JPH02216760A - 亜鉛アルカリ電池 - Google Patents
亜鉛アルカリ電池Info
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- JPH02216760A JPH02216760A JP3855689A JP3855689A JPH02216760A JP H02216760 A JPH02216760 A JP H02216760A JP 3855689 A JP3855689 A JP 3855689A JP 3855689 A JP3855689 A JP 3855689A JP H02216760 A JPH02216760 A JP H02216760A
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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
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/621—Binders
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- H01M4/06—Electrodes for primary cells
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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
本発明は環境問題に対応し、無水銀化、あるいは極低水
銀化された亜鉛アルカリ電池の負極部の構成に関する。
銀化された亜鉛アルカリ電池の負極部の構成に関する。
従来の技術
環境問題において、亜鉛アルカリ電池が含む水銀量の低
減が望まれ、究極として無水銀化が求められている。水
銀は亜鉛アルカリ電池の負極部の亜鉛粉末に合金として
添加されて用いられて、色々な作用を行なっている。ま
ず第一に亜鉛粉末表面での水の分解作用による水素ガス
発生を抑制することで電池の耐漏液性を高める。また、
亜鉛アルカリ電池の負極は電解質高分子、いわゆるゲル
化剤によってゲル化された電解液中に亜鉛粉末が分散さ
れた構造、いわゆるゲル負極となっているが、水銀は亜
鉛粉末同士の接触性をよくすることで、負極の放電特性
を改善する働きなどを行なっている。
減が望まれ、究極として無水銀化が求められている。水
銀は亜鉛アルカリ電池の負極部の亜鉛粉末に合金として
添加されて用いられて、色々な作用を行なっている。ま
ず第一に亜鉛粉末表面での水の分解作用による水素ガス
発生を抑制することで電池の耐漏液性を高める。また、
亜鉛アルカリ電池の負極は電解質高分子、いわゆるゲル
化剤によってゲル化された電解液中に亜鉛粉末が分散さ
れた構造、いわゆるゲル負極となっているが、水銀は亜
鉛粉末同士の接触性をよくすることで、負極の放電特性
を改善する働きなどを行なっている。
無水銀化は、上記のような水銀の役割を他の材料で補う
アプローチでなされるわけである。まず水素ガス発生の
抑制は、耐食性亜鉛合金の開発、および防食剤の開発で
行なわれ、亜鉛粉末同士の接触性は電子伝導材の添加お
よびゲル化剤の改良が行なわなければならない。
アプローチでなされるわけである。まず水素ガス発生の
抑制は、耐食性亜鉛合金の開発、および防食剤の開発で
行なわれ、亜鉛粉末同士の接触性は電子伝導材の添加お
よびゲル化剤の改良が行なわなければならない。
ここでゲｌし化剤の改良に着目する。ゲル化剤を使用し
たゲル負極は電池の性能において、反応表面積を多く取
れるため都合がよく、また、電池の製造においても負極
が液状で取扱うことができ都合がよい。
たゲル負極は電池の性能において、反応表面積を多く取
れるため都合がよく、また、電池の製造においても負極
が液状で取扱うことができ都合がよい。
発明が解決しようとする課題
従来、ゲル化剤としてカポキシメチルセルロースのＮａ
塩（以下、ＣＭＧと記す）や線状のポリアクリル酸のＮ
１Ｌ塩、グアガムなどが用いられている。これらを単独
で用いて無水銀の亜鉛アルカリ電池を構成すると放電特
性が非常に悪くなる。たとえば１Ω連続放電における放
電電圧のふらつき現象が起ったり、電池を床に落した後
、短絡電流を測定するいわゆる落下試験において短絡電
流がとれなくなる。
塩（以下、ＣＭＧと記す）や線状のポリアクリル酸のＮ
１Ｌ塩、グアガムなどが用いられている。これらを単独
で用いて無水銀の亜鉛アルカリ電池を構成すると放電特
性が非常に悪くなる。たとえば１Ω連続放電における放
電電圧のふらつき現象が起ったり、電池を床に落した後
、短絡電流を測定するいわゆる落下試験において短絡電
流がとれなくなる。
本発明は、亜鉛アルカリ電池の負極での水銀の低減に伴
ない、落下試験において短絡電流が低下する現象を解消
しようとするものである。
ない、落下試験において短絡電流が低下する現象を解消
しようとするものである。
課題を解決するための手段
本発明は、ゲル化剤として、主に重合度３０ｏ○以上の
直鎖分子を架橋してなる高重合度架橋型ポリアクリル酸
のアルカリ金属塩と、重合度２６ｏＯ以下の直鎖型ポリ
アクリル酸のアルカリ金属塩とをそれぞれ２．５〜４．
Ｏｗ ｔ％ 、 １．５〜３．０ｗｔＪ混合してゲル電
解液を調整し、このゲル電解液に対し適正量の亜鉛粉を
