JPH01307160A - アルカリ電池 - Google Patents
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- JPH01307160A JPH01307160A JP13436888A JP13436888A JPH01307160A JP H01307160 A JPH01307160 A JP H01307160A JP 13436888 A JP13436888 A JP 13436888A JP 13436888 A JP13436888 A JP 13436888A JP H01307160 A JPH01307160 A JP H01307160A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/06—Electrodes for primary cells
-
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明はアルカリ電池に関し、詳しくは負極活物質とし
て用いられる亜鉛合金粉末が低木化または無氷化におい
ても放電性能を高い水準に維持できるアルカリ電池に関
するものである。
て用いられる亜鉛合金粉末が低木化または無氷化におい
ても放電性能を高い水準に維持できるアルカリ電池に関
するものである。
［従来の技術］
近年、例えば電卓、電子式時計、ラジオ、カメラ等の電
子機器の多様化、高度化に伴い、これら電子機器を駆動
するための電池も用途に応じた性能を発揮することが要
求され、多種多様の製品が出現するに至っている。特に
アルカリ液を電解液とするアルカリ電池は、従来から用
いられているマンガン乾電池に比べ、高密度、高出力の
電池が得られるところから、酸化銀電池、水銀電池、ア
ルカリマンガン電池、空気亜鉛電池等、用途に応じた多
種多様の電池が市販されるに至っている。
子機器の多様化、高度化に伴い、これら電子機器を駆動
するための電池も用途に応じた性能を発揮することが要
求され、多種多様の製品が出現するに至っている。特に
アルカリ液を電解液とするアルカリ電池は、従来から用
いられているマンガン乾電池に比べ、高密度、高出力の
電池が得られるところから、酸化銀電池、水銀電池、ア
ルカリマンガン電池、空気亜鉛電池等、用途に応じた多
種多様の電池が市販されるに至っている。
一般に、これらアルカリ電池は、負極活物質として亜鉛
または亜鉛合金粉末を用いているが、これら亜鉛または
亜鉛合金粉末は、電池内のアルカリ液中で長期保存下に
ガスを発生し、電池の膨れ、漏液、電池破裂等を起す原
因となっていた。そこでそのガス発生を抑えるために、
従来亜鉛または亜鉛合金粉末について３〜１０重量％の
水銀氷化をなし水素過電圧を上げることによりガス発生
を防止する対策がとられていた。
または亜鉛合金粉末を用いているが、これら亜鉛または
亜鉛合金粉末は、電池内のアルカリ液中で長期保存下に
ガスを発生し、電池の膨れ、漏液、電池破裂等を起す原
因となっていた。そこでそのガス発生を抑えるために、
従来亜鉛または亜鉛合金粉末について３〜１０重量％の
水銀氷化をなし水素過電圧を上げることによりガス発生
を防止する対策がとられていた。
しかるに、近年、公害防止の観点からこのアルカリ電池
中に含まれる水銀が問題視され、このため、電池に含ま
れる水銀量の低減もしくは無氷化を求める社会的要求が
高まってきている。
中に含まれる水銀が問題視され、このため、電池に含ま
れる水銀量の低減もしくは無氷化を求める社会的要求が
高まってきている。
そこで対策として、特開昭５８−２２５５６５号公報に
記載されているように、亜鉛粉末の合金化で水銀量の低
減もしくは無汞化をはかる試みが数多くなされ、一部そ
の実用化が進められている。
記載されているように、亜鉛粉末の合金化で水銀量の低
減もしくは無汞化をはかる試みが数多くなされ、一部そ
の実用化が進められている。
［発明が解決しようとする課題］
ところが、これに伴い新たな問題を生じるに至った。即
ち、アルカリ電池では負極側の集電体として、従来より
黄銅棒や銅メツキしたスチール缶等が用いられていたが
、これらの集電体と汞化亜鉛合金粉末との組合せでは、
電池作成時に多量に存在する汞化亜鉛合金粉末中の水銀
の一部が黄銅棒や銅メツキ缶を氷化し、これが亜鉛合金
