JPH0589888A - 亜鉛アルカリ電池 - Google Patents
亜鉛アルカリ電池Info
- Publication number
- JPH0589888A JPH0589888A JP4402792A JP4402792A JPH0589888A JP H0589888 A JPH0589888 A JP H0589888A JP 4402792 A JP4402792 A JP 4402792A JP 4402792 A JP4402792 A JP 4402792A JP H0589888 A JPH0589888 A JP H0589888A
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- battery
- potassium hydroxide
- cathode
- alkaline battery
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 無汞化としても陰極亜鉛の耐腐性及び電池の
放電性能を劣化させる事のない亜鉛アルカリ電池を提供
することを目的とする。 【構成】 無汞化亜鉛粉末を陰極活物質として用いたゲ
ル状陰極７を備え、水酸化カリウム水溶液に酸化亜鉛を
添加させた電解液を用いた亜鉛アルカリ電池において、
前記水酸化カリウム水溶液の濃度を３５〜４５wt％に規
定すると共に、酸化亜鉛の添加量を1.０〜3.０wt％に規
定することを特徴とする亜鉛アルカリ電池。
放電性能を劣化させる事のない亜鉛アルカリ電池を提供
することを目的とする。 【構成】 無汞化亜鉛粉末を陰極活物質として用いたゲ
ル状陰極７を備え、水酸化カリウム水溶液に酸化亜鉛を
添加させた電解液を用いた亜鉛アルカリ電池において、
前記水酸化カリウム水溶液の濃度を３５〜４５wt％に規
定すると共に、酸化亜鉛の添加量を1.０〜3.０wt％に規
定することを特徴とする亜鉛アルカリ電池。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、陰極活物質として亜
鉛、電解液として水酸化カリウム水溶液、陽極活物質と
して二酸化マンガン，酸化銀，酸化水銀，酸素，水酸化
ニッケル等を用いた亜鉛アルカリ電池に関し、特にその
電解液の改良に関する。
鉛、電解液として水酸化カリウム水溶液、陽極活物質と
して二酸化マンガン，酸化銀，酸化水銀，酸素，水酸化
ニッケル等を用いた亜鉛アルカリ電池に関し、特にその
電解液の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】亜鉛アルカリ乾電池の陰極としては、一
般に所謂ゲル状陰極が用いられている。このゲル状陰極
の具体的な構造は、例えば、粒径約２０〜５０μｍの微
粉末から成る架橋型ポリアクリル酸（日本純薬製，ジュ
ンロンＰＷ１５０）等のゲル化剤によって高粘度化した
ゲル状アルカリ電解液中に、汞化した亜鉛粉末を分散さ
せた構造となっている。このような構造とすれば、電解
液中のイオンの拡散が容易となると共に陰極の表面積が
拡大するので、強放電下においても分極が小さくなる。
また、陰極の取扱いは液体と同様に取り扱えば良いの
で、生産時における取扱性が向上する。
般に所謂ゲル状陰極が用いられている。このゲル状陰極
の具体的な構造は、例えば、粒径約２０〜５０μｍの微
粉末から成る架橋型ポリアクリル酸（日本純薬製，ジュ
ンロンＰＷ１５０）等のゲル化剤によって高粘度化した
ゲル状アルカリ電解液中に、汞化した亜鉛粉末を分散さ
せた構造となっている。このような構造とすれば、電解
液中のイオンの拡散が容易となると共に陰極の表面積が
拡大するので、強放電下においても分極が小さくなる。
また、陰極の取扱いは液体と同様に取り扱えば良いの
で、生産時における取扱性が向上する。
【０００３】ところで、上記亜鉛アルカリ電池等におい
ては、保存中の陰極亜鉛の電解液による腐食によって、
電解液中で水素ガス発生を伴う自己放電が生じ、電池内
