挿入された銅または銅合金を主体と
    する負極集電棒とを備えたアルカリ電池であって、熱間
    押し出し加工後、負極集電棒に用いる線材を所定の線径
    にするための多階段の冷間絞り加工を有する伸線製造工
    程で、絞り加工時にその表層部を切削して伸線した線材
    を前記負極集電棒に用いる水銀無添加アルカリ電池。
  2. 【請求項2】 線材の表層部の切削加工に用いる切削用
    ダイスの少なくとも線材に接する面の材質が、セラミッ
    クもしくはダイヤモンドである請求項1記載の水銀無添
    加アルカリ電池。
  3. 【請求項3】 線材の絞り加工時に切削する線材の表層
    部の厚さが、0.01mm以上である請求項1記載の水銀
    無添加アルカリ電池。
JP3269219A 1991-10-17 1991-10-17 水銀無添加アルカリ電池 Expired - Lifetime JP2946874B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3269219A JP2946874B2 (ja) 1991-10-17 1991-10-17 水銀無添加アルカリ電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3269219A JP2946874B2 (ja) 1991-10-17 1991-10-17 水銀無添加アルカリ電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05109412A JPH05109412A (ja) 1993-04-30
JP2946874B2 true JP2946874B2 (ja) 1999-09-06

Family

ID=17469330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3269219A Expired - Lifetime JP2946874B2 (ja) 1991-10-17 1991-10-17 水銀無添加アルカリ電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2946874B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05109412A (ja) 1993-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0150230B1 (ko) 알칼리건전지
WO2011105301A1 (ja) 負極及びアルミニウム空気電池
JP2006172875A (ja) 負極缶とアルカリ電池、及びそれらの製造方法
JP2009211840A (ja) アルカリ電池の製造方法及びアルカリ電池
JP2946874B2 (ja) 水銀無添加アルカリ電池
JP3522303B2 (ja) ボタン形アルカリ電池
JPH07326358A (ja) アルカリ電池
JPH07296813A (ja) 電池の負極亜鉛缶
JPH0620694A (ja) アルカリ乾電池
JP2956345B2 (ja) アルカリ乾電池
JPH05109411A (ja) アルカリ乾電池
JP2008034370A (ja) 電気化学素子
JP2946894B2 (ja) 亜鉛アルカリ電池
JPH06275280A (ja) アルカリ電池
JP3018771B2 (ja) ボタン形亜鉛・アルカリ電池
JP4618771B2 (ja) ボタン形アルカリ電池
JPH0729573A (ja) アルカリ電池の製造法
JPS63124358A (ja) 電池
JPH05307963A (ja) アルカリ乾電池の製造法
JPH05109410A (ja) アルカリ乾電池
JPS6151378B2 (ja)
JP2000021459A (ja) ボタン型空気亜鉛電池
JP3268821B2 (ja) アルカリ乾電池及びその製造方法
JP3492121B2 (ja) ボタン形アルカリ電池およびその製造方法
JP2918468B2 (ja) 電池の負極亜鉛缶及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070702

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080702

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090702

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100702

Year of fee payment: 11