JPS58131660A - アルカリ電池電解液における還元剤 - Google Patents
アルカリ電池電解液における還元剤Info
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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- 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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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】
本発明はアルカリ電池KIIL、さらに詳細には高4テ
ンシヤル酸化物を充填した正極を持ったアルカリボタン
電池に関する。
ンシヤル酸化物を充填した正極を持ったアルカリボタン
電池に関する。
簡単に述べると、活性金属たとえば亜鉛の負極、アルカ
リ電解液、適当な七ノ臂レータ−および正極を持ったア
ルカリ電気化学電池を組立てる場合、電池の開路電圧(
OCV)は、負極および正極の性状により決定される。
リ電解液、適当な七ノ臂レータ−および正極を持ったア
ルカリ電気化学電池を組立てる場合、電池の開路電圧(
OCV)は、負極および正極の性状により決定される。
41にボタン電池は小容積であるという点から、正極と
して出来るだけ多量の高ポテンシャル酸化物を電池に含
ませることKより電池のエネルギー含量を増大させるこ
とが一般に望ましい。この状況の例として、−価の酸化
銀(AgzO)正極に二価の酸化銀(Ago)、酸化水
銀(Hgo)および(または)過マンガン酸塩化合物(
KMn04、L i Mn O4、BaMnO4等)を
充填することが挙げられる。Ago正極を単独でまたは
Ag2O正極にAgoを充填して使用する普通の場合、
正極は、高ポテンシャル酸化物に特有のOCvを示し、
2つの異なる水準(プラトー)、すなわち1つはZn/
AgO対に特有のプラトーおよびもう一つはZn/A1
20対に特有のプラトーで放電する。高OCVおよびイ
ンピーダンス値および2種類の放電プラトーは、電池が
微小電子回路に1つま九はもう1つの電圧で電力を供給
するのに不適当であるかまたは電力を供給された装置が
高0CV−インピーダンス値および2つの電圧作動に耐
えるために微小電子回路をさらに複雑にすることを必要
とするために1望ましくない。したがって、低インピー
ダンスで隼−電圧プラド−放電を行い、同時に最大のエ
ネルギー容量を持つような電池を提供することが当業界
で求められている。
して出来るだけ多量の高ポテンシャル酸化物を電池に含
ませることKより電池のエネルギー含量を増大させるこ
とが一般に望ましい。この状況の例として、−価の酸化
銀(AgzO)正極に二価の酸化銀(Ago)、酸化水
銀(Hgo)および(または)過マンガン酸塩化合物(
KMn04、L i Mn O4、BaMnO4等)を
充填することが挙げられる。Ago正極を単独でまたは
Ag2O正極にAgoを充填して使用する普通の場合、
正極は、高ポテンシャル酸化物に特有のOCvを示し、
2つの異なる水準(プラトー)、すなわち1つはZn/
AgO対に特有のプラトーおよびもう一つはZn/A1
20対に特有のプラトーで放電する。高OCVおよびイ
ンピーダンス値および2種類の放電プラトーは、電池が
微小電子回路に1つま九はもう1つの電圧で電力を供給
するのに不適当であるかまたは電力を供給された装置が
高0CV−インピーダンス値および2つの電圧作動に耐
えるために微小電子回路をさらに複雑にすることを必要
とするために1望ましくない。したがって、低インピー
ダンスで隼−電圧プラド−放電を行い、同時に最大のエ
ネルギー容量を持つような電池を提供することが当業界
で求められている。
特にアルカリ銀電池について述べると、これらの電池の
正極K Agoを用いながら、Zn/AgzO対に%有
の単一プラド−放電を可能にするために多数の試みが行
われている1種々の特許に開示されているそれらの提案
には問題がある。ある場合には、製造技術の制御が困難
であり、また他の場合には、室温で短時間の保存後電池
電圧がZn/Ag2O対水準からZm/Ago対水準に
上対水上れがある。
正極K Agoを用いながら、Zn/AgzO対に%有
の単一プラド−放電を可能にするために多数の試みが行
われている1種々の特許に開示されているそれらの提案
には問題がある。ある場合には、製造技術の制御が困難
であり、また他の場合には、室温で短時間の保存後電池
電圧がZn/Ag2O対水準からZm/Ago対水準に
上対水上れがある。
下記に関連技術の開示を示す。
米国特許第2.681.376号明細書には、Zn/A
go電池の電解液にカリウムエチラートを使用すること
が開示されている。米S+*許第3.055.964、
3.615,858.4t009tOsa、4,015
,056.4,048,405 および4,068,0
49号明細書には、電池組立前にAgO正極ペレットを
部分的に予備還元することが開示されている。米国特許
第4.209,578号明細書には、電池に化学還元剤
を使用して電位決定成分としてAg2Oを含有する正極
上に鋼層を形成することが開示されている。
go電池の電解液にカリウムエチラートを使用すること
が開示されている。米S+*許第3.055.964、
3.615,858.4t009tOsa、4,015
,056.4,048,405 および4,068,0
49号明細書には、電池組立前にAgO正極ペレットを
部分的に予備還元することが開示されている。米国特許
第4.209,578号明細書には、電池に化学還元剤
を使用して電位決定成分としてAg2Oを含有する正極
上に鋼層を形成することが開示されている。
米国特許第4.250,234号明細書には、ムgoの
一部を還元する目的でAgo電池電池液極液athol
yt・)または電解液に穏やかな還元剤を混入すること
が示唆されているが、この特許は本発明の記載にとって
従来技術とは思われない。
一部を還元する目的でAgo電池電池液極液athol
yt・)または電解液に穏やかな還元剤を混入すること
が示唆されているが、この特許は本発明の記載にとって
従来技術とは思われない。
本発明は、活性金属負極、水性アルカリ電解液、適尚な
モノ9レータ−および少なくとも1種の還元可能な酸化
種を含有する正極を持った電気化学電池を意図する。還
元可能な酸化働程は、前記活性金属負極と組合せた場合
その有効寿命を通して常に望ましくない高電圧および(
tたは)高インピーダンス水準を呈し得る。前記正極の
望ましくない高電圧および(tたは)高インピーダンス
水準は、電池閉鎖時に電池内の電解液に利用し得る場所
または特に電解液中に、可溶性複合水素化物、#に水素
化硼素アルカリ金属、複合アルミニウム水素化物および
水素化硼素第四アンモニウムおよびとPラジンからなる
群より選ばれる1種またはそれ以上の還元剤を含ませる
ことKより除去される。還元剤は、約1〜約10重量%
の酸化性種(活性金属負極と組合せた場合望ましくない
高OCVおよび(または)高インピーダンスを有する)
をその金属またはよシ低い酸化状態の種に還元す−るの
に十分な量で存在する。
モノ9レータ−および少なくとも1種の還元可能な酸化
種を含有する正極を持った電気化学電池を意図する。還
元可能な酸化働程は、前記活性金属負極と組合せた場合
その有効寿命を通して常に望ましくない高電圧および(
tたは)高インピーダンス水準を呈し得る。前記正極の
望ましくない高電圧および(tたは)高インピーダンス
水準は、電池閉鎖時に電池内の電解液に利用し得る場所
または特に電解液中に、可溶性複合水素化物、#に水素
化硼素アルカリ金属、複合アルミニウム水素化物および
水素化硼素第四アンモニウムおよびとPラジンからなる
群より選ばれる1種またはそれ以上の還元剤を含ませる
ことKより除去される。還元剤は、約1〜約10重量%
の酸化性種(活性金属負極と組合せた場合望ましくない
高OCVおよび(または)高インピーダンスを有する)
をその金属またはよシ低い酸化状態の種に還元す−るの
に十分な量で存在する。
一般に、還元剤が電解液に含ませられる場合(これは最
も便宜的である)、電解液は、約0.5〜約12重量−
の水素化硼素ナトリウムまたは化学的に当価量の他の強
還光剤を含有する。使用される強還元剤の種類は、電池
の性質によって決まる。
も便宜的である)、電解液は、約0.5〜約12重量−
の水素化硼素ナトリウムまたは化学的に当価量の他の強
還光剤を含有する。使用される強還元剤の種類は、電池
の性質によって決まる。
当業界で知られているように、電池構成部材である負極
、正極、竜ノ々レータ−等は密封または排気可能なケー
シングに入れ゛られる。電池が密封される場合、ガスを
発生しfkい還元剤たとえば硼水素化物が使用される。
、正極、竜ノ々レータ−等は密封または排気可能なケー
シングに入れ゛られる。電池が密封される場合、ガスを
発生しfkい還元剤たとえば硼水素化物が使用される。
電池が排気される場合、ガス発生還元剤すなわち酸化生
成物としてガスを発生する還元剤たとえばヒドラジンを
使用することが出来る。もちろん、排気可能な電池でも
ガスを発生しない還元剤を使用することが出来る。強還
元剤は、電池の閉鎖時に電解液に含ませる代りに負極ま
たはセノ々レータ−と組合せることも出来る。
成物としてガスを発生する還元剤たとえばヒドラジンを
使用することが出来る。もちろん、排気可能な電池でも
ガスを発生しない還元剤を使用することが出来る。強還
元剤は、電池の閉鎖時に電解液に含ませる代りに負極ま
たはセノ々レータ−と組合せることも出来る。
本発明の実施に有効な強還元剤として、リチウム、ナト
リウム、カリウム、セシウムおよびルビジウムの硼水素
化物、水素化アルミニウムリチウム、水素化アルミニウ
ムナトリウム、水素化硼素テトラメチルアンモニウム、
水素化硼素テトラエチルアンモニウムおよびヒドラジン
が挙げられるが、これらは限定的なものではない。
リウム、カリウム、セシウムおよびルビジウムの硼水素
化物、水素化アルミニウムリチウム、水素化アルミニウ
ムナトリウム、水素化硼素テトラメチルアンモニウム、
水素化硼素テトラエチルアンモニウムおよびヒドラジン
が挙げられるが、これらは限定的なものではない。
電池の閉鎖後、電池を使用前に保存している間、電解液
中に存在するまえは電解液に利用し得る場所に存在する
還元剤は、電解液と共に電池の障壁系を均一に透過し、
次いで徐々にかつ均一に正極物質の表面を還元する。こ
の徐々の均一な還元により、活性金属/低イテンシャル
酸化物対に41有の均一な電圧を有し、と同時に少なく
とも約(イ)重量−の高2テンシヤル酸化物のエネルイ
ー含量を保持する電池が生じる。また、電池の放電性能
は、低イテンシャル酸化物KAII的なものである。
中に存在するまえは電解液に利用し得る場所に存在する
還元剤は、電解液と共に電池の障壁系を均一に透過し、
次いで徐々にかつ均一に正極物質の表面を還元する。こ
の徐々の均一な還元により、活性金属/低イテンシャル
酸化物対に41有の均一な電圧を有し、と同時に少なく
とも約(イ)重量−の高2テンシヤル酸化物のエネルイ
ー含量を保持する電池が生じる。また、電池の放電性能
は、低イテンシャル酸化物KAII的なものである。
本発明による電池で最初に配置される正極として使用出
来る酸化物系として、少なくとも約5重量嗟から98.
5重量%までのAgoを含有するAg20−Ago混合
物、少々くとも約10重量嘔から約95重量9Gまでの
MmOgを含有するMnOz−HgO混合物、および少
なくとも約5重量−から%重量−までのAg、Oを含有
する過マンガン酸塩(nム04、−04、CuMnO4
、Ca(Mn04)1、la (M!104 ) 2
、tt MnO4) −ムg2o混合物が挙げられる。
来る酸化物系として、少なくとも約5重量嗟から98.
5重量%までのAgoを含有するAg20−Ago混合
物、少々くとも約10重量嘔から約95重量9Gまでの
MmOgを含有するMnOz−HgO混合物、および少
なくとも約5重量−から%重量−までのAg、Oを含有
する過マンガン酸塩(nム04、−04、CuMnO4
、Ca(Mn04)1、la (M!104 ) 2
、tt MnO4) −ムg2o混合物が挙げられる。
本発明の電池、特に活性金属負極として亜鉛および最初
に配置され九正極としてAgOまたはムg20−ムwO
f1に金物を含みかつ電解液中に還元剤を含有する電池
は、イン♂−−ンスが比較的小さくかつ7ラツシエ電流
が比較的大きいことが特徴である。この現象は、前述し
光米国特許第4.009,056号明細書の教示により
、電池に組立る前に、Agoの正極団塊を還元剤で二重
処理した情況下でさえ存在する。
に配置され九正極としてAgOまたはムg20−ムwO
f1に金物を含みかつ電解液中に還元剤を含有する電池
は、イン♂−−ンスが比較的小さくかつ7ラツシエ電流
が比較的大きいことが特徴である。この現象は、前述し
光米国特許第4.009,056号明細書の教示により
、電池に組立る前に、Agoの正極団塊を還元剤で二重
処理した情況下でさえ存在する。
名目としてZn/Ago対を頻重量−の水酸化カリウム
および1重量−の酸化亜鉛を水に溶解した電解液と組合
せて10ット当り頻伽の電池として複数のロットをつく
った。電池を密封した。これらの電池は、市場ではRW
44サイズどして知られているボタン型電池であった。
および1重量−の酸化亜鉛を水に溶解した電解液と組合
せて10ット当り頻伽の電池として複数のロットをつく
った。電池を密封した。これらの電池は、市場ではRW
44サイズどして知られているボタン型電池であった。
最初に調製した正極団塊は、本質的に純粋なAぎOを約
35に#/−の圧力で圧縮成形したものであった。電池
を閉鎖して3日後に測定したインピーダンス、開路電圧
(ocv)、′閉路電圧(CCV、 30 ohm負荷
)およびフラッジ電流(アンペア、完全短絡)を含めて
これらの電池の平均電気特性を表1に示す。
35に#/−の圧力で圧縮成形したものであった。電池
を閉鎖して3日後に測定したインピーダンス、開路電圧
(ocv)、′閉路電圧(CCV、 30 ohm負荷
)およびフラッジ電流(アンペア、完全短絡)を含めて
これらの電池の平均電気特性を表1に示す。
表1のデータによれば、閉鎖前に電池に加えられる電池
電解液に少なくとも約0.5−の水素化硼素ナトリウム
を含ませると、AgO正極団塊の長たらしく高価な前処
理を省くことが出来、しかも低イ1[池インピーダンス
、Zn/Ag、O対に411有のOCV、高CCvおよ
び高いフラッシュ電流が達成されることか分る。1九、
表1から、少なくとも約0.25110NaBH4を電
池電解液に添加すると、電池インピーダンスおよびOC
vが著しく低下し、Ago正極ペレットを穏やかな還元
剤で前処理した場合でさえ72ツシエ電流が上がること
が分る。
電解液に少なくとも約0.5−の水素化硼素ナトリウム
を含ませると、AgO正極団塊の長たらしく高価な前処
理を省くことが出来、しかも低イ1[池インピーダンス
、Zn/Ag、O対に411有のOCV、高CCvおよ
び高いフラッシュ電流が達成されることか分る。1九、
表1から、少なくとも約0.25110NaBH4を電
池電解液に添加すると、電池インピーダンスおよびOC
vが著しく低下し、Ago正極ペレットを穏やかな還元
剤で前処理した場合でさえ72ツシエ電流が上がること
が分る。
AgOペレットヲ10%メタノール溶液の代#)に1優
メタノール溶液に浸漬し、一方、団塊をヒト2ジンで処
理したことを除いて、表1に記載のものと同じ一連の試
験について表層に示す。ロッ)A7および8では、電解
液に1重量−の水素化硼素ナトリウムを存在させた。電
池を閉鎖して3日後の電気測定値および電池を閉鎖して
48時間後のクーロメトリ−測定値をこれらの試験結果
とじてH11k+ −ト ロ な 表■のデータから分るように、閉鎖前にボタン電池に含
まれる電解液に1重量−の水素化硼素ナトリウムを存在
させると、公称Zn/Agon/Ag−て、正極ペレッ
トクーロメトリ−容量の犠牲を少くして団塊前処理によ
りも九らされるものと等しい電池電気特性が得られる。
メタノール溶液に浸漬し、一方、団塊をヒト2ジンで処
理したことを除いて、表1に記載のものと同じ一連の試
験について表層に示す。ロッ)A7および8では、電解
液に1重量−の水素化硼素ナトリウムを存在させた。電
池を閉鎖して3日後の電気測定値および電池を閉鎖して
48時間後のクーロメトリ−測定値をこれらの試験結果
とじてH11k+ −ト ロ な 表■のデータから分るように、閉鎖前にボタン電池に含
まれる電解液に1重量−の水素化硼素ナトリウムを存在
させると、公称Zn/Agon/Ag−て、正極ペレッ
トクーロメトリ−容量の犠牲を少くして団塊前処理によ
りも九らされるものと等しい電池電気特性が得られる。
したがって、ロット8では、正極のクーロメトリ−容量
は2.496Lか低下せず、しかもロットEの1.74
ボルトの高OCVから必要な減少が達成され、またCC
Vおよびフラッシュ電流が大幅に増大する。
は2.496Lか低下せず、しかもロットEの1.74
ボルトの高OCVから必要な減少が達成され、またCC
Vおよびフラッシュ電流が大幅に増大する。
RW44ボタン電池で公称純粋なムgO同化ペレットを
含む場合の他の一連のテストでは、ロツ)GおよびHで
Fiω重量−水酸化カリウム−1重量−酸化亜鉛水性電
解液に添加剤を含ませず、1*ロツト9では同じ塩基性
電解液であるが2−5gIN&BHaを含むものを使用
した。これらの電池の電気特性を3ケ月保存後に室温で
測定した。これらの試験結果を表置に示す。
含む場合の他の一連のテストでは、ロツ)GおよびHで
Fiω重量−水酸化カリウム−1重量−酸化亜鉛水性電
解液に添加剤を含ませず、1*ロツト9では同じ塩基性
電解液であるが2−5gIN&BHaを含むものを使用
した。これらの電池の電気特性を3ケ月保存後に室温で
測定した。これらの試験結果を表置に示す。
表1
四=
G メタノール1分 21.9 1.77 1.
02 0.22II II/−ル1(1) 2
7.6 1.67 0,81 0.239 メタノ
ール18 2.9 1,60 1,46 0.5
7表1のデータから分るように、水素化硼素ナトリウム
を電解液に含ませると、長い保存期間にわたってイン♂
−IンスおよびOCvを低下させかつCCvおよびフラ
ッジ瓢電流を上げるのに明らかに効果がある。
02 0.22II II/−ル1(1) 2
7.6 1.67 0,81 0.239 メタノ
ール18 2.9 1,60 1,46 0.5
7表1のデータから分るように、水素化硼素ナトリウム
を電解液に含ませると、長い保存期間にわたってイン♂
−IンスおよびOCvを低下させかつCCvおよびフラ
ッジ瓢電流を上げるのに明らかに効果がある。
(資)−(資)混食Ago−Ag、O正極を持つRW4
4型ボタノボタン電池九4011 KOH,1@ Zn
o水性電解液に1〜12重量−の水素化硼素ナトリウム
(固体または4011NaOII濤液)を添加し九他の
試験では、113テ、5o−相対湿度で捻週間保存後電
池のクールメトリー容量は最初のター四メトリー容量か
ら大きく低下しなかつえ、 300 ohms負荷によ
る放電(1日当916時間)で測定した容量は、最初の
容量の約84〜98−の保持率であった。625ohm
s負荷による放電では、保持率は最初の容量の約89〜
96%であった。
4型ボタノボタン電池九4011 KOH,1@ Zn
o水性電解液に1〜12重量−の水素化硼素ナトリウム
(固体または4011NaOII濤液)を添加し九他の
試験では、113テ、5o−相対湿度で捻週間保存後電
池のクールメトリー容量は最初のター四メトリー容量か
ら大きく低下しなかつえ、 300 ohms負荷によ
る放電(1日当916時間)で測定した容量は、最初の
容量の約84〜98−の保持率であった。625ohm
s負荷による放電では、保持率は最初の容量の約89〜
96%であった。
他の一連の試験では、5091AgOおよび5091ム
匂0の正極を持つRW44111電池においてNaBH
4を水素化硼素カリウム(KIIH4)および水素化硼
素ル♂ジウム(R6BH4)と比較した。水素化硼素化
合物は40 S KOH,I l5ZnO水性電解液K
O,5*、1.011および2−(重量基準)で添加し
た。電池製造後3日経過しておよび室温で旬日保存後、
電池インピーダンス、OCvおよびフラッシュ電流を測
定した。
匂0の正極を持つRW44111電池においてNaBH
4を水素化硼素カリウム(KIIH4)および水素化硼
素ル♂ジウム(R6BH4)と比較した。水素化硼素化
合物は40 S KOH,I l5ZnO水性電解液K
O,5*、1.011および2−(重量基準)で添加し
た。電池製造後3日経過しておよび室温で旬日保存後、
電池インピーダンス、OCvおよびフラッシュ電流を測
定した。
これらの結果を表■に示す。
表■のデータから分るように、電瑯液K KBH4を含
ませると、電池インピーダンスの低下および7−)ツシ
ュ電流の向上に明らかに効果があシ、シかも電池電圧は
Zws/Ag5IO対水準に制御される。しかしながら
、水素化硼素ルビジウムは2.0−のより高い濃度水準
(約0.76sO水素化硼素ナトリウムに相当する濃度
水準)でさらに効果的である。
ませると、電池インピーダンスの低下および7−)ツシ
ュ電流の向上に明らかに効果があシ、シかも電池電圧は
Zws/Ag5IO対水準に制御される。しかしながら
、水素化硼素ルビジウムは2.0−のより高い濃度水準
(約0.76sO水素化硼素ナトリウムに相当する濃度
水準)でさらに効果的である。
表■
室温3日後の電池
インピーダンス OCv フラッシュ
I 添加剤ナシ26.4 1,83 0.28
10 0.5s Na BH4添加 2.0
1.59 0.8011 1、os NaBH
4添加 2.1 1.59 0.7212 2
.0% NaBHn添加 3.4 1.59
0.4813 0.5−KBH4添加 2.5
1.59 0.7814 1.0% KBH4添加
2.3 1,59 0.7115 2.01
KBH4添加2.2 1.59 0.7116
0.5チRbBH4添加 24.7 1.80
0.6417 1.0IsRbBH4添加16.0
1.64 0.5?18 2.0チRbBH4添
加 3.9 1.62 0.49室温美日後の
電池 電流 インピーダンス OCv フラッシュ電流18.
7 1.80 0.272.4 1.
59 0.632.5 1.58 G
、594.3 1.59 0.422.3
1.59 0.672.5 1.59
0.612.3 1.59 0.63
17.6 1.7? 0.3019.7
1.74 0.313.4 1.61
0.55水素化硼素化合物がZn/Ago電池性
能に優れた効果があることを示すためKSRW44型電
池の電解液(40To KOH+1 ’16 ZnO)
Kある穏やがな還元剤を添加した。還元剤は、正極か
ら0 、51g Na BHaと同じ容量を除去し得る
量で添加した。正極ペレットは、本質的KN粋’41g
Oを301KOI’l−101gメタノールで8庇で5
分間処理したものであっ九。結果を表Vに示す。
10 0.5s Na BH4添加 2.0
1.59 0.8011 1、os NaBH
4添加 2.1 1.59 0.7212 2
.0% NaBHn添加 3.4 1.59
0.4813 0.5−KBH4添加 2.5
1.59 0.7814 1.0% KBH4添加
2.3 1,59 0.7115 2.01
KBH4添加2.2 1.59 0.7116
0.5チRbBH4添加 24.7 1.80
0.6417 1.0IsRbBH4添加16.0
1.64 0.5?18 2.0チRbBH4添
加 3.9 1.62 0.49室温美日後の
電池 電流 インピーダンス OCv フラッシュ電流18.
7 1.80 0.272.4 1.
59 0.632.5 1.58 G
、594.3 1.59 0.422.3
1.59 0.672.5 1.59
0.612.3 1.59 0.63
17.6 1.7? 0.3019.7
1.74 0.313.4 1.61
0.55水素化硼素化合物がZn/Ago電池性
能に優れた効果があることを示すためKSRW44型電
池の電解液(40To KOH+1 ’16 ZnO)
Kある穏やがな還元剤を添加した。還元剤は、正極か
ら0 、51g Na BHaと同じ容量を除去し得る
量で添加した。正極ペレットは、本質的KN粋’41g
Oを301KOI’l−101gメタノールで8庇で5
分間処理したものであっ九。結果を表Vに示す。
表■のデータから分るように、電解液にNaBH4を含
ませると明らかに電池インピーダンスは低下し、電池電
圧はZn/Ag2Q対水準に保持され、一方、他の穏や
かな還元剤では同じ結果が得られない。
ませると明らかに電池インピーダンスは低下し、電池電
圧はZn/Ag2Q対水準に保持され、一方、他の穏や
かな還元剤では同じ結果が得られない。
本出願人が現在知らないある環境下では、穏やかな還元
剤は水素化硼素アルカリ金属および類似の強還元剤によ
りもたらされる有利な効果を与えるかも知れないが、こ
れら2種類の還元剤の機能は本発明の1境では異なると
思われる。何となれば、本発明により作動させる場合は
所望の結果の達成において成功が保証されているが、し
かし穏やかな還元剤を使用する場合は成功は偶然に支配
されるからである。
剤は水素化硼素アルカリ金属および類似の強還元剤によ
りもたらされる有利な効果を与えるかも知れないが、こ
れら2種類の還元剤の機能は本発明の1境では異なると
思われる。何となれば、本発明により作動させる場合は
所望の結果の達成において成功が保証されているが、し
かし穏やかな還元剤を使用する場合は成功は偶然に支配
されるからである。
さらに他の一連の試験において、亜鉛負極、アルカリ電
解液およびβMnOxを充填した酸化第二水銀正極を含
むRW5411電池に関して、電圧安定性、インピーダ
ンスおよびフラッジ瓢電流を測定した。
解液およびβMnOxを充填した酸化第二水銀正極を含
むRW5411電池に関して、電圧安定性、インピーダ
ンスおよびフラッジ瓢電流を測定した。
電池閉鎖直後および130″F、 50’14相対湿度
で4週間保存後、電池特性を測定した。これらの試験結
果を表■に示す。括弧なしの値は平均値を示し、括弧内
の値は、切側電池のロフト大きさについて測定し九事項
の範囲を示す。
で4週間保存後、電池特性を測定した。これらの試験結
果を表■に示す。括弧なしの値は平均値を示し、括弧内
の値は、切側電池のロフト大きさについて測定し九事項
の範囲を示す。
表■のデータから分るように1本発明による電池(ロッ
ト19および20)ではZm/1舖O対のOCV特性が
直ちに達成された。4遍間保存後、本発明の電池は、低
いインピーダンスおよび高いフラッジ瓢電流という有利
な特性を示した。
ト19および20)ではZm/1舖O対のOCV特性が
直ちに達成された。4遍間保存後、本発明の電池は、低
いインピーダンスおよび高いフラッジ瓢電流という有利
な特性を示した。
表■
A、電池電解液 3011 NaoH+
ill Zn0B、初期電池特性 インピーダンス(オーム) 44.9 (16
,5−58,9)OCV (ボルト)
1.465 (1,43−1,51)CCV (
ポル)) 1.450 (1,43
−1,49)フラッシュ電流(アンペア) 0.0
33 (0,03−0,08)C0室温1500オー
ムCoat、におけるto 1.20 V
124.2to O,90V
152.3イ、ピーダ、ユ(オー、
) 14.3 (6,4−21,6)OCV
(ボA、) ) 1.42 (1,
41−1,43)CCV (ポル))
1.41 (1,38−1,41)フラッシュ電流
0.12 (0,05−0,22)ロ
ット顧19 oットム加42.9 (3
4,6−55,9) 54.8 (38,9−
71,1)1.37 (1,36−1,38)
1.36 (1,36−1,37)1.36 (1,
35−1,39) 1.35 (1,34−1
,35)0.026 (0,02−0,03)
0.018 (0;01−0.03)121.5
117.2150.5
152.56.5 (5,0−8,7)
6.2 (5,1−7,S)1.39 (1,38
−1,40)1.38(1,37−1,38)1.39
(1,38−1,40) 1.37 (1,
36−1,37)0.21 (0,15−0,26)
0.21 (0,17−0,25)本発明は好
ましい実施態様について記載されたけれども、当業者に
容易に分るように本発明の精神および範囲から逸脱する
ことなく修正および変更が可能なことは云う鷹でもない
。そのような修正および変更は本発明および特許請求の
範−一入るものと考えられる。
ill Zn0B、初期電池特性 インピーダンス(オーム) 44.9 (16
,5−58,9)OCV (ボルト)
1.465 (1,43−1,51)CCV (
ポル)) 1.450 (1,43
−1,49)フラッシュ電流(アンペア) 0.0
33 (0,03−0,08)C0室温1500オー
ムCoat、におけるto 1.20 V
124.2to O,90V
152.3イ、ピーダ、ユ(オー、
) 14.3 (6,4−21,6)OCV
(ボA、) ) 1.42 (1,
41−1,43)CCV (ポル))
1.41 (1,38−1,41)フラッシュ電流
0.12 (0,05−0,22)ロ
ット顧19 oットム加42.9 (3
4,6−55,9) 54.8 (38,9−
71,1)1.37 (1,36−1,38)
1.36 (1,36−1,37)1.36 (1,
35−1,39) 1.35 (1,34−1
,35)0.026 (0,02−0,03)
0.018 (0;01−0.03)121.5
117.2150.5
152.56.5 (5,0−8,7)
6.2 (5,1−7,S)1.39 (1,38
−1,40)1.38(1,37−1,38)1.39
(1,38−1,40) 1.37 (1,
36−1,37)0.21 (0,15−0,26)
0.21 (0,17−0,25)本発明は好
ましい実施態様について記載されたけれども、当業者に
容易に分るように本発明の精神および範囲から逸脱する
ことなく修正および変更が可能なことは云う鷹でもない
。そのような修正および変更は本発明および特許請求の
範−一入るものと考えられる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、活性金属負極、水性アルカリ電解液、適当なセフレ
ータおよび望ましくない高電圧においてもまた望ましい
低電圧においても前記活性金属負極に対して正極有効寿
命にわたって放電し得る少なくとも1種の還元可能な酸
化性種を含有する正極を含む、安定で望ましい開路電圧
を有する電気化学電池において、水素化硼素アルカリ金
属、水素化硼素第四アンモニウム、複合水素化アルミニ
ウムおよびヒドラジンからなる群より選ばれる電解液可
溶性還元剤の有効量を電池内に存在させ電池閉鎖時点で
前記電解液に利用させ得ることを特徴とする、電気化学
電池。 2、前記電解液可溶性還元剤が電池閉鎖時に前記電解液
に存在する、特許請求の範囲第1項に記載の電気化学電
池。 3、前記電解液可溶性還元剤が電池閉鎖時に前記セフレ
ータ−と組合せられる、特許請求の範囲第1項に記載の
電気化学電池。 4、前記電解液可溶性還元剤が、電池閉鎖時に前記活性
金属負極と組合せられる、特許請求の範囲第3項に記載
の電気化学電池。 5、前記還元剤が、前記電解液中に、約0.1〜約lO
−の前記還元可能な酸化性種を還元するのに十分な量で
存在する、特許請求の範囲第1項に記載の電気化学電池
。 6、前記還元剤が水嵩化硼素アルカリ金属である、特許
請求の範囲第111に記載の電気化学電池。 7、前記活性金属負極が亜鉛である、特許請求の範l!
第1項に記載の電気化学電池。 8、亜鉛と組合せ九正11が、二価の酸化銀を特徴する
特許請求の範囲第7項に記載の電気化学電池。 9、電解液および亜鉛負極と共に電池に組立てられ友正
極が、本質的に純粋な二価の酸化銀である、特許請求の
範囲第8゛項に記載の電気化学電池。 10、電池閉鎖時に電解液が水素化硼素アルカリ金属を
特徴する特許請求の範囲第9項に記載の電気化学電池。 11、正極が、酸化第二水銀および前記束なくとも1種
の還元可能な酸化性種としてβ二酸化マンガンを特徴す
る特許請求の範囲第1項に記載の電気化学電池。 12、前記正極と組合せられた電解液が、電池閉鎖時に
水素化硼素アルカリ金属を特徴する特許請求の範囲第1
1項に記載の電気化学電池。 13、正極が、約5〜約98.5重量−のAgoを含有
するAgo−Ag2O混合物、約5〜約95重量−〇A
1□0を含有する過マンガン酸塩−Ag、O混合物およ
び約10〜約%重量−のMnO2を含有するMn02−
Ag 20混合物からなる群より選ばれる混合物質であ
る、特許請求の範囲第1項に記載の電気化学電池。 14、活性金属負極、水性アルカリ電解液、適当な負極
に対して正極有効寿命にわたって放電し得る少なくとも
1種の還元可能な酸化性種を含有する正極を有する電気
化学電池の電圧を安定化する方法であって、前記電池構
成部材を組立てかつ電池閉鎖時点で水素化硼素アルカリ
金属、水素化硼素第四アンモニウム、複合水素化アルミ
ニウムおよびヒrツジンからなる群から選ばれる電解液
可溶性還元剤の有効量を前記電池内に含有させ前記電解
液に利用させることを特徴とする、前記方法。 15、電池閉鎖時点で水素化硼素アルカリ金属が前記電
解液に含ませられる、特許請求の範囲第14項に記載の
方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US311537 | 1981-10-15 | ||
US06/311,537 US4397925A (en) | 1981-10-15 | 1981-10-15 | Alkaline battery with reducing agents in the electrolyte |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58131660A true JPS58131660A (ja) | 1983-08-05 |
Family
ID=23207350
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57181189A Pending JPS58131660A (ja) | 1981-10-15 | 1982-10-15 | アルカリ電池電解液における還元剤 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4397925A (ja) |
EP (1) | EP0077614A3 (ja) |
JP (1) | JPS58131660A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6180758A (ja) * | 1984-09-27 | 1986-04-24 | Toshiba Corp | アルカリ電池 |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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