JPH0294256A - ゲル状亜鉛負極の製造方法 - 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］ 本発明は、アルカリ電池に使用されるゲル状亜鉛負極の
製造方法に関する。

［従来の技術］ この種のアルカリ電池に使用されるゲル状亜鉛負極は、
従来、次のような方法により製造されている。まず、溶
融亜鉛を空気中で噴出する噴霧法により得た亜鉛粒を水
酸化ナトリウム又は水酸化カリウムの２〜５重量％苛性
アルカリ溶液中に添加して撹拌し、亜鉛粒表面の溶融後
の噴霧工程中又は放冷中に生成した酸化亜鉛を溶解しな
がら、該苛性アルカリ水溶液に水銀を滴下して亜鉛粒を
アマルガム化する。つづいて、前記苛性アルカリ水溶液
中に溶出した亜鉛酸（Ｚｎ　　（ＯＨ）、１２−）を含
む苛性アルカリ水溶液を水洗により除去する。ひきつづ
き、脱水乾燥機で乾燥して得たアマルガム亜鉛にカルボ
キシルメチルセルロース等からなるゲル化剤を混合して
アマルガム亜鉛粒の表面にゲル化剤を付着し、これを酸
化亜鉛を飽和溶解した苛性アルカリ電解液と混合してゲ
ル状亜鉛負極を製造する。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来のゲル状亜鉛負極の製造においては、アマ
ルガム亜鉛粒を含む苛性アルカリ水溶液を水洗した後、
脱水乾燥を行なうため、亜鉛粒が表面に水銀アマルガム
で覆われているにもかかわらず、１．５〜２．５重量％
の酸化亜鉛が再び生成される。このように従来法で製造
されたゲル状亜鉛負極には、電解液中に溶解した酸化亜
鉛のみならず前記乾燥工程で生成した酸化亜鉛が亜鉛粒
の表面に付着されている。前者の酸化亜鉛は、アルカリ
電解液の苛性アルカリ濃度により異なるが、通常、苛性
アルカリ濃度３５〜５０重量％で飽和溶解した酸化亜鉛
は５．５〜１Ｏ０３重量％含まれる。その結果、かかる
ゲル状亜鉛負極を組込んだアルカリ電池を放電させると
、反応生成物として形成される水酸化亜鉛又は酸化亜鉛
により酸化亜鉛量が増大し、電池内でのガス発生を増加
させたり、電解液の伝導度を低下させたりするため、放
電持続時間が短くなるという聞届があった。

本発明は、上記従来の課題を角ｑ決するためになされた
もので、表面に酸化亜鉛の生成のない亜鉛粒を含むゲル
状亜鉛負極の製造方法を提供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、表面に酸化亜鉛が形成された亜鉛粒を苛性ア
ルカリ水溶液中で撹拌して該亜鉛粒表面の酸化亜鉛を溶
解する工程と、この溶液に水銀を滴下して亜鉛粒をアマ
ルガム化する工程と、この溶液を複数回水洗して酸化亜
鉛を溶解した苛性アルカリ水溶液を除去すると共に、水
洗の最終段で水洗水を残留させてアマルガム亜鉛粒を水
で浸す工程と、アマルガム亜鉛粒を水で浸した状態を維
持しながら、苛性アルカリ電解液を加え、撹拌しながら
ポリアクリル酸ソーダ、カルボキシメチルセルロース等
のゲル化剤を添加、溶解する工程とを具備したことを特
徴とするゲル状亜鉛負極の製造方法である。

［作用］ 本発明によれば、亜鉛粒をアマルガム化し、この溶液を
複数回水洗して酸化亜鉛を溶解した苛性アルカリ水溶液
を除去すると共に、水洗の最終段で水洗水を残留させて
アマルガム亜鉛粒を水で浸し、この状態を維持しながら
、つまり空気中の酸素を遮断した状態で苛性アルカリ電
解液を加え、撹拌しながらゲル化剤を添加溶解するため
、水銀によるアマルガム化工程以降において亜鉛粒表面
への酸化亜鉛の生成を防止でき、表面に酸化亜鉛の生成
のない亜鉛粒を含むゲル状亜鉛負極を製造できる。従っ
て、かかるゲル状亜鉛負極を組込むことによって、放電
時でのガス発生を抑制できると共に、電解液の伝導度低
下を防止でき、ひいては放電持続時間の長い高性能のア
ルカリ電池を得ることができる。