粉末と集電体との電気的接触を良好に保つ役割を果たし
ていた。
ち、アルカリ電池では負極側の集電体として、従来より
黄銅棒や銅メツキしたスチール缶等が用いられていたが
、これらの集電体と汞化亜鉛合金粉末との組合せでは、
電池作成時に多量に存在する汞化亜鉛合金粉末中の水銀
の一部が黄銅棒や銅メツキ缶を氷化し、これが亜鉛合金
粉末と集電体との電気的接触を良好に保つ役割を果たし
ていた。
しかし、近年の低汞化、無汞化によれば、亜鉛合金粉末
中の余剰水銀が存在しなくなり、従来のような形での黄
銅棒や銅メツキ缶の氷化はできなくなる。
中の余剰水銀が存在しなくなり、従来のような形での黄
銅棒や銅メツキ缶の氷化はできなくなる。
従って亜鉛合金粉末と集電体との良好な電気的接触が保
てず、従来の汞化亜鉛合金粉末を使用していた時に比較
して、大幅に電池性能が劣化するという課題があった。
てず、従来の汞化亜鉛合金粉末を使用していた時に比較
して、大幅に電池性能が劣化するという課題があった。
この課題を解決するために、特開昭６１−９３５５８号
公報には、種々の元素を含有する亜鉛合金からなる集電
体が提案されている。
公報には、種々の元素を含有する亜鉛合金からなる集電
体が提案されている。
しかし、従来の黄銅を用いた集電体の引張り強さが３０
〜３５ｍｍ２であるのに対し、この亜鉛合金からなる集
電体の引張り強さは２０〜２５ｍｍ２と低いため、集電
体として用いるには強度不足であることから、部品製造
、電池組立時のトラブルが多く実用的ではないという問
題が生じた。
〜３５ｍｍ２であるのに対し、この亜鉛合金からなる集
電体の引張り強さは２０〜２５ｍｍ２と低いため、集電
体として用いるには強度不足であることから、部品製造
、電池組立時のトラブルが多く実用的ではないという問
題が生じた。
本発明は、以上の点に鑑み、負極活物質として低氷化亜
鉛合金粉末、特に無汞化亜鉛合金粉末を用いても、集電
体と亜鉛合金粉末との電気的接触を良好に保ち、電池特
性に優れ、また上記のようなトラブルの生じない実用的
なアルカリ電池を提供することを目的とする。
鉛合金粉末、特に無汞化亜鉛合金粉末を用いても、集電
体と亜鉛合金粉末との電気的接触を良好に保ち、電池特
性に優れ、また上記のようなトラブルの生じない実用的
なアルカリ電池を提供することを目的とする。
［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、黄銅
または銅メツキしたスチールからなる負極集電体の表面
を亜鉛合金で被覆することにより、被覆しない場合と比
べて、アルカリ電池の放電性能が著しく改善され、しか
も実用性にも優れていることを見出し、本発明に到達し
た。
または銅メツキしたスチールからなる負極集電体の表面
を亜鉛合金で被覆することにより、被覆しない場合と比
べて、アルカリ電池の放電性能が著しく改善され、しか
も実用性にも優れていることを見出し、本発明に到達し
た。
すなわち、本発明は亜鉛合金を被覆した負極集電体を用
いることを特徴とするアルカリ電池にある。
いることを特徴とするアルカリ電池にある。
本発明においては、上述のように亜鉛合金を被覆した負
極集電体を用いるものであるが、負極集電体としては、
黄銅棒や銅メツキ缶が用いられる。
極集電体を用いるものであるが、負極集電体としては、
黄銅棒や銅メツキ缶が用いられる。
また、亜鉛合金としては鉛、インジウム、カドミウムか
ら選ばれる少なくとも １種を含有するものが望ましい
。この亜鉛合金中の鉛等の添加元素の含有率は、０．０
０１〜０．５〜重量％程度が望ましい。
ら選ばれる少なくとも １種を含有するものが望ましい
。この亜鉛合金中の鉛等の添加元素の含有率は、０．０
０１〜０．５〜重量％程度が望ましい。
この亜鉛合金の被覆方法は特に制限されず、例゛えば亜
鉛合金溶湯に集電体を浸漬する方法や電気メツキ法、亜
鉛合金箔の圧着法、あるいは亜鉛合金の溶射法等が挙げ
られる。
鉛合金溶湯に集電体を浸漬する方法や電気メツキ法、亜
鉛合金箔の圧着法、あるいは亜鉛合金の溶射法等が挙げ
られる。
また、負極活物質として用いられる亜鉛合金粉末は、鉛
やアルミニウムを始めとしてインジウム、マグネシウム
、カルシウム、カドミウム、錫、ガリウム、タリウム、
銀等が一定量含有されたものが用いられる。この亜鉛合
