JPS60175365A - 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
- JPS60175365A JPS60175365A JP59030549A JP3054984A JPS60175365A JP S60175365 A JPS60175365 A JP S60175365A JP 59030549 A JP59030549 A JP 59030549A JP 3054984 A JP3054984 A JP 3054984A JP S60175365 A JPS60175365 A JP S60175365A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- primary cell
- negative
- mercury
- negative electrode
- 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
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５〜１０％程度の水銀を添加した汞化亜鉛粉
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いる。
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５〜１０％程度の水銀を添加した汞化亜鉛粉
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、氷
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水化率を３チ程度にまで低減するの
が限度と考エラれる。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縛力
のみでは、経時変化により水銀が中心部に拡散していっ
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ない。さらに上記
の効果を高めるためガリウムとインジウムの合金で亜鉛
表面を被覆する方法や、タリウムとインジウムとを亜鉛
表面に付着させる方法も提案されているが、タリウムや
インジウムの単体で被覆した場合と効果に大差はなかっ
た。
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、氷
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水化率を３チ程度にまで低減するの
が限度と考エラれる。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縛力
のみでは、経時変化により水銀が中心部に拡散していっ
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ない。さらに上記
の効果を高めるためガリウムとインジウムの合金で亜鉛
表面を被覆する方法や、タリウムとインジウムとを亜鉛
表面に付着させる方法も提案されているが、タリウムや
インジウムの単体で被覆した場合と効果に大差はなかっ
た。
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、負極亜鉛の氷化率を飛躍的に低
減させることを目的とする。
を劣化させることなく、負極亜鉛の氷化率を飛躍的に低
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、ガリウムとタリ
ウムとが共存する表面層を付着した亜鉛の少くとも表面
層を氷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。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表面に付着させることが
でき、ガリウム塩とクリラム塩との溶解又は分散させた
液中に亜鉛を投入し、亜鉛の溶解と対応した付着元素の
析出反応を行わせて付着層を形成させればよい。
ウムとが共存する表面層を付着した亜鉛の少くとも表面
層を氷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。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表面に付着させることが
でき、ガリウム塩とクリラム塩との溶解又は分散させた
液中に亜鉛を投入し、亜鉛の溶解と対応した付着元素の
析出反応を行わせて付着層を形成させればよい。
本発明は前記の従来例で述べたガリウムとインジウム、
あるいはタリウムとインジウムで亜鉛表面を被覆し、水
素過電圧を高めるとともに、さらに表面に水銀を担持さ
せて亜鉛粉末表面の水銀濃度を高めて防食を果たそうと
する思想と類似しているが、上記の効果において、ガリ
ウムとタリウムとが共存する付着層を亜鉛表面に設ける
ことが、より一層の効果が得られることを実験的に確認
することにより完成したものである。ガリウムとタリウ
ムとの共存層の水素過電圧が他に較べて犬・きいためか
、水銀の担持能力が他よりすぐれているためか、いづれ
かの理由によるものと考えられるが、その作用機構は定
かではない。
あるいはタリウムとインジウムで亜鉛表面を被覆し、水
素過電圧を高めるとともに、さらに表面に水銀を担持さ
せて亜鉛粉末表面の水銀濃度を高めて防食を果たそうと
する思想と類似しているが、上記の効果において、ガリ
ウムとタリウムとが共存する付着層を亜鉛表面に設ける
ことが、より一層の効果が得られることを実験的に確認
することにより完成したものである。ガリウムとタリウ
ムとの共存層の水素過電圧が他に較べて犬・きいためか
、水銀の担持能力が他よりすぐれているためか、いづれ
かの理由によるものと考えられるが、その作用機構は定
かではない。
実施例の説明
純度、９９．９９７％の亜鉛地金を約６００℃で溶融し
て圧縮空気により噴射して粉体化し、６０〜１５０メｙ
シユの粒度範囲にフルイ分けした。次いで、酸化ガリウ
ムと硫酸タリウムの所定量を３係濃度の塩化アンモニウ
ム溶液中に溶解又は分散させ、前記の亜鉛粉末を攪拌し
ながら添加し、置換反応により亜鉛粉末の表面にガリウ
ムとタリウムを共析させた。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、氷化亜鉛粉を作成した。
て圧縮空気により噴射して粉体化し、６０〜１５０メｙ
シユの粒度範囲にフルイ分けした。次いで、酸化ガリウ
ムと硫酸タリウムの所定量を３係濃度の塩化アンモニウ
ム溶液中に溶解又は分散させ、前記の亜鉛粉末を攪拌し
ながら添加し、置換反応により亜鉛粉末の表面にガリウ
ムとタリウムを共析させた。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、氷化亜鉛粉を作成した。
さらに比較例として、他の元素を組合せて付着させたも
のや、単体の元素を付着させたもの、及び付着元素のな
いものについても同様の方式で試料を作成した。
のや、単体の元素を付着させたもの、及び付着元素のな
いものについても同様の方式で試料を作成した。
これらの各氷化粉末を用い、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ル製
の封口板であり、その内面には銅メッキ１′が施されて
