JPS633942B2 - - Google Patents
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- JPS633942B2 JPS633942B2 JP13968281A JP13968281A JPS633942B2 JP S633942 B2 JPS633942 B2 JP S633942B2 JP 13968281 A JP13968281 A JP 13968281A JP 13968281 A JP13968281 A JP 13968281A JP S633942 B2 JPS633942 B2 JP S633942B2
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Classifications
-
- Y02E60/12—
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はビスマスを添加した電極用亜鉛合金に
関する。
関する。
亜鉛は卑金属でありながら、比較的に水素過電
圧が高く、耐食性に富むなどの性質があり、また
安価でもあることから、電池、めつきあるいは陰
極防食等電極用途に広く利用されてきている。
圧が高く、耐食性に富むなどの性質があり、また
安価でもあることから、電池、めつきあるいは陰
極防食等電極用途に広く利用されてきている。
しかしながら、たとえば乾電池用電極（負極）
として用いられる場合局部腐食や水素ガス発生に
よる容器の変形や漏液がないことなどが必要条件
とされるが、こうした用途には一般の亜鉛のみで
は不純物の存在による影響もあつて通常必らずし
も満足され得ないのである。
として用いられる場合局部腐食や水素ガス発生に
よる容器の変形や漏液がないことなどが必要条件
とされるが、こうした用途には一般の亜鉛のみで
は不純物の存在による影響もあつて通常必らずし
も満足され得ないのである。
これまで、このような電極用亜鉛の性質を改善
するため、代表的な処置としては亜鉛のアマルガ
ム化すなわち、マンガン乾電池用亜鉛缶の内壁
（電解液と接する）のアマルガム化やアルカリマ
ンガン乾電池用亜鉛粉末（電解液と混合される）
のアマルガム化が行なわれており、これにより効
果的に亜鉛電極の水素過電圧が高められ、乾電池
貯蔵時の防食性が高まると共に水素ガスの発生が
抑制されている。こうした水銀の利用は乾電池の
性能の向上に貢献しているが、近年公害防止の面
からその代替材料あるいは別処理が望まれるよう
になつてきているのも事実である。この対策とし
て鉛、カドミウムあるいはインジウムなどを亜鉛
に添加することも考えられているが、何れも局部
腐食あるいはガス発生障害を克服するのに充分で
なく、いまだに水銀の使用が避けられない状況に
ある。
するため、代表的な処置としては亜鉛のアマルガ
ム化すなわち、マンガン乾電池用亜鉛缶の内壁
（電解液と接する）のアマルガム化やアルカリマ
ンガン乾電池用亜鉛粉末（電解液と混合される）
のアマルガム化が行なわれており、これにより効
果的に亜鉛電極の水素過電圧が高められ、乾電池
貯蔵時の防食性が高まると共に水素ガスの発生が
抑制されている。こうした水銀の利用は乾電池の
性能の向上に貢献しているが、近年公害防止の面
からその代替材料あるいは別処理が望まれるよう
になつてきているのも事実である。この対策とし
て鉛、カドミウムあるいはインジウムなどを亜鉛
に添加することも考えられているが、何れも局部
腐食あるいはガス発生障害を克服するのに充分で
なく、いまだに水銀の使用が避けられない状況に
ある。
本発明はこのような観点からなされたもので、
2.0％以下のビスマスを含むことを特徴とする亜
鉛合金であつて、水銀を含まず水素過電圧が高
く、ガス発生量が少なく、防食性に富み、かつ比
較的安価な合金であつて、上記のような乾電池用
としても好適な電極用亜鉛合金である。
2.0％以下のビスマスを含むことを特徴とする亜
鉛合金であつて、水銀を含まず水素過電圧が高
く、ガス発生量が少なく、防食性に富み、かつ比
較的安価な合金であつて、上記のような乾電池用
としても好適な電極用亜鉛合金である。
亜鉛に0.0001〜2.0％のインジウムを添加する
ことにより乾電池の電解液中における亜鉛の耐食
性を高める試みは、特公昭33―3204号公報によつ
て知られているが、本発明者らが、乾電池放電時
の水素ガス発生に直接関係する水素過電圧を調査
した結果では、99.99％純分の電気亜鉛に対する
インジウム添加の効果は、わずかに0.01―0.03％
インジウムの範囲で比較的に良好であつたにすぎ
ず、該範囲内としても効果は顕著なものではなか
つたし、該範囲外ではかえつて添加による効果は
マイナスであつた。このように効果が不定である
ことの理由は明らかではないが他の不純物の影響
が考えられる。
ことにより乾電池の電解液中における亜鉛の耐食
性を高める試みは、特公昭33―3204号公報によつ
て知られているが、本発明者らが、乾電池放電時
の水素ガス発生に直接関係する水素過電圧を調査
した結果では、99.99％純分の電気亜鉛に対する
インジウム添加の効果は、わずかに0.01―0.03％
インジウムの範囲で比較的に良好であつたにすぎ
ず、該範囲内としても効果は顕著なものではなか
つたし、該範囲外ではかえつて添加による効果は
マイナスであつた。このように効果が不定である
ことの理由は明らかではないが他の不純物の影響
が考えられる。
一方発明者らは、電気亜鉛をベースとして、そ
の水素過電圧を高め、亜鉛アマルガム材に代替し
得るものとしてガリウムを0.5％以上好ましくは
１％以上を含む亜鉛合金を見出している。ただし
このガリウムは稀少元素であり、高価であること
から、さらにこのガリウムに代り得るもの、ある
いはこのガリウムとの併用でガリウム量を減じ得
るものを求めたものである。
の水素過電圧を高め、亜鉛アマルガム材に代替し
得るものとしてガリウムを0.5％以上好ましくは
１％以上を含む亜鉛合金を見出している。ただし
このガリウムは稀少元素であり、高価であること
から、さらにこのガリウムに代り得るもの、ある
いはこのガリウムとの併用でガリウム量を減じ得
るものを求めたものである。
しかして、亜鉛に少量のビスマスを添加するこ
とにより著しく水素過電圧を高め、かつ電解液と
の接触時のガス発生量をもまた著しく低減せしめ
る合金が得られることを見出したものである。す
なわち本発明は、2.0％以下のビスマスを含む亜
鉛合金であつて、水素過電圧が高くかつガス発生
量の少ない電極用亜鉛合金である。
とにより著しく水素過電圧を高め、かつ電解液と
の接触時のガス発生量をもまた著しく低減せしめ
る合金が得られることを見出したものである。す
なわち本発明は、2.0％以下のビスマスを含む亜
鉛合金であつて、水素過電圧が高くかつガス発生
量の少ない電極用亜鉛合金である。
図は陰極（水素）過電圧曲線図であつて、電気
亜鉛および水銀塗布亜鉛と比較しての本発明のビ
スマス―亜鉛合金の効果をみたものである。縦軸
は電流密度を、横軸は電位を示している。測定は
照合電極として硫酸水銀電極、電解液として
0.1N硫酸水溶液を用い、液温37℃、電位移動速
度5mV／秒で−1.4Vから−1.8Vまでの電位範囲
で行なつたものである。
亜鉛および水銀塗布亜鉛と比較しての本発明のビ
スマス―亜鉛合金の効果をみたものである。縦軸
は電流密度を、横軸は電位を示している。測定は
照合電極として硫酸水銀電極、電解液として
0.1N硫酸水溶液を用い、液温37℃、電位移動速
度5mV／秒で−1.4Vから−1.8Vまでの電位範囲
で行なつたものである。
曲線１は99.99％純分の電気亜鉛、曲線２は電
気亜鉛に水銀を通常の亜鉛缶アマルガム層濃度に
相当する、0.2mg／cm2亜鉛になるように塗布した
水銀塗布亜鉛、曲線３，４，５，６および７はそ
れぞれビスマスを1.0％、0.5％、0.1％、0.05％お
よび0.01％含む亜鉛による電位―電流密度曲線換
言すれば水素過電圧曲線である。
気亜鉛に水銀を通常の亜鉛缶アマルガム層濃度に
相当する、0.2mg／cm2亜鉛になるように塗布した
水銀塗布亜鉛、曲線３，４，５，６および７はそ
れぞれビスマスを1.0％、0.5％、0.1％、0.05％お
よび0.01％含む亜鉛による電位―電流密度曲線換
言すれば水素過電圧曲線である。
電流密度が増すに従つて、険極部の平衡電位は
卑側に移動する。図では曲線が横軸に接近してい
る材料ほど僅かな電流密度の増加でも陰極（水
素）過電圧は著しく増加する、すなわち、水素過
電圧の大きい材料となる。図から、ビスマスを添
加した電気亜鉛の水素過電圧はベースとしての電
気亜鉛のそれを凌ぐものであることがわかる。一
定電位（たとえば−1.65V）でビスマス添加量の
影響をみれば、0.01〜0.05％という極く僅かのビ
スマス添加で亜鉛の電流密度は急激に下降し、水
銀塗布亜鉛に匹敵する数値を示し、約0.1％にビ
スマス量を増すとやゝ上昇し電気亜鉛の挙動に近
づき、さらにビスマス量が増してくると電流密度
がまた低下し、水銀塗布亜鉛の挙動に類似してく
る。かかる現象効果を斉らす理由は亜鉛に対する
ビスマスの固溶性と関係がある模様であるが明ら
かではない。
卑側に移動する。図では曲線が横軸に接近してい
る材料ほど僅かな電流密度の増加でも陰極（水
素）過電圧は著しく増加する、すなわち、水素過
電圧の大きい材料となる。図から、ビスマスを添
加した電気亜鉛の水素過電圧はベースとしての電
気亜鉛のそれを凌ぐものであることがわかる。一
定電位（たとえば−1.65V）でビスマス添加量の
影響をみれば、0.01〜0.05％という極く僅かのビ
スマス添加で亜鉛の電流密度は急激に下降し、水
銀塗布亜鉛に匹敵する数値を示し、約0.1％にビ
スマス量を増すとやゝ上昇し電気亜鉛の挙動に近
づき、さらにビスマス量が増してくると電流密度
がまた低下し、水銀塗布亜鉛の挙動に類似してく
る。かかる現象効果を斉らす理由は亜鉛に対する
ビスマスの固溶性と関係がある模様であるが明ら
かではない。
このように少量のビスマス添加で水素過電圧は
下り、かつ圧延加工性を有する材料となる。
下り、かつ圧延加工性を有する材料となる。
たゞし、ビスマス量が約２％を超えるとビスマ
スの偏折が著しくなり通常の砂型徐冷では10％ビ
スマスで完全に二相凝固体となる。従つて、本発
明では２％ビスマス以下とする。
スの偏折が著しくなり通常の砂型徐冷では10％ビ
スマスで完全に二相凝固体となる。従つて、本発
明では２％ビスマス以下とする。
このように、水素過電圧を高めることで耐食性
が向上し、また不純物混在の悪影響を抑制し、局
部腐食やそれに基づくガス発生をも制御する効果
を与えることが知られており、他の防食、還元電
解等亜鉛の電極的用途にも利用し得ることは明ら
かである。
が向上し、また不純物混在の悪影響を抑制し、局
部腐食やそれに基づくガス発生をも制御する効果
を与えることが知られており、他の防食、還元電
解等亜鉛の電極的用途にも利用し得ることは明ら
かである。
またビスマスはガリウムあるいはインジウム等
に比し比較的安価な金属であり、少量のビスマス
のZnに対する固溶範囲内の合金は圧延加工性も
あり、乾電池用亜鉛缶用としても好適である。
に比し比較的安価な金属であり、少量のビスマス
のZnに対する固溶範囲内の合金は圧延加工性も
あり、乾電池用亜鉛缶用としても好適である。
図は陰極（水素）過電圧曲線図で、図中の曲線
は、それぞれ次の材料を示す。 １……電気亜鉛、２……水銀塗布亜鉛、３……
1.0％ビスマス―亜鉛、４……0.5％ビスマス―亜
鉛、５……0.1％ビスマス―亜鉛、６……0.05％
ビスマス―亜鉛、７……0.01％ビスマス―亜鉛。
は、それぞれ次の材料を示す。 １……電気亜鉛、２……水銀塗布亜鉛、３……
1.0％ビスマス―亜鉛、４……0.5％ビスマス―亜
鉛、５……0.1％ビスマス―亜鉛、６……0.05％
ビスマス―亜鉛、７……0.01％ビスマス―亜鉛。
Claims (1)
- １ 2.0重量％以下のビスマスを含み、残部は亜
鉛と不可避不純物からなることを特徴とする電極
用亜鉛合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13968281A JPS5842740A (ja) | 1981-09-07 | 1981-09-07 | 電極用亜鉛合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13968281A JPS5842740A (ja) | 1981-09-07 | 1981-09-07 | 電極用亜鉛合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5842740A JPS5842740A (ja) | 1983-03-12 |
| JPS633942B2 true JPS633942B2 (ja) | 1988-01-26 |
Family
ID=15250968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13968281A Granted JPS5842740A (ja) | 1981-09-07 | 1981-09-07 | 電極用亜鉛合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5842740A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0631858B2 (ja) * | 1984-09-26 | 1994-04-27 | 株式会社東芝 | 溶液中金属イオンの分離方法 |
| US5032790A (en) * | 1987-06-01 | 1991-07-16 | Kelsey-Hayes Company | Passive magnetic speed sensor |
| CN109022844B (zh) * | 2018-08-02 | 2020-07-07 | 济南大学 | 锌-铜合金中ε相的变质剂及变质方法 |
| WO2020162591A1 (ja) * | 2019-02-08 | 2020-08-13 | マクセルホールディングス株式会社 | 水系電解液電池用負極およびシート状電池 |
-
1981
- 1981-09-07 JP JP13968281A patent/JPS5842740A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5842740A (ja) | 1983-03-12 |
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