JPS60262354A - 水銀無添加アルカリ電池の負極用亜鉛合金粉末 - Google Patents
水銀無添加アルカリ電池の負極用亜鉛合金粉末Info
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- JPS60262354A JPS60262354A JP59115482A JP11548284A JPS60262354A JP S60262354 A JPS60262354 A JP S60262354A JP 59115482 A JP59115482 A JP 59115482A JP 11548284 A JP11548284 A JP 11548284A JP S60262354 A JPS60262354 A JP S60262354A
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- zinc alloy
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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
-
- 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】
「発明の技術分野]
本発明は水銀無添加アルカリ電池の負極に用いるrui
鉛合金粉末に関し、更に詳しくは、放電前及び放IM、
後の貯蔵中における水素ガスの発生を抑制するに有効な
亜鉛合金粉末に関する。
鉛合金粉末に関し、更に詳しくは、放電前及び放IM、
後の貯蔵中における水素ガスの発生を抑制するに有効な
亜鉛合金粉末に関する。
[発明の技術的背景とその問題点]。
醇化骨箱が溶解している苛性アルカリ水溶液を電解液と
するアルカリ°上池の負極には、高純度の亜鉛を溶融噴
霧して製造した亜鉛粉末に数乗量%(−の水銀を配合し
たものが使用されている。これは、負極が亜鉛粉末だけ
であった場合には、亜鉛はその電気化学的電位が極めて
卑であることにより、該亜鉛粉末と電解液との接触界面
では亜鉛の溶解に伴って水素ガスを発生し電池内圧がE
昇するという1覧態を防止するためである。
するアルカリ°上池の負極には、高純度の亜鉛を溶融噴
霧して製造した亜鉛粉末に数乗量%(−の水銀を配合し
たものが使用されている。これは、負極が亜鉛粉末だけ
であった場合には、亜鉛はその電気化学的電位が極めて
卑であることにより、該亜鉛粉末と電解液との接触界面
では亜鉛の溶解に伴って水素ガスを発生し電池内圧がE
昇するという1覧態を防止するためである。
しかしながら、水銀は有害な物質であるため、最近では
水銀を添加しなくても水素ガスの発生を抑制できる負極
材料の研究が進められている。
水銀を添加しなくても水素ガスの発生を抑制できる負極
材料の研究が進められている。
そのような負極の材料として、111(鉛と鉛、更には
インジウム、カリウムを所定の割合で配合した水銀無添
加亜鉛合金の粉末が開発され使用されるようになってき
ている。 □ この亜鉛合金粉末は、通常、電解法を適用して製造した
高純度の亜鉛に、鉛等の他の成分を所定♀添加し、全体
を溶融して合金化し、ついでこの合金を溶融噴霧して所
定粒径の粉末にするという方法で製造されでいる。
インジウム、カリウムを所定の割合で配合した水銀無添
加亜鉛合金の粉末が開発され使用されるようになってき
ている。 □ この亜鉛合金粉末は、通常、電解法を適用して製造した
高純度の亜鉛に、鉛等の他の成分を所定♀添加し、全体
を溶融して合金化し、ついでこの合金を溶融噴霧して所
定粒径の粉末にするという方法で製造されでいる。
しかしなから、この製造法の場合、添加する成分、とり
わけ鉛か亜鉛と均一・に分散して合金化せず/+1られ
た合金の中に鉛か部分的に偏在するという問題を生して
いる。すなわち、鉛の含有量が全体どしては適、+I:
(dlであったとしても、部分的又はミクロな視野で
観察したとき、鉛の含有量がば6ついているということ
である。
わけ鉛か亜鉛と均一・に分散して合金化せず/+1られ
た合金の中に鉛か部分的に偏在するという問題を生して
いる。すなわち、鉛の含有量が全体どしては適、+I:
(dlであったとしても、部分的又はミクロな視野で
観察したとき、鉛の含有量がば6ついているということ
である。
このような状態の場合には、その鉛含有の亜鉛合金粉末
は水素カス発生にたいする抑制効果が減殺され5その結
果、電池内圧の上97を招くことになる。
は水素カス発生にたいする抑制効果が減殺され5その結
果、電池内圧の上97を招くことになる。
し7たかって、lう業者間にあっては、ト記したような
成分、とりわけ鉛か加鉛と均一に合金化しており、ある
