JPS59121780A - 電池 - Google Patents

電池

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JPS59121780A
JPS59121780A JP57212117A JP21211782A JPS59121780A JP S59121780 A JPS59121780 A JP S59121780A JP 57212117 A JP57212117 A JP 57212117A JP 21211782 A JP21211782 A JP 21211782A JP S59121780 A JPS59121780 A JP S59121780A
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zinc
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electrolyte
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和正 吉田
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長嶺 秋夫
Akira Hayashi
彰 林
Kojiro Miyasaka
宮坂 幸次郎
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FDK Twicell Co Ltd
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Toshiba Battery Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/42Alloys based on zinc
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
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  • Primary Cells (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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は亜鉛負極を用いた電池に関する。
周知のように亜鉛は反応性に富む反面水素過電圧が低い
ため電池の負極として用いると電解液き反応し自己溶解
し易い。このため水銀を添加し水素過′α圧を上げ自己
溶解を防止することが一般に行なわれており1例えば亜
鉛粒を負極に用いたアルカリ電池では水銀量6係〜10
%(取醗%)としている。つまりこのような粒状拒鉛に
6%〜10%の水銀を添加すると水銀の充分な濃度のた
め負極の水素過電圧が高まり自己溶解をほとんど防止で
きる。
ところが、負極として放電反応に直接関係のない水銀を
6〜10チも1吏用rることは負極の重量効率が6〜1
0鈍悪化するこさになり、さらに多喰の水銀の使用につ
いては環境汚染の面からも好ましくなかった。
そこで、従来水銀の代替用として種々のものが考えられ
たが、その中で最も効果的なものとして亜鉛にガリウム
やインジウムを添加する方法がある。
しかして、このようなガリウムやインジウムを数多添加
して亜鉛の自己溶解を防ぐ方法では水銀を全く添加しな
い場合に比べ自己溶解防止効果が認められ、しかもイン
ジウムさガリウムの量が増すほどその効果も大になる結
果が得られるが、負極の放電反応性を評価するとガリウ
ムやインジウムの量が増加すればするほど放電反応性が
悪くなり、特に高負荷放電を行なう場合はその傾向が著
しく、高負荷反応で不働態化現象を引き起し易くなる欠
点があった。
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、インジウ
ム、ガリウム、タリウムおよび鉛のうち1種以上を含む
亜鉛を主体とし水銀をわずかに添加する(!:(!:も
に形状を所定範囲(こ設定した亜鉛粒を負極に用いるこ
とにより亜鉛の自己溶解を防止できるとともに放電反応
性を大巾に改善することもできる電池を提供することを
目的とする。
以下、この発明の一実施例を図面lこ従い説明する。
第1図はこの発明をLR6形アルカリ電池に適用した例
を示している。図において、1は金属容器で、この容器
1中に二酸化マンガンと黒鉛とを配合した筒状の正極合
剤2を加圧充填している。また、この正極合剤2の中空
部(こ耐アルカリ性にすぐれたポリプロピレン細繊維の
不繊布からなるセパレータ3を介して亜鉛を主体とした
負極4を充填している。そして、金属容器1の開口端に
絶縁ガスケット5を介して上記負極4より導出した集電
棒6を溶接した負極端子7を設け、また金属容器1の周
囲を絶縁チー−ブ8を介して金属外装缶9(ごて被護し
、この外装缶9の上方開口を内方に折曲して負極端子7
周縁を押圧するさともに下方開口を内方(こ折曲し正甑
端子板10を介して金属容器1の底面を押圧することで
密吋口し′電池を完成している。
この場合負極4はガリウム0.5%インジウム0.5%
、タリウム0.1%、鉛0.7%をよむ亜鉛を主体とし
且つ水銀を爪針100分率で1.0多添加しアマルガム
化した亜鉛粒を苛性カリウムの水溶液を増粘させた電解
液とともに充填するようにしている。ここで。
電解液に用いられる苛性カリウム水浴液の濃度はKOH
として30%とし、また増貼剤にはカルボキシメチルセ
ルローズのナトリウムを用いている。このとぎ、亜鉛粒
を取り除いた電解液の粘度は70000PSで且つ電解
液中の亜鉛濃度は5%、 CO,凌は0.8チである。
一方、亜鉛粒は無策意に平面上に分散させたものを顕微
鏡写真にとって粒径を計測した場合第2図に示すように
最も長い個所の寸法を長軸寸法aとし、この長軸に対し
直交方向の最長個所の寸法を短軸寸法すとして表わすと
、長軸が0.3mm以下、短軸が0.05mm以上のも
のが粒全体重址の80%以上となるような粒形分布のも
のを用いている。
しかして、このように構成したLRG形アルカリ電池と
従来の同形電池について45℃で1チ月貯蔵後のガス発
生瞼、20℃、10Ω連続放電特性および−2(F 1
0Ω連続放屯特性を調べたところ第1表の結果が得られ
た。
この場合従来品Aはアマルガム水銀濃度8チとするとと
もに亜鉛粒の長袖0.3mm以下、短軸0.05m以上
のものを40重量%とした負極を用い。
従来品Bはアマルガム水銀を使用せず、亜鉛粒を従来品
Aと同じをこした負極を用い、従来品Cはガリウム0.
5’l)、インジウム0.5%、タリウム0.1%、鉛
1.0%を含む亜鉛を主体とするとともに水銀を使用し
ない負極を用いている。
第  1  表 第1表の結果明らかなようにこの発明品は従来品〔A〕
より負極重量あたりの亜鉛濃度が太くなるため放電特性
が優れ、従来品CB’lに対してはガス発生量および一
20℃での放電特性に潰れ、従来品〔C〕(こ対しては
20℃および一20℃での放電特性(こ優れていること
が判った。すなわち、カリウム、インジウム、タリウム
、鉛を混合する吉これらの葉が増加するほどガス発生量
は減少するものの反応特性が低下し、さらに水銀を全く
使用しないと不働蛾化皮膜を生成し易く、特(こ低温に
なるほどその影響が著しいが、水銀をわずかに添加する
ことにより反応性lこついても大巾に改善できるこ吉が
判明した。
次に、この発明の効果を確認するための各種実験につい
てデータを示しながら説明する。
第2表は純亜鉛を用いた負極、純11j鉛に水銀を6〜
10%添加した負極およびガリウム、インジウム、鉛を
含む亜鉛粒に水銀を異なる濃度で添加したゲル状の負極
を夫々用いたLR6形アルカリ′心池1こついて20℃
、6ケ月貯蔵後における発生ガス量Eこついて水中捕集
法によって測定した結果である。
この場合各測定結果はn=10の平均値を示している。
以下余白 第2表 亜鉛粒→みを負極上したものは純唾鉛粒のみを用いたも
のlと比ベガス発生防止効果がδ2められるものの実用
性lことぼしいが、これに水銀を添加することによりガ
ス発生防止効果が向上し水銀濃度を増すとガス発生針も
大d]に低下し0.05%以上の添加にて実用性ある負
極とし得ることが判明した。
次(こ、第3図はガリウム、インジウム、鉛を夫々1慢
未満含んだ亜鉛粒Iこ異なる4度の水銀を添加したゲル
状の負極を夫々用いたLR,6形アルカリ電池について
20℃、15Ωの連続放電を行なったときの特性を示し
たものである。この場合続軸に作動電圧V、横軸に負極
龍鉛の電冴当りの放電利用率チ(純椎鉛の重量当りの理
論利用率を100%)を示している。
この結果、アマルガム一度が0.05%以上になると負
極亜鉛の利用率が大巾に増加するこ七が判った。一方上
限は水銀濃度が3%までで十分その効果を達することも
判った。つまり、これら合金拒鉛粒をアマルガムしたも
のではそのアマルガム叶が0.05優〜3%の#斥力i
綬適であり、これは0.05%未満ではガス発生が急増
すると同時tこ放電反応lこおいて亜鉛の利用率が悪く
なり3チ以上では1首に重量当りの利用率が低下するか
らである。
次に第3表はガリウム、インジウム、タリウム。
鉛の各元素の組合せを種々4定し、これらを含む亜鉛粒
に水銀0.05チ〜3チ添加した負極を用いたL11’
(11アルカリ′覗池について一20℃10Ω連続放電
特性および45℃1ケ月貯蔵後のガス発生ラルを調べた
ものである。
この場合、添加元素はO,f’)5%〜2%以内として
いる。
またO印は使用有、×は団用無を示している。
+1ド余白 第3表 この結果ガリウム、インジウム、タリウム、鉛のうち1
種以上を含んだ亜鉛粒を用いることにより同等の効果が
得られることが判った。
次に、第4表はガリウム、インジウム、タリウム、鉛を
1種以上含んだ亜鉛粒構成と電池特性の関係をT、R,
6形アルカリ′1池について調べたものである。つまり
、全亜鉛粒のうち長軸が012mm以下で短軸が0.0
5mm以上の亜鉛粒が占める割合を100チ〜20チの
範囲で変化させたときの電池特性(短絡電流)について
調べたものである。この場合。
20℃での測定結果を示している。
第4表 この結果50チ以上の含有比率であるとき良好な特性が
得られることが判明した。これは電解質の増粘粘度との
兼ね合いもあるが電極反応を行なうに適する粒相反の接
触と反応面積の関係における分散が最もよいためと考え
られる。
次に第5表は電解質の粘度を耐アルカリ性のあるカルボ
キシル基を有する糊料例えばカルボキシメチルセルロー
スのナトリウム塩やポリアクリル酸ナトリウムなどカル
ボキシル基を有する糊料によって変化させた場合のかか
る電解質の粘度と電池放電容量から計算したガリウム、
インジウム。
タリウム、鉛を1種以上含んだ如鉛粒の利用率との関係
を調べたものである。この場合電解質の粘度は20℃の
B型粘度計における測定値を示し、また亜鉛の利用率は
L几6形は池を20℃、10Ω連続放電を行なった場合
の作動電圧0.9Vまでの放電容量の実測値と理論値(
亜鉛1 g=o、82 Ah )にてより求めたもので
ある。
第5表 この結果電解質の粘度がIQQcPsから20000C
PSの間で顕著な影響が認められた。これは100CP
S以下では亜鉛粒の分散が行なわれ(((1)ため電極
としての表面積効果が得られないからであり。
また25000CPS以上では亜鉛の放電溶解した場合
の溶解生成物の拡散が粘度により極度Eこ悪くなるため
さ考えられる。
次に、第6表は上述同様匪鉛を用いた場合の電解液中の
苛性カリウム(KOH)濃度と電池特性の関係を調べた
ものである。この場合電池特性は0℃。
5Ω連続放電特性(こついて示している。
第  6  表 この結果電解質中の苛性カリウム濃度30チから40チ
までの間の放電特性が良いことが判った。
これは低温での放電を考えると苛性カリ水溶液濃度30
%以下だと電気室導度が下がるため放電特性も下がり、
また45%以−ヒになると苛性カリのアクティビイティ
が下がり、これにより電導度も同じように下がるこ吉が
原因と考えられる。
次に第7表は上述同様唾鉛を用いた場合の電解液中の炭
酸塩(K2COs)濃度き電池特性の関係を調べたもの
である。この場合電池特性は0℃、10Ω連続放電特性
を示している。
第7表 この結果炭酸塩は1.5チ以下が好ましいことが判った
。これは炭酸塩の増加にともない不動態化皮膜の形成時
間が負相関することlこより理解できるもので、炭酸塩
の増加によるOH−イオンのアクティビイティの減少と
、イオン電導度の減少吉生成した反応生成物の拡散のバ
ランスにより1.5チ以下の炭酸塩の濃度が望ましいき
考えられる。
したがって、この発明によればインジウム、ヌリウム、
ガリウム、鉛のうち1種以上を含む亜鉛を主体とし、且
つ水銀を重量百分率で0.05〜3チの範囲で添加する
とともに形状として短軸0.05m/m以上、長軸Q、
3m/m以上のものが50重−1:1以上含む亜鉛粒を
負極に用いることにより亜鉛の自己溶解を防止しガス発
生叶を大巾(こ抑制できるとともに従来の水銀使用量に
比べ水銀量を低減しても良好な放電特性を得ることがで
きる。しかも、このような亜鉛粒とともlこ充填される
電解液きして亜鉛粒を除去した電解質の組成が苛性カリ
30〜45%、酸化亜鉛1.5〜7.5%CO21,5
%以下の範囲で、これにカルボキシル基を有する粘材を
用い粘度がB形粘度計による20℃測定値テ100CP
S 〜20000CPSの範囲にしたものを用いること
により亜鉛粒の利用率を高めることができるとともに一
層良好な放電特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す概略的構成図、第2
図は同実施例に用いられる唾鉛の形状を示す図、第3図
は同実施例を説明するための特性図である。 1・・・金属容器    2・・・正極合剤3・・・セ
パレータ   4・・・負極5・・・絶縁ガスケット 
 6・・・集電棒7・・・負極端子    8・・・絶
縁チューブ9・・・外装缶    10・・・正極端子
第1図 第2図 H−÷ 第3図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  インジウム、タリウム、ガリウム、鉛のうち
    1種以上を含む亜鉛を主体とし且つ水銀を重量百分率で
    0.05〜3チの範囲で添加するとともに形τ 状として短軸0.05m/m以上、長軸Q、3m/m以
    上のものが50重量%以上含む亜鉛粒を増粘剤にて増粘
    された電解液とともに充填された負極を具備したことを
    特徴とする電池。
  2. (2)上記電解液は上記拒鉛粒を除去した(解質の組成
    が苛性カリ30〜45チ、酸化亜鉛1.5〜7.5%C
    o、 1.5%以下の範囲でこれにカルボキシル基を有
    する糊料を用い粘度がB型粘度計による20℃測定値で
    100CPS〜20000CPSの範囲になるようにし
    たものであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の電池。
JP57212117A 1982-12-03 1982-12-03 電池 Granted JPS59121780A (ja)

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JPH0140472B2 JPH0140472B2 (ja) 1989-08-29

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6147066A (ja) * 1984-08-14 1986-03-07 Toppan Printing Co Ltd 薄型電池
JPS6149373A (ja) * 1984-08-15 1986-03-11 Dowa Mining Co Ltd アルカリ乾電池用負極活物質
JPH05135776A (ja) * 1991-11-13 1993-06-01 Hitachi Maxell Ltd 筒形アルカリ電池
US6284410B1 (en) 1997-08-01 2001-09-04 Duracell Inc. Zinc electrode particle form

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6147066A (ja) * 1984-08-14 1986-03-07 Toppan Printing Co Ltd 薄型電池
JPH0425669B2 (ja) * 1984-08-14 1992-05-01 Toppan Printing Co Ltd
JPS6149373A (ja) * 1984-08-15 1986-03-11 Dowa Mining Co Ltd アルカリ乾電池用負極活物質
JPH05135776A (ja) * 1991-11-13 1993-06-01 Hitachi Maxell Ltd 筒形アルカリ電池
US6284410B1 (en) 1997-08-01 2001-09-04 Duracell Inc. Zinc electrode particle form

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