JPH06203886A - ボタン型空気亜鉛電池 - Google Patents
ボタン型空気亜鉛電池Info
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- JPH06203886A JPH06203886A JP43A JP36197592A JPH06203886A JP H06203886 A JPH06203886 A JP H06203886A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 36197592 A JP36197592 A JP 36197592A JP H06203886 A JPH06203886 A JP H06203886A
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- JP
- Japan
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- zinc
- electrolyte
- battery
- air
- button type
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/24—Alkaline accumulators
- H01M10/26—Selection of materials as electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
- H01M12/04—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type
- H01M12/06—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type with one metallic and one gaseous electrode
-
- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は無汞化亜鉛量に対するアルカリ電解
液の量、及びアルカリ濃度を規制することにより、高い
放電作動電圧と高放電容量を得、力学的な衝撃にも耐え
られるボタン型空気亜鉛電池を得ることを目的とする。 【構成】 本発明は、正極活物質に酸素、負極活物質に
水銀を含まない亜鉛、電解液に水酸化カリウム、水酸化
ナトリウムもしくはその混合水溶液を用いる空気電池に
おいて、該電解液が、該亜鉛１ｇ当り、０．２０〜０．
３５ｇであることを特徴とするボタン型空気亜鉛電池で
ある。また、該アルカリ電解液のアルカリ濃度が、２５
〜４０重量％であることが望ましい。
液の量、及びアルカリ濃度を規制することにより、高い
放電作動電圧と高放電容量を得、力学的な衝撃にも耐え
られるボタン型空気亜鉛電池を得ることを目的とする。 【構成】 本発明は、正極活物質に酸素、負極活物質に
水銀を含まない亜鉛、電解液に水酸化カリウム、水酸化
ナトリウムもしくはその混合水溶液を用いる空気電池に
おいて、該電解液が、該亜鉛１ｇ当り、０．２０〜０．
３５ｇであることを特徴とするボタン型空気亜鉛電池で
ある。また、該アルカリ電解液のアルカリ濃度が、２５
〜４０重量％であることが望ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は補聴器用電源などとして
用いられるボタン型空気亜鉛電池の電解液量に関するも
のである。
用いられるボタン型空気亜鉛電池の電解液量に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、環境問題が大きく取り上げられ、
電池業界でも負極活物質である亜鉛中の水銀を除去した
り、ボタン型水銀電池の生産を縮少する方向で努力が進
められている。この中でボタン型水銀電池を、酸素を活
物質とする空気亜鉛電池に代替させようとする動きも活
発となってきた。しかしながら、水銀電池以外のボタン
型アルカリ電池に使われる亜鉛には、まだ微量の水銀が
含まれている。
電池業界でも負極活物質である亜鉛中の水銀を除去した
り、ボタン型水銀電池の生産を縮少する方向で努力が進
められている。この中でボタン型水銀電池を、酸素を活
物質とする空気亜鉛電池に代替させようとする動きも活
発となってきた。しかしながら、水銀電池以外のボタン
型アルカリ電池に使われる亜鉛には、まだ微量の水銀が
含まれている。
【０００３】また、空気亜鉛電池は他のアルカリ電池に
比べ、より多くの亜鉛を電池内に封入できる長所があ
り、それを最大限生かすため、亜鉛１ｇ当りのアルカリ
電解液量を可能な範囲少なくし、決められた容積内に多
くの亜鉛を入れ、放電時間を伸すよう努力されてきてい
る。さらに空気電池では、正極活物質に酸素を用いるた
め、空気取り入れ孔を有している。この孔から湿度の影
