JP2956345B2 - アルカリ乾電池 - Google Patents
アルカリ乾電池Info
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- JP2956345B2 JP2956345B2 JP6457792A JP6457792A JP2956345B2 JP 2956345 B2 JP2956345 B2 JP 2956345B2 JP 6457792 A JP6457792 A JP 6457792A JP 6457792 A JP6457792 A JP 6457792A JP 2956345 B2 JP2956345 B2 JP 2956345B2
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- Y02E60/12—
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルカリ乾電池に関し、
特に負極活物質が水銀無添加の亜鉛合金粉末である電池
の、電池内における水素ガス発生を抑制し、耐漏液特性
を向上させたアルカリ乾電池に関する。
特に負極活物質が水銀無添加の亜鉛合金粉末である電池
の、電池内における水素ガス発生を抑制し、耐漏液特性
を向上させたアルカリ乾電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】亜鉛を負極活物質として用いたアルカリ
乾電池においては、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、耐漏液特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。
乾電池においては、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、耐漏液特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】その対策として、負極活物質である亜鉛の
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。この亜鉛負極の負極集電体（以下集電体という）
も、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、汞化亜鉛負極に接触することにより集電体表面が
汞化されていた。さらに亜鉛の腐食を助長する集電体表
面の不純物、特にＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗま
たは、これらの酸化物を除去し、水素ガスの発生を抑制
するために、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
法が用いられたり、また、水素過電圧の高い金属を電解
メッキした集電体が提案されている。
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。この亜鉛負極の負極集電体（以下集電体という）
も、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、汞化亜鉛負極に接触することにより集電体表面が
汞化されていた。さらに亜鉛の腐食を助長する集電体表
面の不純物、特にＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗま
たは、これらの酸化物を除去し、水素ガスの発生を抑制
するために、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
法が用いられたり、また、水素過電圧の高い金属を電解
メッキした集電体が提案されている。
【０００４】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、または水素過電圧の高い金
属を電解メッキした集電体によっても、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乾電
池を得るには至っていなかった。その理由を以下に述べ
る。
洗浄，化学研磨による方法、または水素過電圧の高い金
属を電解メッキした集電体によっても、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乾電
池を得るには至っていなかった。その理由を以下に述べ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】アルカリ乾電池の集電
体として、一般的に銅または真鍮などの銅合金を主体と
する集電体が用いられているが、図２において、線材２
０を所定の線径にするために一般的に図２に示すような
数段階の伸線製造工程により絞り加工したものが使用さ
れている。これらの絞り加工金型１０は通常、超鋼ある
いは熱間工具鋼が使われるため、これにより造られた集
電体の表面には鉄，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集電体表面に食い込んで固着し
ている場合が多い。
体として、一般的に銅または真鍮などの銅合金を主体と
する集電体が用いられているが、図２において、線材２
０を所定の線径にするために一般的に図２に示すような
数段階の伸線製造工程により絞り加工したものが使用さ
れている。これらの絞り加工金型１０は通常、超鋼ある
いは熱間工具鋼が使われるため、これにより造られた集
電体の表面には鉄，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集電体表面に食い込んで固着し
ている場合が多い。
【０００６】従って、従来の方法である集電体のアルカ
リ脱脂処理ではそれらの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。
リ脱脂処理ではそれらの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。
【０００７】また、清浄作用により効果的な酸や化学研
磨材による研磨でも、前記微細片が負極集電体の表面で
深く食い込んで固着しているものは完全に除去できず、
水素ガスの発生要因となる。
磨材による研磨でも、前記微細片が負極集電体の表面で
深く食い込んで固着しているものは完全に除去できず、
水素ガスの発生要因となる。
【０００８】また、種々の電解条件での電解メッキを施
した集電体の場合、表面に付着し露出したＦｅ，Ｎｉ，
Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗまたは、これらの酸化物は隠蔽できるが
深く食いこんだＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗまた
は、これらの酸化物上にはメッキができず、メッキ表面
に発生するピンホールより上記同様水素ガスの発生を増
大させることになる。本発明は上記従来の問題を解決す
るもので、アルカリ乾電池に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漏液特性に優
れ、しかも製品品質のばらつきを低減し安定化させたア
ルカリ乾電池を提供することを目的とする。
した集電体の場合、表面に付着し露出したＦｅ，Ｎｉ，
Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗまたは、これらの酸化物は隠蔽できるが
