JPS60175364A - 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
- JPS60175364A JPS60175364A JP59030548A JP3054884A JPS60175364A JP S60175364 A JPS60175364 A JP S60175364A JP 59030548 A JP59030548 A JP 59030548A JP 3054884 A JP3054884 A JP 3054884A JP S60175364 A JPS60175364 A JP S60175364A
- Authority
- JP
- Japan
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- mercury
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- negative
- primary cell
- 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.)
- Granted
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-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (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。
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、電解液にアルカリ水溶液、負極活物質として
亜鉛を用い、正極活物質に二酸化マンガン、酸化銀、酸
化水銀、酸素などを用いる亜鉛アルカリ−次電池の負極
の改良に係るものである。
亜鉛を用い、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−次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中での腐食が挙げられる。従
来、亜鉛に６〜１０％程度の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
に腐食を抑制すること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ってきてい
る。その対策として種々の提案がなされているが、決定
的な解決手段はないのが現状である。すなわち、例えば
、亜鉛中に鉛、カドミウム、インジウムなどを添加して
水素過電圧を高め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
は多少の効果はあっても氷化率を３％程度にまで低減す
るのが限度と考えられる。又、インジウム、タリウムな
ど水銀との親和性の大きい元素を亜鉛粉末の表面に付着
させて永化し、表面の水銀濃度を高めて中心部の濃度を
低くした状態で耐食性を増し、平均的な氷化率を低減さ
せる方法も提案されているが、上記の付着元素の水銀捕
博力のみでは経時変化により水銀が中心部に拡散して表
面の水銀濃度が低下するのを抑止し切れないため所期の
防食効果が得られず、氷化率を低減した電池を長期保存
すると水素ガスの発生による漏液や電池の膨張及び放電
性能の劣化をさけることができ々い。
保存中の負極亜鉛の電解液中での腐食が挙げられる。従
来、亜鉛に６〜１０％程度の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
に腐食を抑制すること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ってきてい
る。その対策として種々の提案がなされているが、決定
的な解決手段はないのが現状である。すなわち、例えば
、亜鉛中に鉛、カドミウム、インジウムなどを添加して
水素過電圧を高め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
は多少の効果はあっても氷化率を３％程度にまで低減す
るのが限度と考えられる。又、インジウム、タリウムな
ど水銀との親和性の大きい元素を亜鉛粉末の表面に付着
させて永化し、表面の水銀濃度を高めて中心部の濃度を
低くした状態で耐食性を増し、平均的な氷化率を低減さ
せる方法も提案されているが、上記の付着元素の水銀捕
博力のみでは経時変化により水銀が中心部に拡散して表
面の水銀濃度が低下するのを抑止し切れないため所期の
防食効果が得られず、氷化率を低減した電池を長期保存
すると水素ガスの発生による漏液や電池の膨張及び放電
性能の劣化をさけることができ々い。
発明の目的
本発明は亜鉛アルカリ−次電池の貯蔵性、耐漏液性を劣
化させることなく、負極亜鉛の水化率を飛躍的に低減さ
せることを目的とする。
化させることなく、負極亜鉛の水化率を飛躍的に低減さ
せることを目的とする。
発明の構成
本発明による亜鉛アルカリ−次電池は、少くとも銀を含
み、さらにインジウム、ガリウム、タリウムよりなる群
から選ばれた一種以上の元素が共存する表面層を付着し
た亜鉛の少くとも表面層を永化して負極活物質に用いた
ことを特徴とするものである。さらに付言すれば、上記
の表面層の付着元素は亜鉛とのイオン化傾向の差による
置換メッキにより亜鉛粉末の表面に付着させたもので、
インジウム塩、ガリウム塩、タリウム塩の一種以上と銀
塩とを溶解させた水溶液又は分散液中に亜鉛を投入して
亜鉛の溶解と対応した付着元素の析出反応を行わせて亜
鉛粉末の表面にこれら元素の付着層を形成させればよい
。従来、この種の金属元素を亜鉛粉末の表面に置換メッ
キによシ析出させることにより負極用亜鉛を防食する提
案は多くあシ、例えば、ガリウム、インジウム、タリウ
ムのように水素過電圧が大きく、水銀との親和性も大き
い元素を表面に付着させた抜水化し、亜鉛粉末の表面に
水銀を担持させ、亜鉛粒子の内部への水銀の拡散を抑制
し、少量の水銀で亜鉛表面の水銀濃度を高く維持し、さ
らに付着元素の本来の水素過電圧が大きい性質に期待し
て、低木化率で防食性のすぐれた亜鉛負極を得る方法が
ある。しかし上記の方法では、付着元素す々わち、ガリ
ウム。
み、さらにインジウム、ガリウム、タリウムよりなる群
から選ばれた一種以上の元素が共存する表面層を付着し
た亜鉛の少くとも表面層を永化して負極活物質に用いた
ことを特徴とするものである。さらに付言すれば、上記
の表面層の付着元素は亜鉛とのイオン化傾向の差による
置換メッキにより亜鉛粉末の表面に付着させたもので、
インジウム塩、ガリウム塩、タリウム塩の一種以上と銀
塩とを溶解させた水溶液又は分散液中に亜鉛を投入して
亜鉛の溶解と対応した付着元素の析出反応を行わせて亜
鉛粉末の表面にこれら元素の付着層を形成させればよい
。従来、この種の金属元素を亜鉛粉末の表面に置換メッ
キによシ析出させることにより負極用亜鉛を防食する提
案は多くあシ、例えば、ガリウム、インジウム、タリウ
ムのように水素過電圧が大きく、水銀との親和性も大き
い元素を表面に付着させた抜水化し、亜鉛粉末の表面に
水銀を担持させ、亜鉛粒子の内部への水銀の拡散を抑制
し、少量の水銀で亜鉛表面の水銀濃度を高く維持し、さ
らに付着元素の本来の水素過電圧が大きい性質に期待し
て、低木化率で防食性のすぐれた亜鉛負極を得る方法が
ある。しかし上記の方法では、付着元素す々わち、ガリ
ウム。
インジウム、タリウムと亜鉛とのイオン傾向の差が比較
的小さいため、析出した元素の付着力が弱かったシ、均
一な付着層が得られなかったｐ、付着層を形成するのに
長時間を要するなどの問題があった。そのため、亜鉛粉
末の表面層は付着元素の付着量の不足やバラツキを生じ
たり、或いは部分的な付着層のみしか得られず、亜鉛粉
末表面が十分に付着元素で被覆されることなく亜鉛の露
出部分が多く存在せざるを得ないので、これらの亜鉛粉
を永化する場合、付着元素とともに表面に露出した亜鉛
が永化されてＪ−次、亜鉛粉末の内部に水銀が拡散して
移行するため、氷化亜鉛粉の表面の水銀濃度は一経時的
な低下が進行する。
的小さいため、析出した元素の付着力が弱かったシ、均
一な付着層が得られなかったｐ、付着層を形成するのに
長時間を要するなどの問題があった。そのため、亜鉛粉
末の表面層は付着元素の付着量の不足やバラツキを生じ
たり、或いは部分的な付着層のみしか得られず、亜鉛粉
末表面が十分に付着元素で被覆されることなく亜鉛の露
出部分が多く存在せざるを得ないので、これらの亜鉛粉
を永化する場合、付着元素とともに表面に露出した亜鉛
が永化されてＪ−次、亜鉛粉末の内部に水銀が拡散して
移行するため、氷化亜鉛粉の表面の水銀濃度は一経時的
な低下が進行する。
そのため、氷化亜鉛粉末の表面の水素過電圧が経時的に
小さくなり、十分な防食効果が得られないのが問題とさ
れている。一方、均一で強固な付着層を得る方法として
は、亜鉛よりはるかにイオン化傾向が小さく、水銀との
親和性も大きい銀を付着元素とすることも考えられるが
、銀自体が水素過電圧が非常に小さいため、表面に付着
した銀を永化するのみでは防食に十分な水素過電圧とす
ることはできず、十分な防食性が得られない。本発明は
上記の二個の方法の欠点を補い、双方の長所を生して達
成した発明であって、付着元素としての銀の役割は、水
銀の亜鉛粉末の内部への拡散を抑止し、表面の水銀濃度
を高めるに足る均一な被覆層を形成させることに王眼を
おき、この表面永化層の水素過電圧を一層大きくするた
め、ガリウム、インジウム、タリウムからなる群のうち
一種以上の元素を表面層に共存させるもので、これによ
り少量の水銀で、水素過電圧の大きい亜鉛粉末表面を経
時変化なく維持することができ、長期間の防食性が確保
され、アルカリ亜鉛−次電池の負極氷化率を格段に低減
することができる。
小さくなり、十分な防食効果が得られないのが問題とさ
れている。一方、均一で強固な付着層を得る方法として
は、亜鉛よりはるかにイオン化傾向が小さく、水銀との
親和性も大きい銀を付着元素とすることも考えられるが
、銀自体が水素過電圧が非常に小さいため、表面に付着
した銀を永化するのみでは防食に十分な水素過電圧とす
ることはできず、十分な防食性が得られない。本発明は
上記の二個の方法の欠点を補い、双方の長所を生して達
成した発明であって、付着元素としての銀の役割は、水
銀の亜鉛粉末の内部への拡散を抑止し、表面の水銀濃度
を高めるに足る均一な被覆層を形成させることに王眼を
おき、この表面永化層の水素過電圧を一層大きくするた
め、ガリウム、インジウム、タリウムからなる群のうち
一種以上の元素を表面層に共存させるもので、これによ
り少量の水銀で、水素過電圧の大きい亜鉛粉末表面を経
時変化なく維持することができ、長期間の防食性が確保
され、アルカリ亜鉛−次電池の負極氷化率を格段に低減
することができる。
実施例の説明
純度、９９．９９７％の亜鉛地金を約６００°Ｃで溶融
して圧縮空気により噴射して粉末化し、６０〜１５０メ
ソシユの粒度範囲にフルイ別けした。次いで、硫酸銀の
所定量と、ガリウム、インジウム。
して圧縮空気により噴射して粉末化し、６０〜１５０メ
ソシユの粒度範囲にフルイ別けした。次いで、硫酸銀の
所定量と、ガリウム、インジウム。
は分散させ、前記の亜鉛粉を攪拌しながら添加し、置換
反応により亜鉛粉末の表面に前記の各金属元素を析出さ
せた。次いで、所定量の水銀を攪拌しながら添加して、
表面層から氷化した。その後水洗し、アセトンで置換し
て乾燥し、水化亜鉛粉を作成した。さらに比較例として
、付着元素のないもの、或いは単体の付着元素のみを付
着させたものについても同様の方式で試料を作成した。
反応により亜鉛粉末の表面に前記の各金属元素を析出さ
せた。次いで、所定量の水銀を攪拌しながら添加して、
表面層から氷化した。その後水洗し、アセトンで置換し
て乾燥し、水化亜鉛粉を作成した。さらに比較例として
、付着元素のないもの、或いは単体の付着元素のみを付
着させたものについても同様の方式で試料を作成した。
この表に見られる如く、本発明を適用した場合（ｆ〜０
）はいずれも、従来法（ａ〜ｅ）に対してガス発生によ
る電池膨張と漏液発生率が少く、貯蔵後の放電性能も良
好である。従来例のうち、ａ）は亜鉛表面に水銀親和性
の付着金属が存在せず、水銀が容易に亜鉛粒子内部に移
行して表面濃度を下げるため最も負極が腐食し易く、次
いで（ｂ〜ｅ）のように単一元素のみを付着させた場合
はａ）よシ防食性は良いとはいえ、前述の理由により、
十分な負極の耐食性を備えているとはいえない。
）はいずれも、従来法（ａ〜ｅ）に対してガス発生によ
る電池膨張と漏液発生率が少く、貯蔵後の放電性能も良
好である。従来例のうち、ａ）は亜鉛表面に水銀親和性
の付着金属が存在せず、水銀が容易に亜鉛粒子内部に移
行して表面濃度を下げるため最も負極が腐食し易く、次
いで（ｂ〜ｅ）のように単一元素のみを付着させた場合
はａ）よシ防食性は良いとはいえ、前述の理由により、
十分な負極の耐食性を備えているとはいえない。
本発明のうちでも、付着元素の量によって効果に差が認
められ、Ａｇは０．０２％以上、これにＧａ、Ｉｎ。
められ、Ａｇは０．０２％以上、これにＧａ、Ｉｎ。
Ｔｌ のうち一種を０．０２％以上共存して付着させた
ｃ、、ｈ、及びに、ｌ、ｎ、ｏが比較的良好である。以
上のように、本発明による銀を含む複合付着層の防食効
果は著しく大きく、低水化率で性能のすぐれた負極を構
成するに極めて有用で、この負極を用い得るアルカリ亜
鉛−次電池の低公害化を実現する上で有効な手段である
ことが実証されている。
ｃ、、ｈ、及びに、ｌ、ｎ、ｏが比較的良好である。以
上のように、本発明による銀を含む複合付着層の防食効
果は著しく大きく、低水化率で性能のすぐれた負極を構
成するに極めて有用で、この負極を用い得るアルカリ亜
鉛−次電池の低公害化を実現する上で有効な手段である
ことが実証されている。
発明の効果
前述したとおり本発明は亜鉛アルカリ−次電池中の負極
亜鉛の低汞化を果す上で極めて効果的である。また、実
施例では被覆元素を付着して後に氷化する方法で本発明
を説明したが、被覆元素を付着させると同時に、氷化す
る方法、亜鉛合金表面を氷化した直後に被覆元素を付着
させる方法のいづれを採っても本発明に基づいた同様の
効果が得られる。
亜鉛の低汞化を果す上で極めて効果的である。また、実
施例では被覆元素を付着して後に氷化する方法で本発明
を説明したが、被覆元素を付着させると同時に、氷化す
る方法、亜鉛合金表面を氷化した直後に被覆元素を付着
させる方法のいづれを採っても本発明に基づいた同様の
効果が得られる。
図は本発明の効果を検討するため製作したボタン形酸化
銀電池の断面図ある。 １・・・・・・封口板、２・・・・・・亜鉛負極、３・
・・・・・保液材、４・・・・・・セパレータ、６・・
・・・・酸化銀正極、６・・・・・・正極缶、７・・・
・・・ガスケット。
銀電池の断面図ある。 １・・・・・・封口板、２・・・・・・亜鉛負極、３・
・・・・・保液材、４・・・・・・セパレータ、６・・
・・・・酸化銀正極、６・・・・・・正極缶、７・・・
・・・ガスケット。
Claims (1)
- 少くとも銀を含み、さらにインジウム、ガリウム、タリ
ウムよりなる群から選ばれた一種以上の元素が共存する
表面層を付着せしめた亜鉛の少くとも表面層を永化して
負極活物質に用いたことを特徴とする亜鉛アルカリ−次
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59030548A JPS60175364A (ja) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | 亜鉛アルカリ一次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59030548A JPS60175364A (ja) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | 亜鉛アルカリ一次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60175364A true JPS60175364A (ja) | 1985-09-09 |
| JPH0534778B2 JPH0534778B2 (ja) | 1993-05-24 |
Family
ID=12306847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59030548A Granted JPS60175364A (ja) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | 亜鉛アルカリ一次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60175364A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6284410B1 (en) | 1997-08-01 | 2001-09-04 | Duracell Inc. | Zinc electrode particle form |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5371233A (en) * | 1976-12-06 | 1978-06-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Nickel zinc storage battery |
| JPS584268A (ja) * | 1981-06-29 | 1983-01-11 | Hitachi Maxell Ltd | 酸化銀二次電池 |
-
1984
- 1984-02-20 JP JP59030548A patent/JPS60175364A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5371233A (en) * | 1976-12-06 | 1978-06-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Nickel zinc storage battery |
| JPS584268A (ja) * | 1981-06-29 | 1983-01-11 | Hitachi Maxell Ltd | 酸化銀二次電池 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6284410B1 (en) | 1997-08-01 | 2001-09-04 | Duracell Inc. | Zinc electrode particle form |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0534778B2 (ja) | 1993-05-24 |
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