設e’r1された含イf星における部分的なばつつきか
小さい負極用の11F鉛合金粉末への費望は極めて弾い
。
成分、とりわけ鉛か加鉛と均一に合金化しており、ある
設e’r1された含イf星における部分的なばつつきか
小さい負極用の11F鉛合金粉末への費望は極めて弾い
。
r発明の目的コ
本発明は、上記要望に応え、鉛の設定含有殖に(□ お
。I Zl +i eっ、ヵ14、。<、L、f:−ヵ
、9ア、□ヵ、8発生の抑制効果が大きい水銀無添加ア
ルカリ電池の負極用亜鉛合金粉末の提供を目的とする。
。I Zl +i eっ、ヵ14、。<、L、f:−ヵ
、9ア、□ヵ、8発生の抑制効果が大きい水銀無添加ア
ルカリ電池の負極用亜鉛合金粉末の提供を目的とする。
[発明のJ!要]
本発明の亜鉛合金粉末は、鉛の含有が、が0.01〜0
.1θ屯量%であって、その範囲内の鉛の設定含有♀−
における最大値と最小値との差が0.002重量%であ
ることを特徴とする。
.1θ屯量%であって、その範囲内の鉛の設定含有♀−
における最大値と最小値との差が0.002重量%であ
ることを特徴とする。
鉛の含有量が亜鉛合金全体にだいし0.01i量%未溝
の場合には、水素ガス発生にたいする抑制効果が不充分
であり、また、0,10重量%を超えると、電池での重
負荷特性や利用率が悪くなる等の不都合が生ずるように
なる。本発明にあっては、0.03〜0 、08 屯ψ
%が好ましく、更に好ましくは005〜0.08平量%
である。
の場合には、水素ガス発生にたいする抑制効果が不充分
であり、また、0,10重量%を超えると、電池での重
負荷特性や利用率が悪くなる等の不都合が生ずるように
なる。本発明にあっては、0.03〜0 、08 屯ψ
%が好ましく、更に好ましくは005〜0.08平量%
である。
1記した範囲内における鉛の設′Al含イイh;、のば
らつきは、その最大イf(と最小値との差が0.002
Φ、9%であることが必要である。このばらつき範囲を
逸脱して鉛が偏在する場合には、鉛の含有量が全体とし
て適IF、な設定値であったとしても、結局は、水素カ
ス発生の抑制能が小さくなる。
らつきは、その最大イf(と最小値との差が0.002
Φ、9%であることが必要である。このばらつき範囲を
逸脱して鉛が偏在する場合には、鉛の含有量が全体とし
て適IF、な設定値であったとしても、結局は、水素カ
ス発生の抑制能が小さくなる。
本発明の亜鉛合金粉末に、更に、インジウム。
カリウムのいずれか一方又は両方を含有せしめると、水
2もカス発生の抑制効果を高めるので有用である。この
とき、インジウムの含有l辻は亜鉛合金の仝![1にだ
いし 0.005〜0.05東6t%に相当する;I(
、カリウムの含有量は0.O1〜0.10重量%シこ相
当するjIYであることか好ましい。
2もカス発生の抑制効果を高めるので有用である。この
とき、インジウムの含有l辻は亜鉛合金の仝![1にだ
いし 0.005〜0.05東6t%に相当する;I(
、カリウムの含有量は0.O1〜0.10重量%シこ相
当するjIYであることか好ましい。
本発明のIII(鉛合金粉末は次のようにして製造する
ことかできる。
ことかできる。
まず、目的とする1Jlj鉛合金の各成分を含む電解液
を廷浴する。例えば、硫酸浴が通常であるが、鉛か硫酸
鉛となって溶解しないため塩耐塩浴が好ましく、例えば
堪化能鉛のような亜鉛源;塩化鉛のような鉛源、 IJ
3化インジウムのようなインシラ1、J:i ; 塩化
カリウムのようなカリウム源を含有する所)jテ濃度の
電解液を調製する。各成分源の種類、濃度は目的合金の
組成によって適宜に選定される。
を廷浴する。例えば、硫酸浴が通常であるが、鉛か硫酸
鉛となって溶解しないため塩耐塩浴が好ましく、例えば
堪化能鉛のような亜鉛源;塩化鉛のような鉛源、 IJ
3化インジウムのようなインシラ1、J:i ; 塩化
カリウムのようなカリウム源を含有する所)jテ濃度の
電解液を調製する。各成分源の種類、濃度は目的合金の
組成によって適宜に選定される。
ついで、浴温を適正に保持し、所定の電流密度で゛lI
i、気分#1.て陰極にに記した各成分を電着させる。
i、気分#1.て陰極にに記した各成分を電着させる。
陽極には通常炭素極が、陰極にはアルミニウム極か用い
られる。浴)品、fi電流密度は、各成分の種類、濃度
¥によって変化するので一義的には定められない。この
電着処理により、各成分は極めて均一に混合した状態で
陰極表面に電着することになる。
られる。浴)品、fi電流密度は、各成分の種類、濃度
¥によって変化するので一義的には定められない。この
電着処理により、各成分は極めて均一に混合した状態で
陰極表面に電着することになる。
この電着物を陰極から寄せ集め、この集積物を溶融噴霧
