JPH02216762A - 亜鉛アルカリ電池 - Google Patents
亜鉛アルカリ電池Info
- Publication number
- JPH02216762A JPH02216762A JP1038558A JP3855889A JPH02216762A JP H02216762 A JPH02216762 A JP H02216762A JP 1038558 A JP1038558 A JP 1038558A JP 3855889 A JP3855889 A JP 3855889A JP H02216762 A JPH02216762 A JP H02216762A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- negative electrode
- alkaline battery
- zinc powder
- electrolyte
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
- 239000011701 zinc Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims abstract 4
- -1 alkali metal salt Chemical class 0.000 claims abstract 4
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims abstract 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims abstract 2
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims abstract 2
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 claims description 8
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- RPACBEVZENYWOL-XFULWGLBSA-M sodium;(2r)-2-[6-(4-chlorophenoxy)hexyl]oxirane-2-carboxylate Chemical compound [Na+].C=1C=C(Cl)C=CC=1OCCCCCC[C@]1(C(=O)[O-])CO1 RPACBEVZENYWOL-XFULWGLBSA-M 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 description 1
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 description 1
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 description 1
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (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、色色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、色色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２
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２
よびゲル化剤の改良が行なわなければならない。
ここでゲル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。
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コースのＮＩ
Ｌ塩（以下、ＣＭＧと記す）や線状のポリアクリル酸の
ＮＩＬ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。
Ｌ塩（以下、ＣＭＧと記す）や線状のポリアクリル酸の
ＮＩＬ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。
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とれなくなる現象を
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とれなくなる現象を
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、ｃＭｅと主に重合度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Ｎａ塩を適正量混合してゲル電解液を調整し、
このゲル電解液に対し亜鉛粉を重量比で１．９〜２．２
混合したゲル負極を用いて亜鉛アルカリ電池を構成する
ことを特徴とする。
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Ｎａ塩を適正量混合してゲル電解液を調整し、
このゲル電解液に対し亜鉛粉を重量比で１．９〜２．２
混合したゲル負極を用いて亜鉛アルカリ電池を構成する
ことを特徴とする。
作用
低水銀化に伴なう、落下試験における不良の発生は落下
衝撃時に、ゲル負極中で水銀がないか。
衝撃時に、ゲル負極中で水銀がないか。
又は少ないため、亜鉛粉の個々の粒子が自由に移動し、
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。
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Ｎ１Ｌ塩は直鎖状のそ
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こすため、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にもどす効果を有すると思わ
れる。
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こすため、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に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ＣＭＣを混合すると、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
Ｎａ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ごうに移動が可能
であるのに対し、ＣＭＯがその間にある電解液をゲル化
し、高重合度架橋型ポリアクリル酸のＮａ塩の特徴を活
かす効果を出したためと考えられる。
ない。そこへＣＭＣを混合すると、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
Ｎａ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ごうに移動が可能
であるのに対し、ＣＭＯがその間にある電解液をゲル化
し、高重合度架橋型ポリアクリル酸のＮａ塩の特徴を活
かす効果を出したためと考えられる。
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配合比１．８ｏ程度よジも多く
することにより、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能を改善でき、従来の水銀量の
電池と遜色のないものになると考えられる〇 実施例 次に本発明の実施例を図面とともに説明をする。
銀を多めに使用していた配合比１．８ｏ程度よジも多く
することにより、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能を改善でき、従来の水銀量の
電池と遜色のないものになると考えられる〇 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図に示すように正極缶１内に二酸化マンガンと黒鉛
とからなる正極合剤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
負極４をセパレータのカップ内に注入する。その後ガス
ケット５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、ｅは絶縁チューブ、１ｏは外装缶である。
とからなる正極合剤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
負極４をセパレータのカップ内に注入する。その後ガス
ケット５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、ｅは絶縁チューブ、１ｏ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塩およびＣＭＧの濃度（重量％）と同時に
亜鉛粉（用いた亜鉛はｐｂとＩｎとをｓ ｏ ｏ ｐｐ
ｍずつ含有し、無氷化のものである）のゲル電解液に対
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、１ｉ
［１の高さから落下後。
リル酸のＮａ塩およびＣＭＧの濃度（重量％）と同時に
亜鉛粉（用いた亜鉛はｐｂとＩｎとをｓ ｏ ｏ ｐｐ
ｍずつ含有し、無氷化のものである）のゲル電解液に対
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、１ｉ
［１の高さから落下後。
短絡電流を測ることを６回繰り返したときの電流不良の
有無を示している。表中○は６回落下しても短絡電流が
初度の７６％以上を保つことを、×は落下６回以内にそ
れ以下になったことを示し。
有無を示している。表中○は６回落下しても短絡電流が
初度の７６％以上を保つことを、×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。
電池を構成ができなかったことを示している。表２は氷
化率０．２％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
。
化率０．２％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
。
表１２表２より無水銀および極低水銀でも、ゲル化剤と
して高重合度架橋型ポリアクリル酸のＮ＆塩を電解液に
対し２．５〜４．Ｏｗｔ％、ａＭｅを１〜２ｗｔ％混合
し、亜鉛のゲル電解液に対する配合比率を重量比で１．
９〜２．２にすることにより、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。
して高重合度架橋型ポリアクリル酸のＮ＆塩を電解液に
対し２．５〜４．Ｏｗｔ％、ａＭｅを１〜２ｗｔ％混合
し、亜鉛のゲル電解液に対する配合比率を重量比で１．
９〜２．２にすることにより、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図である
。 １・・・・・・正極缶、２・・・・・・正極合剤、３・
・・・・・セパレータ、４・・・・・・ゲル負極、６・
・・・・・ガスケット、６・・・・・・集電子、７・・
・・・・正極端子、８・・・・・・負極端子、９・・・
・・・絶縁チューブ、１０・・・・・・外装缶。
。 １・・・・・・正極缶、２・・・・・・正極合剤、３・
・・・・・セパレータ、４・・・・・・ゲル負極、６・
・・・・・ガスケット、６・・・・・・集電子、７・・
・・・・正極端子、８・・・・・・負極端子、９・・・
・・・絶縁チューブ、１０・・・・・・外装缶。
Claims (2)
- （１）水銀含有量が０．２重量％以下の亜鉛粉末を用い
、ゲル電解液に対するその亜鉛粉末の配合比を重量比で
１．９〜２．２としたゲル負極を備えることを特徴とす
る亜鉛アルカリ電池。 - （２）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％、
カルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩を１〜２
ｗｔ％混合して使用した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 |
|---|---|---|---|
| JP1038558A JPH02216762A (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 |
|---|---|---|---|
| JP1038558A JPH02216762A (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 亜鉛アルカリ電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02216762A true JPH02216762A (ja) | 1990-08-29 |
Family
ID=12528624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1038558A Pending JPH02216762A (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 亜鉛アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02216762A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06243861A (ja) * | 1993-02-16 | 1994-09-02 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | アルカリ電池 |
-
1989
- 1989-02-17 JP JP1038558A patent/JPH02216762A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06243861A (ja) * | 1993-02-16 | 1994-09-02 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | アルカリ電池 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3884721A (en) | Anode for galvanic cells | |
| AU682541B2 (en) | Sealed rechargeable cells containing mercury-free zinc anodes, and a method of manufacture | |
| AU671786B2 (en) | Alkaline battery | |
| JP2001015106A (ja) | アルカリ電池 | |
| JP2020074477A (ja) | リチウムイオンキャパシタ | |
| CA2126071A1 (en) | Low mercury or mercury free alkaline manganese dioxide-zinc cell | |
| US4288913A (en) | Method of forming in situ gelled anode | |
| JP5172181B2 (ja) | 亜鉛アルカリ電池 | |
| US4332870A (en) | Cell having a gelled anode containing a polyhydric alcohol | |
| US3485673A (en) | Nickel-zinc battery system having an aqueous electrolyte consisting of potassium hydroxide and potassium carbonate | |
| JPH02216762A (ja) | 亜鉛アルカリ電池 | |
| JPH02216760A (ja) | 亜鉛アルカリ電池 | |
| JPH02216761A (ja) | 亜鉛アルカリ電池 | |
| JP2008047497A (ja) | アルカリ電池 | |
| JPH0765818A (ja) | アルカリ電池 | |
| JP2775829B2 (ja) | 亜鉛アルカリ電池 | |
| US3207633A (en) | Primary alkaline cell | |
| JPH08138656A (ja) | アルカリ電池 | |
| CN113097573B (zh) | 一种快速充电全密封免维护铅酸蓄电池 | |
| JP2867458B2 (ja) | アルカリ電池 | |
| JPH07240202A (ja) | アルカリ電池 | |
| JPS614162A (ja) | リチウム一次電池 | |
| JP6589439B2 (ja) | アルカリ蓄電池 | |
| JP3315530B2 (ja) | アルカリ電池 | |
| JP2000260425A (ja) | アルカリ電池用正極合剤およびその正極合剤を用いたアルカリ電池 |