金粉末の製造方法としては、例えば亜鉛溶湯中に、所望
により鉛、アルミニウム等の添加元素を所定量添加し、
撹拌して合金化させた後、圧縮空気によりアトマイズし
、粉体化させ、さらに篩い分けを行なって整粒して得ら
れた粉末を用いる。また、粉体化した亜鉛合金粉末にイ
ンジウム等をさらに添加した亜鉛合金粉末を用いてもよ
い。この亜鉛合金粉末中の添加元素の含有率は、０．０
０１〜０，５重量％が一般的である。
やアルミニウムを始めとしてインジウム、マグネシウム
、カルシウム、カドミウム、錫、ガリウム、タリウム、
銀等が一定量含有されたものが用いられる。この亜鉛合
金粉末の製造方法としては、例えば亜鉛溶湯中に、所望
により鉛、アルミニウム等の添加元素を所定量添加し、
撹拌して合金化させた後、圧縮空気によりアトマイズし
、粉体化させ、さらに篩い分けを行なって整粒して得ら
れた粉末を用いる。また、粉体化した亜鉛合金粉末にイ
ンジウム等をさらに添加した亜鉛合金粉末を用いてもよ
い。この亜鉛合金粉末中の添加元素の含有率は、０．０
０１〜０，５重量％が一般的である。
本発明においては、さらに、これらの亜鉛合金粉末を所
望の量の水銀で乾式または湿式汞化して得られる汞化亜
鉛合金粉末を用いてもよく、この場合、汞化亜鉛合金粉
末中の水銀含有率は０．５重量％以下と低汞化が望まし
い。
望の量の水銀で乾式または湿式汞化して得られる汞化亜
鉛合金粉末を用いてもよく、この場合、汞化亜鉛合金粉
末中の水銀含有率は０．５重量％以下と低汞化が望まし
い。
なお、アルカリ電池には電池内の内圧増大抑制を目的と
して、有機インヒビター、無機インヒビターが種々検討
されているが、本発明のアルカリ電池においてもこれら
との組合せにおいても良好な結果が期待できる。
して、有機インヒビター、無機インヒビターが種々検討
されているが、本発明のアルカリ電池においてもこれら
との組合せにおいても良好な結果が期待できる。
［作用コ
本発明の作用効果は十分に解明されていないが、推定す
るに負極活物質として低永化亜合金粉末あるいは無汞化
亜鉛合金粉末を用いた場合、従来においてはこれら亜鉛
合金粉末と集電体とは材質が異なり、従って電気的抵抗
が大となるのに対し、本発明では集電体の表面に亜鉛合
金を被覆しているため、負極活物質である亜鉛合金粉末
と集電体間の電気的接触が良好になるためと考えられる
。
るに負極活物質として低永化亜合金粉末あるいは無汞化
亜鉛合金粉末を用いた場合、従来においてはこれら亜鉛
合金粉末と集電体とは材質が異なり、従って電気的抵抗
が大となるのに対し、本発明では集電体の表面に亜鉛合
金を被覆しているため、負極活物質である亜鉛合金粉末
と集電体間の電気的接触が良好になるためと考えられる
。
また、本発明では、集電体に被覆した亜鉛が電池内で腐
食す°るのを抑制するために、鉛、インジウム、カドミ
ウムという水素過電圧が高い元素を用いているため、亜
鉛の腐食生成物である酸化亜鉛等が集電体表面に蓄積し
、負極活物質である亜鉛合金粉末と集電体との電気的接
触が劣化するのを回避することができる。
食す°るのを抑制するために、鉛、インジウム、カドミ
ウムという水素過電圧が高い元素を用いているため、亜
鉛の腐食生成物である酸化亜鉛等が集電体表面に蓄積し
、負極活物質である亜鉛合金粉末と集電体との電気的接
触が劣化するのを回避することができる。
［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。
説明する。
実施例１〜８
純度９９．９９７％以上の亜鉛地金を約５００℃で溶融
して、これに鉛、インジウムを第１表の組成となるよう
に添加し、亜鉛合金溶湯とした。
して、これに鉛、インジウムを第１表の組成となるよう
に添加し、亜鉛合金溶湯とした。
次に、黄銅からなる集電体を上記亜鉛合金溶湯に浸漬す
ることによって、集電体の負極活物質との接触部分を亜
鉛合金で被覆した。
ることによって、集電体の負極活物質との接触部分を亜
鉛合金で被覆した。
一方、負極活物質である亜鉛合金粉末としては第１表に
示す亜鉛合金粉末または氷化亜鉛合金粉末を用いた。
示す亜鉛合金粉末または氷化亜鉛合金粉末を用いた。
こうして得られた負極集電体および負極活物質を用い、
第１図に示すアルカリマンガン電池によって電池性能を
評価した。第１図のアルカリマンガン電池は、正極缶１
