JPS61133560A - 亜鉛アルカリ電池 - Google Patents
亜鉛アルカリ電池Info
- Publication number
- JPS61133560A JPS61133560A JP25313684A JP25313684A JPS61133560A JP S61133560 A JPS61133560 A JP S61133560A JP 25313684 A JP25313684 A JP 25313684A JP 25313684 A JP25313684 A JP 25313684A JP S61133560 A JPS61133560 A JP S61133560A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- powder
- gelled
- negative electrode
- added
- 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.)
- Pending
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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
- H01M4/06—Electrodes for primary cells
- H01M4/08—Processes of manufacture
- H01M4/12—Processes of manufacture of consumable metal or alloy electrodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- 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
本発明は、負極活物質として亜鉛、電解液として水酸化
アルカリ水溶液、正極活物質として二酸化マンガン、酸
化銀、酸化水銀、酸素等を用いる亜鉛アルカリ電池の改
良に関するものである。
アルカリ水溶液、正極活物質として二酸化マンガン、酸
化銀、酸化水銀、酸素等を用いる亜鉛アルカリ電池の改
良に関するものである。
従来の技術
アルカリ電池の負極活物質としての亜鉛は、保存中にア
ルカリ電解液により腐食する問題点があり、従来より、
亜鉛に６〜１０重量％重量％水銀を添加した氷化亜鉛粉
末を用いて水素過電圧を高め、実用上問題の々い程度に
腐食を抑制するとと２ページ が工業的な手法として採用されている。しかし、近年低
公害化のため、電池内の含有水銀量を低減させることが
社会的ニーズとして高１す、種々の研究がなされている
。例えば、従来の亜鉛粉末氷化法、すなわち、アルカリ
水溶液中の亜鉛粉末に金属水銀を滴下し攪拌して汞化し
た後、水洗乾燥して氷化亜鉛粉末を得る方法において、
水銀の滴下を徐々に、かつ微細粒子状で行ったり、でき
るだけ亜鉛粒子の相互接触が行なわれるような攪拌方法
を選び、亜鉛粒子の水銀濃度の均一化を目ざしたが、こ
のような改善のみではアトマイズ亜鉛粉の氷化は若干均
一化はするが、攪拌時間が長くなるため攪拌時の亜鉛粒
子の破壊があり、氷化率の低減化はできなかった。また
、亜鉛中に鉛、ガリウム、タリウム、インジウム、カド
ミニウムなどを添加し、耐食性を向上させた亜鉛合金粉
末を用いて氷化率を低減させる方法が提案されている。
ルカリ電解液により腐食する問題点があり、従来より、
亜鉛に６〜１０重量％重量％水銀を添加した氷化亜鉛粉
末を用いて水素過電圧を高め、実用上問題の々い程度に
腐食を抑制するとと２ページ が工業的な手法として採用されている。しかし、近年低
公害化のため、電池内の含有水銀量を低減させることが
社会的ニーズとして高１す、種々の研究がなされている
。例えば、従来の亜鉛粉末氷化法、すなわち、アルカリ
水溶液中の亜鉛粉末に金属水銀を滴下し攪拌して汞化し
た後、水洗乾燥して氷化亜鉛粉末を得る方法において、
水銀の滴下を徐々に、かつ微細粒子状で行ったり、でき
るだけ亜鉛粒子の相互接触が行なわれるような攪拌方法
を選び、亜鉛粒子の水銀濃度の均一化を目ざしたが、こ
のような改善のみではアトマイズ亜鉛粉の氷化は若干均
一化はするが、攪拌時間が長くなるため攪拌時の亜鉛粒
子の破壊があり、氷化率の低減化はできなかった。また
、亜鉛中に鉛、ガリウム、タリウム、インジウム、カド
ミニウムなどを添加し、耐食性を向上させた亜鉛合金粉
末を用いて氷化率を低減させる方法が提案されている。
これは腐食抑制にある程度効果があり、水銀量を若干低
減化することができるが、逆に別の公害の要因となりう
る他の元素を添加せしめることにな３ベ−ジ リ、添加する元素の多方面にわたる公害性全確認した後
でなければ実用化は難しい。
減化することができるが、逆に別の公害の要因となりう
る他の元素を添加せしめることにな３ベ−ジ リ、添加する元素の多方面にわたる公害性全確認した後
でなければ実用化は難しい。
発明が解決しようとする問題点
このように、現在では低水化率で耐食性のある亜鉛アル
カリ電池用亜鉛負極が強く求められている。
カリ電池用亜鉛負極が強く求められている。
池を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段
本発明は、電解液にか性カリ、か性ソーダなどを主成分
とするアルカリ水溶液、負極活物値に亜鉛、正極活物質
に二酸化マンガン、酸化銀、酸化水銀、酸素などを用い
る亜鉛アルカリ電池の負極亜鉛が、酸化水銀粉末を分散
せしめたゲル状アルカリ電解液に亜鉛粉末を添加してそ
の表面氷化を行１て得たゲル状負極亜鉛であることを特
徴とする。
とするアルカリ水溶液、負極活物値に亜鉛、正極活物質
に二酸化マンガン、酸化銀、酸化水銀、酸素などを用い
る亜鉛アルカリ電池の負極亜鉛が、酸化水銀粉末を分散
せしめたゲル状アルカリ電解液に亜鉛粉末を添加してそ
の表面氷化を行１て得たゲル状負極亜鉛であることを特
徴とする。
作用
本発明は、アルカリ電解液中で酸化水銀と亜鉛とが互い
に接触することにより、酸化亜鉛と金属水銀を生成する
反応を利用したもので、生成した金属水銀が亜鉛粉の表
面を水化する。酸化水銀粉末は平均粒径が十数ミクロン
の微粉末であるため、ゲル状アルカリ電解液中に分散さ
せ、平均粒径が百数十ミクロンの亜鉛粉末を添加攪拌し
て反応を行わせると、個々の亜鉛粒子の周囲を酸化水銀
粒子が十分に覆った状態で亜鉛粒子が水化されるため極
めて均一な氷化が行える。捷た、亜鉛粒子はゲル状アル
カリ電解液中では浮遊分散状態となるため、スタラー等
の攪拌子から亜鉛粒子に加わる応力はほとんどなく、ア
ルカリ水溶液中で攪拌する従来法にみられた亜鉛粒子の
破壊は全く起こらず、耐食性が向上する。
に接触することにより、酸化亜鉛と金属水銀を生成する
反応を利用したもので、生成した金属水銀が亜鉛粉の表
面を水化する。酸化水銀粉末は平均粒径が十数ミクロン
の微粉末であるため、ゲル状アルカリ電解液中に分散さ
せ、平均粒径が百数十ミクロンの亜鉛粉末を添加攪拌し
て反応を行わせると、個々の亜鉛粒子の周囲を酸化水銀
粒子が十分に覆った状態で亜鉛粒子が水化されるため極
めて均一な氷化が行える。捷た、亜鉛粒子はゲル状アル
カリ電解液中では浮遊分散状態となるため、スタラー等
の攪拌子から亜鉛粒子に加わる応力はほとんどなく、ア
ルカリ水溶液中で攪拌する従来法にみられた亜鉛粒子の
破壊は全く起こらず、耐食性が向上する。
以上のように、本発明は負極に用いる亜鉛粉末の表面氷
化を微粉末状の酸化水銀を用いてゲル状アルカリ電解液
中で行うことにより、耐食性に優れた低水化率の負極亜
鉛を実現したものである。
化を微粉末状の酸化水銀を用いてゲル状アルカリ電解液
中で行うことにより、耐食性に優れた低水化率の負極亜
鉛を実現したものである。
実施例
か性カリの４０重量％水溶液にポリアクリル酸６ベージ
ソーダを添加し攪拌してゲル化したゲル状アルカリ電解
液に、平均粒径１６ミクロンの酸化水銀粉末を添加攪拌
し、分散する。これに平均粒径１５０ミクロンの亜鉛粉
末を添加し、亜鉛粒子表面が完全に汞化されるまで攪拌
を続ける。氷化の進行は浮遊している酸化水銀の消失の
程度により確認できる。通常ゲル状アルカリ電解液に対
して加える亜鉛粉末は１ｏＯ〜２６０重量％が適当であ
り、その範囲であれば１時間以内には完全に氷化できる
。酸化水銀のゲル状アルカリ電解液の添加は亜鉛粉の添
加後でもよいが、若干氷化が不均一でバラツキを生ずる
。
液に、平均粒径１６ミクロンの酸化水銀粉末を添加攪拌
し、分散する。これに平均粒径１５０ミクロンの亜鉛粉
末を添加し、亜鉛粒子表面が完全に汞化されるまで攪拌
を続ける。氷化の進行は浮遊している酸化水銀の消失の
程度により確認できる。通常ゲル状アルカリ電解液に対
して加える亜鉛粉末は１ｏＯ〜２６０重量％が適当であ
り、その範囲であれば１時間以内には完全に氷化できる
。酸化水銀のゲル状アルカリ電解液の添加は亜鉛粉の添
加後でもよいが、若干氷化が不均一でバラツキを生ずる
。
上記方法により、ゲル状アルカリ電解液に対して１５０
重量％の亜鉛粉末比率で、氷化率がそれぞれ１．３，５
．７重量％のゲル状亜鉛負極を作成した。また比較例と
してアルカリ水溶液中で金属水銀を滴下させ水化する従
来法により、水化率１．３，５．７重量％の水化亜鉛粉
末を作成し、これを上記実施例と同一のゲル電解液に同
一比率で分散させたゲル状亜鉛負極を作成した。
重量％の亜鉛粉末比率で、氷化率がそれぞれ１．３，５
．７重量％のゲル状亜鉛負極を作成した。また比較例と
してアルカリ水溶液中で金属水銀を滴下させ水化する従
来法により、水化率１．３，５．７重量％の水化亜鉛粉
末を作成し、これを上記実施例と同一のゲル電解液に同
一比率で分散させたゲル状亜鉛負極を作成した。
６ページ
表１はこれらゲル状亜鉛負極の４５℃保存４０日間まで
の水素ガス発生速度を表わしたものである。
の水素ガス発生速度を表わしたものである。
表１（単位μｅ／Ｅｌ −ａａｙ ）
この表にみられるように、従来法では氷化率が３％以下
となれば水素ガス発生速度、すなわち、負極亜鉛の腐食
速度が急激に増加するが、本実施例では氷化率３％でも
従来例の氷化率６％よりも水素ガス発生速度は小さく耐
食性のあることがわかる。
となれば水素ガス発生速度、すなわち、負極亜鉛の腐食
速度が急激に増加するが、本実施例では氷化率３％でも
従来例の氷化率６％よりも水素ガス発生速度は小さく耐
食性のあることがわかる。
次に、上記水素ガス発生試験に使用したゲル状亜鉛負極
を用いて、図に示すボタン型アルカリマンガン電池を製
作した。１は負極端子を兼ねた金゛；）封口板、２は封
口ガスケット、３は有底筒状の人−一ケースであり、ケ
ース３の内底部には、あら７ペーノ かしめ二酸化マンガンと黒鉛との混合粉末をタブレット
状に成形した正極合剤４が正極リング６とともに加圧圧
着されている。６は多孔性合成樹脂フィルムよす構成さ
れるセパレータ、７はセルロース系保液材であり、８が
本発明の特徴とするゲル状亜鉛負極である。試作した電
池はＪＩＳ品番ＬＲ４４サイズであり、負極の氷化亜鉛
粉末は容量でＢ □ ｍＡＨになるように統一した。試
作した電池の６０°Ｃで１力月間保存した後の２０°Ｃ
における６、１０Ωで０．９ Ｖを終止電圧として放電
したときの放電持続時間と、電池総高の変化を表２に示
す・ （以下余白） ９ページ この表２に見られるように、従来法の負極を用いたもの
は氷化率３％以下で、特に電池の膨張が著しく、放電性
能も低下するが、本発明による負極では氷化率３％でも
電池の膨張、放電性能とも問題はなく、電池として使用
可能である。
を用いて、図に示すボタン型アルカリマンガン電池を製
作した。１は負極端子を兼ねた金゛；）封口板、２は封
口ガスケット、３は有底筒状の人−一ケースであり、ケ
ース３の内底部には、あら７ペーノ かしめ二酸化マンガンと黒鉛との混合粉末をタブレット
状に成形した正極合剤４が正極リング６とともに加圧圧
着されている。６は多孔性合成樹脂フィルムよす構成さ
れるセパレータ、７はセルロース系保液材であり、８が
本発明の特徴とするゲル状亜鉛負極である。試作した電
池はＪＩＳ品番ＬＲ４４サイズであり、負極の氷化亜鉛
粉末は容量でＢ □ ｍＡＨになるように統一した。試
作した電池の６０°Ｃで１力月間保存した後の２０°Ｃ
における６、１０Ωで０．９ Ｖを終止電圧として放電
したときの放電持続時間と、電池総高の変化を表２に示
す・ （以下余白） ９ページ この表２に見られるように、従来法の負極を用いたもの
は氷化率３％以下で、特に電池の膨張が著しく、放電性
能も低下するが、本発明による負極では氷化率３％でも
電池の膨張、放電性能とも問題はなく、電池として使用
可能である。
発明の効果
以上のように本発明は酸化水銀粉末による均一な氷化を
行う方法と氷化時の亜鉛の物理的破壊を防止できるゲル
状電解液中での氷化法とを同時に行うことにより、ゲル
状負極亜鉛として耐食性を保ちながら氷化率を低減化さ
せたもので、これにより実用性能に問題はなく、低公害
のアルカリ電池を実現したものである。壕だ本発明では
氷化して得られたゲル状亜鉛負極をそのま＼電池の負極
とすることができるので、従来法で必要な氷化処理を行
うだめの設備、材料等が全て不要となり、電池の製造コ
ストも低下できる利点を有している。
行う方法と氷化時の亜鉛の物理的破壊を防止できるゲル
状電解液中での氷化法とを同時に行うことにより、ゲル
状負極亜鉛として耐食性を保ちながら氷化率を低減化さ
せたもので、これにより実用性能に問題はなく、低公害
のアルカリ電池を実現したものである。壕だ本発明では
氷化して得られたゲル状亜鉛負極をそのま＼電池の負極
とすることができるので、従来法で必要な氷化処理を行
うだめの設備、材料等が全て不要となり、電池の製造コ
ストも低下できる利点を有している。
なお、実施例では酸化水銀粉末と亜鉛粉末の特定の粒度
のものを用いたが、酸化水銀粉末では″′１１１ｏＯミ
クロン付近の平均粒度のものまで、また１０ページ 亜鉛粉末の粒度は通常電池に適用する粒度範囲の６０〜
３００ミクロン以内のものであれば、ゲル状アルカリ電
解液に対する亜鉛粉末の比率を適正範囲に保つことで同
様のゲル負極とすることができる。また電解液のゲル化
剤として実施例ではポリアクリル酸ソーダを用いたが、
アルカリ電解液をゲル化するものであればいずれを使用
してもよい。さらに実施例では氷化率１％では耐食性、
電池性能等に若干問題があるが、耐食性亜鉛合金粉。
のものを用いたが、酸化水銀粉末では″′１１１ｏＯミ
クロン付近の平均粒度のものまで、また１０ページ 亜鉛粉末の粒度は通常電池に適用する粒度範囲の６０〜
３００ミクロン以内のものであれば、ゲル状アルカリ電
解液に対する亜鉛粉末の比率を適正範囲に保つことで同
様のゲル負極とすることができる。また電解液のゲル化
剤として実施例ではポリアクリル酸ソーダを用いたが、
アルカリ電解液をゲル化するものであればいずれを使用
してもよい。さらに実施例では氷化率１％では耐食性、
電池性能等に若干問題があるが、耐食性亜鉛合金粉。
例えばインジウム、タリウム等の異種元素を添加したも
のを使用すれば１力程度の氷化率であっても耐食性のあ
るゲル負極を得ることができ、命池特性も問題のないこ
とを確認している。また実施例ではボタン型アルカリマ
ンガン電池で示した力ζ酸化銀電池、水銀電池等の他の
亜鉛アルカリ系電池にも同様に適用できる。
のを使用すれば１力程度の氷化率であっても耐食性のあ
るゲル負極を得ることができ、命池特性も問題のないこ
とを確認している。また実施例ではボタン型アルカリマ
ンガン電池で示した力ζ酸化銀電池、水銀電池等の他の
亜鉛アルカリ系電池にも同様に適用できる。
図は本発明の一実施例におけるボタン型アルカリマンガ
ン電池の要部断面図である。 ４・・・・・・正極、６・・・・・・セパレータ、８・
・・・・・ゲル状１１ ベーン 亜鉛負極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１−
一一七■易し ２−−− を丁”Ｏ乃°スケット ３−一一丁−ス ４− 正ｙｉ牛刑 δ−−−ケル祢！！！１Ｇ貢殉
ン電池の要部断面図である。 ４・・・・・・正極、６・・・・・・セパレータ、８・
・・・・・ゲル状１１ ベーン 亜鉛負極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１−
一一七■易し ２−−− を丁”Ｏ乃°スケット ３−一一丁−ス ４− 正ｙｉ牛刑 δ−−−ケル祢！！！１Ｇ貢殉
Claims (1)
- 酸化水銀粉末を分散したゲル状アルカリ電解液に、亜鉛
粉末を添加してその表面を前記酸化水銀粉末により汞化
せしめた亜鉛負極を用いた亜鉛アルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25313684A JPS61133560A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 亜鉛アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25313684A JPS61133560A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 亜鉛アルカリ電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61133560A true JPS61133560A (ja) | 1986-06-20 |
Family
ID=17247007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25313684A Pending JPS61133560A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 亜鉛アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61133560A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999007030A1 (en) * | 1997-08-01 | 1999-02-11 | Duracell Inc. | Zinc-based electrode particle form |
| US6292043B1 (en) | 1999-07-19 | 2001-09-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor integrated circuit device |
| JP2002500419A (ja) * | 1997-12-31 | 2002-01-08 | デュラセル インコーポレイテッド | バッテリのカソード |
-
1984
- 1984-11-30 JP JP25313684A patent/JPS61133560A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999007030A1 (en) * | 1997-08-01 | 1999-02-11 | Duracell Inc. | Zinc-based electrode particle form |
| US6284410B1 (en) | 1997-08-01 | 2001-09-04 | Duracell Inc. | Zinc electrode particle form |
| EP2254178A1 (en) * | 1997-08-01 | 2010-11-24 | The Gillette Company | Zinc-based electrode particle form |
| EP2256844A1 (en) * | 1997-08-01 | 2010-12-01 | The Gillette Company | Zinc-based electrode particle form |
| JP2002500419A (ja) * | 1997-12-31 | 2002-01-08 | デュラセル インコーポレイテッド | バッテリのカソード |
| US6292043B1 (en) | 1999-07-19 | 2001-09-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor integrated circuit device |
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