JP3265673B2 - マンガン乾電池 - Google Patents
マンガン乾電池Info
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- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
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- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水銀、カドミウムを含ま
ないマンガン乾電池に関する。
ないマンガン乾電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、マンガン乾電池の負極缶の加工
性、機械的強度を高め、さらに負極の腐食（電池の自己
消耗）を防止するために、一般的に負極缶を構成する亜
鉛に０．０３〜０．１重量％のカドミウムと０．１〜
０．８重量％の鉛を添加している。
性、機械的強度を高め、さらに負極の腐食（電池の自己
消耗）を防止するために、一般的に負極缶を構成する亜
鉛に０．０３〜０．１重量％のカドミウムと０．１〜
０．８重量％の鉛を添加している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これらの添加金属は、
近年使用済み乾電池の環境汚染問題で問題視されつつあ
る。現在、マンガン乾電池中の水銀については、ほぼ無
添加で生産されているが、カドミウム、鉛についても無
添加での生産が急務である。
近年使用済み乾電池の環境汚染問題で問題視されつつあ
る。現在、マンガン乾電池中の水銀については、ほぼ無
添加で生産されているが、カドミウム、鉛についても無
添加での生産が急務である。
【０００４】しかしながら、亜鉛合金よりなる負極缶中
からカドミウム、鉛を除去すると、負極缶の加工性、機
械的強度が急激に低下し、さらに亜鉛の腐食が起こりや
すくなることが知られている。
からカドミウム、鉛を除去すると、負極缶の加工性、機
械的強度が急激に低下し、さらに亜鉛の腐食が起こりや
すくなることが知られている。
【０００５】この問題点を解決するための手段として、
亜鉛合金中にマンガンやマグネシウムを添加すること
は、公知の事実である（特開昭５０−１１５７６号公
報、特公昭５６−１４３６６２号公報）。
亜鉛合金中にマンガンやマグネシウムを添加すること
は、公知の事実である（特開昭５０−１１５７６号公
報、特公昭５６−１４３６６２号公報）。
【０００６】これらの金属を亜鉛中に添加し合金化する
ことにより、負極缶の加工性、機械的強度は、従来のカ
ドミウム、鉛を添加した亜鉛合金により作成した負極缶
と比べると同等以上の加工性、機械的強度が得られる
が、亜鉛の腐食防止という点では、従来のカドミウム、
鉛を添加した亜鉛合金により作成した負極缶と比べると
劣っている。
ことにより、負極缶の加工性、機械的強度は、従来のカ
ドミウム、鉛を添加した亜鉛合金により作成した負極缶
と比べると同等以上の加工性、機械的強度が得られる
が、亜鉛の腐食防止という点では、従来のカドミウム、
鉛を添加した亜鉛合金により作成した負極缶と比べると
劣っている。
【０００７】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、水銀、カドミウムを含まずに、従来のカ
ドミウムを含んだ負極缶と同等の加工性、機械的強度を
保持し、さらに亜鉛の腐食防止という点でも同等の特性
を有する負極缶を使用したマンガン乾電池を提供するこ
とを目的とする。
されたもので、水銀、カドミウムを含まずに、従来のカ
ドミウムを含んだ負極缶と同等の加工性、機械的強度を
保持し、さらに亜鉛の腐食防止という点でも同等の特性
を有する負極缶を使用したマンガン乾電池を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、下記成分を含有する亜鉛合金よりなる負極
缶を使用した水銀無添加のマンガン乾電池である。
に本発明は、下記成分を含有する亜鉛合金よりなる負極
缶を使用した水銀無添加のマンガン乾電池である。
【０００９】
【００１０】（１）カドミウムを含有せず、鉛含有量が
０．０１〜０．８重量％で、かつインジウム０．００１
〜０．０５重量％、ビスマス０．００１〜０．００５重
量％、カルシウム０．０００５〜０．０１重量％のうち
少なくとも２種以上の金属を含有する。
０．０１〜０．８重量％で、かつインジウム０．００１
〜０．０５重量％、ビスマス０．００１〜０．００５重
量％、カルシウム０．０００５〜０．０１重量％のうち
