JPH0822821A - マンガン乾電池 - Google Patents
マンガン乾電池Info
- Publication number
- JPH0822821A JPH0822821A JP15356994A JP15356994A JPH0822821A JP H0822821 A JPH0822821 A JP H0822821A JP 15356994 A JP15356994 A JP 15356994A JP 15356994 A JP15356994 A JP 15356994A JP H0822821 A JPH0822821 A JP H0822821A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc alloy
- negative electrode
- zinc
- cadmium
- lead
- Prior art date
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- Pending
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-
- Y02E60/12—
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、亜鉛合金にカドミウムおよび鉛を含
有せず、しかも従来の負極缶と同等の機械的強度および
耐蝕性を有する亜鉛合金の負極を用いたマンガン乾電池
を提供することにある。 【構成】本発明は、亜鉛合金の負極を用いたマンガン乾
電池において、前記亜鉛合金が鉛およびカドミウムを含
有せず、かつ亜鉛重量に対して３０〜８０００ｐｐｍの
ビスマスと１０〜１０００ｐｐｍのゲルマニウムと１０
〜５０００ｐｐｍの希土類または希土類混合物を含有し
ているので、カドミウムおよび鉛を配合せずに耐蝕性お
よび圧延加工性のよい負極用亜鉛合金が得られ、低公害
のマンガン乾電池を提供できる。
有せず、しかも従来の負極缶と同等の機械的強度および
耐蝕性を有する亜鉛合金の負極を用いたマンガン乾電池
を提供することにある。 【構成】本発明は、亜鉛合金の負極を用いたマンガン乾
電池において、前記亜鉛合金が鉛およびカドミウムを含
有せず、かつ亜鉛重量に対して３０〜８０００ｐｐｍの
ビスマスと１０〜１０００ｐｐｍのゲルマニウムと１０
〜５０００ｐｐｍの希土類または希土類混合物を含有し
ているので、カドミウムおよび鉛を配合せずに耐蝕性お
よび圧延加工性のよい負極用亜鉛合金が得られ、低公害
のマンガン乾電池を提供できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は亜鉛合金の負極を用いた
マンガン乾電池に関する。
マンガン乾電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、マンガン乾電池の負極には古くか
ら容器を兼ねる亜鉛缶（以下、負極缶という）が用いら
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
耐蝕性を保持させる目的でマンガン乾電池の負極缶には
２００〜６００ｐｐｍのカドミウムと５０ｐｐｍより多
い鉛を含んだ亜鉛合金が用いられてきた。
ら容器を兼ねる亜鉛缶（以下、負極缶という）が用いら
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
耐蝕性を保持させる目的でマンガン乾電池の負極缶には
２００〜６００ｐｐｍのカドミウムと５０ｐｐｍより多
い鉛を含んだ亜鉛合金が用いられてきた。
【０００３】しかしながら、この亜鉛合金に含まれるカ
ドミウムと鉛は微量であるが人体に有害であり、その消
費量が多くなるにつれて、産業廃棄物や家庭廃棄物に混
入し、環境汚染の原因物質として問題となってきた。現
在、その防止が急務となっているが、その対策としてマ
ンガン乾電池の負極缶にカドミウムや鉛を含まない亜鉛
合金の使用が強く望まれている。
ドミウムと鉛は微量であるが人体に有害であり、その消
費量が多くなるにつれて、産業廃棄物や家庭廃棄物に混
入し、環境汚染の原因物質として問題となってきた。現
在、その防止が急務となっているが、その対策としてマ
ンガン乾電池の負極缶にカドミウムや鉛を含まない亜鉛
合金の使用が強く望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来から使
用さ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、乾電池製造工程で傷や変形が生
じて内部短絡等の原因となる。また、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、長期貯
蔵性が大幅に低下する。
用さ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、乾電池製造工程で傷や変形が生
じて内部短絡等の原因となる。また、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、長期貯
蔵性が大幅に低下する。
【０００５】本発明は上記状況に対処してなされたもの
で、亜鉛合金の負極を用いたマンガン乾電池において、
亜鉛合金にカドミウムおよび鉛を含有せず、しかも従来
の負極缶と同等の機械的強度および耐蝕性を有するマン
ガン乾電池を提供することを目的とする。
で、亜鉛合金の負極を用いたマンガン乾電池において、
亜鉛合金にカドミウムおよび鉛を含有せず、しかも従来
の負極缶と同等の機械的強度および耐蝕性を有するマン
ガン乾電池を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項１は、亜鉛合金の負極を用いたマン
ガン乾電池において、前記亜鉛合金が鉛およびカドミウ
ムを含有せず、かつ亜鉛重量に対して３０〜８０００ｐ
ｐｍのビスマスと１０〜１０００ｐｐｍのゲルマニウム
を含有することを特徴とする。
に、本発明の請求項１は、亜鉛合金の負極を用いたマン
ガン乾電池において、前記亜鉛合金が鉛およびカドミウ
ムを含有せず、かつ亜鉛重量に対して３０〜８０００ｐ
ｐｍのビスマスと１０〜１０００ｐｐｍのゲルマニウム
を含有することを特徴とする。
【０００７】また、本発明の請求項２は、亜鉛合金の負
極を用いたマンガン乾電池において、前記亜鉛合金が鉛
およびカドミウムを含有せず、かつ亜鉛重量に対して３
０〜８０００ｐｐｍのビスマスと１０〜５０００ｐｐｍ
の希土類または希土類混合物を含有することを特徴とす
る。
極を用いたマンガン乾電池において、前記亜鉛合金が鉛
およびカドミウムを含有せず、かつ亜鉛重量に対して３
０〜８０００ｐｐｍのビスマスと１０〜５０００ｐｐｍ
の希土類または希土類混合物を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
るビスマスは、亜鉛合金に耐蝕性を付与させる。ビスマ
スの量が３０ｐｐｍ未満の成分配合ではその効果は若干
あるものの満足すべき耐蝕性は得られない。また、ビス
マスが８０００ｐｐｍを超える成分配合では腐食を抑制
する効果はあるものの含有量に対して顕著な効果は得ら
れず、むしろ製造原価コストを増大させるため好ましく
ない。このビスマスの添加による亜鉛合金の電解液に対
する耐蝕性の向上の作用機構はまだ明らかでない。
るビスマスは、亜鉛合金に耐蝕性を付与させる。ビスマ
スの量が３０ｐｐｍ未満の成分配合ではその効果は若干
あるものの満足すべき耐蝕性は得られない。また、ビス
マスが８０００ｐｐｍを超える成分配合では腐食を抑制
する効果はあるものの含有量に対して顕著な効果は得ら
れず、むしろ製造原価コストを増大させるため好ましく
ない。このビスマスの添加による亜鉛合金の電解液に対
する耐蝕性の向上の作用機構はまだ明らかでない。
【０００９】また、本発明のゲルマニウム、希土類また
は希土類混合物（以下、ＲＥＭと略す）は、亜鉛合金に
機械的強度を付与させるとともに、ビスマスを配合する
ことによって悪化する圧延加工性を改善させる。ゲルマ
ニウムの量またはＲＥＭの量が１０ｐｐｍ未満では十分
に圧延加工性を改善することができず、ゲルマニウムの
量が１０００ｐｐｍまたはＲＥＭの量が５０００ｐｐｍ
を越える場合には亜鉛合金の耐蝕性が不十分になる。
は希土類混合物（以下、ＲＥＭと略す）は、亜鉛合金に
機械的強度を付与させるとともに、ビスマスを配合する
ことによって悪化する圧延加工性を改善させる。ゲルマ
ニウムの量またはＲＥＭの量が１０ｐｐｍ未満では十分
に圧延加工性を改善することができず、ゲルマニウムの
量が１０００ｐｐｍまたはＲＥＭの量が５０００ｐｐｍ
を越える場合には亜鉛合金の耐蝕性が不十分になる。
【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、鉛等の不純物が混
入するが、本発明はこの程度の不可避的不純物の存在は
問題にならない。
にｐｐｍ単位の銅、鉄、カドミウム、鉛等の不純物が混
入するが、本発明はこの程度の不可避的不純物の存在は
問題にならない。
【００１１】
【実施例】本発明の実施例を以下に説明する。電解精練
した純度９９．９９重量％以上の亜鉛地金を用い、これ
にビスマス，ゲルマニウム，ＲＥＭをそれぞれ表１およ
び表２に示すように配合して合金試料を調製し、実施例
１〜３４（表１）、実施例３５〜７０（表２）とした。
した純度９９．９９重量％以上の亜鉛地金を用い、これ
にビスマス，ゲルマニウム，ＲＥＭをそれぞれ表１およ
び表２に示すように配合して合金試料を調製し、実施例
１〜３４（表１）、実施例３５〜７０（表２）とした。
【００１２】比較のために鉛およびカドミウムを含有す
る従来品を比較例１（表３）とし、また、鉛およびカド
ミウムを含有せず、ビスマスおよびゲルマニウムまたは
ＲＥＭを含有するが、ビスマスおよびゲルマニウムまた
はＲＥＭの量が本発明の範囲を逸脱する亜鉛合金を比較
例２〜１１（表４）として用意した。
る従来品を比較例１（表３）とし、また、鉛およびカド
ミウムを含有せず、ビスマスおよびゲルマニウムまたは
ＲＥＭを含有するが、ビスマスおよびゲルマニウムまた
はＲＥＭの量が本発明の範囲を逸脱する亜鉛合金を比較
例２〜１１（表４）として用意した。
【００１３】これらの合金について、以下の試験評価を
行なった。ここで、ｎは各例における試料個数である。 （１）腐食原料（ｎ＝３） 後述する（３）圧延加工性の試験で得られた亜鉛合金ペ
レットを燐片状黒鉛とほう酸との混合物を潤滑材として
衝撃押出法によって負極缶を作製した。その負極缶を切
り開き、５０×５０ｍｍの試料片を作製し表面を＃４０
０〜１２００の紙やすりで滑らかになるまで研磨し、ア
ルカリ脱脂，水洗，乾燥の後、秤量して予め用意したマ
ンガン乾電池用電解液に浸漬し、、４５℃恒温内で１０
０時間貯蔵した。貯蔵後、試料片を取り出して水洗，乾
燥，秤量した。試料片の浸漬後の重量減を求め、その値
を試料片の表面積で除して腐食減量（ｍｇ／ｃｍ2 ）と
した。
行なった。ここで、ｎは各例における試料個数である。 （１）腐食原料（ｎ＝３） 後述する（３）圧延加工性の試験で得られた亜鉛合金ペ
レットを燐片状黒鉛とほう酸との混合物を潤滑材として
衝撃押出法によって負極缶を作製した。その負極缶を切
り開き、５０×５０ｍｍの試料片を作製し表面を＃４０
０〜１２００の紙やすりで滑らかになるまで研磨し、ア
ルカリ脱脂，水洗，乾燥の後、秤量して予め用意したマ
ンガン乾電池用電解液に浸漬し、、４５℃恒温内で１０
０時間貯蔵した。貯蔵後、試料片を取り出して水洗，乾
燥，秤量した。試料片の浸漬後の重量減を求め、その値
を試料片の表面積で除して腐食減量（ｍｇ／ｃｍ2 ）と
した。
【００１４】（２）電池からのガス発生量（ｎ＝５） 正極には純度７０％以上の二酸化マンガン６０重量部、
アセチレンブラック１０重量部、および酸化亜鉛０．６
重量部をよく混合し、これに塩化亜鉛濃度２５重量％、
塩化アンモニウム２．０重量％の電解液４９重量部を加
えてよく混合し、均一な正極合剤を調製し、これを正極
とした。一方、負極には、上記（１）の腐食減量試験で
得られた負極缶を用い、セパレータは電解液保持用の澱
粉をクラフト紙に塗布したものを用意した。
アセチレンブラック１０重量部、および酸化亜鉛０．６
重量部をよく混合し、これに塩化亜鉛濃度２５重量％、
塩化アンモニウム２．０重量％の電解液４９重量部を加
えてよく混合し、均一な正極合剤を調製し、これを正極
とした。一方、負極には、上記（１）の腐食減量試験で
得られた負極缶を用い、セパレータは電解液保持用の澱
粉をクラフト紙に塗布したものを用意した。
【００１５】これらの材料を用いて図１に示すようなＲ
２０形乾電池を作製した。同図において、１は亜鉛（負
極）、２はセパレータ、３は正極合剤、４は炭素棒、５
は封口体、６は正極端子板、７は負極端子板、８は絶縁
チューブ、９は外装缶である。このように作製した電池
を流動パラフィンで満たしたメスシリンダー内に入れ６
０℃に貯蔵し、発生するガスをシリンダー内に上方置換
した。貯蔵期間は２０日間とし、上方置換したガス量を
読んだ。
２０形乾電池を作製した。同図において、１は亜鉛（負
極）、２はセパレータ、３は正極合剤、４は炭素棒、５
は封口体、６は正極端子板、７は負極端子板、８は絶縁
チューブ、９は外装缶である。このように作製した電池
を流動パラフィンで満たしたメスシリンダー内に入れ６
０℃に貯蔵し、発生するガスをシリンダー内に上方置換
した。貯蔵期間は２０日間とし、上方置換したガス量を
読んだ。
【００１６】（３）圧延加工性 試料合金（厚さ：２０ｍｍ 幅：１００ｍｍ 長さ５０
０ｍｍ）を厚さが５ｍｍの板になるように温度１８０〜
２００℃の加熱ローラープレスで圧延した。圧延後、試
料合金板を対角が３１．０ｍｍのＲ２０形六角ペレット
に打ち抜き、得られたペレットの個数を数え、同じ操作
を行った有鉛合金から得られたペレットの個数を１００
％とし、それとの比較数値も圧延加工性（％）とした。
０ｍｍ）を厚さが５ｍｍの板になるように温度１８０〜
２００℃の加熱ローラープレスで圧延した。圧延後、試
料合金板を対角が３１．０ｍｍのＲ２０形六角ペレット
に打ち抜き、得られたペレットの個数を数え、同じ操作
を行った有鉛合金から得られたペレットの個数を１００
％とし、それとの比較数値も圧延加工性（％）とした。
【００１７】なお、圧延加工性が悪い試料合金は圧延時
に、合金板の表面および両端付近にひび割れが発生し、
打ち抜いたペレットにひび割れや欠けが生じ、得られる
正常なペレットの個数が少なくなる。
に、合金板の表面および両端付近にひび割れが発生し、
打ち抜いたペレットにひび割れや欠けが生じ、得られる
正常なペレットの個数が少なくなる。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】
【表３】
【００２１】
【表４】
【００２２】これらの表から明らかなように、カドミウ
ムおよび鉛を含有していない亜鉛合金において、ビスマ
ス濃度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。また、ゲルマニウムの配合量が１０〜
１０００ｐｐｍまたはＲＥＭの配合量が１０〜５０００
ｐｐｍの範囲であれば圧延加工性は問題ないことが分か
る。
ムおよび鉛を含有していない亜鉛合金において、ビスマ
ス濃度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。また、ゲルマニウムの配合量が１０〜
１０００ｐｐｍまたはＲＥＭの配合量が１０〜５０００
ｐｐｍの範囲であれば圧延加工性は問題ないことが分か
る。
【００２３】以上の結果、ビスマスを３０〜８０００ｐ
ｐｍおよびゲルマニウムを１０〜１０００ｐｐｍまたは
ＲＥＭを１０〜５０００ｐｐｍの範囲で配合すれば、カ
ドミウムおよび鉛を含有していない亜鉛合金において耐
蝕性および圧延加工性が満足すべきものとなることが分
かった。
ｐｍおよびゲルマニウムを１０〜１０００ｐｐｍまたは
ＲＥＭを１０〜５０００ｐｐｍの範囲で配合すれば、カ
ドミウムおよび鉛を含有していない亜鉛合金において耐
蝕性および圧延加工性が満足すべきものとなることが分
かった。
【００２４】
【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配合せずに耐蝕性および圧延加工性
のよい負極用亜鉛合金が得られ、低公害のマンガン乾電
池を提供することができる。
ドミウムおよび鉛を配合せずに耐蝕性および圧延加工性
のよい負極用亜鉛合金が得られ、低公害のマンガン乾電
池を提供することができる。
【図１】本発明の一実施例のマンガン乾電池の断面図。
１…亜鉛（負極缶）、２…セパレータ、３…正極合剤、
４…炭素棒、５…封口体、６…正極端子板、７…負極端
子板、８…絶縁チューブ、９…外装缶。
４…炭素棒、５…封口体、６…正極端子板、７…負極端
子板、８…絶縁チューブ、９…外装缶。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮坂 幸次郎 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】 亜鉛合金の負極を用いたマンガン乾電池
において、前記亜鉛合金が鉛およびカドミウムを含有せ
ず、かつ亜鉛重量に対して３０〜８０００ｐｐｍのビス
マスと１０〜１０００ｐｐｍのゲルマニウムを含有する
ことを特徴とするマンガン乾電池。 - 【請求項２】 亜鉛合金の負極を用いたマンガン乾電池
において、前記亜鉛合金が鉛およびカドミウムを含有せ
ず、かつ亜鉛重量に対して３０〜８０００ｐｐｍのビス
マスと１０〜５０００ｐｐｍの希土類または希土類混合
物を含有する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 |
|---|---|---|---|
| JP15356994A JPH0822821A (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | マンガン乾電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15356994A JPH0822821A (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | マンガン乾電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0822821A true JPH0822821A (ja) | 1996-01-23 |
Family
ID=15565366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15356994A Pending JPH0822821A (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | マンガン乾電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0822821A (ja) |
-
1994
- 1994-07-05 JP JP15356994A patent/JPH0822821A/ja active Pending
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