深く食いこんだＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗまた
は、これらの酸化物上にはメッキができず、メッキ表面
に発生するピンホールより上記同様水素ガスの発生を増
大させることになる。本発明は上記従来の問題を解決す
るもので、アルカリ乾電池に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漏液特性に優
れ、しかも製品品質のばらつきを低減し安定化させたア
ルカリ乾電池を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】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
ルカリ乾電池に用いた場合、集電体表面に固着する不純
物、特に集電体用の線材の伸線製造工程で容易に固着し
得るＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗまたは、これら
の酸化物などの微細片が、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
不純物が集電体の表面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、集電体の表面に固着す
る不純物を水素過電圧の高いＣｕを無電解メッキするこ
とで隠蔽することにより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。
沿って鋭意研究の結果、水銀無添加の亜鉛合金粉末をア
ルカリ乾電池に用いた場合、集電体表面に固着する不純
物、特に集電体用の線材の伸線製造工程で容易に固着し
得るＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗまたは、これら
の酸化物などの微細片が、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
不純物が集電体の表面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、集電体の表面に固着す
る不純物を水素過電圧の高いＣｕを無電解メッキするこ
とで隠蔽することにより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。
【００１０】
【作用】銅または銅合金を主体とする集電体の表面にＦ
ｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗまたは、これらの酸化
物の微細片が付着すると、その微細片は水素過電圧が小
さいので、アルカリ乾電池の亜鉛負極中にこの集電体を
挿入すると、水素ガスが発生する。
ｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗまたは、これらの酸化
物の微細片が付着すると、その微細片は水素過電圧が小
さいので、アルカリ乾電池の亜鉛負極中にこの集電体を
挿入すると、水素ガスが発生する。
【００１１】特に水銀無添加の亜鉛合金粉末をアルカリ
乾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。そこで前記集電体に
おいて、その製造工程で固着、食い込んだ微細なＦｅ，
Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗまたは、これらの酸化物を水素過
電圧の高いＣｕで無電解メッキすることにより、その特
徴である集電体のきずの深部または、くぼんだ深部まで
比較的均一にメッキでき、固着および、食い込んだ微細
な不純物を水素過電圧の高いＣｕで被い隠蔽することが
できる。
乾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。そこで前記集電体に
おいて、その製造工程で固着、食い込んだ微細なＦｅ，
Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗまたは、これらの酸化物を水素過
電圧の高いＣｕで無電解メッキすることにより、その特
徴である集電体のきずの深部または、くぼんだ深部まで
比較的均一にメッキでき、固着および、食い込んだ微細
な不純物を水素過電圧の高いＣｕで被い隠蔽することが
できる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例のアルカリ乾電池に
ついて図面に基づいて具体的に説明する。
ついて図面に基づいて具体的に説明する。
【００１３】図２に示す製造工程で得られた真鍮製の集
電体用線材３０を直径１．５mm長さ３０mmに加工した集
電体を硫酸銅，酒石酸ナトリウムカリウム，水酸化ナト
リウム，ホルムアルデヒド，チオ尿素より作成したメッ
キ液により無電解Ｃｕメッキし、メッキ厚さ０．０５μ
ｍ，０．１０μｍ．０．１５μｍ，０．２０μｍ．を用
意した。
電体用線材３０を直径１．５mm長さ３０mmに加工した集
電体を硫酸銅，酒石酸ナトリウムカリウム，水酸化ナト
リウム，ホルムアルデヒド，チオ尿素より作成したメッ
キ液により無電解Ｃｕメッキし、メッキ厚さ０．０５μ
ｍ，０．１０μｍ．０．１５μｍ，０．２０μｍ．を用
意した。
【００１４】こうして得られた集電体を図１に示すアル
カリマンガン乾電池ＬＲ６型に用いて本実施例１，２，
３，４とした。図１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は水酸化
カリウム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は正極合剤１とゲル亜鉛負極２との間に
介したセパレータ、４は負極集電体、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。
カリマンガン乾電池ＬＲ６型に用いて本実施例１，２，
３，４とした。図１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は水酸化
カリウム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は正極合剤１とゲル亜鉛負極２との間に
介したセパレータ、４は負極集電体、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。
【００１５】比較例として、次の２種の負極集電体４を
用い実施例と同様にしてアルカリ乾電池ＬＲ６型を組み
立てた。
用い実施例と同様にしてアルカリ乾電池ＬＲ６型を組み
立てた。
【００１６】比較例Ａは過酸化水素，硫酸の混液で化学
研磨した真鍮製集電体、比較例Ｂは電解法によりＣｕメ
ッキ（５μｍ）した真鍮製集電棒である。
研磨した真鍮製集電体、比較例Ｂは電解法によりＣｕメ
ッキ（５μｍ）した真鍮製集電棒である。
【００１７】このようにして、本実施例１，２，３，４
および比較例Ａ，Ｂの電池各１００００個を常温に３ヶ
月貯蔵した後の漏液個数（目視判定）の結果を表１に示
す。
および比較例Ａ，Ｂの電池各１００００個を常温に３ヶ
月貯蔵した後の漏液個数（目視判定）の結果を表１に示
す。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１に示す結果より、本実施例は集電体４
の無電解メッキ、そのメッキ厚が０．１μｍ以上のもの
はまったく漏液せず、実用的な耐漏液特性が確保でき