少なくとも２種以上の金属を含有する。
【００１１】
【００１２】（２）カドミウム、鉛を含有せず、インジ
ウム０．００１〜０．０５重量％、ビスマス０．００１
〜０．００５重量％、カルシウム０．０００５〜０．０
１重量％のうち少なくとも２種以上の金属を含有する。
ウム０．００１〜０．０５重量％、ビスマス０．００１
〜０．００５重量％、カルシウム０．０００５〜０．０
１重量％のうち少なくとも２種以上の金属を含有する。
【００１３】
【作用】本発明の成分の負極缶を使用することにより、
負極缶用亜鉛合金中にカドミウムがない場合でも、従来
の負極缶の材料であるカドミウム、鉛を含有した亜鉛合
金を使用して作成した負極缶と同等の加工性と機械的強
度を得ることができる。さらに、亜鉛の腐食防止につい
ても同等、もしくはそれ以上の効果が得られる。
負極缶用亜鉛合金中にカドミウムがない場合でも、従来
の負極缶の材料であるカドミウム、鉛を含有した亜鉛合
金を使用して作成した負極缶と同等の加工性と機械的強
度を得ることができる。さらに、亜鉛の腐食防止につい
ても同等、もしくはそれ以上の効果が得られる。
【００１４】また、カドミウムのみならず鉛を含有しな
い場合でも本発明によれば、従来の負極缶の材料である
カドミウム、鉛を含有した亜鉛合金を使用して作成した
負極缶と同等の効果が得られる。
い場合でも本発明によれば、従来の負極缶の材料である
カドミウム、鉛を含有した亜鉛合金を使用して作成した
負極缶と同等の効果が得られる。
【００１５】そしてマンガン乾電池に上記金属元素を添
加した場合は、亜鉛の腐食防止効果だけでなく、負極缶
の強度を高める効果もあわせて得られる。
加した場合は、亜鉛の腐食防止効果だけでなく、負極缶
の強度を高める効果もあわせて得られる。
【００１６】
【実施例】以下本発明の一実施例について説明する。
【００１７】低周波誘導炉を使用し、純度９９．９９％
の亜鉛を約５００℃で溶融し、これに表１，２に示す各
元素の所定量を添加して亜鉛合金溶湯を作成した。
の亜鉛を約５００℃で溶融し、これに表１，２に示す各
元素の所定量を添加して亜鉛合金溶湯を作成した。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】なお、表２中の比較例１は、従来から一般
的に使用されている鉛０．２０重量％、カドミウム０．
０５重量％含有負極缶用亜鉛合金である。
的に使用されている鉛０．２０重量％、カドミウム０．
０５重量％含有負極缶用亜鉛合金である。
【００２１】次に、この亜鉛合金溶湯を冷却しながら所
定厚さの板状に圧延し、この金属板を所定の大きさの丸
型、もしくは六角型の小片にプレスで打ち抜いた。そし
てこの小片をインパクト成型法を用いマンガン乾電池用
負極缶を作成した。
定厚さの板状に圧延し、この金属板を所定の大きさの丸
型、もしくは六角型の小片にプレスで打ち抜いた。そし
てこの小片をインパクト成型法を用いマンガン乾電池用
負極缶を作成した。
【００２２】このようにして作成した負極缶の機械的強
度を比較するために、以下に示すような測定法を用い、
各成分の負極缶の機械的強度を測定した。
度を比較するために、以下に示すような測定法を用い、
各成分の負極缶の機械的強度を測定した。
【００２３】図１に示すように各成分の負極缶１２をＶ
ブロック１１上に設置し、負極缶開口部から１０mmの位
置に円錐状の圧力端子１３を当て押す。この圧力端子の
当たっている点の圧力端子の移動方向の変移量と、この
点に掛る力を記録計で記録する。Ｒ２０（単１）サイズ
の負極缶では変移量が約４mmでほぼ一定値を示すので、
４mm変移時に測定点に掛る力を、便宜上、各負極缶の機
械的強度とする。
ブロック１１上に設置し、負極缶開口部から１０mmの位
置に円錐状の圧力端子１３を当て押す。この圧力端子の
当たっている点の圧力端子の移動方向の変移量と、この
点に掛る力を記録計で記録する。Ｒ２０（単１）サイズ
の負極缶では変移量が約４mmでほぼ一定値を示すので、
４mm変移時に測定点に掛る力を、便宜上、各負極缶の機
械的強度とする。
【００２４】次に、各成分の負極缶の腐食防止の効果を
評価するために、各成分の負極缶を使用して電解液中で
の水素ガス発生試験を行った。なお、ガス発生試験は、
電解液として塩化亜鉛３０重量％、塩化アンモニウム
１．９重量％のもの５mlを用い、一定重量に切断した負
極缶を４５℃一定の電解液中に浸漬して測定した。
評価するために、各成分の負極缶を使用して電解液中で
の水素ガス発生試験を行った。なお、ガス発生試験は、
電解液として塩化亜鉛３０重量％、塩化アンモニウム
１．９重量％のもの５mlを用い、一定重量に切断した負
極缶を４５℃一定の電解液中に浸漬して測定した。
【００２５】機械的強度、ガス発生量の測定結果を表
１，２に示す。この表からわかるように、実施例１〜１
３の鉛含有亜鉛合金においては、強度、ガス発生量とも
に比較例１，２の合金に対して、強度維持の効果、水素
ガス発生抑制効果が大きいことがわかる。また、実施例
１４〜２４の鉛を含有しない亜鉛合金については、実施
例１〜１３の鉛含有亜鉛合金に比べると、若干水素ガス
抑制効果が劣るが、これらについても比較例１，２の合
金に対して、上記効果が大であるといえる。
１，２に示す。この表からわかるように、実施例１〜１
３の鉛含有亜鉛合金においては、強度、ガス発生量とも
に比較例１，２の合金に対して、強度維持の効果、水素
ガス発生抑制効果が大きいことがわかる。また、実施例
１４〜２４の鉛を含有しない亜鉛合金については、実施
例１〜１３の鉛含有亜鉛合金に比べると、若干水素ガス
抑制効果が劣るが、これらについても比較例１，２の合
金に対して、上記効果が大であるといえる。
【００２６】なお、各成分元素の含有量がＩｎは０．０
０１〜０．０５重量％、Ｂｉは０．００１〜０．００５
重量％、Ｃａは０．０００５〜０．０１重量％の範囲を
逸脱した場合には、従来のカドミウム、鉛を添加した亜
鉛合金を使用した負極缶より負極缶の加工性は悪くな
り、機械的強度も添加量が少ない場合は柔らかく、また
添加量が多い場合には、圧延時にもろくなり亀裂が生じ
る。さらには電池保存時に実用的な放電性能が維持でき
ないという問題が生じる。
０１〜０．０５重量％、Ｂｉは０．００１〜０．００５
重量％、Ｃａは０．０００５〜０．０１重量％の範囲を
逸脱した場合には、従来のカドミウム、鉛を添加した亜
鉛合金を使用した負極缶より負極缶の加工性は悪くな
り、機械的強度も添加量が少ない場合は柔らかく、また
添加量が多い場合には、圧延時にもろくなり亀裂が生じ
る。さらには電池保存時に実用的な放電性能が維持でき
ないという問題が生じる。
【００２７】これらの結果より各成分元素の含有量は上
記範囲にあることが必要であり、それにより従来のカド
ミウムを含んだ負極缶と同等の加工性、機械的強度を保
持し、さらに亜鉛の腐食防止という点でも同等の特性を
有するものである。そして実施例９〜１１に対して比較
例４、実施例２０〜２２に対して比較例６を対比すれば
明らかなようにＢｉ元素単体では機械的強度が弱く問題
であり、強度補強としてもＩｎ，Ｃａの元素添加が必要
である。
記範囲にあることが必要であり、それにより従来のカド
ミウムを含んだ負極缶と同等の加工性、機械的強度を保
持し、さらに亜鉛の腐食防止という点でも同等の特性を
有するものである。そして実施例９〜１１に対して比較
例４、実施例２０〜２２に対して比較例６を対比すれば
明らかなようにＢｉ元素単体では機械的強度が弱く問題
であり、強度補強としてもＩｎ，Ｃａの元素添加が必要
である。
【００２８】図２は本発明に係わるマンガン乾電池の半
断面図である。
断面図である。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明の負極缶は、マンガ
ン乾電池の構成部品として用いることにより、従来の負
極缶の材料であるカドミウム、鉛を含有した亜鉛合金を
使用して作成した負極缶と同等の機械的強度（電池製造
時に必要な）が得られ、さらに電池保存時の防食効果
も、従来負極缶と比べ、同等もしくはそれ以上のレベル
で維持し得る環境汚染の少ない有用なマンガン乾電池を
提供できるものである。
ン乾電池の構成部品として用いることにより、従来の負
極缶の材料であるカドミウム、鉛を含有した亜鉛合金を
使用して作成した負極缶と同等の機械的強度（電池製造
時に必要な）が得られ、さらに電池保存時の防食効果
も、従来負極缶と比べ、同等もしくはそれ以上のレベル
で維持し得る環境汚染の少ない有用なマンガン乾電池を
提供できるものである。
【図１】負極缶の機械的強度測定法を示す図
【図２】本発明における円筒型マンガン乾電池の半断面
図
図
１１ Ｖブロック １２ 負極缶 １３ 円錐状圧力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/06 - 4/42 H01M 6/18
Claims (2)
- 【請求項１】 カドミウムを含有せず、鉛含有量が０．
０１〜０．８重量％であり、かつインジウム０．００１
〜０．０５重量％、ビスマス０．００１〜０．００５重
量％、カルシウム０．０００５〜０．０１重量％のうち
少なくとも２種以上の金属を含有する亜鉛合金よりなる
負極缶を使用する水銀無添加のマンガン乾電池。 - 【請求項２】カドミウム、鉛を含有せず、インジウム
