JPS61131367A - アルカリ電池用粒状亜鉛合金の処理方法 - Google Patents
アルカリ電池用粒状亜鉛合金の処理方法Info
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- JPS61131367A JPS61131367A JP59251958A JP25195884A JPS61131367A JP S61131367 A JPS61131367 A JP S61131367A JP 59251958 A JP59251958 A JP 59251958A JP 25195884 A JP25195884 A JP 25195884A JP S61131367 A JPS61131367 A JP S61131367A
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- granular zinc
- granular
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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)
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- 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、アルカリ電池の負極材料として使用される
粒状亜鉛合金の処理方法に関する。
粒状亜鉛合金の処理方法に関する。
（従来の技術）
周知のように、アルカリ・マンガン電池、水銀電池、酸
化銀電池といった一般のアルカリ電池では、粒状化した
亜鉛を加圧成形、焼結あるいはゲル化して負極電極を構
成している。粒状亜鉛を用いることで全体の表面積を大
きくし、放電進行に伴う亜鉛表面の不働態化をできるだ
け抑制しようとしている。
化銀電池といった一般のアルカリ電池では、粒状化した
亜鉛を加圧成形、焼結あるいはゲル化して負極電極を構
成している。粒状亜鉛を用いることで全体の表面積を大
きくし、放電進行に伴う亜鉛表面の不働態化をできるだ
け抑制しようとしている。
また、亜鉛粒子の製造法から由来される表面状態、歪み
１割れなどは腐蝕を促進する。これを防止するため粒状
亜鉛に水銀を加えてアマルガム化（氷化）している。亜
鉛粒子の表面をアマルガム化することは、亜鉛粒子の腐
蝕防止、アルカリ電解液中での水素過電圧の増大による
水素ガス発生の抑制といった面で大きな効果が得られる
。アマルガム化した粒状亜鉛を用いることで、アルカリ
電池の放電性能および貯蔵性能が大いに向上した。
１割れなどは腐蝕を促進する。これを防止するため粒状
亜鉛に水銀を加えてアマルガム化（氷化）している。亜
鉛粒子の表面をアマルガム化することは、亜鉛粒子の腐
蝕防止、アルカリ電解液中での水素過電圧の増大による
水素ガス発生の抑制といった面で大きな効果が得られる
。アマルガム化した粒状亜鉛を用いることで、アルカリ
電池の放電性能および貯蔵性能が大いに向上した。
（発明が解決しようとする問題点）
アルカリ電池の性能向上に大いに寄与した負極亜鉛をア
マルガム化する技術は、有害物質である水銀を用いると
いう問題を内在している。公害防止などの観点から、電
池の水銀含有量は極力少いほうが望ましい。そのために
、負極亜鉛中の水銀含有率を低下させたり（水化度を下
げる）、あるいは全く氷化していない亜鉛を負極に用い
、電池性能を低下させないようにする研究が盛んになさ
れている。
マルガム化する技術は、有害物質である水銀を用いると
いう問題を内在している。公害防止などの観点から、電
池の水銀含有量は極力少いほうが望ましい。そのために
、負極亜鉛中の水銀含有率を低下させたり（水化度を下
げる）、あるいは全く氷化していない亜鉛を負極に用い
、電池性能を低下させないようにする研究が盛んになさ
れている。
例えば、高純度の粒状亜鉛に代えて、インジウム、ガリ
ウム、鉛などの金属を微量に添加した粒状亜鉛合金を使
用することがすでに実用化されている。この種の亜鉛合
金は高純度亜鉛に比べて水素過電圧が高くなり、そのた
め従来より水化度を下げても実用に耐える性能のアルカ
リ電池を構成することができる。しかしこの対策で減少
させることができる水銀量は極く僅かで、やはり相当量
の水銀を使用しなければ十分な防蝕効果および水素ガス
発生の抑制効果が得られない。
ウム、鉛などの金属を微量に添加した粒状亜鉛合金を使
用することがすでに実用化されている。この種の亜鉛合
金は高純度亜鉛に比べて水素過電圧が高くなり、そのた
め従来より水化度を下げても実用に耐える性能のアルカ
リ電池を構成することができる。しかしこの対策で減少
させることができる水銀量は極く僅かで、やはり相当量
の水銀を使用しなければ十分な防蝕効果および水素ガス
発生の抑制効果が得られない。
ところで、水銀使用量をゼロあるいは微小にするための
対策を考えるに際し、電池性能を低下させないことは勿
論、電池の製造工程を極端に複雑にしないようにするこ
とも重要である。製造工程が複雑になりすぎると、経費
の面で実用化できなくなる。
対策を考えるに際し、電池性能を低下させないことは勿
論、電池の製造工程を極端に複雑にしないようにするこ
とも重要である。製造工程が複雑になりすぎると、経費
の面で実用化できなくなる。
この発明は上述した従来の問題点に鑑みなされたもので
あり、その目的は、使用する水銀量を従来より大幅に減
らし、しかも水素過電圧の増大。
あり、その目的は、使用する水銀量を従来より大幅に減
らし、しかも水素過電圧の増大。
水素ガス発生の抑制などの面で実用上十分な効果が得ら
れ、かつ製造工程をあまり複雑にすることがないように
したアルカリ電池用粒状亜鉛合金の処理方法を提供する
ことにある。
れ、かつ製造工程をあまり複雑にすることがないように
したアルカリ電池用粒状亜鉛合金の処理方法を提供する
ことにある。
（問題点を解決するための手段）
そこでこの発明では、亜鉛を主成分とし、鉄。
カドミウム、鉛、ビスマス、ガリウム、インジウム、タ
リウム＊ｆＡｒマグネシウム、アルミニウムのうらの一
種以上の元素を含む粒状亜鉛合金を１５０〜４２０℃で
焼鈍し、焼鈍後の粒状亜鉛合金の表面部分に鉄、カドミ
ウム、鉛、ビスマス、ガリウム、インジウム、タリウム
＄ｉｉ＃マグネシウム、アルミニウムのうちの一種以上
の元素と水銀とによる合金化層を被覆形成するようにし
た。
リウム＊ｆＡｒマグネシウム、アルミニウムのうらの一
種以上の元素を含む粒状亜鉛合金を１５０〜４２０℃で
焼鈍し、焼鈍後の粒状亜鉛合金の表面部分に鉄、カドミ
ウム、鉛、ビスマス、ガリウム、インジウム、タリウム
＄ｉｉ＃マグネシウム、アルミニウムのうちの一種以上
の元素と水銀とによる合金化層を被覆形成するようにし
た。
（作 用）
上述のような微量金属を含んだ粒状亜鉛合金では亜鉛の
水素過電圧を上昇させるという効果がある。しかし、こ
の種の粒状亜鉛合金の通常の製造方法では、粒子表面に
結晶歪み（不規則なサブグレイン等）が生ずるのを避け
られず、粒子表面の凹凸や割れなどが腐蝕、水素ガス発
生の大きな原因になっている。従来の水銀アマルガム化
はこの表面状態を改善する効果もあるが、亜鉛合金粒子
の表面の結晶歪みや割れなどがあるために、十分な防蝕
効果、ガス発生抑制効果を得るには、多量の水銀を必要
としていた。
水素過電圧を上昇させるという効果がある。しかし、こ
の種の粒状亜鉛合金の通常の製造方法では、粒子表面に
結晶歪み（不規則なサブグレイン等）が生ずるのを避け
られず、粒子表面の凹凸や割れなどが腐蝕、水素ガス発
生の大きな原因になっている。従来の水銀アマルガム化
はこの表面状態を改善する効果もあるが、亜鉛合金粒子
の表面の結晶歪みや割れなどがあるために、十分な防蝕
効果、ガス発生抑制効果を得るには、多量の水銀を必要
としていた。
この発明の処理方法によれば、上記焼鈍処理によって亜
鉛合金粒子の表面の結晶歪みが再結晶化して安定な結晶
となり、粒子表面の荒れた状態も改善される。その結果
、この粒状亜鉛合金は腐蝕しにくくなり、水素ガス発生
量も少くなる。
鉛合金粒子の表面の結晶歪みが再結晶化して安定な結晶
となり、粒子表面の荒れた状態も改善される。その結果
、この粒状亜鉛合金は腐蝕しにくくなり、水素ガス発生
量も少くなる。
さらにこの発明の処理方法では、焼鈍処理後の粒状亜鉛
合金の表面に水銀とその他の微量金属とによる合金化層
を被覆形成しているが、焼鈍処理により粒子の表面状態
が良好になっているので、上記合金化層が粒子表面に均
一に効果的に形成される。また水銀単独での合金化に比
べ、水銀にガリウムやインジウムなどの微量金属を加え
た合金化層とすることで、より少い水銀量で、防蝕効果
およびガス発生抑制効果を飛躍的に高めることができる
。
合金の表面に水銀とその他の微量金属とによる合金化層
を被覆形成しているが、焼鈍処理により粒子の表面状態
が良好になっているので、上記合金化層が粒子表面に均
一に効果的に形成される。また水銀単独での合金化に比
べ、水銀にガリウムやインジウムなどの微量金属を加え
た合金化層とすることで、より少い水銀量で、防蝕効果
およびガス発生抑制効果を飛躍的に高めることができる
。
（実 施 例）
ここでは亜鉛に対し０．０５％（重量％、以下同じ）の
鉛を含む粒状亜鉛合金を使用する。この粒状亜鉛合金を
、３５０℃で約１時間焼鈍する。
鉛を含む粒状亜鉛合金を使用する。この粒状亜鉛合金を
、３５０℃で約１時間焼鈍する。
焼鈍処理後の上記粒状亜鉛合金に対し、０．０５％のイ
ンジウムと１．５％の水銀を加えて合金化処理を行ない
、粒状亜鉛合金の表面部分に亜鉛−インジウム−水銀の
合金化層を被覆形成する。以上の処理によって作られた
水化度１．５％の粒状亜鉛合金を第１実施例とする。
ンジウムと１．５％の水銀を加えて合金化処理を行ない
、粒状亜鉛合金の表面部分に亜鉛−インジウム−水銀の
合金化層を被覆形成する。以上の処理によって作られた
水化度１．５％の粒状亜鉛合金を第１実施例とする。
また、上述のように焼鈍処理された粒状亜鉛合金（Ｏ，
ＯＳ％の鉛を含む）に対し、０．０５％のガリウムと
１．５％の水銀とを加えて合金化処理を行ない、粒状亜
鉛合金の粒子表面に亜鉛−ガリウム−水銀の合金化層を
被覆形成する。このようにして作られた氷化度１．５％
の粒状亜鉛合金を第２実施例とする。
ＯＳ％の鉛を含む）に対し、０．０５％のガリウムと
１．５％の水銀とを加えて合金化処理を行ない、粒状亜
鉛合金の粒子表面に亜鉛−ガリウム−水銀の合金化層を
被覆形成する。このようにして作られた氷化度１．５％
の粒状亜鉛合金を第２実施例とする。
また、上記の焼鈍処理後の粒状亜鉛合金（０，０５％の
鉛を含む）に対し、０．０５％のインジウムと０゜０２
５％の鉛と１．５％の水銀とを加えて合金化処理を行な
い、粒状亜鉛合金の粒子表面に亜鉛−インジウムー鉛−
水銀の合金化層を被覆形成する。
鉛を含む）に対し、０．０５％のインジウムと０゜０２
５％の鉛と１．５％の水銀とを加えて合金化処理を行な
い、粒状亜鉛合金の粒子表面に亜鉛−インジウムー鉛−
水銀の合金化層を被覆形成する。
このように作られた未化度１．５％の粒状亜鉛合金を第
３実施例とする。
３実施例とする。
ざらに、高純度の粒状亜鉛で焼鈍処理していないものを
比較例Ａとし、０．０５％の鉛を含む粒状亜鉛合金で焼
鈍処理していないものを比較例日とし、同じ＜ Ｏ，Ｏ
Ｓ％の鉛を含む粒状亜鉛合金に上述と同じ焼鈍処理を施
したものを比較例Ｃとし、比較例Ａ、Ｂ、Ｃはともに氷
化度１．５％とする。
比較例Ａとし、０．０５％の鉛を含む粒状亜鉛合金で焼
鈍処理していないものを比較例日とし、同じ＜ Ｏ，Ｏ
Ｓ％の鉛を含む粒状亜鉛合金に上述と同じ焼鈍処理を施
したものを比較例Ｃとし、比較例Ａ、Ｂ、Ｃはともに氷
化度１．５％とする。
これら比較例Ａ、Ｂ、Ｃと上記の３つの実施例について
次のような比較試験を行なった。
次のような比較試験を行なった。
上記の６種類の粒状亜鉛合金あるいは粒状亜鉛をそれぞ
れアルカリ電解液（Ｗｉ化亜鉛を飽和した水酸化カリウ
ムの４０％溶液）に浸漬し、５０℃の温度で１５日間放
置し、１５日口の水素ガス発生量を測定した。その結果
は次のとおりである。
れアルカリ電解液（Ｗｉ化亜鉛を飽和した水酸化カリウ
ムの４０％溶液）に浸漬し、５０℃の温度で１５日間放
置し、１５日口の水素ガス発生量を測定した。その結果
は次のとおりである。
・比較例 Ａ・・・・・・０．２１３ｄ／Ｉｌｌ ・ｄ
ａｙ・比較例 Ｂ・・・・・・０．１０９ｄ／９ ・ｄ
ａｙ・比較例 Ｃ・・・・・・０．０４６ｍ４／Ｑ ・
ｄａｙ・第１実施例・・・・・・０．０１６ｄ／σ・ｄ
ａｙ・第２実施例・・・・・・０．０１７ｄ／１１ ・
ｄａｙ・第３実施例−・−０，０１５１１Ｑ／Ｑ −ｄ
ａｙこの結果から明らかなように、高純度の粒状亜鉛（
比較例Ａ）に対して０．０５％の鉛を含む粒状亜鉛合金
（比較例Ｂ）のガス発生量は５０％程度に減少する。こ
れは鉛の添加により亜鉛の水素過電圧が上昇した効果に
よる。
ａｙ・比較例 Ｂ・・・・・・０．１０９ｄ／９ ・ｄ
ａｙ・比較例 Ｃ・・・・・・０．０４６ｍ４／Ｑ ・
ｄａｙ・第１実施例・・・・・・０．０１６ｄ／σ・ｄ
ａｙ・第２実施例・・・・・・０．０１７ｄ／１１ ・
ｄａｙ・第３実施例−・−０，０１５１１Ｑ／Ｑ −ｄ
ａｙこの結果から明らかなように、高純度の粒状亜鉛（
比較例Ａ）に対して０．０５％の鉛を含む粒状亜鉛合金
（比較例Ｂ）のガス発生量は５０％程度に減少する。こ
れは鉛の添加により亜鉛の水素過電圧が上昇した効果に
よる。
比較例Ｂを焼鈍処理した比較例Ｃでは、水素ガス発生量
はさらに減少し、比較例Ｂの４０％程度に減少する。こ
れは焼鈍処理による粒子表面の再結晶化の効果である。
はさらに減少し、比較例Ｂの４０％程度に減少する。こ
れは焼鈍処理による粒子表面の再結晶化の効果である。
比較例Ｃの粒子表面に水銀と他の微量金属とによる合金
化層を被覆形成した第１実施例、第２実施例、第３実施
例では、氷化度１．５％と従来のものに比べて水銀量が
格段に少くなっているのに、水素ガス発生量は比較例Ｃ
のものの５０％以下にまで顕著に減少している。これは
従来の氷化度８〜１０％程度の氷化亜鉛の水素ガス発生
量より少い。
化層を被覆形成した第１実施例、第２実施例、第３実施
例では、氷化度１．５％と従来のものに比べて水銀量が
格段に少くなっているのに、水素ガス発生量は比較例Ｃ
のものの５０％以下にまで顕著に減少している。これは
従来の氷化度８〜１０％程度の氷化亜鉛の水素ガス発生
量より少い。
従ってＭ１実施例、第２実施例、第３実施例による粒状
亜鉛合金を使用してアルカリ電池を構成すれば、その貯
蔵性能は従来と同等あるいはそれ以上になる。
亜鉛合金を使用してアルカリ電池を構成すれば、その貯
蔵性能は従来と同等あるいはそれ以上になる。
なお、焼鈍処理は１５０℃以上で行なわなければ十分な
効果は得られない。また４２０℃であれば亜鉛が溶融し
てしまうのでそれ以下の温度で行なう。
効果は得られない。また４２０℃であれば亜鉛が溶融し
てしまうのでそれ以下の温度で行なう。
また、焼鈍時間は５分〜３時間の範囲で適宜に選べばよ
い。
い。
（発明の効果）
以上詳細に説明したように、この発明に係るアルカリ電
池用粒状亜鉛合金の処理方法によれば、粒状亜鉛合金の
結晶歪みが再結晶化して安定な結晶となり、かつこの粒
子表面に均一に水銀と他の微量金属による合金化層が被
覆形成されるため、アルカリ電解液中での防蝕性能が大
幅に向上するとともに、水素ガス発生が非常に少くなる
。そのため、使用する水銀量を従来より大幅に削減する
ことができ、従来と同等あるいはそれ以上の電池性能を
実現することができる。
池用粒状亜鉛合金の処理方法によれば、粒状亜鉛合金の
結晶歪みが再結晶化して安定な結晶となり、かつこの粒
子表面に均一に水銀と他の微量金属による合金化層が被
覆形成されるため、アルカリ電解液中での防蝕性能が大
幅に向上するとともに、水素ガス発生が非常に少くなる
。そのため、使用する水銀量を従来より大幅に削減する
ことができ、従来と同等あるいはそれ以上の電池性能を
実現することができる。
Claims (1)
- （１）亜鉛を主成分とし、鉄、カドミウム、鉛、ビスマ
ス、ガリウム、インジウム、タリウム、錫、マグネシウ
ム、アルミニウムのうちの一種以上の元素を含む粒状亜
鉛合金を１５０〜４２０℃で焼鈍し、焼鈍後の粒状亜鉛
合金の表面部分に鉄、カドミウム、鉛、ビスマス、ガリ
ウム、インジウム、タリウム、錫、マグネシウム、アル
ミニウムのうちの一種以上の元素と水銀とによる合金化
層を被覆形成することを特徴とするアルカリ電池用粒状
亜鉛合金の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59251958A JPS61131367A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | アルカリ電池用粒状亜鉛合金の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59251958A JPS61131367A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | アルカリ電池用粒状亜鉛合金の処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61131367A true JPS61131367A (ja) | 1986-06-19 |
Family
ID=17230514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59251958A Pending JPS61131367A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | アルカリ電池用粒状亜鉛合金の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61131367A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2577351A1 (fr) * | 1985-02-12 | 1986-08-14 | Duracell Int | Piles electrochimiques et leur fabrication |
| JPS61277163A (ja) * | 1985-06-03 | 1986-12-08 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 負極活物質用汞化亜鉛合金粉末の製造方法 |
| JPH04248266A (ja) * | 1991-01-23 | 1992-09-03 | Dowa Mining Co Ltd | ガス発生量の少ないアルカリ電池用亜鉛合金粉末及びその製造方法 |
-
1984
- 1984-11-30 JP JP59251958A patent/JPS61131367A/ja active Pending
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 |
| JPS61277163A (ja) * | 1985-06-03 | 1986-12-08 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 負極活物質用汞化亜鉛合金粉末の製造方法 |
| JPH0142114B2 (ja) * | 1985-06-03 | 1989-09-11 | Mitsui Kinzoku Kogyo Kk | |
| JPH04248266A (ja) * | 1991-01-23 | 1992-09-03 | Dowa Mining Co Ltd | ガス発生量の少ないアルカリ電池用亜鉛合金粉末及びその製造方法 |
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