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

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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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JP
Japan
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lead
content
alloy powder
zinc alloy
mercury
Prior art date
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Pending
Application number
JP59115482A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuo Furushima
古嶋 和夫
Hirokimi Teraoka
浩仁 寺岡
Kojiro Miyasaka
宮坂 幸次郎
Kazumasa Yoshida
和正 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Battery Co Ltd filed Critical Toshiba Battery Co Ltd
Priority to JP59115482A priority Critical patent/JPS60262354A/ja
Publication of JPS60262354A publication Critical patent/JPS60262354A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/42Alloys based on zinc
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy 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。

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。
[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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
[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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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
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。
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。
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。
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。

Claims (1)

  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
JP59115482A 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 Pending JPS60262354A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6284410B1 (en) 1997-08-01 2001-09-04 Duracell Inc. Zinc electrode particle form

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6284410B1 (en) 1997-08-01 2001-09-04 Duracell Inc. Zinc electrode particle form

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