JPS61131363A - アルカリ電池 - Google Patents
アルカリ電池Info
- Publication number
- JPS61131363A JPS61131363A JP59251381A JP25138184A JPS61131363A JP S61131363 A JPS61131363 A JP S61131363A JP 59251381 A JP59251381 A JP 59251381A JP 25138184 A JP25138184 A JP 25138184A JP S61131363 A JPS61131363 A JP S61131363A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- negative electrode
- powder
- zinc powder
- hardening
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- 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】
〈産業上の利用分野〉
この発明はアルカリ電池に関し、詳しくは、負極活物質
として用いる亜鉛粉末または亜鉛合金粉末における結晶
の歪みをなくすことで保存中及び放電中におけるガス発
生を抑制してその貯蔵性能の向上を図った低汞化ないし
烈汞化のアルカリ電池に圓するものである。
として用いる亜鉛粉末または亜鉛合金粉末における結晶
の歪みをなくすことで保存中及び放電中におけるガス発
生を抑制してその貯蔵性能の向上を図った低汞化ないし
烈汞化のアルカリ電池に圓するものである。
〈従来の技術〉
ボタン型アルカリ電池や筒型アルカリ電池等として知ら
れているアルカリ電池では、ai、$4i度4の亜鉛を
噴霧法などの方法によって亜鉛粉末とし、こうして得た
亜鉛粉末を負極活物質としてカルボキシメチルセルロー
ス等のゲル化剤とアルカリ電解液とによってゲル状に分
散させて負極となし、この負極をポリプロピレン不織布
等でできたセパレータを介して二酸化マンガンや酸化銀
等を主成分とする正極合剤に対向せしめた構成が一般的
に採られている。そして以上のように亜鉛粉末を主成分
とするゲル状負極を使用するが故に、負極として亜鉛缶
を用いるマンガン乾電池に較べて、負極における!II
!鉛表面積が格段に増大してその放電特性が向上し、特
に高負荷連続放電に優れる等の長所があることは周知の
通りである。しかしこの反面、亜鉛表面積増大分だけ亜
鉛が腐食される度合が大きくなり、その際発生する水素
ガスによって電池内圧が許容値以上に高まって漏液する
ため、電池の貯蔵特性が低下するという欠点がある。こ
のような亜鉛の腐食を防ぐため、現用のアルカリ電池に
あっては、亜鉛粉末に5〜1o重量%程度の割合で水銀
による汞化処理を行なうことで亜鉛粉末表面に汞化層を
形成してその水素過電圧を高め、これによって亜鉛粉末
の防蝕化及び水素ガス発生の抑制を図る方法が実用化さ
れている。
れているアルカリ電池では、ai、$4i度4の亜鉛を
噴霧法などの方法によって亜鉛粉末とし、こうして得た
亜鉛粉末を負極活物質としてカルボキシメチルセルロー
ス等のゲル化剤とアルカリ電解液とによってゲル状に分
散させて負極となし、この負極をポリプロピレン不織布
等でできたセパレータを介して二酸化マンガンや酸化銀
等を主成分とする正極合剤に対向せしめた構成が一般的
に採られている。そして以上のように亜鉛粉末を主成分
とするゲル状負極を使用するが故に、負極として亜鉛缶
を用いるマンガン乾電池に較べて、負極における!II
!鉛表面積が格段に増大してその放電特性が向上し、特
に高負荷連続放電に優れる等の長所があることは周知の
通りである。しかしこの反面、亜鉛表面積増大分だけ亜
鉛が腐食される度合が大きくなり、その際発生する水素
ガスによって電池内圧が許容値以上に高まって漏液する
ため、電池の貯蔵特性が低下するという欠点がある。こ
のような亜鉛の腐食を防ぐため、現用のアルカリ電池に
あっては、亜鉛粉末に5〜1o重量%程度の割合で水銀
による汞化処理を行なうことで亜鉛粉末表面に汞化層を
形成してその水素過電圧を高め、これによって亜鉛粉末
の防蝕化及び水素ガス発生の抑制を図る方法が実用化さ
れている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
ところで近年、人体に極めて有害である水銀を使用する
ことによる作業衛生上の問題、あるいは、廃棄処分され
た使用済電池から土壌中に水銀が流出したり、電池焼却
時に大気中に放出される水銀蒸気によって、土壌や大気
が汚染されるという公害問題が起き、水銀の低汞化ない
し無汞化が大きくクローズアップされてきている。この
ため、亜鉛粉末に添加あるいは付着した場合に水素過電
圧を高める働きをするインジウム、ガリウム、鉛、カド
ミウム、タリウム。
ことによる作業衛生上の問題、あるいは、廃棄処分され
た使用済電池から土壌中に水銀が流出したり、電池焼却
時に大気中に放出される水銀蒸気によって、土壌や大気
が汚染されるという公害問題が起き、水銀の低汞化ない
し無汞化が大きくクローズアップされてきている。この
ため、亜鉛粉末に添加あるいは付着した場合に水素過電
圧を高める働きをするインジウム、ガリウム、鉛、カド
ミウム、タリウム。
ビスマス、マグネシウム、スズ、鉄などの元素をインヒ
ビターとして1種または2種以上−選び、これらの金属
を水銀と併用したり水銀代替材料として用いることで、
亜鉛粉末の低汞化ないし無汞化を図ることが研究されて
いる。しかしながら、実用に供し得る程効果のあるもの
は未だ発表されておらず、亜鉛粉末の低汞化ないし無汞
化を図った場合には負極における水素ガス発生量を許容
範囲に抑えることができず、このようなアルカリ電池の
貯蔵特性を高めることが°できないのが現状である。
ビターとして1種または2種以上−選び、これらの金属
を水銀と併用したり水銀代替材料として用いることで、
亜鉛粉末の低汞化ないし無汞化を図ることが研究されて
いる。しかしながら、実用に供し得る程効果のあるもの
は未だ発表されておらず、亜鉛粉末の低汞化ないし無汞
化を図った場合には負極における水素ガス発生量を許容
範囲に抑えることができず、このようなアルカリ電池の
貯蔵特性を高めることが°できないのが現状である。
〈問題点を解決するための手段〉
本発明は、アルカリ電池用負極における亜鉛粉末の低汞
化、無末化について研究を重ねた結果、亜鉛粉末、ある
いは、インジウム等のインヒビターを含んでなる亜鉛合
金粉末を特定温度で焼鈍して用いた場合には負極におけ
る水素ガス発生量が有効に抑えられ、従って、貯蔵特性
を低下させることなく電池の低汞化ないし無汞化が図れ
ることを知得してこの発明を完成するに至った。
化、無末化について研究を重ねた結果、亜鉛粉末、ある
いは、インジウム等のインヒビターを含んでなる亜鉛合
金粉末を特定温度で焼鈍して用いた場合には負極におけ
る水素ガス発生量が有効に抑えられ、従って、貯蔵特性
を低下させることなく電池の低汞化ないし無汞化が図れ
ることを知得してこの発明を完成するに至った。
即ち、この発明のアルカリ電池は、亜鉛粉末、または、
インジウム、ガリウム、鉛、カドミウム、タリウム、ビ
スマス、マグネシウム、スズ。
インジウム、ガリウム、鉛、カドミウム、タリウム、ビ
スマス、マグネシウム、スズ。
鉄からなる群から選択された1種または2種以上の元素
を含んだ亜鉛合金粉末を150〜420℃で焼鈍処理し
たものを負極活物質として用いたことを要旨とする。
を含んだ亜鉛合金粉末を150〜420℃で焼鈍処理し
たものを負極活物質として用いたことを要旨とする。
上記のように焼鈍処理を行なった亜鉛粉末あるいは亜鉛
合金粉末をそのまま無汞化で負極活物質として用いた場
合でも水素ガス発生を有効に抑えることができるが、更
に、5重醋%以下の低張化度で汞化処理したものを負極
活物質として用いることで水素ガス発生量をより効果的
に防止できることは言うまでもない。また、焼鈍温度が
150℃より低い場合には後述する亜鉛粒子の再結晶が
不十分となり、一方、焼鈍温度が420℃を越えると亜
鉛粒子が溶融凝集してしまう。
合金粉末をそのまま無汞化で負極活物質として用いた場
合でも水素ガス発生を有効に抑えることができるが、更
に、5重醋%以下の低張化度で汞化処理したものを負極
活物質として用いることで水素ガス発生量をより効果的
に防止できることは言うまでもない。また、焼鈍温度が
150℃より低い場合には後述する亜鉛粒子の再結晶が
不十分となり、一方、焼鈍温度が420℃を越えると亜
鉛粒子が溶融凝集してしまう。
〈作 用〉
亜鉛粉末や亜鉛合金粉末等の製造法に由来する亜鉛粒子
の結晶の歪み(不規則なサブグレイン)がアルカリ電解
液中における亜鉛粉末等の腐食を促進することは知られ
ているが、上記のように亜鉛粉末等を焼鈍することで亜
鉛粉末等を構成する亜鉛粒子が再結晶化して安定な結晶
となる。この結果、亜鉛粉末等の腐食に起因する負極か
らの水素ガス発生を抑制できる。
の結晶の歪み(不規則なサブグレイン)がアルカリ電解
液中における亜鉛粉末等の腐食を促進することは知られ
ているが、上記のように亜鉛粉末等を焼鈍することで亜
鉛粉末等を構成する亜鉛粒子が再結晶化して安定な結晶
となる。この結果、亜鉛粉末等の腐食に起因する負極か
らの水素ガス発生を抑制できる。
〈実施例〉
亜鉛粉末を150〜420℃の範囲で温度を種々かえて
