JPH06318456A - アルカリ乾電池用無汞化負極亜鉛合金粉末の製造方法 - Google Patents
アルカリ乾電池用無汞化負極亜鉛合金粉末の製造方法Info
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- JPH06318456A JPH06318456A JP5941592A JP5941592A JPH06318456A JP H06318456 A JPH06318456 A JP H06318456A JP 5941592 A JP5941592 A JP 5941592A JP 5941592 A JP5941592 A JP 5941592A JP H06318456 A JPH06318456 A JP H06318456A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 汞化処理を施さずして使用可能なアルカリ乾
電池用負極亜鉛合金粉末を製造する方法を提供するこ
と。 【構成】 不活性ガス雰囲気下において、亜鉛粉末又は
亜鉛合金粉末の表面に、インジウムと、更にガリウム，
ビスマス，スズから選ばれた１種以上の金属とを乾式に
て混合添加する。
電池用負極亜鉛合金粉末を製造する方法を提供するこ
と。 【構成】 不活性ガス雰囲気下において、亜鉛粉末又は
亜鉛合金粉末の表面に、インジウムと、更にガリウム，
ビスマス，スズから選ばれた１種以上の金属とを乾式に
て混合添加する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルカリ乾電池の負極活
物質として使用可能な無汞化負極亜鉛合金粉末の製造方
法に関する。
物質として使用可能な無汞化負極亜鉛合金粉末の製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の亜鉛アルカリ乾電池に共
通した問題点として、保存中の乾電池の負極亜鉛の電解
液による腐食が挙げられる。その対策としては、工業的
手段として負極亜鉛に５〜１０重量％程度の水銀を添加
した汞化亜鉛粉末を用いて水素過電圧を高め、実用的に
問題のない程度に腐食を抑制することが行われてきた。
通した問題点として、保存中の乾電池の負極亜鉛の電解
液による腐食が挙げられる。その対策としては、工業的
手段として負極亜鉛に５〜１０重量％程度の水銀を添加
した汞化亜鉛粉末を用いて水素過電圧を高め、実用的に
問題のない程度に腐食を抑制することが行われてきた。
【０００３】しかし、近年、低公害化のために電池内の
含有水銀を低減させることが社会的なニーズとして高ま
り、種々の研究が成され、今日、例えば、亜鉛中に鉛や
アルミニウムを含有させた亜鉛合金をインジウム−水銀
合金にて汞化し、０．６重量％程度に水銀を含有させた
亜鉛合金粉末（特公平１−４２１１４号）等が用いられ
るようになった。そして、更に技術改良がなされ、０．
１５重量％程度に水銀を含有させた亜鉛合金粉末が用い
られている。
含有水銀を低減させることが社会的なニーズとして高ま
り、種々の研究が成され、今日、例えば、亜鉛中に鉛や
アルミニウムを含有させた亜鉛合金をインジウム−水銀
合金にて汞化し、０．６重量％程度に水銀を含有させた
亜鉛合金粉末（特公平１−４２１１４号）等が用いられ
るようになった。そして、更に技術改良がなされ、０．
１５重量％程度に水銀を含有させた亜鉛合金粉末が用い
られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、汞化率
０．６重量％程度、更には０．１５重量％程度という非
常に低い濃度ではあるにせよ、相変らず水銀が含有され
ていることには変りなく、環境汚染問題を解消したとは
言い切れない。また、環境問題に加えて資源問題を考え
るならば、使用済み乾電池から亜鉛を再生することが望
ましいが、亜鉛に水銀が随伴していると再生工程におけ
る水銀対策が問題となる。
０．６重量％程度、更には０．１５重量％程度という非
常に低い濃度ではあるにせよ、相変らず水銀が含有され
ていることには変りなく、環境汚染問題を解消したとは
言い切れない。また、環境問題に加えて資源問題を考え
るならば、使用済み乾電池から亜鉛を再生することが望
ましいが、亜鉛に水銀が随伴していると再生工程におけ
る水銀対策が問題となる。
【０００５】本発明は、汞化処理を施さずして使用可能
なアルカリ乾電池用負極亜鉛合金粉末を製造する方法を
提供することを目的としている。
なアルカリ乾電池用負極亜鉛合金粉末を製造する方法を
提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、この目的
に沿って鋭意研究した結果、不活性ガス雰囲気下におい
て亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末表面に所定量のインジウム
と、更にガリウム，ビスマス，スズから選ばれた１種以
上の金属とを乾式にて混合添加することにより、アルカ
リ乾電池使用の負極活物質として優れた特性を有する無
汞化負極亜鉛合金粉末を製造する方法を確立した。尚、
インジウムと、更にガリウム，ビスマス，スズから選ば
れた１種以上の金属との混合添加において、例えば、予
めインジウム−ガリウム合金としたものを用いても可
い。以降、これ等をインジウム合金と記す。
に沿って鋭意研究した結果、不活性ガス雰囲気下におい
て亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末表面に所定量のインジウム
と、更にガリウム，ビスマス，スズから選ばれた１種以
上の金属とを乾式にて混合添加することにより、アルカ
リ乾電池使用の負極活物質として優れた特性を有する無
汞化負極亜鉛合金粉末を製造する方法を確立した。尚、
インジウムと、更にガリウム，ビスマス，スズから選ば
れた１種以上の金属との混合添加において、例えば、予
めインジウム−ガリウム合金としたものを用いても可
い。以降、これ等をインジウム合金と記す。
【０００７】本発明に於いて、乾式法によるインジウム
等の添加は、加熱装置を備えた混合機に亜鉛粉末又は亜
鉛合金粉末とインジウム粒等を投入した後密閉し、真空
吸引した後負活性ガスを充填し、亜鉛粉末又は亜鉛合金
粉末とインジウム粒等を混合しながら昇温させ、一定の
温度で１時間混合した後冷却し、インジウム等を亜鉛粉
末又は亜鉛合金粉末の表面に添加するというものであ
る。
等の添加は、加熱装置を備えた混合機に亜鉛粉末又は亜
鉛合金粉末とインジウム粒等を投入した後密閉し、真空
吸引した後負活性ガスを充填し、亜鉛粉末又は亜鉛合金
粉末とインジウム粒等を混合しながら昇温させ、一定の
温度で１時間混合した後冷却し、インジウム等を亜鉛粉
末又は亜鉛合金粉末の表面に添加するというものであ
る。
【０００８】
【作用】本発明に関する作用の詳細に於いては不明確で
あるが、推定するに、インジウム等を亜鉛合金粉末表面
に添加することにより、亜鉛合金粉末表面の水素過電
圧を高めて乾電池として保存中の腐食によるガス発生を
抑制する作用と、更なるインジウムの作用として、合
金粉末粒子間の接触を良好にして、放電性能を良好なら
しめる作用があると思われる。
あるが、推定するに、インジウム等を亜鉛合金粉末表面
に添加することにより、亜鉛合金粉末表面の水素過電
圧を高めて乾電池として保存中の腐食によるガス発生を
抑制する作用と、更なるインジウムの作用として、合
金粉末粒子間の接触を良好にして、放電性能を良好なら
しめる作用があると思われる。
【０００９】本発明に於いて使用する不活性ガスは、窒
素、アルゴンなどの非酸化性のガスであればよい。本発
明の方法によって得られる亜鉛合金粉末は、加熱装置を
備えた混合機に投入する前の亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末
の持つ銀白色よりも、わずかに灰色を帯びた程度の色調
の変化に留まり、その酸化亜鉛の含有率も０．２重量％
以下程度であり、非酸化性のガス以外、例えば空気を用
いた場合に比べて酸化亜鉛の含有率が０．２〜０．３重
量％少なく、ガス発生も低減することが確認された。
素、アルゴンなどの非酸化性のガスであればよい。本発
明の方法によって得られる亜鉛合金粉末は、加熱装置を
備えた混合機に投入する前の亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末
の持つ銀白色よりも、わずかに灰色を帯びた程度の色調
の変化に留まり、その酸化亜鉛の含有率も０．２重量％
以下程度であり、非酸化性のガス以外、例えば空気を用
いた場合に比べて酸化亜鉛の含有率が０．２〜０．３重
量％少なく、ガス発生も低減することが確認された。
【００１０】
【実施例】以下、実施例及び比較例によって、本発明を
具体的に説明する。尚、以下の表中の数値に付す「％」
は、特記しない限り全て重量％である。
具体的に説明する。尚、以下の表中の数値に付す「％」
は、特記しない限り全て重量％である。
【００１１】亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末の調整： 純度
９９．９９５重量％以上の亜鉛地金を約５００℃で熔融
して亜鉛の熔湯を調製した。又、この亜鉛の熔湯にアル
ミニウム又はカルシウムを添加して亜鉛合金の熔湯を調
製した。そして、これらの熔湯を高圧ガスによる噴霧法
により粉体化し、得られた粉体を所定粒度に篩別して亜
鉛粉末又は亜鉛合金粉末を得た。
９９．９９５重量％以上の亜鉛地金を約５００℃で熔融
して亜鉛の熔湯を調製した。又、この亜鉛の熔湯にアル
ミニウム又はカルシウムを添加して亜鉛合金の熔湯を調
製した。そして、これらの熔湯を高圧ガスによる噴霧法
により粉体化し、得られた粉体を所定粒度に篩別して亜
鉛粉末又は亜鉛合金粉末を得た。
【００１２】この篩別により、所定粒度とした所定量の
亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末と、所定量のインジウムと、
更にガリウム，ビスマス，スズから選ばれた１種以上と
を加熱装置を備えた混合機に投入し、雰囲気を非酸化性
ガスである窒素又はアルゴンガスに置換して所定温度に
昇温した。昇温後１時間保持混合し、冷却後、本発明の
亜鉛合金粉末及び比較例としての亜鉛合金粉末を得た。
亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末と、所定量のインジウムと、
更にガリウム，ビスマス，スズから選ばれた１種以上と
を加熱装置を備えた混合機に投入し、雰囲気を非酸化性
ガスである窒素又はアルゴンガスに置換して所定温度に
昇温した。昇温後１時間保持混合し、冷却後、本発明の
亜鉛合金粉末及び比較例としての亜鉛合金粉末を得た。
【００１３】実施例・比較例の１： まず、インジウム
等を添加する方法による差異を調べるために、 ａ．亜鉛粉末にインジウム合金を均一に合金化したも
の、 ｂ．亜鉛粉末表面にインジウム合金を添加した本発明
品、 ｃ．従来から使用されているインジウム−水銀合金にて
汞化した亜鉛合金粉末（インジウム０．０２重量％，鉛
０．０５重量％，アルミニウム０．０５重量％，水銀
０．６重量％）、及び、 ｄ．亜鉛粉末を調製した。 そして、これらの亜鉛合金粉末を用い、図１に示すＬＲ
６タイプの電池を作製し、放電性能を表わす放電持続時
間（３．９Ω，０．９Ｖ終止）を測定した。その結果を
表１に示す。
等を添加する方法による差異を調べるために、 ａ．亜鉛粉末にインジウム合金を均一に合金化したも
の、 ｂ．亜鉛粉末表面にインジウム合金を添加した本発明
品、 ｃ．従来から使用されているインジウム−水銀合金にて
汞化した亜鉛合金粉末（インジウム０．０２重量％，鉛
０．０５重量％，アルミニウム０．０５重量％，水銀
０．６重量％）、及び、 ｄ．亜鉛粉末を調製した。 そして、これらの亜鉛合金粉末を用い、図１に示すＬＲ
６タイプの電池を作製し、放電性能を表わす放電持続時
間（３．９Ω，０．９Ｖ終止）を測定した。その結果を
表１に示す。
【００１４】図１に於いて、１は正極缶、２は負極端
子、３は封口体、４は負極集電体、５は二酸化マンガン
に黒鉛を混合して加圧成形した正極活物質、６はセパレ
ーター、７はＫＯＨの４０重量％水溶液に酸化亜鉛を飽
和させた電解液をポリアクリル酸等によりゲル化して、
このゲル中に亜鉛合金粉末を分散させた亜鉛合金の負極
である。尚、インジウム含有率は一律０．１０重量％と
した。
子、３は封口体、４は負極集電体、５は二酸化マンガン
に黒鉛を混合して加圧成形した正極活物質、６はセパレ
ーター、７はＫＯＨの４０重量％水溶液に酸化亜鉛を飽
和させた電解液をポリアクリル酸等によりゲル化して、
このゲル中に亜鉛合金粉末を分散させた亜鉛合金の負極
である。尚、インジウム含有率は一律０．１０重量％と
した。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１に示す結果から明らかなように、ｂ．
のインジウム合金を亜鉛粉末の表面に添加する本発明品
は放電持続時間が５．２３時間であり、ｃ．の従来から
使用されているインジウム−水銀合金にて汞化した亜鉛
合金粉末の放電持続時間（５．２５時間）と同等の放電
性能を有していることがわかる。
のインジウム合金を亜鉛粉末の表面に添加する本発明品
は放電持続時間が５．２３時間であり、ｃ．の従来から
使用されているインジウム−水銀合金にて汞化した亜鉛
合金粉末の放電持続時間（５．２５時間）と同等の放電
性能を有していることがわかる。
【００１７】また、ｄ．の亜鉛粉末及びａ．の亜鉛粉末
にインジウム合金を均一に合金化したものは、前者の放
電持続時間が２．８０時間、後者の放電持続時間が３．
８５時間で、いずれもｃ．の従来から使用されているイ
ンジウム−水銀合金にて汞化した亜鉛合金粉末の放電性
能（放電持続時間：５．２５時間）より劣っていること
がわかる。
にインジウム合金を均一に合金化したものは、前者の放
電持続時間が２．８０時間、後者の放電持続時間が３．
８５時間で、いずれもｃ．の従来から使用されているイ
ンジウム−水銀合金にて汞化した亜鉛合金粉末の放電性
能（放電持続時間：５．２５時間）より劣っていること
がわかる。
【００１８】実施例・比較例の２： 亜鉛粉末又は亜鉛
合金粉末にインジウム合金を添加した本発明品を用い
て、ガス発生試験を行った。比較として空気雰囲気中で
作製したもの及び前記ｃ．，ｄ．の汞化した亜鉛合金粉
末及び亜鉛粉末に於いても同一の試験を行った。ガス発
生試験は、電解液としてＫＯＨ４０重量％の水溶液に酸
化亜鉛を飽和させたもの５ｍｌに対して、供試亜鉛合金
粉末または亜鉛粉末をそれぞれ１０ｇ浸漬し、６０℃で
３０日間保持した際のガス発生量を求めた。その結果を
表２に示す。
合金粉末にインジウム合金を添加した本発明品を用い
て、ガス発生試験を行った。比較として空気雰囲気中で
作製したもの及び前記ｃ．，ｄ．の汞化した亜鉛合金粉
末及び亜鉛粉末に於いても同一の試験を行った。ガス発
生試験は、電解液としてＫＯＨ４０重量％の水溶液に酸
化亜鉛を飽和させたもの５ｍｌに対して、供試亜鉛合金
粉末または亜鉛粉末をそれぞれ１０ｇ浸漬し、６０℃で
３０日間保持した際のガス発生量を求めた。その結果を
表２に示す。
【００１９】また、得られた亜鉛合金粉末を塩化アンモ
ニウムと水酸化アンモニウムの混合溶液に溶解させ、瀘
過して得られた濾液を原子吸光法によって定量分析する
ことによって、混合溶液中に溶出した酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）量（％）を求めた。尚、本発明品のインジウム含有
率は、一律０．１０重量％とした。その結果を表２に示
す。
ニウムと水酸化アンモニウムの混合溶液に溶解させ、瀘
過して得られた濾液を原子吸光法によって定量分析する
ことによって、混合溶液中に溶出した酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）量（％）を求めた。尚、本発明品のインジウム含有
率は、一律０．１０重量％とした。その結果を表２に示
す。
【００２０】
【表２】
【００２１】表２に示す結果からわかるように、非酸化
性ガス雰囲気で亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末の表面にイン
ジウム合金を混合添加することによって、従来の汞化亜
鉛と比較してもガス発生量に関して遜色がなく、また空
気中でインジウム合金を混合添加した場合と比較して酸
化亜鉛の含有率が少なく、ガス発生量が大幅に減少する
ことがわかる。
性ガス雰囲気で亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末の表面にイン
ジウム合金を混合添加することによって、従来の汞化亜
鉛と比較してもガス発生量に関して遜色がなく、また空
気中でインジウム合金を混合添加した場合と比較して酸
化亜鉛の含有率が少なく、ガス発生量が大幅に減少する
ことがわかる。
【００２２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によるアルカリ乾電池用負極亜鉛合金粉末を用いれば、
現在も尚問題となっているアルカリ乾電池に関する水銀
による環境汚染が改善でき、資源リサイクルにも有利な
電池を提供できる。
によるアルカリ乾電池用負極亜鉛合金粉末を用いれば、
現在も尚問題となっているアルカリ乾電池に関する水銀
による環境汚染が改善でき、資源リサイクルにも有利な
電池を提供できる。
【図１】ＬＲ６タイプの電池の縦断面図である。
１ 正極缶 ２ 負極端子 ３ 封口体 ４ 負極集電体 ５ 正極活物質 ６ セパレーター ７ ゲル状負極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗村 正明 大阪府守口市京阪本通り２丁目18番地 三 洋エクセル株式会社内 (72)発明者 赤井 泰夫 大阪府守口市京阪本通り２丁目18番地 三 洋エクセル株式会社内 (72)発明者 矢野 睦 大阪府守口市京阪本通り２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 三重野 栄一郎 群馬県安中市中宿1443番地 東邦亜鉛株式 会社技術研究所内 (72)発明者 関口 亘 群馬県安中市中宿1443番地 東邦亜鉛株式 会社技術研究所内 (72)発明者 中川 淳三 群馬県安中市中宿1443番地 東邦亜鉛株式 会社技術研究所内 (72)発明者 赤沢 隆則 群馬県安中市中宿1443番地 東邦亜鉛株式 会社技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 不活性ガス雰囲気下において、亜鉛粉末