部圧が高くなる等の問題が生じてくる。従って、従来
は、亜鉛に５〜１０wt％程度の水銀を添加した汞化亜鉛
粉末を用い水素過電圧を高めると共に、電解液として水
酸化カリウム水溶液に酸化亜鉛を飽和溶解させたものを
用い、水素ガスの発生を抑制し、実用的に問題ない程度
に陰極亜鉛の腐食を抑制する事が行われてきた。
ては、保存中の陰極亜鉛の電解液による腐食によって、
電解液中で水素ガス発生を伴う自己放電が生じ、電池内
部圧が高くなる等の問題が生じてくる。従って、従来
は、亜鉛に５〜１０wt％程度の水銀を添加した汞化亜鉛
粉末を用い水素過電圧を高めると共に、電解液として水
酸化カリウム水溶液に酸化亜鉛を飽和溶解させたものを
用い、水素ガスの発生を抑制し、実用的に問題ない程度
に陰極亜鉛の腐食を抑制する事が行われてきた。
【０００４】しかしながら、近年、使用済み乾電池中の
水銀による環境汚染が問題となっており、低公害化のた
め電池内の含有水銀を低減させる事が社会的なニーズと
して高まり、種々の研究がなされ、今日では、汞化率を
0.６wt％程度にまで低減するような電池が提案されるに
至った。例えば、特開平１−４２１１４号公報に示され
るように、亜鉛中に鉛，アルミニウムを含有した亜鉛合
金を、インジウム−水銀合金にて汞化したようなものが
提案されている。
水銀による環境汚染が問題となっており、低公害化のた
め電池内の含有水銀を低減させる事が社会的なニーズと
して高まり、種々の研究がなされ、今日では、汞化率を
0.６wt％程度にまで低減するような電池が提案されるに
至った。例えば、特開平１−４２１１４号公報に示され
るように、亜鉛中に鉛，アルミニウムを含有した亜鉛合
金を、インジウム−水銀合金にて汞化したようなものが
提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、環境汚
染の問題が大きくクローズアップされた今日では、水銀
を全く含有しない電池が強く期待されている。この場
合、前記亜鉛合金を改良すれば水銀量を更に減少させる
ことが可能であると考えられるが、完全に無汞化した場
合には、亜鉛の耐蝕性が悪くなって水素ガスの発生を抑
制できなくなると共に、所期の放電特性を得ることがで
きないといった課題が発生する。
染の問題が大きくクローズアップされた今日では、水銀
を全く含有しない電池が強く期待されている。この場
合、前記亜鉛合金を改良すれば水銀量を更に減少させる
ことが可能であると考えられるが、完全に無汞化した場
合には、亜鉛の耐蝕性が悪くなって水素ガスの発生を抑
制できなくなると共に、所期の放電特性を得ることがで
きないといった課題が発生する。
【０００６】本発明は、上記の事情に鑑み、無汞化とし
ても陰極亜鉛の耐腐性及び電池の放電性能を劣化させる
事のない亜鉛アルカリ電池を提供することを目的とす
る。
ても陰極亜鉛の耐腐性及び電池の放電性能を劣化させる
事のない亜鉛アルカリ電池を提供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、無汞化亜鉛粉
末を陰極活物質として用いたゲル状陰極を備え、水酸化
カリウム水溶液に酸化亜鉛を添加させた電解液を用いた
亜鉛アルカリ電池において、前記水酸化カリウム水溶液
の濃度を３５〜４５wt％に規定すると共に、酸化亜鉛の
添加量を1.０〜3.０wt％に規定することを特徴としてい
る。
末を陰極活物質として用いたゲル状陰極を備え、水酸化
カリウム水溶液に酸化亜鉛を添加させた電解液を用いた
亜鉛アルカリ電池において、前記水酸化カリウム水溶液
の濃度を３５〜４５wt％に規定すると共に、酸化亜鉛の
添加量を1.０〜3.０wt％に規定することを特徴としてい
る。
【０００８】
【作用】水酸化カリウム水溶液の濃度が３５wt％未満で
あれば、水酸化物イオン（ＯＨ - ) 濃度が低くなり、亜
鉛が不動態化し易くなるため放電性能が急激に劣化す
る。一方、水酸化カリウム水溶液の濃度が４５wt％を越
