JPH07123042B2 - アルカリ電池 - Google Patents
アルカリ電池Info
- Publication number
- JPH07123042B2 JPH07123042B2 JP62113438A JP11343887A JPH07123042B2 JP H07123042 B2 JPH07123042 B2 JP H07123042B2 JP 62113438 A JP62113438 A JP 62113438A JP 11343887 A JP11343887 A JP 11343887A JP H07123042 B2 JPH07123042 B2 JP H07123042B2
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- JP
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- boron
- negative electrode
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- 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)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は、低水銀化した亜鉛合金を負極活物質として
用いたアルカリ電池に関し、特にその貯蔵性の改良に関
する。
用いたアルカリ電池に関し、特にその貯蔵性の改良に関
する。
《従来の技術》 負極活物質である亜鉛をアマルガム化するための水銀は
一種の公害物質であるところから、現在では水銀の含有
量を低下させるための試みが種々なされている。その試
みの一つに、亜鉛に異なる金属を添加し、亜鉛合金粉末
とすることによって、低水銀化状態であっても特性の低
下しない材料の開発が提唱されている。
一種の公害物質であるところから、現在では水銀の含有
量を低下させるための試みが種々なされている。その試
みの一つに、亜鉛に異なる金属を添加し、亜鉛合金粉末
とすることによって、低水銀化状態であっても特性の低
下しない材料の開発が提唱されている。
開発が進むなかで腐蝕抑制に効果的な金属の種類として
は、In,Ga,Pb,Tl,Al,Cd等に順次特定されつつあり、こ
れらの一種ないし複数種を特定の配合比で微量添加した
亜鉛合金を負極活物質として用いた場合には、従来の亜
鉛単体に比べて低水銀化した状態であっても腐蝕抑制の
面で若干の効果があることが確認され、水銀量の低減化
に向けての可能性が生じてきた。
は、In,Ga,Pb,Tl,Al,Cd等に順次特定されつつあり、こ
れらの一種ないし複数種を特定の配合比で微量添加した
亜鉛合金を負極活物質として用いた場合には、従来の亜
鉛単体に比べて低水銀化した状態であっても腐蝕抑制の
面で若干の効果があることが確認され、水銀量の低減化
に向けての可能性が生じてきた。
《発明が解決しようとする問題点》 しかしながら、現在の水銀量の低減目標は、従来が汞化
率1.5重量％程度であったのに対し、より低水銀化ある
いは無水銀化を強く期待されるようになってきた。
率1.5重量％程度であったのに対し、より低水銀化ある
いは無水銀化を強く期待されるようになってきた。
したがって、このような厳しい条件下では前述の各種金
属添加たけで、腐蝕抑制効果を増大されることは限界が
ある。
属添加たけで、腐蝕抑制効果を増大されることは限界が
ある。
そこで、本発明者らは前述の各種金属元素に加え、他の
元素を添加し、その効果の程度を観察したところ、添加
する元素がホウ素の場合に、水銀量の少ない領域で所定
の効果を得ることを確認した。
元素を添加し、その効果の程度を観察したところ、添加
する元素がホウ素の場合に、水銀量の少ない領域で所定
の効果を得ることを確認した。
本発明は以上の知見に基づきなされたもので、その目的
は、低水銀化した状態での亜鉛表面の腐蝕を抑制し、結
果として貯蔵時におけるガスの発生を抑制し、耐漏液性
能を向上できるようにしたアルカリ電池を提供するもの
である。
は、低水銀化した状態での亜鉛表面の腐蝕を抑制し、結
果として貯蔵時におけるガスの発生を抑制し、耐漏液性
能を向上できるようにしたアルカリ電池を提供するもの
である。
《問題点を解決するための手段》 前記目的を達成するため、この発明は、負極活物質とし
て亜鉛合金を用い、これをゲル状アルカリ電解液に混合
してなるゲル状亜鉛負極を用いたアルカリ電池におい
て、前記亜鉛合金は、亜鉛に対し、ホウ素を0.01〜0.5
重量％、In,Pb,Bi,Ga,Cd,Alのうち一種ないしそれ以上
を合計0.01〜0.2重量％含有していることを要旨とす
る。
て亜鉛合金を用い、これをゲル状アルカリ電解液に混合
してなるゲル状亜鉛負極を用いたアルカリ電池におい
て、前記亜鉛合金は、亜鉛に対し、ホウ素を0.01〜0.5
重量％、In,Pb,Bi,Ga,Cd,Alのうち一種ないしそれ以上
を合計0.01〜0.2重量％含有していることを要旨とす
る。
