JP3031037B2 - Manufacturing method of zinc alkaline battery - Google Patents

Manufacturing method of zinc alkaline battery

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JP3031037B2 JP3908092A JP3908092A JP3031037B2 JP 3031037 B2 JP3031037 B2 JP 3031037B2 JP 3908092 A JP3908092 A JP 3908092A JP 3908092 A JP3908092 A JP 3908092A JP 3031037 B2 JP3031037 B2 JP 3031037B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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、正極活物質として二
酸化マンガン、酸化銀、酸素等を用いる亜鉛アルカリ電
池の無水銀化技術に関わり、無公害でかつ貯蔵性、放電
性能に優れた亜鉛アルカリ電池の製造法を提供するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mercury-free zinc-alkaline battery technology using zinc as a negative electrode active material, an aqueous alkaline solution as an electrolyte, and manganese dioxide, silver oxide, oxygen and the like as a positive electrode active material. Another object of the present invention is to provide a method for producing a zinc alkaline battery which is excellent in storability and discharge performance.

【0002】[0002]

【従来の技術】約10年前から廃電池の水銀による環境
汚染が強く懸念されるようになり、アルカリ乾電池中の
水銀量の低減の研究がなされてきた。その結果、耐食性
亜鉛合金等の開発により、現状ではアルカリ乾電池に含
まれる水銀量は電池重量に対し250ppmに低減され
てきている。ところが、フロン等によるオゾン層破壊の
問題に代表されるように、世界的な工業製品による環境
破壊問題が懸念されている今日、さらにアルカリ乾電池
中の水銀を完全に無くす要望が高まってきている。アル
カリ乾電池の無水銀化技術に関するアプローチは、水銀
を添加したアルカリ乾電池が開発されていた当時からな
され、特許や報文に、亜鉛合金、無機系インヒビター、
有機系インヒビターに関して多くの出願や発表がなされ
ている。
2. Description of the Related Art For about ten years, there has been a strong concern that environmental pollution due to mercury in waste batteries has been seriously studied, and studies have been made on reducing the amount of mercury in alkaline dry batteries. As a result, due to the development of corrosion-resistant zinc alloys and the like, the amount of mercury contained in alkaline dry batteries has been reduced to 250 ppm based on the battery weight at present. However, today, there is a concern about environmental destruction caused by industrial products worldwide, as represented by the problem of depletion of the ozone layer by freon and the like, and there is an increasing demand to completely eliminate mercury in alkaline dry batteries. The approach to the mercury-free alkaline battery technology was made at the time when alkaline batteries with mercury were developed, and patents and reports include zinc alloys, inorganic inhibitors,
Many applications and publications have been made regarding organic inhibitors.

【0003】例えば、合金添加元素として用いる方法
(特公平1−41576)、無機系インヒビターとして
酸化インジウムおよび水酸化インジウムを用いる方法
(特公昭51−36450、特開昭49−93831、
特開昭49−112125、第56回電化大会講演予稿
集;発表番号3G05;205ページ)、酸化インジウ
ムと酸化カドミウムを添加する方法(特開平1−105
466)などがある。また、二次電池の負極への添加剤
として添加する例(特開昭61−96666、特開昭6
1−101955)もある。
[0003] For example, a method of using as an alloy addition element (Japanese Patent Publication No. 41576/1994), a method of using indium oxide and indium hydroxide as an inorganic inhibitor (Japanese Patent Publication No. 51-36450, Japanese Patent Application Laid-Open No. 49-93831,
JP-A-49-112125, Proceedings of the 56th Electrification Congress; Publication No. 3G05; p. 205), a method of adding indium oxide and cadmium oxide (JP-A-1-105)
466). Examples of addition as an additive to a negative electrode of a secondary battery (JP-A-61-96666, JP-A-6-96666)
1-101955).

【0004】また、有機系インヒビターとしては、アミ
ン、ジエタノールアミン、オレイン酸、ラウリルエーテ
ルあるいはエチレンオキサイド重合体が提案されてい
る。無機インヒビターと有機系インヒビターの複合添加
の例として、水酸化インジウムとエトキシルフルオロア
ルコール系ポリフッ化化合物を複合添加する提案がされ
ている(特開平2−79367)。
Further, as organic inhibitors, amines, diethanolamine, oleic acid, lauryl ether or ethylene oxide polymers have been proposed. As an example of composite addition of an inorganic inhibitor and an organic inhibitor, it has been proposed to compositely add indium hydroxide and an ethoxyl fluoroalcohol-based polyfluorinated compound (Japanese Patent Laid-Open No. 2-79367).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】純亜鉛を無水銀のまま
負極の活物質に用いた電池では、亜鉛の水素発生を伴っ
た腐食反応が激しく起こり、電池内圧が増加して電解液
を外部へ押し出し、耐漏液性の低下という問題がある。
In a battery in which pure zinc is used as the active material of the negative electrode in the form of mercury-free silver, a corrosion reaction accompanying the generation of hydrogen of zinc occurs violently, and the internal pressure of the battery increases, and the electrolytic solution is discharged to the outside. There is a problem that extrusion and leakage resistance decrease.

