JPH0513073A - アルカリ電池 - Google Patents
アルカリ電池Info
- Publication number
- JPH0513073A JPH0513073A JP18923291A JP18923291A JPH0513073A JP H0513073 A JPH0513073 A JP H0513073A JP 18923291 A JP18923291 A JP 18923291A JP 18923291 A JP18923291 A JP 18923291A JP H0513073 A JPH0513073 A JP H0513073A
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- Japan
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- zinc
- lithium
- negative electrode
- added
- corrosion
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-
- Y02E60/12—
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- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 負極活物質として亜鉛を用いるアルカリ電池
において、亜鉛の腐食を抑制し、亜鉛からの水素ガスの
発生を抑制する。 【構成】 亜鉛の腐食抑制剤として、水酸化リチウムな
どのリチウム塩を電解液に添加する。
において、亜鉛の腐食を抑制し、亜鉛からの水素ガスの
発生を抑制する。 【構成】 亜鉛の腐食抑制剤として、水酸化リチウムな
どのリチウム塩を電解液に添加する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は負極活物質として亜鉛を
用いるアルカリ電池に関する。
用いるアルカリ電池に関する。
【0002】
【従来の技術】負極活物質として亜鉛を用いるアルカリ
電池では、亜鉛の腐食による水素ガスの発生を抑制する
ために、亜鉛粒子の表面を水銀でアマルガム化すること
が行われていた。そして、その水銀量は、亜鉛に対する
腐食抑制効果を重視して、多い場合、アマルガム化率
(汞化率)で10重量%近くにまで達していた(たとえ
ば、「新しい電池」、東京電機大学出版局発行、昭和5
3年、第42頁)。
電池では、亜鉛の腐食による水素ガスの発生を抑制する
ために、亜鉛粒子の表面を水銀でアマルガム化すること
が行われていた。そして、その水銀量は、亜鉛に対する
腐食抑制効果を重視して、多い場合、アマルガム化率
(汞化率)で10重量%近くにまで達していた(たとえ
ば、「新しい電池」、東京電機大学出版局発行、昭和5
3年、第42頁)。
【0003】しかしながら、最近は水銀による環境汚染
が問題になり、アマルガム化率を減少させることが要求
されている。
が問題になり、アマルガム化率を減少させることが要求
されている。
【0004】そのため、水銀に代えて、インジウム、
鉛、ガリウム、アルミニウム、ビスマスなどを亜鉛に添
加して、亜鉛と合金化することによって亜鉛の腐食を抑
制することが検討され、現在では、アマルガム化率を
0.10〜0.15重量%程度にまで低減できるように
なってきた。
鉛、ガリウム、アルミニウム、ビスマスなどを亜鉛に添
加して、亜鉛と合金化することによって亜鉛の腐食を抑
制することが検討され、現在では、アマルガム化率を
0.10〜0.15重量%程度にまで低減できるように
なってきた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、今後、
無水銀化していくためには、これまで提案されてきた添
加金属だけでは充分といえず、また、従来から腐食抑制
剤として提案されているラクトニトリルやカルバゾール
などの有機系インヒビターも、充分な効果を持つものが
なく、無水銀化のための有効な手段となっていないのが
現状である。
無水銀化していくためには、これまで提案されてきた添
加金属だけでは充分といえず、また、従来から腐食抑制
剤として提案されているラクトニトリルやカルバゾール
などの有機系インヒビターも、充分な効果を持つものが
なく、無水銀化のための有効な手段となっていないのが
現状である。
【0006】したがって、本発明は、負極活物質として
亜鉛を用いるアルカリ電池を無水銀化していくにあたっ
て生じる問題点を解決し、環境汚染を引き起こすことな
く、亜鉛の腐食を抑制して、亜鉛からの水素ガスの発生
を抑制することを目的とする。
亜鉛を用いるアルカリ電池を無水銀化していくにあたっ
