JPS58131652A - アルカリ電池 - Google Patents
アルカリ電池Info
- Publication number
- JPS58131652A JPS58131652A JP1390782A JP1390782A JPS58131652A JP S58131652 A JPS58131652 A JP S58131652A JP 1390782 A JP1390782 A JP 1390782A JP 1390782 A JP1390782 A JP 1390782A JP S58131652 A JPS58131652 A JP S58131652A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- zinc
- carbon
- current collector
- mercury
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/04—Cells with aqueous electrolyte
- H01M6/06—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
- H01M6/12—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with flat electrodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、負極活物質に亜鉛を用い、アルカリ電解液を
使用する各種糸の電池の負極からの集電構造の改良に関
するものである。
使用する各種糸の電池の負極からの集電構造の改良に関
するものである。
その代表的な電池系としては正極に酸化銀を用いる酸化
銀電池、酸化水銀を用いる水銀電池、二酸化マンガンを
用いるアルカリマンガン電池、水酸化ニッケルを用いる
ニッケルー亜鉛電池などがある。
銀電池、酸化水銀を用いる水銀電池、二酸化マンガンを
用いるアルカリマンガン電池、水酸化ニッケルを用いる
ニッケルー亜鉛電池などがある。
本発明はこれらの電池における負極からの新規な集電構
造を提供するものである。
造を提供するものである。
上記のアルカリ電池系においては負極亜鉛の腐食とこれ
に伴う水素ガスの発生を抑止する方法として、電解液に
酸化亜鉛をその飽和量近くまで溶解させ、亜鉛に５〜１
０重量％程度の水銀を添加するとともに、集電面に銅、
スズ、真鍮、金などのアマルガム化され易い金属を用い
て負極から移行する水銀でアマルガム化し、亜鉛負極と
集電面の水素過電圧を上昇させる方法を採シ、実用上は
ぼ叩頭のない効果を挙げて一般的に製品化されている。
に伴う水素ガスの発生を抑止する方法として、電解液に
酸化亜鉛をその飽和量近くまで溶解させ、亜鉛に５〜１
０重量％程度の水銀を添加するとともに、集電面に銅、
スズ、真鍮、金などのアマルガム化され易い金属を用い
て負極から移行する水銀でアマルガム化し、亜鉛負極と
集電面の水素過電圧を上昇させる方法を採シ、実用上は
ぼ叩頭のない効果を挙げて一般的に製品化されている。
しかし昨今、世界的に工業の飛躍的−な発展が進むとと
もに環境浄化の必要性がさけばれ、低公害、無公害化の
製法及び製品の開発、改良が急務とされているなかで、
この要請に応えるためアルカリ電池においても使用する
水欽量を極力少なくし、願わくば水銀を用いない電池の
出現が待望されている。亜鉛負極の腐食は、集電面と接
触していない状態では酸化亜鉛などの防食剤を電解液中
に添加することにより効果的に抑制され、負極を水化し
た場合と大差ない程度の腐食量にとどめられるが、電気
化学的に貴な集電金属と接触している状態では局部電池
作用により亜鉛の腐食が促進され、多量の水素ガスが集
電体から発生するので、集電体にアマルガム化され易い
金属を用い水化亜鉛と接触させて集電体のアマルガム化
を行い、水素過電圧を高めて局部電池による腐食を抑制
しているのが現状である。
もに環境浄化の必要性がさけばれ、低公害、無公害化の
製法及び製品の開発、改良が急務とされているなかで、
この要請に応えるためアルカリ電池においても使用する
水欽量を極力少なくし、願わくば水銀を用いない電池の
出現が待望されている。亜鉛負極の腐食は、集電面と接
触していない状態では酸化亜鉛などの防食剤を電解液中
に添加することにより効果的に抑制され、負極を水化し
た場合と大差ない程度の腐食量にとどめられるが、電気
化学的に貴な集電金属と接触している状態では局部電池
作用により亜鉛の腐食が促進され、多量の水素ガスが集
電体から発生するので、集電体にアマルガム化され易い
金属を用い水化亜鉛と接触させて集電体のアマルガム化
を行い、水素過電圧を高めて局部電池による腐食を抑制
しているのが現状である。
ちなみに、従来のボタン型アルカリ電池の断面図を第１
図に示す。第１図において、１は負極容器で、ステンレ
ス鋼１−３の内面に銅メッキ層１−ｂを設けている。２
は亜鉛粉末に重量比率で１０％の水銀を添加してアマル
ガム化し、ペレット状に加圧成型した亜鉛負極、３はコ
ツトンファイバーからなる保液材、４は微孔性のポリプ
ロピレンよりなるセパレータ、５はステンレス鋼製の正
極リング、６は酸化第１銀に黒鉛を添加して加圧成型し
た正極、７はステンレス鋼製の正極容器であり、水酸化
カリウムの３０％水溶液に酸化亜鉛を飽和量溶解させた
アルカリ電解液が電池内に注入されている。１−１）の
銅メッキ層には亜鉛負極２との接触により水銀が移行し
、アマルガム化される。
図に示す。第１図において、１は負極容器で、ステンレ
ス鋼１−３の内面に銅メッキ層１−ｂを設けている。２
は亜鉛粉末に重量比率で１０％の水銀を添加してアマル
ガム化し、ペレット状に加圧成型した亜鉛負極、３はコ
ツトンファイバーからなる保液材、４は微孔性のポリプ
ロピレンよりなるセパレータ、５はステンレス鋼製の正
極リング、６は酸化第１銀に黒鉛を添加して加圧成型し
た正極、７はステンレス鋼製の正極容器であり、水酸化
カリウムの３０％水溶液に酸化亜鉛を飽和量溶解させた
アルカリ電解液が電池内に注入されている。１−１）の
銅メッキ層には亜鉛負極２との接触により水銀が移行し
、アマルガム化される。
亜鉛負極の腐食を抑制するだめの最大の要点は、前記の
局部電池作用を抑制することにあり、本発明は負極側に
使用する水銀量を減少させるかあるいは水銀を全く使用
しないでこの目的を果し、低公害、無公害のアルカリ電
池を提供するものであるＯ 本発明の構成の基本的な特徴は、負極集電面に炭素を用
いることにあり、さらに必要に応じてこの炭素上に亜鉛
層をメッキ等で密着させることにある。炭素は導電性を
有するので負極集電体としての機能を有し、電気化学的
には不活性であるので、負極と接触しても局部電池を形
成することはなく、亜鉛の腐食を促進する作用を持たな
い。
局部電池作用を抑制することにあり、本発明は負極側に
使用する水銀量を減少させるかあるいは水銀を全く使用
しないでこの目的を果し、低公害、無公害のアルカリ電
池を提供するものであるＯ 本発明の構成の基本的な特徴は、負極集電面に炭素を用
いることにあり、さらに必要に応じてこの炭素上に亜鉛
層をメッキ等で密着させることにある。炭素は導電性を
有するので負極集電体としての機能を有し、電気化学的
には不活性であるので、負極と接触しても局部電池を形
成することはなく、亜鉛の腐食を促進する作用を持たな
い。
また、炭素面と負極との電気的接触を補うために負極亜
鉛と同一電位で局部電池作用を起こさない亜鉛層をメッ
キ等で炭素面上に形成させれば、腐食反応を促進させる
こと力く集電効果を一層高めることができる。
鉛と同一電位で局部電池作用を起こさない亜鉛層をメッ
キ等で炭素面上に形成させれば、腐食反応を促進させる
こと力く集電効果を一層高めることができる。
以下、本発明の実施例を図により説明する。
第２図は本発明を実施したボタン型アルカリ電池の断面
図で、負極容器８が異る以外は第１図の従来例の電池と
ほぼ同一の構成である。第２図において負極容器８はポ
リプロピレン１００重量部、ポリインブチレン１０重量
部、黒鉛繊維４０重量部の組成の導電性樹脂を皿状に射
出成型したもので、負極２との電気的導通は負極容器８
の内面８−ａに露出する黒鉛繊維からなる炭素質との接
触により果されている。又、負極亜鉛２の中に含有され
る水銀量は後述の実験例で示すように種々に変化させた
が、結論的には従来例の場合より少量の添加量で同等の
効果が得られた。
図で、負極容器８が異る以外は第１図の従来例の電池と
ほぼ同一の構成である。第２図において負極容器８はポ
リプロピレン１００重量部、ポリインブチレン１０重量
部、黒鉛繊維４０重量部の組成の導電性樹脂を皿状に射
出成型したもので、負極２との電気的導通は負極容器８
の内面８−ａに露出する黒鉛繊維からなる炭素質との接
触により果されている。又、負極亜鉛２の中に含有され
る水銀量は後述の実験例で示すように種々に変化させた
が、結論的には従来例の場合より少量の添加量で同等の
効果が得られた。
第３図は、本発明の他の実施例で、第２図と異るところ
は、第２図の負極容器と同一のものの内面に亜鉛層をメ
ッキ等で密着させて設けた点である。第３図における負
極容器９の内面の亜鉛メッキ層９−１）は、シアン化ナ
トリウム、水酸化ナトリウムの混合溶液に酸化亜鉛を溶
解したメッキ浴中で約５μの厚みで導電性樹脂からなる
容器内面９−ａ上に電着させたものである。この亜鉛層
９−１）は亜鉛負極２と負極容器９との電気的接触を高
め、しかも亜鉛負極２と同電位であるため局部電池作用
を持たないので、第２図の実施例における集電効果を一
層高める上に効果的である。
は、第２図の負極容器と同一のものの内面に亜鉛層をメ
ッキ等で密着させて設けた点である。第３図における負
極容器９の内面の亜鉛メッキ層９−１）は、シアン化ナ
トリウム、水酸化ナトリウムの混合溶液に酸化亜鉛を溶
解したメッキ浴中で約５μの厚みで導電性樹脂からなる
容器内面９−ａ上に電着させたものである。この亜鉛層
９−１）は亜鉛負極２と負極容器９との電気的接触を高
め、しかも亜鉛負極２と同電位であるため局部電池作用
を持たないので、第２図の実施例における集電効果を一
層高める上に効果的である。
上記の実施例においては負極集電体として炭素を添加し
た導電性樹脂について述べたが、本発明の実施形態とし
ては、炭素粉末または炭素繊維を添加した導電ペイント
を塗布した金層面を集電体とする方法、あるいは炭素の
焼成加工品を用いる方法などの他の方法を採ることもで
きる。
た導電性樹脂について述べたが、本発明の実施形態とし
ては、炭素粉末または炭素繊維を添加した導電ペイント
を塗布した金層面を集電体とする方法、あるいは炭素の
焼成加工品を用いる方法などの他の方法を採ることもで
きる。
本発明の効果を確認するために、第１図に示しだ従来例
の電池Ａと、第２図、第３図に示す本発明の実施例によ
る電池Ｂ、Ｃの３種類について、亜鉛負極中への水銀添
加量を変化させて直径１１．６腸、総高５．４１１１の
電池を試作し、評価した結果を次表に示した。表に見ら
れる如く、従来例の場合、負極に添加する水銀量は３重
１％以下ではガス発生量が多く、保存中に電池膨張が著
シ＜、又電池容容器と正、負極との接触不良を粂して実
用に耐えない程度にまで至っている。
の電池Ａと、第２図、第３図に示す本発明の実施例によ
る電池Ｂ、Ｃの３種類について、亜鉛負極中への水銀添
加量を変化させて直径１１．６腸、総高５．４１１１の
電池を試作し、評価した結果を次表に示した。表に見ら
れる如く、従来例の場合、負極に添加する水銀量は３重
１％以下ではガス発生量が多く、保存中に電池膨張が著
シ＜、又電池容容器と正、負極との接触不良を粂して実
用に耐えない程度にまで至っている。
（以 下 余 白）
また６重量％の水銀添加率でもその傾向を示し、十分に
負極の防食が行われているとは云えないが、用途によっ
ては使用も可能な状態である。１０重量％ではじめて亜
鉛負極の防食が問題なく行われていると判断される。一
方、実施例１の場合、水銀は１重量％以上の添加でほぼ
十分であり、無添加でも従来例の６重量％添加にほぼ相
当する程度まで防食効果があると判断される。この実施
例１の亜鉛負極と集電体との接触状態は、実施例２の亜
鉛層の集電体内面への密着形成により、さらに改善され
ることが示されている。
負極の防食が行われているとは云えないが、用途によっ
ては使用も可能な状態である。１０重量％ではじめて亜
鉛負極の防食が問題なく行われていると判断される。一
方、実施例１の場合、水銀は１重量％以上の添加でほぼ
十分であり、無添加でも従来例の６重量％添加にほぼ相
当する程度まで防食効果があると判断される。この実施
例１の亜鉛負極と集電体との接触状態は、実施例２の亜
鉛層の集電体内面への密着形成により、さらに改善され
ることが示されている。
第１図は従来のボタン型アルカリ電池の断面図、第２図
、第３図は本発明の実施例におけるボタン型アルカリ電
池の断面図である。 ２・・・・・・亜鉛負極、３・・・・・・保液材、４・
・・・・・セパレータ、６・・・・・・正極、７・・・
・・・正極容器、８．９・・・・・・負極集電体である
容器、８−ａ、９−１１Ｌ・・・・・・炭素を含む導電
性樹脂からなる容器内面、９−ｂ・・・・・−亜鉛層。 １１１２図 ３１１
、第３図は本発明の実施例におけるボタン型アルカリ電
池の断面図である。 ２・・・・・・亜鉛負極、３・・・・・・保液材、４・
・・・・・セパレータ、６・・・・・・正極、７・・・
・・・正極容器、８．９・・・・・・負極集電体である
容器、８−ａ、９−１１Ｌ・・・・・・炭素を含む導電
性樹脂からなる容器内面、９−ｂ・・・・・−亜鉛層。 １１１２図 ３１１
Claims (2)
- （１）亜鉛負極と、この亜鉛負極に接する表面が炭素あ
るいは炭素を含む導電性樹脂からなる負極集電体と、正
極と、アルカ、り電解液とを備えたアルカリ電池。 - （２）前記負極集電体の亜鉛負極と接する炭素あるいは
炭素を含む導電性樹脂表面上に亜鉛層が密着形成されて
いる特許請求の範囲第１項記載のアルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1390782A JPS58131652A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1390782A JPS58131652A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | アルカリ電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58131652A true JPS58131652A (ja) | 1983-08-05 |
Family
ID=11846239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1390782A Pending JPS58131652A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58131652A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6158163A (ja) * | 1984-07-27 | 1986-03-25 | Toshiba Battery Co Ltd | アルカリ・亜鉛電池 |
-
1982
- 1982-01-29 JP JP1390782A patent/JPS58131652A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6158163A (ja) * | 1984-07-27 | 1986-03-25 | Toshiba Battery Co Ltd | アルカリ・亜鉛電池 |
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