JPS60236457A - アルカリ電池の亜鉛陰極 - Google Patents
アルカリ電池の亜鉛陰極Info
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- JPS60236457A JPS60236457A JP59094082A JP9408284A JPS60236457A JP S60236457 A JPS60236457 A JP S60236457A JP 59094082 A JP59094082 A JP 59094082A JP 9408284 A JP9408284 A JP 9408284A JP S60236457 A JPS60236457 A JP S60236457A
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- JP
- Japan
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- mercury
- zinc
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- weight
- alkaline battery
- 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
-
- 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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- 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】
（イ）産業上の利用分野
この発明は二酸化マンガンや酸化水銀を陽極活物質とし
、亜鉛を陰極活物質とし、且アルカリ水溶液を電解液と
するアルカリ電池に係り、特に亜鉛陰極の改良に関する
ものである。
、亜鉛を陰極活物質とし、且アルカリ水溶液を電解液と
するアルカリ電池に係り、特に亜鉛陰極の改良に関する
ものである。
（ロ）従来技術
電解液としてアルカリ水溶液を用い、陰極活、物質とし
て亜鉛・を用いる電池系においては、亜鉛がアルカリ電
解液に腐蝕されて溶解し、それに伴って水素ガスを発生
して内部圧の上昇を来たし漏液を引起すという不都合が
ある。この水素ガスの発生は亜鉛自身の水素過電圧が低
いことに起因す、るものであり、その対策として亜鉛を
アマルガム化して用いることが古くから提案されている
。例えば特公昭３３−６０３６号公報によれば実用品と
しては１０％程度の水銀量を使用することが開示されて
いる。
て亜鉛・を用いる電池系においては、亜鉛がアルカリ電
解液に腐蝕されて溶解し、それに伴って水素ガスを発生
して内部圧の上昇を来たし漏液を引起すという不都合が
ある。この水素ガスの発生は亜鉛自身の水素過電圧が低
いことに起因す、るものであり、その対策として亜鉛を
アマルガム化して用いることが古くから提案されている
。例えば特公昭３３−６０３６号公報によれば実用品と
しては１０％程度の水銀量を使用することが開示されて
いる。
かくして、近年に至つ°Ｃは水銀による環境汚染が大き
な社会問題となっており、アルカリ電池においても水銀
の使用型の低減化について鋭意検討されている。
な社会問題となっており、アルカリ電池においても水銀
の使用型の低減化について鋭意検討されている。
（ハ）発明の目的
この発明の目的の１つは亜鉛の水素過電圧を引＋１
上げる効果を有するインジウム、鉛、ガリウム、タリウ
ム及びカドミウムの群から選ばれた金属の一種又は二種
以上の金属を巧みに利用して亜鉛陰極に使用する水銀量
を低減し、かつ在来の多量の水銀を使用する亜鉛陰極と
同等若しくはそれ以上に水素ガス発生を抑制しうる亜鉛
陰極を提供することにある。
ム及びカドミウムの群から選ばれた金属の一種又は二種
以上の金属を巧みに利用して亜鉛陰極に使用する水銀量
を低減し、かつ在来の多量の水銀を使用する亜鉛陰極と
同等若しくはそれ以上に水素ガス発生を抑制しうる亜鉛
陰極を提供することにある。
更にこの発明のもう一つの目的は亜鉛活物質に含有する
水銀量を亜鉛と合金化される水銀と、亜鉛−水銀合金粉
末の表面にアマルガム化される水銀とに分割使用し、ア
マルガム化される水銀によ。
水銀量を亜鉛と合金化される水銀と、亜鉛−水銀合金粉
末の表面にアマルガム化される水銀とに分割使用し、ア
マルガム化される水銀によ。
つて亜鉛〜水銀合金粉末の表面に付着させる前記金属、
即ちインジウム、鉛、ガリウム、タリウム及びカドミウ
ムの群から選ばれた金属の一種又は二種以上の金属が電
池放電時に電解液中に溶解し活物質からＩＩＩＩ脱する
のを抑制させることにより、長期に亘り水素ガス発生抑
制効果に優れた亜鉛陰極を提供することにある。
即ちインジウム、鉛、ガリウム、タリウム及びカドミウ
ムの群から選ばれた金属の一種又は二種以上の金属が電
池放電時に電解液中に溶解し活物質からＩＩＩＩ脱する
のを抑制させることにより、長期に亘り水素ガス発生抑
制効果に優れた亜鉛陰極を提供することにある。
（ニ）゛発明の構成
この発明は上記目的を達成すべくなされたものにして、
その要旨とするところは水銀で合金化した水銀−亜鉛合