、正極２、負極３、セパレーター４、封口体５、負極底
板６、負極集電体７、キャップ８、熱収縮性樹脂チュー
ブ９、絶縁リングｔｏ、ｔｔ 、外装缶１２で構成され
ている。このアルカリマンガン電池を用いて放電負荷４
Ω、２０℃の放電条件により終止電圧０．９ｖまでの放
電持続時間を測定し、従来の黄銅からなる集電体を用い
、高氷化率の亜鉛合金粉末を用いた後述する比較例３の
放電持続時間を１００とした指数で結果を第１表に示し
た。
第１図に示すアルカリマンガン電池によって電池性能を
評価した。第１図のアルカリマンガン電池は、正極缶１
、正極２、負極３、セパレーター４、封口体５、負極底
板６、負極集電体７、キャップ８、熱収縮性樹脂チュー
ブ９、絶縁リングｔｏ、ｔｔ 、外装缶１２で構成され
ている。このアルカリマンガン電池を用いて放電負荷４
Ω、２０℃の放電条件により終止電圧０．９ｖまでの放
電持続時間を測定し、従来の黄銅からなる集電体を用い
、高氷化率の亜鉛合金粉末を用いた後述する比較例３の
放電持続時間を１００とした指数で結果を第１表に示し
た。
比較例１〜３
負極集電体は亜鉛被覆処理をしない黄銅のみからなるも
のを用い、負極活物質としては第１表に示す亜鉛合金粉
末または汞化亜鉛合金粉末を用いた。
のを用い、負極活物質としては第１表に示す亜鉛合金粉
末または汞化亜鉛合金粉末を用いた。
実施例１〜８と同様の方法で電池を作成し、放電試験を
行ない、比較例３の放電持続時間を１００とした指数で
結果を第１表に示した。
行ない、比較例３の放電持続時間を１００とした指数で
結果を第１表に示した。
第１表に示されるごとく、本発明に係わる実施例１〜８
は、従来の亜鉛被覆をしていない集電体を用い、かつ同
一組成の負極活物質を用いた比較例１〜２と比較して、
著しく電池性能が優れていることがわかる。
は、従来の亜鉛被覆をしていない集電体を用い、かつ同
一組成の負極活物質を用いた比較例１〜２と比較して、
著しく電池性能が優れていることがわかる。
また従来の高木化率亜鉛合金粉末を負極活物質を用いた
比較例３と比較しても、負極活物質として低汞化率ある
いは無氷化の亜鉛合金粉末を用いることによるデメリッ
トを十分に克服していることがわかる。
比較例３と比較しても、負極活物質として低汞化率ある
いは無氷化の亜鉛合金粉末を用いることによるデメリッ
トを十分に克服していることがわかる。
［発明の効果コ
以上説明のごとく、本発明のアルカリ電池は優れた放電
性能を示すことから、負極物質として低氷化亜鉛合金粉
末あるいは無汞化亜鉛合金粉末を用いた場合のアルカリ
電池として好適であり、また集電体の強度不足に起因す
る部品製造、電池組立時のトラブルも生じることなく実
用的である。
性能を示すことから、負極物質として低氷化亜鉛合金粉
末あるいは無汞化亜鉛合金粉末を用いた場合のアルカリ
電池として好適であり、また集電体の強度不足に起因す
る部品製造、電池組立時のトラブルも生じることなく実
用的である。
第１図は本発明に係わるアルカリマンガン電池の側断面
図を示す。 １・・・正極缶、 ２・・・正極、 ３・・・負極
、４・・・セパレーター、 ５・・・封口体、６・・・
負極底板、 ７・・・負極集電体、８・・・キャップ、
９・・・熱収縮性樹脂チューブ、ｔｏ、 ｉｔ・・・
絶縁リング、 １２・・・外装缶。 特許出願人 三井金属鉱業株式会社 代理人 弁理士 伊 東 辰 雄 代理人 弁理士 伊 東 哲 也
図を示す。 １・・・正極缶、 ２・・・正極、 ３・・・負極
、４・・・セパレーター、 ５・・・封口体、６・・・
負極底板、 ７・・・負極集電体、８・・・キャップ、
９・・・熱収縮性樹脂チューブ、ｔｏ、 ｉｔ・・・
絶縁リング、 １２・・・外装缶。 特許出願人 三井金属鉱業株式会社 代理人 弁理士 伊 東 辰 雄 代理人 弁理士 伊 東 哲 也
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、亜鉛合金を被覆した負極集電体を用いることを特徴
とするアルカリ電池。 ２、前記亜鉛合金が鉛、インジウム、カドミウムから選
ばれる少なくとも１種を含有する請求項１に記載のアル
カリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13436888A JPH01307160A (ja) | 1988-06-02 | 1988-06-02 | アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13436888A JPH01307160A (ja) | 1988-06-02 | 1988-06-02 | アルカリ電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01307160A true JPH01307160A (ja) | 1989-12-12 |
Family
ID=15126745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13436888A Pending JPH01307160A (ja) | 1988-06-02 | 1988-06-02 | アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01307160A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0529984A1 (en) * | 1991-08-23 | 1993-03-03 | Eveready Battery Company, Inc. | Burnished current collectors and alkaline cells containing them |
| JP2020177880A (ja) * | 2019-04-23 | 2020-10-29 | Fdk株式会社 | アルカリ電池 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6158163A (ja) * | 1984-07-27 | 1986-03-25 | Toshiba Battery Co Ltd | アルカリ・亜鉛電池 |
| JPS61218065A (ja) * | 1985-03-25 | 1986-09-27 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | アルカリ電池 |
| JPS6459768A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-07 | Alkali Dry Battery Eng Lab | Negative current collector for zinc-alkaline battery |
-
1988
- 1988-06-02 JP JP13436888A patent/JPH01307160A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6158163A (ja) * | 1984-07-27 | 1986-03-25 | Toshiba Battery Co Ltd | アルカリ・亜鉛電池 |
| JPS61218065A (ja) * | 1985-03-25 | 1986-09-27 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | アルカリ電池 |
| JPS6459768A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-07 | Alkali Dry Battery Eng Lab | Negative current collector for zinc-alkaline battery |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0529984A1 (en) * | 1991-08-23 | 1993-03-03 | Eveready Battery Company, Inc. | Burnished current collectors and alkaline cells containing them |
| JP2020177880A (ja) * | 2019-04-23 | 2020-10-29 | Fdk株式会社 | アルカリ電池 |
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