響を受けるため、アルカリ電解液の量と濃度がある程度
制約され、最適な電導度を示す濃度で使用できない欠点
があった。このためアルカリ電解液は水銀化カリウム
（ＫＯＨ）の水溶液以外は、一般に使用されなかった。
比べ、より多くの亜鉛を電池内に封入できる長所があ
り、それを最大限生かすため、亜鉛１ｇ当りのアルカリ
電解液量を可能な範囲少なくし、決められた容積内に多
くの亜鉛を入れ、放電時間を伸すよう努力されてきてい
る。さらに空気電池では、正極活物質に酸素を用いるた
め、空気取り入れ孔を有している。この孔から湿度の影
響を受けるため、アルカリ電解液の量と濃度がある程度
制約され、最適な電導度を示す濃度で使用できない欠点
があった。このためアルカリ電解液は水銀化カリウム
（ＫＯＨ）の水溶液以外は、一般に使用されなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、今後さらに環
境問題の意識は進むと考えられ、ボタン電池内の亜鉛中
の水銀量も問題とされてきた。ところが、水銀を含まな
い亜鉛は一般的に電導度が悪く、これを含んだゲル亜鉛
は外部から力学的衝撃を与えると、一時的に極端に電気
抵抗が高くなるという問題が起きる。さらに、この亜鉛
を空気電池に用いた場合、従来の亜鉛と電解液との比
で、電極を放電した場合、作動電圧が低く、さらに亜鉛
の利用率も悪くなり、結果として放電終了後にも多量の
亜鉛が未反応のまま残り、ガス発生の原因となった。
境問題の意識は進むと考えられ、ボタン電池内の亜鉛中
の水銀量も問題とされてきた。ところが、水銀を含まな
い亜鉛は一般的に電導度が悪く、これを含んだゲル亜鉛
は外部から力学的衝撃を与えると、一時的に極端に電気
抵抗が高くなるという問題が起きる。さらに、この亜鉛
を空気電池に用いた場合、従来の亜鉛と電解液との比
で、電極を放電した場合、作動電圧が低く、さらに亜鉛
の利用率も悪くなり、結果として放電終了後にも多量の
亜鉛が未反応のまま残り、ガス発生の原因となった。
【０００５】本発明は、実用可能な無水銀ボタン型空気
電池を提供することを目的として、従来の電池と同レベ
ルの作動電圧と十分な亜鉛利用率を得て、力学的衝撃に
も耐えられるような電解液の種類と濃度を規制し、尚か
つ、空気電池の最大の長所である放電時間を損わないよ
うな亜鉛と電解液の比を規制するものである。
電池を提供することを目的として、従来の電池と同レベ
ルの作動電圧と十分な亜鉛利用率を得て、力学的衝撃に
も耐えられるような電解液の種類と濃度を規制し、尚か
つ、空気電池の最大の長所である放電時間を損わないよ
うな亜鉛と電解液の比を規制するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、無汞化亜鉛１ｇ当り電解液を０．２０〜０．
３５ｇの量とし、電解液であるＫＯＨ、ＮａＯＨもしく
はその混合水溶液の濃度の合計を、２５〜４０重量％に
規制することを特徴としたものである。これにより本発
明は従来の水銀を使った空気電池に比較し、作動電圧、
放電持続時間、亜鉛利用率、保存特性において、同レベ
ルの無水銀空気電池を提供することができる。
するため、無汞化亜鉛１ｇ当り電解液を０．２０〜０．
３５ｇの量とし、電解液であるＫＯＨ、ＮａＯＨもしく
はその混合水溶液の濃度の合計を、２５〜４０重量％に
規制することを特徴としたものである。これにより本発
明は従来の水銀を使った空気電池に比較し、作動電圧、
放電持続時間、亜鉛利用率、保存特性において、同レベ
ルの無水銀空気電池を提供することができる。
【０００７】
【作用】以下、本発明の実施例をＲ４４タイプ（直径１
１．６ｍｍ、高さ５．４ｍｍ、公称容量５４０ｍＡｈ）
の空気ボタン電池を例に説明する。図１は、本実施例を
含むボタン型空気亜鉛電池の半断面図を示し、図中１は
正極ケース、２は正極ケースに設けられた空気取り入れ
孔で直径０．５ｍｍの孔が２個あけられている。３は空
気室に置かれたセルロース系の多孔性紙で空気を拡散さ
せ、かつ空気極より出てきた電解液を吸収させるもので
ある。４は４フッ化エチレンを基材とする撥水膜で漏液
を押える働きをする。５はニッケル多孔体を集電体と
し、これに二酸化マンガンと活性炭と導電材より触媒を
塗着してなる空気極、６はセパレータ、７は電解液含液
材である。８はナイロンよりなるガスケットで封口板９
とカップリングしている。１０は本発明の特徴とする亜
鉛負極である。８のガスケットとカップリングされた封
口板９の内容積は３００μｌで、この中に亜鉛粉末とア
ルカリ電解液とが充填されている。
１．６ｍｍ、高さ５．４ｍｍ、公称容量５４０ｍＡｈ）
の空気ボタン電池を例に説明する。図１は、本実施例を
含むボタン型空気亜鉛電池の半断面図を示し、図中１は
正極ケース、２は正極ケースに設けられた空気取り入れ
孔で直径０．５ｍｍの孔が２個あけられている。３は空
気室に置かれたセルロース系の多孔性紙で空気を拡散さ
