JPS6056367A - アルカリ電池 - Google Patents

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】 この発明は亜鉛粉を負極活物質としたアルカリ電池に関
する。

この種のアルカリ電池において、負極活物質としての亜
鉛粉はその粒子面積が放電反応の進行に伴って減少する
ため、放電末期におい−Ｃ閉路電圧の急激な降下がみら
れる。特に亜鉛粉として流動性にずくれてマヌ秤量など
の秤郡二精度に好結果を与える球状の亜鉛粒子を用いた
ときには、放電反応の進行に伴う粒子表面積の低下が苫
しいため、上記電圧降］がより顕著となる。

この発明者らは、上記問題を克服するための種々の実験
横割を行う過程で、従来用いられたことのない粒子内に
空洞ををする亜鉛粉を負極活物質の少なくとも一部とし
て使用したときには、放電末期での閉路電圧の急激な降
下を抑制できるものであることを知り、この発明をなす
に至った。

ずなわぢ、この発明は、亜鉛粉を負極活物質としたアル
カリ電池において、上記亜鉛粉の少なくとも一部が１′
立子内に空洞を有する亜釘）粉から！よることを特徴と
するアルカリ電池に係るものであり、これによれは放電
初期はもちろんのこと放電末期における閉路電圧特性に
すぐれる工業的イｊ用なアルカリ電池を提供することが
できる。

第１図（５）はこの発明において使用する亜鉛粉の粒子
断面を拡大して示したものであり、亜鉛ｉ′１″ＬＴｉ
″−１の内部には空洞２が存在する。かがる亜鉛粉を負
極活物質として放電反応に供したときには、放電反応の
進行に伴って粒子全体が径小化してくる。

この径小化が図中一点鎖線位置まで進行したときには、
第１図（１３）に示すように、空洞２に通しる開口部３
が生じて空洞２の内部表面も放電反応に関与することと
ｊｉす、そのぶん放電反応面積の増加という好ましい現
象を生しる。そのうえ開口部３から空洞内にアルカリ電
解液が侵入するため、電解液の保持効果にも好結果が得
られる。

第２図の曲線−ａは、上記理由によって、放電末期での
閉路′耐圧特性が著しく改善されたものとなることを示
す後記の実施例の方法で作製したこの発明のボタン型の
酸化銀電池の放電曲線であり、同図中の曲線−１）は粒
子内部に空洞を有しない亜鉛粉を用いて」１記同様にし
て作製した比較用の酸化銀電池の放電曲線を示したもの
である。すなわ仁つ、曲線−１〕では、放電深度７０％
す、上となると閉路電圧が急激に降下しているのに対シ
フ、曲線−ａでは、上記閉路電圧の降下が著しく抑えら
れている。

この発明において使用する粒子内に空洞を有する亜鉛粉
の望洞の大きさとしては、粒子全体中に占める体積割合
が５〜３０％程度であるのがよく、この体積割合か大き
くなりすきろと電気Ｇが低下するおそれがあり好ましく
ない。Ａ−たこの発明では上記空刺化亜鉛粉を用いるこ
とを特徴としているが、負極活物質のすへてか空洞ｆ（
−亜鉛粉である必要は特になく、空洞化亜鉛粉とともに
Ｊ　：ｉ、ｒ内に空洞を有しない亜鉛粉が含まれた仁の
であってもよい。この場合に空洞化亜鉛粉の割合は全体
の３０重Ｍ、Ｌ　ｙ６以上、好適には５０重ｕｋ　’Ａ
：以上であるのがよい。

このような亜鉛粉の粒子形状としては、細長い形状のも
のであってもよいが、流動ｔａを良ぐしてマス秤量なと
の容積かきとりによる秤量１を行う場合の件ｎ：コ精度
を上けるために長軸径／′籏軸径の比が１５以下、特に
好ぽしくは１１ｊジ、下の球状の粒子形状を有−４るも
のが粒子全体の９０中：ｉ’ｉ′：０以上を占めるもの
が好ましい。

」二記球状粒子の場合、細長い形状のものに較へて放電
反応の進行に伴う放電反応面積の低下が著しいため、そ
の内部に空洞を設けることによる前記放電末期での閉路
電圧特性の向上効果がより顕著なものとなる。このよう
な空洞を有する亜鉛粉を少なくとも含む亜鉛粉の粒度と
しては、３４〜２００メソシユの範囲、特に好ましくは
６０〜］００メツシユの範囲にあるのがよい。

