JP3111773B2 - 水銀無添加アルカリ電池とその製造方法 - Google Patents
水銀無添加アルカリ電池とその製造方法Info
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- JP3111773B2 JP3111773B2 JP24785393A JP24785393A JP3111773B2 JP 3111773 B2 JP3111773 B2 JP 3111773B2 JP 24785393 A JP24785393 A JP 24785393A JP 24785393 A JP24785393 A JP 24785393A JP 3111773 B2 JP3111773 B2 JP 3111773B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルカリ電池の負極亜鉛
合金粉末に関し、特に水銀無添加の負極亜鉛合金粉末に
関するものである。
合金粉末に関し、特に水銀無添加の負極亜鉛合金粉末に
関するものである。
【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。
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】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
合金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。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。
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
合金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。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。
【０００４】そのような社会的ニーズを背景に、アルカ
リ電池の低水銀化、あるいは無水銀化技術に関するアプ
ローチがなされ、亜鉛合金組成に関する防食技術や防食
効果を高める働きをする無機インヒビターあるいは有機
インヒビターの提案、発表がなされている。（例えば、
特開平２−２９７８６３や特開平４−３２２０６０）ま
た、亜鉛中の不純物の含有量を低減することによって水
素ガスの発生を抑制し、かつ放電性能を向上させる試み
もなされている。
リ電池の低水銀化、あるいは無水銀化技術に関するアプ
ローチがなされ、亜鉛合金組成に関する防食技術や防食
効果を高める働きをする無機インヒビターあるいは有機
インヒビターの提案、発表がなされている。（例えば、
特開平２−２９７８６３や特開平４−３２２０６０）ま
た、亜鉛中の不純物の含有量を低減することによって水
素ガスの発生を抑制し、かつ放電性能を向上させる試み
もなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案のような防食技術による方法によっても、水銀無添加
亜鉛合金粉末では耐食性に優れ、しかも電池性能のバラ
ツキを低減し製品の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。
案のような防食技術による方法によっても、水銀無添加
亜鉛合金粉末では耐食性に優れ、しかも電池性能のバラ
ツキを低減し製品の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。
【０００６】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、水銀無添加亜鉛合金粉末の水素ガス発生を抑制して
耐食性を向上させることにより、耐漏液性に優れ、しか
も電池性能のバラツキを低減して無水銀アルカリ電池の
製品品質を安定化させることを目的とする。
で、水銀無添加亜鉛合金粉末の水素ガス発生を抑制して
耐食性を向上させることにより、耐漏液性に優れ、しか
も電池性能のバラツキを低減して無水銀アルカリ電池の
製品品質を安定化させることを目的とする。
【０００７】
【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の製
造工程で容易に混入し得る鉄系の不純物が亜鉛の腐食反
応を著しく促進し、水素ガスの発生を増大させることが
わかった。しかも鉄系の不純物が亜鉛合金粉末の粒度分
布の内、２００メッシュ以下に偏在することをつきとめ
た。
沿って鋭意研究の結果、水銀無添加の亜鉛合金粉末の製
造工程で容易に混入し得る鉄系の不純物が亜鉛の腐食反
応を著しく促進し、水素ガスの発生を増大させることが
わかった。しかも鉄系の不純物が亜鉛合金粉末の粒度分
布の内、２００メッシュ以下に偏在することをつきとめ
た。
【０００８】これは、２００メッシュ以下の微粉末は表
面積が大きいため、亜鉛合金粉末中の鉄濃度が高くなっ
たと考えられる。これらの知見より、２００メッシュ以
下の微粉末を０．３重量％以下にすることにより、亜鉛
合金粉末の腐食による水素ガスの発生を抑制し、耐食性
を向上させることができる。
面積が大きいため、亜鉛合金粉末中の鉄濃度が高くなっ
たと考えられる。これらの知見より、２００メッシュ以
下の微粉末を０．３重量％以下にすることにより、亜鉛
合金粉末の腐食による水素ガスの発生を抑制し、耐食性
を向上させることができる。
【０００９】
【作用】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、水銀を多量に含有する亜鉛合金粉
末に比べて鉄系の不純物が腐食反応を著しく促進し、水
素ガスの発生を増大させるが、２００メッシュ以下の微
粉末を０．３重量％以下にすることによって水素ガスの
発生が抑制され、耐漏液性に優れ、電池性能のバラツキ
を低減し、無水銀アルカリ電池の品質を安定化すること
ができる。
極活物質に用いると、水銀を多量に含有する亜鉛合金粉
末に比べて鉄系の不純物が腐食反応を著しく促進し、水
素ガスの発生を増大させるが、２００メッシュ以下の微
粉末を０．３重量％以下にすることによって水素ガスの
発生が抑制され、耐漏液性に優れ、電池性能のバラツキ
を低減し、無水銀アルカリ電池の品質を安定化すること
ができる。
【００１０】
【実施例】以下、実施例および比較例に基づいて本発明
を具体的に説明する。
を具体的に説明する。
【００１１】実施例１ 純度９９．９７％以上の亜鉛地金を使用し、これに鉛と
ビスマスとインジウムを各々０．０５重量％になるよう
に加え、均一溶解させた後、圧縮空気で噴霧して粉体化
する、いわゆるアトマイズ法で粉体化して得られた亜鉛
合金粉末をふるいにより２００メッシュ以下の微粉末の
含有比率が０．３重量％のものを用意した。
ビスマスとインジウムを各々０．０５重量％になるよう
に加え、均一溶解させた後、圧縮空気で噴霧して粉体化
する、いわゆるアトマイズ法で粉体化して得られた亜鉛
合金粉末をふるいにより２００メッシュ以下の微粉末の
含有比率が０．３重量％のものを用意した。
【００１２】実施例１により得られた亜鉛合金粉末につ
いて、粒度分布、鉄含有量、ガス発生速度を調べた。そ
れらの結果を（表１）に示す。
いて、粒度分布、鉄含有量、ガス発生速度を調べた。そ
れらの結果を（表１）に示す。
【００１３】比較例１ 実施例１と同様の純度９９．９７％以上の亜鉛地金を使
用し、これに鉛とインジウムとビスマスを各々０．０５
重量％になるように加え、均一溶解させた後、圧縮空気
で噴霧して粉体化する、いわゆるアトマイズ法で粉体化
し、ふるいにかけない亜鉛合金粉末を比較例１とした。
用し、これに鉛とインジウムとビスマスを各々０．０５
重量％になるように加え、均一溶解させた後、圧縮空気
で噴霧して粉体化する、いわゆるアトマイズ法で粉体化
し、ふるいにかけない亜鉛合金粉末を比較例１とした。
【００１４】比較例２ 比較例１と同様にして得た亜鉛合金粉末にＨｇを０．１
５重量％加えてアマルガム化したものを比較例２とし
た。
５重量％加えてアマルガム化したものを比較例２とし
た。
【００１５】このように比較例１、２により得られた亜
鉛合金粉末について、粒度分布、鉄含有量、ガス発生速
度を調べた。これらの結果を（表１）に示す。
鉛合金粉末について、粒度分布、鉄含有量、ガス発生速
度を調べた。これらの結果を（表１）に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】（表１）に示す結果より、本発明である実
施例１においては、比較例１に対し、粉末のガス発生速
度、鉄含有量が低減し、Ｈｇを０．１５重量％加えた比
較例２と同等のガス発生速度であることが分かる。次
に、実施例１と比較例１、２により得られた亜鉛合金粉
末を負極活物質に用いて図１に示すアルカリマンガン電
池を作成し負極のガス発生速度、電池の耐漏液特性、さ
らに開路電圧特性の評価を行なった。図１は本実施例で
作成したアルカリマンガン電池ＬＲ６の側断面図であ
る。図１において、１は正極合剤、２は負極、３はセパ
レータ、４は負極集電体である。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。この電池による負極のガス発
生速度の測定は、２０℃の放電温度により１Ωの定抵抗
で終止電圧０．９Ｖまでの放電持続時間に対し、２５％
までの部分放電を行ない、６０℃保存下のガス発生速度
（μｌ／ｃｅｌｌ・ｄａｙ）として、その測定結果を
（表２）に示す。電池の耐漏液特性の評価は、上記と同
様の２５％までの部分放電を行ない、６０℃で２ヵ月貯
蔵した後の漏液個数（目視判定）として（表２）に示
す。
施例１においては、比較例１に対し、粉末のガス発生速
度、鉄含有量が低減し、Ｈｇを０．１５重量％加えた比
較例２と同等のガス発生速度であることが分かる。次
に、実施例１と比較例１、２により得られた亜鉛合金粉
末を負極活物質に用いて図１に示すアルカリマンガン電
池を作成し負極のガス発生速度、電池の耐漏液特性、さ
らに開路電圧特性の評価を行なった。図１は本実施例で
作成したアルカリマンガン電池ＬＲ６の側断面図であ
る。図１において、１は正極合剤、２は負極、３はセパ
レータ、４は負極集電体である。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。この電池による負極のガス発
生速度の測定は、２０℃の放電温度により１Ωの定抵抗
で終止電圧０．９Ｖまでの放電持続時間に対し、２５％
までの部分放電を行ない、６０℃保存下のガス発生速度
（μｌ／ｃｅｌｌ・ｄａｙ）として、その測定結果を
（表２）に示す。電池の耐漏液特性の評価は、上記と同
様の２５％までの部分放電を行ない、６０℃で２ヵ月貯
蔵した後の漏液個数（目視判定）として（表２）に示
す。
【００１８】
【表２】
【００１９】また電池の開路電圧について、初度と２０
℃保存下で３ヵ月貯蔵したものについて、その平均値−
２０ｍＶ以下の個数をバラツキ度合を示す指標として
（表２）に示す。（表２）に示す結果より、本発明であ
る実施例１を負極活物質に用いると比較例１に対し、負
極のガス発生速度が低減する。また、漏液試験の結果も
６０℃で２ヵ月貯蔵後で漏液せず、Ｈｇを０．１５重量
