JPS6188451A - マンガン乾電池 - Google Patents
マンガン乾電池Info
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- JPS6188451A JPS6188451A JP59209662A JP20966284A JPS6188451A JP S6188451 A JPS6188451 A JP S6188451A JP 59209662 A JP59209662 A JP 59209662A JP 20966284 A JP20966284 A JP 20966284A JP S6188451 A JPS6188451 A JP S6188451A
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- negative electrode
- zinc
- indium
- manganese
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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
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- 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)
- 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】
本発明はマンガン乾電池に関し、特に水銀非使用の場合
にも浸れた電池性能を発揮すべく亜鉛負極缶の改良をな
したマンガン乾電池に関する。
にも浸れた電池性能を発揮すべく亜鉛負極缶の改良をな
したマンガン乾電池に関する。
従来、マンガン乾電池の亜鉛負極缶の加工性を高め、電
池の非使用時及び放電使用時における負極の腐食を防止
し、且つ均一な表面反応にょシミ電性能を向上させるた
め、負極缶を構成する亜鉛に鉛とカドミウムをそれぞれ
ｏ，１５重量％、０．０５重量％程度添加し、更に負極
缶表面をアマルガム化したり、ないしは電解液中に塩化
第２水銀を添加するといった手段がとられていた。
池の非使用時及び放電使用時における負極の腐食を防止
し、且つ均一な表面反応にょシミ電性能を向上させるた
め、負極缶を構成する亜鉛に鉛とカドミウムをそれぞれ
ｏ，１５重量％、０．０５重量％程度添加し、更に負極
缶表面をアマルガム化したり、ないしは電解液中に塩化
第２水銀を添加するといった手段がとられていた。
従って、一般に市販されているマンガン酸ざ池には０．
１〜０． ４ｍ９／ ｃｍ一亜鉛程度の濃度の水」が含
有されておシ、多量にｆｆ１１乗された場合、順境汚染
を引き起したシする可能性があり、乾電池の無水銀化を
達成することが重要な技術的課題となっている。
１〜０． ４ｍ９／ ｃｍ一亜鉛程度の濃度の水」が含
有されておシ、多量にｆｆ１１乗された場合、順境汚染
を引き起したシする可能性があり、乾電池の無水銀化を
達成することが重要な技術的課題となっている。
乾電池無水銀化の１つの方策として、従来、重クロム酸
塩を用いて負極缶表面にクロム塩保護皮膜を形成するこ
とが提案されているが、この保護皮膜は導電性が低いた
め電池性能を阻害し、またクロム自体も公害を引き起す
恐れがあるため、望ましいものではない。
塩を用いて負極缶表面にクロム塩保護皮膜を形成するこ
とが提案されているが、この保護皮膜は導電性が低いた
め電池性能を阻害し、またクロム自体も公害を引き起す
恐れがあるため、望ましいものではない。
また、従来の亜鉛−鉛−カドミウム系負極缶に水銀を用
いない場合の問題点として、本発明者らの知見において
は、特に塩化亜鉛タイプの乾電池では、漏液防止の点で
は余シ問題はなく、寧ろ、放電性能並びに電圧のバラツ
キ等の問題点があるものとみられ、このため実用化が阻
まれているものと考えられる。
いない場合の問題点として、本発明者らの知見において
は、特に塩化亜鉛タイプの乾電池では、漏液防止の点で
は余シ問題はなく、寧ろ、放電性能並びに電圧のバラツ
キ等の問題点があるものとみられ、このため実用化が阻
まれているものと考えられる。
また、耐食性改良のために亜鉛−インジウム系合金の負
極缶を用いたマンガン乾電池が提案されているが（特公
昭３３−３２０４号）、本発明者らの知見では、耐食性
の点では亜鉛−インジウム系合金が例えば亜鉛−鉛一カ
ドミウム系合金など他の負極缶構成物質に比べて優位で
あるとは言い難く、実用的ではないものと考えられる。
極缶を用いたマンガン乾電池が提案されているが（特公
昭３３−３２０４号）、本発明者らの知見では、耐食性
の点では亜鉛−インジウム系合金が例えば亜鉛−鉛一カ
ドミウム系合金など他の負極缶構成物質に比べて優位で
あるとは言い難く、実用的ではないものと考えられる。
また更に、亜鉛陰極缶表面に水銀と共にインジウムを併
存させたマンガン乾電池も提案されているが（特開昭５
９−６０８６０号）、これとても電池性能の改良のため
得策とは言えず、また無水銀化を達成し得ない点も欠点
となる。
存させたマンガン乾電池も提案されているが（特開昭５
９−６０８６０号）、これとても電池性能の改良のため
得策とは言えず、また無水銀化を達成し得ない点も欠点
となる。
本発明は上述のような状況に鑑み、マンガン乾電池にお
いて、環境汚染を生じる可能性のある水銀を使用しなく
ても、優れた電池性能を発現し得る負極缶を用いたマン
ガン乾電池を提供すべく鋭意検討の結果、従来の亜鉛−
鉛−カドミウム系の負極缶の耐食性を阻害せず、且つ負
極缶を活性化し得る金属成分を添加することにより、乾
電池用として無水銀化しても、耐食性のみならず、放電
性能をはじめとする電池性能が高レベルに維持されると
いう知見を得て、本発明を完成するに至ったＯ 〔問題を解決するための手段〕 即ち、本発明のマンガン乾電池は、鉛及びカドミウムを
必須成分とする亜鉛基合金によって負極缶を構成したマ
ンガン乾電池であって、前記亜鉛基合金中に前記負極缶
を活性化し得る金属成分が含有されていることを特徴と
するものである。
いて、環境汚染を生じる可能性のある水銀を使用しなく
ても、優れた電池性能を発現し得る負極缶を用いたマン
ガン乾電池を提供すべく鋭意検討の結果、従来の亜鉛−
鉛−カドミウム系の負極缶の耐食性を阻害せず、且つ負
極缶を活性化し得る金属成分を添加することにより、乾
電池用として無水銀化しても、耐食性のみならず、放電
性能をはじめとする電池性能が高レベルに維持されると
いう知見を得て、本発明を完成するに至ったＯ 〔問題を解決するための手段〕 即ち、本発明のマンガン乾電池は、鉛及びカドミウムを
必須成分とする亜鉛基合金によって負極缶を構成したマ
ンガン乾電池であって、前記亜鉛基合金中に前記負極缶
を活性化し得る金属成分が含有されていることを特徴と
するものである。
本発明で使用する前記の負極缶を活性化し得る金属成分
は、更に負極缶の腐食を゛誘起しないという性質を有す
ることが好ましく、とりわけインジウム及び／又はマン
ガンであることが好ましい。
は、更に負極缶の腐食を゛誘起しないという性質を有す
ることが好ましく、とりわけインジウム及び／又はマン
ガンであることが好ましい。
つまり、負極缶を構成する亜鉛基合金中に、インジウム
及びマンガンの何れか一方乃至両方が含有されているこ
とが好ましく、その含量は、インジウムの場合０．ＯＯ
’５〜０．１０重量％、マンガンの場合０．００５〜０
．５重器チの範囲内であることが好ましい。
及びマンガンの何れか一方乃至両方が含有されているこ
とが好ましく、その含量は、インジウムの場合０．ＯＯ
’５〜０．１０重量％、マンガンの場合０．００５〜０
．５重器チの範囲内であることが好ましい。
即ち、インジウムの場合０．００５重量％以上で活性化
による放電性能の向上が認められたが、０．１０重８％
を、沼えると、機械的な加工性が極端に悪くなる。また
、マンがンの場合０．０１０重量％以上で活性化による
放電性能の向上が認められたが、０．５重量％を超える
と、非常に加工性が悪くなる。
による放電性能の向上が認められたが、０．１０重８％
を、沼えると、機械的な加工性が極端に悪くなる。また
、マンがンの場合０．０１０重量％以上で活性化による
放電性能の向上が認められたが、０．５重量％を超える
と、非常に加工性が悪くなる。
インジウム及びマンガンの負極缶中における作用を詳し
く述べると、インジウムの場合、多量に加えると亜鉛負
極缶作成時の機械的な加工性を低下させる働きＩ／、あ
るが、その添加量を適当な範囲に調整した場合は、この
加工性低下の問題もなく、亜鉛負極缶の電気化学的な活
性度を著しく向上させる。また、マンガンの場合には、
亜鉛負極缶の機械的強度と増大させる働きがあり、これ
が逆に歪み等を生Ｃやすくさせるためか、インジウムと
同様亜鉛缶の電気化学的な活性度を著しく向上させる。
く述べると、インジウムの場合、多量に加えると亜鉛負
極缶作成時の機械的な加工性を低下させる働きＩ／、あ
るが、その添加量を適当な範囲に調整した場合は、この
加工性低下の問題もなく、亜鉛負極缶の電気化学的な活
性度を著しく向上させる。また、マンガンの場合には、
亜鉛負極缶の機械的強度と増大させる働きがあり、これ
が逆に歪み等を生Ｃやすくさせるためか、インジウムと
同様亜鉛缶の電気化学的な活性度を著しく向上させる。
この作用を理論的に考究するため、本発明者らが作成し
１；亜鉛負極缶のＸ線回折を行なった結果、従来の亜鉛
−鉛−カドミウム系とインジウムがさらに添加された亜
鉛−鉛−カドミウム−インジウム系およびインジウムと
マンガンが添加された亜鉛−鉛−カドミウム−インジウ
ム−マンガン系を比較した場合、第１図乃至第３図に示
すようにインジウム（第１図）あるいはインジウムとマ
ンガン入り（第２図）の回折像の方が、これらを添加し
ない場合（第３図）に比べて、Ｕｏｉｌ）、（１ｏｉｚ
）。
１；亜鉛負極缶のＸ線回折を行なった結果、従来の亜鉛
−鉛−カドミウム系とインジウムがさらに添加された亜
鉛−鉛−カドミウム−インジウム系およびインジウムと
マンガンが添加された亜鉛−鉛−カドミウム−インジウ
ム−マンガン系を比較した場合、第１図乃至第３図に示
すようにインジウム（第１図）あるいはインジウムとマ
ンガン入り（第２図）の回折像の方が、これらを添加し
ない場合（第３図）に比べて、Ｕｏｉｌ）、（１ｏｉｚ
）。
（１ｏＸ３）などの亜鉛の稠密六方格子において、比較
的活性度の高い錘面の回折強度が強くなることなどから
も、その活性化現象の存在が推察された。
的活性度の高い錘面の回折強度が強くなることなどから
も、その活性化現象の存在が推察された。
な卦、マンガンのみ添加したものについても同様なＸり
回折結果であった。また、表面°の活性化に関連して孔
食々どの局部腐食の発生も懸念されるが、本発明の場合
は実施例の第１表に示す如く、電池形成間も局部腐食な
どによる漏液はみられなかった。これはインジウム及び
／又はマンガンの添加により亜鉛缶の表面全体に均一に
（１ｏｒｘ）などの活性表面が生成されただめ、電気化
学的負極反応が均一に進行するためと思われる。そして
インジウムあるいはマンガン単独よりも両成分の腹合の
方が、相乗効果によりさらに性能を向上し得る順向であ
る。
回折結果であった。また、表面°の活性化に関連して孔
食々どの局部腐食の発生も懸念されるが、本発明の場合
は実施例の第１表に示す如く、電池形成間も局部腐食な
どによる漏液はみられなかった。これはインジウム及び
／又はマンガンの添加により亜鉛缶の表面全体に均一に
（１ｏｒｘ）などの活性表面が生成されただめ、電気化
学的負極反応が均一に進行するためと思われる。そして
インジウムあるいはマンガン単独よりも両成分の腹合の
方が、相乗効果によりさらに性能を向上し得る順向であ
る。
負極缶を構成する亜鉛基合金の必須成分である鉛及びカ
ドミウムの含量は、それぞれ、鉛が０．０１〜０，５重
ｆ係、カドミウムが０．０１〜０．２重量％の範囲内で
あることが好ましい。
ドミウムの含量は、それぞれ、鉛が０．０１〜０，５重
ｆ係、カドミウムが０．０１〜０．２重量％の範囲内で
あることが好ましい。
以下、実施例によυ本発明の具体的構成例及び効果につ
いて説明するが、本発明の実施の襲様はこれにより限定
されない。
いて説明するが、本発明の実施の襲様はこれにより限定
されない。
実施例
市販のマンガン乾電池負極用原料である亜鉛地金を用い
、これを加熱溶融したのち、第１表に示すような量の鉛
、カドミウムそしてインジウムおよび／またはマンガン
を添加し合金化させ、亜鉛合金鋳塊を作成した。
、これを加熱溶融したのち、第１表に示すような量の鉛
、カドミウムそしてインジウムおよび／またはマンガン
を添加し合金化させ、亜鉛合金鋳塊を作成した。
ついで、この亜鉛合金鋳塊を熱間圧延により３闇厚程度
の素板に加工し、六角形に打抜いた。そして黒鉛粉末の
潤滑剤を塗布し、約１５０℃に加熱し、イン・やクト押
出しを行ない第１表中実施例１−ａ〜１−ｈの各組成の
単１型の缶を成形した。
の素板に加工し、六角形に打抜いた。そして黒鉛粉末の
潤滑剤を塗布し、約１５０℃に加熱し、イン・やクト押
出しを行ない第１表中実施例１−ａ〜１−ｈの各組成の
単１型の缶を成形した。
また、比較として同様な方法で亜鉛−鉛一カドミウム系
の缶を第１表中比較例の組成で成型した。
の缶を第１表中比較例の組成で成型した。
以上のようにして得られた亜鉛缶を用いて、電解液とし
て３ Ｑ ｗｔ％塩化亜鉛溶液による一般的な塩化亜鉛
タイプのマンガン乾電池を試作した。
て３ Ｑ ｗｔ％塩化亜鉛溶液による一般的な塩化亜鉛
タイプのマンガン乾電池を試作した。
なお、比較例１−ｂの場合は電解液に水銀０．４■／ｃ
ｒｎ−亜鉛になるよう塩化第２水銀を加えて乾電池を試
作した。
ｒｎ−亜鉛になるよう塩化第２水銀を加えて乾電池を試
作した。
これら試作乾Ｍ池を用い、初度および４５℃×２ケ月貯
蔵後のそれぞれの場合について、乾電池に２０℃下で４
Ωの負荷抵抗にて３０分／日×５日／週の間欠放雷を行
ない、終止電圧０．７５ Ｖまでの放電持続時間を測定
し、第１表中比較例ｉ−ｂを１００とした相対指数を求
め、その結果を第１表に示した。
蔵後のそれぞれの場合について、乾電池に２０℃下で４
Ωの負荷抵抗にて３０分／日×５日／週の間欠放雷を行
ない、終止電圧０．７５ Ｖまでの放電持続時間を測定
し、第１表中比較例ｉ−ｂを１００とした相対指数を求
め、その結果を第１表に示した。
また、各々の開路電圧のバラツキの状態並びに間欠放電
後の漏液率も併せて第１表に示した。
後の漏液率も併せて第１表に示した。
な２、自転電池試作に用いた亜鉛缶の代表的なもののＸ
線回折結果を第１図て示しだ。
線回折結果を第１図て示しだ。
以上の結果から、比較例に示した従来の亜鉛缶の場合に
わいては、水銀無のものは水銀有のものに比・設し１．
討食性に関連する」酸基の点ではさほど遜色ないが、電
圧のバラツキ並びに放雷性能の面で劣る。これに対し、
本発明の場合、漏液率はもちろんのこと、電圧のバラツ
キ並びに放電性能的にも水銀有の比較例に比し、々んら
遜色なくｔ・えって向上していることが理解される。
わいては、水銀無のものは水銀有のものに比・設し１．
討食性に関連する」酸基の点ではさほど遜色ないが、電
圧のバラツキ並びに放雷性能の面で劣る。これに対し、
本発明の場合、漏液率はもちろんのこと、電圧のバラツ
キ並びに放電性能的にも水銀有の比較例に比し、々んら
遜色なくｔ・えって向上していることが理解される。
以上のように本発明は無水銀でも良好な市電性能を有す
るフンガン乾電池を得るのに効果的であるＯ 〔発明の効果〕 本発明は、亜鉛負極缶構成分として、従来の亜鉛−鉛−
カドミウム系に活性化成分であるインジウムおよび／ま
だはマンガン等の金属成分を新たに添加し、無水銀化で
も耐食性はもちろんのこと、放電性能の優れた品質を有
するマンガン乾電池である。通常、マンガン乾電池の電
池性能等を向上させるだめ、従来水銀を０．１〜０．４
ｒｎ９ ／ ａｎ −亜鉛の金偏と々るよう添加する
ものであるが、本発明に従えば、この水銀を全く使用し
なくとも優れた電池性能を発揮することができ、従って
環境汚染の問題等を解消し得るマンガン乾電池が提供さ
れる。
るフンガン乾電池を得るのに効果的であるＯ 〔発明の効果〕 本発明は、亜鉛負極缶構成分として、従来の亜鉛−鉛−
カドミウム系に活性化成分であるインジウムおよび／ま
だはマンガン等の金属成分を新たに添加し、無水銀化で
も耐食性はもちろんのこと、放電性能の優れた品質を有
するマンガン乾電池である。通常、マンガン乾電池の電
池性能等を向上させるだめ、従来水銀を０．１〜０．４
ｒｎ９ ／ ａｎ −亜鉛の金偏と々るよう添加する
ものであるが、本発明に従えば、この水銀を全く使用し
なくとも優れた電池性能を発揮することができ、従って
環境汚染の問題等を解消し得るマンガン乾電池が提供さ
れる。
第１図乃至第３図は、「実施例」で作製した負極缶構成
物質の粉末Ｘ線回折像であり、第１図はインジウムを添
加した場合（本発明）、第２図はインジウム及びマンガ
ンを添加した場合（本発明）、第３図はインジウム及び
マンガンを添加しない場合（従来例）である。 第１図
物質の粉末Ｘ線回折像であり、第１図はインジウムを添
加した場合（本発明）、第２図はインジウム及びマンガ
ンを添加した場合（本発明）、第３図はインジウム及び
マンガンを添加しない場合（従来例）である。 第１図
Claims (5)
- （１）鉛及びカドミウムを必須成分とする亜鉛基合金に
よって負極缶を構成したマンガン乾電池であって、前記
亜鉛基合金中に前記負極缶を活性化し得る金属成分が含
有されていることを特徴とするマンガン乾電池。 - （２）負極缶を活性化し得る金属成分が、インジウム及
び／又はマンガンである特許請求の範囲第（１）項記載
のマンガン乾電池。 - （３）亜鉛基合金中のインジウム含量が０．００５〜０
．１０重量％である特許請求の範囲第（２）項記載のマ
ンガン乾電池。 - （４）亜鉛基合金中のマンガン含量が０．００５〜０．
５重量％である特許請求の範囲第（２）項又は第（３）
項記載のマンガン乾電池。 - （５）亜鉛基合金中の鉛含量が０．０１〜０．５重量％
であり、またカドミウム含量が０．０１〜０．２重量％
である特許請求の範囲第（１）項乃至第（４）項のうち
の１に記載のマンガン乾電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59209662A JPS6188451A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | マンガン乾電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59209662A JPS6188451A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | マンガン乾電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6188451A true JPS6188451A (ja) | 1986-05-06 |
| JPH0430712B2 JPH0430712B2 (ja) | 1992-05-22 |
Family
ID=16576521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59209662A Granted JPS6188451A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | マンガン乾電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6188451A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02129332A (ja) * | 1988-09-23 | 1990-05-17 | Metall Hoboken Overpelt | 電気化学的電池缶用亜鉛合金 |
| JPH03140430A (ja) * | 1989-10-20 | 1991-06-14 | Acec Union Miniere Nv:Sa | 化学電池用の缶状または平板状亜鉛合金陰極 |
| US5425913A (en) * | 1990-02-08 | 1995-06-20 | S.A.Acec-Union Miniere N.V. | Zinc alloy for electrochemical battery cans |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5011576A (ja) * | 1973-05-31 | 1975-02-06 | ||
| JPS5210527A (en) * | 1975-07-16 | 1977-01-26 | Sumakichi Shiratori | Dry element battery |
-
1984
- 1984-10-08 JP JP59209662A patent/JPS6188451A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5011576A (ja) * | 1973-05-31 | 1975-02-06 | ||
| JPS5210527A (en) * | 1975-07-16 | 1977-01-26 | Sumakichi Shiratori | Dry element battery |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02129332A (ja) * | 1988-09-23 | 1990-05-17 | Metall Hoboken Overpelt | 電気化学的電池缶用亜鉛合金 |
| JPH0575813B2 (ja) * | 1988-09-23 | 1993-10-21 | Asetsuku Union Miniire Nv Sa | |
| JPH03140430A (ja) * | 1989-10-20 | 1991-06-14 | Acec Union Miniere Nv:Sa | 化学電池用の缶状または平板状亜鉛合金陰極 |
| US5425913A (en) * | 1990-02-08 | 1995-06-20 | S.A.Acec-Union Miniere N.V. | Zinc alloy for electrochemical battery cans |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0430712B2 (ja) | 1992-05-22 |
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