この発明の一上記亜鉛粉を製造するには、たとえばアル
カリ水を内填させた回転ドラム内に溶融亜鉛を空気とと
もに強制的に噴霧してドラム壁面に当てながら冷却し粒
状化する方法なとを採用すれはよい。この方法における
粒子の空洞化はまだ明らかでない点が多いものの粒子内
ＢＩＩにとし込められた水分が粒子形成過程で膨張する
ことによっておこるものと考えられ、溶融亜鉛の２＃ｊ
ｊ度、噴霧方法などによってコントロールされる。

つきに、この発明の実施例を記載してより具体的に説明
する。

実施例 １）ｉ」述の方法で製造した内部空／Ｉ１１率（粒子全
体中に占める体積割合）が約２ＯＬ？ｏ、長軸径／短軸
径の比が１２以下で６０〜８０メツシユの粒度を有する
亜鉛Ｉ、＞、子が全体の９０重量％以上を占める亜鉛粉
を、この亜鉛粉１００重量部に対して１０重π部の水銀
を用いてアマルガム化した。このアマルガム化亜鉛粉を
負極剤として第３図に示されるようなボタン型の酸化銀
電池を作製した。

ずなわぢ、まず酸化第−銀ｉ　８５　ｎ４と黒鉛１５７
ｎ９とを５トン／　ｃｒｔＩの圧力で加圧成形して直径
７　ｙ　。

厚み］、　Ｏｍｍの正極剤４をつくり、この正極剤４を
アルカリ電解液の一部が注入された正１仏缶５に挿入し
、この正極剤４」二にセパレータ６および電解液吸収体
７を順次載置した。一方、ｊ’、’、Ｊ　Ｍ＆部に環状
カスケラト８を嵌着させてなる負極缶９に前記負極剤］
０をマス秤量によって５４ｎＬｙ秤量して内填させ、さ
らに残り大半部のアル刀り電解液を加えた。この負極缶
９と前記状態の正極イ］１５とを嵌合し、正極缶５の開
Ｌ１部を内方へ締めイ（１りわん曲させてその内周面を
環状カスケラト８に圧接させて封口することにより、ボ
タン型の酸化銀電池を作製した。

なお、使用した正極缶５は鉄製で表面を二ッヶルメツキ
したものであり、負極缶９は銅−ステンレス鋼−ニッケ
ルクラッド板製である。セパレータ６としＣはセロハン
の両側にグラフトフィルム（架橋低密度ポリエチレンフ
ィルムにツタクリル酸をグラフト重合させたグラフヒフ
１ルム）をラミネートした複合膜を用い、電解液吸収体
７としてはビニコンとレーヨンとの混抄紅を使用した。

さらに、アルカリ電解液として３５重■１ｔ％の水酸化
カリウムの水溶液に酸化亜鉛を溶解させたものを用いた
。この電池の直径（外径）は７．９ｍｍ、高さは３．６
　ｍｍである。

比較例 ６０−Ｂ　Ｏメツシュの粒度を有し、長軸径／短軸径の
比が１０〜１２の範囲にある内部に空洞を有しないほぼ
球状の亜鉛粉を負極活物質とし、これを実施例と同様に
してアマルカム化して負極剤となし、以下実施例と全く
同様にしてホタン型の酸化銀電池を作製した。

上記実施例および比較例の各電池につき、２２１（Ωで
放電させ各放電深度における−”０”Ｃ，１００Ω。

５秒後の閉路電圧を測定した結果は、１」ｕ記′！ＪＩ
Ｊ２図に示されるとおりであった。図中、曲線−２１か
実施例の結果１曲線−１〕が比較例の結果である６゜４
図面のｆｉ′ｉｉ　ｊＪｉ−な説明 第１図ＧＭは・二の発明で用いる亜鉛粉の一例を示す断
面図、第１図０３）は上記亜鉛粉を負（、ｍ活物質とし
て放電反応に関与させたときの放電木１す１に４５ける
亜鉛粉の性状を示す断面図、第２図はこの発明のアルカ
リ電池の放電特性を比較用のアルカリ電池き対比して＝
１＜オ特性図、第３図はこの発明の）′ルカリ電池の一
例を示す断面図である。

１０　負極剤。

特Ｗ１−出顎人　日立マクセル株式会月第２　図 夾＠深度（０／、） 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１＋亜鉛粉を負極活物質としたアルカリ電池において
   、上記亜鉛粉の少なくとも一部が粒子内に空洞を有する
   亜鉛粉からなることを特徴とするアルカリ電池。 （２）用・鉛粉の９０重量％以上か、長軸径／短軸径の
   比が１５以下の球状の亜鉛粒子からなる特許請求の範囲
   第（１）項記載のアルカリ電池。