金粉末の表面にインジウム１．鉛、ガリウム、タリウム
及びカドミウムの群から選ばれた金属の−・種又は二Ｉ
Ｉ以上の金属を付着させると共に該付着金属表面及び前
記粉末の残存露出表面を水銀でアマルガム化され、かつ
合金及びアマルガム化に用いる水銀量が亜鉛に対し約５
重傷％以下であるものを活物質として用いることを特徴
とするアルカリ電池の亜鉛陰極にある。
その要旨とするところは水銀で合金化した水銀−亜鉛合
金粉末の表面にインジウム１．鉛、ガリウム、タリウム
及びカドミウムの群から選ばれた金属の−・種又は二Ｉ
Ｉ以上の金属を付着させると共に該付着金属表面及び前
記粉末の残存露出表面を水銀でアマルガム化され、かつ
合金及びアマルガム化に用いる水銀量が亜鉛に対し約５
重傷％以下であるものを活物質として用いることを特徴
とするアルカリ電池の亜鉛陰極にある。
この発明における亜鉛陰極の活物質に用いる総水銀量は
、亜鉛に対して約５．０重量％以下で、下限は約０．５
重量％であり、好ましい範囲は約・１．０〜３．０重量
％である。
、亜鉛に対して約５．０重量％以下で、下限は約０．５
重量％であり、好ましい範囲は約・１．０〜３．０重量
％である。
なお、インジウム、鉛、ガリウム、タリウム及びカドミ
ウムの群から選ばれた金属の一種又は二種以上の金属を
先に付着した優に水銀でアマルガム化するのが好ましい
。
ウムの群から選ばれた金属の一種又は二種以上の金属を
先に付着した優に水銀でアマルガム化するのが好ましい
。
（ホ）実施例
以下この発明の実施例について詳述する。
亜鉛活物質に対して総水銀量をそれぞれ０．５重量％、
２．０重量％及び５．０重量％の場合を例にとり、かつ
合金化のための水銀量とアマルガム化のための水銀量と
を１／２づつ使用した。
２．０重量％及び５．０重量％の場合を例にとり、かつ
合金化のための水銀量とアマルガム化のための水銀量と
を１／２づつ使用した。
まず、溶融亜鉛中に亜鉛量に対してそれぞれ０．２５重
量％、１．０重量％及び２．５重量％の争の液体水銀を
投入して合金化したのち冷却雰囲気中に噴出させ、つい
で乾燥して５０〜３００メツシュ程度のフレーク状の水
銀−亜鉛合金粉末を得る。
量％、１．０重量％及び２．５重量％の争の液体水銀を
投入して合金化したのち冷却雰囲気中に噴出させ、つい
で乾燥して５０〜３００メツシュ程度のフレーク状の水
銀−亜鉛合金粉末を得る。
次に上記の各種水銀濃度の水銀−亜鉛合金粉末１ ｋａ
に対し、純水を１〜２Ｑ加え撹拌・分散させた後、分散
液中に亜鉛に対してインジウム重傷が“０．１重鎖％と
なる量の塩化インジウム（Ｉｎｃ１３）を加えることに
より低濃度の水銀−亜鉛合金粉末の表面にインジウムを
付着させる。
に対し、純水を１〜２Ｑ加え撹拌・分散させた後、分散
液中に亜鉛に対してインジウム重傷が“０．１重鎖％と
なる量の塩化インジウム（Ｉｎｃ１３）を加えることに
より低濃度の水銀−亜鉛合金粉末の表面にインジウムを
付着させる。
その後、表面にインジウムを付着させた各種水銀濃度の
水銀−亜鉛合金粉末を、液状水銀が亜鉛量に対してそれ
ぞれ０．２５重量％、１．０重量％及び２．５重量％を
投入されたアルカリ電解液（３５〜４０％濃度の水酸化
カリウム水溶液）に分散し、取出し乾燥してインジウム
表面及び水銀−便船合金粉末の残存′露出表面を微１の
水銀でアマルガム化する活物質を得る。なお、付着金属
として鉛、ガリウム、グリラム及びカドミウムを用いる
場合には硝酸鉛、硝酸ガリウム、硝酸タリウム及び硝酸
カドミウムのような硝！ｔｊＪＨの形態で所定重量加え
ればよく、又立＠以上の金属を付＠させる場合には上記
金属塩を順次加えるかあるいは上記金属塩の複数を混合
して加え□ればよい。
水銀−亜鉛合金粉末を、液状水銀が亜鉛量に対してそれ
ぞれ０．２５重量％、１．０重量％及び２．５重量％を
投入されたアルカリ電解液（３５〜４０％濃度の水酸化
カリウム水溶液）に分散し、取出し乾燥してインジウム
表面及び水銀−便船合金粉末の残存′露出表面を微１の
水銀でアマルガム化する活物質を得る。なお、付着金属
として鉛、ガリウム、グリラム及びカドミウムを用いる
場合には硝酸鉛、硝酸ガリウム、硝酸タリウム及び硝酸
カドミウムのような硝！ｔｊＪＨの形態で所定重量加え
ればよく、又立＠以上の金属を付＠させる場合には上記
金属塩を順次加えるかあるいは上記金属塩の複数を混合
して加え□ればよい。
以下にこの発明の効果を測定結果によって示す。
下表は総水銀量を０．５重量％から５．０重量％まで変
化させ、かつ付着金属の種類及び重量％を変化させた時
のガス発生ｔ （ｃｃｌｏ ）を示す。
化させ、かつ付着金属の種類及び重量％を変化させた時
のガス発生ｔ （ｃｃｌｏ ）を示す。
なお比較のため、水銀１重量％含有の水銀−亜鉛合金の
ガス発生量はＱ、ｏｓｃｃ ／（Ｊであり、上表におけ
るこの発明による陰極活物質に比してガス発生量が大で
あることがわかる。
ガス発生量はＱ、ｏｓｃｃ ／（Ｊであり、上表におけ
るこの発明による陰極活物質に比してガス発生量が大で
あることがわかる。
又、ガス発生口の測定は測定試料５ｇを３５〜４０％濃
度の水酸化カリウム水溶液中に投入し、６０℃で２４時
間放社した後のガス発生量を測定した。
度の水酸化カリウム水溶液中に投入し、６０℃で２４時