えると、電解液の導電性が低くなるため放電性能が急激
に劣化する。
あれば、水酸化物イオン（ＯＨ - ) 濃度が低くなり、亜
鉛が不動態化し易くなるため放電性能が急激に劣化す
る。一方、水酸化カリウム水溶液の濃度が４５wt％を越
えると、電解液の導電性が低くなるため放電性能が急激
に劣化する。
【０００９】また、水酸化カリウム水溶液に対する酸化
亜鉛の添加量が1.０wt％未満及び3.０wt％を越える場合
には、ガス発生抑制効果が低下する。酸化亜鉛は、従来
より陰極亜鉛の腐食による水素ガス発生防止のため、水
酸化カリウム水溶液に飽和溶解させているが、無汞化と
した場合も酸化亜鉛の添加は有効であるが、酸化亜鉛の
添加量が3.０wt％を越えると酸化亜鉛中に含まれる微量
不純物が影響し、ガス発生抑制効果を低下させていると
思われる。
亜鉛の添加量が1.０wt％未満及び3.０wt％を越える場合
には、ガス発生抑制効果が低下する。酸化亜鉛は、従来
より陰極亜鉛の腐食による水素ガス発生防止のため、水
酸化カリウム水溶液に飽和溶解させているが、無汞化と
した場合も酸化亜鉛の添加は有効であるが、酸化亜鉛の
添加量が3.０wt％を越えると酸化亜鉛中に含まれる微量
不純物が影響し、ガス発生抑制効果を低下させていると
思われる。
【００１０】しかしながら、上記の発明の如く、電解液
としての水酸化カリウム水溶液の濃度を３５〜４５wt％
に規定すると共に、前記水酸化カリウム水溶液に対する
酸化亜鉛の添加量を1.０〜3.０wt％に規定すれば、上記
不都合を解消できるので、放電特性を向上させると共
に、ガス発生抑制効果の低下を防止することができるの
で、汞化亜鉛粉末を用いた電池と同等の性能を有するこ
とになる。
としての水酸化カリウム水溶液の濃度を３５〜４５wt％
に規定すると共に、前記水酸化カリウム水溶液に対する
酸化亜鉛の添加量を1.０〜3.０wt％に規定すれば、上記
不都合を解消できるので、放電特性を向上させると共
に、ガス発生抑制効果の低下を防止することができるの
で、汞化亜鉛粉末を用いた電池と同等の性能を有するこ
とになる。
【００１１】
【実施例】本発明の第１実施例を、図１に基づいて、以
下に説明する。 実施例１ 図１は本発明の亜鉛アルカリ電池の一例であるＬＲ６タ
イプの電池の断面図である。この図１において、１は陽
極缶であり、この陽極缶１内には二酸化マンガンを主体
とする陽極５と、セパレータ６と、亜鉛を含む陰極７と
が配設されている。また、上記陽極缶１の開口部には封
口ガスケット３を介して陰極端子板２が取り付けられて
おり、この陰極端子板２は集電棒４を介して上記陰極７
と電気的に接続されている。
下に説明する。 実施例１ 図１は本発明の亜鉛アルカリ電池の一例であるＬＲ６タ
イプの電池の断面図である。この図１において、１は陽
極缶であり、この陽極缶１内には二酸化マンガンを主体
とする陽極５と、セパレータ６と、亜鉛を含む陰極７と
が配設されている。また、上記陽極缶１の開口部には封
口ガスケット３を介して陰極端子板２が取り付けられて
おり、この陰極端子板２は集電棒４を介して上記陰極７
と電気的に接続されている。
【００１２】ここで、上記陰極７を以下のようにして作
製した。３４，３５，３８，４０，４２，４５，４６wt
％水酸化カリウム水溶液に、1.０wt％酸化亜鉛を添加溶
解させた電解液を、ポリアクリル酸等によりゲル化し、
このゲル中に陰極活物質として無汞化亜鉛粉末を分散さ
せることにより作製した。
製した。３４，３５，３８，４０，４２，４５，４６wt
％水酸化カリウム水溶液に、1.０wt％酸化亜鉛を添加溶
解させた電解液を、ポリアクリル酸等によりゲル化し、
このゲル中に陰極活物質として無汞化亜鉛粉末を分散さ
せることにより作製した。
【００１３】一方、上記陽極５は、二酸化マンガンに黒
鉛を混合し、これを加圧成型することにより作製した。 実施例２ 水酸化カリウム水溶液の濃度を４０wt％とし、水酸化カ
リウム水溶液に対する酸化亜鉛の添加量を０，0.５，1.
