JPH05109410A - アルカリ乾電池 - Google Patents
アルカリ乾電池Info
- Publication number
- JPH05109410A JPH05109410A JP3269218A JP26921891A JPH05109410A JP H05109410 A JPH05109410 A JP H05109410A JP 3269218 A JP3269218 A JP 3269218A JP 26921891 A JP26921891 A JP 26921891A JP H05109410 A JPH05109410 A JP H05109410A
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- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- current collector
- collector
- dry battery
- alkaline dry
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- 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
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 負極活物質に水銀無添加の亜鉛合金、その負
極集電体（以下集電体という）として銅または銅合金を
有する電池の、集電体表面から発生する水素ガスを抑制
した耐漏液性に優れたアルカリ乾電池を提供することを
目的とする。 【構成】 ゲル状亜鉛負極２の活物質に水銀無添加の亜
鉛合金、その集電体４として銅または銅合金を主体とす
るアルカリ電池であって、集電体４表面に水素過電圧の
高いＰｂを無電解メッキすることにより、集電体４表面
に固着、または食いこんだＦｅ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗ
および、その酸化物を隠蔽し、水素ガス発生を抑制した
耐漏液性に優れたアルカリ乾電池。
極集電体（以下集電体という）として銅または銅合金を
有する電池の、集電体表面から発生する水素ガスを抑制
した耐漏液性に優れたアルカリ乾電池を提供することを
目的とする。 【構成】 ゲル状亜鉛負極２の活物質に水銀無添加の亜
鉛合金、その集電体４として銅または銅合金を主体とす
るアルカリ電池であって、集電体４表面に水素過電圧の
高いＰｂを無電解メッキすることにより、集電体４表面
に固着、または食いこんだＦｅ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗ
および、その酸化物を隠蔽し、水素ガス発生を抑制した
耐漏液性に優れたアルカリ乾電池。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルカリ乾電池に関し、
詳しくは負極活物質が水銀無添加の亜鉛合金粉末である
電池の、電池内における水素ガス発生を抑制し、耐漏液
性を向上させたアルカリ乾電池に関する。
詳しくは負極活物質が水銀無添加の亜鉛合金粉末である
電池の、電池内における水素ガス発生を抑制し、耐漏液
性を向上させたアルカリ乾電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】亜鉛を負極活物質として用いたアルカリ
乾電池においては、亜鉛の腐食反応により、電池保存中
に水素ガスが発生し、電池内圧が増加して電解液を外部
へ押し出し、耐漏液性が低下するという問題があり、場
合によっては電池の破裂現象を伴う危険性もあった。
乾電池においては、亜鉛の腐食反応により、電池保存中
に水素ガスが発生し、電池内圧が増加して電解液を外部
へ押し出し、耐漏液性が低下するという問題があり、場
合によっては電池の破裂現象を伴う危険性もあった。
【０００３】その対策として、負極活物質である亜鉛の
水素過電圧を高め、亜鉛の腐食を防止し電池内部の水素
ガス発生を抑制する目的で水銀を添加した汞化亜鉛粉末
を負極活物質として用いることが一般的に行われてき
た。この亜鉛負極の負極集電体（以下集電体という）
も、従来から銅あるいは銅合金などの材質が一般に使用
され、汞化亜鉛負極に接触させて集電体表面が汞化され
ていた。さらに、亜鉛の腐食を助長する集電体表面の不
純物、特にＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗまたは、