5分〜3時間焼鈍しく焼鈍時間は焼鈍温度により適宜法
める)、このように焼鈍処理して得た亜鉛粉末を稀薄な
塩酸溶液へ投入して攪拌することで、焼鈍処理によって
亜鉛粉末の粒子表面に形成された酸化皮膜を除去し、爾
後、水洗いして清浄化し、乾燥して負極活物質用の粉末
亜鉛を作った。更に、この粉末亜鉛を水化度3重量%で
汞化処理した侵、ZnOを飽和させた40重量%KOH
溶液中に入れ、温度50±2℃において15日間保存し
た。そして、保存中における汞化亜鉛粉末のダラム当た
りの1日の水素ガス発生速度(mfJ/g−day)を
測定した。測定結果を第1表に示す(A−F)。尚、比
較のため、上記焼鈍処理を100℃で行なった水化度3
重層%の汞化亜鉛粉末(G)及び焼鈍処理を行なわない
水化度3型隋%の汞化亜鉛粉末(H)を用いた場合の測
定結果も示す。
5分〜3時間焼鈍しく焼鈍時間は焼鈍温度により適宜法
める)、このように焼鈍処理して得た亜鉛粉末を稀薄な
塩酸溶液へ投入して攪拌することで、焼鈍処理によって
亜鉛粉末の粒子表面に形成された酸化皮膜を除去し、爾
後、水洗いして清浄化し、乾燥して負極活物質用の粉末
亜鉛を作った。更に、この粉末亜鉛を水化度3重量%で
汞化処理した侵、ZnOを飽和させた40重量%KOH
溶液中に入れ、温度50±2℃において15日間保存し
た。そして、保存中における汞化亜鉛粉末のダラム当た
りの1日の水素ガス発生速度(mfJ/g−day)を
測定した。測定結果を第1表に示す(A−F)。尚、比
較のため、上記焼鈍処理を100℃で行なった水化度3
重層%の汞化亜鉛粉末(G)及び焼鈍処理を行なわない
水化度3型隋%の汞化亜鉛粉末(H)を用いた場合の測
定結果も示す。
第1表
焼鈍温度 水素ガス発生速度
(”C) (mA/ g、day )A
150 0,065[32000,
054 C2500,050 D 300 0,0476 3
50 0.044F 400
0.036(31000,100 HO,104 第1表から、焼鈍温度が150℃以上のものは亜鉛粉末
の結晶安定化の結果、水素ガス発生量を著しく低く抑え
ることができることがわかる。
150 0,065[32000,
054 C2500,050 D 300 0,0476 3
50 0.044F 400
0.036(31000,100 HO,104 第1表から、焼鈍温度が150℃以上のものは亜鉛粉末
の結晶安定化の結果、水素ガス発生量を著しく低く抑え
ることができることがわかる。
また、亜鉛粉末に代えて鉛0.05重間%、インジウム
0.05 重1%を添加してなるzn−pb−1n合金
粉末を用い、この亜鉛合金粉末を上記と同様の方法によ
り焼鈍処理し、また、水化度3屯m%で汞化処理をした
後に、同じ条件下で保存して水素ガス発生速度を測定し
た結果(1゜J)を第2表に示す。
0.05 重1%を添加してなるzn−pb−1n合金
粉末を用い、この亜鉛合金粉末を上記と同様の方法によ
り焼鈍処理し、また、水化度3屯m%で汞化処理をした
後に、同じ条件下で保存して水素ガス発生速度を測定し
た結果(1゜J)を第2表に示す。
第2表
焼鈍湿度 水素ガス発生速度
(’C) (ml/g・day )r
300 0.042J、 4
00 0.031第2表から、亜鉛合金粉
末の場合−にも本発明の焼鈍処理を適用することで水素
ガス発生量を低く抑えることができることがわかる。
300 0.042J、 4
00 0.031第2表から、亜鉛合金粉
末の場合−にも本発明の焼鈍処理を適用することで水素
ガス発生量を低く抑えることができることがわかる。
〈発明の効果〉
この発明は以上のように亜鉛粉末または亜鉛合金粉末を
150〜420℃で焼鈍処理したものを負極活物質とし
て用いるものであり、焼鈍処理による亜鉛粒子の結晶安
定化によって亜鉛粉末等のアルカリ電解液中における腐
食を有効に防止できる。このため、低汞化ないし無汞化
でも負極からの水素ガス発生量を効果的に抑えることが
でき、従って、低汞化ないしS汞化アルカリ電池の貯蔵
特性を著しく向上できるという優れた効果を奏する。ま
た、このような貯蔵特性向上により、低汞化ないし無汞
化アルカリ電池の実用化ができ、現用電池の水銀使用量
を激減できるので、公害防止上極めて有用な手段といえ
る。
150〜420℃で焼鈍処理したものを負極活物質とし
て用いるものであり、焼鈍処理による亜鉛粒子の結晶安
定化によって亜鉛粉末等のアルカリ電解液中における腐
食を有効に防止できる。このため、低汞化ないし無汞化
でも負極からの水素ガス発生量を効果的に抑えることが
でき、従って、低汞化ないしS汞化アルカリ電池の貯蔵
特性を著しく向上できるという優れた効果を奏する。ま
た、このような貯蔵特性向上により、低汞化ないし無汞
化アルカリ電池の実用化ができ、現用電池の水銀使用量
を激減できるので、公害防止上極めて有用な手段といえ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、亜鉛粉末、または、インジウム、ガリウム、鉛、カ
ドミウム、タリウム、ビスマス、マグネシウム、スズ、
鉄からなる群から選択された1種または2種以上の元素
を含んだ亜鉛合金粉末を150〜420℃で焼鈍処理し
たものを負極活物質として用いたことを特徴とするアル
カリ電池。 2、該亜鉛粉末または該亜鉛合金粉末が汞化処理された
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
のアルカリ電池。 3、該亜鉛粉末または該亜鉛合金粉末の汞化度が5重量
%以下であることを特徴とする特許請求の範囲第2項記
載のアルカリ電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59251381A JPS61131363A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59251381A JPS61131363A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | アルカリ電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61131363A true JPS61131363A (ja) | 1986-06-19 |
JPH0471312B2 JPH0471312B2 (ja) | 1992-11-13 |
Family
ID=17221986
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59251381A Granted JPS61131363A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | アルカリ電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61131363A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2577351A1 (fr) * | 1985-02-12 | 1986-08-14 | Duracell Int | Piles electrochimiques et leur fabrication |
EP0299284A2 (fr) * | 1987-07-13 | 1989-01-18 | n.v. UNION MINIERE s.a. | Poudre de zinc pour batteries alcalines |
JPH05182661A (ja) * | 1991-12-28 | 1993-07-23 | Dowa Mining Co Ltd | アルカリ電池用無鉛無汞化亜鉛合金粉末およびその製造方法 |
US6284410B1 (en) | 1997-08-01 | 2001-09-04 | Duracell Inc. | Zinc electrode particle form |
-
1984
- 1984-11-28 JP JP59251381A patent/JPS61131363A/ja active Granted
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2577351A1 (fr) * | 1985-02-12 | 1986-08-14 | Duracell Int | Piles electrochimiques et leur fabrication |
EP0299284A2 (fr) * | 1987-07-13 | 1989-01-18 | n.v. UNION MINIERE s.a. | Poudre de zinc pour batteries alcalines |
JPH05182661A (ja) * | 1991-12-28 | 1993-07-23 | Dowa Mining Co Ltd | アルカリ電池用無鉛無汞化亜鉛合金粉末およびその製造方法 |
US6284410B1 (en) | 1997-08-01 | 2001-09-04 | Duracell Inc. | Zinc electrode particle form |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0471312B2 (ja) | 1992-11-13 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |