JPS60165052A - 亜鉛アルカリ一次電池 - Google Patents
亜鉛アルカリ一次電池Info
- Publication number
- JPS60165052A JPS60165052A JP59020203A JP2020384A JPS60165052A JP S60165052 A JPS60165052 A JP S60165052A JP 59020203 A JP59020203 A JP 59020203A JP 2020384 A JP2020384 A JP 2020384A JP S60165052 A JPS60165052 A JP S60165052A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- negative electrode
- battery
- corrosion
- discharge performance
- Prior art date
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- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M5/00—Conversion of the form of the representation of individual digits
- H03M5/02—Conversion to or from representation by pulses
- H03M5/04—Conversion to or from representation by pulses the pulses having two levels
- H03M5/06—Code representation, e.g. transition, for a given bit cell depending only on the information in that bit cell
- H03M5/12—Biphase level code, e.g. split phase code, Manchester code; Biphase space or mark code, e.g. double frequency code
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
- H04L27/20—Modulator circuits; Transmitter circuits
- H04L27/2003—Modulator circuits; Transmitter circuits for continuous phase modulation
- H04L27/2021—Modulator circuits; Transmitter circuits for continuous phase modulation in which the phase change per symbol period is not constrained
- H04L27/2025—Modulator circuits; Transmitter circuits for continuous phase modulation in which the phase change per symbol period is not constrained in which the phase changes in a piecewise linear manner within each symbol period
-
- 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
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- Theoretical Computer Science (AREA)
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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】
産業上の利用分野
本発明は、負極活物質として亜鉛、電解液としてか性カ
リ、か性ソーダなどのアルカリ水溶液、正極活物質とし
て二酸化マンガン、酸化銀、酸化水銀、酸素等を用いる
亜鉛アルカリ−次電池の負極の改良に係るものである。
リ、か性ソーダなどのアルカリ水溶液、正極活物質とし
て二酸化マンガン、酸化銀、酸化水銀、酸素等を用いる
亜鉛アルカリ−次電池の負極の改良に係るものである。
従来例の構成とその問題点
上記の亜鉛アルカリ電池の共通した問題点として、保存
中の負極亜鉛の電解液による腐食が挙げられる。従来、
亜鉛に５〜１０重量％重量％水銀を添加した氷化亜鉛粉
末を用いて水素過電圧を高め、実用的に問題のない程度
に腐食を抑制したものが工業的な手法として採用されて
いる。しかし近年、低公害化のため、電池内の含有水銀
量を低減させることが社会的ニーズとして高まシ、種々
の研究がなされ、例えば、亜鉛中に鉛、カドミウム、イ
ンジウムなどを添加した合金粉末を用いて耐食性を向上
させ、水化率を低減させる方法が提案されている。この
方法は腐食抑制には効果はあるが、水化率を低域させる
ことにより強放電性能が悪化するという逆効果が見られ
る。これらの提案において、低水化率とした場合に強放
電性能が劣化する原因は不明確であるが、放電生成物が
活性な亜鉛の表面を被い、放電反応に必要な水酸イオン
の亜鉛表面への供給をさまたげる度合が水銀含量の多い
場合に比較して大きいためと考えられ、耐食性と強放電
性能を兼ね備えた低永化率亜鉛負極の確立が、今後の重
要課題とされている。
中の負極亜鉛の電解液による腐食が挙げられる。従来、
亜鉛に５〜１０重量％重量％水銀を添加した氷化亜鉛粉
末を用いて水素過電圧を高め、実用的に問題のない程度
に腐食を抑制したものが工業的な手法として採用されて
いる。しかし近年、低公害化のため、電池内の含有水銀
量を低減させることが社会的ニーズとして高まシ、種々
の研究がなされ、例えば、亜鉛中に鉛、カドミウム、イ
ンジウムなどを添加した合金粉末を用いて耐食性を向上
させ、水化率を低減させる方法が提案されている。この
方法は腐食抑制には効果はあるが、水化率を低域させる
ことにより強放電性能が悪化するという逆効果が見られ
る。これらの提案において、低水化率とした場合に強放
電性能が劣化する原因は不明確であるが、放電生成物が
活性な亜鉛の表面を被い、放電反応に必要な水酸イオン
の亜鉛表面への供給をさまたげる度合が水銀含量の多い
場合に比較して大きいためと考えられ、耐食性と強放電
性能を兼ね備えた低永化率亜鉛負極の確立が、今後の重
要課題とされている。
発明の目的
本発明は負極亜鉛の耐食性、放電性能を劣化させること
なく氷化率を低減させ、低公害で、放電性能、貯蔵性、
耐漏液性などの性能のすぐれた亜鉛アルカリ−次電池を
提供することを目的とする。
なく氷化率を低減させ、低公害で、放電性能、貯蔵性、
耐漏液性などの性能のすぐれた亜鉛アルカリ−次電池を
提供することを目的とする。
発明の構成
本発明は、電解液にか性カリ、か性ソーダなどを主成分
とするアルカリ水溶液、負極活物質に亜鉛、正極活物質
に二酸化マンガン、酸化銀、酸化水銀、酸素などを用い
る、いわゆる亜鉛アルカリ電池の負極に、アルミニウム
またはマグネシウムの ◇なくとも一種の元素とカドミウム、鉛、錫よりなる群
よシ選ばれた一種以上の元素とを添加した亜鉛合金を用
いることを特徴とするものである。
とするアルカリ水溶液、負極活物質に亜鉛、正極活物質
に二酸化マンガン、酸化銀、酸化水銀、酸素などを用い
る、いわゆる亜鉛アルカリ電池の負極に、アルミニウム
またはマグネシウムの ◇なくとも一種の元素とカドミウム、鉛、錫よりなる群
よシ選ばれた一種以上の元素とを添加した亜鉛合金を用
いることを特徴とするものである。
本発明はまず、放電反応生成物が活性な亜鉛表面を被い
、水酸イオンの供給を阻害し、大電流での放電反応が円
滑に進行しない傾向が特に水化率の低い亜鉛を用いる場
合に顕著に表われるという問題をアルミニウムまたはマ
グネシウムを亜鉛に添加して合金化することによシ解決
し、鉛、カドミウム、錫よシなる群よシ選ばれた元素を
添加して合金化することによシ亜鉛の防食性を増し、低
水化率の亜鉛負極を実現したものである。上記の７／レ
ミニウム、マグネシウムの作用効果は後述ノ実施例で明
白であるが、その作用機構の解明は不十分であり、推定
するに、負極亜鉛中に合金として含まれている亜鉛よシ
鄭な電位を有するアルミニウム、マグネシウムが亜鉛と
ともに放電し、その放電生成物が亜鉛の放電生成物の電
解液中への溶解を促進させるか、あるいは未溶解の放電
生成物の層が緻密化して亜鉛表面が不働態化する作用を
緩和する役割を果すことによシ、亜鉛の活性表面に水酸
イオンが豊富に供給される状態が亜鉛が消耗し尽すに至
るまで継続して確保され、亜鉛の放電利用率が高まるも
のと考えられる。又、鉛。
、水酸イオンの供給を阻害し、大電流での放電反応が円
滑に進行しない傾向が特に水化率の低い亜鉛を用いる場
合に顕著に表われるという問題をアルミニウムまたはマ
グネシウムを亜鉛に添加して合金化することによシ解決
し、鉛、カドミウム、錫よシなる群よシ選ばれた元素を
添加して合金化することによシ亜鉛の防食性を増し、低
水化率の亜鉛負極を実現したものである。上記の７／レ
ミニウム、マグネシウムの作用効果は後述ノ実施例で明
白であるが、その作用機構の解明は不十分であり、推定
するに、負極亜鉛中に合金として含まれている亜鉛よシ
鄭な電位を有するアルミニウム、マグネシウムが亜鉛と
ともに放電し、その放電生成物が亜鉛の放電生成物の電
解液中への溶解を促進させるか、あるいは未溶解の放電
生成物の層が緻密化して亜鉛表面が不働態化する作用を
緩和する役割を果すことによシ、亜鉛の活性表面に水酸
イオンが豊富に供給される状態が亜鉛が消耗し尽すに至
るまで継続して確保され、亜鉛の放電利用率が高まるも
のと考えられる。又、鉛。
カドミウム、錫の少なくとも一種を亜鉛に合金元素とし
て添加すると合金の水素過電圧が高まり、防食性を高め
る効果を有することは先に述べた通シである。又、亜鉛
又は亜鉛合金を負極に用いる方法として、予め水銀と亜
鉛を均一に水化した後に粉体化して用いる場合と、粉体
化したのち表面から水化して用いる場合に大別されるが
、特に後者の場合に、上記の一般的な防食効果以外に鉛
。
て添加すると合金の水素過電圧が高まり、防食性を高め
る効果を有することは先に述べた通シである。又、亜鉛
又は亜鉛合金を負極に用いる方法として、予め水銀と亜
鉛を均一に水化した後に粉体化して用いる場合と、粉体
化したのち表面から水化して用いる場合に大別されるが
、特に後者の場合に、上記の一般的な防食効果以外に鉛
。
カドミウム、錫を合金中の結晶粒界に存在させることに
よシ、粒界を通して粉体の表面から内部へ水銀が移行す
るのを抑制する作用を果し、粉体表面の水銀濃度を高濃
度に維持して、一層の防食効果を得ることができる。上
述のように本発明は耐食性、放電性能ともにすぐれた亜
鉛負極を低水化率で実現することにより、亜鉛腐食とガ
ス発生による電池の膨張、漏液、自己消耗の極めて少く
、放電性能にすぐれた低公害の亜鉛アルカリ電池を提供
するもので、以下、実施例によシ詳細に説明する。
よシ、粒界を通して粉体の表面から内部へ水銀が移行す
るのを抑制する作用を果し、粉体表面の水銀濃度を高濃
度に維持して、一層の防食効果を得ることができる。上
述のように本発明は耐食性、放電性能ともにすぐれた亜
鉛負極を低水化率で実現することにより、亜鉛腐食とガ
ス発生による電池の膨張、漏液、自己消耗の極めて少く
、放電性能にすぐれた低公害の亜鉛アルカリ電池を提供
するもので、以下、実施例によシ詳細に説明する。
実施例の説明
純度、９９．９９７％の亜鉛地金にアルミニウムまたは
マグネシウムの少なくとも一種の元素と、鉛、カドミウ
ム、錫からなる群のうちの一種以上の元素とを添加した
各種の合金を作成し、約５００℃で溶融して圧縮空気に
よシ噴射して粉体化し、５０〜１５０メツシユの粒度範
囲にフルイ別けした。次いで濃度１０メＬ性カリ水溶液
中に上記粉体を投入し、撹拌しながら所定量の水銀を滴
下して氷化した。その後、水洗し、アセトンで置換して
乾燥し、氷化亜鉛合金粉を作成した。さらに比較例とし
て、鉛、カドミウム、錫のうちから選んだ元素のみを添
加した亜鉛合金、アルミニウム。
マグネシウムの少なくとも一種の元素と、鉛、カドミウ
ム、錫からなる群のうちの一種以上の元素とを添加した
各種の合金を作成し、約５００℃で溶融して圧縮空気に
よシ噴射して粉体化し、５０〜１５０メツシユの粒度範
囲にフルイ別けした。次いで濃度１０メＬ性カリ水溶液
中に上記粉体を投入し、撹拌しながら所定量の水銀を滴
下して氷化した。その後、水洗し、アセトンで置換して
乾燥し、氷化亜鉛合金粉を作成した。さらに比較例とし
て、鉛、カドミウム、錫のうちから選んだ元素のみを添
加した亜鉛合金、アルミニウム。
マグネシウムのうちから選んだ元素のみを添加した亜鉛
合金を溶融噴射して粉体化し、上記と同法で水化粉末を
作成した。
合金を溶融噴射して粉体化し、上記と同法で水化粉末を
作成した。
これらの水化粉末を用い、図に示すボタン形酸化銀電池
を製作した。図において１はステンレススチー）ｖ製の
封口板で、内面には銅メッキ１′ が施されている。２
は濃度４０％のか性カリ水溶液に酸化亜鉛を飽和させた
電解液をカルポキシルメチルセルローヌによシゲル化し
、このゲル中に水化粉末を分散させた亜鉛負極、３はセ
ルローヌ系の保液材、４は多孔性ポリプロピレン製のセ
パレータ、６は酸化銀に黒鉛を混合して加圧成型した正
極、 ５′は鉄にニッケルメッキを施した正極リング、
らはステンレススチール製の正極缶で、ニッケルメッキ
が施されている。７はポリプロピレン製のガヌケソトで
、正極缶の内方への折シ曲げにより封口板と正極缶との
間を密封している。試作した電池は直径１１．６Ｍ、高
さ５．４ｙｕｚで負極の氷化粉末の重量を１９３７１１
ｐに統一した。
を製作した。図において１はステンレススチー）ｖ製の
封口板で、内面には銅メッキ１′ が施されている。２
は濃度４０％のか性カリ水溶液に酸化亜鉛を飽和させた
電解液をカルポキシルメチルセルローヌによシゲル化し
、このゲル中に水化粉末を分散させた亜鉛負極、３はセ
ルローヌ系の保液材、４は多孔性ポリプロピレン製のセ
パレータ、６は酸化銀に黒鉛を混合して加圧成型した正
極、 ５′は鉄にニッケルメッキを施した正極リング、
らはステンレススチール製の正極缶で、ニッケルメッキ
が施されている。７はポリプロピレン製のガヌケソトで
、正極缶の内方への折シ曲げにより封口板と正極缶との
間を密封している。試作した電池は直径１１．６Ｍ、高
さ５．４ｙｕｚで負極の氷化粉末の重量を１９３７１１
ｐに統一した。
試作した電池の内訳と６０℃で１力月保存した後の放電
試験（２０°Ｃ１５１０，Ｑ、０．９Ｖ終止）の結果（
ｎ−３の平均値）と、電池総高の保存による変化量を測
定した結果（ｎ＝２０の平均値）とを次表に示す。尚、
水銀の添加量（氷化率）は亜鉛合金粉に対しいずれも３
重量類とした。
試験（２０°Ｃ１５１０，Ｑ、０．９Ｖ終止）の結果（
ｎ−３の平均値）と、電池総高の保存による変化量を測
定した結果（ｎ＝２０の平均値）とを次表に示す。尚、
水銀の添加量（氷化率）は亜鉛合金粉に対しいずれも３
重量類とした。
以 下 余 白
この表に見られるように、本発明を適用した場合、（ｆ
−ｎ ）はいづれも、放電性能が良好で、ガヌ発生に
よる電池膨張も少い。一方、従来例のうち防食のための
元素のみを添加した場合（ａｒｂ、ｃ）は、電池の膨張
は少く、ガヌ発生は抑制されているが、５１０Ω負荷と
いう強負荷放電での接続時間が本発明品に比較して短い
。さらに、負極の放電反応を円滑化するための元素のみ
を添加した場合（ｄ、ｅ）は防食性が不十分で、電池の
膨張が大きく、しかも保存中の自己消耗と、内蔵水素ガ
ヌによる放電反応阻害によシ、保存後の放電性能も著し
く劣化している。
−ｎ ）はいづれも、放電性能が良好で、ガヌ発生に
よる電池膨張も少い。一方、従来例のうち防食のための
元素のみを添加した場合（ａｒｂ、ｃ）は、電池の膨張
は少く、ガヌ発生は抑制されているが、５１０Ω負荷と
いう強負荷放電での接続時間が本発明品に比較して短い
。さらに、負極の放電反応を円滑化するための元素のみ
を添加した場合（ｄ、ｅ）は防食性が不十分で、電池の
膨張が大きく、しかも保存中の自己消耗と、内蔵水素ガ
ヌによる放電反応阻害によシ、保存後の放電性能も著し
く劣化している。
上記のようにａ −ｅの従来の方法では３重量類の水化
率では不十分で、実用性を備えさせるにはさらに氷化率
を高める必要があると考えられる。
率では不十分で、実用性を備えさせるにはさらに氷化率
を高める必要があると考えられる。
ｆ−ｎの本発明の場合は３重量％以下の低汞化率で保存
性、放電性能にすぐれた実用性の高い亜鉛アルカリ−次
電池が得られている。本発明はａ。
性、放電性能にすぐれた実用性の高い亜鉛アルカリ−次
電池が得られている。本発明はａ。
ｂ、ｃの方法とｄ、ｅの方法との欠点を補完し、それら
の相乗効果によシ極めて効果的に解決したものである。
の相乗効果によシ極めて効果的に解決したものである。
発明の効果
上述のような本発明は負極亜鉛の水化率を低減し、低公
害の亜鉛アルカリ−次篭池を得るに極めて効果的である
。
害の亜鉛アルカリ−次篭池を得るに極めて効果的である
。
図は本発明の実施例において試作したボタン形酸化銀電
池の断面図でおる。 １・・・・封口板、２・・・・・・亜鉛負極、３・・・
・・・保液材、４・・・セパレータ、５・・・・・酸化
銀正極、６・・・・・・正極缶、７・・・・・・ガ入ケ
ソト、５′・・・・・正極リング。
池の断面図でおる。 １・・・・封口板、２・・・・・・亜鉛負極、３・・・
・・・保液材、４・・・セパレータ、５・・・・・酸化
銀正極、６・・・・・・正極缶、７・・・・・・ガ入ケ
ソト、５′・・・・・正極リング。
Claims (1)
- （１）亜鉛を主成分とし、アルミニウムまたはマグネシ
ウム、の少なくとも一種の元素と、鉛、カドミウム、錫
からなる群よシ選ばれた一種以上の元素とを添加した氷
化亜鉛合金を負極活物質に用いたことを特徴とする亜鉛
アルカリ−次電池。 し）亜鉛合金を粉体化したのち、表面から水化すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の亜鉛７／Ｉ
／カリ−次電池。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59020203A JPS60165052A (ja) | 1984-02-06 | 1984-02-06 | 亜鉛アルカリ一次電池 |
| AU48116/85A AU580232B2 (en) | 1984-02-06 | 1985-09-30 | FSK with continuous phase and continuous slope at bit transitions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59020203A JPS60165052A (ja) | 1984-02-06 | 1984-02-06 | 亜鉛アルカリ一次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60165052A true JPS60165052A (ja) | 1985-08-28 |
Family
ID=12020604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59020203A Pending JPS60165052A (ja) | 1984-02-06 | 1984-02-06 | 亜鉛アルカリ一次電池 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60165052A (ja) |
| AU (1) | AU580232B2 (ja) |
-
1984
- 1984-02-06 JP JP59020203A patent/JPS60165052A/ja active Pending
-
1985
- 1985-09-30 AU AU48116/85A patent/AU580232B2/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU4811685A (en) | 1986-04-10 |
| AU580232B2 (en) | 1989-01-05 |
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