これらの酸化物を除去し、水素ガスの発生を抑制するた
めに電池組立前に集電体表面をアルカリ脱脂洗浄や酸ま
たは過酸化水素などの化学研磨液で研磨する方法が用い
られたり、また、水素過電圧の高い金属を電解メッキし
た集電体が提案されている。
水素過電圧を高め、亜鉛の腐食を防止し電池内部の水素
ガス発生を抑制する目的で水銀を添加した汞化亜鉛粉末
を負極活物質として用いることが一般的に行われてき
た。この亜鉛負極の負極集電体（以下集電体という）
も、従来から銅あるいは銅合金などの材質が一般に使用
され、汞化亜鉛負極に接触させて集電体表面が汞化され
ていた。さらに、亜鉛の腐食を助長する集電体表面の不
純物、特にＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗまたは、
これらの酸化物を除去し、水素ガスの発生を抑制するた
めに電池組立前に集電体表面をアルカリ脱脂洗浄や酸ま
たは過酸化水素などの化学研磨液で研磨する方法が用い
られたり、また、水素過電圧の高い金属を電解メッキし
た集電体が提案されている。
【０００４】しかしながら、上記従来のような集電体の
洗浄，化学研磨による方法、または水素過電圧の高い金
属を電解メッキした集電体によっても、水銀無添加の亜
鉛合金粉末では耐食性に優れ、しかも製品品質のばらつ
きを低減し、安定化を高い水準で達成したアルカリ乾電
池を得るには至っていなかった。その理由を以下に述べ
る。
洗浄，化学研磨による方法、または水素過電圧の高い金
属を電解メッキした集電体によっても、水銀無添加の亜
鉛合金粉末では耐食性に優れ、しかも製品品質のばらつ
きを低減し、安定化を高い水準で達成したアルカリ乾電
池を得るには至っていなかった。その理由を以下に述べ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】アルカリ乾電池の集電
体として、一般的に銅または真鍮などの銅合金を主体と
する集電体が用いられているが、線材２０を所定の線径
にするために、一般的に図２に示すような数段階の伸線
製造工程により絞り加工したものが使用されている。こ
れらの絞り加工金型１０は通常、超鋼あるいは、熱間工
具鋼が使われるため、これにより造られた集電体の表面
には、鉄，ニッケルなどの金属の微細片が付着し、しか
もその微細片は集電体表面に食い込んで固着している場
合が多い。
体として、一般的に銅または真鍮などの銅合金を主体と
する集電体が用いられているが、線材２０を所定の線径
にするために、一般的に図２に示すような数段階の伸線
製造工程により絞り加工したものが使用されている。こ
れらの絞り加工金型１０は通常、超鋼あるいは、熱間工
具鋼が使われるため、これにより造られた集電体の表面
には、鉄，ニッケルなどの金属の微細片が付着し、しか
もその微細片は集電体表面に食い込んで固着している場
合が多い。
【０００６】従って、従来の方法である集電体のアルカ
リ脱脂処理ではそれら微細片を完全に除去できず、電池
の組立後において水素ガスの発生要因となる。
リ脱脂処理ではそれら微細片を完全に除去できず、電池
の組立後において水素ガスの発生要因となる。
【０００７】また、清浄作用のより効果的な酸や化学研
磨剤による研磨でも前記微細片が集電体の表面で深く食
いこんで固着しているものは完全に除去できず水素ガス
の発生要因となる。
磨剤による研磨でも前記微細片が集電体の表面で深く食
いこんで固着しているものは完全に除去できず水素ガス
の発生要因となる。
【０００８】また、種々の電解条件での電解メッキを施
した集電体の場合、表面に付着し露出した状態のＦｅ，
Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗまたは、これらの酸化物に
は効果があるが、深く食いこんだＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃ
ｏ，Ｍｏ，Ｗまたは、これらの酸化物上にはメッキがで
きず、メッキ表面に発生するピンホールより上記同様水
素ガスの発生を増大させることになる。本発明は上記従
来の問題を解決するもので、アルカリ乾電池に水銀無添
加の亜鉛合金粉末を用いても、水素ガスの発生を抑制し
て耐漏液性に優れ、しかも製品品質のばらつきを低減し
安定化させたアルカリ乾電池を提供することを目的とす
る。
した集電体の場合、表面に付着し露出した状態のＦｅ，
Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗまたは、これらの酸化物に