間放社した後のガス発生量を測定した。
上表から明らかなように活物質に使用する水銀量として
は亜鉛に対して２．０重量％及び５．０重畿％を加えた
場合のガス発生量がほとんど遜色のないことから見て、
より水銀量を低減する意図から亜鉛に対して １．０重
鎖％から３．０重量％の範囲が特に好ましい量と言える
。
は亜鉛に対して２．０重量％及び５．０重畿％を加えた
場合のガス発生量がほとんど遜色のないことから見て、
より水銀量を低減する意図から亜鉛に対して １．０重
鎖％から３．０重量％の範囲が特に好ましい量と言える
。
（へ）発明の効果
この発明によれば、亜鉛活物質に対する水銀の使用量を
約半量以下で所望の目的が達せられる。
約半量以下で所望の目的が達せられる。
すなわち、水銀の使用量を亜鉛に対して５重量％以下と
しながら、その一部を亜鉛との合金とすることにより、
電池放電に伴いアルカリ電解液が亜鉛粉末表面から内部
に浸入した際、亜鉛内部の水銀が水素発生電位（水素過
電圧）を引上げることにより水素ガス発生の抑制に寄与
する。さらに、電池の未放電時にアルカリ電解液と亜鉛
粉末の表面との接触による水素ガス発生は、少量のイン
ジウムその伯の金属を亜鉛粉末表面に付着さすことによ
り防止させている。加えて、インジウムその他の金属の
亜鉛粉末との結合力は、水銀に比して弱いが、残りの水
銀を水銀−亜鉛合金の上記金属の付着面及び／又は残存
露出表面にアマルガム化して用いるので、水銀−亜鉛合
金のアルカリ電解液への溶解（溶解による水素ガス発生
）を防止するよう働く。これらの構成と作用機序により
、総水銀使用量が少量であるにもかかわらず、従来量を
用いたと同等ないしそれ以上の効果がもたらされ、工業
上極めて有用な技術効果となる。
しながら、その一部を亜鉛との合金とすることにより、
電池放電に伴いアルカリ電解液が亜鉛粉末表面から内部
に浸入した際、亜鉛内部の水銀が水素発生電位（水素過
電圧）を引上げることにより水素ガス発生の抑制に寄与
する。さらに、電池の未放電時にアルカリ電解液と亜鉛
粉末の表面との接触による水素ガス発生は、少量のイン
ジウムその伯の金属を亜鉛粉末表面に付着さすことによ
り防止させている。加えて、インジウムその他の金属の
亜鉛粉末との結合力は、水銀に比して弱いが、残りの水
銀を水銀−亜鉛合金の上記金属の付着面及び／又は残存
露出表面にアマルガム化して用いるので、水銀−亜鉛合
金のアルカリ電解液への溶解（溶解による水素ガス発生
）を防止するよう働く。これらの構成と作用機序により
、総水銀使用量が少量であるにもかかわらず、従来量を
用いたと同等ないしそれ以上の効果がもたらされ、工業
上極めて有用な技術効果となる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、水銀で合金化した水銀−亜鉛合金ｐ末の表面にイン
ジウム、鉛、ガリウム、タリ、ウム及びカドミウムの群
から選ばれた金属の一種又は二種以上の金属を付着され
ると共に該付着金属表面及び前記粉末の残存露出表面を
水銀でアマルガム化され、その際、合金化及び・アマル
ガム化に用いる水。 銀壷が亜鉛に対し約５重量％以下の低濃度である物質を
活物質として用いることを特徴とするアルカリ電池の亜
鉛陰極。 ２、アマルガム化に用いる水銀量が合金に用いる水銀量
と同量もしくはそれ以下である特許請求の範囲第１項記
載のアルカリ電池の亜鉛陰極。 ３、付着さす金属の量が、水銀−亜鉛合金粉末３の亜鉛
に対して約ｏ、ｏｏｓ〜１．５重最％用いられている特
許請求の範囲第１項記載のアルカリ電池の亜鉛陰極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59094082A JPS60236457A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | アルカリ電池の亜鉛陰極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59094082A JPS60236457A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | アルカリ電池の亜鉛陰極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60236457A true JPS60236457A (ja) | 1985-11-25 |
Family
ID=14100553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59094082A Pending JPS60236457A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | アルカリ電池の亜鉛陰極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60236457A (ja) |
-
1984
- 1984-05-10 JP JP59094082A patent/JPS60236457A/ja active Pending
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