JPS6177267A - 亜鉛アルカリ電池 - Google Patents

亜鉛アルカリ電池

Info

Publication number
JPS6177267A
JPS6177267A JP59197200A JP19720084A JPS6177267A JP S6177267 A JPS6177267 A JP S6177267A JP 59197200 A JP59197200 A JP 59197200A JP 19720084 A JP19720084 A JP 19720084A JP S6177267 A JPS6177267 A JP S6177267A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zinc
negative electrode
alloy
zinc alloy
corrosion resistance
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
Application number
JP59197200A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0622116B2 (ja
Inventor
Akira Miura
三浦 晃
Kanji Takada
寛治 高田
Ryoji Okazaki
良二 岡崎
Toyohide Uetake
植竹 豊秀
Keiichi Kagawa
賀川 恵市
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Mining and Smelting Co Ltd, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority to JP59197200A priority Critical patent/JPH0622116B2/ja
Publication of JPS6177267A publication Critical patent/JPS6177267A/ja
Publication of JPH0622116B2 publication Critical patent/JPH0622116B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/42Alloys based on zinc
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy 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。

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1ヒ水銀、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 亜鉛アルカリ電池の共通した問題点として、保存中の亜
鉛負極の電解液による腐食か挙げられる。
従来、亜鉛に5〜10重量%程度の水銀を添加した水化
亜鉛粉末を用いて水素過電圧を高め、実用的に問題のな
い程度に腐食を抑制すること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
有水銀量を低減さ刊ることか社会的ニーズきして高まり
、種+7の研究がなされている。例えば、亜鉛中に鉛、
ガリウム。
インジウムなとを添加した合金粉末を用いて耐食性を向
上させ、水化率を低減させる方法か提案されている。こ
れは腐食抑制には効果があるか、水化率を低減させるこ
とにより強放電性能か要化するという逆効果が見られる
。これらの提案において、低木化率とした場合に強放電
性能が劣化する原因は不明確であるが、放電生成物が活
性な亜51)表面を被い、放電反応に必要な水酸イオン
の亜鉛表面への供給を妨げる度合か水銀含量の多い場合
に比較して大きいためと考えられ、耐食性上張放電性能
を兼ね備えた低水化率亜鉛負極の確立が今後の重要課題
とされている。
また、主にマンガン乾電池の改良をめざして、亜鉛また
は亜鉛合金にインジウムを添加した加工1)合金を負極
に使用するこ七が防食上の効果が太きい七いう提案があ
る(特公昭33−3204号)。
」1記の提案の中では亜鉛合金中の元素として、インジ
ウムのイ也(二Fe、 cd、 Cr、 Pb、 Ca
、 Hg。
Bi、 Sb、 AI、 Ag、 IvTg、 Si、
 Ni、 Mn等を不純物または添加物として1または
