JPH0620686A - マンガン乾電池 - Google Patents
マンガン乾電池Info
- Publication number
- JPH0620686A JPH0620686A JP4177038A JP17703892A JPH0620686A JP H0620686 A JPH0620686 A JP H0620686A JP 4177038 A JP4177038 A JP 4177038A JP 17703892 A JP17703892 A JP 17703892A JP H0620686 A JPH0620686 A JP H0620686A
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- JP
- Japan
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- zinc alloy
- lead
- cadmium
- manganese
- dry battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- 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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/42—Alloys based on zinc
-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、カドミウムおよび鉛を含有せず、し
かもカドミウムおよび鉛を含有した亜鉛合金を用いたマ
ンガン乾電池以上の高い機械的強度と良好な耐食性を有
するマンガン乾電池を提供することにある。 【構成】本発明は、亜鉛ならびにマグネシウムを０．０
００１〜０．００１５重量％含有し、かつ錫・ビスマス
・マンガンのうちの１種または２種以上の合計量が０．
００５〜０．５重量％含有する亜鉛合金を用いているの
で、カドミウムおよび鉛を含有せず、しかもカドミウム
・鉛含有亜鉛合金以上の高い機械的強度および良好な耐
食性を有し、かつ環境保全上有用なマンガン乾電池を提
供することができる。
かもカドミウムおよび鉛を含有した亜鉛合金を用いたマ
ンガン乾電池以上の高い機械的強度と良好な耐食性を有
するマンガン乾電池を提供することにある。 【構成】本発明は、亜鉛ならびにマグネシウムを０．０
００１〜０．００１５重量％含有し、かつ錫・ビスマス
・マンガンのうちの１種または２種以上の合計量が０．
００５〜０．５重量％含有する亜鉛合金を用いているの
で、カドミウムおよび鉛を含有せず、しかもカドミウム
・鉛含有亜鉛合金以上の高い機械的強度および良好な耐
食性を有し、かつ環境保全上有用なマンガン乾電池を提
供することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はマンガン乾電池用の亜鉛
合金に関し、さらに詳しくはマンガン乾電池の負極にカ
ドミウムおよび鉛を添加していない亜鉛合金を用いたマ
ンガン乾電池に関する。
合金に関し、さらに詳しくはマンガン乾電池の負極にカ
ドミウムおよび鉛を添加していない亜鉛合金を用いたマ
ンガン乾電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】マンガン乾電池の負極を兼ねる金属容器
（以下、負極缶という）として亜鉛合金は古くから用い
られてきた。その製缶加工の際に必要な延伸性や機械的
強度を付与し、また負極缶の内容物である電解液に対す
る耐食性を保持するためにマンガン乾電池の負極缶には
０．０２〜０．０６重量％のカドミウムと０．１〜０．
８重量％の鉛を含んだ亜鉛合金が用いられてきた。
（以下、負極缶という）として亜鉛合金は古くから用い
られてきた。その製缶加工の際に必要な延伸性や機械的
強度を付与し、また負極缶の内容物である電解液に対す
る耐食性を保持するためにマンガン乾電池の負極缶には
０．０２〜０．０６重量％のカドミウムと０．１〜０．
８重量％の鉛を含んだ亜鉛合金が用いられてきた。
【０００３】この亜鉛合金に含まれるカドミウムと鉛は
微量ではあるが、近年電池の消費量が多くなるにつれ廃
棄される量も増加する傾向にあり、環境保護の立場から
何らかの処置をとる必要が急務になってきた。その対策
としてマンガン乾電池の負極缶にカドミウムおよび鉛を
含有しない亜鉛合金の使用が強く望まれている。
微量ではあるが、近年電池の消費量が多くなるにつれ廃
棄される量も増加する傾向にあり、環境保護の立場から
何らかの処置をとる必要が急務になってきた。その対策
としてマンガン乾電池の負極缶にカドミウムおよび鉛を
含有しない亜鉛合金の使用が強く望まれている。
【０００４】しかし、マンガン乾電池の負極缶材料とし
て評価した場合、従来から用いられている亜鉛合金から
単にカドミウムを除いて調製した亜鉛合金は、カドミウ
ム含有亜鉛合金と比較して機械的強度がかなり低く、乾
電池の製造工程で傷や変形（曲がりや凹みなど）を生じ
て内部短絡などの原因となり、また同様に亜鉛合金から
単に鉛を除いて調製した亜鉛合金は、鉛含有亜鉛合金と
比較して電池内の電解液によって腐食を受けやすくな
り、長期の貯蔵性が大幅に低下するという問題があっ
た。
て評価した場合、従来から用いられている亜鉛合金から
単にカドミウムを除いて調製した亜鉛合金は、カドミウ
