JPS60175369A - 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
- JPS60175369A JPS60175369A JP59030561A JP3056184A JPS60175369A JP S60175369 A JPS60175369 A JP S60175369A JP 59030561 A JP59030561 A JP 59030561A JP 3056184 A JP3056184 A JP 3056184A JP S60175369 A JPS60175369 A JP S60175369A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- negative
- primary cell
- discharge
- 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.)
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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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C18/00—Alloys based on zinc
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C18/00—Alloys based on zinc
- C22C18/04—Alloys based on zinc with aluminium as the next major constituent
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- 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
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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。
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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２てアル
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。
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５〜１ｏ蛎焉麻の十鴇冬派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、低公害化のだめ、電池Ｐコの含有水銀量
を低減させることが社会的ニーズとして高まり、種々の
研究がなされている。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、氷化率を低減させる方法が提案されている。
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５〜１ｏ蛎焉麻の十鴇冬派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、低公害化のだめ、電池Ｐコの含有水銀量
を低減させることが社会的ニーズとして高まり、種々の
研究がなされている。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、氷化率を低減させる方法が提案されている。
これは腐食抑制には効果があるが、氷化率を低減させる
ことによ９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、低汞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だめと考えられ、耐食性と強放電
性能を兼ね備えた低木化率亜鉛負極の確立が、今後の重
要課題とされている。
ことによ９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、低汞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だめと考えられ、耐食性と強放電
性能を兼ね備えた低木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
本発明は角極亜鉛の耐食性、放電性能を劣化させること
なく水化率を低減させ、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−決定池を
提供することを目的とする。
なく水化率を低減させ、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−決定池を
提供することを目的とする。
茜明の構成
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系の負極に、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、ガリ
ウム、タリウム、銀、インジウムよりなる群から選ばれ
た一種以上の元素とを添加した氷化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系の負極に、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、ガリ
ウム、タリウム、銀、インジウムよりなる群から選ばれ
た一種以上の元素とを添加した氷化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氷化率の低い亜鉛を用いる場
合に顕著に表われる問題をアルミニウム、マグネシウム
より選ばれた元素を亜鉛に添加して合金化することによ
り解決し、ガリウム、クリラム、銀、インジウムより選
ばれた元素を添加して合金化することにより亜鉛の防食
性を増し、低水化率の亜鉛負極を実現したものである。
、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氷化率の低い亜鉛を用いる場
合に顕著に表われる問題をアルミニウム、マグネシウム
より選ばれた元素を亜鉛に添加して合金化することによ
り解決し、ガリウム、クリラム、銀、インジウムより選
ばれた元素を添加して合金化することにより亜鉛の防食
性を増し、低水化率の亜鉛負極を実現したものである。
上記のアルミニウム、マグネシウムの作用効果は後述の
実施例において明白であるが、その作用機構の解明は不
十分である。推定するに、負極亜鉛中に合金として含ま
れている亜鉛より卑な電位ヲ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、未溶
解の放電生成物の層が５密化して亜鉛表面が不信態化す
る作用を緩和する役割を果すことにより、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
