JPH0513085A - 筒形アルカリ電池 - Google Patents
筒形アルカリ電池Info
- Publication number
- JPH0513085A JPH0513085A JP3189233A JP18923391A JPH0513085A JP H0513085 A JPH0513085 A JP H0513085A JP 3189233 A JP3189233 A JP 3189233A JP 18923391 A JP18923391 A JP 18923391A JP H0513085 A JPH0513085 A JP H0513085A
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- Japan
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- negative electrode
- current collector
- zinc
- lead
- electrode current
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- 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】 無水銀の筒形アルカリ電池において、真鍮製
の負極集電体からの水素ガスの発生を抑制する。 【構成】 負極集電体５の表面を亜鉛、スズおよび鉛よ
りなる群から選ばれた少なくとも１種の金属でメッキす
る。
の負極集電体からの水素ガスの発生を抑制する。 【構成】 負極集電体５の表面を亜鉛、スズおよび鉛よ
りなる群から選ばれた少なくとも１種の金属でメッキす
る。
Description
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は無水銀の筒形アルカリ電
池に関する。
池に関する。
【０００３】
【従来の技術】筒形アルカリ電池の負極集電体として
は、一般に真鍮製のものが用いられている（たとえば、
特公昭５８−３７９４７号公報）。
は、一般に真鍮製のものが用いられている（たとえば、
特公昭５８−３７９４７号公報）。
【０００４】これは、真鍮が導電性が高く、かつ強度が
あり、しかも他の高導電体に比べて安価であるという理
由によるものである。
あり、しかも他の高導電体に比べて安価であるという理
由によるものである。
【０００５】ところで、筒形アルカリ電池では、負極活
物質として亜鉛が用いられ、従来は、この亜鉛の腐食を
抑制するために、水銀でアマルガム化（汞化）すること
が行われていた。そして、その水銀の使用量は、亜鉛へ
の腐食抑制効果を重視して、多い場合、亜鉛に対し１０
重量％近くにまで達していた。
物質として亜鉛が用いられ、従来は、この亜鉛の腐食を
抑制するために、水銀でアマルガム化（汞化）すること
が行われていた。そして、その水銀の使用量は、亜鉛へ
の腐食抑制効果を重視して、多い場合、亜鉛に対し１０
重量％近くにまで達していた。
【０００６】ところが、最近は水銀による環境汚染が問
題になり、水銀の使用量を減少させることが要求される
ようになってきた。
題になり、水銀の使用量を減少させることが要求される
ようになってきた。
【０００７】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、亜鉛と合金化させることによって亜鉛の腐食を抑
制することなどが検討され、今後は水銀を使用しない方
向、つまり無水銀化に向かおうとしている。
鉛、ガリウム、アルミニウム、ビスマスなどを亜鉛に添
加し、亜鉛と合金化させることによって亜鉛の腐食を抑
制することなどが検討され、今後は水銀を使用しない方
向、つまり無水銀化に向かおうとしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、無水銀
の筒形アルカリ電池では、これまで問題になることがな
かった負極集電体部分から水素ガスが発生するという新
たな問題が発生した。
の筒形アルカリ電池では、これまで問題になることがな
かった負極集電体部分から水素ガスが発生するという新
たな問題が発生した。
【０００９】すなわち、従来のように、亜鉛の腐食抑制
のために水銀が使用されている場合には、負極集電体を
負極剤中に浸漬すると、負極集電体の表面は亜鉛メッキ
されると共に水銀でアマルガム化されるので、負極集電
体からの水素ガスの発生がほとんど生じなかった。
のために水銀が使用されている場合には、負極集電体を
負極剤中に浸漬すると、負極集電体の表面は亜鉛メッキ
されると共に水銀でアマルガム化されるので、負極集電
体からの水素ガスの発生がほとんど生じなかった。
【００１０】しかし、水銀を使用しない電池では、水銀
によるアマルガム化がないため、負極集電体を負極剤中
に浸漬した場合に亜鉛メッキされにくい部分、たとえ
ば、負極集電体の先端や、負極剤中から抜け出る部分な
どの亜鉛メッキがされにくい部分から水素ガスの発生が
生じるのである。
によるアマルガム化がないため、負極集電体を負極剤中
に浸漬した場合に亜鉛メッキされにくい部分、たとえ
ば、負極集電体の先端や、負極剤中から抜け出る部分な
どの亜鉛メッキがされにくい部分から水素ガスの発生が
生じるのである。
【００１１】したがって、本発明は、筒形アルカリ電池
を無水銀化していくにあたって生じる問題点を解決し、
負極集電体からの水素ガスの発生を抑制することを目的
とする。
を無水銀化していくにあたって生じる問題点を解決し、
負極集電体からの水素ガスの発生を抑制することを目的
とする。
【００１２】
【問題点を解決するための手段】本発明は、負極集電体
の表面を亜鉛、スズ（錫）および鉛よりなる群から選ば
れた少なくとも１種の金属でメッキすることによって、
上記目的を達成したものである。
の表面を亜鉛、スズ（錫）および鉛よりなる群から選ば
れた少なくとも１種の金属でメッキすることによって、
上記目的を達成したものである。
【００１３】すなわち、負極集電体の表面を亜鉛でメッ
キしておくと、負極集電体の素材である真鍮の露出部分
がなくなるため、負極集電体からの水素ガスの発生が抑
制される。
キしておくと、負極集電体の素材である真鍮の露出部分
がなくなるため、負極集電体からの水素ガスの発生が抑
制される。
【００１４】また、負極集電体の表面をスズまたは鉛で
メッキしておくと、スズや鉛は亜鉛よりイオン傾向が小
さいので、負極集電体を負極剤中に浸漬したときに亜鉛
と置換することがなく、したがって、負極集電体の素材
である真鍮の露出部分が生じない。そして、これらのス
ズや鉛は真鍮よりもイオン化傾向が小さく、水素過電圧
が高いので、負極集電体からの水素ガスの発生が抑制さ
れることになる。
メッキしておくと、スズや鉛は亜鉛よりイオン傾向が小
さいので、負極集電体を負極剤中に浸漬したときに亜鉛
と置換することがなく、したがって、負極集電体の素材
である真鍮の露出部分が生じない。そして、これらのス
ズや鉛は真鍮よりもイオン化傾向が小さく、水素過電圧
が高いので、負極集電体からの水素ガスの発生が抑制さ
れることになる。
【００１５】もとより、亜鉛、スズおよび鉛をたとえば
合金化するなど２種以上組み合わせて用いてもよい。
合金化するなど２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００１６】負極集電体の表面へのメッキ方法として
は、電解メッキ、無電解メッキのいずれも採用できる。
メッキの厚みは、均一なメッキが得られればいくらでも
よいが、通常は２〜１０μｍ程度にされる。
は、電解メッキ、無電解メッキのいずれも採用できる。
メッキの厚みは、均一なメッキが得られればいくらでも
よいが、通常は２〜１０μｍ程度にされる。
【００１７】本発明においては、上記のように負極集電
体の表面を亜鉛、スズおよび鉛よりなる群から選ばれた
少なくとも１種の金属でメッキすることに特徴がある
が、それ以外は通常の構成を採用することができる。
体の表面を亜鉛、スズおよび鉛よりなる群から選ばれた
少なくとも１種の金属でメッキすることに特徴がある
が、それ以外は通常の構成を採用することができる。
【００１８】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や腐食抑
制剤など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や腐食抑
制剤などを添加しておくこともできる。
【００１９】
【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、実装電池にするこ
となく、各種の負極集電体を亜鉛が投入されている電解
液中に浸漬して、負極集電体の表面へのメッキによる水
素ガスの発生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、負極集電体表面へのメッキ
による負極集電体からの水素ガスの発生抑制効果を正確
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、実装電池にするこ
となく、各種の負極集電体を亜鉛が投入されている電解
液中に浸漬して、負極集電体の表面へのメッキによる水
素ガスの発生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、負極集電体表面へのメッキ
による負極集電体からの水素ガスの発生抑制効果を正確
に把握するためのものである。
【００２０】実験例１ 無水銀亜鉛粉末（鉛５００ｐｐｍ含有）を電解液（酸化
亜鉛を飽和させた３５重量％水酸化カリウム水溶液）に
投入し、その中に表面に各種メッキをした真鍮製の負極
集電体（全長３０ｍｍで、軸部の直径１．５ｍｍ）をそ
の先端側から２０ｍｍの長さにわたって浸漬し、４５℃
で３０日間保ち、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。
亜鉛を飽和させた３５重量％水酸化カリウム水溶液）に
投入し、その中に表面に各種メッキをした真鍮製の負極
集電体（全長３０ｍｍで、軸部の直径１．５ｍｍ）をそ
の先端側から２０ｍｍの長さにわたって浸漬し、４５℃
で３０日間保ち、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。
【００２１】上記における亜鉛量は３．５ｇで、電解液
量は２ｍｌであり、これらは単３形電池に充填する亜鉛
量および電解液量と同量である。そして、メッキの厚み
はいずれの場合も５μｍである。
量は２ｍｌであり、これらは単３形電池に充填する亜鉛
量および電解液量と同量である。そして、メッキの厚み
はいずれの場合も５μｍである。
【００２２】なお、表１には、表面にメッキをしていな
い真鍮製の負極集電体を上記亜鉛が投入された電解液中
に浸漬した場合に発生した水素ガス量および負極集電体
を浸漬していない場合に上記亜鉛が投入された電解液か
ら発生した水素ガス量を併せて示す。