せ、かつ空気極より出てきた電解液を吸収させるもので
ある。４は４フッ化エチレンを基材とする撥水膜で漏液
を押える働きをする。５はニッケル多孔体を集電体と
し、これに二酸化マンガンと活性炭と導電材より触媒を
塗着してなる空気極、６はセパレータ、７は電解液含液
材である。８はナイロンよりなるガスケットで封口板９
とカップリングしている。１０は本発明の特徴とする亜
鉛負極である。８のガスケットとカップリングされた封
口板９の内容積は３００μｌで、この中に亜鉛粉末とア
ルカリ電解液とが充填されている。
【０００８】ここで亜鉛粉末とアルカリ電解液の比率
は、亜鉛１ｇ当り電解液は０．２０〜０．３５ｇが最適
である。０．２０ｇ以下の場合では、亜鉛利用率は低く
なり放電後にガス発生を起し、さらには電池ふくれ、漏
液などを誘発する。０．３５ｇ以上では、放電途中に力
学的ショックを与えると作動電圧が低下し、極端な場合
は回復しない。
は、亜鉛１ｇ当り電解液は０．２０〜０．３５ｇが最適
である。０．２０ｇ以下の場合では、亜鉛利用率は低く
なり放電後にガス発生を起し、さらには電池ふくれ、漏
液などを誘発する。０．３５ｇ以上では、放電途中に力
学的ショックを与えると作動電圧が低下し、極端な場合
は回復しない。
【０００９】また、ＫＯＨ、ＮａＯＨもしくはその混合
溶液の合計濃度は２５〜４０ｗｔ％が最適で、２５ｗｔ
％以下であれば、十分な電導度を得られず亜鉛利用率が
低下して漏液し４０ｗｔ％以上であれば、空気取り入れ
孔より常温常湿で、外気より水分が電池内に入り込み、
やはり漏液し易くなる。
溶液の合計濃度は２５〜４０ｗｔ％が最適で、２５ｗｔ
％以下であれば、十分な電導度を得られず亜鉛利用率が
低下して漏液し４０ｗｔ％以上であれば、空気取り入れ
孔より常温常湿で、外気より水分が電池内に入り込み、
やはり漏液し易くなる。
【００１０】
【実施例】表１のように、本発明の電池構成を電解液濃
度およびその配合比、亜鉛と電解液との比を変化させた
Ｌｏｔ１〜Ｌｏｔ５４の電池を試作した。また、表２
に、上記電池の評価結果について述べ、各電池１００個
を試作して、その漏液と亜鉛利用率、６２０Ω抵抗によ
って放電した時の放電時間とを示す。なお、終止電圧は
１．０Ｖした。
度およびその配合比、亜鉛と電解液との比を変化させた
Ｌｏｔ１〜Ｌｏｔ５４の電池を試作した。また、表２
に、上記電池の評価結果について述べ、各電池１００個
を試作して、その漏液と亜鉛利用率、６２０Ω抵抗によ
って放電した時の放電時間とを示す。なお、終止電圧は
１．０Ｖした。
【００１１】漏液評価は放電終了後、２０℃，６０％Ｒ
Ｈで１０日間、抵抗を外して貯蔵して、空気取り入れ孔
よりの漏液あり・なしで調べた。亜鉛利用率は、放電容
量（ｍＡｈ）／理論亜鉛容量（ｍＡｈ）とした。また、
電池へのゲル亜鉛充填率は、その亜鉛が１００％放電し
た場合に、酸化亜鉛と電解液との容積が、２７０〜３５
０μｌとなるようであれば良く、今回は計算で３１５μ
ｌとなるようにした。
Ｈで１０日間、抵抗を外して貯蔵して、空気取り入れ孔
よりの漏液あり・なしで調べた。亜鉛利用率は、放電容
量（ｍＡｈ）／理論亜鉛容量（ｍＡｈ）とした。また、
電池へのゲル亜鉛充填率は、その亜鉛が１００％放電し
た場合に、酸化亜鉛と電解液との容積が、２７０〜３５
０μｌとなるようであれば良く、今回は計算で３１５μ
ｌとなるようにした。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】表２の結果から、アルカリ濃度が２５ｗｔ
％以下の場合、亜鉛の利用率が悪く放電時間も短かい。
また、４０ｗｔ％以上の場合は、空気取り入れ孔より外
部の水分、炭酸ガスが電池内に入り込み、漏液性能が悪
くなる。
％以下の場合、亜鉛の利用率が悪く放電時間も短かい。
また、４０ｗｔ％以上の場合は、空気取り入れ孔より外
部の水分、炭酸ガスが電池内に入り込み、漏液性能が悪
くなる。
【００１５】
【表３】
【００１６】表３は亜鉛１ｇ当りの電解液量を変えて力
学的衝撃を与えた場合、電気抵抗の増加による作動電圧
降下のあった電池の個数を、各１００個試作してその中
で確認した。この時の電解液はＫＯＨ２５ｗｔ％、Ｎａ
ＯＨ１０ｗｔ％の混合電解液とした。この結果、亜鉛１
ｇ当りの電解液は、０．２０〜０．３５ｇが、最適であ
ることが明らかになった。
学的衝撃を与えた場合、電気抵抗の増加による作動電圧
降下のあった電池の個数を、各１００個試作してその中
で確認した。この時の電解液はＫＯＨ２５ｗｔ％、Ｎａ
ＯＨ１０ｗｔ％の混合電解液とした。この結果、亜鉛１
ｇ当りの電解液は、０．２０〜０．３５ｇが、最適であ
ることが明らかになった。
【００１７】
【発明の効果】これらの結果から本発明における条件の
無水銀のボタン型空気電池は、容量、漏液性能とも実用
上問題のないものである。
無水銀のボタン型空気電池は、容量、漏液性能とも実用
上問題のないものである。
【図１】本発明のボタン型空気亜鉛電池の半載断面図で