して粉末化する。この操作においては、例えば次のよう
な方法が適用される。すなわち、集積物を例えば高純度
黒鉛るつぼのような容器にいれて溶融し、容器から融液
を波山させながらこれに例えば酸素フリーの加圧気体を
吹きあてて噴霧し冷却するという方法である。このとき
め操作条件は、粉末の目的粒径との関係で適宜に選定さ
れる。粒径としては、 105〜5θ0ルmが好ましい
。
して粉末化する。この操作においては、例えば次のよう
な方法が適用される。すなわち、集積物を例えば高純度
黒鉛るつぼのような容器にいれて溶融し、容器から融液
を波山させながらこれに例えば酸素フリーの加圧気体を
吹きあてて噴霧し冷却するという方法である。このとき
め操作条件は、粉末の目的粒径との関係で適宜に選定さ
れる。粒径としては、 105〜5θ0ルmが好ましい
。
しかし、溶融噴霧の方法はに記の方法例に限られるもの
ではなく、不活性カス中での高圧ガス吹イ・jlノ、の
ような方法も適用「if能である。
ではなく、不活性カス中での高圧ガス吹イ・jlノ、の
ような方法も適用「if能である。
1発明の実施例]
実施例1〜3
(1)加鉛合金粉末の調製
第1表に乃\した浴組成の電解液3種類を建浴した。゛
第1表
これら3種類の電解液を、陽極を炭素、陰極をアルミニ
ウムにして、浴温35°C1電流密度5A/di’の条
件ドで電気分解した。アルミ極1に電着物が得られた。
ウムにして、浴温35°C1電流密度5A/di’の条
件ドで電気分解した。アルミ極1に電着物が得られた。
なお、電流密度は2〜60A/dm2の範囲で浴温、液
濃度により適宜変更できる。
濃度により適宜変更できる。
11 この電着物をそれぞれ注意深くかき集め、それぞ
れの集積ケーキを流出孔直径3.8am 、噴霧圧力1
.1kg/cm” 、溶融亜鉛温度500℃という条件
下で溶融噴霧した。粒径105〜500gmのものが全
体の78%を占める球形の粉末が得られた。
れの集積ケーキを流出孔直径3.8am 、噴霧圧力1
.1kg/cm” 、溶融亜鉛温度500℃という条件
下で溶融噴霧した。粒径105〜500gmのものが全
体の78%を占める球形の粉末が得られた。
なお、比較のために、高純度亜鉛(純度H,99%)に
同しく高純度の鉛、インジウム、ガリウム(いずれも純
度911.99%)を、実施例1〜3に対応させてそれ
ぞれ添加し、各混合粉末を常法にしたかって溶融して合
金化し、同一の条件下で溶融噴霧処理を施して3種類の
粉末を調製した。
同しく高純度の鉛、インジウム、ガリウム(いずれも純
度911.99%)を、実施例1〜3に対応させてそれ
ぞれ添加し、各混合粉末を常法にしたかって溶融して合
金化し、同一の条件下で溶融噴霧処理を施して3種類の
粉末を調製した。
(2)鉛の含有量及びそのばらつきの測定各種類の粉末
につき、ランダムに5点、各ロッ) 1hgをJLiL
Lそれぞれにつき鉛の含有量を化学分析した。その結果
を一括して第2表に示した。
につき、ランダムに5点、各ロッ) 1hgをJLiL
Lそれぞれにつき鉛の含有量を化学分析した。その結果
を一括して第2表に示した。
なお、ばらつきは最大イダオと最小値との差である。
第2表
(3)水、もカス発生部の測定
粒度を 105〜5oog=に揃えたに記の各亜鉛合金
粉末と、醸化亜鉛を溶解した40重量%の水酸化カリウ
ム水溶液の電解液と、ポリアクリル酸ソータのケル化剤
とを混合してゲル状の負極合剤を調製した。−5二酸化
マンカンに導電材としての黒鉛を77シ合して成る正極
合剤を調製し、常法に従ってLRe型のマンガンアルカ
リ電池を組立てた。
粉末と、醸化亜鉛を溶解した40重量%の水酸化カリウ
ム水溶液の電解液と、ポリアクリル酸ソータのケル化剤
とを混合してゲル状の負極合剤を調製した。−5二酸化
マンカンに導電材としての黒鉛を77シ合して成る正極
合剤を調製し、常法に従ってLRe型のマンガンアルカ
リ電池を組立てた。
各種類の電池40個につき、未放電のものと負荷10Ω
を接続して5時間放電したものを温度60℃で貯蔵した
。
を接続して5時間放電したものを温度60℃で貯蔵した
。
10LI 、 20+、1 、301:lと11数経過
のたびに電池内で発生した水素ガスi(mJlj)を測
定した。その乎均値(Y)と最大値と最小値との差(R
)を第3表に示した。
のたびに電池内で発生した水素ガスi(mJlj)を測
定した。その乎均値(Y)と最大値と最小値との差(R
)を第3表に示した。
第3表
つきに、水素カス発生量にたいする鉛の含有量Vひ、イ
ンンウム、カリウムあ含イf量のW’Rを調へた。
ンンウム、カリウムあ含イf量のW’Rを調へた。
実施例1〜3において、電解液における塩化’jW +
’i2化インジウム JJ4化カリウムの濃度を変え
