JPH05182660A - アルカリ電池用無鉛無汞化亜鉛合金粉末およびその製造方法 - Google Patents
アルカリ電池用無鉛無汞化亜鉛合金粉末およびその製造方法Info
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- JPH05182660A JPH05182660A JP3359973A JP35997391A JPH05182660A JP H05182660 A JPH05182660 A JP H05182660A JP 3359973 A JP3359973 A JP 3359973A JP 35997391 A JP35997391 A JP 35997391A JP H05182660 A JPH05182660 A JP H05182660A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 合金成分としての鉛を含まず無汞化で実用可
能なアルカリ電池の負極活物質として使用できる亜鉛合
金粉末の提供。 【構成】 鉛を0.001 重量％以下、マグネシウム0.0001
〜0.5 重量％、インジウム0.0001〜0.5 重量％、ビスマ
ス0.0001〜0.5 重量％とアルミニウム、カルシウムおよ
びガリウムからなる群より選ばれた少なくとも１種の金
属0.0001〜0.5 重量％とを含み、残部が亜鉛および不可
避的不純物からなる、好ましくはさらに熱処理された無
汞化で実用電池の負極活物質として使用可能な無鉛無汞
化アルカリ電池用亜鉛合金粉末。
能なアルカリ電池の負極活物質として使用できる亜鉛合
金粉末の提供。 【構成】 鉛を0.001 重量％以下、マグネシウム0.0001
〜0.5 重量％、インジウム0.0001〜0.5 重量％、ビスマ
ス0.0001〜0.5 重量％とアルミニウム、カルシウムおよ
びガリウムからなる群より選ばれた少なくとも１種の金
属0.0001〜0.5 重量％とを含み、残部が亜鉛および不可
避的不純物からなる、好ましくはさらに熱処理された無
汞化で実用電池の負極活物質として使用可能な無鉛無汞
化アルカリ電池用亜鉛合金粉末。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は改善された特性を持つア
ルカリ電池用亜鉛合金粉末およびその製造方法に関し、
特に無水銀（以下、無汞化と言う）および無鉛あるいは
低鉛であることを特徴とするガス発生量の少ない亜鉛合
金粉末に関するものである。
ルカリ電池用亜鉛合金粉末およびその製造方法に関し、
特に無水銀（以下、無汞化と言う）および無鉛あるいは
低鉛であることを特徴とするガス発生量の少ない亜鉛合
金粉末に関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来、アルカリ乾電池等電池の負極材とし
ては亜鉛または亜鉛合金が用いられている。亜鉛は水素
過電圧が高いことや価格が比較的低廉であることから好
んで負極材として用いられてきたのであるが、亜鉛を使
用することのみでは電池使用時における水素ガスの多量
発生を充分に抑制することは困難であってそれに伴う電
解液漏れなどの問題を生じていた。
ては亜鉛または亜鉛合金が用いられている。亜鉛は水素
過電圧が高いことや価格が比較的低廉であることから好
んで負極材として用いられてきたのであるが、亜鉛を使
用することのみでは電池使用時における水素ガスの多量
発生を充分に抑制することは困難であってそれに伴う電
解液漏れなどの問題を生じていた。
【０００３】これらの問題を解決する目的で近年広く行
われている有効なガス発生抑制の方法として亜鉛を汞化
することが行われている。しかしながら、この方法は廃
乾電池を処分する際の深刻な公害面の問題を伴うもので
あるため、無汞化で所望の効果が得られる亜鉛合金の開
発が求められるようになり、これに応えて本発明者等も
特開昭６３−３０４５７１号「電池用亜鉛合金およびそ
の製造法」において開示したようにそのような亜鉛合金
の開発に一応の成果を上げている。
われている有効なガス発生抑制の方法として亜鉛を汞化
することが行われている。しかしながら、この方法は廃
乾電池を処分する際の深刻な公害面の問題を伴うもので
あるため、無汞化で所望の効果が得られる亜鉛合金の開
発が求められるようになり、これに応えて本発明者等も
特開昭６３−３０４５７１号「電池用亜鉛合金およびそ
の製造法」において開示したようにそのような亜鉛合金
の開発に一応の成果を上げている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】無汞化でガス発生を抑
制するには、通常亜鉛合金中に鉛を添加することが効果
的であるが、鉛は上記水銀と同様、公害面で問題があり
今後無鉛または低鉛の亜鉛合金粉末が要望されることは
必至である。
制するには、通常亜鉛合金中に鉛を添加することが効果
的であるが、鉛は上記水銀と同様、公害面で問題があり
今後無鉛または低鉛の亜鉛合金粉末が要望されることは
必至である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者等は鋭意研究したところ、アルカリ電池に
使用するための亜鉛合金粉末として鉛を含まぬ合金で、
しかも無汞化のままで水素ガス発生量の少ないアルカリ
電池用亜鉛合金粉末が得られることを見い出した。
め、本発明者等は鋭意研究したところ、アルカリ電池に
使用するための亜鉛合金粉末として鉛を含まぬ合金で、
しかも無汞化のままで水素ガス発生量の少ないアルカリ
電池用亜鉛合金粉末が得られることを見い出した。
【０００６】すなわち本発明は、電池等の負極材として
無汞化で使用したときでも水素ガスの発生量が従来の亜
鉛合金粉末に比して少ない新規な鉛不含亜鉛合金粉末お
よびその製造方法の提供を目的とするもので、鉛を0.00
1 重量％以下、マグネシウム0.0001〜0.5 重量％、イン
ジウム0.0001〜0.5 重量％、ビスマス0.0001〜0.5 重量
％と、アルミニウム、カルシウムおよびガリウムからな
る群より選ばれた少なくとも１種の金属0.0001〜0.5 重
量％とを含み、残部が亜鉛および不可避的不純物のみか
らなるアルカリ電池用無鉛無汞化亜鉛合金粉末；並び
に、鉛を0.001 重量％以下、マグネシウム0.0001〜0.5
重量％、インジウム0.0001〜0.5 重量％、ビスマス0.00
01〜0.5 重量％と、アルミニウム、カルシウムおよびガ
リウムからなる群より選ばれた少なくとも１種の金属0.
0001〜0.5 重量％とを含み、残部が亜鉛および不可避的
不純物からなる亜鉛合金粉末をガス雰囲気中 1,000℃以
下の温度で熱処理することによってガス発生量の少ない
合金粉末とすることを特徴とするアルカリ電池用無鉛無
汞化亜鉛合金粉末の製造方法に関するものである。
無汞化で使用したときでも水素ガスの発生量が従来の亜
鉛合金粉末に比して少ない新規な鉛不含亜鉛合金粉末お
よびその製造方法の提供を目的とするもので、鉛を0.00
1 重量％以下、マグネシウム0.0001〜0.5 重量％、イン
ジウム0.0001〜0.5 重量％、ビスマス0.0001〜0.5 重量
％と、アルミニウム、カルシウムおよびガリウムからな
る群より選ばれた少なくとも１種の金属0.0001〜0.5 重
量％とを含み、残部が亜鉛および不可避的不純物のみか
らなるアルカリ電池用無鉛無汞化亜鉛合金粉末；並び
に、鉛を0.001 重量％以下、マグネシウム0.0001〜0.5
重量％、インジウム0.0001〜0.5 重量％、ビスマス0.00
01〜0.5 重量％と、アルミニウム、カルシウムおよびガ
リウムからなる群より選ばれた少なくとも１種の金属0.
0001〜0.5 重量％とを含み、残部が亜鉛および不可避的
不純物からなる亜鉛合金粉末をガス雰囲気中 1,000℃以
下の温度で熱処理することによってガス発生量の少ない
合金粉末とすることを特徴とするアルカリ電池用無鉛無
汞化亜鉛合金粉末の製造方法に関するものである。
【０００７】
【作用】本発明の亜鉛合金粉末は、所定量の特定合金元
素と亜鉛および不可避的不純物とを混合溶融して合金化
した後、噴霧法によって粉末状に成形して製造すること
ができ、好ましくはこれを熱処理することにより無汞化
のままアルカリ電池の負極活物質として用いることがで
きる。この場合、これらの特定添加元素の作用機構につ
いては充分に解明されていないが、亜鉛合金中に含有さ
れた上記合金元素のうちあるものは水素過電圧を高める
作用を有し、また別のあるものは亜鉛合金表面を平滑化
させる効果があるため、これらの総合効果によって、合
金粉末の表面積が減少し、耐食性が向上するものと考え
られる。したがって本発明の亜鉛合金粉末は、これら各
作用の相乗効果により水素ガス発生量の少ない亜鉛合金
粉末として得られたものである。本発明の亜鉛合金製造
工程において合金元素としての鉛は添加しないのでこの
意味では無鉛合金と言えるが、不純物としての鉛は現在
の亜鉛精製技術では0.003 重量％以下が通常であり、こ
のため本発明合金にも使用原料亜鉛の純度によって0.00
1 重量％程度の鉛が混入する可能性はあるため、無鉛ま
たは低鉛合金という表現を用いた。以下、本発明を実施
例により詳細に説明する。
素と亜鉛および不可避的不純物とを混合溶融して合金化
した後、噴霧法によって粉末状に成形して製造すること
ができ、好ましくはこれを熱処理することにより無汞化
のままアルカリ電池の負極活物質として用いることがで
きる。この場合、これらの特定添加元素の作用機構につ
いては充分に解明されていないが、亜鉛合金中に含有さ
れた上記合金元素のうちあるものは水素過電圧を高める
作用を有し、また別のあるものは亜鉛合金表面を平滑化
させる効果があるため、これらの総合効果によって、合
金粉末の表面積が減少し、耐食性が向上するものと考え
られる。したがって本発明の亜鉛合金粉末は、これら各
作用の相乗効果により水素ガス発生量の少ない亜鉛合金
粉末として得られたものである。本発明の亜鉛合金製造
工程において合金元素としての鉛は添加しないのでこの
意味では無鉛合金と言えるが、不純物としての鉛は現在
の亜鉛精製技術では0.003 重量％以下が通常であり、こ
のため本発明合金にも使用原料亜鉛の純度によって0.00
1 重量％程度の鉛が混入する可能性はあるため、無鉛ま
たは低鉛合金という表現を用いた。以下、本発明を実施
例により詳細に説明する。
【０００８】
【実施例１】表１に示す組成の各種亜鉛合金を、通常の
噴霧法により粒度35〜150 メッシュの粉末として製造
し、次いでこれらの粉末を熱処理炉中にてＨ2 ガス雰囲
気下 350℃で２時間熱処理し得られた熱処理済み亜鉛合
金粉末の一定量をＫＯＨ溶液中に入れ、水銀を0.05重量
％添加して汞化したものと、無汞化のものを、それぞれ
酸化亜鉛を飽和させた45℃の40％ＫＯＨ溶液中に浸漬さ
せて、水素ガス発生量を測定し評価した。その結果を表
１に示す。水素ガス発生量（μｌ／g.day)は合金粉末１
ｇ当り１日の発生量である。
噴霧法により粒度35〜150 メッシュの粉末として製造
し、次いでこれらの粉末を熱処理炉中にてＨ2 ガス雰囲
気下 350℃で２時間熱処理し得られた熱処理済み亜鉛合
金粉末の一定量をＫＯＨ溶液中に入れ、水銀を0.05重量
％添加して汞化したものと、無汞化のものを、それぞれ
酸化亜鉛を飽和させた45℃の40％ＫＯＨ溶液中に浸漬さ
せて、水素ガス発生量を測定し評価した。その結果を表
１に示す。水素ガス発生量（μｌ／g.day)は合金粉末１
ｇ当り１日の発生量である。
【０００９】同様に、同表に示した各組成の汞化したま
たはしない亜鉛合金粉末を熱処理しないこと以外は、上
述と同じ方法で評価試験した結果を熱処理品の結果と対
比して同表に示した。
たはしない亜鉛合金粉末を熱処理しないこと以外は、上
述と同じ方法で評価試験した結果を熱処理品の結果と対
比して同表に示した。
【００１０】
【表１】 これらの結果から、本発明の組成の亜鉛合金粉末は、無
汞化で使用しても水素ガス発生量が実用アルカリ電池の
負極材として使用できる程度に十分少なく、これを所定
条件で熱処理した熱処理品は水素ガス発生量がさらに顕
著に抑制されることが判明した。すなわち、本発明の亜
鉛合金粉末は無汞化の亜鉛合金粉末であっても、従来の
実用化されていた低汞化亜鉛合金粉末とほぼ同等の水素
ガス発生量であり、熱処理されたものはさらにその特性
が改善されているので、従来の低水銀電池の代替品とし
て無水銀電池を製造、使用することが充分可能である。
汞化で使用しても水素ガス発生量が実用アルカリ電池の
負極材として使用できる程度に十分少なく、これを所定
条件で熱処理した熱処理品は水素ガス発生量がさらに顕
著に抑制されることが判明した。すなわち、本発明の亜
鉛合金粉末は無汞化の亜鉛合金粉末であっても、従来の
実用化されていた低汞化亜鉛合金粉末とほぼ同等の水素
ガス発生量であり、熱処理されたものはさらにその特性
が改善されているので、従来の低水銀電池の代替品とし
て無水銀電池を製造、使用することが充分可能である。
【００１１】
【実施例２】鉛を0.001 重量％、アルミニウム0.01重量
％、マグネシウム0.005 重量％、ビスマス0.01重量％、
インジウム0.01重量％、残部が亜鉛および不可避的不純
物からなる組成の亜鉛合金粉末を供試材として、表示の
各条件下で熱処理した場合の水素ガス発生量を調べた結
果を表２に示す。
％、マグネシウム0.005 重量％、ビスマス0.01重量％、
インジウム0.01重量％、残部が亜鉛および不可避的不純
物からなる組成の亜鉛合金粉末を供試材として、表示の
各条件下で熱処理した場合の水素ガス発生量を調べた結
果を表２に示す。
【００１２】
【表２】
【００１３】同表から、熱処理を行うためのガス雰囲気
としてはＡｒガスの方が大気より、水素ガス抑制効果を
高める目的上、若干優れていることが理解される。ただ
し、どんなガス雰囲気とすることが最も有利であるかは
製造コストに合わせて調整できることはいうまでもな
い。
としてはＡｒガスの方が大気より、水素ガス抑制効果を
高める目的上、若干優れていることが理解される。ただ
し、どんなガス雰囲気とすることが最も有利であるかは
製造コストに合わせて調整できることはいうまでもな
い。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、上述の如く、汞化され
た又は汞化されていない亜鉛合金粉末をそのまま電池の
負極材として使用し、好ましくは簡易な手段で熱処理し
た後電池の負極材として使用することによって、水素ガ
ス発生量を従来品に比し著しく減少させることができ
る。さらにまた、無汞化無鉛の亜鉛合金粉末を用いた場
合でさえも、従来の低汞化亜鉛合金粉末と同等程度に電
池負極材として使用したときなどの水素ガス発生量を抑
制できるので無汞化無鉛亜鉛合金粉末を用いた電池すな
わち無水銀無鉛電池としても充分使用できる電池がつく
れることになり、公害面における利点は計り知れない程
大であると言うことができる。
た又は汞化されていない亜鉛合金粉末をそのまま電池の
負極材として使用し、好ましくは簡易な手段で熱処理し
た後電池の負極材として使用することによって、水素ガ
ス発生量を従来品に比し著しく減少させることができ
る。さらにまた、無汞化無鉛の亜鉛合金粉末を用いた場
合でさえも、従来の低汞化亜鉛合金粉末と同等程度に電
池負極材として使用したときなどの水素ガス発生量を抑
制できるので無汞化無鉛亜鉛合金粉末を用いた電池すな
わち無水銀無鉛電池としても充分使用できる電池がつく
れることになり、公害面における利点は計り知れない程
大であると言うことができる。
【００１５】すなわち、通常水素ガス発生抑制に大きな
効果のある鉛を添加せず、かつ全く汞化しなくても、本
発明の組成をもつ合金は従来の鉛入りかつ汞化亜鉛合金
粉末に十分匹敵する低水準の水素ガス発生量を示し、無
汞化無鉛の実用アルカリ電池の製造がもはや夢ではなく
なったことを示している。
効果のある鉛を添加せず、かつ全く汞化しなくても、本
発明の組成をもつ合金は従来の鉛入りかつ汞化亜鉛合金
粉末に十分匹敵する低水準の水素ガス発生量を示し、無
汞化無鉛の実用アルカリ電池の製造がもはや夢ではなく
なったことを示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 洋 東京都千代田区丸の内１丁目８番２号 同 和鉱業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 鉛を0.001 重量％以下、マグネシウム0.
0001〜0.5 重量％、インジウム0.0001〜0.5 重量％、ビ
スマス0.0001〜0.5 重量％と、アルミニウム、カルシウ
ムおよびガリウムからなる群より選ばれた少なくとも１
種の金属0.0001〜0.5 重量％とを含み、残部が亜鉛およ
び不可避的不純物のみからなるアルカリ電池用無鉛無汞
化亜鉛合金粉末。 - 【請求項２】 鉛を0.001 重量％以下、マグネシウム0.
0001〜0.5 重量％、インジウム0.0001〜0.5 重量％、ビ
スマス0.0001〜0.5 重量％と、アルミニウム、カルシウ
ムおよびガリウムからなる群より選ばれた少なくとも１
種の金属0.0001〜0.5 重量％とを含み、残部が亜鉛およ
び不可避的不純物からなる亜鉛合金粉末をガス雰囲気中
1,000℃以下の温度で熱処理することによってガス発生
量の少ない合金粉末とすることを特徴とするアルカリ電
池用無鉛無汞化亜鉛合金粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3359973A JPH07123043B2 (ja) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | アルカリ電池用無鉛無汞化亜鉛合金粉末およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3359973A JPH07123043B2 (ja) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | アルカリ電池用無鉛無汞化亜鉛合金粉末およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05182660A true JPH05182660A (ja) | 1993-07-23 |
| JPH07123043B2 JPH07123043B2 (ja) | 1995-12-25 |
Family
ID=18467252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3359973A Expired - Lifetime JPH07123043B2 (ja) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | アルカリ電池用無鉛無汞化亜鉛合金粉末およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07123043B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1054070A1 (en) * | 1999-05-21 | 2000-11-22 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd | Zinc alloy powder and alkaline battery using the same |
| US6652676B1 (en) * | 1999-10-18 | 2003-11-25 | Big River Zinc Corporation | Zinc alloy containing a bismuth-indium intermetallic compound for use in alkaline batteries |
| EP1615276A1 (en) * | 2004-06-23 | 2006-01-11 | Dowa Mining Co., Ltd. | Zinc alloy powder for alkaline cell and method for producing same |
| WO2006087388A1 (en) * | 2005-02-21 | 2006-08-24 | Celaya, Emparanza Y Galdos, S. A. (Cegasa) | Zinc alloy powder for use in an alkaline battery |
| JP2007080547A (ja) * | 2005-09-12 | 2007-03-29 | Dowa Holdings Co Ltd | アルカリ電池用亜鉛合金粉末およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-12-28 JP JP3359973A patent/JPH07123043B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1054070A1 (en) * | 1999-05-21 | 2000-11-22 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd | Zinc alloy powder and alkaline battery using the same |
| US6652676B1 (en) * | 1999-10-18 | 2003-11-25 | Big River Zinc Corporation | Zinc alloy containing a bismuth-indium intermetallic compound for use in alkaline batteries |
| EP1615276A1 (en) * | 2004-06-23 | 2006-01-11 | Dowa Mining Co., Ltd. | Zinc alloy powder for alkaline cell and method for producing same |
| JP2006040883A (ja) * | 2004-06-23 | 2006-02-09 | Dowa Mining Co Ltd | アルカリ電池用亜鉛合金粉末およびその製造方法 |
| KR20060048499A (ko) * | 2004-06-23 | 2006-05-18 | 도와 고교 가부시키가이샤 | 알카라인 전지용 아연 합금 분말 및 그 제조 방법 |
| EP1850408A1 (en) * | 2004-06-23 | 2007-10-31 | Dowa Mining Co., Ltd. | Zinc alloy powder for alkaline cell and method for producing same |
| WO2006087388A1 (en) * | 2005-02-21 | 2006-08-24 | Celaya, Emparanza Y Galdos, S. A. (Cegasa) | Zinc alloy powder for use in an alkaline battery |
| JP2007080547A (ja) * | 2005-09-12 | 2007-03-29 | Dowa Holdings Co Ltd | アルカリ電池用亜鉛合金粉末およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07123043B2 (ja) | 1995-12-25 |
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Legal Events
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