【0006】また、部分的に放電した電池では亜鉛負極
の水素ガス発生速度が加速され、耐漏液特性はさらに低
下する。これらは亜鉛表面の水素過電圧を高めることで
腐食反応を抑制していた水銀がなくなったことに起因し
ている。
Further, in a partially discharged battery, the hydrogen gas generation rate of the zinc negative electrode is accelerated, and the leakage resistance is further reduced. These are caused by the fact that mercury, which suppressed the corrosion reaction by increasing the hydrogen overvoltage on the zinc surface, disappeared.

【0007】亜鉛負極の低水銀化で耐食性の効果が証明
されているインジウム、アルミニウムおよび鉛を含む耐
食性亜鉛合金でも無水銀のまま電池を構成すれば、部分
放電後の電池の耐漏液性は確保できない。
[0007] Even if a corrosion-resistant zinc alloy containing indium, aluminum, and lead is proven to be effective in reducing the mercury of a zinc negative electrode, if the battery is made of mercury-free, the leakage resistance of the battery after partial discharge is ensured. Can not.

【0008】また、純亜鉛粉末を負極の活物質としてゲ
ル負極に通常市販されている酸化インジウムあるいは水
酸化インジウムを添加して構成した電池でも上述の耐食
性合金のみで構成した電池と同様に実用的な耐漏液性は
確保できない。
Also, a battery formed by adding pure indium oxide or indium hydroxide to a gel negative electrode using pure zinc powder as an active material of the negative electrode is practically the same as a battery formed only of the above-mentioned corrosion-resistant alloy. Liquid leakage resistance cannot be secured.

【0009】また、インジウム、アルミニウム、鉛を含
む耐食性亜鉛合金を負極の活物質としたゲル負極に有機
系インヒビターとして効果のあるアミン系界面活性剤を
添加して電池を構成しても耐漏液性は確保できない。
Further, even when a battery is formed by adding an amine surfactant which is effective as an organic inhibitor to a gel negative electrode using a corrosion-resistant zinc alloy containing indium, aluminum and lead as an active material of the negative electrode, the liquid leakage resistance is improved. Cannot be secured.

【0010】さらに、純亜鉛粉末を負極活物質としたゲ
ル負極にエトキシルフルオロアルコール系ポリフッ化化
合物を複合添加して構成した電池でも部分放電後の耐漏
液性は確保できない。
[0010] Further, even in a battery composed of a gel negative electrode using pure zinc powder as a negative electrode active material and an ethoxyl fluoroalcohol-based polyfluoride compound added thereto, liquid leakage resistance after partial discharge cannot be ensured.

【0011】以上のように、これまでのシーズはそれぞ
れ腐食抑制効果が完全ではなく、少なくとも密閉形の電
池には実用的なものとはいえない。
[0011] As described above, the conventional seeds are not completely effective in inhibiting corrosion, and are not practical at least for sealed batteries.

【0012】アルカリ乾電池の無水銀化の実現を可能に
するに当たり、本発明者らは耐食性亜鉛合金、無機系イ
ンヒビター、芳香族アミン、さらに有機インヒビターそ
れぞれの複合において、最高に効果を発揮できる材料お
よびその最適な状態や濃度について検討した。
In order to realize the realization of mercury-free alkaline batteries, the present inventors have developed a material and a material which can exhibit the highest effects in the composite of a corrosion-resistant zinc alloy, an inorganic inhibitor, an aromatic amine, and an organic inhibitor. The optimum condition and concentration were examined.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ために本発明は、耐食性亜鉛合金、無機系インヒビタ
ー、芳香族アミン、さらには有機系インヒビターの複合
使用を行うことにしたものである。本発明の構成につい
て説明する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve these problems, the present invention is to use a combination of a corrosion-resistant zinc alloy, an inorganic inhibitor, an aromatic amine, and an organic inhibitor. The configuration of the present invention will be described.