〔実施例］ 以下、本発明の詳細な説明する。

実施例 まず、撹拌プロペラを備えた撹拌槽内に噴霧法により得
られた平均粒度分／ｌｉが３０〜４００μｍの亜鉛粒（
表面に酸化亜鉛が３重量％生成）　１００　ｋｇと２重
量％ｉｎ度のＫＯＨ水溶液１００　ｋｇを夫々入れ、前
記撹拌プロペラを室温で３０分間回転させて撹拌した。

この時、亜鉛粒表面の酸化亜鉛はＫＯＨと反応して亜鉛
酸イオンとなって溶出し、金属面が露出した亜鉛粒とな
った。つづいて、撹拌プロペラの回転を続行しながら撹
拌槽上に設置した水銀９００　ｇが収容された滴下ピペ
ットから１分間当り１００　ｇの水銀を滴下して亜鉛粒
をアマルガム化した。

次いで、撹拌プロペラの回転を停止してアマルガム亜鉛
粒を撹拌槽内に沈降させ、亜鉛酸イオンを含むＫ　ＯＨ
水溶液を撹拌槽の傾斜により流出させた。つづいて、純
水１００　ｋｌ：を撹拌槽に入れ、３０分間撹拌して洗
浄した後撹拌槽内の純水を流し出す水洗工程を３回繰返
した。３回目の最終水洗工程の純水は、撹拌槽内に２０
ｋｇ残留するように流し出し、撹拌槽内のアマルガム亜
鉛粒を純水に浸すようにした。

次いで、５０重量％のＫＯＨと室温で酸化亜鉛４．１　
ｋｇを飽和溶解したＫＯＨ溶液をＫＯＨ電解液として前
記水で浸されたアマルガム亜鉛粒を生成した撹拌槽内に
添加し、再度撹拌しつつ、ゲル化剤としてポリアクリル
酸ソーダ１０００ｇを１００　ｇっづ小分けして撹拌槽
内に入れて１０分間撹拌することによりゲル状亜鉛負極
を製造した。

得られたゲル状亜鉛負極を用いて第１図に示すＪＩＳ規
ＩＬＲ６形（単３形）アルカリ電池を組立てた。即ち、
第１図中の１は正極端子を兼ねる有底円筒形の金属缶で
ある。この金属缶１内には、円筒状に加圧成形した正極
合剤２が充填されている。なお、前記正極合剤２は金属
缶１に対する接触性を高めるために金属缶１への充填後
において例えば３　ｔｏｎ　／ａｊの圧力で再加圧され
る。前記正極合剤２は、二酸化マンガン９０Ｉｆｉ量部
と鱗片状黒鉛１０重量部に６％の水酸化カリウムのアル
カリ電解液を３重量部加え撹拌混合し、これを３ｔｏｎ
／ｃｄの圧力で中空円筒状に加圧成形したものである。

また、前記円筒状の正極合剤２の中空部にはアセタール
化ポリビニルアルコール繊維の不織布からなるａ底円筒
状のセパレータ３を介して前記方法により得られるゲル
状亜鉛負ｔ５ｉ４が充填されている。このゲル状亜鉛負
極４内には、真鍮製の負極集電棒５がその上端部を該ゲ
ル状亜鉛負極４より突出するように挿着されている。こ
の負極集電棒５の突出部外周面及び前記金属缶ｌの上部
内周面には、二重環状のポリアミド樹脂からなる絶縁ガ
スケット６が介在されている。また、前記ガスケット６
の二重環状部の間にはリング状の金属板７が配置され、
かつ該金属板７には負極端子を兼ねる帽子形の金属封口
板８が前記負極集電棒５の頭部に当接するように配置さ
れている。そして、前記金属缶１の開口縁を内方に屈曲
させることにより前記ガスケット６及び金属封口板８で
金属缶１内を密閉口している。

比較例１ 前記実施例と同様に亜鉛粒表面の酸化亜鉛の溶解、アマ
ルガム化、水洗を行なった。つづいて、水洗後のアマル
ガム亜鉛粒を遠心脱水機で脱水し、水を除去し、更に室
温下で２時間放置した。こうした放置後の脱水アマルガ
ム亜鉛粒を５重量％のＫＯＨ水溶液で溶出して定量分析
を行なった結果、０．８重回％の酸化亜鉛が生成されて
いることがイブかった。次いで、前記アマルガム亜鉛粒
を前記実施例と同様に５００重量部のＫＯＨ電解液（室
温下での酸化亜鉛飽和ｉｎ　Ｉ　Ｏ、３重量％）及びゲ
ル化剤を用いてゲル状亜鉛負極を製造した。このゲル状
負極を用いて前述した第１図と同様な構造のＪＩＳ規格
ＬＲ６形（単３形）アルカリ電池を組立てた。

比較例２ 噴霧法により得られた平均粒度分布が３０〜４００μｍ
の亜鉛粒（表面に酸化亜鉛が３重量％生成）１００　ｋ
ｇを、５０重瓜％のＫＯＨと室温で酸化亜鉛４．１　ｋ
ｇを飽和溶解したＫＯＨ溶液をＫＯＨ電解液として添加
した撹拌槽内に入れ、撹拌させながら撹拌槽上に設置し
た水銀９００ｇが収容された滴下ピペットから１分間当
り１００ｇの水銀を滴下して亜鉛粒をアマルガム化した
後、撹拌を続行させながらゲル化剤としてポリアクリル
酸ソーダ１０００ｇを１００　ｇつづ小分けして撹拌槽
内に入れ、１０分間撹拌することによりゲル状亜鉛負極
を製造した。

このゲル状負極を用いて前述した第１図と同様な構造の
ＪＩＳ規格ＬＲ６形（単３形）アルカリ電池を組立てた
。

しかして、本実施例及び比較例１．２の電池を夫々１０
個組立て、負荷抵抗１０Ωを接続して２５℃で終止電圧
０，９ｖまでの平均放電持続時間を７１−１定した。こ
れらの結果を下記第１表に示した。

第１表 上記第１表から明らかなように、本実施例の電池は比較
例１．２の電池に比べて放電持続時間を長くできること
がわかる。

なお、実施例では水酸化カリウムの電解液を用いたが、
水酸化ナトリウムのアルカリ電解液でも同様な効果が得
られる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば表面に酸化亜鉛の
生成のない亜鉛粒を含むゲル状亜鉛負極の製造でき、ひ
いては該ゲル状亜鉛負極をアルカリ電池に組込むことに
よって放電持続時間の長い高性能のアルカリ電池を得る
ことができる等顕著な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例で製造されたゲル状亜鉛負極を
組込んだアルカリ電池を示す断面図である。 ｌ・・・金属缶、２・・・正極合剤、３・・・セパレー
タ、４・・・ゲル状亜鉛負極、５・・・負極集電棒、８
・・・金属封目板。 出願人代理人　弁理士　　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表面に酸化亜鉛が形成された亜鉛粒を苛性アルカリ水溶
   液中で撹拌して該亜鉛粒表面の酸化亜鉛を溶解する工程
   と、この溶液に水銀を滴下して亜鉛粒をアマルガム化す
   る工程と、この溶液を複数回水洗して酸化亜鉛を溶解し
   た苛性アルカリ水溶液を除去すると共に、水洗の最終段
   で水洗水を残留させてアマルガム亜鉛粒を水で浸す工程
   と、アマルガム亜鉛粒を水で浸した状態を維持しながら
   、苛性アルカリ電解液を加え、撹拌しながらゲル化剤を
   添加、溶解する工程とを具備したことを特徴とするゲル
   状亜鉛負極の製造方法。