JPH07326358A - アルカリ電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルカリ電池において、負極集電体表面での
ガス発生および電池漏液を防ぐ。 【構成】 負極活物質として水銀無添加の亜鉛合金粉末
からなる負極を電池の中心部に設定し、この負極の外周
にセパレータを介して設定された正極と、負極内に挿入
された負極集電体とを備えてなるアルカリ電池であっ
て、上記負極集電体の基材として樹脂を用い、その表面
に銅、銀、錫、亜鉛、鉛の中から少なくとも１種類の金
属で被覆したものを用いることによって水素ガス発生の
原因となる負極集電体表面への不純物の付着を防げる加
工法が利用できる。従って、水銀無添加の亜鉛合金粉末
に本発明の負極集電体を用いても水素ガスの発生が抑制
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアルカリ電池の負極集電
体に関し、詳しくは負極活物質が水銀無添加の亜鉛合金
粉末であるアルカリ電池における負極集電体に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】亜鉛を負極活物質として用いたアルカリ
電池においては、亜鉛の腐食反応により、電池保存中に
水素ガスが発生し、電池内圧が増加して電解液を外部へ
押し出し、耐漏液性が低下するという問題があり、場合
によっては電池の破裂現象を伴う危険性もあった。

【０００３】その対策として、負極活物質である亜鉛の
水素過電圧を高め、亜鉛の腐食を防止し電池内部の水素
ガス発生を抑制する目的で水銀を添加した汞化亜鉛粉末
を負極活物質として用いることが一般的に行われてき
た。この亜鉛負極の集電体も、従来から銅あるいは銅合
金等の材質が一般に使用され、汞化亜鉛負極に接触する
ことにより集電体表面が汞化されていた。また、集電体
の加工工程や電池の組立工程で集電体表面に付着し亜鉛
の腐食を助長する不純物、特にＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃ
ｏ，Ｍｏ，Ｗ又は、これらの酸化物を除去し、水素ガス
の発生を抑制するために電池組立前に集電体表面をアル
カリ脱脂洗浄や酸または過酸化水素等の化学研磨液で研
磨する方法が用いられたり、また、水素過電圧の高い金
属を電解メッキした集電体が提案されている。

【０００４】しかしながら、上記従来のような集電体の
洗浄、化学研磨による方法、及び水素過電圧の高い金属
を電解メッキした集電体によっても、水銀無添加の亜鉛
合金粉末を負極として使用した場合には耐食性に優れ、
製品品質のバラツキを低減し、しかも安定化水準の高い
アルカリ電池を得るには至っていなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】アルカリ電池の負極集
電体として一般的に銅または真鍮等の銅合金からなる集
電体が用いられているが、所定の線径にするために一般
的に数段階の伸線製造工程により絞り加工したものが使
用されている。これらの絞り加工金型は通常、超鋼ある
いは、熱間工具鋼が使われるため、これにより造られた
集電体の表面には、鉄、ニッケル等の金属の微細片が付
着し、しかもその微細片は集電体表面に食い込んで固着
している場合が多い。

【０００６】従って、従来の方法である集電体のアルカ
リ脱脂処理ではそれら微細片を完全に除去できず、電池
の組立後において水素ガスの発生要因となる。

【０００７】また、清浄作用のより効果的な酸や化学研
磨剤による研磨でも前記微細片が集電体の表面で深く食
いこんで固着しているものは完全に除去できず水素ガス
の発生要因となる。

【０００８】また、メッキ処理を施した集電体の場合、
Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗ又は、これらの酸化
物上にはメッキが生成しにくいためメッキ表面に発生す
るピンホールより上記同様水素ガスの発生を増大させる
ことになる。

【０００９】本発明は上記従来の問題を解決するもの
で、アルカリ電池に水銀無添加の亜鉛合金粉末を用いて
も水素ガスの発生を抑制して耐漏液性に優れ、しかも製
品品質のバラツキを低減し安定化させることを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】一般的に、アルカリ電池
の負極集電体として銅または真鍮等の銅合金を伸線加工
した集電体が用いられている。本発明者等は集電体製造
工程を調査し、上記不純物は伸線工程で固着することを
突き止めた。これらの知見より、水素ガス発生の要因と
なる不純物の混入を未然に防ぎ、水素ガスの発生を抑制
し、耐食性を向上させることができる本発明に到達し
た。そこで、集電体の基材として樹脂を用い、その表面
に銅、銀、錫、亜鉛、鉛の中から少なくとも１種類の金
属をメッキしたもの、あるいは集電体として銅、銀、真
鍮、錫、亜鉛、鉛の中から少なくとも１種類の金属を樹
脂に混合したものを用いることを特徴とする。

【００１１】

【作用】銅または銅合金からなる集電体の表面には、そ
の加工工程においてＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗ
又は、これらの酸化物の微細片が付着する。その微細片
は水素過電圧が小さいので、アルカリ電池の亜鉛負極中
にこの集電体を挿入すると、水素ガスを発生する。特に
水銀無添加の亜鉛合金粉末をアルカリ電池用負極活物質
に用いると、汞化した亜鉛合金粉末に比べて水素ガスの
発生が著しい。

【００１２】一般的に、樹脂は電気絶縁体であるが、銀
や銅などの金属をメッキすることで電気伝導性をもたせ
ることができる。また、金属微粒粉を混合した塗料を樹
脂の表面に塗布し電気伝導性を持たせることも出来る。
これらのように集電体の材料に樹脂を用いることによ
り、上記不純物の混入を防げる射出成型、注入成型等の
加工法が利用でき、水素ガス発生の要因となる不純物の
混入を未然に防ぐことが出来る。従って、水銀無添加の
亜鉛合金粉末に本発明の集電体を用いても水素ガスの発
生が抑制され、耐漏液性に優れた高品質の水銀無添加ア
ルカリ電池を提供することができる。

【００１３】

【実施例】以下、実施例および比較例に基づいて本発明
を具体的に説明する。

【００１４】実施例 ＡＢＳ樹脂を直径１．５ｍｍ長さ３０ｍｍに成形加工
し、その表面に化学銅メッキした負極集電体と、メッキ
を強化するために更に電気銅メッキを施した負極集電体
を用意した。この負極集電体は負極端子板に圧着するこ
とにより電気的導通を得ている。

【００１５】こうして得られた集電体を負極集電体とし
て図１に示すアルカリ電池ＬＲ６を作成し、本実施例
１，２とした。図１において、１は二酸化マンガンに導
電材として黒鉛を添加し成形した正極合剤、２は水酸化
カリウムを溶解させたアルカリ電解液にゲル化剤と共に
水銀無添加の亜鉛合金粉末を分散させたゲル状亜鉛負極
である。３はセパレータ、４は負極集電体、５は正極端
子キャップ、６は金属ケース、７は樹脂封口体、８は負
極端子をなす底板、９はラベル外装である。

【００１６】比較例 比較例として、過酸化水素、硫酸の混液で化学研磨した
真鍮製集電棒を負極集電体として用い実施例と同様にし
てアルカリ電池ＬＲ６を作成し、比較例とした。

【００１７】このようにして、本実施例および比較例の
電池各１００００個を常温に３ケ月貯蔵した後の漏液個
数（目視判定）の結果を（表１）に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】（表１）に示す結果より、本発明である実
施例はまったく漏液せず、実用的な耐漏液性が確保でき
る。一方、比較例において漏液した電池は多量のガスを
発生しており集電体の表面からＦｅ，Ｃｒ，Ｎｉ等が検
出された。

【００２０】なお、上記実施例で集電体の基材である樹
脂の表面に被覆した金属として銅を使用したが、銀、
錫、亜鉛、鉛の金属を使用した場合、またそれらを組合
せて使用した場合も同様の効果が得られた。また集電体
として銅、銀、真鍮、錫、亜鉛、鉛の中から少なくとも
１種類の金属を樹脂に混合したものも同様の効果が認め
られた。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の集電体を
使用すれば水銀無添加の亜鉛合金粉末をアルカリ電池の
負極活物質に用いても、水素ガスの発生を抑制し耐漏液
性に優れた良品質の製品を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いたアルカリ電池ＬＲ６の半断面図

【符号の説明】

１ 正極合剤 ２ ゲル状亜鉛負極 ３ セパレータ ４ 負極集電体 ５ 正極端子キャップ ６ 金属ケース ７ 樹脂封口体 ８ 底板 ９ ラベル外装

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】負極活物質として水銀無添加の亜鉛合金粉
   末からなる負極を電池の中心部に設定し、この負極の外
   周にセパレータを介して設定された正極と、負極内に挿
   入された集電体とを備えてなるアルカリ電池であって、
   上記集電体の基材として樹脂を用い、その表面に銅、
   銀、錫、亜鉛、鉛の中から少なくとも１種類の金属で被
   覆したものを用いることを特徴とするアルカリ電池。