本発明に用いるゲル状亜鉛負極は、一般的にアマルガム
化された亜鉛またはその合金粉末と、CMC等のバインダ
と、強アルカリ電解液からなるものである。
化された亜鉛またはその合金粉末と、CMC等のバインダ
と、強アルカリ電解液からなるものである。
そして、本発明では、前記各種金属元素を添加した亜鉛
合金粉末のアマルガム化に用いる水銀の量を低減しつつ
腐蝕抑制と放電性能の確保を図ることを目標として、各
種金属元素に加えて新たにホウ素を含有させている。
合金粉末のアマルガム化に用いる水銀の量を低減しつつ
腐蝕抑制と放電性能の確保を図ることを目標として、各
種金属元素に加えて新たにホウ素を含有させている。
すなわち、前記ホウ素は、水銀量の低い領域における腐
蝕抑制のための有効成分として含有され、その添加量
は、亜鉛に対して0.01〜0.5重量％の割合で亜鉛合金粉
中に含有されている。
蝕抑制のための有効成分として含有され、その添加量
は、亜鉛に対して0.01〜0.5重量％の割合で亜鉛合金粉
中に含有されている。
なお、その含有量が0.01％を下回ると腐蝕を抑制するた
めの阻害物質としての絶対量が少なく、従来と比べて有
意差が生じない。また、0.5％を越えて添加した場合に
は亜鉛の自己放電が進み、放電性能が低下する不都合を
生ずる。したがって、その含有量は上記の範囲内が望ま
しい。
めの阻害物質としての絶対量が少なく、従来と比べて有
意差が生じない。また、0.5％を越えて添加した場合に
は亜鉛の自己放電が進み、放電性能が低下する不都合を
生ずる。したがって、その含有量は上記の範囲内が望ま
しい。
《作用》 ホウ素の添加によって、水素ガス発生の抑止効果が得ら
れた。ホウ素添加によるガス発生量が減少することのメ
カニズムは明らかではないが、ホウ素の添加によって、
ガス発生量が従来に比べて減少していることは、腐蝕抑
制効果が大きく作用することを示唆し、ホウ素と他の腐
食抑制に効果的な金属In,Ga,Pb,Bi,Cd,Alとの複合的効
果によるものと推定される。
れた。ホウ素添加によるガス発生量が減少することのメ
カニズムは明らかではないが、ホウ素の添加によって、
ガス発生量が従来に比べて減少していることは、腐蝕抑
制効果が大きく作用することを示唆し、ホウ素と他の腐
食抑制に効果的な金属In,Ga,Pb,Bi,Cd,Alとの複合的効
果によるものと推定される。
《実施例》 以下、実施例によってこの発明の効果を説明する。
図は、この発明の実施に用いたLR6形の電池を示してい
る。
る。
図における電池は、正極缶を兼ねた有底円筒型の電池ケ
ース１の上部開口の内周部を負極端子板２の周縁フラン
ジ部に封口ガスケット３を介して絞り加工、カール加工
などによってカシメ付け、電池内部を密封している。
ース１の上部開口の内周部を負極端子板２の周縁フラン
ジ部に封口ガスケット３を介して絞り加工、カール加工
などによってカシメ付け、電池内部を密封している。
電池内部には、上端を前記封口ガスケット３の中心を貫
通して前記負極端子板２に電気的に接続された集電棒４
と、該集電棒４の外周を取巻くようにしてゲル状亜鉛負
極５、セパレータ６、及び二酸化マンガンを主体とする
正極合剤７が同心状に充填され、発電要素を構成してい
る。
通して前記負極端子板２に電気的に接続された集電棒４
と、該集電棒４の外周を取巻くようにしてゲル状亜鉛負
極５、セパレータ６、及び二酸化マンガンを主体とする
正極合剤７が同心状に充填され、発電要素を構成してい
る。
前記ゲル状亜鉛負極５は水銀含有量1.0重量％、粒度35
〜150メッシュの亜鉛合金粉からなる負極活物質の60重
量％と、バインダとしてのCMC2重量％、35％カセイカリ
溶液38重量％を含む混合物である。
〜150メッシュの亜鉛合金粉からなる負極活物質の60重
量％と、バインダとしてのCMC2重量％、35％カセイカリ
溶液38重量％を含む混合物である。
そして、ホウ素の含有量を亜鉛に対し重量比で50ppm〜
0.5％まで変えた試作電池〜を作り、従来のホウ素
無添加の従来電池〜とともにそれぞれ60℃の条件下
で30日間保存し、亜鉛1g当りのガス発生量を測定した結
果、以下の表に示す測定値が得られた。
0.5％まで変えた試作電池〜を作り、従来のホウ素
無添加の従来電池〜とともにそれぞれ60℃の条件下
で30日間保存し、亜鉛1g当りのガス発生量を測定した結
果、以下の表に示す測定値が得られた。
以上の表に示す結果から明らかなように、本発明ではホ
ウ素をまったく含まない亜鉛合金粉を用いた従来の電池
に比べて有意差が明らかに生じている。また、ホウ素の
含有量が表に示す0.01％以下である50ppmでは効果の達
成度合いが小さく、0.5％を上回ったものについては亜
鉛の自己放電が進み、放電性能が低下することも確認さ
れている。これは過剰なホウ素の存在によって、他の含
有物質に対する悪影響が発現するものと推定される。
ウ素をまったく含まない亜鉛合金粉を用いた従来の電池
に比べて有意差が明らかに生じている。また、ホウ素の
含有量が表に示す0.01％以下である50ppmでは効果の達
成度合いが小さく、0.5％を上回ったものについては亜