る。しかし、０．０５μｍでは漏液が発生した。また、
漏液した電池は多量のガスを発生しており集電体４の表
面からＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒなどが検出された。これは０．
０５μｍ以下では表面に食い込んでいるＦｅ，Ｎｉ，Ｃ
ｒなどの微細片が無電解メッキのＣｕで完全に隠蔽でき
ないためと考えられる。一方、比較例Ａ，Ｂにおいては
多数の漏液が発生し、いずれの集電体表面からもＦｅ，
Ｃｒ，Ｎｉなどが検出された。この理由として、比較例
Ａの化学研磨では表面に付着した程度の微細不純物であ
れば除去可能であるが、表面に深く食い込んだものにつ
いては溶解除去できなかったと考えられる。また、比較
例Ｂの真鍮地に電解Ｃｕメッキを施したものは無電解メ
ッキと異なりくぼんだところに存在するＦｅ，Ｃｒ，Ｎ
ｉなどがＣｕにより隠蔽できなかったためと思われる。
の無電解メッキ、そのメッキ厚が０．１μｍ以上のもの
はまったく漏液せず、実用的な耐漏液特性が確保でき
る。しかし、０．０５μｍでは漏液が発生した。また、
漏液した電池は多量のガスを発生しており集電体４の表
面からＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒなどが検出された。これは０．
０５μｍ以下では表面に食い込んでいるＦｅ，Ｎｉ，Ｃ
ｒなどの微細片が無電解メッキのＣｕで完全に隠蔽でき
ないためと考えられる。一方、比較例Ａ，Ｂにおいては
多数の漏液が発生し、いずれの集電体表面からもＦｅ，
Ｃｒ，Ｎｉなどが検出された。この理由として、比較例
Ａの化学研磨では表面に付着した程度の微細不純物であ
れば除去可能であるが、表面に深く食い込んだものにつ
いては溶解除去できなかったと考えられる。また、比較
例Ｂの真鍮地に電解Ｃｕメッキを施したものは無電解メ
ッキと異なりくぼんだところに存在するＦｅ，Ｃｒ，Ｎ
ｉなどがＣｕにより隠蔽できなかったためと思われる。
【００２０】
【発明の効果】以上の実施例の説明により明らかなよう
に、本発明のアルカリ乾電池によれば、水銀無添加の亜
鉛合金粉末をアルカリ乾電池の負極活物質に用いても、
水素ガスの発生を抑制し、耐漏液特性に優れた良品質の
製品を提供できる。
に、本発明のアルカリ乾電池によれば、水銀無添加の亜
鉛合金粉末をアルカリ乾電池の負極活物質に用いても、
水素ガスの発生を抑制し、耐漏液特性に優れた良品質の
製品を提供できる。
【図１】本発明の一実施例のアルカリ乾電池（ＬＲ６
型）の縦断面図
型）の縦断面図
【図２】本発明の一実施例および従来のアルカリ乾電池
に用いる負極集電体用線材の伸線製造工程と同工程中の
要部拡大断面を示す図
に用いる負極集電体用線材の伸線製造工程と同工程中の
要部拡大断面を示す図
１ 正極合剤 ２ ゲル状亜鉛負極 ３ セパレータ ４ 負極集電体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北川 幸平 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 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 (56)参考文献 特開 平５−13085（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 4/66 H01M 4/75
Claims (2)
- 【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ゲル状アルカリ電解液に混
合分散した負極と、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体とを備えたアル
カリ乾電池であって、表面に銅を無電解メッキした前記
負極集電体を備えたアルカリ乾電池。 - 【請求項２】 銅無電解メッキ厚が０．１μｍ以上であ
る請求項１記載のアルカリ乾電池。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6457792A JP2956345B2 (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | アルカリ乾電池 |
| US07/958,717 US5445908A (en) | 1991-10-17 | 1992-10-09 | Alkaline dry cell |
| AU26368/92A AU641597B2 (en) | 1991-10-17 | 1992-10-13 | Alkaline dry cell |
| DE69224579T DE69224579T2 (de) | 1991-10-17 | 1992-10-14 | Alkalische Trockenzelle |
| EP92117547A EP0537709B1 (en) | 1991-10-17 | 1992-10-14 | Alkaline dry cell |
| CA002080550A CA2080550C (en) | 1991-10-17 | 1992-10-14 | Alkaline dry cell |
| KR1019920018949A KR0150230B1 (ko) | 1991-10-17 | 1992-10-15 | 알칼리건전지 |
| CN92111516A CN1042378C (zh) | 1991-10-17 | 1992-10-17 | 碱性干电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6457792A JP2956345B2 (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | アルカリ乾電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07176306A JPH07176306A (ja) | 1995-07-14 |
| JP2956345B2 true JP2956345B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=13262232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6457792A Expired - Fee Related JP2956345B2 (ja) | 1991-10-17 | 1992-03-23 | アルカリ乾電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2956345B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| 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 |
| JP4865845B2 (ja) * | 2009-10-01 | 2012-02-01 | パナソニック株式会社 | アルカリ乾電池およびその製造方法 |
-
1992
- 1992-03-23 JP JP6457792A patent/JP2956345B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07176306A (ja) | 1995-07-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |