JPS6177262A - 亜鉛アルカリ電池 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は亜鉛アルカリ電池に関し、詳しくは銀とタリウ
ムと鉛、インジウムより選ばれる１種以上を特定範囲で
含有した亜鉛合金をそのまま、もしくは汞化して電池用
負極活物質として用いた亜鉛アルカリ電池に関する。

（発明の背景） 亜鉛を負極活物質として用いたアルカリ電池等におい７
は、水酸化カリウム水溶液等の強アルカリ性電解液を用
いるため、電池を密閉１ノなければならイＴい。この電
池の密閉は電池の小型化を図る際には特に重要であるが
、同時に電池保存中の仙鉛の腐食によＩ／１発生する水
素ガスを閉じ込めることになる。従って長期保存中に電
池内部のガス圧が高８Ｌす、密閉が完全２７はど爆発等
の危険が伴なう。

その対策ど１ノで、負極活物質で・ある亜鉛の腐食を防
止（）で、電池内部の水素ガス発生を少なくすることが
研究され、水銀の水素過電圧を利用した汞化亜鉛を負極
活物質として用いることが専ら行なわねでいる。このた
め、今１］市販されでいるアルカリ電池の負極活物質は
５〜１０重槌％程度の多聞の水銀を含有しており、ネ１
会的ニーズとして、より低水銀のもの、あるいは無水銀
の電池の開発が強く期ｆＪｉされるように４１つてきた
。

そこで、電池内の水銀含有渚を低減させるべく、ｉ１ｉ
鉛に名神金属を添加した１１ト鉛合金粉末に関りる提案
が種々なされている。例えば、亜鉛に鉛を添加した亜鉛
合金粉末、あるいは本発明者等による亜鉛に鉛とインジ
ウムを添加した亜鉛合金粉末（特開昭５８−１８１２６
６号公報）等がある。１ノかし、これらの亜鉛合金粉末
はある程度のガス発生抑制効果を奏するが、まだ十分と
は言えない。例えば亜鉛に鉛とインジウムを添加した亜
鉛合金粉末についてはこれを水銀含有率１重量％程度の
低汞化とした場合、ガス発生試験の初ｗ１においては非
常にガス発生が抑制されているが、長期間となると次第
にガス発生速度（ｍｅ／（Ｊ　−ｄａＶ　）が増大する
傾向が見られた。

このように、負極活物質である亜鉛合金粉末を低汞化と
しつつ、水素ガス発生量を低減し、しかも電池性能であ
る放電性能を高い水準にＩｌｌ持づる電池は未だ得られ
ていない。

（発明の目的） 本発明はかかる現状に鑑み、水銀の含有率を著しく減少
させつつ、水素ガス発生を抑制し、しかも放電性能を高
い水準に維持する負極活物質を用いた亜鉛アルカリ電池
を提供することを目的とする。

（発明の経緯） 本発明者らはこの目的に沿つ−Ｃ鋭意研究の結果、亜鉛
からなる負極活物質において、銀とタリウムど鉛、イン
ジウムより選ばれる１種以上とを特定範囲のｍ添加Ｊる
ことにより、これら添加元素の相乗的な効果によって、
従来の低汞化した亜鉛合金粉末よりも更に水素ガス発生
量を低下させ、しかも放電性能に優れた亜鉛アルカリ電
池が得られることを見出し本発明に到達した。

（発明の構成） ず４丁わら本発明は、銀を０．０１〜０．５重品％、タ
リウムを０．０１〜０．５重量％、鉛、インジウムより
選ばれる１秒以上を合ｉ１０，０１へ・０．５型組％含
有する亜鉛合金を負極活物質として用いたことを特徴と
する亜鉛アルカリ電池にある。

本発明において、銀とタリウムと鉛、インジウムより選
ばれる１種以上とを特定量添加した亜鉛合金は、その」
、ま０極活物質として用いるか、亜鉛合金を汞化した後
に負極活物質として用いる。

汞化する場合の水銀含有率は、従来の負極活物質の水銀
含有率よりも少ない量、すなわち５．０重量％未満であ
るが、より汞化率を低くし、低公害性を考慮すると３．
０重量％以下である。また、１．０重量％前後またはそ
れ以下の少量であってもガス発生を抑制することが可能
である。特に、排気機構を備えた空気電池や水素吸収機
構を備えた亜鉛アルカリ電池等においては、水素ガスの
発生許容量は比較的大きいので、このような電池に本発
明を適用する場合は、１．０重量％以下の低汞化率また
は無未化の亜鉛合金が負極活物質として好ましく用いら
れる。

この負極活物質に用いられる亜鉛合金の銀とタリウムと
鉛、インジウムより選ばれる１種以上の含有率はそれぞ
れ、０．０１〜０．５重量％と少量で添加効果が発揮さ
れる。銀とタリウムと鉛、インジウムより選ばれる１種
以上の含有率が０．０１重量％未満では本発明の効果が
得られず、０．５重量％を越えると不純物を含有した亜
鉛のように、自己放電が進み、ガス発生抑制および放電
性能にとって良りＹな結果が得られない。

このＪ：うに本発明の亜鉛アルカリ電池は、電解液に苛
性カリ、苛性ソーダ等を主成分どするアルカリ水溶液を
用い、負極活物質に上記した亜鉛合金または汞化した亜
鉛合金、正極活物質に二酸化マンガン、酸化銀、酸素等
を用いることにより得られる。

（実施例の説明） 以下、実施例おＪ、び比較例に基づいて本発明を具体的
に説明する。

１厘１１〜７ ｉＩｉ度９９．９９７％以上の亜鉛地金を約５００℃で
溶融し、これに第１表に示すごとく銀とタリウムと鉛の
含有率がイれそれ０．０５重量％どなるように添加して
亜鉛合金を作成し、これを高圧アルゴンガス（噴出圧５
に９／ｃｄ＞を使って粉体化した。次に水酸化カリウム
１０％のアルカリ性溶液中にて上記粉末に１．０重Ｍ％
になるように水銀を添加して、汞化処理を行ない亜鉛合
金粉末（実施例１）を得た。

また、第１表に示すごとく、下記の組成でイれぞれ、 （１）：銀０．０５重量％、タリウム０．０５重間％、
インジウム０．０５重間％、 （２）：銀０．５重量％、タリウム０６５重量％、鉛０
．５重量％、 （３）：銀０．０１重量％、タリウム０．０１重量％、
鉛０．０１重量％、 （４）：銀０．５重量％、タリウム０．５重閤％、イン
ジウム０．５小量％、 （５）：銀００口重量％、タリウム０．０１重拍％、イ
ンジウム０，０１重間％、 （６）：銀０．５重量％、タリクｌｋ　Ｏ，５重Ｍ％、
鉛０．２５重量％、インジウム０．２５重量％、からな
る亜鉛合金をそれぞれ作成し、これを前記と同様な方法
で粉体化し、汞化処理を行なって水銀含有率が１．０重
量％の亜鉛合金粉末（実施例２〜７）を得た。

このようにして得られた亜鉛合金粉末を使って水素ガス
発生試験を行ない、その結果を第１表に示す。なお、ガ
ス発生試験は、電解液と１ノで濃度４０重間％の水酸化
カリウム水溶液に酸化亜鉛を飽和へ〇だものを５−を用
い、亜鉛合金粉末を１０　（］を用いて４５℃で５０日
間のカス発生１７ｋ（ｍｅ／（Ｊ）を測定した。

また、これらの亜鉛合金粉末を負極活物質として第１図
に示すアルカリマンガン電池を用いて電池性能を評価し
た。第１図のアルカリマンガン電池は、正極缶１、正極
２、セパレーター３、亜鉛合金粉末をカルボキシメチル
レルロースでゲル化した負極４、負極集電体５、ゴムパ
ラ４〕ン６、押さえ板７で構成されている。このアルカ
リマンガン電池を用いて放電負荷４Ω、２０℃の放電条
件により終止電ＩＴ　Ｏ、９Ｖまでの放電持続時間を測
定し、従来の負極活物質を用いた後述する比較例２の測
定値を１００とした指数で示した。結果を第１表に示す
。

比較例１〜２ 実施例１ど同様の方法で亜鉛にｔｉｔを０．０５重Ｍ％
添加した汞化亜鉛合金粉末（比較例１）と亜鉛に鉛を０
．０５重量％、インジウムを０．０５重量％添加した汞
化亜鉛合金粉末（比較例２）を得た。

これを実施例１ど同様の方法で水素ガス発生試験と電池
性能試験を行ない、その結果を第１表に示した。

Ｑ　− 一〇− 第１表に示されるごとく、亜鉛に銀とタリウムと鉛、イ
ンジウムより選ばれる１種以上を特定量添加して汞化さ
せた汞化亜鉛合金粉末を負極活物質に用いた実施例１〜
７は、亜鉛に鉛を添加した汞化亜鉛合金粉末を負極活物
質に用いた比較例１や亜鉛に鉛とインジウムを添加した
汞化亜鉛合金粉末を負極活物質に用いた比較例２に比べ
て、水素ガス発生抑制効果が大きく、放電性能も優れて
いることがわかる。

（発明の効果） 以上説明のごとく、銀とタリウムと鉛、インジウムより
選ばれる１種以上を特定範囲で含有した亜鉛合金をその
まま、もしくは汞化して負極活物質として用いた本発明
の亜鉛アルカリ電池は、水素ガス発生率を抑制しつつ、
電池性能を向１−させることが可能であり、また水銀が
低含有率もしくは含有しないことから、社会的ニーズに
沿ったものである。従って、本発明の亜鉛アルカリ電池
は広範な用途に使用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるアルカリマンガン電池の断面図
を示す。 １：正極缶、２：正極、３：セパレーター、４：負極、
５：負極集電体、６：ゴムパツキン、７：押さえ板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、銀を０．０１〜０．５重量％、タリウムを０．０１
   〜０．５重量％、鉛、インジウムより選ばれる１種以上
   を合計０．０１〜０．５重量％含有する亜鉛合金を負極
   活物質として用いたことを特徴とする亜鉛アルカリ電池
   。 ２、前記亜鉛合金が汞化されている前記特許請求の範囲
   第１項記載の亜鉛アルカリ電池。