JPH0935720A - アルカリ電池 - Google Patents
アルカリ電池Info
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- JPH0935720A JPH0935720A JP7185795A JP18579595A JPH0935720A JP H0935720 A JPH0935720 A JP H0935720A JP 7185795 A JP7185795 A JP 7185795A JP 18579595 A JP18579595 A JP 18579595A JP H0935720 A JPH0935720 A JP H0935720A
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
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- H01M4/00—Electrodes
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- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/244—Zinc electrodes
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- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 放電時に生じる内部短絡を防止し、放電特性
に優れたアルカリ電池を提供する。 【構成】 ビスマス、アルミニウム、およびカルシウム
からなる群より選択される少なくとも一種を含む無汞化
亜鉛合金、並びにケイ素を含有する負極を備えるアルカ
リ電池。
に優れたアルカリ電池を提供する。 【構成】 ビスマス、アルミニウム、およびカルシウム
からなる群より選択される少なくとも一種を含む無汞化
亜鉛合金、並びにケイ素を含有する負極を備えるアルカ
リ電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ電池に関
するものであり、特にアルカリ電池に用いるゲル状亜鉛
負極に関するものである。
するものであり、特にアルカリ電池に用いるゲル状亜鉛
負極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、アルカリ電池の負極活物質である
亜鉛粉末の腐食を抑制し、電池の保存特性を維持するた
めに、負極には亜鉛粉末に水銀を添加した汞化亜鉛粉末
が使用されていた。しかしながら、最近、環境保全上の
観点から、負極亜鉛粉末中の水銀量の低減や、さらには
水銀を添加しない無汞化亜鉛合金粉末を用いた電池の商
品化が望まれている。多くの無汞化亜鉛合金粉末の検討
がなされる中で、ビスマス、アルミニウム、およびカル
シウムのいずれかを添加した無汞化亜鉛合金粉末は、耐
食性が優れ、腐食によるガス発生を抑制できるため、無
水銀化アルカリ電池の有望な負極亜鉛材料とされている
（特開平５−８６４３０号公報）。
亜鉛粉末の腐食を抑制し、電池の保存特性を維持するた
めに、負極には亜鉛粉末に水銀を添加した汞化亜鉛粉末
が使用されていた。しかしながら、最近、環境保全上の
観点から、負極亜鉛粉末中の水銀量の低減や、さらには
水銀を添加しない無汞化亜鉛合金粉末を用いた電池の商
品化が望まれている。多くの無汞化亜鉛合金粉末の検討
がなされる中で、ビスマス、アルミニウム、およびカル
シウムのいずれかを添加した無汞化亜鉛合金粉末は、耐
食性が優れ、腐食によるガス発生を抑制できるため、無
水銀化アルカリ電池の有望な負極亜鉛材料とされている
（特開平５−８６４３０号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな負極にビスマス、アルミニウム、カルシウムのいず
れかを含む無汞化亜鉛合金粉末を用いたアルカリ電池
を、特定の負荷抵抗または特定の電流値で放電させた場
合に、特異的に、放電容量が極端に低下する現象が発生
することがある。この放電容量の低下は、特定の電流値
あるいは特定の抵抗値で放電した場合、電子伝導性を有
した樹枝状の亜鉛酸化物が生成され、セパレータ上に析
出し、セパレータを貫通することによって、正極と負極
が内部短絡を引き起こすことによるものであることが明
らかになった。この内部短絡を防止するためには、セパ
レータの厚さを厚くすることで正負極間の距離を大きく
したり、セパレータに用いている繊維の径を細めること
でセパレータの目を緻密にして遮蔽性を高めることが有
用である。しかし、セパレータを厚くするとゲル状亜鉛
負極の充填量を減らさなければならず、活物質の充填量
の減少により放電容量が低下する。また、セパレータを
緻密にすると電池内部抵抗が増大し、電池性能を低下さ
せる。本発明は、上記のような亜鉛酸化物による内部短
絡を防止し、放電特性に優れたアルカリ電池を提供する
ことを目的とする。
うな負極にビスマス、アルミニウム、カルシウムのいず
れかを含む無汞化亜鉛合金粉末を用いたアルカリ電池
を、特定の負荷抵抗または特定の電流値で放電させた場
合に、特異的に、放電容量が極端に低下する現象が発生
することがある。この放電容量の低下は、特定の電流値
あるいは特定の抵抗値で放電した場合、電子伝導性を有
した樹枝状の亜鉛酸化物が生成され、セパレータ上に析
出し、セパレータを貫通することによって、正極と負極
が内部短絡を引き起こすことによるものであることが明
らかになった。この内部短絡を防止するためには、セパ
レータの厚さを厚くすることで正負極間の距離を大きく
したり、セパレータに用いている繊維の径を細めること
でセパレータの目を緻密にして遮蔽性を高めることが有
用である。しかし、セパレータを厚くするとゲル状亜鉛
負極の充填量を減らさなければならず、活物質の充填量
の減少により放電容量が低下する。また、セパレータを
緻密にすると電池内部抵抗が増大し、電池性能を低下さ
せる。本発明は、上記のような亜鉛酸化物による内部短
絡を防止し、放電特性に優れたアルカリ電池を提供する
ことを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のアルカリマンガ
ン電池は、ビスマス、アルミニウム、およびカルシウム
からなる群より選択される少なくとも一種を含む無汞化
亜鉛合金、並びにケイ素元素を含有する負極を備えるも
のである。負極中にケイ素元素を含有させることによ
り、放電により生成される樹枝状の亜鉛酸化物の結晶の
成長を抑制し、特定の条件において生じる放電容量の低
下を抑制するものである。また、前記負極中の前記ケイ
素元素の含有量が、２５〜１５００重量ｐｐｍであるこ
とが好ましい。さらに、前記ケイ素元素が、ケイ素含有
有機化合物として含有することが好ましい。また、前記
ケイ素元素が、ケイ酸イオンとして含有することが好ま
しい。さらに、前記ケイ素元素が、前記亜鉛合金中に含
有することが好ましい。
ン電池は、ビスマス、アルミニウム、およびカルシウム
からなる群より選択される少なくとも一種を含む無汞化
亜鉛合金、並びにケイ素元素を含有する負極を備えるも
のである。負極中にケイ素元素を含有させることによ
り、放電により生成される樹枝状の亜鉛酸化物の結晶の
成長を抑制し、特定の条件において生じる放電容量の低
下を抑制するものである。また、前記負極中の前記ケイ
素元素の含有量が、２５〜１５００重量ｐｐｍであるこ
とが好ましい。さらに、前記ケイ素元素が、ケイ素含有
有機化合物として含有することが好ましい。また、前記
ケイ素元素が、ケイ酸イオンとして含有することが好ま