０，2.０，3.０，4.０，6.０（飽和）wt％とする以外
は、前記実施例１と同様に電池を作製した。 比較例 無汞化亜鉛粉末の代わりに汞化亜鉛粉末（インジウム0.
０２wt％，鉛0.０５wt％，アルミニウム0.０５wt％，水
銀0.６wt％）を用い、且つ電解液として４０wt％水酸化
カリウム水溶液に酸化亜鉛を飽和させたものを用いる他
は、上記実施例１と同様にして電池を作製した。 実験例１ 上記実施例１及び比較例の電池の放電特性を調べたの
で、その結果を図２に示す。なお、実験条件は、定抵抗
（3.９Ω）で行った。
鉛を混合し、これを加圧成型することにより作製した。 実施例２ 水酸化カリウム水溶液の濃度を４０wt％とし、水酸化カ
リウム水溶液に対する酸化亜鉛の添加量を０，0.５，1.
０，2.０，3.０，4.０，6.０（飽和）wt％とする以外
は、前記実施例１と同様に電池を作製した。 比較例 無汞化亜鉛粉末の代わりに汞化亜鉛粉末（インジウム0.
０２wt％，鉛0.０５wt％，アルミニウム0.０５wt％，水
銀0.６wt％）を用い、且つ電解液として４０wt％水酸化
カリウム水溶液に酸化亜鉛を飽和させたものを用いる他
は、上記実施例１と同様にして電池を作製した。 実験例１ 上記実施例１及び比較例の電池の放電特性を調べたの
で、その結果を図２に示す。なお、実験条件は、定抵抗
（3.９Ω）で行った。
【００１４】図２より明らかなように、水酸化カリウム
濃度が３５wt％未満及び４５wt％を越えると、放電性能
の急激な劣化が認められる。これに対し、水酸化カリウ
ム濃度が３５〜４５wt％の範囲内においては、汞化亜鉛
を用いた場合（5.２５hr）と比較としても持続時間に遜
色のない事がわかる。以上の結果より、電解液中の水酸
化カリウム濃度は、３５〜４５wt％の範囲で有効である
事がわかる。 実験例２ 上記実施例２及び比較例の電池を用いてガス発生量を調
べたので、その結果を図３に示す。なお、実験条件は、
６０℃で３０日間保存した後、水中で各電池を分解し、
ガスを補集、計量することにより行った。
濃度が３５wt％未満及び４５wt％を越えると、放電性能
の急激な劣化が認められる。これに対し、水酸化カリウ
ム濃度が３５〜４５wt％の範囲内においては、汞化亜鉛
を用いた場合（5.２５hr）と比較としても持続時間に遜
色のない事がわかる。以上の結果より、電解液中の水酸
化カリウム濃度は、３５〜４５wt％の範囲で有効である
事がわかる。 実験例２ 上記実施例２及び比較例の電池を用いてガス発生量を調
べたので、その結果を図３に示す。なお、実験条件は、
６０℃で３０日間保存した後、水中で各電池を分解し、
ガスを補集、計量することにより行った。
【００１５】図３より明らかなように、酸化亜鉛の添加
量が1.０wt％未満及び3.０wt％を越えるとガス量の急激
な増大が認められる。これに対し、酸化亜鉛の添加量が
1.０〜3.０wt％の範囲内においては、汞化亜鉛を用いた
場合（0.６５cc）と比較して若干ガス量は多いが実用上
全く問題はない。以上の結果より、酸化亜鉛の添加量は
1.０〜3.０wt％の範囲内で有効であることがわかる。 〔実験例１及び実験例２のまとめ〕上記実験例１及び実
験例２より、本発明の電池は水銀を添加していないにも
係わらず、放電特性と水素ガス発生量との面において、
比較例の電池と略同等の性能を有していることが確認さ
れた。
量が1.０wt％未満及び3.０wt％を越えるとガス量の急激
な増大が認められる。これに対し、酸化亜鉛の添加量が
1.０〜3.０wt％の範囲内においては、汞化亜鉛を用いた
場合（0.６５cc）と比較して若干ガス量は多いが実用上
全く問題はない。以上の結果より、酸化亜鉛の添加量は
1.０〜3.０wt％の範囲内で有効であることがわかる。 〔実験例１及び実験例２のまとめ〕上記実験例１及び実
験例２より、本発明の電池は水銀を添加していないにも
係わらず、放電特性と水素ガス発生量との面において、