い真鍮製の負極集電体を上記亜鉛が投入された電解液中
に浸漬した場合に発生した水素ガス量および負極集電体
を浸漬していない場合に上記亜鉛が投入された電解液か
ら発生した水素ガス量を併せて示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１に示すように、負極集電体の表面を亜
鉛、スズ、鉛、鉛−スズ合金でメッキした試料Ｎｏ．１
〜Ｎｏ．６の場合は、メッキをしていない試料Ｎｏ．７
の場合に比べて、水素ガスの発生量が少なく、負極集電
体を浸漬していない試料Ｎｏ．８の場合に近い水素ガス
発生量であって、明らかに水素ガスの発生が抑制されて
いた。
鉛、スズ、鉛、鉛−スズ合金でメッキした試料Ｎｏ．１
〜Ｎｏ．６の場合は、メッキをしていない試料Ｎｏ．７
の場合に比べて、水素ガスの発生量が少なく、負極集電
体を浸漬していない試料Ｎｏ．８の場合に近い水素ガス
発生量であって、明らかに水素ガスの発生が抑制されて
いた。
【００２５】実施例１〜６ 実験例１と同様に、表面を各種金属でメッキした負極集
電体を用いて、図１に示す構造の単３形アルカリ電池を
作製し、その短絡電流および１０Ω連続放電特性を調べ
た。その結果を後記の表２に示す。
電体を用いて、図１に示す構造の単３形アルカリ電池を
作製し、その短絡電流および１０Ω連続放電特性を調べ
た。その結果を後記の表２に示す。
【００２６】図１に示す電池について説明すると、１は
正極合剤、２は端子付き正極缶、３はセパレータ、４は
負極剤、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。
正極合剤、２は端子付き正極缶、３はセパレータ、４は
負極剤、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。
【００２７】上記負極集電体５は、真鍮製で、実施例１
ではその表面を亜鉛でメッキしており、実施例２ではそ
の表面をスズでメッキしており、実施例３ではその表面
を鉛でメッキしており、実施例４ではその表面を鉛−ス
ズ合金（組成１０：９０）でメッキしている。また、実
施例５ではその表面を鉛−スズ合金（組成３７：６３）
でメッキしており、実施例６ではメッキののりを良くす
るための銅メッキ後に鉛−スズ合金（組成１０：９０）
でメッキしている。
ではその表面を亜鉛でメッキしており、実施例２ではそ
の表面をスズでメッキしており、実施例３ではその表面
を鉛でメッキしており、実施例４ではその表面を鉛−ス
ズ合金（組成１０：９０）でメッキしている。また、実
施例５ではその表面を鉛−スズ合金（組成３７：６３）
でメッキしており、実施例６ではメッキののりを良くす
るための銅メッキ後に鉛−スズ合金（組成１０：９０）
でメッキしている。
【００２８】これらの負極集電体５は、全長が３０ｍｍ
で、その軸部の直径が１．５ｍｍであり、封口体６の透
孔に挿入され、その先端から約２０ｍｍの長さにわたっ
て負極剤４中に浸漬され、他方の端部は負極端子板１０
に溶接されている。
で、その軸部の直径が１．５ｍｍであり、封口体６の透
孔に挿入され、その先端から約２０ｍｍの長さにわたっ
て負極剤４中に浸漬され、他方の端部は負極端子板１０
に溶接されている。
【００２９】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
リング状に成形したものであり、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、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ペースト状亜鉛からなるもの
である。
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
リング状に成形したものであり、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、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ペースト状亜鉛からなるもの
である。
【００３０】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、負極集電体５の表面のメ
ッキの厚みはいずれも５μｍである。
で、電解液量は２ｍｌであり、負極集電体５の表面のメ
ッキの厚みはいずれも５μｍである。
【００３１】比較例１ 表面にメッキをしていない真鍮製の負極集電体５を用い
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。
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。
【００３２】この比較例１の電池について実施例１〜６
と同様に短絡電流および１０Ω連続放電特性を調べた結
果を表２に示す。
と同様に短絡電流および１０Ω連続放電特性を調べた結
果を表２に示す。
【００３３】
【表２】
【００３４】表２に示すように、実施例１〜６の電池は
比較例１の電池と短絡電流および１０Ω連続放電持続時
間が同等であり、負極集電体の表面をメッキしたことに
よる放電特性の低下は認められなかった。
比較例１の電池と短絡電流および１０Ω連続放電持続時
間が同等であり、負極集電体の表面をメッキしたことに
よる放電特性の低下は認められなかった。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、真鍮
製の負極集電体の表面を亜鉛、スズおよび鉛よりなる群
から選ばれた少なくとも１種の金属でメッキすることに
よって、負極集電体からの水素ガスの発生を抑制するこ
とができた。
製の負極集電体の表面を亜鉛、スズおよび鉛よりなる群
から選ばれた少なくとも１種の金属でメッキすることに
よって、負極集電体からの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 ５ 負極集電体 １０ 負極端子板
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 少なくとも一方の端部が負極剤４中に浸
漬し、他方の端部が負極端子板１０に電気的に接続する
真鍮製の負極集電体５を備えた筒形アルカリ電池におい
て、上記負極集電体５の表面を亜鉛、スズおよび鉛より
なる群から選ばれた少なくとも１種の金属でメッキした
ことを特徴とする筒形アルカリ電池。 【０００１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3189233A JPH0513085A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 筒形アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3189233A JPH0513085A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 筒形アルカリ電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0513085A true JPH0513085A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=16237831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3189233A Pending JPH0513085A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 筒形アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0513085A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008029762A1 (en) * | 2006-09-04 | 2008-03-13 | Fukui Byora Co., Ltd. | Dry cell negative electrode collector |
| JP2009170157A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Panasonic Corp | 単３形アルカリ乾電池 |
| EP2306564A1 (en) | 2009-10-01 | 2011-04-06 | Panasonic Corporation | Alkaline dry battery and method for producing the same |
| EA022622B1 (ru) * | 2010-08-18 | 2016-02-29 | Эксель Эндюстри | Устройство и способ распыления жидкого продукта, наносимого на поверхность |
-
1991
- 1991-07-02 JP JP3189233A patent/JPH0513085A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008029762A1 (en) * | 2006-09-04 | 2008-03-13 | Fukui Byora Co., Ltd. | Dry cell negative electrode collector |
| JP2008065983A (ja) * | 2006-09-04 | 2008-03-21 | Fukui Byora Co Ltd | 乾電池用負極集電体 |
| JP2009170157A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Panasonic Corp | 単３形アルカリ乾電池 |
| EP2306564A1 (en) | 2009-10-01 | 2011-04-06 | Panasonic Corporation | Alkaline dry battery and method for producing the same |
| EA022622B1 (ru) * | 2010-08-18 | 2016-02-29 | Эксель Эндюстри | Устройство и способ распыления жидкого продукта, наносимого на поверхность |
| US9445540B2 (en) | 2010-08-18 | 2016-09-20 | Exel Industries | Device and method for dispensing a liquid product that is to be sprayed onto a surface |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001107 |