JPS60146455A - 亜鉛アルカリ電池 - Google Patents
亜鉛アルカリ電池Info
- Publication number
- JPS60146455A JPS60146455A JP59000971A JP97184A JPS60146455A JP S60146455 A JPS60146455 A JP S60146455A JP 59000971 A JP59000971 A JP 59000971A JP 97184 A JP97184 A JP 97184A JP S60146455 A JPS60146455 A JP S60146455A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- zinc
- alloy
- alkaline battery
- active material
- 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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/42—Alloys based on zinc
-
- Y—GENERAL 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
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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】
産業上の利用分野
本発明は、低水銀を指向した亜鉛アルカリ電池用ｉ１’
ｒｉ鉛（ｆＪ ｉｉ対の改良に関する。
ｒｉ鉛（ｆＪ ｉｉ対の改良に関する。
従来例の構成とその問題点
従来、アルカリ電池、例えば正極に酸化へ二酸化マンガ
ン、酸化水銀などを用いるアルカリ電池の負極活物質に
は、氷化亜鉛粉末が用いられている。この亜鉛アルカリ
電池は、中性電解液を用いるルクランシェ電池に比較し
て電解液による亜鉛粉末の腐食溶解が激しく、それに伴
う水素ガス発生があり、所を胃、自己消耗が茗しくなる
基本的な問題があった。
ン、酸化水銀などを用いるアルカリ電池の負極活物質に
は、氷化亜鉛粉末が用いられている。この亜鉛アルカリ
電池は、中性電解液を用いるルクランシェ電池に比較し
て電解液による亜鉛粉末の腐食溶解が激しく、それに伴
う水素ガス発生があり、所を胃、自己消耗が茗しくなる
基本的な問題があった。
これを防ぐ対策として）：ｌ、１１１ｉ、ｔＡ粉末の水
素過電圧を高く維持させる必安かあり、一般的に仁１、
水銀（Ｈｑ）による氷化処理が行わわている。
素過電圧を高く維持させる必安かあり、一般的に仁１、
水銀（Ｈｑ）による氷化処理が行わわている。
しかし、単に亜鉛粉末のｐ 「ｆｉｉ ４、Ｈｑで被覆
しても長期に亘る保存を続けた場合、亜鉛粉末の表向の
Ｈｑ は、亜鉛の結晶粒冗へ拡１１＋浸透して粒子・内
部へ移動する。このだめ゛′−ノＪ′ｆ′Ｙ′／ｒ−表
面にあっ／ｊ ＨＱ濃度は次第に低下し、表面の水素）
１．’、！電圧が下かり、水素ガス発生を伴って自己消
才１が、１（、む。
しても長期に亘る保存を続けた場合、亜鉛粉末の表向の
Ｈｑ は、亜鉛の結晶粒冗へ拡１１＋浸透して粒子・内
部へ移動する。このだめ゛′−ノＪ′ｆ′Ｙ′／ｒ−表
面にあっ／ｊ ＨＱ濃度は次第に低下し、表面の水素）
１．’、！電圧が下かり、水素ガス発生を伴って自己消
才１が、１（、む。
特にこの現象は、高温保存をＵＭけた場合に促１１（さ
れやすい。この現象を抑制−Ｊ−るため、従来は、Ｈｑ
を予め多く亜鉛粉末の表向に被覆し保持させていた。
れやすい。この現象を抑制−Ｊ−るため、従来は、Ｈｑ
を予め多く亜鉛粉末の表向に被覆し保持させていた。
これは、同じ重量当りでの比Φｔをすれば亜鉛自体の活
物質量の減少につながり、実放電容量が減少する欠点と
なった。従って、亜鉛粉末に加えられるＨｑ量は可能な
限り制限することが望まし囚これは、実放電容量を大き
くすること以外に、放電済の電池を廃棄する場合、負極
中のＨｑ によって、環境を汚染し会考叱公害問題を引
き起こす危険性が予想されるからである。このだめ、亜
鉛粉末の水化率を低減化する提案は従来から数多くなさ
Ｊｌている。
物質量の減少につながり、実放電容量が減少する欠点と
なった。従って、亜鉛粉末に加えられるＨｑ量は可能な
限り制限することが望まし囚これは、実放電容量を大き
くすること以外に、放電済の電池を廃棄する場合、負極
中のＨｑ によって、環境を汚染し会考叱公害問題を引
き起こす危険性が予想されるからである。このだめ、亜
鉛粉末の水化率を低減化する提案は従来から数多くなさ
Ｊｌている。
例えは、特開昭４８−７７３３号で示されている如く、
Ｉｎ又はＩｎ化合物を予めＨＣｌに溶解さぜた伴・、こ
れを水で稀味犬し、この溶液により亜鉛粒子４・処理し
て、粒子表面より亜鉛をＩｎ合金化せし１１／］るなど
の製法が提案されている。
Ｉｎ又はＩｎ化合物を予めＨＣｌに溶解さぜた伴・、こ
れを水で稀味犬し、この溶液により亜鉛粒子４・処理し
て、粒子表面より亜鉛をＩｎ合金化せし１１／］るなど
の製法が提案されている。
又、特公昭３３−３２０４号で示されている如く、Ｉｎ
を０．００１−２％添加した電池用Ｚｎ−Ｉｎ合金も提
案されている。
を０．００１−２％添加した電池用Ｚｎ−Ｉｎ合金も提
案されている。
このようにＩｎをＺｎの表面に付着せしめるもの−や、
Ｚｎ−Ｉｎの合金としたものなどが既に知られている。
Ｚｎ−Ｉｎの合金としたものなどが既に知られている。
これらのＩｎ の添加効果は、アルカリ中での水素過電
圧を引き上げることを目的としたものである。しかしＩ
ｎ単独の添加による水素過電圧の引き−ヒげ効果は、Ｈ
ｑに比べて小さく亜鉛の結晶粒界へのＨ９の拡散移動を
十分抑制するものでけなかった。
圧を引き上げることを目的としたものである。しかしＩ
ｎ単独の添加による水素過電圧の引き−ヒげ効果は、Ｈ
ｑに比べて小さく亜鉛の結晶粒界へのＨ９の拡散移動を
十分抑制するものでけなかった。
発明の目的
本発明は、上記の従来例の欠点を解決し、高容量で低公
害性の亜鉛アルカリ電池を提供することを目的とする。
害性の亜鉛アルカリ電池を提供することを目的とする。
発明の構成
本発明は、Ｚｎ を主成分としこれにＧａ とＡｑを添
加して合金化（Ｚｎ −Ｇａ −Ａｇ ） した粉末を
水化して用いるものであり、好１４１ Ｌ ＜ Ｃす氷
化を湿式法により、３０係δ度のＫＯＨ中で４ヤ月牛さ
せ力がらＨｇを滴下して氷化処理し、粉末表面をＨｑ
で被覆させた後、水洗・乾燥させたものである。
加して合金化（Ｚｎ −Ｇａ −Ａｇ ） した粉末を
水化して用いるものであり、好１４１ Ｌ ＜ Ｃす氷
化を湿式法により、３０係δ度のＫＯＨ中で４ヤ月牛さ
せ力がらＨｇを滴下して氷化処理し、粉末表面をＨｑ
で被覆させた後、水洗・乾燥させたものである。
実施例の説明
純１９９−９％のＺｎ インゴ、ノドをベースにシテ、
ＧａとＡｑ を各々０．２ｗｔ％ ｌＩｐ力１１１，７
’（Ｚｎ−Ｇａ−Ａｇの三元合金を作る。この１１．Ｉ
、の合金試作条件は、黒鉛ルツボを用いて、不活イイ１
雰囲気中で予めＺｎインゴットを約５００℃の電気炉中
で加熱溶解して溶湯を作り、との溶湯に添加元素である
Ｇａ、Ａｇを各々０．２ｗｔ％投入し、十分に１１月′
１ミして均−構成とした後、噴霧法により６０〜１５０
メツシユの三元合金粉末を作る。
ＧａとＡｑ を各々０．２ｗｔ％ ｌＩｐ力１１１，７
’（Ｚｎ−Ｇａ−Ａｇの三元合金を作る。この１１．Ｉ
、の合金試作条件は、黒鉛ルツボを用いて、不活イイ１
雰囲気中で予めＺｎインゴットを約５００℃の電気炉中
で加熱溶解して溶湯を作り、との溶湯に添加元素である
Ｇａ、Ａｇを各々０．２ｗｔ％投入し、十分に１１月′
１ミして均−構成とした後、噴霧法により６０〜１５０
メツシユの三元合金粉末を作る。
この場合、必要ならばＺｎの溶湯の中にＧａ 、Ａｇ
。
。
と同時にＨｑ を混合せしめた、Ｚｎ−Ｇａ−Ａｇ−Ｈ
ｇ ）四元合金を作り、これを噴霧法によって粉末にす
ることも可能である。
ｇ ）四元合金を作り、これを噴霧法によって粉末にす
ることも可能である。
この様にして作ったＺｎ合金粉末を用いて、まずガス発
生量を測定し評価する方法と、ボタン型電池に適用して
その効果を確認した。
生量を測定し評価する方法と、ボタン型電池に適用して
その効果を確認した。
寸ず、ガス発生量の測定は、Ｚｎ粉末ｉｏｙを、ＺｎＯ
を溶解した４０係濃度のＫＯＨ電解液１０ｍ１に入れ、
４５℃で３ケ月間放置して発生した全ガス量を調べた。
を溶解した４０係濃度のＫＯＨ電解液１０ｍ１に入れ、
４５℃で３ケ月間放置して発生した全ガス量を調べた。
一方、電池評価は、ボタン型の酸化銀電池ＪＩＳ公称、
５Ｒ４４型を試作し、２０℃で６０００連続放電時の放
電持続時間を調べた。
５Ｒ４４型を試作し、２０℃で６０００連続放電時の放
電持続時間を調べた。
本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
図中、１ ｋｌ、正極端子を兼ねる正極缶、２は酸化銀
とＭｎＯ２と黒鉛とを混合成型した正極合剤、３は正極
と密接した微孔性合成樹脂フィルムよりなるセパレータ
、４は合成繊訂１の不織イｌ’ｉ Ｊ：りなる電解液保
持材、６は氷化亜鉛粉末と合成糊剤とアルカリ電解液と
を混合したゲル状ｆ’、ｌ（敬体である。
とＭｎＯ２と黒鉛とを混合成型した正極合剤、３は正極
と密接した微孔性合成樹脂フィルムよりなるセパレータ
、４は合成繊訂１の不織イｌ’ｉ Ｊ：りなる電解液保
持材、６は氷化亜鉛粉末と合成糊剤とアルカリ電解液と
を混合したゲル状ｆ’、ｌ（敬体である。
６は負椿缶で、弁棒ｃＡ（子’ｒ ｕｌｃねている。７
は合成樹脂からなる絶縁バッキングで、１Ｆ極缶の口端
部を内方へ折曲して電池全体を締ｆ＝Ｉると共に密封口
したものである。
は合成樹脂からなる絶縁バッキングで、１Ｆ極缶の口端
部を内方へ折曲して電池全体を締ｆ＝Ｉると共に密封口
したものである。
発明の効果
本発明の効果について７＋γ来例とＩｔ、較して次表に
まとめて示す。
まとめて示す。
以 下 余 白
ガス発生量及び放電時間
以上の様に本発明によるｒＡＪの亜鉛合金粉末を１係汞
化処理したものは、従来から適用されている氷化率１０
チの亜鉛粉「Ｃ」と同等の特性が得られた。氷化率１％
のＺｎ−Ｈｇ系のｒＤＪでは、粉末表面のＨｑ＠が少な
く、保存中にＨｑが亜鉛の結晶粒界に拡散浸透して行く
ために、粒子表面のＨｇ量が減少し水素過電圧が低下し
てガス発生が促コ１（される。
化処理したものは、従来から適用されている氷化率１０
チの亜鉛粉「Ｃ」と同等の特性が得られた。氷化率１％
のＺｎ−Ｈｇ系のｒＤＪでは、粉末表面のＨｑ＠が少な
く、保存中にＨｑが亜鉛の結晶粒界に拡散浸透して行く
ために、粒子表面のＨｇ量が減少し水素過電圧が低下し
てガス発生が促コ１（される。
又、Ｚｎ−ｌｎ−Ｈｇ系のＩＢ−１で１ｌ−ｆ： Ｈｑ
に１：１係であるが、Ｉｎを添加しているた＋１ｒ’）
に、Ｚｎ結晶粒界へのＨｑ の拡散移動が抑制さＪｌ、
曲鉛粉末表面のＨｑは高温保存後でも比軸的均一・に残
−１でおり、その効果がある程度表われている。Ｉｎ
中独の添加ではＨｑの拡散移動を完全に抑えることがで
きず、自己消耗が進むことがわかる。
に１：１係であるが、Ｉｎを添加しているた＋１ｒ’）
に、Ｚｎ結晶粒界へのＨｑ の拡散移動が抑制さＪｌ、
曲鉛粉末表面のＨｑは高温保存後でも比軸的均一・に残
−１でおり、その効果がある程度表われている。Ｉｎ
中独の添加ではＨｑの拡散移動を完全に抑えることがで
きず、自己消耗が進むことがわかる。
本発明のｒＡＪば、有効添加元素としてＧａ、Ａｇの三
者を同時に添加し合金化せしめることにより、氷化処理
後のＨｑを如何に＋１１１鉛粉末の表面に安定保持させ
る効果がすぐわていることがわかる。
者を同時に添加し合金化せしめることにより、氷化処理
後のＨｑを如何に＋１１１鉛粉末の表面に安定保持させ
る効果がすぐわていることがわかる。
この合金はアルカリ電解液に安定であり、Ｈｑを最小限
に抑えることを可能３．らしめたもので、従来の汞化亜
鉛の約属のＨｇ ＋、４に低減でき、しかも高容量の亜
鉛アルカリ電池をｌ；ｊ＋供することが可能である。
に抑えることを可能３．らしめたもので、従来の汞化亜
鉛の約属のＨｇ ＋、４に低減でき、しかも高容量の亜
鉛アルカリ電池をｌ；ｊ＋供することが可能である。
なお、実施例では、ボタン型酸化４１（電池を例に説明
したが、亜鉛を負極活物質とＪ−るアルカリ−次電池へ
広く適用されるものである。
したが、亜鉛を負極活物質とＪ−るアルカリ−次電池へ
広く適用されるものである。
又、本発明の有効添加元素としてＧａ、Ａｇ を各々、
０．２係添加した場合について説明したが、これより多
くても電池特性には余り有効でなかった。
０．２係添加した場合について説明したが、これより多
くても電池特性には余り有効でなかった。
図Ｃ１ボタン型酸化鋼電池の半断面図である。
１・・・・・・市極缶、２・・・−・・正極合剤、３・
・−・・・セパレータ、４・・・・電解液保持材、５・
・・・・・ゲル亜鉛負微６・・負極☆１１１；子、７・
・・・ガスケット、８・・・・正極集電リング。 代岬人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名？
ｌ
・−・・・セパレータ、４・・・・電解液保持材、５・
・・・・・ゲル亜鉛負微６・・負極☆１１１；子、７・
・・・ガスケット、８・・・・正極集電リング。 代岬人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名？
ｌ
Claims (2)
- （１） −１１１ｉ鉛を主成分とし有効添加元素として
Ｇａ とＡｑ とを添加した合金を氷化して負極活物質
に用いたことを特徴とする亜鉛アルカリ電池。 - （２） 合金粉末を湿式法によりＨｑ で氷化処理した
特許請求の範囲第１項記載の亜鉛アルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59000971A JPS60146455A (ja) | 1984-01-06 | 1984-01-06 | 亜鉛アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59000971A JPS60146455A (ja) | 1984-01-06 | 1984-01-06 | 亜鉛アルカリ電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60146455A true JPS60146455A (ja) | 1985-08-02 |
Family
ID=11488507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59000971A Pending JPS60146455A (ja) | 1984-01-06 | 1984-01-06 | 亜鉛アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60146455A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6284410B1 (en) | 1997-08-01 | 2001-09-04 | Duracell Inc. | Zinc electrode particle form |
| CN111676390A (zh) * | 2020-08-03 | 2020-09-18 | 北京科技大学 | 一种Zn-Ga系合金及其制备方法与应用 |
-
1984
- 1984-01-06 JP JP59000971A patent/JPS60146455A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6284410B1 (en) | 1997-08-01 | 2001-09-04 | Duracell Inc. | Zinc electrode particle form |
| CN111676390A (zh) * | 2020-08-03 | 2020-09-18 | 北京科技大学 | 一种Zn-Ga系合金及其制备方法与应用 |
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