JPH09259877A - アルカリ電池用負極亜鉛基合金 - Google Patents
アルカリ電池用負極亜鉛基合金Info
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- JPH09259877A JPH09259877A JP8063026A JP6302696A JPH09259877A JP H09259877 A JPH09259877 A JP H09259877A JP 8063026 A JP8063026 A JP 8063026A JP 6302696 A JP6302696 A JP 6302696A JP H09259877 A JPH09259877 A JP H09259877A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アルカリ電池の負極活物質として用いた場合
にはその自己放電特性および負荷放電特性を改善でき
る、水銀やカドミウムおよび鉛といった有害物質を含ま
ない亜鉛基合金を提供する。 【解決手段】 Ｏ2 を０．００１〜０．０８重量％含有
するとともにＩｎを０．００１〜０．５重量％含有し、
さらにＢｉを０．０００２〜０．５重量％含有し、かつ
Ｍｇを０．０００２〜０．０５重量％あるいはＡｌを
０．０００５〜０．０５重量％含有して水銀やカドミウ
ムおよび鉛といった有害物質を有意に含有しない。また
Ｏ2 を０．００１〜０．０８重量％含有するとともにＩ
ｎを０．００１〜０．５重量％含有し、かつＮｉを０．
０００５〜０．２５重量％含有して水銀やカドミウムお
よび鉛といった有害物質を有意に含有しない。
にはその自己放電特性および負荷放電特性を改善でき
る、水銀やカドミウムおよび鉛といった有害物質を含ま
ない亜鉛基合金を提供する。 【解決手段】 Ｏ2 を０．００１〜０．０８重量％含有
するとともにＩｎを０．００１〜０．５重量％含有し、
さらにＢｉを０．０００２〜０．５重量％含有し、かつ
Ｍｇを０．０００２〜０．０５重量％あるいはＡｌを
０．０００５〜０．０５重量％含有して水銀やカドミウ
ムおよび鉛といった有害物質を有意に含有しない。また
Ｏ2 を０．００１〜０．０８重量％含有するとともにＩ
ｎを０．００１〜０．５重量％含有し、かつＮｉを０．
０００５〜０．２５重量％含有して水銀やカドミウムお
よび鉛といった有害物質を有意に含有しない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、自己放電特性お
よび負荷放電特性の向上に有効な微量元素を含有させた
アルカリ電池用負極亜鉛基合金に関する。
よび負荷放電特性の向上に有効な微量元素を含有させた
アルカリ電池用負極亜鉛基合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルカリ電池の負極活物質として粉末状
態で用いられる従来の亜鉛基合金にあっては、環境上有
害とされる鉛、カドミウム、水銀を用いないことによる
耐食性および電池特性の劣化を改善するため盛んに研究
が行われており、これらの改善に効果的で比較的安全な
合金元素がいくつも見いだされている。例えばインジウ
ム、アルミニウム、ガリウム、スズ、カルシウム、マグ
ネシウム、ビスマス、リチウム、ナトリウムなどであ
る。これら合金元素のどれをどの程度添加すると効果的
か、またどの元素とどの元素を複合添加すると大きな相
乗効果が得られるかといった事項について、多くの有意
義なデータが蓄積されてきており、例えば特公平３−７
１７３７号公報に示されるように、ほぼ実用に耐えるア
ルカリ電池が実現されている。
態で用いられる従来の亜鉛基合金にあっては、環境上有
害とされる鉛、カドミウム、水銀を用いないことによる
耐食性および電池特性の劣化を改善するため盛んに研究
が行われており、これらの改善に効果的で比較的安全な
合金元素がいくつも見いだされている。例えばインジウ
ム、アルミニウム、ガリウム、スズ、カルシウム、マグ
ネシウム、ビスマス、リチウム、ナトリウムなどであ
る。これら合金元素のどれをどの程度添加すると効果的
か、またどの元素とどの元素を複合添加すると大きな相
乗効果が得られるかといった事項について、多くの有意
義なデータが蓄積されてきており、例えば特公平３−７
１７３７号公報に示されるように、ほぼ実用に耐えるア
ルカリ電池が実現されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現状の
アルカリ電池については電池特性においていくつかまだ
不十分な点があった。それは、保存中に生じる自己放電
が大きくなるとともに使用時の負荷放電特性が劣化する
といった問題である。この場合、自己放電が大きくなる
のは、亜鉛基合金粉末の表面が電解液中で腐食してしま
うからであり、この腐食によって水素ガスが発生すると
ともに放電特性を低下させる一因ともなる。
アルカリ電池については電池特性においていくつかまだ
不十分な点があった。それは、保存中に生じる自己放電
が大きくなるとともに使用時の負荷放電特性が劣化する
といった問題である。この場合、自己放電が大きくなる
のは、亜鉛基合金粉末の表面が電解液中で腐食してしま
うからであり、この腐食によって水素ガスが発生すると
ともに放電特性を低下させる一因ともなる。
【０００４】この発明はこのような従来の問題点に鑑み
なされたもので、その目的は、アルカリ電池の負極活物
質として用いた場合にはその自己放電特性および負荷放
電特性を改善できる、水銀やカドミウムおよび鉛といっ
た有害物質を含まない亜鉛基合金を提供することにあ
る。
なされたもので、その目的は、アルカリ電池の負極活物
質として用いた場合にはその自己放電特性および負荷放
電特性を改善できる、水銀やカドミウムおよび鉛といっ
た有害物質を含まない亜鉛基合金を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る本発明のアルカリ電池用負極亜鉛基
合金にあっては、酸素（以下Ｏ2 とする）を０．００１
〜０．０８重量％含有するとともにインジウム（以下Ｉ
ｎとする）を０．００１〜０．５重量％含有し、さらに
ビスマス（以下Ｂｉとする）を０．０００２〜０．５重
量％含有し、かつマグネシウム（以下Ｍｇとする）を
０．０００２〜０．０５重量％含有して水銀やカドミウ
ムおよび鉛といった有害物質を有意に含有していない。
め、請求項１に係る本発明のアルカリ電池用負極亜鉛基
合金にあっては、酸素（以下Ｏ2 とする）を０．００１
〜０．０８重量％含有するとともにインジウム（以下Ｉ
ｎとする）を０．００１〜０．５重量％含有し、さらに
ビスマス（以下Ｂｉとする）を０．０００２〜０．５重
量％含有し、かつマグネシウム（以下Ｍｇとする）を
０．０００２〜０．０５重量％含有して水銀やカドミウ
ムおよび鉛といった有害物質を有意に含有していない。
【０００６】また請求項２に係る本発明のアルカリ電池
用負極亜鉛基合金にあっては、Ｏ2を０．００１〜０．
０８重量％含有するとともにＩｎを０．００１〜０．５
重量％含有し、さらにＢｉを０．０００２〜０．５重量
％含有し、かつアルミニウム（以下Ａｌとする）を０．
０００５〜０．０５重量％含有して水銀やカドミウムお
よび鉛といった有害物質を有意に含有していない。
用負極亜鉛基合金にあっては、Ｏ2を０．００１〜０．
０８重量％含有するとともにＩｎを０．００１〜０．５
重量％含有し、さらにＢｉを０．０００２〜０．５重量
％含有し、かつアルミニウム（以下Ａｌとする）を０．
０００５〜０．０５重量％含有して水銀やカドミウムお
よび鉛といった有害物質を有意に含有していない。
【０００７】さらに請求項３のアルカリ電池用負極亜鉛
基合金に係る本発明にあっては、Ｏ2 を０．００１〜
０．０８重量％含有するとともにＩｎを０．００１〜
０．５重量％含有し、かつニッケル（以下Ｎｉとする）
を０．０００５〜０．２５重量％含有して水銀やカドミ
ウムおよび鉛といった有害物質を有意に含有していな
い。
基合金に係る本発明にあっては、Ｏ2 を０．００１〜
０．０８重量％含有するとともにＩｎを０．００１〜
０．５重量％含有し、かつニッケル（以下Ｎｉとする）
を０．０００５〜０．２５重量％含有して水銀やカドミ
ウムおよび鉛といった有害物質を有意に含有していな
い。
【０００８】上記構成の本発明にあっては、後述する多
数の試験結果から解るように、純亜鉛に水素過電圧の高
いＩｎおよびＢｉを微量に添加することで耐食性が向上
し、これを用いたアルカリ電池の負荷放電特性も向上す
る。またこれらに加えてＭｇ、Ａｌ、あるいはＮｉを前
記の割合で微量に添加するとＩｎおよびＢｉの奏する前
記作用をより向上できる。
数の試験結果から解るように、純亜鉛に水素過電圧の高
いＩｎおよびＢｉを微量に添加することで耐食性が向上
し、これを用いたアルカリ電池の負荷放電特性も向上す
る。またこれらに加えてＭｇ、Ａｌ、あるいはＮｉを前
記の割合で微量に添加するとＩｎおよびＢｉの奏する前
記作用をより向上できる。
【０００９】さらにこれら微量金属に加えてＯ2 を前記
の割合で含有させることにより、ＩｎおよびＢｉの奏す
る前記作用をさらに向上できる。このＯ2 を含有させる
ことによる作用効果の機構については、現状では明確に
解明できていないが発明者らは次のように推定してい
る。
の割合で含有させることにより、ＩｎおよびＢｉの奏す
る前記作用をさらに向上できる。このＯ2 を含有させる
ことによる作用効果の機構については、現状では明確に
解明できていないが発明者らは次のように推定してい
る。
【００１０】前記の微量金属とＯ2 とが何らかの反応を
起こして耐食性を向上させるような結合状態となる。ま
た耐食性が向上することでこれを用いたアルカリ電池の
負荷放電特性も向上するが、この他の要因として、Ｏ2
は未含有で微量金属の添加された溶湯状態の亜鉛基合金
に対して、後述するガスアトマイズ法によりＯ2 雰囲気
中で粉体状態（粉末）にしてＯ2 を含有させるようにす
ると、この粉体は負荷放電特性を向上させるような形状
となる。
起こして耐食性を向上させるような結合状態となる。ま
た耐食性が向上することでこれを用いたアルカリ電池の
負荷放電特性も向上するが、この他の要因として、Ｏ2
は未含有で微量金属の添加された溶湯状態の亜鉛基合金
に対して、後述するガスアトマイズ法によりＯ2 雰囲気
中で粉体状態（粉末）にしてＯ2 を含有させるようにす
ると、この粉体は負荷放電特性を向上させるような形状
となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の第１〜３形態を以
下に説明する。先ず、第１形態を説明すると、先ず亜鉛
純度が９９．９９８６重量％以上の純亜鉛地金を原料と
する。このとき不可避の不純物は考慮しない。この純亜
鉛に対して後述する割合で微量金属を添加して溶湯状態
とする。このときＯ2 はまだ添加しない。そして溶湯状
態の亜鉛基合金を、例えばＯ2 雰囲気の調整可能なチャ
ンバー内で周知のガスアトマイズ法により粉末状態にす
る。
下に説明する。先ず、第１形態を説明すると、先ず亜鉛
純度が９９．９９８６重量％以上の純亜鉛地金を原料と
する。このとき不可避の不純物は考慮しない。この純亜
鉛に対して後述する割合で微量金属を添加して溶湯状態
とする。このときＯ2 はまだ添加しない。そして溶湯状
態の亜鉛基合金を、例えばＯ2 雰囲気の調整可能なチャ
ンバー内で周知のガスアトマイズ法により粉末状態にす
る。
【００１２】このとき、各微量金属が添加された溶湯状
態の亜鉛基合金がチャンバー内でガス噴霧されると、微
粒子化された亜鉛基合金はＯ2 が溶け込んでいきながら
冷却凝固して粉体となっていくのである。このとき、チ
ャンバー内のＯ2 濃度を調整することによって亜鉛基合
金に対して後述する割合でＯ2 が溶存するようにする。
態の亜鉛基合金がチャンバー内でガス噴霧されると、微
粒子化された亜鉛基合金はＯ2 が溶け込んでいきながら
冷却凝固して粉体となっていくのである。このとき、チ
ャンバー内のＯ2 濃度を調整することによって亜鉛基合
金に対して後述する割合でＯ2 が溶存するようにする。
【００１３】ここで、作製した亜鉛基合金中のＯ2 含有
量の測定方法について説明すると、本形態では不活性気
体融解法によって測定しており、具体的にはＬＥＣＯ
ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ社(U.S.A.)製の酸素分析装置
（ＲＯ−４１６ＤＲ）を用いた。詳しくは装置内の黒鉛
製のルツボに亜鉛基合金の粉末試料を入れ、このルツボ
を不活性ガス雰囲気中のインパルス炉内に装填して瞬間
的に融解させる。すると、粉末試料中のＯ2 がルツボの
黒鉛と結合して炭素化合物のガスとなり、このガス量を
赤外線吸収法で検出することによってＯ2 量を定量する
ようにする。
量の測定方法について説明すると、本形態では不活性気
体融解法によって測定しており、具体的にはＬＥＣＯ
ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ社(U.S.A.)製の酸素分析装置
（ＲＯ−４１６ＤＲ）を用いた。詳しくは装置内の黒鉛
製のルツボに亜鉛基合金の粉末試料を入れ、このルツボ
を不活性ガス雰囲気中のインパルス炉内に装填して瞬間
的に融解させる。すると、粉末試料中のＯ2 がルツボの
黒鉛と結合して炭素化合物のガスとなり、このガス量を
赤外線吸収法で検出することによってＯ2 量を定量する
ようにする。
【００１４】このようにして測定された亜鉛基合金中の
Ｏ2 含有量と前述したチャンバー内のＯ2 濃度との対応
関係を調べ、この対応関係に基づいてチャンバー内のＯ
2 濃度を調整することにより所望のＯ2 含有量の亜鉛基
合金粉末を作製する。
Ｏ2 含有量と前述したチャンバー内のＯ2 濃度との対応
関係を調べ、この対応関係に基づいてチャンバー内のＯ
2 濃度を調整することにより所望のＯ2 含有量の亜鉛基
合金粉末を作製する。
【００１５】以上の作製方法により、純亜鉛に対してＩ
ｎを０．０４重量％、Ｍｇを０．００３重量％、Ｂｉを
０．０２重量％添加した条件下においてＯ2 を０．００
０５〜０．１０重量％の組成範囲で変化させた亜鉛基合
金粉末を作製した。そして、これら亜鉛基合金粉末につ
いてその耐食性及びこれを負極活物質として用いたアル
カリ電池の負荷放電特性の試験を行った。
ｎを０．０４重量％、Ｍｇを０．００３重量％、Ｂｉを
０．０２重量％添加した条件下においてＯ2 を０．００
０５〜０．１０重量％の組成範囲で変化させた亜鉛基合
金粉末を作製した。そして、これら亜鉛基合金粉末につ
いてその耐食性及びこれを負極活物質として用いたアル
カリ電池の負荷放電特性の試験を行った。
【００１６】具体的には、電池の自己放電特性の試験と
して耐食性を確認するため所定量の亜鉛基合金粉末を６
０℃の雰囲気下で７２時間、即ち３日間保存したときの
水素ガスの発生量を測定し、このガス発生量から次式を
用いてガス発生評価指数Ｋを算出した。
して耐食性を確認するため所定量の亜鉛基合金粉末を６
０℃の雰囲気下で７２時間、即ち３日間保存したときの
水素ガスの発生量を測定し、このガス発生量から次式を
用いてガス発生評価指数Ｋを算出した。
【００１７】Ｋ＝ガス発生量［μｌ］／（亜鉛基合金粉
末量［ｇ］×保存日数［ｄａｙ］） また、負荷放電特性の試験としてＪＩＳ規格でＬＲ−２
０型のアルカリ電池を用いた。この電池の構成を説明す
ると、有底円筒型の電池ケ―スの内部に発電要素が収納
されてその開口部に封口ガスケットを介して負極端子板
をかしめ付けることにより電池内部を密封しており、そ
の発電要素としては、前記負極端子板に電気的に接続し
た集電棒が前記封口ガスケットの中心を貫通して、前記
集電棒の外周を取巻くようにして負極、セパレ―タ、及
び二酸化マンガンを主体とする正極合剤が同心状に充填
されている。前記負極は本形態の亜鉛基合金粉末とゲル
状アルカリ電解液との混合物からなっている。
末量［ｇ］×保存日数［ｄａｙ］） また、負荷放電特性の試験としてＪＩＳ規格でＬＲ−２
０型のアルカリ電池を用いた。この電池の構成を説明す
ると、有底円筒型の電池ケ―スの内部に発電要素が収納
されてその開口部に封口ガスケットを介して負極端子板
をかしめ付けることにより電池内部を密封しており、そ
の発電要素としては、前記負極端子板に電気的に接続し
た集電棒が前記封口ガスケットの中心を貫通して、前記
集電棒の外周を取巻くようにして負極、セパレ―タ、及
び二酸化マンガンを主体とする正極合剤が同心状に充填
されている。前記負極は本形態の亜鉛基合金粉末とゲル
状アルカリ電解液との混合物からなっている。
【００１８】このようなアルカリ電池の初期開路電圧を
測定するとともに２０℃の雰囲気下で終止電圧０．９Ｖ
で１５００ｍＡの定電流放電を行ったときの放電時間を
測定した。放電時間としては、Ｏ2 の含有量が０．１０
重量％の場合の放電時間を１００とし、これに対する百
分率％で示した。以上を試験例１として表１に示す。
測定するとともに２０℃の雰囲気下で終止電圧０．９Ｖ
で１５００ｍＡの定電流放電を行ったときの放電時間を
測定した。放電時間としては、Ｏ2 の含有量が０．１０
重量％の場合の放電時間を１００とし、これに対する百
分率％で示した。以上を試験例１として表１に示す。
【００１９】
【表１】 上記試験例１において、ガス発生評価指数Ｋとしては
０．１０未満とするともに、初期開路電圧としては１．
６００Ｖより大きく、さらに放電時間としては１１０％
を上回ることを実用的に望ましい条件とした。その結
果、亜鉛基合金中のＯ2 含有量が０．００１重量％以上
においてガス発生の抑制効果が認められ、特に０．０１
重量％の時が最もその抑制効果が大きい。またＯ2 含有
量が大きくなるとともに負荷放電特性が徐々に低下して
いく。さらにＯ2 の含有量が０．０８重量％を越えると
ガス発生の抑制効果および負荷放電特性が望ましい条件
を逸脱してしまう。したがって、実用的範囲として亜鉛
基合金中にＯ2 を０．００１〜０．０８重量％の範囲で
含有させることにより、ガス発生が抑えられ耐食性が向
上してこれをアルカリ電池に用いると自己放電特性を向
上できるとともに、初期開路電圧および放電時間が良好
となって負荷放電特性が向上することが知得できた。
０．１０未満とするともに、初期開路電圧としては１．
６００Ｖより大きく、さらに放電時間としては１１０％
を上回ることを実用的に望ましい条件とした。その結
果、亜鉛基合金中のＯ2 含有量が０．００１重量％以上
においてガス発生の抑制効果が認められ、特に０．０１
重量％の時が最もその抑制効果が大きい。またＯ2 含有
量が大きくなるとともに負荷放電特性が徐々に低下して
いく。さらにＯ2 の含有量が０．０８重量％を越えると
ガス発生の抑制効果および負荷放電特性が望ましい条件
を逸脱してしまう。したがって、実用的範囲として亜鉛
基合金中にＯ2 を０．００１〜０．０８重量％の範囲で
含有させることにより、ガス発生が抑えられ耐食性が向
上してこれをアルカリ電池に用いると自己放電特性を向
上できるとともに、初期開路電圧および放電時間が良好
となって負荷放電特性が向上することが知得できた。
【００２０】上記の知得に基づき、純亜鉛に対して試験
例１で最良のガス発生抑制効果を示した０．０１重量％
のＯ2 を含有させるとともに、Ｍｇを０．００３重量
％、Ｂｉを０．０２重量％添加した条件下においてＩｎ
を０．０００５〜０．６重量％の組成範囲で変化させ、
これら亜鉛基合金粉末の耐食性試験を前記と同様に行っ
た。以上を試験例２として表２に示す。
例１で最良のガス発生抑制効果を示した０．０１重量％
のＯ2 を含有させるとともに、Ｍｇを０．００３重量
％、Ｂｉを０．０２重量％添加した条件下においてＩｎ
を０．０００５〜０．６重量％の組成範囲で変化させ、
これら亜鉛基合金粉末の耐食性試験を前記と同様に行っ
た。以上を試験例２として表２に示す。
【００２１】
【表２】 上記試験例２において、ガス発生評価指数Ｋとして０．
１０未満となったのは、Ｉｎを０．００１〜０．５重量
％の範囲で含有させた場合であり、この範囲において耐
食性が向上してアルカリ電池に用いると自己放電特性を
向上できることが確認できた。特に最良のガス発生抑制
効果を示したのは、純亜鉛に対してＩｎを０．０４重量
％含有させた場合であった。
１０未満となったのは、Ｉｎを０．００１〜０．５重量
％の範囲で含有させた場合であり、この範囲において耐
食性が向上してアルカリ電池に用いると自己放電特性を
向上できることが確認できた。特に最良のガス発生抑制
効果を示したのは、純亜鉛に対してＩｎを０．０４重量
％含有させた場合であった。
【００２２】また、純亜鉛に対してＯ2 を０．０１重量
％、Ｉｎを０．０４重量％、Ｂｉを０．０２重量％添加
した条件下においてＭｇを０．０００１〜０．０６重量
％の組成範囲で変化させ、これら亜鉛基合金粉末の耐食
性試験を前記と同様に行った。以上を試験例３として表
３に示す。
％、Ｉｎを０．０４重量％、Ｂｉを０．０２重量％添加
した条件下においてＭｇを０．０００１〜０．０６重量
％の組成範囲で変化させ、これら亜鉛基合金粉末の耐食
性試験を前記と同様に行った。以上を試験例３として表
３に示す。
【００２３】
【表３】 上記試験例３において、ガス発生評価指数Ｋとして０．
１０未満となったのは、Ｍｇを０．０００２〜０．０５
重量％の範囲で含有させた場合であり、この範囲におい
て耐食性が向上してアルカリ電池に用いると自己放電特
性を向上できることが確認できた。特に最良のガス発生
抑制効果を示したのは、純亜鉛に対してＭｇを０．００
３重量％含有させた場合であった。
１０未満となったのは、Ｍｇを０．０００２〜０．０５
重量％の範囲で含有させた場合であり、この範囲におい
て耐食性が向上してアルカリ電池に用いると自己放電特
性を向上できることが確認できた。特に最良のガス発生
抑制効果を示したのは、純亜鉛に対してＭｇを０．００
３重量％含有させた場合であった。
【００２４】さらに、純亜鉛に対してＯ2 を０．０１重
量％、Ｉｎを０．０４重量％、Ｍｇを０．００３重量％
添加した条件下においてＢｉを０．０００１〜０．６重
量％の組成範囲で変化させ、これら亜鉛基合金粉末の耐
食性試験を前記と同様に行った。以上を試験例４として
表４に示す。
量％、Ｉｎを０．０４重量％、Ｍｇを０．００３重量％
添加した条件下においてＢｉを０．０００１〜０．６重
量％の組成範囲で変化させ、これら亜鉛基合金粉末の耐
食性試験を前記と同様に行った。以上を試験例４として
表４に示す。
【００２５】
【表４】 上記試験例４において、ガス発生評価指数Ｋとして０．
１０未満となったのは、Ｂｉを０．０００２〜０．０５
重量％の範囲で含有させた場合であり、この範囲におい
て耐食性が向上してアルカリ電池に用いると自己放電特
性を向上できることが確認できた。特に最良のガス発生
抑制効果を示したのは、純亜鉛に対してＢｉを０．０２
重量％含有させた場合であった。
１０未満となったのは、Ｂｉを０．０００２〜０．０５
重量％の範囲で含有させた場合であり、この範囲におい
て耐食性が向上してアルカリ電池に用いると自己放電特
性を向上できることが確認できた。特に最良のガス発生
抑制効果を示したのは、純亜鉛に対してＢｉを０．０２
重量％含有させた場合であった。
【００２６】次に本発明の第２形態を説明する。
【００２７】前記第１形態と同様にして亜鉛基合金の粉
末を作製し、このとき純亜鉛に対してＩｎを０．０５重
量％、Ａｌを０．００４重量％、Ｂｉを０．０３重量％
添加した条件下においてＯ2 を０．０００５〜０．１０
重量％の組成範囲で変化させ、これら亜鉛基合金粉末に
ついて、前記第１形態と同様に、その耐食性及びこれを
負極活物質として用いたアルカリ電池の負荷放電特性の
試験を行った。その結果を試験例５として表５に示す。
末を作製し、このとき純亜鉛に対してＩｎを０．０５重
量％、Ａｌを０．００４重量％、Ｂｉを０．０３重量％
添加した条件下においてＯ2 を０．０００５〜０．１０
重量％の組成範囲で変化させ、これら亜鉛基合金粉末に
ついて、前記第１形態と同様に、その耐食性及びこれを
負極活物質として用いたアルカリ電池の負荷放電特性の
試験を行った。その結果を試験例５として表５に示す。
【００２８】
【表５】 上記試験例５において、亜鉛基合金中のＯ2 含有量が
０．００１重量％以上においてガス発生の抑制効果が認
められ、特に０．０１重量％の時が最もその抑制効果が
大きい。またＯ2 含有量が大きくなるとともに負荷放電
特性が徐々に低下していく。さらにＯ2 の含有量が０．
０８重量％を越えるとガス発生の抑制効果および負荷放
電特性が望ましい条件を逸脱してしまう。したがって、
前記第１形態と同様に、実用的範囲として亜鉛基合金中
にＯ2 を０．００１〜０．０８重量％範囲で含有させる
ことにより、ガス発生が抑えられ耐食性が向上してアル
カリ電池に用いると自己放電特性を向上できるととも
に、初期開路電圧および放電時間が良好となって負荷放
電特性が向上することが知得できた。
０．００１重量％以上においてガス発生の抑制効果が認
められ、特に０．０１重量％の時が最もその抑制効果が
大きい。またＯ2 含有量が大きくなるとともに負荷放電
特性が徐々に低下していく。さらにＯ2 の含有量が０．
０８重量％を越えるとガス発生の抑制効果および負荷放
電特性が望ましい条件を逸脱してしまう。したがって、
前記第１形態と同様に、実用的範囲として亜鉛基合金中
にＯ2 を０．００１〜０．０８重量％範囲で含有させる
ことにより、ガス発生が抑えられ耐食性が向上してアル
カリ電池に用いると自己放電特性を向上できるととも
に、初期開路電圧および放電時間が良好となって負荷放
電特性が向上することが知得できた。
【００２９】上記の知得に基づき、純亜鉛に対して試験
例５で最良のガス発生抑制効果を示した０．０１重量％
のＯ2 を含有させるとともに、Ａｌを０．００４重量
％、Ｂｉを０．０３重量％添加した条件下においてＩｎ
を０．０００５〜０．６重量％の組成範囲で変化させ、
これら亜鉛基合金粉末の耐食性試験を前記と同様に行っ
た。以上を試験例６として表６に示す。
例５で最良のガス発生抑制効果を示した０．０１重量％
のＯ2 を含有させるとともに、Ａｌを０．００４重量
％、Ｂｉを０．０３重量％添加した条件下においてＩｎ
を０．０００５〜０．６重量％の組成範囲で変化させ、
これら亜鉛基合金粉末の耐食性試験を前記と同様に行っ
た。以上を試験例６として表６に示す。
【００３０】
【表６】 上記試験例６において、ガス発生評価指数Ｋとして０．
１０未満となったのは、Ｉｎを０．００１〜０．５重量
％の範囲で含有させた場合であり、この範囲において耐
食性が向上してアルカリ電池に用いると自己放電特性を
向上できることが確認できた。特に最良のガス発生抑制
効果を示したのは、純亜鉛に対してＩｎを０．０５重量
％含有させた場合であった。
１０未満となったのは、Ｉｎを０．００１〜０．５重量
％の範囲で含有させた場合であり、この範囲において耐
食性が向上してアルカリ電池に用いると自己放電特性を
向上できることが確認できた。特に最良のガス発生抑制
効果を示したのは、純亜鉛に対してＩｎを０．０５重量
％含有させた場合であった。
【００３１】また、純亜鉛に対してＯ2 を０．０１重量
％、Ｉｎを０．０５重量％、Ｂｉを０．０３重量％添加
した条件下においてＡｌを０．０００１〜０．０６重量
％の組成範囲で変化させ、これら亜鉛基合金粉末の耐食
性試験を前記と同様に行った。以上を試験例７として表
７に示す。
％、Ｉｎを０．０５重量％、Ｂｉを０．０３重量％添加
した条件下においてＡｌを０．０００１〜０．０６重量
％の組成範囲で変化させ、これら亜鉛基合金粉末の耐食
性試験を前記と同様に行った。以上を試験例７として表
７に示す。
【００３２】
【表７】 上記試験例７において、ガス発生評価指数Ｋとして０．
１０未満となったのは、Ａｌを０．０００５〜０．０５
重量％の範囲で含有させた場合であり、この範囲におい
て耐食性が向上してアルカリ電池に用いると自己放電特
性を向上できることが確認できた。特に最良のガス発生
抑制効果を示したのは、純亜鉛に対してＡｌを０．００
４重量％含有させた場合であった。
１０未満となったのは、Ａｌを０．０００５〜０．０５
重量％の範囲で含有させた場合であり、この範囲におい
て耐食性が向上してアルカリ電池に用いると自己放電特
性を向上できることが確認できた。特に最良のガス発生
抑制効果を示したのは、純亜鉛に対してＡｌを０．００
４重量％含有させた場合であった。
【００３３】さらに、純亜鉛に対してＯ2 を０．０１重
量％、Ｉｎを０．０５重量％、Ａｌを０．００４重量％
添加した条件下においてＢｉを０．０００１〜０．６重
量％の組成範囲で変化させ、これら亜鉛基合金粉末の耐
食性試験を前記と同様に行った。以上を試験例８として
表８に示す。
量％、Ｉｎを０．０５重量％、Ａｌを０．００４重量％
添加した条件下においてＢｉを０．０００１〜０．６重
量％の組成範囲で変化させ、これら亜鉛基合金粉末の耐
食性試験を前記と同様に行った。以上を試験例８として
表８に示す。
【００３４】
【表８】 上記試験例８において、ガス発生評価指数Ｋとして０．
１０未満となったのは、Ｂｉを０．０００２〜０．５重
量％の範囲で含有させた場合であり、この範囲において
耐食性が向上してアルカリ電池に用いると自己放電特性
を向上できることが確認できた。特に最良のガス発生抑
制効果を示したのは、純亜鉛に対してＢｉを０．０３重
量％含有させた場合であった。
１０未満となったのは、Ｂｉを０．０００２〜０．５重
量％の範囲で含有させた場合であり、この範囲において
耐食性が向上してアルカリ電池に用いると自己放電特性
を向上できることが確認できた。特に最良のガス発生抑
制効果を示したのは、純亜鉛に対してＢｉを０．０３重
量％含有させた場合であった。
【００３５】次に本発明の第３形態を説明する。
【００３６】前記第１形態と同様にして亜鉛基合金の粉
末を作製し、このとき純亜鉛に対してＩｎを０．０５重
量％、Ｎｉを０．０２５重量％添加した条件下において
Ｏ2を０．０００５〜０．１０重量％の組成範囲で変化
させ、これら亜鉛基合金粉末について、前記第１形態と
同様に、その耐食性及びこれを負極活物質として用いた
アルカリ電池の負荷放電特性の試験を行った。その結果
を試験例９として表９に示す。
末を作製し、このとき純亜鉛に対してＩｎを０．０５重
量％、Ｎｉを０．０２５重量％添加した条件下において
Ｏ2を０．０００５〜０．１０重量％の組成範囲で変化
させ、これら亜鉛基合金粉末について、前記第１形態と
同様に、その耐食性及びこれを負極活物質として用いた
アルカリ電池の負荷放電特性の試験を行った。その結果
を試験例９として表９に示す。
【００３７】
【表９】 上記試験例９において、亜鉛基合金中のＯ2 含有量が
０．００１重量％以上においてガス発生の抑制効果が認
められた。またＯ2 含有量が大きくなるとともに負荷放
電特性が徐々に低下していく。さらにＯ2 の含有量が
０．０８を越えるとガス発生の抑制効果および負荷放電
特性が望ましい条件を逸脱してしまう。したがって、前
記第１形態と同様に、実用的範囲として亜鉛基合金中に
Ｏ2 を０．００１〜０．０８重量％範囲で含有させるこ
とにより、ガス発生が抑えられ耐食性が向上してアルカ
リ電池に用いると自己放電特性を向上できるとともに、
初期開路電圧および放電時間が良好となって負荷放電特
性が向上することが知得できた。
０．００１重量％以上においてガス発生の抑制効果が認
められた。またＯ2 含有量が大きくなるとともに負荷放
電特性が徐々に低下していく。さらにＯ2 の含有量が
０．０８を越えるとガス発生の抑制効果および負荷放電
特性が望ましい条件を逸脱してしまう。したがって、前
記第１形態と同様に、実用的範囲として亜鉛基合金中に
Ｏ2 を０．００１〜０．０８重量％範囲で含有させるこ
とにより、ガス発生が抑えられ耐食性が向上してアルカ
リ電池に用いると自己放電特性を向上できるとともに、
初期開路電圧および放電時間が良好となって負荷放電特
性が向上することが知得できた。
【００３８】上記の知得に基づき、純亜鉛に対して試験
例９で良好なガス発生抑制効果を示した０．０２重量％
のＯ2 を含有させるとともに、Ｎｉを０．０２５重量％
添加した条件下においてＩｎを０．０００５〜０．６０
重量％の組成範囲で変化させ、これら亜鉛基合金粉末の
耐食性試験を前記と同様に行った。以上を試験例１０と
して表１０に示す。
例９で良好なガス発生抑制効果を示した０．０２重量％
のＯ2 を含有させるとともに、Ｎｉを０．０２５重量％
添加した条件下においてＩｎを０．０００５〜０．６０
重量％の組成範囲で変化させ、これら亜鉛基合金粉末の
耐食性試験を前記と同様に行った。以上を試験例１０と
して表１０に示す。
【００３９】
【表１０】 上記試験例１０において、ガス発生評価指数Ｋとして
０．１０未満となったのは、Ｉｎを０．００１〜０．５
０重量％の範囲で含有させた場合であり、この範囲にお
いて耐食性が向上してアルカリ電池に用いると自己放電
特性を向上できることが確認できた。特に最良のガス発
生抑制効果を示したのは、純亜鉛に対してＩｎを０．０
５重量％含有させた場合であった。
０．１０未満となったのは、Ｉｎを０．００１〜０．５
０重量％の範囲で含有させた場合であり、この範囲にお
いて耐食性が向上してアルカリ電池に用いると自己放電
特性を向上できることが確認できた。特に最良のガス発
生抑制効果を示したのは、純亜鉛に対してＩｎを０．０
５重量％含有させた場合であった。
【００４０】また、純亜鉛に対してＯ2 を０．０２重量
％、Ｉｎを０．０５０重量％添加した条件下においてＮ
ｉを０．０００３〜０．３０重量％の組成範囲で変化さ
せ、これら亜鉛基合金粉末の耐食性試験を前記と同様に
行った。以上を試験例１１として表１１に示す。
％、Ｉｎを０．０５０重量％添加した条件下においてＮ
ｉを０．０００３〜０．３０重量％の組成範囲で変化さ
せ、これら亜鉛基合金粉末の耐食性試験を前記と同様に
行った。以上を試験例１１として表１１に示す。
【００４１】
【表１１】 上記試験例１１において、ガス発生評価指数Ｋとして
０．１０未満となったのは、Ｎｉを０．０００５〜０．
２５重量％の範囲で含有させた場合であり、この範囲に
おいて耐食性が向上してアルカリ電池に用いると自己放
電特性を向上できることが確認できた。
０．１０未満となったのは、Ｎｉを０．０００５〜０．
２５重量％の範囲で含有させた場合であり、この範囲に
おいて耐食性が向上してアルカリ電池に用いると自己放
電特性を向上できることが確認できた。
【００４２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、水銀やカドミウムおよび鉛といった有害物質を亜
鉛に添加することなく、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｍｇ、Ａｌ、また
はＮｉといった比較的安全性の高い金属に対してＯ2 を
前記の組み合わせ・割合で含有させることで、耐食性を
向上させてこれを負極に用いたアルカリ電池の自己放電
特性および負荷放電特性を改善することができる。
れば、水銀やカドミウムおよび鉛といった有害物質を亜
鉛に添加することなく、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｍｇ、Ａｌ、また
はＮｉといった比較的安全性の高い金属に対してＯ2 を
前記の組み合わせ・割合で含有させることで、耐食性を
向上させてこれを負極に用いたアルカリ電池の自己放電
特性および負荷放電特性を改善することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 一雄 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (72)発明者 筒井 清英 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 酸素を０．００１〜０．０８重量％含有
するとともにインジウムを０．００１〜０．５重量％含
有し、さらにビスマスを０．０００２〜０．５重量％含
有し、かつマグネシウムを０．０００２〜０．０５重量
％含有して水銀やカドミウムおよび鉛といった有害物質
を有意に含有していないことを特徴とするアルカリ電池
用負極亜鉛基合金。 - 【請求項２】 酸素を０．００１〜０．０８重量％含有
するとともにインジウムを０．００１〜０．５重量％含
有し、さらにビスマスを０．０００２〜０．５重量％含
有し、かつアルミニウムを０．０００５〜０．０５重量
％含有して水銀やカドミウムおよび鉛といった有害物質
を有意に含有していないことを特徴とするアルカリ電池
用負極亜鉛基合金。 - 【請求項３】 酸素を０．００１〜０．０８重量％含有
するとともにインジウムを０．００１〜０．５重量％含
有し、かつニッケルを０．０００５〜０．２５重量％含
有して水銀やカドミウムおよび鉛といった有害物質を有
意に含有していないことを特徴とするアルカリ電池用負
極亜鉛基合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8063026A JP3053070B2 (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | アルカリ電池用負極亜鉛基合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8063026A JP3053070B2 (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | アルカリ電池用負極亜鉛基合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09259877A true JPH09259877A (ja) | 1997-10-03 |
| JP3053070B2 JP3053070B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=13217416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8063026A Expired - Fee Related JP3053070B2 (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | アルカリ電池用負極亜鉛基合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3053070B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001283842A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-12 | Dowa Mining Co Ltd | アルカリ電池用亜鉛合金粉末およびその製造方法 |
| US6652676B1 (en) | 1999-10-18 | 2003-11-25 | Big River Zinc Corporation | Zinc alloy containing a bismuth-indium intermetallic compound for use in alkaline batteries |
| WO2004021482A1 (en) * | 2002-08-28 | 2004-03-11 | Big River Zinc Corporation | Zinc alloy for alkaline batteries |
-
1996
- 1996-03-19 JP JP8063026A patent/JP3053070B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6652676B1 (en) | 1999-10-18 | 2003-11-25 | Big River Zinc Corporation | Zinc alloy containing a bismuth-indium intermetallic compound for use in alkaline batteries |
| WO2004021483A1 (en) * | 1999-10-18 | 2004-03-11 | Big River Zinc Corporation | Zinc alloy containing a bismuth-indium intermetallic compound for use in alkaline batteries |
| JP2001283842A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-12 | Dowa Mining Co Ltd | アルカリ電池用亜鉛合金粉末およびその製造方法 |
| WO2004021482A1 (en) * | 2002-08-28 | 2004-03-11 | Big River Zinc Corporation | Zinc alloy for alkaline batteries |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3053070B2 (ja) | 2000-06-19 |
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