て、鉛とインシウト、鉛とカリウムを含有する亜11)
合くt粉末を製造した。これらの亜鉛合金粉末5、f)
Bを、酸化亜鉛を溶解した40重量%濃度の水酪化カリ
ウム水溶液 10mu中に投入し、45℃で511間放
置した。そのときに発生した水素カスi、)、 (μ父
)をfllll定した。その発生量を亜鉛合金中の鉛と
イノジウム、ガリウムとの関係として第4表に小した。
’i2化インジウム JJ4化カリウムの濃度を変え
て、鉛とインシウト、鉛とカリウムを含有する亜11)
合くt粉末を製造した。これらの亜鉛合金粉末5、f)
Bを、酸化亜鉛を溶解した40重量%濃度の水酪化カリ
ウム水溶液 10mu中に投入し、45℃で511間放
置した。そのときに発生した水素カスi、)、 (μ父
)をfllll定した。その発生量を亜鉛合金中の鉛と
イノジウム、ガリウムとの関係として第4表に小した。
第4表
[発明の効果]
以りの説明で明らかなように、本発明の亜鉛合金粉末は
、・t・鉛の含右破のばらつきが、従来のものにくらべ
て1桁小さく、非常に均一に亜鉛に分散しでいる(第2
表のデータ)、・、2)そのため、アルカリ′上池の負
極として用いた場合、電池が未成’lfi: 、放電後
であることとは無関係に、長期の貯蔵においても、水素
カスの発生層か少ない(第3表のデータ〕、3・しかも
、インジウム、ガリウムを同時にそれぞれ0.005〜
0.05爪量%、 0.01〜0.lO東1鋒%含右せ
しめたものは水素ガス発生量が更に少なくなる(第4表
のデータのうち2重枠のもの)なとの効果を奏し、水銀
無添加アルカリ電池の負極材木・)としてそのL業的価
値は極めて大である。
、・t・鉛の含右破のばらつきが、従来のものにくらべ
て1桁小さく、非常に均一に亜鉛に分散しでいる(第2
表のデータ)、・、2)そのため、アルカリ′上池の負
極として用いた場合、電池が未成’lfi: 、放電後
であることとは無関係に、長期の貯蔵においても、水素
カスの発生層か少ない(第3表のデータ〕、3・しかも
、インジウム、ガリウムを同時にそれぞれ0.005〜
0.05爪量%、 0.01〜0.lO東1鋒%含右せ
しめたものは水素ガス発生量が更に少なくなる(第4表
のデータのうち2重枠のもの)なとの効果を奏し、水銀
無添加アルカリ電池の負極材木・)としてそのL業的価
値は極めて大である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 鉛の含右早か0.O1〜0.10重量%であって
、その範囲内における鉛の含有)の最大値と最小値の幅
がO’、OO:)iT<ff1%であることを特徴とす
る水銀:l!!!添加アルカリ電池の負極用亜鉛合金粉
末。 2 更に、 0.005〜0.05重量%量のインジウ
ム又は/及び0.01〜0.IO利量%量のガリウムを
含有して成る特許請求の範囲第1項記載の亜鉛合金粉末
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59115482A JPS60262354A (ja) | 1984-06-07 | 1984-06-07 | 水銀無添加アルカリ電池の負極用亜鉛合金粉末 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59115482A JPS60262354A (ja) | 1984-06-07 | 1984-06-07 | 水銀無添加アルカリ電池の負極用亜鉛合金粉末 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60262354A true JPS60262354A (ja) | 1985-12-25 |
Family
ID=14663608
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59115482A Pending JPS60262354A (ja) | 1984-06-07 | 1984-06-07 | 水銀無添加アルカリ電池の負極用亜鉛合金粉末 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60262354A (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 |
-
1984
- 1984-06-07 JP JP59115482A patent/JPS60262354A/ja active Pending
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 |
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