例えば重量比で１．９〜２．２混合してできたゲル負極
を用いて亜鉛アルカリ電池を構成することを特徴として
いる。
直鎖分子を架橋してなる高重合度架橋型ポリアクリル酸
のアルカリ金属塩と、重合度２６ｏＯ以下の直鎖型ポリ
アクリル酸のアルカリ金属塩とをそれぞれ２．５〜４．
Ｏｗ ｔ％ 、 １．５〜３．０ｗｔＪ混合してゲル電
解液を調整し、このゲル電解液に対し適正量の亜鉛粉を
例えば重量比で１．９〜２．２混合してできたゲル負極
を用いて亜鉛アルカリ電池を構成することを特徴として
いる。
作用
低水銀に伴なう、落下試験における不良の発生は落下衝
撃時に、水銀がないか、又は少ないため、ゲル負極中の
亜鉛粉の個々の粒子がランダムに移動し、電子伝導のネ
ットワークが破壊されたまま回復しないために起ると考
えられる。高重合度架橋型ポリアクリル酸のＮａ塩は直
鎖型のそれと異なり、乾燥時の粉末の形状を保ちつつ電
解液を取込んで造粘作用を起すため、架橋型の高分子の
特徴であるゴム弾性をゲル負極の状態でも保持し、衝撃
により移動した亜鉛粉を元の位置へもどす効果を有する
と思われる。しかし、単独の使用では実際、耐落下衝撃
性は向上しない。そこへ直鎖型ポリアクリル酸のアルカ
リ金属塩を同時に使用すると、特性が改善することを見
出した。これは高重合度架橋型ポリアクリル酸のアルカ
リ金属塩の膨潤した粒子の間に、造粘効果を受けない電
解液が存在し、亜鉛粒子がその間をすべるように移動が
可能であるのに対し、直鎖型のゲル化剤がその間にある
電解液をゲル化し、高架橋度のゲル化剤の特徴を活かす
効果を出すためと考えられる。
撃時に、水銀がないか、又は少ないため、ゲル負極中の
亜鉛粉の個々の粒子がランダムに移動し、電子伝導のネ
ットワークが破壊されたまま回復しないために起ると考
えられる。高重合度架橋型ポリアクリル酸のＮａ塩は直
鎖型のそれと異なり、乾燥時の粉末の形状を保ちつつ電
解液を取込んで造粘作用を起すため、架橋型の高分子の
特徴であるゴム弾性をゲル負極の状態でも保持し、衝撃
により移動した亜鉛粉を元の位置へもどす効果を有する
と思われる。しかし、単独の使用では実際、耐落下衝撃
性は向上しない。そこへ直鎖型ポリアクリル酸のアルカ
リ金属塩を同時に使用すると、特性が改善することを見
出した。これは高重合度架橋型ポリアクリル酸のアルカ
リ金属塩の膨潤した粒子の間に、造粘効果を受けない電
解液が存在し、亜鉛粒子がその間をすべるように移動が
可能であるのに対し、直鎖型のゲル化剤がその間にある
電解液をゲル化し、高架橋度のゲル化剤の特徴を活かす
効果を出すためと考えられる。
さらに、ゲル電解液に対する亜鉛粉の配合比を従来の水
銀を多めに使用していた場合（従来の配合比は１．８０
程度）よりも多くすることＫより、亜鉛粒子同士および
亜鉛粉と集電子との間の接触確率を高くすることにより
、ゲル化剤の効果と相乗的に耐落下衝撃性を改善でき、
従来水銀量の電池と遜色のないものになると思われる。
銀を多めに使用していた場合（従来の配合比は１．８０
程度）よりも多くすることＫより、亜鉛粒子同士および
亜鉛粉と集電子との間の接触確率を高くすることにより
、ゲル化剤の効果と相乗的に耐落下衝撃性を改善でき、
従来水銀量の電池と遜色のないものになると思われる。
実施例
次に本発明の実施例を図面とともに説明をする。
第１図に示す如く正極缶１内に二酸化マンガンと黒鉛か
らなる正極合剤２を予め円筒状に成型して設置し、その
中央にカップ状セパレータ３を挿入したのち、ゲル魚種
４をセパレータカップ内に注入する。その後ガスケット
６を伴った負極集電子６をゲル負極４の中央部に差し込
み素電池を形成する。７は正極端子、８は負極端子、９
は絶縁チューブ、１０は外装缶である。
らなる正極合剤２を予め円筒状に成型して設置し、その
中央にカップ状セパレータ３を挿入したのち、ゲル魚種
４をセパレータカップ内に注入する。その後ガスケット
６を伴った負極集電子６をゲル負極４の中央部に差し込
み素電池を形成する。７は正極端子、８は負極端子、９
は絶縁チューブ、１０は外装缶である。
上記ゲル負極の電解液に対する高重合度架橋型ポリアク
リル酸のＮａ塩の濃度、および低分子架橋型ポリアクリ
ル酸のＮａ塩の濃度とともに亜鉛粉（用いた亜鉛はｐｂ
とＩｎをそれぞれ５００ ｐｐｍ含有し、無汞化のもの
である）のゲ／Ｌ／電解液に対する比率を変化させたゲ
ル負極を用いた単玉型アルカリマンガン電池で落下衝撃
試験を行なった。
リル酸のＮａ塩の濃度、および低分子架橋型ポリアクリ
ル酸のＮａ塩の濃度とともに亜鉛粉（用いた亜鉛はｐｂ
とＩｎをそれぞれ５００ ｐｐｍ含有し、無汞化のもの
である）のゲ／Ｌ／電解液に対する比率を変化させたゲ
ル負極を用いた単玉型アルカリマンガン電池で落下衝撃
試験を行なった。
表１は１ｍの高さから落下後、短絡電流を測定すること
を６回繰り返したときの電流不良の有無を示している。
を６回繰り返したときの電流不良の有無を示している。
（以下余白）
表中Ｏは６回落下しても短絡電流が初度の７６チ以上を
保つことを、Ｘは落下６回以内にそれ以下になったこと
を示し、◇はゲル負極の粘度が高く、負極の注入ができ
ず、電池を構成できなかったことを示している。
保つことを、Ｘは落下６回以内にそれ以下になったこと
を示し、◇はゲル負極の粘度が高く、負極の注入ができ
ず、電池を構成できなかったことを示している。
（以下余白）
表２は氷化率０．２４の亜鉛粉を用いた単玉型アルカリ
マンガン電池について落下衝撃試験を行なった結果を示
している。
マンガン電池について落下衝撃試験を行なった結果を示
している。
表１９表２より無水銀および極低水銀でも、ゲル化剤に
高重合度架橋型ポリアクリル酸のアルカリ金属塩を電解
液に対し２．５〜４．Ｏｆｔ％、直鎖型ポリアクリル酸
のアルカリ金属塩を１．５〜３ 、Ｏｆｔ％混合し、亜
鉛のゲ／Ｉ／電解液に対する比率を１．９〜２．２にす
ることによシ、耐落下衝撃性が改善された電池の構成が
可能であることがわかる。
高重合度架橋型ポリアクリル酸のアルカリ金属塩を電解
液に対し２．５〜４．Ｏｆｔ％、直鎖型ポリアクリル酸
のアルカリ金属塩を１．５〜３ 、Ｏｆｔ％混合し、亜
鉛のゲ／Ｉ／電解液に対する比率を１．９〜２．２にす
ることによシ、耐落下衝撃性が改善された電池の構成が
可能であることがわかる。
発明の効果
本発明により、耐落下衝撃性の優れた、無公害の亜鉛ア
ルカリ電池を供給することができる。
ルカリ電池を供給することができる。
第１図は本発明の実施例における電池の半断面バレータ
ー、４・・・・・・ゲル負極、５・・・・・・ガスケッ
ト、６・・・・・・集電子、７・・・・・・正極端子板
、８・・・・・負極端子板、９・・・・・・ハロンチュ
ーブ、１０・・・・・・外装缶。
ー、４・・・・・・ゲル負極、５・・・・・・ガスケッ
ト、６・・・・・・集電子、７・・・・・・正極端子板
、８・・・・・負極端子板、９・・・・・・ハロンチュ
ーブ、１０・・・・・・外装缶。
Claims (2)
- （１）水銀含有量が０．２重量％以下の亜鉛を用い、ゲ
ル化剤として、主に重合度３０００以上の直鎖分子を架
橋してなる高重合度架橋型ポリアクリル酸のアルカリ金
属塩を電解液に対して２．５〜４．０ｗｔ％、重合度が
２５００以下の直鎖型ポリアクリル酸のアルカリ金属塩
を１．５〜３．０ｗｔ％混合して使用することを特徴と
する亜鉛アルカリ電池。 - （２）ゲル負極においてゲル電解液に対する亜鉛粉の配
合比を重量比で１．９〜２．２とすることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の亜鉛アルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3855689A JPH02216760A (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 亜鉛アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3855689A JPH02216760A (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 亜鉛アルカリ電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02216760A true JPH02216760A (ja) | 1990-08-29 |
Family
ID=12528566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3855689A Pending JPH02216760A (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 亜鉛アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02216760A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000223113A (ja) * | 1999-02-02 | 2000-08-11 | Toshiba Battery Co Ltd | 亜鉛アルカリ電池 |
| JP2001006680A (ja) * | 1999-06-18 | 2001-01-12 | Toshiba Battery Co Ltd | 亜鉛アルカリ電池 |
| JP2004259454A (ja) * | 2003-02-24 | 2004-09-16 | Toshiba Battery Co Ltd | 筒形アルカリ電池 |
-
1989
- 1989-02-17 JP JP3855689A patent/JPH02216760A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000223113A (ja) * | 1999-02-02 | 2000-08-11 | Toshiba Battery Co Ltd | 亜鉛アルカリ電池 |
| JP2001006680A (ja) * | 1999-06-18 | 2001-01-12 | Toshiba Battery Co Ltd | 亜鉛アルカリ電池 |
| JP2004259454A (ja) * | 2003-02-24 | 2004-09-16 | Toshiba Battery Co Ltd | 筒形アルカリ電池 |
| JP4480945B2 (ja) * | 2003-02-24 | 2010-06-16 | 東芝電池株式会社 | 筒形アルカリ電池 |
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