％加えた比較例２と同等の実用的な耐漏液特性が確保で
きる。
℃保存下で３ヵ月貯蔵したものについて、その平均値−
２０ｍＶ以下の個数をバラツキ度合を示す指標として
（表２）に示す。（表２）に示す結果より、本発明であ
る実施例１を負極活物質に用いると比較例１に対し、負
極のガス発生速度が低減する。また、漏液試験の結果も
６０℃で２ヵ月貯蔵後で漏液せず、Ｈｇを０．１５重量
％加えた比較例２と同等の実用的な耐漏液特性が確保で
きる。
【００２０】さらに電池の開路電圧については、初度に
おいては実施例１、比較例１、２とも平均値−２０ｍＶ
以下の個数は０個であるが、２０℃保存下で３ヵ月貯蔵
すると比較例１は１２個発生しバラツキが大きくなる
が、実施例１は０個でありＨｇを０．１５重量％加えた
比較例２と同等の明らかにバラツキが小さく、製品の品
質が安定化していることを示している。
おいては実施例１、比較例１、２とも平均値−２０ｍＶ
以下の個数は０個であるが、２０℃保存下で３ヵ月貯蔵
すると比較例１は１２個発生しバラツキが大きくなる
が、実施例１は０個でありＨｇを０．１５重量％加えた
比較例２と同等の明らかにバラツキが小さく、製品の品
質が安定化していることを示している。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、２００メッシュ以下の微
粉末を０．３重量％以下にした水銀無添加亜鉛合金粉末
をアルカリ電池の負極活物質に用いることにより、水素
ガスの発生を抑制し耐食性を向上でき、耐漏液性に優
れ、しかも電池性能のバラツキを低減し製品品質の安定
化を図ることができる。
粉末を０．３重量％以下にした水銀無添加亜鉛合金粉末
をアルカリ電池の負極活物質に用いることにより、水素
ガスの発生を抑制し耐食性を向上でき、耐漏液性に優
れ、しかも電池性能のバラツキを低減し製品品質の安定
化を図ることができる。
【図１】本発明の実施例におけるアルカリマンガン電池
の半断面図
の半断面図
１ 正極合剤 ２ 負極 ３ セパレ−タ ４ 負極集電体 ５ 正極端子キャップ ６ 金属ケ−ス ７ 外装缶 ８ 樹脂封口体 ９ 底板
───────────────────────────────────────────────────── 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 (56)参考文献 特開 平５−182661（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−101824（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−56366（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/42 H01M 4/06 - 4/12
Claims (2)
- 【請求項１】 水銀無添加の亜鉛合金粉末が２００メッ
シュよりも細かい微粉末を含有し、前記微粉末の含有量
が０．３重量％以下である亜鉛合金粉末を用いることを
特徴とする水銀無添加アルカリ電池。 - 【請求項２】 水銀無添加アルカリ電池の製造方法であ
って、水銀無添加の亜鉛合金粉末において、２００メッ
シュよりも細かい微粉末の含有量を０．３重量％以下に
することにより前記亜鉛合金粉末中の鉄分の含有量を低
減することを特徴とする水銀無添加アルカリ電池の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24785393A JP3111773B2 (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | 水銀無添加アルカリ電池とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24785393A JP3111773B2 (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | 水銀無添加アルカリ電池とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07105948A JPH07105948A (ja) | 1995-04-21 |
| JP3111773B2 true JP3111773B2 (ja) | 2000-11-27 |
Family
ID=17169631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24785393A Expired - Fee Related JP3111773B2 (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | 水銀無添加アルカリ電池とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3111773B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6284410B1 (en) * | 1997-08-01 | 2001-09-04 | Duracell Inc. | Zinc electrode particle form |
-
1993
- 1993-10-04 JP JP24785393A patent/JP3111773B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07105948A (ja) | 1995-04-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |