JPH05109411A - アルカリ乾電池 - Google Patents
アルカリ乾電池Info
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- JPH05109411A JPH05109411A JP3269226A JP26922691A JPH05109411A JP H05109411 A JPH05109411 A JP H05109411A JP 3269226 A JP3269226 A JP 3269226A JP 26922691 A JP26922691 A JP 26922691A JP H05109411 A JPH05109411 A JP H05109411A
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- negative electrode
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- collector
- dry battery
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- 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Ｓｎを０．１０μｍ以上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Ｓｎを０．１０μｍ以上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することにより集電体表面が
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することにより集電体表面が
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、清浄作用により効果的な酸や化学研
磨剤による研磨でも、前記微細片が負極集電体の表面で
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、前記微細片が負極集電体の表面で
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Ｆｅ，Ｎｉ，
Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗまたは、これらの酸化物は隠蔽で
きるが深く食いこんだＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，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Ｆｅ，Ｎｉ，
Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗまたは、これらの酸化物は隠蔽で
きるが深く食いこんだＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，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Ｓｎ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Ｓｎ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】銅または銅合金を主体とする集電体の表面にＦ
ｅ，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。
ｅ，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Ｓｎ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Ｓｎ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Ｓｎ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Ｓｎ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
電体を塩化第一錫６ｇ／ｌ，チオ尿素５５ｇ／ｌ，酒石
酸４０ｇ／ｌにより作成したメッキ液により無電解Ｓｎ
メッキし、メッキ厚さ０．０５μｍ，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
電体を塩化第一錫６ｇ／ｌ，チオ尿素５５ｇ／ｌ，酒石
酸４０ｇ／ｌにより作成したメッキ液により無電解Ｓｎ
メッキし、メッキ厚さ０．０５μｍ，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種の負極集電体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。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Ｓｎメッキ
（５μｍ）した真鍮製集電体である。
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。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Ｓｎメッキ
（５μｍ）した真鍮製集電体である。
【００１６】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。
【００１７】
【表１】
【００１８】（表１）に示す結果より、本実施例は集電
体４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Ｓｎ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Ｆ
ｅ，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Ｓｎ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，Ｃ
ｒ，などがＳｎにより隠蔽出来なかったためと思われ
る。
体４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Ｓｎ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Ｆ
ｅ，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Ｓｎ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，Ｃ
ｒ，などがＳｎにより隠蔽出来なかったためと思われ
る。
【００１９】
【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、前記負極内
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
記負極集電体の表面にＳｎを無電解メッキしたアルカリ
乾電池。 - 【請求項２】Ｓｎ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 |
|---|---|---|---|
| JP3269226A JPH05109411A (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 |
| CA002080550A CA2080550C (en) | 1991-10-17 | 1992-10-14 | Alkaline dry cell |
| DE69224579T DE69224579T2 (de) | 1991-10-17 | 1992-10-14 | Alkalische Trockenzelle |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP3269226A JPH05109411A (ja) | 1991-10-17 | 1991-10-17 | アルカリ乾電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05109411A true JPH05109411A (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=17469422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3269226A Pending JPH05109411A (ja) | 1991-10-17 | 1991-10-17 | アルカリ乾電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05109411A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006004900A (ja) * | 2004-05-20 | 2006-01-05 | Sony Corp | アルカリ乾電池 |
| WO2006009060A1 (ja) * | 2004-07-16 | 2006-01-26 | Fdk Energy Co., Ltd. | 筒形アルカリ電池 |
| JP2006172908A (ja) * | 2004-12-16 | 2006-06-29 | Sony Corp | アルカリ電池 |
| US7897282B2 (en) | 2008-01-11 | 2011-03-01 | Panasonic Corporation | AA alkaline battery |
| JP2021002439A (ja) * | 2019-06-20 | 2021-01-07 | Fdk株式会社 | アルカリ電池 |
-
1991
- 1991-10-17 JP JP3269226A patent/JPH05109411A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006004900A (ja) * | 2004-05-20 | 2006-01-05 | Sony Corp | アルカリ乾電池 |
| WO2006009060A1 (ja) * | 2004-07-16 | 2006-01-26 | Fdk Energy Co., Ltd. | 筒形アルカリ電池 |
| JP2006032152A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Fdk Energy Co Ltd | 筒形アルカリ電池 |
| JP2006172908A (ja) * | 2004-12-16 | 2006-06-29 | Sony Corp | アルカリ電池 |
| US7897282B2 (en) | 2008-01-11 | 2011-03-01 | Panasonic Corporation | AA alkaline battery |
| JP2021002439A (ja) * | 2019-06-20 | 2021-01-07 | Fdk株式会社 | アルカリ電池 |
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