鉛の自己放電が進み、放電性能が低下することも確認さ
れている。これは過剰なホウ素の存在によって、他の含
有物質に対する悪影響が発現するものと推定される。
したがって、本発明ではホウ素の含有量の下限を0.01
％、上限を0.5％とすることで、所期の効果が得られ、
特に0.05％が最良の効果を発揮する。
％、上限を0.5％とすることで、所期の効果が得られ、
特に0.05％が最良の効果を発揮する。
なお、前記実施例では負極活物質としてインジウムとホ
ウ素の組み合わせのみについて実験を行ったが、それ以
外の前述する各種金属すなわり鉛、ビスマス、ガリウ
ム、カドミウム，アルミニウム或いはこれらの組み合わ
せたものを添加した亜鉛合金粉でも同様な効果を得るこ
とは容易に予想できる。
ウ素の組み合わせのみについて実験を行ったが、それ以
外の前述する各種金属すなわり鉛、ビスマス、ガリウ
ム、カドミウム，アルミニウム或いはこれらの組み合わ
せたものを添加した亜鉛合金粉でも同様な効果を得るこ
とは容易に予想できる。
また、ホウ素を除いた鉛，ビスマス，ガリウム，カドミ
ウム，アルミニウムの最も効果的な添加量は、亜鉛に対
し合計で0.01〜0.2％であることが既に知られている。
ウム，アルミニウムの最も効果的な添加量は、亜鉛に対
し合計で0.01〜0.2％であることが既に知られている。
《効果》 以上のように、本発明にあっては、公知の亜鉛合金粉末
に新たにホウ素を含有させることによって、貯蔵時にお
けるガス発生を抑制し、耐腐蝕性能を向上でき、この種
のアルカリ電池の低水銀化を実現する上で有用である。
に新たにホウ素を含有させることによって、貯蔵時にお
けるガス発生を抑制し、耐腐蝕性能を向上でき、この種
のアルカリ電池の低水銀化を実現する上で有用である。
図は本発明に係るアルカリマンガン電池の断面図であ
る。 １……正極缶、２……負極端子板 ３……封口ガスケット、４……集電棒 ５……負極、６……セパレータ ７……正極合剤
る。 １……正極缶、２……負極端子板 ３……封口ガスケット、４……集電棒 ５……負極、６……セパレータ ７……正極合剤
Claims (1)
- 【請求項１】負極活物質として亜鉛合金を用い、これを
ゲル状アルカリ電解液に混合してなるゲル状亜鉛負極を
用いたアルカリ電池において、前記亜鉛合金は、亜鉛に
対し、ホウ素を0.01〜0.5重量％、In,Pb,Bi,Ga,Cd,Alの
うち一種ないしそれ以上を合計0.01〜0.2重量％含有し
ていることを特徴とするアルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62113438A JPH07123042B2 (ja) | 1987-05-12 | 1987-05-12 | アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62113438A JPH07123042B2 (ja) | 1987-05-12 | 1987-05-12 | アルカリ電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63279570A JPS63279570A (ja) | 1988-11-16 |
| JPH07123042B2 true JPH07123042B2 (ja) | 1995-12-25 |
Family
ID=14612226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62113438A Expired - Fee Related JPH07123042B2 (ja) | 1987-05-12 | 1987-05-12 | アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07123042B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6177264A (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-19 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | アルカリ電池用亜鉛粉 |
-
1987
- 1987-05-12 JP JP62113438A patent/JPH07123042B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6177264A (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-19 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | アルカリ電池用亜鉛粉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63279570A (ja) | 1988-11-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |