JPS61208751A - 乾電池 - Google Patents
乾電池Info
- Publication number
- JPS61208751A JPS61208751A JP5116585A JP5116585A JPS61208751A JP S61208751 A JPS61208751 A JP S61208751A JP 5116585 A JP5116585 A JP 5116585A JP 5116585 A JP5116585 A JP 5116585A JP S61208751 A JPS61208751 A JP S61208751A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- salt
- dry cell
- positive electrode
- gallium
- 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
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
- H01M4/06—Electrodes for primary cells
- H01M4/08—Processes of manufacture
- H01M4/12—Processes of manufacture of consumable metal or alloy electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/04—Cells with aqueous electrolyte
- H01M6/06—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
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〉
この発明は乾電池に関し、詳しくは、特定の金属塩を溶
解した電解液を用いて混練した正極合剤を用いることで
無氷化ないし大幅な低氷化を図った乾電池に関するもの
である。
解した電解液を用いて混練した正極合剤を用いることで
無氷化ないし大幅な低氷化を図った乾電池に関するもの
である。
〈従来の技術〉
正極活物質としての二酸化マンガンと導電剤としてのア
セチレンブラックや黒鉛粉末等との混合物に、塩化亜鉛
や塩化アンモニウムを主成分とする水溶液からなる電解
液を添加し混練してなる正極合剤を、セパレータを介し
て負極亜鉛缶内に収容して構成される乾電池は、アルカ
リ電池等に較べて安価であることからその需要は多い。
セチレンブラックや黒鉛粉末等との混合物に、塩化亜鉛
や塩化アンモニウムを主成分とする水溶液からなる電解
液を添加し混練してなる正極合剤を、セパレータを介し
て負極亜鉛缶内に収容して構成される乾電池は、アルカ
リ電池等に較べて安価であることからその需要は多い。
このような乾電池では、負極亜鉛中に含まれるｃｕ、
Ｆｅ、Ｎ ＋等の不純物の影響によってストツタ中ある
いは間欠放電の途中において亜鉛が自己放電して腐蝕す
るという不都合がある。
Ｆｅ、Ｎ ＋等の不純物の影響によってストツタ中ある
いは間欠放電の途中において亜鉛が自己放電して腐蝕す
るという不都合がある。
このような負極亜鉛の腐蝕を抑制する手段としては水銀
をインヒビターとして使用することが実用化されており
、塩化第２水銀（ＨｇｃＩ２＞等の水銀の塩化物を溶解
してなるペースト状糊材をセパレータに塗布し含浸させ
ておくことで亜鉛缶表面をアマルガム化して亜鉛の水素
過電圧を高める方法、あるいは正極合剤中に同様の塩化
物を電解液に溶解した形で添加する方法等が知られてい
る。
をインヒビターとして使用することが実用化されており
、塩化第２水銀（ＨｇｃＩ２＞等の水銀の塩化物を溶解
してなるペースト状糊材をセパレータに塗布し含浸させ
ておくことで亜鉛缶表面をアマルガム化して亜鉛の水素
過電圧を高める方法、あるいは正極合剤中に同様の塩化
物を電解液に溶解した形で添加する方法等が知られてい
る。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかしながら、上記のいずれの方法を採るにＶよ、乾電