【0014】本発明のゲル状負極は、インジウム、鉛、
ビスマス、カルシウム、アルミニウム、およびリチウム
のいずれかが少なくとも1種以上を含む適正な組合せで
適正な量だけ添加した耐食性亜鉛合金粉末と芳香族アミ
ンとして例えばスルファニル酸を適正濃度添加し、無機
系インヒビターとしてイットリウムあるいはガリウムの
酸化物もしくはその水和物を適正な濃度で分散させ、さ
らに有機系インヒビターとして適切な性質をもつ界面活
性剤を適正量添加したゲル状アルカリ電解液とにより構
成される。
The gelled negative electrode of the present invention comprises indium, lead,
Bismuth, calcium, aluminum, and lithium are added in a proper combination containing at least one or more of a corrosion-resistant zinc alloy powder added in a proper amount and an appropriate concentration of, for example, sulfanilic acid as an aromatic amine, as an inorganic inhibitor. It is composed of a gel alkaline electrolyte in which an oxide of yttrium or gallium or a hydrate thereof is dispersed at an appropriate concentration, and a surfactant having an appropriate property as an organic inhibitor is added in an appropriate amount.

【0015】上記スルファニル酸が、亜鉛合金粉末に対
し0.01〜0.1wt%含有し、同じく無機インヒビ
ターであるイットリウムあるいはガリウムの酸化物もし
くはその水和物が、亜鉛合金粉末に対し0.01〜0.
1wt%含有すると効果が得られるが、さらに有機系イ
ンヒビターとしてフッ素系界面活性剤を亜鉛合金粉末に
対し0.001〜0.1wt%含有すると最も効果的に
なる。
The sulfanilic acid is contained in an amount of 0.01 to 0.1% by weight based on the zinc alloy powder, and the oxide or hydrate of yttrium or gallium, which is also an inorganic inhibitor, is added to the zinc alloy powder in an amount of 0.01 to 0.1% by weight. ~ 0.
The effect can be obtained when the content is 1 wt%, but the most effective effect is obtained when the fluorine-based surfactant is further contained as an organic inhibitor in an amount of 0.001 to 0.1 wt% based on the zinc alloy powder.

【0016】[0016]

【作用】本発明の耐食性亜鉛合金、芳香族アミン、無機
インヒビター、有機インヒビター材料およびそれらの複
合における組み合わせや組成については、それぞれが複
合効果を最高に発揮できるように鋭意研究した結果、見
出したものである。その作用効果の解明は今のところ不
明確であるが以下のように推察される。
The corrosion-resistant zinc alloy, the aromatic amine, the inorganic inhibitor, the organic inhibitor material of the present invention, and the combination and composition in the composite thereof have been found as a result of intensive research so that each of them can exert the composite effect to the maximum. It is. The elucidation of its action and effect is unclear at present, but is presumed as follows.

【0017】まず、合金の添加元素、芳香族アミン、無
機インヒビター、有機インヒビターそれぞれの単独での
作用効果は次のようである。合金中の添加元素の内、イ
ンジウム、鉛およびビスマスはそれらの元素自身の水素
過電圧が高く、亜鉛に添加されていてその表面の水素過
電圧を高める作用がある。これらを均一に合金中に添加
すれば、粉末のどの深さにも添加元素が存在するため、
放電により新しい亜鉛表面が現れてもこの効果は保持さ
れる。また、アルミニウム、カルシウムやリチウムは亜
鉛粒子を球形化する作用があり、真の比表面積を少なく
させるため亜鉛粉末の単位重量当たりの腐食量を低下さ
せる。
First, the functions and effects of the additive elements of the alloy, the aromatic amine, the inorganic inhibitor and the organic inhibitor alone are as follows. Among the additional elements in the alloy, indium, lead, and bismuth have a high hydrogen overpotential of these elements themselves, and are added to zinc to act to increase the hydrogen overpotential on the surface. If these are uniformly added to the alloy, the added element exists at every depth of the powder,
This effect is maintained even if a new zinc surface appears due to the discharge. Further, aluminum, calcium and lithium have the effect of spheroidizing zinc particles, and reduce the amount of corrosion per unit weight of zinc powder to reduce the true specific surface area.