ム含有亜鉛合金と比較して機械的強度がかなり低く、乾
電池の製造工程で傷や変形（曲がりや凹みなど）を生じ
て内部短絡などの原因となり、また同様に亜鉛合金から
単に鉛を除いて調製した亜鉛合金は、鉛含有亜鉛合金と
比較して電池内の電解液によって腐食を受けやすくな
り、長期の貯蔵性が大幅に低下するという問題があっ
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題を解
消するためになされたもので、カドミウムおよび鉛を含
有せず、しかもカドミウムおよび鉛を含有した亜鉛合金
を用いたマンガン乾電池以上の高い機械的強度と良好な
耐食性を有するマンガン乾電池を提供することを目的と
するものである。
消するためになされたもので、カドミウムおよび鉛を含
有せず、しかもカドミウムおよび鉛を含有した亜鉛合金
を用いたマンガン乾電池以上の高い機械的強度と良好な
耐食性を有するマンガン乾電池を提供することを目的と
するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成すべく研究を重ねた結果、亜鉛にマグネシウムを
添加し、かつ錫・ビスマス・マンガンのうちの１種以上
をそれぞれ特定量配合した亜鉛合金がその目的に適合す
ることを見出して本発明をなすに至った。
を達成すべく研究を重ねた結果、亜鉛にマグネシウムを
添加し、かつ錫・ビスマス・マンガンのうちの１種以上
をそれぞれ特定量配合した亜鉛合金がその目的に適合す
ることを見出して本発明をなすに至った。
【０００７】すなわち、本発明のマンガン乾電池用亜鉛
合金は、亜鉛ならびにマグネシウムを０．０００１〜
０．００１５重量％含有し、かつ錫・ビスマス・マンガ
ンのうちの１種または２種以上の合計量が０．００５〜
０．５重量％含有することを特徴とする。
合金は、亜鉛ならびにマグネシウムを０．０００１〜
０．００１５重量％含有し、かつ錫・ビスマス・マンガ
ンのうちの１種または２種以上の合計量が０．００５〜
０．５重量％含有することを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明において亜鉛合金の成分として含有され
るマグネシウムは該合金に機械的強度を与えるものであ
る。マグネシウムの含有量が０．０００１重量％未満で
は十分な機械的強度を与えることができない。また、
０．００１５重量％を超えると合金が硬くなりすぎて逆
に脆くなり、特に圧延加工やインパクト加工時に割れ・
ひびが発生する。また、電解液によって腐食を受けやす
くなる。
るマグネシウムは該合金に機械的強度を与えるものであ
る。マグネシウムの含有量が０．０００１重量％未満で
は十分な機械的強度を与えることができない。また、
０．００１５重量％を超えると合金が硬くなりすぎて逆
に脆くなり、特に圧延加工やインパクト加工時に割れ・
ひびが発生する。また、電解液によって腐食を受けやす
くなる。
【０００９】本発明の亜鉛合金において、その成分とし
て含有する錫・ビスマス・マンガンは、該合金に延伸
性，衝撃押出性および耐腐食性を与えるものである。こ
れら金属の含有量が０．００５重量％未満では亜鉛合金
は脆くなり、圧延加工やインパクト加工が困難になる。
そして、電解液に対しても満足すべき耐食性が得られ
ず、長期の貯蔵性が大幅に低下する。また、０．５重量
％を越えると柔軟過ぎて、機械的強度、とくに硬度が低
下してしまったり、電位劣化や放電特性の性能低下が大
きくなるので好ましくない。
て含有する錫・ビスマス・マンガンは、該合金に延伸
性，衝撃押出性および耐腐食性を与えるものである。こ
れら金属の含有量が０．００５重量％未満では亜鉛合金
は脆くなり、圧延加工やインパクト加工が困難になる。
そして、電解液に対しても満足すべき耐食性が得られ
ず、長期の貯蔵性が大幅に低下する。また、０．５重量
％を越えると柔軟過ぎて、機械的強度、とくに硬度が低
下してしまったり、電位劣化や放電特性の性能低下が大
きくなるので好ましくない。
【００１０】なお、亜鉛にはその精練の過程で不可避的
にｐｐｍ単位の銅・鉄・カドミウム・鉛などの不純物を
含有するが、本発明はこの程度の不可避的不純物の存在
では何等影響されない。
にｐｐｍ単位の銅・鉄・カドミウム・鉛などの不純物を
含有するが、本発明はこの程度の不可避的不純物の存在
では何等影響されない。
【００１１】本発明によって、環境を汚染するカドミウ
ムおよび鉛を含有することがなく、従来のカドミウムお
よび鉛含有亜鉛合金以上の高い機械的強度および優れた
耐食性を有し、かつ環境保全上有用なマンガン乾電池用
の亜鉛合金を提供することができた。
ムおよび鉛を含有することがなく、従来のカドミウムお
よび鉛含有亜鉛合金以上の高い機械的強度および優れた
耐食性を有し、かつ環境保全上有用なマンガン乾電池用
の亜鉛合金を提供することができた。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を実施例および比較例によって
詳細に説明する。熱精練した純度９９．９９重量％以上
の亜鉛地金を用い、これにマグネシウムおよび錫・ビス
マス・マンガンを組み合わせ、配合し、表１に示すよう
な本発明の組成範囲内の合金試料（実施例１〜８）を調
製した。また、比較のためカドミウムおよび鉛を配合し
た従来品を用意し（比較例１）、また同様に表２に示す
本発明の組成範囲外の各種の合金試料（比較例２〜７）
を調整した。
