JPH02174067A - アルカリ電池 - Google Patents

アルカリ電池

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JPH02174067A
JPH02174067A JP32848588A JP32848588A JPH02174067A JP H02174067 A JPH02174067 A JP H02174067A JP 32848588 A JP32848588 A JP 32848588A JP 32848588 A JP32848588 A JP 32848588A JP H02174067 A JPH02174067 A JP H02174067A
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健一 篠田
Hirohiko Ota
太田 廣彦
Takashi Matsuo
隆 松尾
Kiyohide Tsutsui
清英 筒井
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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。

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に関するものである。
〈従来の技術〉 アルカリ−マンガン電池や酸化銀−亜鉛電池などのアル
カリ電池では、亜鉛を主体とする活物質粉末に、カルボ
キシメチルセルロースやポリアクリル酸ソーダ等のゲル
化剤、及びアルカリ電解液等を混ぜて作った亜鉛負極、
所謂ゲル状亜鉛負極を使用している。
これらのアルカリ電池では、電池の貯蔵中における負極
亜鉛の腐蝕を防ぎ、この腐蝕に因る電池の電気容量の低
下、及び電池内での水素ガス発生を抑制して、貯蔵性能
を向上させることを共通の課題とする。
この亜鉛の腐蝕は、基本的には亜鉛の水素過電圧が低い
ために起こることから、現用の電池では、負極に使用す
る亜鉛を氷化処理してその水素過電圧を高める方法が広
く用いられている。
ところで、上記のような氷化処理を行う場合、亜鉛の水
素過電圧を十分高くするためには、その氷化率を亜鉛に
対して5〜IO重量%としなければならない。このよう
に高い氷化率では環境上への影響面から好ましくない。
従って、このアルカリ電池においては、水銀使用量を大
幅に低減しあるいはなくすこと、具体的には亜鉛の氷化
率を1.0重量%以下とすることが強く望まれている。
アルカリ電池において従来より用いられている水銀量の
低減方法としては、水素過電圧を高める働きをする異種
金属(例えば鉛、アルミニウム、インジウム、ガリウム
、ビスマス等)を亜鉛に添加し合金化させる方法がある
また、有機系のインヒビターを用いることも提案されて
いる。このような有機インヒビターとしては、エチレン
オキシド重合体(特開昭48−43130号)、メルカ
プトカルボン酸(特開昭50−32437号)、アミノ
ナフタリンスルホン酸(特開昭50−32438号)、
あるいはパーフルオロ有機化合物(特開昭81−270
63号)などが提案されている。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、異種金属を添加して水銀使用量を抑える
方法では、氷化率1.5重量%程係程限度で、これ以下
、例えば汞化率1,0重量%以下とした場合には、充分
な耐蝕効果が得られない。
一方、有機系のインヒビターを用いた場合は、初期の耐
蝕性はある程度認められるものの、安定性に欠け、長期
保存後における性能低下が大きく、亜鉛の腐蝕を有効に
抑制できない。
この発明は、氷化率1.0重量%以下に低水銀化し、あ
るいは無水銀化した場合でも、亜鉛の耐蝕性が長期に亘
って高く、従って貯蔵性能の優れた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〉 この発明のアルカリ電池は、亜鉛粉末または鉛、インジ
ウム、ビスマス、ガリウム、アルミニウムの少なくとも
1種を含有してなる亜鉛合金粉末に、含フッ素シラン系
化合物を添加してなる亜鉛負極を用いたことを要旨とす
る。
上記含フッ素シラン系化合物としては、例えばC7FI
5CONHCH2CH2Si(OCH)  、あるいは CF  N P r CH2CH2S t(OCH3)
3などが挙げられ、またこれらは、三菱金属■製の反応
性有機フッ素化合物(商品名: HP−150,MP−
180)として、それぞれ入手できる。
また、この含フッ素シラン系化合物の使用量は、具体的
に特定することは困難であるが、極微量でも有効である
ものと思われる。
そして、本発明においては、後述する通り、これら亜鉛
粉末ないし亜鉛合金粉末を氷化率1.0重量%以下、あ
るいは無氷化で用いた場合においても、高い耐蝕効果が
得られる。
く作用〉 有機インヒビターの添加による耐蝕性向上の原理は、そ
の有機インヒビターが亜鉛表面に吸着してその表面を被
覆することで、保存中における亜鉛の防蝕がなされるも
のと考えられる。
この際、亜鉛表面への吸着の態様ないし度合いが、有機
インヒビターの種類により異なるものと考えられる。
そして、本発明の含フッ素シラン系化合物の場合、この
吸着の度合いが強いものと考えられる。即ち、亜鉛粉末
または亜鉛合金粉末にこの含フッ素シラン系化合物を付
着させた場合、以下の通り、化合物中の親水基である S i (OCH3)aが亜鉛表面と強固に結合し、一
方亜鉛表面に並んだ疎水基であるペルフルオロアルキル
基が、撥水性及び耐アルカリ性を示してアルカリ水溶液
を遮断し、これにより長期に亘って亜鉛の腐蝕が防止さ
れ、結果的に優れた耐蝕性が得られるものと考えられる
上記2式において、R2はCtFtq、またはCsF+
7を表わす。
〈実施例〉 以下に実施例を説明する。
三菱金属■製の反応性有機フッ素化合物(製品名: H
P−150,MP−160)をエタノール水溶液に0.
2重量%溶解させてなる溶液に、亜鉛粉末を1000g
を添加し、その後約100℃で乾燥しエタノール及び水
を飛ばして、上記の反応性有機フッ素化合物を付着させ
た亜鉛粉末を得た。尚、この亜鉛粉末における上記反応
性有機フッ素化合物の付着量は、亜鉛1g当たり 20
0 ppIllとなる。
この亜鉛粉末を60重量%と、ゲル化剤2重量%、並び
に40%の苛性カリ水溶液38重量%とを混合して、本
発明のゲル状亜鉛負極(試料No、 1 )を作った。
また、上記亜鉛粉末に代えて、鉛並びにインジウムを添
加し合金化させた亜鉛合金粉末(試料NO,2)、ある
いはアルミニウム、鉛並びにインジウムを添加し合金化
させた亜鉛合金粉末(試料No、 3 )をそれぞれ用
いた他は同様にして、本発明のゲル状亜鉛負極(試料N
o、2.3)を作製した。
更に、上記亜鉛粉末に代え、鉛並びにインジウムを添加
し合金化させた亜鉛合金粉末を氷化率0.5重量%(試
料Nα4) あるいは氷化率1.0重量%(試料Nα5
)でそれぞれ氷化させたものを用いた他は同様にして、
本発明のゲル状亜鉛負極(試料No、4. 5)を作製
した。
一方、鉛、アルミニウム並びにインジウムを添加し合金
化させた亜鉛合金粉末を氷化率1.5重量%で氷化させ
たものを上記と同じ割合でゲル化剤並びに苛性カリ水溶
液と混合して比較用のゲル状亜鉛負極(試料No、 6
 )を、また鉛並びにインジウムを添加し合金化させた
亜鉛合金粉末を汞化率0,5重量%で氷化させたものを
用いた他は同様にして比較用のゲル状亜鉛負極(試料N
α7)を、それぞれ作製した。
また、鉛並びにインジウムを添加し合金化させた亜鉛合
金粉末を氷化率0.5重量%で氷化させ、且つパーフル
オロ有機化合物(デュポン社製のZonyl FSN)
を亜鉛1gに対して200 ppm添加したものを上記
と同じ割合でゲル化剤並びに苛性カリ水溶液と混合して
比較用のゲル状亜鉛負極(試料No、 8 )を作製し
た。
尚、上記各異種金属の添加量はそれぞれ、鉛500 p
pm、アルミニウム500ppm  、インジウム20
0ppmである。
そして、これらのゲル状亜鉛負極について、それぞれ以
下のガス発生試験を行った。
即ち、上記ゲル状亜鉛負極5gを採り、これをガラス製
容器内に入れた後、この容器内に流動パラフィンを充填
し、また容器開口部をメスピペットで塞いだ。
次いで、この容器を温度60℃の恒温水槽に入れ、20
日間経過後における水素ガスの発生量を測定した。この
結果を第1表に示した。表中、0内は5日経過時点での
ガス発生量(μ]/g)である。
第1表 この結果から、本発明のゲル状亜鉛負極(試料No、 
1〜5)においては、ガス発生量が長期に亘って有効に
抑えられている。
また、従来の有機インヒビターを用いた試料NO,8で
は、5日経過時点のガス発生量は少ないが、20日経過
後におけるガス発生量は多く、従って長期保存性能が劣
っている。
次に、試料Nα3〜5(本発明品)並びに、試料Nα6
.8(比較品)のゲル状亜鉛負極をそれぞれ用いてLR
6の筒形アルカリ−マンガン電池を各々作製し、これら
の電池を温度20℃において抵抗■0Ωで終止電圧0,
9vまで連続放電させた時の放電時間(時間)を測定し
た。
結果は第2表に示した通りであり、本発明のゲル状亜鉛
負極を用いた電池の性能は、比較のゲル状亜鉛負極を用
いた電池と同程度であった。
尚、試料Nへ8の性能低下は、添加剤として用いたパー
フルオロ有機化合物によるものと思われる。
第2表 る亜鉛合金粉末を用いた例であるが、亜鉛に鉛。
インジウム、ビスマス、ガリウム、アルミニウムから選
んだ少なくとも1種の異種金属を1種ないし2種以上併
用した亜鉛合金粉末の場合も、同様ないし次善の効果が
得られた。
〈発明の効果〉 以上のように、本発明によれば、ゲル状亜鉛負極に用い
る亜鉛の氷化率を1.0重量%以下ないし無氷化とした
場合でも、亜鉛の耐蝕性が十分に高く、またこの高い耐
蝕性を長期間維持することができる、貯蔵性能の優れた
アルカリ電池を提供することができる。
特許出願人   富士電気化学株式会社尚、以上は亜鉛
粉末、ないし亜鉛とアルミニウム、鉛あるいはインジウ
ムの異種金属からな代 理  人 尾  股 イ丁 雄

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、亜鉛粉末または鉛、インジウム、ビスマス、ガリウ
    ム、アルミニウムの少なくとも1種を含有してなる亜鉛
    合金粉末に、含フッ素シラン系化合物を添加してなる亜
    鉛負極を用いたことを特徴とするアルカリ電池。
JP32848588A 1988-12-26 1988-12-26 アルカリ電池 Expired - Fee Related JP2755977B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7563537B2 (en) * 2005-11-30 2009-07-21 Rovcal, Inc. Ionically conductive clay additive for use in electrochemical cells
CN114976055A (zh) * 2022-06-14 2022-08-30 浙江大学 一种用于锌基液流电池的硅醇薄膜的原位制备方法

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US7563537B2 (en) * 2005-11-30 2009-07-21 Rovcal, Inc. Ionically conductive clay additive for use in electrochemical cells
CN114976055A (zh) * 2022-06-14 2022-08-30 浙江大学 一种用于锌基液流电池的硅醇薄膜的原位制备方法
CN114976055B (zh) * 2022-06-14 2023-09-29 浙江大学 一种用于锌基液流电池的硅醇薄膜的原位制备方法

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