て生じる問題点を解決し、環境汚染を引き起こすことな
く、亜鉛の腐食を抑制して、亜鉛からの水素ガスの発生
を抑制することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、亜鉛の腐食抑
制剤としてリチウム塩を電解液に添加することによっ
て、上記目的を達成したものである。
制剤としてリチウム塩を電解液に添加することによっ
て、上記目的を達成したものである。
【0008】リチウム塩としては、たとえば、水酸化リ
チウム、炭酸リチウム、リン酸リチウム、ケイ酸リチウ
ムなどが用いられる。特に水酸化リチウムは、OH- が
電池に悪影響を及ぼさないので、本発明におけるリチウ
ム塩として好適に用いられる。
チウム、炭酸リチウム、リン酸リチウム、ケイ酸リチウ
ムなどが用いられる。特に水酸化リチウムは、OH- が
電池に悪影響を及ぼさないので、本発明におけるリチウ
ム塩として好適に用いられる。
【0009】上記のリチウム塩は、電解液に添加する
と、電解液中に溶解してリチウムイオンとして存在する
ようになる。
と、電解液中に溶解してリチウムイオンとして存在する
ようになる。
【0010】電解液中のリチウムイオンが亜鉛の腐食を
抑制し、亜鉛からの水素ガスの発生を抑制する理由は、
現在のところ必ずしも明確ではないが、リチウムイオン
が亜鉛イオンの溶出を抑制し、それによって亜鉛からの
水素ガスの発生を抑制するものと考えられる。
抑制し、亜鉛からの水素ガスの発生を抑制する理由は、
現在のところ必ずしも明確ではないが、リチウムイオン
が亜鉛イオンの溶出を抑制し、それによって亜鉛からの
水素ガスの発生を抑制するものと考えられる。
【0011】リチウム塩の電解液への添加量としては、
亜鉛に対して0.05〜10重量%、特に0.1〜5重
量%が好ましい。
亜鉛に対して0.05〜10重量%、特に0.1〜5重
量%が好ましい。
【0012】リチウム塩の電解液への添加量が亜鉛に対
して0.05重量%より少ない場合は、亜鉛の腐食を抑
制して亜鉛からの水素ガスの発生を抑制する効果が充分
に発揮されず、またリチウム塩の電解液への添加量が亜
鉛に対して10重量%より多くなると、リチウムイオン
が二酸化マンガンなどの正極活物質の表面に吸着して、
放電特性を低下させるおそれがある。
して0.05重量%より少ない場合は、亜鉛の腐食を抑
制して亜鉛からの水素ガスの発生を抑制する効果が充分
に発揮されず、またリチウム塩の電解液への添加量が亜
鉛に対して10重量%より多くなると、リチウムイオン
が二酸化マンガンなどの正極活物質の表面に吸着して、
放電特性を低下させるおそれがある。
【0013】本発明においては、上記のようにリチウム
塩を電解液に添加して亜鉛の腐食抑制剤として用いるこ
とに特徴があるが、それ以外は従来と同様の構成を採用
することができる。
塩を電解液に添加して亜鉛の腐食抑制剤として用いるこ
とに特徴があるが、それ以外は従来と同様の構成を採用
することができる。
【0014】たとえば、負極活物質としての亜鉛には、
亜鉛にインジウム、鉛、ガリウム、アルミニウム、ビス
マスなどを添加したものを用いることができるし、正極
活物質としては、たとえば二酸化マンガンなどを用いる
ことができる。また、電解液としては、水酸化カリウム
水溶液、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ水溶液
を用いることができるし、電解液中に酸化亜鉛を添加し
ておくこともできる。
亜鉛にインジウム、鉛、ガリウム、アルミニウム、ビス
マスなどを添加したものを用いることができるし、正極
活物質としては、たとえば二酸化マンガンなどを用いる
ことができる。また、電解液としては、水酸化カリウム
水溶液、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ水溶液
を用いることができるし、電解液中に酸化亜鉛を添加し
ておくこともできる。
【0015】
【実施例】つぎに、実施例をあげて本発明をより具体的
に説明する。なお、実施例に先立ち、実用電池にするこ
となく、水酸化リチウムを各種添加量で添加した電解液
に亜鉛を浸漬して、水酸化リチウムの添加による亜鉛の
腐食抑制効果を調べた結果を実験例1として示す。この
ような実験例1は、実用電池にした場合の他の構成要件
による影響を避け、水酸化リチウムの添加による亜鉛の
腐食抑制効果を正確に把握するためのものである。
に説明する。なお、実施例に先立ち、実用電池にするこ
となく、水酸化リチウムを各種添加量で添加した電解液
に亜鉛を浸漬して、水酸化リチウムの添加による亜鉛の
腐食抑制効果を調べた結果を実験例1として示す。この
ような実験例1は、実用電池にした場合の他の構成要件
による影響を避け、水酸化リチウムの添加による亜鉛の
腐食抑制効果を正確に把握するためのものである。
【0016】実験例1
電解液として使用する酸化亜鉛を飽和させた35重量%
水酸化カリウム水溶液に水酸化リチウムを各種の添加量
で添加し、その中に亜鉛粉末(鉛500ppm含有)を
45℃で30日間浸漬し、その間に発生した水素ガス量
を測定した。その結果を表1に示す。
水酸化カリウム水溶液に水酸化リチウムを各種の添加量
で添加し、その中に亜鉛粉末(鉛500ppm含有)を
45℃で30日間浸漬し、その間に発生した水素ガス量
を測定した。その結果を表1に示す。
【0017】上記における亜鉛量は3.5gで、上記水
酸化カリウム水溶液量は2mlであり、これらは単3形
電池に充填する亜鉛量および注入する電解液量と同量で
ある。
酸化カリウム水溶液量は2mlであり、これらは単3形
電池に充填する亜鉛量および注入する電解液量と同量で
ある。
【0018】また、表1には、水銀を含まない亜鉛(た
だし、鉛500ppm含有)を用い、リチウム塩やその
他の腐食抑制剤をまったく添加していない場合(無添
加)および亜鉛としてアマルガム化率0.15重量%の
アマルガム化亜鉛を用い、腐食抑制剤を添加しなかった
場合(従来亜鉛)について、同様に水素ガスの発生量を
調べた結果を併せて示す。
だし、鉛500ppm含有)を用い、リチウム塩やその
他の腐食抑制剤をまったく添加していない場合(無添
加)および亜鉛としてアマルガム化率0.15重量%の
アマルガム化亜鉛を用い、腐食抑制剤を添加しなかった
場合(従来亜鉛)について、同様に水素ガスの発生量を
調べた結果を併せて示す。
【0019】
【表1】
【0020】表1に示すように、水酸化リチウムの添加
によって水素ガスの発生量が減少し、水酸化リチウムの
添加量が0.05〜10重量%の場合に好ましい結果が
得られる。特に水酸化リチウムの添加量が0.1重量%
以上で好ましい結果が得られる。
によって水素ガスの発生量が減少し、水酸化リチウムの
添加量が0.05〜10重量%の場合に好ましい結果が
得られる。特に水酸化リチウムの添加量が0.1重量%
以上で好ましい結果が得られる。
【0021】実施例1〜6
水酸化リチウムを電解液に添加し、図1に示す構造の単
3形アルカリ電池を作製して、その10Ω放電(終止電
圧0.9V)での放電持続時間を調べた。その結果を表
2に示す。
3形アルカリ電池を作製して、その10Ω放電(終止電
圧0.9V)での放電持続時間を調べた。その結果を表
2に示す。
【0022】図1に示す電池について説明すると、図
中、1は正極合剤であり、この正極合剤1は二酸化マン
ガンを正極活物質とし、これに導電助剤としてのりん状
黒鉛とバインダーとしてのポリアクリル酸ソーダを加え
て混合した合剤をリング状に成形して、端子付きの正極
缶2内に挿入したものである。
中、1は正極合剤であり、この正極合剤1は二酸化マン
ガンを正極活物質とし、これに導電助剤としてのりん状
黒鉛とバインダーとしてのポリアクリル酸ソーダを加え
て混合した合剤をリング状に成形して、端子付きの正極
缶2内に挿入したものである。
【0023】3はセパレータであり、4はペースト状亜
鉛からなる負極剤である。この負極剤4は、鉛を500
ppm含有した粒度35〜200メッシュの亜鉛粉末6
0重量部とポリアクリル酸ソーダ2重量部を乾式混合し
た後、腐食抑制剤として水酸化リチウムを添加した電解
液(酸化亜鉛を飽和させた35重量%水酸化カリウム水
溶液)38重量部を加えて攪拌し、ゲル化させてペース
ト状に調製したものである。
鉛からなる負極剤である。この負極剤4は、鉛を500
ppm含有した粒度35〜200メッシュの亜鉛粉末6
0重量部とポリアクリル酸ソーダ2重量部を乾式混合し
た後、腐食抑制剤として水酸化リチウムを添加した電解
液(酸化亜鉛を飽和させた35重量%水酸化カリウム水
溶液)38重量部を加えて攪拌し、ゲル化させてペース
ト状に調製したものである。
【0024】5は負極集電体、6は封口体、7は金属ワ
ッシャ、8は樹脂ワッシャ、9は絶縁キャップ、10は
負極端子板、11は樹脂外装体である。
ッシャ、8は樹脂ワッシャ、9は絶縁キャップ、10は
負極端子板、11は樹脂外装体である。
【0025】この電池における亜鉛の充填量は3.5g
で、電解液量は2mlであり、水酸化リチウムの添加量
は、亜鉛に対して実施例1では0.05重量%、実施例
2では0.1重量%、実施例3では0.2重量%、実施
例4では1重量%、実施例5では5重量%、実施例6で
は10重量%である。
で、電解液量は2mlであり、水酸化リチウムの添加量
は、亜鉛に対して実施例1では0.05重量%、実施例
2では0.1重量%、実施例3では0.2重量%、実施
