JPS5842740A - 電極用亜鉛合金 - Google Patents
電極用亜鉛合金Info
- Publication number
- JPS5842740A JPS5842740A JP13968281A JP13968281A JPS5842740A JP S5842740 A JPS5842740 A JP S5842740A JP 13968281 A JP13968281 A JP 13968281A JP 13968281 A JP13968281 A JP 13968281A JP S5842740 A JPS5842740 A JP S5842740A
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- JP
- Japan
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- zinc
- alloy
- electrode
- bismuth
- mercury
- Prior art date
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- Granted
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-
- Y02E60/12—
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- 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】
本発明はビスマスを添加した電極用亜鉛合金に関する。
亜鉛は卑金属であシながら、比較的に水素過電圧が高く
、耐食性に富むなどの性質があシ、また安価でもあるこ
とから、電池、めっきあるい°は陰極防食等電極用途に
広く利用されてきている。
、耐食性に富むなどの性質があシ、また安価でもあるこ
とから、電池、めっきあるい°は陰極防食等電極用途に
広く利用されてきている。
しかしながら、たとえば乾電池用電極（負極）として用
いられる場合局部腐食や水素ガス発生による容器の変形
や漏液がないことなどが必要条件とされるが、こうした
用途には一般の亜鉛のみでは不純物の存在による影響も
あって通常必らずしも満足され得ないのである。
いられる場合局部腐食や水素ガス発生による容器の変形
や漏液がないことなどが必要条件とされるが、こうした
用途には一般の亜鉛のみでは不純物の存在による影響も
あって通常必らずしも満足され得ないのである。
これまで、このような電極用亜鉛の性質を改善するため
、代表的な処置としては亜鉛のアマルガム化すなわち、
マンガン乾電池用亜鉛缶の内壁（電解液と接する）のア
マルガム化やアルカリマンガレ乾電池用亜鉛粉末（電解
液と混合される）のアマルガム化が行なわれており、こ
れにより効果的に亜鉛電極の水素過電圧が高められ、乾
電池貯蔵時の防食性が高まると共に水素ガスの発生が抑
制されている。 こうした水銀の利用は乾電池の性能の
向上に貢献しているが、近年公害防止の面からその代替
材料あるいは別処理が望まれるように−なってきている
のも事実である０ この対策として鉛、カドミウムある
いはインジウムなどを亜鉛に添加することも考えられて
いるが、何れも局部腐食あるいはガス発生障害を克服す
るのに充分でなく、いまだに水銀、の使用が避けられな
い状況にある。
、代表的な処置としては亜鉛のアマルガム化すなわち、
マンガン乾電池用亜鉛缶の内壁（電解液と接する）のア
マルガム化やアルカリマンガレ乾電池用亜鉛粉末（電解
液と混合される）のアマルガム化が行なわれており、こ
れにより効果的に亜鉛電極の水素過電圧が高められ、乾
電池貯蔵時の防食性が高まると共に水素ガスの発生が抑
制されている。 こうした水銀の利用は乾電池の性能の
向上に貢献しているが、近年公害防止の面からその代替
材料あるいは別処理が望まれるように−なってきている
のも事実である０ この対策として鉛、カドミウムある
いはインジウムなどを亜鉛に添加することも考えられて
いるが、何れも局部腐食あるいはガス発生障害を克服す
るのに充分でなく、いまだに水銀、の使用が避けられな
い状況にある。
本発明はこのような観点からなされたもので、２．０チ
以下のビスマスを含むことを特徴とする亜鉛合金であっ
て、水銀を含まず水素過電圧が高く、ガス発生量が少な
く、防食性に富み、かつ比較的安価な合金であって、上
記のような乾電池用としても好適な電極用亜鉛合金であ
る。
以下のビスマスを含むことを特徴とする亜鉛合金であっ
て、水銀を含まず水素過電圧が高く、ガス発生量が少な
く、防食性に富み、かつ比較的安価な合金であって、上
記のような乾電池用としても好適な電極用亜鉛合金であ
る。
亜鉛に０．０００１〜２．０％のインジウムを添加する
ことにより乾電池の電解液中における亜鉛の耐食性を高
める試みは、特公昭３３−３２０４号公報によって知ら
れているが、本発明者らが、乾電池放電時の水素ガス発
生に直接関係する水素過電圧を調査した結果では、９９
．９９％純分の電気亜鉛に対するインジウム添加の効果
は、わずかに０．０１−０．０３％インジウムの範囲で
比較的に良好であったにすぎず、該範囲内としても効果
は顕著なものではなかったし、該範囲外ではかえって添
加による効果はマイナスであった。 このように効果が
不定であることの理由は明らかではないが他の不純物の
影響が考えられる。
ことにより乾電池の電解液中における亜鉛の耐食性を高
める試みは、特公昭３３−３２０４号公報によって知ら
れているが、本発明者らが、乾電池放電時の水素ガス発
生に直接関係する水素過電圧を調査した結果では、９９
．９９％純分の電気亜鉛に対するインジウム添加の効果
は、わずかに０．０１−０．０３％インジウムの範囲で
比較的に良好であったにすぎず、該範囲内としても効果
は顕著なものではなかったし、該範囲外ではかえって添
加による効果はマイナスであった。 このように効果が
不定であることの理由は明らかではないが他の不純物の
影響が考えられる。
一方発明者らは、電気亜鉛をペースとして、その水素過
電圧を高め、亜鉛アマルガム材に代替し得るものとして
ガリウムを０．５％以上好ましくは１チ以上を含む亜鉛
合金を見出している。 ただしこのガリウムは稀少元素
であシ、高価であることから、さらにこのガリウムに代
シ得るもの、あるいはこのガリウムとの併用でガリウム
量を減じ得るものを求めたものである。
電圧を高め、亜鉛アマルガム材に代替し得るものとして
ガリウムを０．５％以上好ましくは１チ以上を含む亜鉛
合金を見出している。 ただしこのガリウムは稀少元素
であシ、高価であることから、さらにこのガリウムに代
シ得るもの、あるいはこのガリウムとの併用でガリウム
量を減じ得るものを求めたものである。
しかして、亜鉛に少量のビスマスを添加することにより
著しく水素過電圧を高め、かつ電解液との接触時のガス
発生量をもまた著しく低減せしめる合金が得られること
を見出したものである。
著しく水素過電圧を高め、かつ電解液との接触時のガス
発生量をもまた著しく低減せしめる合金が得られること
を見出したものである。
すなわち本発明は、２．０ ％以下のビスマスを含む亜
鉛合金であって、水素過電圧が高くかつガス発生量の少
ない電極用亜鉛合金である。
鉛合金であって、水素過電圧が高くかつガス発生量の少
ない電極用亜鉛合金である。
図は陰極（水素）過電圧曲線図であって、電気亜鉛およ
び水銀塗布亜鉛と比較しての本発明のビスマス−亜鉛合
金の効果をみたものである。 縦軸は電流密度を、横軸
は電位を示している。 測定は照合電極として硫酸水銀
電極、電解液として０、ＩＮ硫酸水溶液゛を用ａ、液温
３７℃、電位移動速度５ｍ■て−１，４■から−１，８
ｖまでの電位範囲で行なったものである。
び水銀塗布亜鉛と比較しての本発明のビスマス−亜鉛合
金の効果をみたものである。 縦軸は電流密度を、横軸
は電位を示している。 測定は照合電極として硫酸水銀
電極、電解液として０、ＩＮ硫酸水溶液゛を用ａ、液温
３７℃、電位移動速度５ｍ■て−１，４■から−１，８
ｖまでの電位範囲で行なったものである。
曲線１は９９．９９チ純分の電気亜鉛、曲線２は電気亜
鉛に水銀を通常の亜鉛缶アマルガム層濃度に相当する、
ｏ、２ｔｎｇ／ｃｌ亜鉛になるように塗布した水銀塗布
亜鉛、曲線３．４．５．６および７はそれぞれヒスマス
を１．０％、０．５％、０．１％、 ０．０５％および
０．０１ ％含む亜鉛による電位−電流密度曲線換言す
れば水素過電圧曲線である。
鉛に水銀を通常の亜鉛缶アマルガム層濃度に相当する、
ｏ、２ｔｎｇ／ｃｌ亜鉛になるように塗布した水銀塗布
亜鉛、曲線３．４．５．６および７はそれぞれヒスマス
を１．０％、０．５％、０．１％、 ０．０５％および
０．０１ ％含む亜鉛による電位−電流密度曲線換言す
れば水素過電圧曲線である。
電流密度が増すに従りて、険極部の平衡電位は岸側に移
動する。 図では曲線が横軸に接近している材料はど僅
かな電流密度の増加でも陰極（水素）過電圧は著しく増
加する、すなわち、水素過電圧の大きい材料となる。
図から、ビスマスを添加した電気亜鉛の水素過電圧はペ
ースとしての電気亜鉛のそれを凌ぐものであることがわ
かる。
動する。 図では曲線が横軸に接近している材料はど僅
かな電流密度の増加でも陰極（水素）過電圧は著しく増
加する、すなわち、水素過電圧の大きい材料となる。
図から、ビスマスを添加した電気亜鉛の水素過電圧はペ
ースとしての電気亜鉛のそれを凌ぐものであることがわ
かる。
一定電位（たとえば−１，６５Ｖ）でビスマス添加量の
影響をみれば、０．０１〜０．０５％という極く僅かの
ビスマス添加で亜鉛の電流密度は急激に下降し、水銀塗
布亜鉛に匹敵する数値を示し、約０．１％にビスマス量
を増すとや＼上昇し電気亜鉛の挙動に近づき、さらにビ
スマス量が増してくると電流密度がまた低下し、水銀塗
布亜鉛の挙動に類似してくる。
影響をみれば、０．０１〜０．０５％という極く僅かの
ビスマス添加で亜鉛の電流密度は急激に下降し、水銀塗
布亜鉛に匹敵する数値を示し、約０．１％にビスマス量
を増すとや＼上昇し電気亜鉛の挙動に近づき、さらにビ
スマス量が増してくると電流密度がまた低下し、水銀塗
布亜鉛の挙動に類似してくる。
かかる現象効果を斉らす理由は亜鉛に対するビスマスの
固溶性と関係がある模様であるが明らかではない。
固溶性と関係がある模様であるが明らかではない。
このように少量のビスマス添加で水素過電圧は下り、か
つ圧延加工性を有する材料となる。
つ圧延加工性を有する材料となる。
たｙし、ビスマス量が約２％を超えるとビスマスの偏析
が着しくなシ通常の砂型徐冷では１ｏチビスマスで完全
に二相凝固体となる。 従って、本発明では２％ビスマ
ス以下とする。
が着しくなシ通常の砂型徐冷では１ｏチビスマスで完全
に二相凝固体となる。 従って、本発明では２％ビスマ
ス以下とする。
このように、水素過電圧を高めることで耐食性が向上し
、また不純物混在の悪影響を抑制し、局部腐食やそれに
基づくガス発生をも制御する効果を与えることが知られ
ておシ、他の防食、還元電解等亜鉛の電極的用途にも利
用し得ることは明らかである。
、また不純物混在の悪影響を抑制し、局部腐食やそれに
基づくガス発生をも制御する効果を与えることが知られ
ておシ、他の防食、還元電解等亜鉛の電極的用途にも利
用し得ることは明らかである。
またビスマスはガリウムあるいはインジウム等に比し比
較的安価な金属であシ、少量のビスマスのＺｎに対する
固溶範囲内の合金は圧延加工性もあり、乾電池用亜鉛缶
用としても好適である。
較的安価な金属であシ、少量のビスマスのＺｎに対する
固溶範囲内の合金は圧延加工性もあり、乾電池用亜鉛缶
用としても好適である。
図は陰極（水１ｇ）過電圧曲線図で、図中の曲線は、そ
れぞれ次の材料を示す。 １・・・・・・電気亜鉛 ２・・・・・・水銀塗布亜鉛 ３・・・・・・１．０チ ビスマス−亜鉛４・・・・
・・０．５％ ｊ −１５・・・・・・０．１チ
１−１ ６・・・・・・０．０５チ ｌ−ｌ ７・・・・・・０．０１チ ｌ−ｐ
れぞれ次の材料を示す。 １・・・・・・電気亜鉛 ２・・・・・・水銀塗布亜鉛 ３・・・・・・１．０チ ビスマス−亜鉛４・・・・
・・０．５％ ｊ −１５・・・・・・０．１チ
１−１ ６・・・・・・０．０５チ ｌ−ｌ ７・・・・・・０．０１チ ｌ−ｐ
Claims (1)
- ２．０チ以下のビスマスを含むことを特徴とする電極用
亜鉛合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13968281A JPS5842740A (ja) | 1981-09-07 | 1981-09-07 | 電極用亜鉛合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13968281A JPS5842740A (ja) | 1981-09-07 | 1981-09-07 | 電極用亜鉛合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5842740A true JPS5842740A (ja) | 1983-03-12 |
| JPS633942B2 JPS633942B2 (ja) | 1988-01-26 |
Family
ID=15250968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13968281A Granted JPS5842740A (ja) | 1981-09-07 | 1981-09-07 | 電極用亜鉛合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5842740A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6179197A (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-22 | 株式会社東芝 | 溶液中金属イオンの分離方法 |
| US5032790A (en) * | 1987-06-01 | 1991-07-16 | Kelsey-Hayes Company | Passive magnetic speed sensor |
| CN109022844A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-12-18 | 济南大学 | 锌-铜合金中ε相的变质剂及变质方法 |
| WO2020162591A1 (ja) * | 2019-02-08 | 2020-08-13 | マクセルホールディングス株式会社 | 水系電解液電池用負極およびシート状電池 |
-
1981
- 1981-09-07 JP JP13968281A patent/JPS5842740A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6179197A (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-22 | 株式会社東芝 | 溶液中金属イオンの分離方法 |
| US5032790A (en) * | 1987-06-01 | 1991-07-16 | Kelsey-Hayes Company | Passive magnetic speed sensor |
| CN109022844A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-12-18 | 济南大学 | 锌-铜合金中ε相的变质剂及变质方法 |
| WO2020162591A1 (ja) * | 2019-02-08 | 2020-08-13 | マクセルホールディングス株式会社 | 水系電解液電池用負極およびシート状電池 |
| CN113474925A (zh) * | 2019-02-08 | 2021-10-01 | 麦克赛尔控股株式会社 | 水系电解液电池用负极和片状电池 |
| JPWO2020162591A1 (ja) * | 2019-02-08 | 2021-10-07 | マクセルホールディングス株式会社 | 水系電解液電池用負極およびシート状電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS633942B2 (ja) | 1988-01-26 |
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