JPH01105466A - アルカリ電池用負極亜鉛ゲルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はアルカリ電池の負極に用いる負極亜鉛ゲルの
製造方法に関する。

（従来の技術） 亜鉛の汞化のための水銀は、一種の公害物質であるとこ
ろから、現在では水銀の含有量を低下させるための亜鉛
合金の開発が種々なされている。

その一つは、亜鉛に対して微量金属元素を含有させる方
法であり、例えばＩｎ、Ｐｂ、Ａ、０．ＴＪ！、Ｃｄ等
の金属を溶融亜鉛中にｐｐｍオーダーで含有させ、噴霧
によって粉末状の亜鉛合金粉を得るようにしている。

また、他の方法としては、例えば特開昭６１−１３３５
６０号公報に示すように、ゲル状アルカリ電解液に、従
来の金属水銀に替えて酸化水銀を分散させ、亜鉛または
以上のように合金化された粉末を汞化させる方法がある
。

そして、前者にあっては、亜鉛自体の性質を変化させる
ことによって水銀を表面に保持し易くし、後者にあって
は亜鉛表面を均一に被覆させ、より少ない水銀量でも金
属水銀によって汞化させた場合と同様の被覆状態を得よ
うとするものであり、いずれも亜鉛を低汞化させた場合
において一定の成果を上げ、ガス発生抑制効果を発揮す
る上で有効であるとされていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、これらの方法では、従来の高い水銀の含
有量での汞化率よりもある程度汞化率を抑制した状態で
所定の成果があるが、さらに厳しい条件である汞化率１
％以下ではいずれもガス発生抑制効果が少なかった。

このような工夫にも拘らず、低木化率でガス発生抑制効
果を減するのは、以下の理由が考えられている。

つまり、一般には亜鉛ないしその合金粉末の表面を水銀
で完全に覆うことによって汞化状態が達成される。

したがって、水銀量が多いほど、つまり汞化率が高いほ
どガス発生抑制効果が高いものとなる。

逆に少ない水銀量であっても、前述のごとく粒子表面に
付着し易くしたり、表面を均一に覆えるようにすれば、
ガス発生抑制効果が高いものとなるのは前記の通りであ
る。

一方、前記亜鉛またはその合金を粉末状に形成した状態
では、その粒子の表面には顕微鏡的に疑似六角形状をな
す結晶粒界、亜粒界が形成されており、亜鉛の表面に付
着した水銀は、この結晶粒界に沿って粒内に浸透する。

したがって、水銀の絶対量が極めて少ない状態において
は、亜鉛の表面に対して水銀を付着し易くしたり、均一
に覆った場合であっても、結晶粒界に沿った水銀の粒内
への浸透拡散によって、表面の汞化状態が低下するもの
と考えられる。

この発明は以上の作用に着目してなされたものであり、
その目的は、水銀を亜鉛またはその合金粉末表面に付着
し易くするとともに、粒内浸透を防止することによって
、低木化率であっても十分なガス発生抑制効果を得られ
るようにしたアルカリ電池用負極亜鉛ゲルのＩ！！遣方
法を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するため、この発明は、ゲル状アルカリ
電解液にＩｎ、Ｃｄの酸化物粉末を分散混合し、次いで
亜鉛ないし亜鉛合金粉末を前記混合物内に添加して分散
混合し、しかる後に酸化水銀粉末を添加し、混合撹拌し
て未化せしめるようにしたことを要旨とするものである
。

（作　用） 前記Ｉｎ、Ｃｄは水銀に対して相溶性の高い物質であり
、かつ亜鉛ないし亜鉛合金の最も活性化した部分である
結晶粒界に沿って亜鉛表面に付着し、その後ゲル状アル
カリ電解液中に投入された酸化水銀中の水銀に強固に結
合し、その結果亜鉛粒内への水銀の浸透拡散が阻止でき
るものと推察される。

したがって、少量の水銀であっても亜鉛表面の汞化状態
を良好に維持できる。

（実　論　例） 以下、この発明方法を第１図を参照して順をおって説明
する。

図において、前記ゲル状アルカリ電解液は、２ｎｏを飽
和させた４０重量％ＫＯＨ溶液にＣＭＣを添加しゲル化
させたものである。

次にこのゲル状アルカリ電解液中に混合分散されるＩｎ
酸化物およびＣｄ酸化物は、水銀に対する相溶性の高い
物質として亜鉛ないし亜鉛合金粉の表面に付着し、水銀
と亜鉛ないしその合金粉とのあいだを結合する媒体であ
り、その添加量はゲル状アルカリ電解液に対して■ｎ２
０３を０．０１〜０．１重量％、ＣｄＯを０．０５〜０
．２重量％添加する。

これら酸化物を混合した状態におけるアルカリ電解液の
撹拌時間は可及的に短時間が良い。

なぜならば、長期撹拌した場合にはゲル状アルカリ電解
液中に含まれているＣＭＣ等の増粘剤の組織を分断し、
粘度低下をきたすからである。

しかしながら、これらのゲル状アルカリ電解液に対する
含有量は少量であるから、短期の撹拌によって均一に混
合分散する。

次いで、以上のごとく酸化物を分散したゲル状アルカリ
電解液中に亜鉛ないし亜鉛合金粉末をゲル状アルカリ電
解液に対して１５０〜１７０重量％添加し、同じく混合
撹拌によって均一に分散する。この場合においても前記
と同様に可及的に短時間撹拌をすることによって粘性の
低下を防ぐことができる。

なお、亜鉛合金粉としては、溶融亜鉛中に微量のＡＪ　
、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｇａのうち少なくとも一種を含有させ、
空気または不活性ガス雰囲気中に噴霧して粉末状とした
ものを用いる。

次いで、以上の混合物中に酸化水銀を添加し、充分に撹
拌混合し、アルガリ電池用負極亜鉛ゲルを完成させる。

この酸化水銀の添加量は亜鉛ないしその合金粉に対して
汞化率１％以下の量とする。

また、未化を迅速均一に行うために、ゲル状アルカリ電
解液を３０〜６０℃に保つことが望ましい。

以上の工程を経て作製されたアルカリ電池用負極亜鉛ゲ
ル中の亜鉛ないしその合金粉は、第２図＜ａ）〜（ｃ）
に示すごとく形成される。

つまり、亜鉛ないし亜鉛合金１（以下亜鉛とのみ称する
）の表面には疑似六角形状をなす結晶粒界２が形成され
ている。

先にゲル状アルカリ電解液に分散されたＩｎ２Ｏ３およ
びＣｄＯはイオン化され、後から分散された亜鉛ないし
その合金粉とアルカリ電解液中でイオン交換し、Ｚｎ”
４オンを放出する替りに亜鉛１表面で最も活性な結晶粒
界２に沿って付着し、粒子３め状態となって配列される
。

その後に酸化水銀が添加されることによって、水銀イオ
ン４が相溶性の高い粒子３のＩｎおよびＣｄに付着する
（第２図中黒丸で示す）ので、亜鉛１の結晶粒界２の部
分に付着した水銀は粒内に浸透拡散することがなく、亜
鉛１の表面に強固に付着した状態に保持され、亜鉛１の
表面の汞化状態を維持することになるのである。

次に本発明と従来製法とによって作られた亜鉛負極ゲル
を用いてアルカリ電池を作製し、６０℃で１０日間保っ
た状態でのガス発生速度の相違を比較測定したところ、
以下の表に示す結果を得られた。

なお、比較に用いた従来製法の亜鉛負極ゲルは、亜鉛な
いしその合金粉をゲル状アルカリ電解液に混合分散した
後、汞化率０．５．１．０．１．５％となるように酸化
水銀を添加したものを用いた。

また、本発明ではゲル状アルカリ電解液に対してＩ　ｎ
２０３を０，０４重量％、ＣｄＯを０．１重量％添加し
たものについて、同様に亜鉛ないしその合金粉を添加し
た後、汞化率０．５．１，０．１．５％となるように酸
化水銀を添加したものを用いた。

一　　８　− ガス発生速度（μ鳶／ｇ−ｄａＶ） この表からも明らかなように、本発明では未化率が低い
状態下において、格段にガス発生が少なく、Ｉｎ２Ｏ３
，ＣｄＯの添加によって低木化状態下で、少量の水銀で
あっても亜鉛ないしその合金の表面を有効に被覆してい
ることを示唆している。

（効　果） 以上実施例によって詳細に説明したように、この発明方
法にあっては、少量の水銀であっても亜鉛表面の汞化状
態を良好に維持できる。

そしてこのことは、前記Ｉｎ、Ｃｄが水銀に対して相溶
性の高い物質であり、かつ亜鉛ないし亜鉛合金の最も活
性化した部分である結晶粒界に沿って亜鉛表面に付着し
、その後ゲル状電解液中に投入された酸化水銀中の水銀
に強固に結合する結果、水銀の粒内に対する浸透拡散が
阻止できるものと推察される。

したがって、この発明では低木化状態でのガス発生を防
ぐためのアルカリ電池用負極亜鉛ゲルの製造方法として
好適である。

＝　１１−

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）はこの発明の亜鉛負極ゲルの製造
手順を示す説明図、第２図（ａ）〜（ｃ）は製造された
亜鉛負極ゲルの作用機序を示す模式的説明図である。 １・・・亜鉛ないしその合金 ２・・・結晶粒界　　　　３・・・粒子４・・・水銀イ
オン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ゲル状アルカリ電解液にＩｎ、Ｃｄの酸化物粉末
   を分散混合し、次いで亜鉛ないし亜鉛合金粉末を前記混
   合物内に添加して分散混合し、しかる後に酸化水銀粉末
   を添加し、混合撹拌して汞化せしめるようにしたことを
   特徴とするアルカリ電池用負極亜鉛ゲルの製造方法。
2. （２）前記亜鉛合金粉末は、Ａｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｇａの
   うちの一種以上を含有することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載のアルカリ電池用負極亜鉛ゲルの製造
   方法。