例4では1重量%、実施例5では5重量%、実施例6で
は10重量%である。
【0026】比較例1
水酸化リチウムを添加しなかったほかは、実施例1と同
様にして単3形アルカリ電池を作製した。つまり、この
比較例1の電池の亜鉛は実施例1の場合と同様に水銀を
含んでいない。
様にして単3形アルカリ電池を作製した。つまり、この
比較例1の電池の亜鉛は実施例1の場合と同様に水銀を
含んでいない。
【0027】この比較例1の電池について実施例1〜6
と同様に放電持続時間を調べた結果を表2に示す。
と同様に放電持続時間を調べた結果を表2に示す。
【0028】
【表2】
【0029】表2に示すように、水酸化リチウムの添加
量の増加に伴って放電持続時間が減少したが、10重量
%程度でも実用可能であった。
量の増加に伴って放電持続時間が減少したが、10重量
%程度でも実用可能であった。
【0030】この表2に示す放電特性と表1に示す水素
ガスの発生抑制効果を考え併せると、水酸化リチウムの
電解液への添加量は亜鉛に対して0.1〜5重量%の範
囲が特に好ましいと考えられる。
ガスの発生抑制効果を考え併せると、水酸化リチウムの
電解液への添加量は亜鉛に対して0.1〜5重量%の範
囲が特に好ましいと考えられる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、亜鉛
の腐食抑制剤としてリチウム塩を電解液に添加すること
によって、亜鉛の腐食を抑制し、水素ガスの発生を抑制
することができた。
の腐食抑制剤としてリチウム塩を電解液に添加すること
によって、亜鉛の腐食を抑制し、水素ガスの発生を抑制
することができた。
【図1】本発明に係るアルカリ電池の一例を示す部分断
面図である。
面図である。
1 正極合剤
3 セパレータ
4 負極剤
Claims (2)
- 【請求項1】 負極活物質として亜鉛を用いるアルカリ
電池において、亜鉛の腐食抑制剤としてリチウム塩を電
解液を添加したことを特徴とするアルカリ電池。 - 【請求項2】 リチウム塩が水酸化リチウムで、その添
加量が亜鉛に対して0.05〜10重量%である請求項
1記載のアルカリ電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18923291A JPH0513073A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18923291A JPH0513073A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | アルカリ電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0513073A true JPH0513073A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=16237812
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18923291A Pending JPH0513073A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | アルカリ電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0513073A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004139909A (ja) * | 2002-10-18 | 2004-05-13 | Toshiba Battery Co Ltd | 密閉型ニッケル亜鉛一次電池 |
US7553586B2 (en) * | 2004-04-23 | 2009-06-30 | Panasonic Corporation | Alkaline battery |
-
1991
- 1991-07-02 JP JP18923291A patent/JPH0513073A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004139909A (ja) * | 2002-10-18 | 2004-05-13 | Toshiba Battery Co Ltd | 密閉型ニッケル亜鉛一次電池 |
US7553586B2 (en) * | 2004-04-23 | 2009-06-30 | Panasonic Corporation | Alkaline battery |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001107 |