しい。さらに、前記ケイ素元素が、前記亜鉛合金中に含
有することが好ましい。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１は円筒形アルカリ電池ＬＲ６
の一部を断面にした正面図である。この電池は以下の製
法で作製される。まず、ニッケルめっき処理を施され
た、正極端子を兼ねる金属ケース１の中に、二酸化マン
ガンと黒鉛とを主構成材料として短い円筒状に成型され
た正極合剤２を複数個挿入し、金属ケース１内で正極合
剤２全体を円筒状に再加圧する。この正極合剤２の内側
にセパレータ３および絶縁キャップ９を挿入配置した
後、セパレータ３の内側にゲル状亜鉛負極４を注入す
る。ついで、樹脂封口体５、負極端子をなす底板７、お
よび絶縁ワッシャ８と一体化した負極集電体６をゲル状
亜鉛負極４中に差し込み、金属ケース１の外表面を外装
ラベル１０で被覆することにより素電池が得られる。ゲ
ル状亜鉛負極４は、酸化亜鉛、水酸化カリウム４０％の
水溶液からなるアルカリ電解液、ゲル化剤、および電解
液に対して２倍の重量の亜鉛粉末から構成されている。
の一部を断面にした正面図である。この電池は以下の製
法で作製される。まず、ニッケルめっき処理を施され
た、正極端子を兼ねる金属ケース１の中に、二酸化マン
ガンと黒鉛とを主構成材料として短い円筒状に成型され
た正極合剤２を複数個挿入し、金属ケース１内で正極合
剤２全体を円筒状に再加圧する。この正極合剤２の内側
にセパレータ３および絶縁キャップ９を挿入配置した
後、セパレータ３の内側にゲル状亜鉛負極４を注入す
る。ついで、樹脂封口体５、負極端子をなす底板７、お
よび絶縁ワッシャ８と一体化した負極集電体６をゲル状
亜鉛負極４中に差し込み、金属ケース１の外表面を外装
ラベル１０で被覆することにより素電池が得られる。ゲ
ル状亜鉛負極４は、酸化亜鉛、水酸化カリウム４０％の
水溶液からなるアルカリ電解液、ゲル化剤、および電解
液に対して２倍の重量の亜鉛粉末から構成されている。
【０００６】［実施例１］負極活物質である亜鉛粉末に
ビスマス、インジウムおよびカルシウムをそれぞれ５０
０重量ｐｐｍ含有させた亜鉛合金粉末（以下、ＢＩＣ亜
鉛で表す）を用い、ゲル化剤にケイ素含有水溶性ポリビ
ニルアルコールポリマー（株式会社クラレ製 『Ｒ−ポ
リマー Ｒ−２１３０』）を、ケイ素元素濃度がそれぞ
れ亜鉛粉末に対して２５〜３０００重量ｐｐｍになるよ
うに加えたものをゲル状亜鉛負極４に用いた円筒形アル
カリ電池ＬＲ６を作製した。また、比較例として、ゲル
化剤に、従来の、ケイ素を含まないものを用い、その他
の条件を実施例１の電池と等しくしたアルカリ電池を作
製した。これらの電池に対して、初度、および従来の電
池において放電量の低下が見られた３．９Ω負荷で１日
に５分間放電させ、６０℃で１ヶ月保存後の放電試験を
行った。その試験結果を表１に示す。
ビスマス、インジウムおよびカルシウムをそれぞれ５０
０重量ｐｐｍ含有させた亜鉛合金粉末（以下、ＢＩＣ亜
鉛で表す）を用い、ゲル化剤にケイ素含有水溶性ポリビ
ニルアルコールポリマー（株式会社クラレ製 『Ｒ−ポ
リマー Ｒ−２１３０』）を、ケイ素元素濃度がそれぞ
れ亜鉛粉末に対して２５〜３０００重量ｐｐｍになるよ
うに加えたものをゲル状亜鉛負極４に用いた円筒形アル
カリ電池ＬＲ６を作製した。また、比較例として、ゲル
化剤に、従来の、ケイ素を含まないものを用い、その他
の条件を実施例１の電池と等しくしたアルカリ電池を作
製した。これらの電池に対して、初度、および従来の電
池において放電量の低下が見られた３．９Ω負荷で１日
に５分間放電させ、６０℃で１ヶ月保存後の放電試験を
行った。その試験結果を表１に示す。
【０００７】
【表１】
【０００８】表１に示す結果から明らかなように、ケイ
素を含有するゲル化剤を添加することにより、初度およ