ある。
ある。
【符号の説明】 １…正極ケース ２…空気取り入れ孔 ５…空気極 １０…亜鉛負極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高岸 仁 東京都品川区南品川三丁目４番10号 東芝 電池株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 正極活物質に酸素、負極活物質に水銀を
含まない亜鉛、電解液に水酸化カリウム、水酸化ナトリ
ウムもしくはその混合水溶液を用いるボタン型空気亜鉛
電池において、 該電解液が、該亜鉛１ｇ当り、０．２０〜０．３５ｇで
あることを特徴としたボタン型空気亜鉛電池。 - 【請求項２】 該電解液の水酸化カリウム（ＫＯＨ）、
水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）もしくはその混合された
水溶液のアルカリ濃度が、２５〜４０重量％であること
を特徴とした請求項１記載のボタン型空気亜鉛電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06203886A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | ボタン型空気亜鉛電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06203886A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | ボタン型空気亜鉛電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06203886A true JPH06203886A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=18475487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP43A Pending JPH06203886A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | ボタン型空気亜鉛電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06203886A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999022415A1 (en) * | 1997-10-24 | 1999-05-06 | Aer Energy Resources, Inc. | Primary metal-air power source and ventilation system for the same |
| US6602629B1 (en) | 2000-05-24 | 2003-08-05 | Eveready Battery Company, Inc. | Zero mercury air cell |
| WO2007107912A1 (en) * | 2006-03-22 | 2007-09-27 | The Gillette Company | Zinc/air cell |
| WO2007107911A1 (en) * | 2006-03-22 | 2007-09-27 | The Gillette Company | Zinc/air cell |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP43A patent/JPH06203886A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999022415A1 (en) * | 1997-10-24 | 1999-05-06 | Aer Energy Resources, Inc. | Primary metal-air power source and ventilation system for the same |
| US6602629B1 (en) | 2000-05-24 | 2003-08-05 | Eveready Battery Company, Inc. | Zero mercury air cell |
| WO2007107912A1 (en) * | 2006-03-22 | 2007-09-27 | The Gillette Company | Zinc/air cell |
| WO2007107911A1 (en) * | 2006-03-22 | 2007-09-27 | The Gillette Company | Zinc/air cell |
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