【0018】芳香族アミンをゲル状アルカリ電解液中に
亜鉛合金と共存状態で分散された場合、アミン基による
イオン吸着作用が促進され、水素発生のカソード反応が
疎外される。特に、放電が深く進行した過放電後には、
亜鉛と酸化亜鉛が共存することでガス発生速度がより高
められるが、芳香族アミンとしてスルファニル酸を添加
すると酸化亜鉛への吸着性がより高められ、過放電時で
の防食効果が発揮される。
When the aromatic amine is dispersed in the gelled alkaline electrolyte in the coexistence state with the zinc alloy, the ion adsorption action by the amine group is promoted, and the cathode reaction of hydrogen generation is alienated. In particular, after overdischarge where the discharge progressed deeply,
The coexistence of zinc and zinc oxide further increases the gas generation rate, but when sulfanilic acid is added as an aromatic amine, the adsorptivity to zinc oxide is further increased, and the anticorrosion effect during overdischarge is exhibited.

【0019】無機インヒビターとしてのイットリウム、
ガリウムの酸化物あるいはその水和物を粉末としてゲル
状アルカリ電解液中に亜鉛合金と共存状態で分散された
場合、その一部は、イオン化して亜鉛表面に正イオン吸
着し、水素発生のカソード反応を疎外する働きを持つ。
残りの部分は電解液中に残留し、放電による新しい表面
が現れてもその表面に吸着し作用効果を発揮する。
Yttrium as an inorganic inhibitor;
When gallium oxide or its hydrate is dispersed as a powder in a gel alkaline electrolyte in the coexistence state with a zinc alloy, a part of it is ionized and positively adsorbed on the zinc surface, and a hydrogen generating cathode is formed. Has the function of alienating the reaction.
The remaining part remains in the electrolytic solution, and even if a new surface appears due to discharge, it is adsorbed on the surface and exerts its effect.

【0020】有機インヒビターとしてのフッ素系界面活
性剤は、ゲル状アルカリ電解液中に亜鉛合金と共存する
と、金属石けんの原理で亜鉛合金表面に化学吸着して疎
水性の単分子層を形成し、防食効果を示す。
When a fluorine-based surfactant as an organic inhibitor coexists with a zinc alloy in a gelled alkaline electrolyte, it chemically adsorbs on the zinc alloy surface on the principle of metallic soap to form a hydrophobic monolayer, Shows anticorrosion effect.

【0021】次に、亜鉛合金とスルファニル酸とイット
リウムあるいはガリウムの酸化物もしくはその水和物と
の複合効果について説明する。スルファニル酸、イット
リウムあるいはガリウムは亜鉛合金表面に吸着して作用
するので、吸着過程がスムーズでかつ均一に起こる必要
がある。耐食性のない亜鉛合金の表面では著しい水素ガ
スの発生が起こっているため、上記スルファニル酸、イ
ットリウムあるいはガリウムの吸着が疎外され吸着状態
が不均一となる。しかし、耐食性の良好な亜鉛合金表面
では水素ガス発生が抑制されており、吸着がスムーズ
に、かつ均一に起こるために複合効果が得られる。これ
は部分放電後や過放電後の状態でも同様である。
Next, the composite effect of the zinc alloy, the sulfanilic acid, the oxide of yttrium or gallium or the hydrate thereof will be described. Since sulfanilic acid, yttrium, or gallium adsorbs and acts on the surface of the zinc alloy, the adsorption process needs to occur smoothly and uniformly. Since significant hydrogen gas is generated on the surface of the zinc alloy having no corrosion resistance, the adsorption of the sulfanilic acid, yttrium or gallium is alienated, and the adsorption state becomes uneven. However, the generation of hydrogen gas is suppressed on the surface of the zinc alloy having good corrosion resistance, and the adsorption takes place smoothly and uniformly, so that a combined effect can be obtained. This is the same even after partial discharge or overdischarge.

【0022】次に、亜鉛合金とスルファニル酸、イット
リウムあるいはガリウムの酸化物もしくはその水和物お
よびフッ素系界面活性剤との複合効果について説明す
る。
Next, the combined effect of a zinc alloy, an oxide of sulfanilic acid, yttrium or gallium or a hydrate thereof and a fluorine-based surfactant will be described.

【0023】スルファニル酸、イットリウムあるいはガ
リウムの作用機構は先に記した通りであるが、すべてが
初期段階で吸着してしまえば部分放電後や過放電後に作
用するものが減少してしまう。界面活性剤はそれ単独の
防食作用に加え、必要以上のスルファニル酸、イットリ
ウムあるいはガリウムの吸着を抑え、部分放電後や過放
電後に作用し、これらの材料を確保する作用を果たすと
考えられる。
The mechanism of action of sulfanilic acid, yttrium or gallium is as described above, but if all are adsorbed in the initial stage, the number of elements that act after partial discharge or after overdischarge will decrease. It is considered that the surfactant, in addition to its own anticorrosive action, suppresses excessive adsorption of sulfanilic acid, yttrium or gallium, acts after partial discharge or overdischarge, and acts to secure these materials.