は効果があるが、深く食いこんだＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃ
ｏ，Ｍｏ，Ｗまたは、これらの酸化物上にはメッキがで
きず、メッキ表面に発生するピンホールより上記同様水
素ガスの発生を増大させることになる。本発明は上記従
来の問題を解決するもので、アルカリ乾電池に水銀無添
加の亜鉛合金粉末を用いても、水素ガスの発生を抑制し
て耐漏液性に優れ、しかも製品品質のばらつきを低減し
安定化させたアルカリ乾電池を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【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、水銀無添加の亜鉛合金粉末をア
ルカリ乾電池に用いた場合、集電体表面に固着する不純
物、特に集電体用の線材の伸線製造工程で容易に固着し
得るＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗまたは、これら
の酸化物などの微細片が、水素ガスの発生を増大させる
ことがわかった。しかも水素ガスが連続的に発生する部
位は不純物が集電体の表面上に微量偏在する場所である
ことを突き止めた。これらの知見より、集電体の表面に
固着する不純物を水素過電圧の高いＰｂを無電解メッキ
することで隠蔽することにより水素の発生を抑制し、耐
食性を向上させることができることから本発明に到達し
た。
沿って鋭意研究の結果、水銀無添加の亜鉛合金粉末をア
ルカリ乾電池に用いた場合、集電体表面に固着する不純
物、特に集電体用の線材の伸線製造工程で容易に固着し
得るＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗまたは、これら
の酸化物などの微細片が、水素ガスの発生を増大させる
ことがわかった。しかも水素ガスが連続的に発生する部
位は不純物が集電体の表面上に微量偏在する場所である
ことを突き止めた。これらの知見より、集電体の表面に
固着する不純物を水素過電圧の高いＰｂを無電解メッキ
することで隠蔽することにより水素の発生を抑制し、耐
食性を向上させることができることから本発明に到達し
た。
【００１０】
【作用】銅または銅合金からなる集電体の表面にＦｅ，
Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗまたは、これらの酸化物の
微細片が付着すると、その微細片は水素過電圧が小さい
ので、アルカリ乾電池の亜鉛負極中にこの集電体を挿入
すると、水素ガスを発生する。
Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗまたは、これらの酸化物の
微細片が付着すると、その微細片は水素過電圧が小さい
ので、アルカリ乾電池の亜鉛負極中にこの集電体を挿入
すると、水素ガスを発生する。
【００１１】特に水銀無添加の亜鉛合金粉末をアルカリ
電池用負極活物質に用いると、汞化した亜鉛合金粉末に
比べて水素ガスの発生が著しい。そこで前記集電体にお
いて、その製造工程で固着、食いこんだ微細なＦｅ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗまたは、これらの酸化物を水
素過電圧の高いＰｂで無電解メッキすることにより、そ
の特徴である集電体のきずの深部または、くぼんだ深部
まで比較的均一にメッキでき固着および、食いこんだ微
細な不純物を水素過電圧の高いＰｂで被い隠蔽すること
ができる。
電池用負極活物質に用いると、汞化した亜鉛合金粉末に
比べて水素ガスの発生が著しい。そこで前記集電体にお
いて、その製造工程で固着、食いこんだ微細なＦｅ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗまたは、これらの酸化物を水
素過電圧の高いＰｂで無電解メッキすることにより、そ
の特徴である集電体のきずの深部または、くぼんだ深部
まで比較的均一にメッキでき固着および、食いこんだ微
細な不純物を水素過電圧の高いＰｂで被い隠蔽すること
ができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例のアルカリ乾電池に
ついて図面に基づいて具体的に説明する。
ついて図面に基づいて具体的に説明する。
【００１３】図２に示す製造工程で得られた真鍮製の集
電体用線材３０を直径１．５mm長さ３０mmに加工した集