詳細に説明する。熱精練した純度９９．９９重量％以上
の亜鉛地金を用い、これにマグネシウムおよび錫・ビス
マス・マンガンを組み合わせ、配合し、表１に示すよう
な本発明の組成範囲内の合金試料（実施例１〜８）を調
製した。また、比較のためカドミウムおよび鉛を配合し
た従来品を用意し（比較例１）、また同様に表２に示す
本発明の組成範囲外の各種の合金試料（比較例２〜７）
を調整した。
【００１３】これら合金について、次のような試験評価
を行なった。ここでｎは試料個数である。 （１）硬度（ｎ＝３０） 供試合金ペレットより、鱗片状黒鉛とホウ酸との混合物
を潤滑剤として、衝撃押出法によって厚さ０．４２〜
０．４７ｍｍのＲ20マンガン乾電池用負極缶を作製し
た。この負極缶側面の硬度をマイクロビッカーズ硬度計
（ＭＷ）を用いて測定した。
を行なった。ここでｎは試料個数である。 （１）硬度（ｎ＝３０） 供試合金ペレットより、鱗片状黒鉛とホウ酸との混合物
を潤滑剤として、衝撃押出法によって厚さ０．４２〜
０．４７ｍｍのＲ20マンガン乾電池用負極缶を作製し
た。この負極缶側面の硬度をマイクロビッカーズ硬度計
（ＭＷ）を用いて測定した。
【００１４】 （２）工程中の外観不良率（ｎ＝１０００） 上記（１）と同様の負極缶の大量試作を行ない、Ｒ20マ
ンガン乾電池を作製した。次いで該乾電池の金属外装部
を取り出し、負極缶を検査して傷・曲がり・へこみなど
の外観不良率を求めた。
ンガン乾電池を作製した。次いで該乾電池の金属外装部
を取り出し、負極缶を検査して傷・曲がり・へこみなど
の外観不良率を求めた。
【００１５】（３）腐食減量（ｎ＝３０） ２６重量％の塩化亜鉛および１．５重量％の塩化アンモ
ニウムを含有する水溶液からなるマンガン乾電池用電解
液に上記（１）と同様の負極缶を秤量した後浸漬して密
閉し、４５℃に１５日間放置した。次いで、該電解液か
ら負極缶を取り出し、水洗後、乾燥して秤量し、重量減
少率を算出して腐食減量とした。
ニウムを含有する水溶液からなるマンガン乾電池用電解
液に上記（１）と同様の負極缶を秤量した後浸漬して密
閉し、４５℃に１５日間放置した。次いで、該電解液か
ら負極缶を取り出し、水洗後、乾燥して秤量し、重量減
少率を算出して腐食減量とした。
【００１６】これらの評価結果を亜鉛合金の成分組成と
ともに表１および表２に示す。また、実施例１〜８およ
び比較例１〜７を用いて作製したマンガン乾電池につい
ての開路電圧を各表の右端に併記した。
ともに表１および表２に示す。また、実施例１〜８およ
び比較例１〜７を用いて作製したマンガン乾電池につい
ての開路電圧を各表の右端に併記した。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】上記表１および表２から明らかなように、
硬度および外観不良率についてはマグネシウムの含有量
が増加するほど良好になり、その反面、腐食減量はマグ
ネシウムの含有量が増加するほど大きくなる。特に錫・
ビスマス・マンガンらの含有量の低い場合にその傾向が
顕著である。なお、硬度が３５以下の合金は柔らかいた
め、また硬度が６０以上の合金は硬すぎるため乾電池用
には適さない。
硬度および外観不良率についてはマグネシウムの含有量
が増加するほど良好になり、その反面、腐食減量はマグ
ネシウムの含有量が増加するほど大きくなる。特に錫・
ビスマス・マンガンらの含有量の低い場合にその傾向が
顕著である。なお、硬度が３５以下の合金は柔らかいた
め、また硬度が６０以上の合金は硬すぎるため乾電池用
には適さない。
【００２０】さらに、錫・ビスマス・マンガンらの含有
量が増加するほど亜鉛合金の腐食が著しく抑制されるこ
とが分かる。しかし、比較例５と比較例６のように規制
量を越えた合金は硬度・外観不良率・腐食減量について
は良好であるが、開路電圧が実施例および他の比較例と
比べて１０ｍＶ程低下している。
量が増加するほど亜鉛合金の腐食が著しく抑制されるこ
とが分かる。しかし、比較例５と比較例６のように規制
量を越えた合金は硬度・外観不良率・腐食減量について
は良好であるが、開路電圧が実施例および他の比較例と
比べて１０ｍＶ程低下している。
【００２１】以上の結果から、硬度・外観不良率および
耐食性を総合すると、カドミウムおよび鉛を含有しない
亜鉛合金を用いたマンガン乾電池としては、マグネシウ
ムを０．０００１〜０．００１５重量％含有し、かつ錫
・ビスマス・マンガンのうちの１種または２種以上の合
計量が０．００５〜０．５重量％含有する亜鉛合金が最
適であることがわかった。
耐食性を総合すると、カドミウムおよび鉛を含有しない
亜鉛合金を用いたマンガン乾電池としては、マグネシウ
ムを０．０００１〜０．００１５重量％含有し、かつ錫
・ビスマス・マンガンのうちの１種または２種以上の合
計量が０．００５〜０．５重量％含有する亜鉛合金が最
適であることがわかった。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればカ
ドミウムおよび鉛を含有せず、しかもカドミウム・鉛含
有亜鉛合金以上の高い機械的強度および良好な耐食性を
有し、かつ環境保全上有用なマンガン乾電池を提供する
ことができる。
ドミウムおよび鉛を含有せず、しかもカドミウム・鉛含
有亜鉛合金以上の高い機械的強度および良好な耐食性を
有し、かつ環境保全上有用なマンガン乾電池を提供する
ことができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 マグネシウムを０．０００１〜０．００
１５重量％含有し、かつ錫・ビスマス・マンガンのうち
の１種または２種以上の合計量が０．００５〜０．５重
量％含有する亜鉛合金を用いたことを特徴とするマンガ
ン乾電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4177038A JPH0620686A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | マンガン乾電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4177038A JPH0620686A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | マンガン乾電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0620686A true JPH0620686A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=16024064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4177038A Pending JPH0620686A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | マンガン乾電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0620686A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5645961A (en) * | 1994-04-27 | 1997-07-08 | Fdk Corporation | Zinc anode can of a battery, method of manufacture thereof, and manganese dry battery using such zinc can prepared by such method |
| WO2006047917A1 (en) * | 2004-11-05 | 2006-05-11 | Chung Pak Battery Works Ltd. | Negative electrode of dry battery, manufacture method of the same, and zinc-manganese dry battery using the same |
| WO2006053465A1 (en) * | 2004-11-16 | 2006-05-26 | Chung Pak Battery Works Ltd. | Zinc particles for zinc-manganese dry battery and manufacture method of the same |
| WO2006053466A1 (en) * | 2004-11-16 | 2006-05-26 | Chung Pak Battery Works Ltd. | Zinc plate for zinc-manganese dry battery and forming method of the same |
-
1992
- 1992-07-03 JP JP4177038A patent/JPH0620686A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5645961A (en) * | 1994-04-27 | 1997-07-08 | Fdk Corporation | Zinc anode can of a battery, method of manufacture thereof, and manganese dry battery using such zinc can prepared by such method |
| WO2006047917A1 (en) * | 2004-11-05 | 2006-05-11 | Chung Pak Battery Works Ltd. | Negative electrode of dry battery, manufacture method of the same, and zinc-manganese dry battery using the same |
| WO2006053465A1 (en) * | 2004-11-16 | 2006-05-26 | Chung Pak Battery Works Ltd. | Zinc particles for zinc-manganese dry battery and manufacture method of the same |
| WO2006053466A1 (en) * | 2004-11-16 | 2006-05-26 | Chung Pak Battery Works Ltd. | Zinc plate for zinc-manganese dry battery and forming method of the same |
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