池中には人体に対して著しく有害である水銀が相当口金
まれてしまい、また、近年電池に含まれる水銀に起因す
る環境汚染が公害問題として大きくクローズアップされ
てきている。このため、乾電池においても性能面で問題
なく水銀使用をなくすか使用量を大幅に減らすかするこ
とが必要となっている。
池中には人体に対して著しく有害である水銀が相当口金
まれてしまい、また、近年電池に含まれる水銀に起因す
る環境汚染が公害問題として大きくクローズアップされ
てきている。このため、乾電池においても性能面で問題
なく水銀使用をなくすか使用量を大幅に減らすかするこ
とが必要となっている。
一方、乾電池に用いる正極合剤は、一般に上記のような
合剤構成成分を鉄やステンレス等でできた混合容器内で
混練し、混線後に成型金型により円柱状に成型して作ら
れるが、正極合剤中に水銀が含有されているため、混合
容器や成型金型が腐蝕によって傷んだり、あるいは、混
線・成型時に飛散した合剤の一部が周囲の機器に付着し
てそれらの機器を腐蝕させたりする不都合があり、正極
合剤中に水銀を添加することが正極合剤の取扱性を煩雑
化させる原因にもなっている。
合剤構成成分を鉄やステンレス等でできた混合容器内で
混練し、混線後に成型金型により円柱状に成型して作ら
れるが、正極合剤中に水銀が含有されているため、混合
容器や成型金型が腐蝕によって傷んだり、あるいは、混
線・成型時に飛散した合剤の一部が周囲の機器に付着し
てそれらの機器を腐蝕させたりする不都合があり、正極
合剤中に水銀を添加することが正極合剤の取扱性を煩雑
化させる原因にもなっている。
〈問題点を解決するための手段〉
本発明者は乾電池における無氷化ないしは低氷化につい
ての研究を重ねた結果、水銀塩に代えてガリウム塩を特
定量用いた場合には所期の目的を達成できることを知得
してこの発明を完成するに至ったものでおる。
ての研究を重ねた結果、水銀塩に代えてガリウム塩を特
定量用いた場合には所期の目的を達成できることを知得
してこの発明を完成するに至ったものでおる。
即ち、この発明の乾電池は、ｏ、ｏｉ〜０．５ｕ」％の
ガリウム塩を溶解した電解液を用いて混練した正極合剤
を有してなることを要旨とするものである。
ガリウム塩を溶解した電解液を用いて混練した正極合剤
を有してなることを要旨とするものである。
上記のガリウム塩としては塩化ガリウム（ＧａＣ１３）
、硫酸ガリウム（Ｇａ２ （ｓｏ４） ２ ＞ 。
、硫酸ガリウム（Ｇａ２ （ｓｏ４） ２ ＞ 。
硫酸ガリウムアンモニウム（ＮＨ４Ｇａ （３０４）
２ ）等が挙げられる。
２ ）等が挙げられる。
一方、ガリウム塩の添加間を上記範囲としたのは０．０
１重量％以下では所望の腐蝕効果が）ｑられず、また、
０．５重量％以上になると防蝕効果はほとんど変化しな
くなることが知得されたことに拠る。
１重量％以下では所望の腐蝕効果が）ｑられず、また、
０．５重量％以上になると防蝕効果はほとんど変化しな
くなることが知得されたことに拠る。
く作 用〉
上記手段を用いることにより、正極合剤中のガリウムが
セパレータを抜けて亜鉛缶表面に付着し、亜鉛缶表面の
亜鉛原子と容易に置換して亜鉛缶表面の水素過電圧を上
げ、亜鉛の溶解に伴う下記■の反応が抑えられる。
セパレータを抜けて亜鉛缶表面に付着し、亜鉛缶表面の
亜鉛原子と容易に置換して亜鉛缶表面の水素過電圧を上
げ、亜鉛の溶解に伴う下記■の反応が抑えられる。
ｚｎ−＋ｚｎ ＋２ｅ−■
２Ｈ＋２ｅ−→Ｈ２■
また、放電中に破壊された亜鉛缶表面のガリウム置換層
は間欠放電の休止時に正極合剤中からのガリウム供給に
より速やかに回復するので、亜鉛缶表面の水素過電圧を
長期にわたって上げておくことができる。この結果、性
能面で問題なく乾電池の無氷化ないしは大幅な低氷化を
達成することができる。
は間欠放電の休止時に正極合剤中からのガリウム供給に
より速やかに回復するので、亜鉛缶表面の水素過電圧を
長期にわたって上げておくことができる。この結果、性
能面で問題なく乾電池の無氷化ないしは大幅な低氷化を
達成することができる。
のみならず、ガリウムは水銀のように鉄やステンレスを
腐蝕させないため、正極合剤中に添加しても混合容器や
成型金型等が腐蝕することはなく、正極合剤の取扱性が
著しく改善される〈実施例〉 正極合剤に添加する電解液として水銀塩あるいはガリウ
ム塩を溶解していないものを用いた単一乾電池（Ａ）、
現用乾電池と同量の水銀塩を溶解したものを用いた単一
乾電池（Ｂ）、電解液に対して０．１重量％の塩化ガリ
ウム（ＧａＣｌ２）を溶解したものを用いた単一乾電池
（Ｃ）をそれぞれ１０個ずつ製作した。これらのＡ−Ｃ
の乾電池のうち５個ずつを放電抵抗２Ωで１日３０分ず
つ２回終止電圧０．９Ｖまで放電させ−、残りの５ｍず
つを放電抵抗１０Ωで１日に４時間ずつ終止電圧１．０
Ｖまで放電させた場合のそれぞれの放電時間（５個の平
均値）を測定した結果を第１表に示す。
腐蝕させないため、正極合剤中に添加しても混合容器や
成型金型等が腐蝕することはなく、正極合剤の取扱性が
著しく改善される〈実施例〉 正極合剤に添加する電解液として水銀塩あるいはガリウ
ム塩を溶解していないものを用いた単一乾電池（Ａ）、
現用乾電池と同量の水銀塩を溶解したものを用いた単一
乾電池（Ｂ）、電解液に対して０．１重量％の塩化ガリ
ウム（ＧａＣｌ２）を溶解したものを用いた単一乾電池
（Ｃ）をそれぞれ１０個ずつ製作した。これらのＡ−Ｃ
の乾電池のうち５個ずつを放電抵抗２Ωで１日３０分ず
つ２回終止電圧０．９Ｖまで放電させ−、残りの５ｍず
つを放電抵抗１０Ωで１日に４時間ずつ終止電圧１．０
Ｖまで放電させた場合のそれぞれの放電時間（５個の平
均値）を測定した結果を第１表に示す。
第１表
比較量Ａ ４２２分 ４１．２時
間従来品８ ４２５分 ４１．０時
間本発明品０ ４２７分 ４１．
３時間また、同様にして単一乾電池Ａ−Ｃを１０個ずつ
作り、４５℃で３力月間ストックした後に、５ｇＡずつ
を放電抵抗２Ωで終止電圧００．９Ｖまで１日２回３０
分ずつ放電させ、残りの５個ずつを放電抵抗１０Ωで終
止電圧ｉ、ｏｖまで１日４時間ずつ放電させた場合の放
電時間（５個の平均値）を第２表に示す。
間従来品８ ４２５分 ４１．０時
間本発明品０ ４２７分 ４１．
３時間また、同様にして単一乾電池Ａ−Ｃを１０個ずつ
作り、４５℃で３力月間ストックした後に、５ｇＡずつ
を放電抵抗２Ωで終止電圧００．９Ｖまで１日２回３０
分ずつ放電させ、残りの５個ずつを放電抵抗１０Ωで終
止電圧ｉ、ｏｖまで１日４時間ずつ放電させた場合の放
電時間（５個の平均値）を第２表に示す。
第２表
比較量Ａ ３５５分 ３４．２
時間従来品８ ４１４分 ４０．４
時間本発明品０ ４０８分
４０゜３時間更に、同様な単一乾電池Ａ−Ｃを１０個ず
つ作り、常温で１２力月間ストックした後に、５個ずつ
をそれぞれ上記と同様の条件で放電させた場合の放電時
間（５個の平均値）を第３表に示す。
時間従来品８ ４１４分 ４０．４
時間本発明品０ ４０８分
４０゜３時間更に、同様な単一乾電池Ａ−Ｃを１０個ず
つ作り、常温で１２力月間ストックした後に、５個ずつ
をそれぞれ上記と同様の条件で放電させた場合の放電時
間（５個の平均値）を第３表に示す。
第３表
比較量Ａ ３６０分 ３３．
１時間従来品８ ４１５分 ４０
．２時間本発明品Ｃ４１０分 ４０
゜６時間上記第１〜３表より、製造時は勿論のこと３力
月、１２力月のストック後においても本発明品（Ｃ）は
氷化処理を行なった従来品（Ｂ）と同様の放電性能を示
した。このことは本発明の構成を採用することによスト
ツタ中おるいは間欠放電の中途で生ずる負極亜鉛の腐蝕
を有効に防げることを示したものである。
１時間従来品８ ４１５分 ４０
．２時間本発明品Ｃ４１０分 ４０
゜６時間上記第１〜３表より、製造時は勿論のこと３力
月、１２力月のストック後においても本発明品（Ｃ）は
氷化処理を行なった従来品（Ｂ）と同様の放電性能を示
した。このことは本発明の構成を採用することによスト
ツタ中おるいは間欠放電の中途で生ずる負極亜鉛の腐蝕
を有効に防げることを示したものである。
次に、ストック時における亜鉛の腐蝕量を調べるため、
同様の乾電池を１０個ずつ作り、これらを４５°Ｃで３
力月間ストックした後における亜鉛缶の腐蝕量１（１０
個の平均値）を調べた。結果は第４表に示す通りであり
、本発明品（Ｃ）は氷化処理した従来品（Ｂ）と同じ値
であった。尚、亜鉛缶の製造時における重量は１８ｇで
ある。
同様の乾電池を１０個ずつ作り、これらを４５°Ｃで３
力月間ストックした後における亜鉛缶の腐蝕量１（１０
個の平均値）を調べた。結果は第４表に示す通りであり
、本発明品（Ｃ）は氷化処理した従来品（Ｂ）と同じ値
であった。尚、亜鉛缶の製造時における重量は１８ｇで
ある。
第４表
腐蝕減量（ｇ）
従来品Ａ ００２７
従来品Ｂ Ｏ，１４
本発明品ＣＯ，１４
〈発明の効果〉
この発明の乾電池は以上のように０．０１〜０．５重量
％のガリウム塩を溶解した電解液を用いて混練した正極
合剤を有してなるものであり、正極合剤中のガリウムが
亜鉛缶表面に付着して亜鉛缶表面に亜鉛缶表面の水素過
電圧を上げるガリウム置換層が形成され、また、正極合
剤中からのガリウム供給によりこのガリウム置換層は長
期にわたって亜鉛缶表面に形成される。このため、乾電
池の無氷化ないしは大幅な低汞化を性能面で問題なく行
なえ、水銀使用量の低下により公害防止を行なえる。ま
た、正極合剤製造時における混合容器や成型金型等の腐
蝕がなくなり、正極合剤の取扱性が著しく改善される結
果、乾電池の取扱容易化を図れるという利点もある。
％のガリウム塩を溶解した電解液を用いて混練した正極
合剤を有してなるものであり、正極合剤中のガリウムが
亜鉛缶表面に付着して亜鉛缶表面に亜鉛缶表面の水素過
電圧を上げるガリウム置換層が形成され、また、正極合
剤中からのガリウム供給によりこのガリウム置換層は長
期にわたって亜鉛缶表面に形成される。このため、乾電
池の無氷化ないしは大幅な低汞化を性能面で問題なく行
なえ、水銀使用量の低下により公害防止を行なえる。ま
た、正極合剤製造時における混合容器や成型金型等の腐
蝕がなくなり、正極合剤の取扱性が著しく改善される結
果、乾電池の取扱容易化を図れるという利点もある。
Claims (1)
- １、０．０１〜０．５重量％のガリウム塩を溶解した電
解液を用いて混練した正極合剤を有してなることを特徴
とする乾電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5116585A JPS61208751A (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 乾電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5116585A JPS61208751A (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 乾電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61208751A true JPS61208751A (ja) | 1986-09-17 |
Family
ID=12879208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5116585A Pending JPS61208751A (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 乾電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61208751A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6032248A (ja) * | 1983-08-01 | 1985-02-19 | Toho Aen Kk | 一次電池負極用亜鉛および亜鉛基合金 |
-
1985
- 1985-03-14 JP JP5116585A patent/JPS61208751A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6032248A (ja) * | 1983-08-01 | 1985-02-19 | Toho Aen Kk | 一次電池負極用亜鉛および亜鉛基合金 |
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