０．００１〜０．０５重量％、ビスマス０．００１〜
０．００５重量％、カルシウム０．０００５〜０．０１
重量％のうち少なくとも２種以上の金属を含有する亜鉛
合金よりなる負極缶を使用する水銀無添加のマンガン乾
電池。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP01401193A JP3265673B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | マンガン乾電池 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3265673B2 (ja) |
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| DE19615724A1 (de) * | 1996-04-20 | 1997-10-23 | Varta Batterie | Galvanische Zelle |
| JPH1040904A (ja) * | 1996-07-19 | 1998-02-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マンガン乾電池 |
| CN1315210C (zh) * | 2003-12-01 | 2007-05-09 | 深圳市中金岭南科技有限公司 | 碱性锌锰电池用无汞无镉锌粉及其生产方法 |
| CN107354345A (zh) * | 2017-07-12 | 2017-11-17 | 绍兴市天龙锡材有限公司 | 一种热沉锌基微合金 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP3018715B2 (ja) * | 1992-02-26 | 2000-03-13 | 松下電器産業株式会社 | 亜鉛アルカリ電池の製造法 |
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- 1993-01-29 JP JP01401193A patent/JP3265673B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-01-25 CA CA002114158A patent/CA2114158C/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-01-26 KR KR1019940001373A patent/KR0132019B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1994-01-26 MY MYPI94000205A patent/MY116206A/en unknown
- 1994-01-27 DE DE69432496T patent/DE69432496T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-01-27 EP EP94101221A patent/EP0608887B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-01-29 CN CN94101178A patent/CN1045352C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2114158A1 (en) | 1994-07-30 |
| JPH06231756A (ja) | 1994-08-19 |
| EP0608887A3 (en) | 1998-04-01 |
| DE69432496T2 (de) | 2004-03-04 |
| EP0608887B1 (en) | 2003-04-16 |
| CN1045352C (zh) | 1999-09-29 |
| CA2114158C (en) | 2001-11-27 |
| KR940019021A (ko) | 1994-08-19 |
| MY116206A (en) | 2003-12-31 |
| CN1092908A (zh) | 1994-09-28 |
| EP0608887A2 (en) | 1994-08-03 |
| KR0132019B1 (ko) | 1998-04-24 |
| DE69432496D1 (de) | 2003-05-22 |
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