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 |