び１ヶ月保存後の放電特性は大きく改善される。特に、
１ヶ月保存後の放電容量の低下の度合いは小さく、良好
な保存特性を示す。負極亜鉛粉末に対するケイ素元素の
配合量が１５００重量ｐｐｍを超えると、配合量を増や
しても効果は認められず、逆に放電容量は低下し、維持
電圧も低下する。そのため、ケイ素元素の配合量を亜鉛
粉末の２５〜１５００重量ｐｐｍとなるようにゲル化剤
を加えることにより、優れた放電特性を得ることができ
る。
素を含有するゲル化剤を添加することにより、初度およ
び１ヶ月保存後の放電特性は大きく改善される。特に、
１ヶ月保存後の放電容量の低下の度合いは小さく、良好
な保存特性を示す。負極亜鉛粉末に対するケイ素元素の
配合量が１５００重量ｐｐｍを超えると、配合量を増や
しても効果は認められず、逆に放電容量は低下し、維持
電圧も低下する。そのため、ケイ素元素の配合量を亜鉛
粉末の２５〜１５００重量ｐｐｍとなるようにゲル化剤
を加えることにより、優れた放電特性を得ることができ
る。
【０００９】次に、亜鉛合金粉末としてＢＩＣ亜鉛と、
ビスマスおよびカルシウムをそれぞれ５００重量ｐｐｍ
含有する亜鉛合金粉末（以下、ＢＣ亜鉛で表す）と、ビ
スマス、インジウムおよびアルミニウムをそれぞれ５０
０重量ｐｐｍ含有する亜鉛合金粉末（以下、ＢＩＡ亜鉛
で表す）を用いて、これらに対して、ケイ素含有ゲル化
剤をケイ素元素含有量が５００重量ｐｐｍになるように
添加したゲル状亜鉛負極を用いたアルカリ電池を作製し
た。また、これらに加えて、亜鉛合金に代えて亜鉛単体
をゲル状亜鉛負極の負極亜鉛粉末に用いたアルカリ電池
を同様に作製した。これらの電極に対して、初度、およ
び３．９Ω負荷で１日に５分間ずつ放電させ、６０℃で
１ヶ月保存後の放電試験を行った。その結果を表２に示
す。
ビスマスおよびカルシウムをそれぞれ５００重量ｐｐｍ
含有する亜鉛合金粉末（以下、ＢＣ亜鉛で表す）と、ビ
スマス、インジウムおよびアルミニウムをそれぞれ５０
０重量ｐｐｍ含有する亜鉛合金粉末（以下、ＢＩＡ亜鉛
で表す）を用いて、これらに対して、ケイ素含有ゲル化
剤をケイ素元素含有量が５００重量ｐｐｍになるように
添加したゲル状亜鉛負極を用いたアルカリ電池を作製し
た。また、これらに加えて、亜鉛合金に代えて亜鉛単体
をゲル状亜鉛負極の負極亜鉛粉末に用いたアルカリ電池
を同様に作製した。これらの電極に対して、初度、およ
び３．９Ω負荷で１日に５分間ずつ放電させ、６０℃で
１ヶ月保存後の放電試験を行った。その結果を表２に示
す。
【００１０】
【表２】
【００１１】表２に示す結果から明らかなように、亜鉛
合金組成の違いによって、ケイ素含有ゲル化剤の添加効
果に差がないことが分かる。また、ビスマス、アルミニ
ウム、カルシウムを含まない無汞化亜鉛粉末を活物質に
用いたアルカリ電池は、初度においては良好な放電特性
を有するものの、亜鉛粉末の耐食性が劣るため良好な耐
漏液特性を確保できず、保存後の放電特性は大きく悪化
する。そのため、無水銀化のアルカリ電池に用いること
はできない。
合金組成の違いによって、ケイ素含有ゲル化剤の添加効
果に差がないことが分かる。また、ビスマス、アルミニ
ウム、カルシウムを含まない無汞化亜鉛粉末を活物質に
用いたアルカリ電池は、初度においては良好な放電特性
を有するものの、亜鉛粉末の耐食性が劣るため良好な耐
漏液特性を確保できず、保存後の放電特性は大きく悪化
する。そのため、無水銀化のアルカリ電池に用いること
はできない。
【００１２】［実施例２］負極活物質である亜鉛粉末に
ＢＩＣ亜鉛を用い、この亜鉛粉末に、ケイ素元素として
の配合量が亜鉛粉末の２５〜３０００重量ｐｐｍになる
ようにケイ酸カリウム水溶液（東京応化工業株式会社製
『オーカシール』）を加えたゲル状亜鉛負極４を用い
たアルカリ電池を作製した。ただし、その他の条件は実
施例１と同様とした。これらの電池に対して、初度、お
よび３．９Ω負荷で１日に５分間放電させ、１ヶ月保存
後の放電試験を行った。その放電特性の結果を表３に示
す。
ＢＩＣ亜鉛を用い、この亜鉛粉末に、ケイ素元素として
の配合量が亜鉛粉末の２５〜３０００重量ｐｐｍになる
ようにケイ酸カリウム水溶液（東京応化工業株式会社製
『オーカシール』）を加えたゲル状亜鉛負極４を用い
たアルカリ電池を作製した。ただし、その他の条件は実
施例１と同様とした。これらの電池に対して、初度、お
よび３．９Ω負荷で１日に５分間放電させ、１ヶ月保存
後の放電試験を行った。その放電特性の結果を表３に示
す。
【００１３】
【表３】
【００１４】表３に示す結果から明らかなように、ケイ
酸イオンを含むゲル状亜鉛負極４を用いることにより、
初度および１ヶ月保存後の放電特性は大きく改善され
る。特に、保存による放電特性の低下の度合いは小さ
く、良好な放電特性を示す。負極亜鉛粉末に対するケイ
素元素の含有量が１５００重量ｐｐｍを超えるものにつ
いては、それ以上添加量を増やしても効果は向上せず、
逆に放電時の維持電圧が低下する。そのため、ケイ酸イ
オンをケイ素元素の含有量が負極亜鉛粉末の２５〜１５
００重量ｐｐｍとなるように添加することで、放電特性
の優れたアルカリ電池を得ることができる。
酸イオンを含むゲル状亜鉛負極４を用いることにより、
初度および１ヶ月保存後の放電特性は大きく改善され
る。特に、保存による放電特性の低下の度合いは小さ
く、良好な放電特性を示す。負極亜鉛粉末に対するケイ
素元素の含有量が１５００重量ｐｐｍを超えるものにつ
いては、それ以上添加量を増やしても効果は向上せず、
逆に放電時の維持電圧が低下する。そのため、ケイ酸イ
オンをケイ素元素の含有量が負極亜鉛粉末の２５〜１５
００重量ｐｐｍとなるように添加することで、放電特性
の優れたアルカリ電池を得ることができる。
【００１５】次に負極亜鉛粉末としてＢＩＣ亜鉛、ＢＣ
亜鉛、およびＢＩＡ亜鉛を用い、これらのそれぞれに対
して、ケイ酸イオンをケイ素元素の含有量が亜鉛粉末の
５００重量ｐｐｍとなるように添加したゲル状亜鉛負極
４を用いたアルカリ電池を作製した。また、これらに加
えて、亜鉛単体に同様のケイ酸イオンを添加したゲル状
亜鉛負極４を用いたアルカリ電池を同様に作製した。こ
れらの電池に対して、初度、および３．９Ω負荷で１日
に５分間ずつ放電させ、１ヶ月保存後の放電試験を行っ
た。その結果を表４に示す。
亜鉛、およびＢＩＡ亜鉛を用い、これらのそれぞれに対
して、ケイ酸イオンをケイ素元素の含有量が亜鉛粉末の
５００重量ｐｐｍとなるように添加したゲル状亜鉛負極
４を用いたアルカリ電池を作製した。また、これらに加
えて、亜鉛単体に同様のケイ酸イオンを添加したゲル状
亜鉛負極４を用いたアルカリ電池を同様に作製した。こ
れらの電池に対して、初度、および３．９Ω負荷で１日
に５分間ずつ放電させ、１ヶ月保存後の放電試験を行っ
た。その結果を表４に示す。
【００１６】
【表４】
【００１７】表４に示す結果から明らかなように、亜鉛
合金組成の違いによる、ケイ酸カリウム水溶液の添加効
果に差がないことが分かる。また、ビスマス、アルミニ
ウムおよびカルシウムを含まない負極亜鉛粉末を用いた
電池は、初度においては良好な放電特性を有するもの
の、亜鉛粉末の耐食性が劣るため良好な耐漏液特性を確
保できず、無水銀化のアルカリ電池に用いることはでき
ない。
合金組成の違いによる、ケイ酸カリウム水溶液の添加効
果に差がないことが分かる。また、ビスマス、アルミニ
ウムおよびカルシウムを含まない負極亜鉛粉末を用いた
電池は、初度においては良好な放電特性を有するもの
の、亜鉛粉末の耐食性が劣るため良好な耐漏液特性を確
保できず、無水銀化のアルカリ電池に用いることはでき
ない。
【００１８】負極活物質である亜鉛合金粉末としてＢＩ
Ｃ亜鉛を用い、ケイ素元素を含有する物質としてそれぞ
れケイ酸カリウム粉末、ケイ酸ナトリウム粉末、二酸化
ケイ素粉末およびケイ酸を、そのケイ素元素の含有量が
負極亜鉛粉末に対して５００重量ｐｐｍとなるように添
加したゲル状亜鉛負極４を用いた電池を作製した。これ
らの電池に対して、初度、および３．９Ω負荷で１日に
５分間ずつ放電させ、１ヶ月保存後の放電試験を行っ
た。その結果を表５に示す。
Ｃ亜鉛を用い、ケイ素元素を含有する物質としてそれぞ
れケイ酸カリウム粉末、ケイ酸ナトリウム粉末、二酸化
ケイ素粉末およびケイ酸を、そのケイ素元素の含有量が
負極亜鉛粉末に対して５００重量ｐｐｍとなるように添
加したゲル状亜鉛負極４を用いた電池を作製した。これ
らの電池に対して、初度、および３．９Ω負荷で１日に
５分間ずつ放電させ、１ヶ月保存後の放電試験を行っ
た。その結果を表５に示す。
【００１９】
【表５】
【００２０】これらの結果から、ケイ酸カリウム、ケイ
酸ナトリウム、二酸化ケイ素およびケイ酸を用いても、
ケイ酸カリウム水溶液を用いた場合と同様の効果が得ら
れることが分かる。また、ケイ酸イオンを含ませる物質
として、ケイ酸カルシウムやケイ酸マグネシウム等のケ
イ酸塩、あるいはケイ素化合物である二酸化ケイ素以外
の酸化ケイ素や窒化ケイ素を用いた場合にも同様の結果
が得られた。
酸ナトリウム、二酸化ケイ素およびケイ酸を用いても、
ケイ酸カリウム水溶液を用いた場合と同様の効果が得ら
れることが分かる。また、ケイ酸イオンを含ませる物質
として、ケイ酸カルシウムやケイ酸マグネシウム等のケ
イ酸塩、あるいはケイ素化合物である二酸化ケイ素以外
の酸化ケイ素や窒化ケイ素を用いた場合にも同様の結果
が得られた。
【００２１】［実施例３］負極活物質である亜鉛粉末と
して、ＢＩＣ亜鉛にケイ素を２５〜３０００重量ｐｐｍ
加えた合金粉末（粒径：３５〜２００メッシュ）を調製
し、これらをゲル状亜鉛負極４に用いたアルカリ電池を
作製した。但し、その他の条件は実施例１と同様とし
た。これらの電池に対して、初度、および３．９Ω負荷
で１日に５分間放電させ、１ヶ月保存後の放電試験を行
った。以下にその放電特性の結果を表６に示す。
して、ＢＩＣ亜鉛にケイ素を２５〜３０００重量ｐｐｍ
加えた合金粉末（粒径：３５〜２００メッシュ）を調製
し、これらをゲル状亜鉛負極４に用いたアルカリ電池を
作製した。但し、その他の条件は実施例１と同様とし
た。これらの電池に対して、初度、および３．９Ω負荷
で１日に５分間放電させ、１ヶ月保存後の放電試験を行
った。以下にその放電特性の結果を表６に示す。
【００２２】
【表６】
【００２３】表６に示す結果から明らかなように、ゲル
状亜鉛負極４の負極活物質にケイ素を含有する無汞化亜
鉛合金粉末を用いることにより、初度および１ヶ月保存
後とも放電特性が大きく改善される。特に、保存による
放電特性の低下の度合いは小さく、良好な保存特性を示
す。亜鉛合金中のケイ素の含有量が１５００重量ｐｐｍ
を超えるものについては、含有量増加による効果の向上
がなく、逆に放電時の維持電圧が低下する。そのため、
ケイ素の含有量を２５〜１５００重量ｐｐｍとすること
により、優れた放電特性を得ることができる。
状亜鉛負極４の負極活物質にケイ素を含有する無汞化亜
鉛合金粉末を用いることにより、初度および１ヶ月保存
後とも放電特性が大きく改善される。特に、保存による
放電特性の低下の度合いは小さく、良好な保存特性を示
す。亜鉛合金中のケイ素の含有量が１５００重量ｐｐｍ
を超えるものについては、含有量増加による効果の向上
がなく、逆に放電時の維持電圧が低下する。そのため、
ケイ素の含有量を２５〜１５００重量ｐｐｍとすること
により、優れた放電特性を得ることができる。
【００２４】次に、負極活物質である亜鉛合金粉末とし
てＢＩＣ亜鉛、ＢＣ亜鉛およびＢＩＡ亜鉛にそれぞれケ
イ素を５００重量ｐｐｍ含有させた亜鉛合金を用いた電
池を作製した。これらに加えて、亜鉛合金に代えて亜鉛
単体を用いた電池を作製した。これらの電池に対して、
初度、および３．９Ω負荷で１日に５分間放電させ、６
０℃で１ヶ月保存後の放電試験を行った。その結果を表
７に示す。
てＢＩＣ亜鉛、ＢＣ亜鉛およびＢＩＡ亜鉛にそれぞれケ
イ素を５００重量ｐｐｍ含有させた亜鉛合金を用いた電
池を作製した。これらに加えて、亜鉛合金に代えて亜鉛
単体を用いた電池を作製した。これらの電池に対して、
初度、および３．９Ω負荷で１日に５分間放電させ、６
０℃で１ヶ月保存後の放電試験を行った。その結果を表
７に示す。
【００２５】
【表７】
【００２６】表７に示す結果から明らかなように、ケイ
素以外の亜鉛合金組成によって、ケイ素の添加効果に差
がないことが分かる。また、無汞化亜鉛単体にケイ素を
含有させた合金をゲル状亜鉛負極４の負極亜鉛粉末に用
いたアルカリ電池は、良好な放電特性を有するものの、
耐食性が劣るため良好な耐漏液特性を確保できず、無汞
化亜鉛粉末として電池に用いることはできない。
素以外の亜鉛合金組成によって、ケイ素の添加効果に差
がないことが分かる。また、無汞化亜鉛単体にケイ素を
含有させた合金をゲル状亜鉛負極４の負極亜鉛粉末に用
いたアルカリ電池は、良好な放電特性を有するものの、
耐食性が劣るため良好な耐漏液特性を確保できず、無汞
化亜鉛粉末として電池に用いることはできない。
【００２７】上記のように、負極活物質にビスマス、ア
ルミニウム、およびカルシウムからなる群より選択され
る少なくとも一種を含む無汞化亜鉛合金を用い、ゲル状
亜鉛負極４中にケイ素元素が、その形態にかかわらず、
負極亜鉛粉末に対して２５〜１５００重量ｐｐｍ含有す
ることにより、生成亜鉛酸化物による内部短絡を防止
し、アルカリ電池の放電特性を改善することができる。
ルミニウム、およびカルシウムからなる群より選択され
る少なくとも一種を含む無汞化亜鉛合金を用い、ゲル状
亜鉛負極４中にケイ素元素が、その形態にかかわらず、
負極亜鉛粉末に対して２５〜１５００重量ｐｐｍ含有す
ることにより、生成亜鉛酸化物による内部短絡を防止
し、アルカリ電池の放電特性を改善することができる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によると、放電容量および保存特
性の優れたアルカリ電池を提供することができる。
性の優れたアルカリ電池を提供することができる。
【図１】本発明の実施例における単３型アルカリ電池Ｌ
Ｒ６の一部を断面にした正面図である。
Ｒ６の一部を断面にした正面図である。
１ 金属ケース ２ 正極合剤 ３ セパレータ ４ ゲル状亜鉛負極 ５ 樹脂封口体 ６ 負極集電体 ７ 底板 ８ 絶縁ワッシャ ９ 絶縁キャップ １０ 外装ラベル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅岡 準一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 ビスマス、アルミニウム、およびカルシ
ウムからなる群より選択される少なくとも一種を含む無
汞化亜鉛合金、並びにケイ素元素を含有する負極を備え
るアルカリ電池。 - 【請求項２】 前記負極中のケイ素元素の含有量が、２
５〜１５００重量ｐｐｍである請求項１記載のアルカリ
電池。 - 【請求項３】 前記ケイ素元素が、ケイ素含有有機化合
物として含有する請求項１記載のアルカリ電池。 - 【請求項４】 前記ケイ素元素が、ケイ素イオンとして
含有する請求項１記載のアルカリ電池。 - 【請求項５】 前記ケイ素元素が、前記亜鉛合金中に含
有する請求項１記載のアルカリ電池。
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