比較例の電池と略同等の性能を有していることが確認さ
れた。
【００１６】
【発明の効果】以上の本発明によれば、電解液としての
水酸化カリウム水溶液の濃度を３５〜４５wt％に規定す
ると共に、酸化亜鉛の添加量を1.０〜3.０wt％に規定し
ているので、ガス発生抑制効果の低下を防止すると共
に、放電特性を向上させることができる。
水酸化カリウム水溶液の濃度を３５〜４５wt％に規定す
ると共に、酸化亜鉛の添加量を1.０〜3.０wt％に規定し
ているので、ガス発生抑制効果の低下を防止すると共
に、放電特性を向上させることができる。
【００１７】この結果、電池の諸特性を低下させること
なく無汞化を達成できるといった優れた効果を奏する。
なく無汞化を達成できるといった優れた効果を奏する。
【図１】本発明の亜鉛アルカリ電池の一例であるＬＲ６
タイプの電池の断面図である。
タイプの電池の断面図である。
【図２】水酸化カリウム濃度と放電持続時間との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図３】酸化亜鉛濃度と水素ガス発生量との関係を示す
グラフである。
グラフである。
５ 陽極 ６ セパレータ ７ 陰極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢野 睦 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機株 式会社内 (72)発明者 赤井 泰夫 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋エクセ ル株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 無汞化亜鉛粉末を陰極活物質として用
いたゲル状陰極を備え、水酸化カリウム水溶液に酸化亜
鉛を添加させた電解液を用いた亜鉛アルカリ電池におい
て、 前記水酸化カリウム水溶液の濃度を３５〜４５wt％に規
定すると共に、酸化亜鉛の添加量を1.０〜3.０wt％に規
定することを特徴とする亜鉛アルカリ電池。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-189788 | 1991-07-30 | ||
| JP18978891 | 1991-07-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0589888A true JPH0589888A (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=16247219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4402792A Pending JPH0589888A (ja) | 1991-07-30 | 1992-02-28 | 亜鉛アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0589888A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010140295A1 (ja) * | 2009-06-02 | 2010-12-09 | パナソニック株式会社 | アルカリ乾電池 |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP4402792A patent/JPH0589888A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010140295A1 (ja) * | 2009-06-02 | 2010-12-09 | パナソニック株式会社 | アルカリ乾電池 |
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