又は亜鉛合金粉末の表面に、インジウムと、更にガリウ
ム、ビスマス、スズから選ばれた１種以上の金属とを乾
式にて混合添加することを特徴とするアルカリ乾電池用
無汞化負極亜鉛合金粉末の製造方法。 - 【請求項２】 インジウムと、ガリウム、ビスマス、ス
ズから選ばれた１種以上の金属とを予め合金化して亜鉛
粉末又は亜鉛合金粉末の表面に混合添加することを特徴
とする請求項１記載のアルカリ乾電池用無汞化負極亜鉛
合金粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5941592A JPH06318456A (ja) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | アルカリ乾電池用無汞化負極亜鉛合金粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5941592A JPH06318456A (ja) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | アルカリ乾電池用無汞化負極亜鉛合金粉末の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06318456A true JPH06318456A (ja) | 1994-11-15 |
Family
ID=13112622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5941592A Pending JPH06318456A (ja) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | アルカリ乾電池用無汞化負極亜鉛合金粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06318456A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2788887A1 (fr) * | 1999-01-27 | 2000-07-28 | Scps | Generateurs electrochimiques secondaires alcalins a anode de zinc |
| DE112021004100T5 (de) | 2020-10-30 | 2023-05-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Alkaline-batterie und verfahren zur herstellung einer alkaline-batterie |
-
1992
- 1992-02-13 JP JP5941592A patent/JPH06318456A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2788887A1 (fr) * | 1999-01-27 | 2000-07-28 | Scps | Generateurs electrochimiques secondaires alcalins a anode de zinc |
| EP1024545A1 (fr) * | 1999-01-27 | 2000-08-02 | S.C.P.S. Société de Conseil et de Prospective Scientifique S.A. | Générateurs électrochimiques secondaires alcalins à anode de zinc |
| US6649305B1 (en) | 1999-01-27 | 2003-11-18 | S.C.P.S. Societe De Conseil Et De Prospective Scientifique S.A. | Secondary electrochemical generators of the zinc-anode alkaline type |
| DE112021004100T5 (de) | 2020-10-30 | 2023-05-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Alkaline-batterie und verfahren zur herstellung einer alkaline-batterie |
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