【0024】[0024]

【実施例】以下、実施例によって、本発明の詳細ならび
に効果を説明する。
The details and effects of the present invention will be described below with reference to examples.

【0025】まず、耐食性亜鉛合金の作成方法、本発明
の製造方法の効果を示すため、実施例に用いたLR6型
アルカリマンガン電池の構造、及び耐漏液性の比較評価
の方法について説明する。
First, the structure of the LR6 type alkaline manganese battery used in the examples and the method of comparative evaluation of the liquid leakage resistance will be described in order to show the effects of the method for producing a corrosion resistant zinc alloy and the production method of the present invention.

【0026】耐食性亜鉛合金粉末は、純度99.97%
の亜鉛を融解し、圧縮空気で噴霧して粉末化する、いわ
ゆるアトマイズ法で作成し、これをふるいで分級して粒
度範囲45〜150メッシュに調整した。ゲル状負極は
以下のようにして調整した。まず、40重量%の水酸化
カリウム溶液(ZnOを3wt%含む)に3重量%のア
クリル酸ソーダと1重量%のカルボキシメチルセルロー
スを加えてゲル化する。次いでこのゲル状電解液を攪拌
しながら界面活性剤を所定量投入、攪拌し、2〜3時間
熟成する。次にゲル状電解液に対して重量比で2倍の亜
鉛合金粉末を加えて混合した。図1は、本実施例で用い
たアルカリマンガン電池LR6の構造断面図である。図
1において、1は正極合剤、2は本発明で特徴付けられ
るゲル状負極、3はセパレータ、4はゲル状負極の集電
子である。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はケース6の開口部を閉塞するポリ
エチレン製樹脂封口体、9は負極端子をなす底板であ
る。
The corrosion-resistant zinc alloy powder has a purity of 99.97%
Was prepared by a so-called atomizing method in which zinc was melted and sprayed with compressed air to obtain a powder, and this was classified with a sieve to adjust the particle size to 45 to 150 mesh. The gelled negative electrode was prepared as follows. First, 3% by weight of sodium acrylate and 1% by weight of carboxymethylcellulose are added to a 40% by weight potassium hydroxide solution (containing 3% by weight of ZnO) to gel. Next, a predetermined amount of a surfactant is charged and stirred while stirring the gel electrolyte, followed by aging for 2 to 3 hours. Next, zinc alloy powder was added in a weight ratio twice that of the gel electrolyte and mixed. FIG. 1 is a structural cross-sectional view of the alkaline manganese battery LR6 used in this example. In FIG. 1, 1 is a positive electrode mixture, 2 is a gelled negative electrode characterized by the present invention, 3 is a separator, and 4 is a current collector of the gelled negative electrode. 5 is a positive electrode terminal cap, 6 is a metal case, 7
Denotes a battery outer can, 8 denotes a polyethylene resin sealing member for closing the opening of the case 6, and 9 denotes a bottom plate forming a negative electrode terminal.

【0027】耐漏液性の比較評価方法は、図1で示した
アルカリマンガン電池を100個ずつ試作し、LR6に
対して最も苛酷な条件である1Aの定電流で理論容量の
深度20%まで部分放電を行い、その後60℃で一定期
間保存し漏液した電池数を漏液個数として評価した。こ
の苛酷な条件下において60℃保存30日で漏液個数が
0であれば実用可能であるが、耐漏液性などの信頼性に
関する性能はできるだけ長期に性能を維持できることが
好ましい。また、耐漏液性を表す一つの指標として、電
池から発生する水素ガスの発生速度を測定した。合金の
みの場合を100としたときの種々のインヒビターが及
ぼす効果を評価した。
The comparative evaluation method of the leak resistance is as follows: 100 alkaline manganese batteries shown in FIG. 1 were trial-produced at a constant current of 1 A, which is the most severe condition for LR6, to a depth of 20% of the theoretical capacity. The battery was discharged, then stored at 60 ° C. for a certain period, and the number of leaked batteries was evaluated as the number of leaked batteries. Under these severe conditions, if the number of leaked liquids after storage at 60 ° C. for 30 days is 0, it can be used practically. However, it is preferable that the performance related to reliability such as leak resistance can be maintained as long as possible. Further, as one index indicating the leak resistance, the generation rate of hydrogen gas generated from the battery was measured. The effect of various inhibitors when the alloy alone was taken as 100 was evaluated.