尽す捷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、ガリウム、タリウム、銀、イ
ンジウムよりなる群から選ばれた元素を亜鉛に合金元素
として添加することにより、水化亜鉛合金の水素過電圧
を高め、防食性を高める効果を有することは先に述べた
通りである。その作用機構について定説はないが、上記
の各添加元素はいづれも水銀との親和力が犬きいため、
これらの添加元素が結晶粒界に存在することにより、粒
界に存在する水銀が添加元素と親和して粒界に固定され
、結晶粒内への拡散が抑止されると考えられる。また、
一般に亜鉛又は亜鉛合金の腐食は結晶粒界から優先的に
進行するが、上記の作用により粒界に水銀が固定される
ことにより、粒界面の水素過電圧が高まり、粒界からの
腐食が効果的に抑制され、少量の水銀で防食を果すこと
ができるものと推定される。以上のように本発明は放電
性能を向上させる添加元素と、防食のための添加元素と
、を添加したことによる相乗効果により低水化率で耐食
性良く１、放電性能にもすぐれた亜鉛負極を実現したも
ので、以下、実施例によシ詳細に説明する。
実施例において明白であるが、その作用機構の解明は不
十分である。推定するに、負極亜鉛中に合金として含ま
れている亜鉛より卑な電位ヲ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、未溶
解の放電生成物の層が５密化して亜鉛表面が不信態化す
る作用を緩和する役割を果すことにより、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
尽す捷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、ガリウム、タリウム、銀、イ
ンジウムよりなる群から選ばれた元素を亜鉛に合金元素
として添加することにより、水化亜鉛合金の水素過電圧
を高め、防食性を高める効果を有することは先に述べた
通りである。その作用機構について定説はないが、上記
の各添加元素はいづれも水銀との親和力が犬きいため、
これらの添加元素が結晶粒界に存在することにより、粒
界に存在する水銀が添加元素と親和して粒界に固定され
、結晶粒内への拡散が抑止されると考えられる。また、
一般に亜鉛又は亜鉛合金の腐食は結晶粒界から優先的に
進行するが、上記の作用により粒界に水銀が固定される
ことにより、粒界面の水素過電圧が高まり、粒界からの
腐食が効果的に抑制され、少量の水銀で防食を果すこと
ができるものと推定される。以上のように本発明は放電
性能を向上させる添加元素と、防食のための添加元素と
、を添加したことによる相乗効果により低水化率で耐食
性良く１、放電性能にもすぐれた亜鉛負極を実現したも
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
マグネシウムのうち少なくともいずれか一種の元素と、
ガリウム、タリウム、銀、インジウムからなる群のうち
一種以上の元素とを添加した各種の合金を作成し、約５
００℃で溶融して圧縮空気によシ噴射して粉体化し、５
０〜１５０メツシユの粒度範囲にフルイ別けした。次い
で１０％濃度のか性カリ水溶液中に上記粉体を投入し、
攪拌しながら所定量の水銀を滴下して水化した。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、ガリウム、タリウム、
銀、インジウム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少なくともいずれか一種の元素と、
ガリウム、タリウム、銀、インジウムからなる群のうち
一種以上の元素とを添加した各種の合金を作成し、約５
００℃で溶融して圧縮空気によシ噴射して粉体化し、５
０〜１５０メツシユの粒度範囲にフルイ別けした。次い
で１０％濃度のか性カリ水溶液中に上記粉体を投入し、
攪拌しながら所定量の水銀を滴下して水化した。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、ガリウム、タリウム、
銀、インジウム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。
マグネシラノ、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、上記と同法で氷化粉末
を作成した。
鉛合金を溶融噴射して粉体化し、上記と同法で氷化粉末
を作成した。
これらの氷化粉末を用い、図に示すボタン形酸化銀電池
を製作した。傍叫図において、１はステンレススチール
環の封目板で、内面には銅メッキ１′が施されている。
を製作した。傍叫図において、１はステンレススチール
環の封目板で、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、このゲル中に水化粉末を分散させた亜鉛負極、３は
セルロース系の保液材、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、
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、正極缶の折シ曲げにより蜜月している。試作
した電池は直径１１．６順、高さ６．４ｒｕｈであシ、
負極の水化粉末の重量を１９３ｍｇに統一した。
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、このゲル中に水化粉末を分散させた亜鉛負極、３は
セルロース系の保液材、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、
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、正極缶の折シ曲げにより蜜月している。試作
した電池は直径１１．６順、高さ６．４ｒｕｈであシ、
負極の水化粉末の重量を１９３ｍｇ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℃、５１ ｏＱ、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。な
お、水銀の添加量（氷化率）゛は亜鉛合金粉に対しいず
れも３％とした。
試験（２０℃、５１ ｏＱ、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。な
お、水銀の添加量（氷化率）゛は亜鉛合金粉に対しいず
れも３％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 Ｃｑ
−ｒ）は、いづれも放電性能が良好で、ガス発生による
電池膨張も少ない。一方従来例のうち、防食のだめの元
素のみを添加した場合（ａ〜ｄ）は電池の膨張は少なく
ガス発生は抑制されているが、６１０Ω負荷という強負
荷放電での持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だめの元素のみを添加し
た場合（ｅ、ｆ）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スによる放
電反応阻害により、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 −ｆの従来の方法では３係の氷
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。
−ｒ）は、いづれも放電性能が良好で、ガス発生による
電池膨張も少ない。一方従来例のうち、防食のだめの元
素のみを添加した場合（ａ〜ｄ）は電池の膨張は少なく
ガス発生は抑制されているが、６１０Ω負荷という強負
荷放電での持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だめの元素のみを添加し
た場合（ｅ、ｆ）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スによる放
電反応阻害により、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 −ｆの従来の方法では３係の氷
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。
一方ｑ −ｒの場合、３％以下の低木化率で保存性、放
電性能にすぐれた実用性の高い亜鉛アルカリ電池が得ら
れている。本発明ｉｄ ａ −ｄの方法とｅ、ｆの方法
との欠点を補完し、それらの相乗効果により極めて効果
的に解決したものである。
電性能にすぐれた実用性の高い亜鉛アルカリ電池が得ら
れている。本発明ｉｄ ａ −ｄの方法とｅ、ｆの方法
との欠点を補完し、それらの相乗効果により極めて効果
的に解決したものである。
発明の効果
以上のように本発明は負極亜鉛の氷化率を低減し一低公
害の亜鉛アルカリ−決定池を得るに極めて効果的である
。
害の亜鉛アルカリ−決定池を得るに極めて効果的である
。
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・
・・・・・保液拐、４・・・・・−セパレータ、６・・
・・・・酸化銀正極、６・・・・・正極缶、５′・・・
・・・正極リング、７・・・・・・ガスケツ）。
銀電池の断面図である。 １・・・・・・封口板、２・・・・・・亜鉛負極、３・
・・・・・保液拐、４・・・・・−セパレータ、６・・
・・・・酸化銀正極、６・・・・・正極缶、５′・・・
・・・正極リング、７・・・・・・ガスケツ）。
Claims (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、ガリウム、タリウム、銀、イ
ンジウムからなる群より選ばれた一種以上の元素とを添
加した汞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。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59030561A JPS60175369A (ja) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | 亜鉛アルカリ一次電池 |
| KR1019850700210A KR890002672B1 (ko) | 1984-02-20 | 1985-02-18 | 아연-알카리 전지 |
| AU39383/85A AU557244B2 (en) | 1984-02-20 | 1985-02-18 | Zinc alkali cell |
| EP85901061A EP0172255B1 (en) | 1984-02-20 | 1985-02-18 | Zinc alkaline battery |
| PCT/JP1985/000066 WO1985003810A1 (en) | 1984-02-20 | 1985-02-18 | Zinc alkali cell |
| US06/935,166 US4735876A (en) | 1984-02-20 | 1985-02-18 | Zinc-alkaline battery |
| BR8505281A BR8505281A (pt) | 1984-02-20 | 1985-02-18 | Bateria de zinco alcalina |
| DE8585901061T DE3567130D1 (en) | 1984-02-20 | 1985-02-18 | Zinc alkaline battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59030561A JPS60175369A (ja) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | 亜鉛アルカリ一次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60175369A true JPS60175369A (ja) | 1985-09-09 |
| JPH0441469B2 JPH0441469B2 (ja) | 1992-07-08 |
Family
ID=12307222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59030561A Granted JPS60175369A (ja) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | 亜鉛アルカリ一次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60175369A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0744887U (ja) * | 1991-04-09 | 1995-11-28 | 久幸 古城 | 三点支持による共振防止インシュレーター |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5325833A (en) * | 1976-08-20 | 1978-03-10 | Seiko Instr & Electronics | Alkaline battery |
-
1984
- 1984-02-20 JP JP59030561A patent/JPS60175369A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5325833A (en) * | 1976-08-20 | 1978-03-10 | Seiko Instr & Electronics | Alkaline battery |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0744887U (ja) * | 1991-04-09 | 1995-11-28 | 久幸 古城 | 三点支持による共振防止インシュレーター |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0441469B2 (ja) | 1992-07-08 |
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