2種以上を含む場合を包含して記載されているか、イン
ジウムと鉛を添加元素として併用した場合の有効性以外
には、−1二記の雑多な各元素を不純物上して含むのか
、有効な元素上して添加するのかの区分は全く示されて
おらす、との元素が防食に有効なのかさえ不明て、まし
て適切な添加量についてはインジウム。
鉛板外の記載はない。これらの元素の組合せの効果につ
いて、しかもこれを亜鉛アルカリ電池において検討して
、有効な合金♀■成を求めることは、なお今後の課題と
して残されている。
発明が解決しJンうとする問題点 上記のように、低水化率で耐食性七強放電性能を兼ね備
えたアルカリ電池用亜鉛負極か求められている。
本発明は、負極亜鉛の耐食性、放電性能を劣化させるこ
となく水化率を低減さゼ、低公害で放電111能、貯蔵
性、 1fiJ漏液姓な七の性能のすくれた亜jf)ア
ノ[ノノリrK/II!を提1jするこ古を目的上する
問題点を解決するための手I−7 本発明は、電解液にかl’lソI11.が性ソーダなと
を主成分とするア几)lり水溶液、負極活物質に亜kn
 、正極活物質に薄酸1ヒマンガン、酸化銀、酸化水銀
、酸素なとを用いる加昇)Y月ノノリ電池の負極に、イ
ンジウム(In)を0.01〜0.5重量%1、fIi
)(Pb)、 ノノトミウL(Cd) 、 1易(S 
I+)(7)一種または二種以上の元素を合d1てO’
、01〜0.5重量9(/% hルシウム(Ca)を0
.005−0.15重量%含有する亜t1)合金を用い
たことを特徴上する。
作用 本発明はまず、放電反応生成物が活11な亜フ1)表面
を被い、水酸イオンのIt給を阻害し、大電流での放電
反応が円滑に進行1−ない傾向が特に水化率の低い亜j
;)を負極に11扛する場合に顕著に表われる問題を適
切な量のCaを添加して合金化することにより解決し、
さらに亜鉛合金の耐食性向上のだめに大きな効果がある
とされているInを添加し、同時にPb、Cd、Snよ
りなる群より選ばれた元素の適切な量を添加して、In
の防食効果をさらに相乗的に高めるこ吉により、耐食性
、放電性能のすくれた低水化率の亜鉛負極を実現したも
のである。
上記のCaの添加効果は、後述の実施例で示すように、
適切な添加量において有効であるが、その作用機構は十
分に解明されていない。推定するに、負極の亜鉛合金中
に含まれているCaが亜鉛より卑な電位を有し、亜鉛と
ともに放電して、その放電生成物が亜鉛の放電生成物の
電解液中への溶解を促進さゼるか、未溶解の生成物の層
の緻密化による亜鉛表面の不働態化を緩和する役割を果
たし、亜鉛の活性表面に水酸イオンが豊富に供給される
状態を亜鉛が消耗する放電末期まで継続して維持し、亜
鉛の放電利用率を高めるものと考えられる。
また、Inは防食用の添加元素としては、あらゆる元素
のうちで最も効果の大きいものの一つとして知られてい
るが、他の添加元素との複合効果により一層、防食効果
を高めることができる。
ioの添加効用は、亜鉛合金の水素過電圧を高める作用
を有する以+1、に水銀との親和性が大きいので、水化
のために添加した水銀を亜鉛合金の表面や粒Wに固定し
、結晶内や亜鉛合金の内部への拡散を抑制し、少量の水
銀の添加で表面や粒Wの水銀濃度を高く維持できること
により大きな防食効果が得られるものと考えられ、本発
明において同時に添加するPb、Cd、Snは、比較的
水銀との親fll性が小さいのでこれらの元素が亜鉛合
金の粒界に存在すると表面から水化した亜鉛合金中の水
銀が表面層から結晶粒界に拡散するのを抑制して水銀の
表面濃度を高く維持するのに効果的なためにInと相乗
的な防食効果を示すものと推定される。
なお、本発明においてCa添加による主効果は、放電性
能の向上にあるが、添加量によっては上記の他の元素の
防食効果を高める上にも若干の効果を有し、これらの元
素は電池の保存期間中に亜鉛負極が電解液により腐食す
る場合、亜鉛よりキな金属であるので亜鉛に対して優先
して酸化され易く、亜鉛合金の表面の活性点を不活性化
する酸化膜を形成して腐食を抑制する作用がある七考え
られるが、l記の酸化膜の形成に必要な置屋−にに添加
されると、過剰添加元素が亜鉛に優先して腐食するので
却って水素ガスの発生を増大さ■る結果になるものと考
えられる。
以上のように、本発明は負極に用いる亜鉛合金の添加元
素の相合ぜと添加量を実験的に検討し、放電性能と耐食
性を兼ね備えた低水化率の亜鉛負極を実現したものであ
る。
実施例 純度99.997%以上の亜鉛地金に後に表に示すよう
に各種の元素を添加した各種の亜鉛合金を作成し、約5
00℃で溶融して圧縮空気により噴射して粉体化し、5
0〜150メツシユの粒度範囲にふるい分+Jした。次
いて、か1で1°ノlりの10重量%水溶液中に上記粉
体を投入し、撹拌しなから所定量の水銀を滴下して水化
した。その後水洗し、アヒトンて置換して乾燥し、水化
亜鉛合金粉を作成した。さらに本発明の実施例以シ(、
の禾1ヒ亜鉛合金扮について1〕比較例として同様の方
法で作成し人二。
これらの水化粉末を用い、図に示す筒形のアルノノリマ
ンガン電池を製作した。図において、1は鉄にJ−ツ、
)、−’ルメッキを施した正極ケースで、内部には二酸
化マンガンに黒鉛を混合して加圧成形した正極2、ポリ
プロピレンの不織布からなるセパレーク3、セルロース
製底板4、ツノ几ボキシメチ几セルロースでノγル化し
たか性ノノリ水溶液の電解液に各種手1ヒ亜5・J)合
金を分散させた’iノF4ツクの負極5を収容している
。(iはケース1の開口部を月日したポリブ[1ピレン
製の封口板で中央には真鍮製の負極集電子7を固定して
いる。8は負極端子板、9は正極端子板、10.IIは
絶縁リング、12は熱収縮性+AJ脂チョーブ、13f
;I金属シ1製缶である。
試作し7た電11セはF113形の7′)1ノノリマン
ガン電池で、負極に用いた水化亜11)合金粉末の重量
は、−7= 2.80gに統一し、水銀の添加量(水化率)は亜鉛合
金粉に対し、1重量%とじた。試作した電池を60℃で
1力月間貯蔵後、20℃において10Ωの連続放電性能
、耐漏液性、膨張度合いを各々評価した。負極の亜鉛合
金の内訳と試験の結果を次表に示す。
この表に見られるように、従来例のうちInのみを添加
した場合(隔1)に対し、Pb、 CdまたはSnの適
切な量をInと共に添加した場合(凡)3゜5.6〉が
より電池の膨張か少なく、相乗効果によりii1食性か
向上している。しかし、耐食性を強く支配している元素
かInであることは例えばN12と隔3との比較でも明
らかである。また、N)4゜7.8のように耐食性向上
のため添加した元素か過剰となると却って逆効果となる
。これらの従来例のうち電池の膨張が著しいものは放電
性能が悪い。また、耐食性が十分て膨張や漏液も少ない
、例えばNo、3.5.6においても10Ωという強負
荷放電での持続時間は本発明品より短い。
一方、これらの従来例の欠点を改善ずへく、上記の添加
元素の複合効果によって耐食性を高めた上に、負極の放
電反応を円滑化するのを主目的としてCaを同時に添加
した場合(N)9〜28)のうち、放電性能、耐食性が
良く電池の膨張も少なく、従来例より改善されたと判断
されるのは、Inを0.01−0.5重量%、Pb、C
d、Snの一種」=たは7一種Jツ1−の元素を合計て
0.01〜0.3重檄りδ、Caを0.005−0.1
5重’f1qcr含有する亜f4)合金を用いノこ場合
(N)、I O,I ] 、  I 2゜15.16.
+8.19,20,2]、22゜23.26.27)で
あり、添加元素量が不足または過剰の場合1.9,13
,14.+7.24゜25.28)は若干の複合効果は
認められるが、従来例の・うち比較的良好なものと大差
なかったり、却っで劣るりのt)あり、子連のように適
切な添加ξ1の範囲において顕著lf効効果認められる
以−11のよ・うに本発明は、面i食効果の大きい添加
元素の16合せと、これと同萌に放電反応の円泪化を主
目的にした元素を適切な範囲て含有さゼた亜11)合金
を負極に用いることにより、低公害て実用1生能のずく
れた亜ali)アJlノ1り電油を実現したものである
な、+5、実施例においてにI、氷化率が1重量?。の
亜に:+ L’i極をII+いた電71hについて説明
したか、刊気(幾114を備えた空気電池や水素吸収機
(1#Iを備えた亜鉛ア)Lカリ電池なとにおいて(4
、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、さらに低水化率、場
合によっては無水化のまま実施することもてきる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、負極亜鉛の水化率を低減
し、低公害の亜鉛アルノ1り電池を111ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施例に用いたアルノノリマンガン電池の
一部を欠截した側面図である。 2・・・・・・正極、3・・・・・・セパレータ、5・
・・・・・亜鉛負極。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか1名=  14
  =

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 インジウムを0.01〜0.5重量%、鉛、カドミウム
    、錫の一種または二種以上を0.01〜0.5重量%、
    カルシウムを0.005〜 0.15重量%含有する亜鉛合金を負極活物質に用いた
    亜鉛アルカリ電池。
JP59197200A 1984-09-20 1984-09-20 亜鉛アルカリ電池 Expired - Lifetime JPH0622116B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59197200A JPH0622116B2 (ja) 1984-09-20 1984-09-20 亜鉛アルカリ電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59197200A JPH0622116B2 (ja) 1984-09-20 1984-09-20 亜鉛アルカリ電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6177267A true JPS6177267A (ja) 1986-04-19
JPH0622116B2 JPH0622116B2 (ja) 1994-03-23

Family

ID=16370477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59197200A Expired - Lifetime JPH0622116B2 (ja) 1984-09-20 1984-09-20 亜鉛アルカリ電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0622116B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0500313A2 (en) * 1991-02-19 1992-08-26 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Zinc alloy powder for alkaline cell and method to produce the same
EP2720304A1 (de) * 2012-10-15 2014-04-16 VARTA Microbattery GmbH Elektrochemische Zelle mit Zink-Indium-Elektrode

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0500313A2 (en) * 1991-02-19 1992-08-26 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Zinc alloy powder for alkaline cell and method to produce the same
EP2720304A1 (de) * 2012-10-15 2014-04-16 VARTA Microbattery GmbH Elektrochemische Zelle mit Zink-Indium-Elektrode

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0622116B2 (ja) 1994-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1985003810A1 (en) Zinc alkali cell
JPS60175368A (ja) 亜鉛アルカリ一次電池
JPH04284357A (ja) 亜鉛アルカリ電池
JPH04284358A (ja) 亜鉛アルカリ電池
JPS6177267A (ja) 亜鉛アルカリ電池
JPS5842740A (ja) 電極用亜鉛合金
JPS6177265A (ja) 亜鉛アルカリ電池
JPS6177266A (ja) 亜鉛アルカリ電池
JPS6177268A (ja) 亜鉛アルカリ電池
JPS61253764A (ja) 亜鉛アルカリ電池
JPS636749A (ja) 亜鉛アルカリ電池
JPS61203563A (ja) 亜鉛アルカリ電池
JPS60114548A (ja) 電極用亜鉛合金
JPS6273565A (ja) 亜鉛アルカリ電池
JPS60146454A (ja) 亜鉛アルカリ電池
JPS612270A (ja) アルカリ電池
JPS60175369A (ja) 亜鉛アルカリ一次電池
JPS63178452A (ja) 亜鉛アルカリ電池
JPH01279564A (ja) 汞化亜鉛合金粉末の製造方法
JPH0365617B2 (ja)
JPS6178059A (ja) 亜鉛アルカリ電池
JPH0622118B2 (ja) 亜鉛アルカリ電池
JPS61140066A (ja) 亜鉛アルカリ電池
JPS61181070A (ja) 亜鉛アルカリ電池
JPS6290859A (ja) 亜鉛アルカリ電池