いる。２は４０％濃度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ボキシルメチルセルロースにより
ゲル化し、このゲル中に氷化粉末を分散させた亜鉛負極
、３はセルロース系の保液ガ、４は多孔性ポリプロピレ
ン製のセパレータ、５は酸化銀に黒鉛と混合して加圧成
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、６はステンレススチール製の正極缶で、内外面に
ニッケルメッキ６′が施されている。
池を製作した。図において、１はステンレススチール製
の封口板であり、その内面には銅メッキ１′が施されて
いる。２は４０％濃度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ボキシルメチルセルロースにより
ゲル化し、このゲル中に氷化粉末を分散させた亜鉛負極
、３はセルロース系の保液ガ、４は多孔性ポリプロピレ
ン製のセパレータ、５は酸化銀に黒鉛と混合して加圧成
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、６はステンレススチール製の正極缶で、内外面に
ニッケルメッキ６′が施されている。
７はポリプロピレン製のガスケットで、正極缶の折り曲
げにより密封している。試作した電池は直径１１．６ｍ
ｍ、高さ５．４＋＋＋＋＋で負極の氷化粉末の重量を１
９３ｒｎｇに統一した。
げにより密封している。試作した電池は直径１１．６ｍ
ｍ、高さ５．４＋＋＋＋＋で負極の氷化粉末の重量を１
９３ｒｎｇに統一した。
試作した電池の内訳は６０℃で１力月保存した後の放電
試験（２ｏ℃、 ６．１ＫＱ、ｏ、９Ｖ終止、ｎ−３の
平均値）、及び漏液発生率（ｎ’＝１ｏｏ）、及び電池
総高の変化量（ｎ ＝ ２０の平均値）とし、各測定結
果を次表に示す。
試験（２ｏ℃、 ６．１ＫＱ、ｏ、９Ｖ終止、ｎ−３の
平均値）、及び漏液発生率（ｎ’＝１ｏｏ）、及び電池
総高の変化量（ｎ ＝ ２０の平均値）とし、各測定結
果を次表に示す。
なお、水銀の添加量（氷化率）は表面処理後の亜鉛粉末
に対し１．５ｗｔ％とじた。
に対し１．５ｗｔ％とじた。
以下余白
との表に見られるように、本発明を適用した場合、Ｃｑ
−ｋ）はいずれも、従来法（’ａ−ｆ）に対して、ガス
発生による電池膨張と漏液発生率が少なく、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
銀との親和性の大きい付着元素が存在せず、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
極亜鉛が腐食し易く、次いで、ｂ、ｃ、ｄのように水素
過電圧と水銀親和性が比較的大きい元素を単体で付着さ
せた場合、ａよりも防食性は改善されているが、実用面
からは不十分な効果に止り、ｅ、ｆのように付着元素の
複合効果も多少あるように思われるが、十分とは云えな
い。しかし本発明のＧ ａ −ＴＩ系の複合効果はｑ−
ｋに見られるように顕著に表われており、その中でも付
着元素の量によって効果に差が認められ、Ｇａ ０．０
２係以上、ＴｌＯ，０２％以上が共存したイづ着層を設
けた場合に著しく大きな効果が認められている。
−ｋ）はいずれも、従来法（’ａ−ｆ）に対して、ガス
発生による電池膨張と漏液発生率が少なく、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
銀との親和性の大きい付着元素が存在せず、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
極亜鉛が腐食し易く、次いで、ｂ、ｃ、ｄのように水素
過電圧と水銀親和性が比較的大きい元素を単体で付着さ
せた場合、ａよりも防食性は改善されているが、実用面
からは不十分な効果に止り、ｅ、ｆのように付着元素の
複合効果も多少あるように思われるが、十分とは云えな
い。しかし本発明のＧ ａ −ＴＩ系の複合効果はｑ−
ｋに見られるように顕著に表われており、その中でも付
着元素の量によって効果に差が認められ、Ｇａ ０．０
２係以上、ＴｌＯ，０２％以上が共存したイづ着層を設
けた場合に著しく大きな効果が認められている。
以上のように本発明によるガリウム、タリウムが共存す
る付着層を亜鉛表面に設けることにより、低水化率で、
性能のすぐれた亜鉛負極を構成することができ、この負
極を用い得るアルカリ亜鉛−決定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。
る付着層を亜鉛表面に設けることにより、低水化率で、
性能のすぐれた亜鉛負極を構成することができ、この負
極を用い得るアルカリ亜鉛−決定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
前述したように本発明は亜鉛アルカリ−決定池中の負極
亜鉛の低水化率を果す上で極めて効果的である。寸だ、
実施例では被覆元素を付着した後に氷化する方法で本発
明を説明したが、被覆元素を伺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。
亜鉛の低水化率を果す上で極めて効果的である。寸だ、
実施例では被覆元素を付着した後に氷化する方法で本発
明を説明したが、被覆元素を伺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
銀電池の断面図である。 １− ・封口板、２・・・・・・亜鉛負極、３・・・・
・保液狽、４− ・セパレータ、５ ・・酸化銀正極、
６・・ 正極缶、７−ガスケット。
銀電池の断面図である。 １− ・封口板、２・・・・・・亜鉛負極、３・・・・
・保液狽、４− ・セパレータ、５ ・・酸化銀正極、
６・・ 正極缶、７−ガスケット。
Claims (1)
- ガリウムとタリウムとが共存する表面層を付着した亜鉛
の少くとも表面層を汞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 |
|---|---|---|---|
| JP59030549A JPS60175365A (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 |
|---|---|---|---|
| JP59030549A JPS60175365A (ja) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | 亜鉛アルカリ一次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60175365A true JPS60175365A (ja) | 1985-09-09 |
Family
ID=12306874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59030549A Pending JPS60175365A (ja) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | 亜鉛アルカリ一次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60175365A (ja) |
-
1984
- 1984-02-20 JP JP59030549A patent/JPS60175365A/ja active Pending
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