電体を一酸化鉛４ｇ／ｌ、シアン化ナトリウム２６ｇ／
ｌ、水酸化ナトリウム１０５ｇ／ｌにより作成したメッ
キ液により無電解Ｐｂメッキし、メッキ厚さ０．０５μ
ｍ，０．１０μｍ，０．１５μｍ，０．２０μｍのもの
を用意した。
電体用線材３０を直径１．５mm長さ３０mmに加工した集
電体を一酸化鉛４ｇ／ｌ、シアン化ナトリウム２６ｇ／
ｌ、水酸化ナトリウム１０５ｇ／ｌにより作成したメッ
キ液により無電解Ｐｂメッキし、メッキ厚さ０．０５μ
ｍ，０．１０μｍ，０．１５μｍ，０．２０μｍのもの
を用意した。
【００１４】こうして得られた集電体を図１に示すアル
カリマンガン電池ＬＲ６型に用いて本実施例１，２，
３，４とした。図１において、１は二酸化マンガンに導
電材として黒鉛を添加し成形した正極合剤、２は水酸化
カリウムを溶解させたアルカリ電解液にゲル化剤ととも
に水銀無添加の亜鉛合金粉末を分散させたゲル状亜鉛負
極である。３は正極合剤１とゲル状亜鉛負極２との間に
介したセパレータ、４は負極集電体、５は正極端子キャ
ップ、６は金属ケース、７は電池の外装缶、８は封口ガ
スケット、９は負極端子をなす底板である。
カリマンガン電池ＬＲ６型に用いて本実施例１，２，
３，４とした。図１において、１は二酸化マンガンに導
電材として黒鉛を添加し成形した正極合剤、２は水酸化
カリウムを溶解させたアルカリ電解液にゲル化剤ととも
に水銀無添加の亜鉛合金粉末を分散させたゲル状亜鉛負
極である。３は正極合剤１とゲル状亜鉛負極２との間に
介したセパレータ、４は負極集電体、５は正極端子キャ
ップ、６は金属ケース、７は電池の外装缶、８は封口ガ
スケット、９は負極端子をなす底板である。
【００１５】比較例として、次の２種の集電体４を用い
実施例と同様にしてアルカリ乾電池ＬＲ６型を組立て
た。
実施例と同様にしてアルカリ乾電池ＬＲ６型を組立て
た。
【００１６】比較例Ａは過酸化水素，硫酸の混液で化学
研磨した真鍮製集電体、比較例Ｂは電解法によりＰｂメ
ッキ（５μｍ）した真鍮製集電体である。
研磨した真鍮製集電体、比較例Ｂは電解法によりＰｂメ
ッキ（５μｍ）した真鍮製集電体である。
【００１７】このようにして、本実施例１，２，３，４
および比較例Ａ，Ｂの電池各１００００個を常温に３ヶ
月貯蔵した後の漏液個数（目視判定）の結果を（表１）
に示す。
および比較例Ａ，Ｂの電池各１００００個を常温に３ヶ
月貯蔵した後の漏液個数（目視判定）の結果を（表１）
に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】（表１）に示す結果より、本実施例は集電
体の無電解メッキ、そのメッキ厚が０．１μｍ以上のも
のはまったく漏液せず、実用的な耐漏液性が確保でき
る。しかし、０．０５μｍでは漏液が発生した。また、
漏液した電池は多量のガスを発生しており集電体４の表
面からＦｅ，Ｃｒ，Ｎｉなどが検出された。これは０．
０５μｍ以下では表面に食い込んでいるＦｅ，Ｎｉ，Ｃ
ｒなどの微細片が無電解メッキのＰｂで完全に隠蔽でき
ないためと考えられる。一方、比較例Ａ，Ｂにおいては
多数の漏液が発生し、いずれの集電体表面からもＦｅ，
Ｃｒ，Ｎｉなどが検出された。この理由として、比較例
Ａの化学研磨では表面に付着した程度の微細不純物であ
れば除去可能であるが、表面に深く食いこんだものにつ
いては溶解除去出来なかったと考えられる。また、比較
例Ｂの真鍮地に電解Ｐｂメッキを施したものは無電解メ
ッキと異なりくぼんだ所に存在するＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒな
どがＰｂにより隠蔽出来なかったためと思われる。
体の無電解メッキ、そのメッキ厚が０．１μｍ以上のも
のはまったく漏液せず、実用的な耐漏液性が確保でき
る。しかし、０．０５μｍでは漏液が発生した。また、
漏液した電池は多量のガスを発生しており集電体４の表
面からＦｅ，Ｃｒ，Ｎｉなどが検出された。これは０．
０５μｍ以下では表面に食い込んでいるＦｅ，Ｎｉ，Ｃ
ｒなどの微細片が無電解メッキのＰｂで完全に隠蔽でき
ないためと考えられる。一方、比較例Ａ，Ｂにおいては
多数の漏液が発生し、いずれの集電体表面からもＦｅ，
Ｃｒ，Ｎｉなどが検出された。この理由として、比較例
Ａの化学研磨では表面に付着した程度の微細不純物であ
れば除去可能であるが、表面に深く食いこんだものにつ
いては溶解除去出来なかったと考えられる。また、比較
例Ｂの真鍮地に電解Ｐｂメッキを施したものは無電解メ