【0028】ここで、亜鉛合金は事前に種々の添加元素
の組成を様々に変化させて検討した結果、インジウムを
はじめとし、鉛、ビスマス、カルシウム、アルミニウム
及びリチウムの群のうち、単独または複合で含有する亜
鉛合金粉末が良好であることがわかっている。それらの
なかで最もよい合金組成を(表1)に示す。
Here, the zinc alloy was examined in advance by changing the composition of various additional elements in various ways. As a result, indium or another group of lead, bismuth, calcium, aluminum and lithium was used alone or in combination. It has been found that the contained zinc alloy powder is good. The best alloy compositions among them are shown in (Table 1).

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】(実施例1)亜鉛合金とスルファニル酸の
適切添加量について説明する。(表2)は、添加量を種
々に変化させて作成した電池の60℃30日保存後の漏
液試験結果とガス発生速度の指数を示す。
(Example 1) The appropriate addition amounts of a zinc alloy and sulfanilic acid will be described. Table 2 shows the results of a liquid leakage test and an index of gas generation rate after storage at 60 ° C. for 30 days for batteries prepared by varying the amount of addition.

【0031】[0031]

【表2】 [Table 2]

【0032】(表2)より耐食性の優れた亜鉛合金でも
それ単独ではまだ実用的な耐食性は確保できない。ま
た、純亜鉛にスルファニル酸を加えても耐食性は確保で
きない。しかし、耐食性の優れた亜鉛合金にスルファニ
ル酸を適正量0.01〜0.1wt%加えることにより
耐食性はある程度得られる。
(Table 2) Even with a zinc alloy having better corrosion resistance, practical corrosion resistance cannot be secured by itself. Further, even if sulfanilic acid is added to pure zinc, corrosion resistance cannot be ensured. However, a certain amount of corrosion resistance can be obtained by adding an appropriate amount of sulfanilic acid of 0.01 to 0.1 wt% to a zinc alloy having excellent corrosion resistance.

【0033】(実施例2)亜鉛合金とスルファニル酸の
適正添加量0.1wt%を固定し、無機インヒビターと
して酸化イットリウム水和物の適切添加量について説明
する。(表3)は、添加量を種々に変化させて作成した
電池の60℃30日保存後の漏液試験結果とガス発生速
度の指数を示す。
(Example 2) A proper addition amount of zinc alloy and sulfanilic acid of 0.1 wt% is fixed, and an appropriate addition amount of yttrium oxide hydrate as an inorganic inhibitor will be described. Table 3 shows the results of a liquid leakage test and an index of gas generation rate after storage at 60 ° C. for 30 days for batteries prepared by varying the amount of addition.

【0034】[0034]

【表3】 [Table 3]

【0035】(表3)より純亜鉛にスルファニル酸とイ
ットリウム化合物を加えても耐食性は確保できない。耐
食性の優れた亜鉛合金とスルファニル酸の添加で実用的
な耐食性が確保でき、さらに酸化イットリウム水和物を
適正量0.01〜0.1wt%加えることによりガス発
生速度指数もある程度抑えられる。なお、水和物を用い
なくてもほぼ同様の結果が得られる。
As shown in Table 3, even if sulfanilic acid and yttrium compound are added to pure zinc, corrosion resistance cannot be ensured. Practical corrosion resistance can be ensured by adding a zinc alloy and sulfanilic acid having excellent corrosion resistance, and the gas generation rate index can be suppressed to some extent by adding an appropriate amount of yttrium oxide hydrate of 0.01 to 0.1 wt%. Note that almost the same results can be obtained without using a hydrate.

【0036】(実施例3)亜鉛合金とスルファニル酸の
適切添加量0.1wt%を固定し、無機インヒビターと
して酸化ガリウム水和物の適切添加量について説明す
る。(表4)は、添加量を種々に変化させて作成した電
池の60℃30日保存後の漏液試験結果とガス発生速度
の指数を示す。
(Example 3) An appropriate addition amount of gallium oxide hydrate as an inorganic inhibitor will be described while fixing an appropriate addition amount of a zinc alloy and sulfanilic acid at 0.1 wt%. Table 4 shows the results of a liquid leakage test and an index of gas generation rate after storage at 60 ° C. for 30 days for batteries prepared by varying the amount of addition.

【0037】[0037]

【表4】 [Table 4]

【0038】(表4)より純亜鉛にスルファニル酸とガ
リウム化合物を加えても耐食性は確保できない。耐食性
の優れた亜鉛合金とスルファニル酸の添加で実用的な耐
食性は確保でき、さらに酸化ガリウム水和物を適正量
0.01〜0.1wt%加えることによりガス発生速度
指数もある程度抑えられる。なお、水和物を用いなくて
もほぼ同様の結果が得られる。
As shown in Table 4, even if sulfanilic acid and a gallium compound are added to pure zinc, corrosion resistance cannot be ensured. Practical corrosion resistance can be ensured by adding a zinc alloy having excellent corrosion resistance and sulfanilic acid, and the gas generation rate index can be suppressed to some extent by adding an appropriate amount of gallium oxide hydrate of 0.01 to 0.1 wt%. Note that almost the same results can be obtained without using a hydrate.

【0039】(実施例4)亜鉛合金とスルファニル酸
0.1wt%、無機インヒビターとして酸化ガリウム水
和物を0.1wt%と固定した時、有機インヒビターで
あるフッ素系界面活性剤の適切添加量について説明す
る。(表5)は、添加量を種々に変化させて作成した電
池の60℃30日保存後の漏液試験結果とガス発生速度
の指数を示す。
(Example 4) When a zinc alloy and sulfanilic acid were fixed at 0.1 wt% and gallium oxide hydrate was fixed at 0.1 wt% as an inorganic inhibitor, an appropriate amount of a fluorine-based surfactant as an organic inhibitor was determined. explain. Table 5 shows the results of a liquid leakage test and an index of gas generation rate after storage at 60 ° C. for 30 days for batteries prepared by varying the amount of addition.

【0040】[0040]

【表5】 [Table 5]

【0041】(表5)より純亜鉛にスルファニル酸、ガ
リウム化合物、フッ素系界面活性剤を複合しても耐食性
は確保できない。耐食性の優れた亜鉛合金にスルファニ
ル酸を適正量0.1wt%添加し、酸化ガリウム水和物
を適正量0.1wt%加えることで実用的な耐食性は確
保でき、さらに有機インヒビターとしてフッ素系界面活
性剤を適正量0.001〜0.1wt%加えることによ
り、ガス発生速度指数もより軽減され、実用に耐え得る
負極処方が成り立つ。
According to Table 5, even if sulfanilic acid, a gallium compound, and a fluorine-based surfactant are combined with pure zinc, corrosion resistance cannot be ensured. Practical corrosion resistance can be ensured by adding an appropriate amount of 0.1 wt% of sulfanilic acid and an appropriate amount of 0.1 wt% of gallium oxide hydrate to a zinc alloy with excellent corrosion resistance, and furthermore, a fluorine-based surfactant as an organic inhibitor. By adding an appropriate amount of the agent in an amount of 0.001 to 0.1 wt%, the gas generation rate index is further reduced, and a negative electrode formulation that can withstand practical use is established.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば亜鉛アル
カリ電池においてゲル状アルカリ電解液中に適正な組成
を有する亜鉛合金とスルファニル酸の適正量添加によっ
て実用に耐えうる負極処方が得られるが、イットリウム
あるいはガリウムの酸化物もしくはその水和物を適正量
添加し、さらにフッ素系界面活性剤を適正量添加するこ
とによってガス発生速度をさらに軽減するという予想以
上の複合効果が得られ、貯蔵性の良好な無公害の亜鉛ア
ルカリ電池を提供することができる。
As described above, according to the present invention, in a zinc alkaline battery, a zinc alloy having a proper composition and a proper amount of sulfanilic acid can be added to a gelled alkaline electrolyte to obtain a negative electrode formulation which can withstand practical use. However, by adding an appropriate amount of yttrium or gallium oxide or a hydrate thereof, and further adding an appropriate amount of a fluorine-based surfactant, an unexpected combined effect of further reducing the gas generation rate was obtained, and It is possible to provide a pollution-free zinc-alkali battery having good properties.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例におけるアルカリマンガン電池
の断面図
FIG. 1 is a cross-sectional view of an alkaline manganese battery according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 正極合剤 2 ゲル状負極 3 セパレータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positive electrode mixture 2 Gelled negative electrode 3 Separator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉原 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 (56)参考文献 特開 平2−267856(JP,A) 特開 平4−26067(JP,A) 特開 昭63−271863(JP,A) 特公 昭55−9150(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 6/00 - 6/22 H01M 4/36 - 4/62 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Sachiko Sugihara 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-2-267856 (JP, A) JP-A-4- 26067 (JP, A) JP-A-63-271863 (JP, A) JP-B-55-9150 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01M 6/00-6 / 22 H01M 4/36-4/62

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】亜鉛合金粉末をゲル状アルカリ電解液に混
合分散したゲル状負極の調整において、インジウム、
鉛、ビスマス、カルシウム、アルミニウムおよびリチウ
ムの群のうち少なくとも1種以上を含み、水銀を含まな
い亜鉛合金を活物質として使用し、前記アルカリ電解液
中に芳香族アミンとしてスルファニル酸を前記亜鉛合金
粉末に対して0.01〜0.1wt%含有させることを
特徴とする亜鉛アルカリ電池の製造法。
In the preparation of a gelled negative electrode in which zinc alloy powder is mixed and dispersed in a gelled alkaline electrolyte, indium,
A zinc alloy containing at least one of the group consisting of lead, bismuth, calcium, aluminum and lithium and containing no mercury is used as an active material, and sulfanilic acid is used as an aromatic amine in the alkaline electrolyte.
A method for producing a zinc-alkaline battery , comprising 0.01 to 0.1 wt% based on powder .
【請求項2】亜鉛合金粉末をゲル状アルカリ電解液に混
合分散したゲル状負極の調整において、インジウム、
鉛、ビスマス、カルシウム、アルミニウムおよびリチウ
ムの群のうち少なくとも1種以上を含み、水銀を含まな
い亜鉛合金を活物質として使用し、前記アルカリ電解液
中に芳香族アミンとしてスルファニル酸を前記合金粉末
に対して0.01〜0.1wt%含有させ、さらにイッ
トリウム、ガリウムのいずれか1種の酸化物もしくはそ
の水和物を含有することを特徴とする亜鉛アルカリ電池
の製造法。
2. A method for preparing a gelled negative electrode in which a zinc alloy powder is mixed and dispersed in a gelled alkaline electrolyte, wherein indium,
A zinc alloy containing at least one of the group consisting of lead, bismuth, calcium, aluminum and lithium and containing no mercury as an active material, and sulfanilic acid as an aromatic amine in the alkaline electrolyte solution.
A method for producing a zinc-alkaline battery , comprising 0.01 to 0.1% by weight of an oxide of any one of yttrium and gallium and a hydrate thereof.
【請求項3】ットリウム、ガリウムのいずれか1種の
酸化物もしくはその水和物、前記亜鉛合金粉末に対し
0.01〜0.1wt%含有させることを特徴とする請
求項記載の亜鉛アルカリ電池の製造法。
3. Lee Ttoriumu, any one of an oxide or a hydrate of gallium, according to claim 2, wherein the inclusion 0.01 to 0.1% with respect to the zinc alloy powder Manufacturing method of zinc alkaline battery.
【請求項4】亜鉛合金粉末をゲル状アルカリ電解液に混
合分散したゲル状負極の調整において、インジウム、
鉛、ビスマス、カルシウム、アルミニウムおよびリチウ
ムの群のうち少なくとも1種以上を含み、水銀を含まな
い亜鉛合金を活物質として使用し、前記アルカリ電解液
中に芳香族アミンとしてスルファニル酸を前記合金粉末
に対して0.01〜0.1wt%と、イットリウム、ガ
リウムのいずれか1種の酸化物もしくはその水和物
含有させ、さらにフッ素系界面活性剤を含有することを
特徴とする亜鉛アルカリ電池の製造法。
4. A method for preparing a gelled negative electrode in which a zinc alloy powder is mixed and dispersed in a gelled alkaline electrolyte, wherein indium,
A zinc alloy containing at least one of the group consisting of lead, bismuth, calcium, aluminum and lithium and containing no mercury as an active material, and sulfanilic acid as an aromatic amine in the alkaline electrolyte solution.
0.01 to 0.1% and, yttrium, oxides of any one of gallium or by incorporating a hydrate thereof, zinc alkali, characterized in that it further comprises a fluorosurfactant against Battery manufacturing method.
【請求項5】イットリウム、ガリウムのいずれか1種の
酸化物もしくはその水和物、前記亜鉛合金粉末に対し
0.01〜0.1wt%含有させることを特徴とする請
求項記載の亜鉛アルカリ電池の製造法。
5. yttrium, any one of an oxide or a hydrate of gallium, zinc according to claim 4, characterized in that to contain 0.01 to 0.1% with respect to the zinc alloy powder Manufacturing method of alkaline battery.
【請求項6】フッ素系界面活性剤、前記亜鉛合金粉末
に対して0.001〜0.1wt%含有させることを特
徴とする請求項記載の亜鉛アルカリ電池の製造法。
6. Fluorine-based surfactant, the preparation of zinc alkaline battery according to claim 4, wherein be contained 0.001 to 0.1% with respect to the zinc alloy powder.
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