ッキと異なりくぼんだ所に存在するＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒな
どがＰｂにより隠蔽出来なかったためと思われる。
【００２０】
【発明の効果】以上の実施例の説明により明らかなよう
に、本発明のアルカリ乾電池によれば、水銀無添加の亜
鉛合金粉末をアルカリ乾電池の負極活物質に用いても、
水素ガスの発生を抑制し耐漏液性に優れた良品質の製品
を提供できる。
に、本発明のアルカリ乾電池によれば、水銀無添加の亜
鉛合金粉末をアルカリ乾電池の負極活物質に用いても、
水素ガスの発生を抑制し耐漏液性に優れた良品質の製品
を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のアルカリ乾電池（ＬＲ６
型）の縦断面図
型）の縦断面図
【図２】本発明の一実施例または従来のアルカリ乾電池
に用いる負極集電体用線材の伸線製造工程および工程中
の要部を拡大した図
に用いる負極集電体用線材の伸線製造工程および工程中
の要部を拡大した図
１ 正極合剤 ２ ゲル状亜鉛負極 ３ セパレータ ４ 負極集電体
フロントページの続き (72)発明者 田中 啓介 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】電池の中心部に設けた負極活物質として水
銀無添加の亜鉛合金粉末を主体とする負極と、この負極
の外周にセパレータを介して設けた正極と、負極内に集
電体として挿入された銅または銅合金を主体とする負極
集電体とを備えてなるアルカリ乾電池であって、前記負
極集電体において、その表面にＰｂを無電解メッキした
アルカリ乾電池。 - 【請求項２】Ｐｂ無電解メッキ厚が０．１μｍ以上であ
る請求項１記載のアルカリ乾電池。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3269218A JPH05109410A (ja) | 1991-10-17 | 1991-10-17 | アルカリ乾電池 |
| US07/958,717 US5445908A (en) | 1991-10-17 | 1992-10-09 | Alkaline dry cell |
| AU26368/92A AU641597B2 (en) | 1991-10-17 | 1992-10-13 | Alkaline dry cell |
| EP92117547A EP0537709B1 (en) | 1991-10-17 | 1992-10-14 | Alkaline dry cell |
| DE69224579T DE69224579T2 (de) | 1991-10-17 | 1992-10-14 | Alkalische Trockenzelle |
| CA002080550A CA2080550C (en) | 1991-10-17 | 1992-10-14 | Alkaline dry cell |
| KR1019920018949A KR0150230B1 (ko) | 1991-10-17 | 1992-10-15 | 알칼리건전지 |
| CN92111516A CN1042378C (zh) | 1991-10-17 | 1992-10-17 | 碱性干电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3269218A JPH05109410A (ja) | 1991-10-17 | 1991-10-17 | アルカリ乾電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05109410A true JPH05109410A (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=17469317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3269218A Pending JPH05109410A (ja) | 1991-10-17 | 1991-10-17 | アルカリ乾電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05109410A (ja) |
-
1991
- 1991-10-17 JP JP3269218A patent/JPH05109410A/ja active Pending
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