JPS58218762A - アルカリ電池 - Google Patents

アルカリ電池

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JPS58218762A
JPS58218762A JP10015482A JP10015482A JPS58218762A JP S58218762 A JPS58218762 A JP S58218762A JP 10015482 A JP10015482 A JP 10015482A JP 10015482 A JP10015482 A JP 10015482A JP S58218762 A JPS58218762 A JP S58218762A
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長嶺 秋夫
Akira Hayashi
彰 林
Kazumasa Yoshida
和正 吉田
Kojiro Miyasaka
宮坂 幸次郎
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    • 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
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    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/06Electrodes for primary cells
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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】 本発明は、亜鉛を負極とし、アルカリ電解液を用い几ア
ルカリマンガン電池、酸化銀電池、空気電池等のアルカ
リ電池C二関するものである。
本発明は、水銀量を従来のアルカリ電池より、低減し、
しかも負極からのガス発生を抑制すると同時に重負荀放
11t%性の低下を防ぎ実用電池として用いられるもの
を提供することを目的とするものである。
従来のアルカリ電池においては、負極の反応面積を大き
くするため亜鉛粉末が通常用いられ水素過電圧を高くし
てガス発生を防ぐためアマルガム化をおこなっている。
しかし表面積が大きいため亜鉛l二対して5〜10wt
%の水銀量を必要とする。
例えば、J工S名称名称20 、  LP01またはL
R6等のサイズの大きいアルカリ電池では負極に用いら
れる亜鉛量が多いので必然的に水銀量も多くなる。
このような理由から水銀量を低減し、しかもアルカリ電
解液中での亜鉛の腐蝕を防止してガス発生を抑制し、こ
れによって電解液漏液を防止するため区二徨々の金属を
亜鉛C二添加することが提案されている。
例えば、特開lI853−103127号公報によれば
、インジウム(In) %ガリウム(Ga)を単独か、
または混合して水銀とアマルガム化した合金を亜鉛に被
覆し、この際インジウムまたはガリウムが亜鉛に対し、
て2〜10wt%、水銀が亜鉛に対して2〜14wt%
どなるように液種せしめている。
また他の例としては、タンタル(Ta) %タリウム(
TJ)%ガリウム(oa)、インジウム(In)のうち
の1種または3種と水銀を使用しないか微量の水銀とを
任意の割合でアマルガム化して亜鉛粉末に被粉すること
も特開昭53−41733号公報(−示されている。こ
の従来例では水銀の添加量は具体的に記載さitていな
い。
さらf二また、特開昭47−35727号公報には。
均質同相溶融合金として、化学的あるいは電解共還元も
しくは′1i、解共付着法によって得た金属間合金また
は侵入型合金を融点あるいは、融点に近いところで均質
固相溶融合金とする胸知の方法によって得たガリウム(
Ga) S鉛(pb) 、ゲルマニウム(Gθ)を含む
亜鉛合金に水銀を亜鉛C二対して10wtチアマルガム
した負極を用いるアルカリ電池も提案されている。
上記の各従゛来例の記載から亜鉛に対し2て水銀量を最
小2wt%から最大14wt%の重量範囲で用いること
が、電解液の漏液を促進するガス発生の抑制および重負
荷放1!特性の向上のためC適正な添加量であると理解
できる。
上記の従来例5二記載された負荷を用いた場合、ガス発
生量の抑制および重負荷放電特性の効果が充分得られる
が、水銀量の使用については環境汚染の面からできるだ
け減少することが望ましい。
現在では1史用済のアルカリ電油は土壌中に埋没し人工
海水を散布して水銀の溶出値をJIS KO102工場
排水眩験に準拠してユ11足した結果、−1年後の溶出
量は03μv1tでありより少ない量の水銀を用いしか
も電池放電性能を低下せしめないアルカリ電池を得る必
要がある。
本発明名らは、種々検討した結果、ガリウム、インジウ
ム、タリウムのうちの2a1以上の金属と亜鉛との合金
粉末に水銀量を亜鉛に対し、て0.05wtチ以上1.
8wt%以下含有せしめた負極をアルカリ電池に用いる
こと番−よって重負荷放電特性を損うことがなく、シか
も水銀溶出のないアルカリ電池が得られることがわかっ
た。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
実施例〔1〕 1は金属容器で、内部に二酸化マンガンと鱗状焦鉛とを
配合した正極合剤2を加圧充填し7である。 ・3はパ
ルプおよび合成繊維とを混抄したセパレータで内部に下
記に示した第1表に記載した合金組成の亜鉛粉末に水銀
を含有せしめた負極4を酸化亜鉛を飽和したアルカリ電
解式リアクリル酸ソーダでゲル状にしで充填して4・ノ
る。5は合成ゴムまたはポリエチレンなどからなる絶縁
カスケラトである。負極端子板64二溶接した真鍮製の
集を棒7は前記負極4の中心In挿入し7である。8は
絶縁チューブで正極端子板9の外周縁から負極端子板6
ならび(二金鵬容器の外周縁を液種し金属外装缶の上下
開口端部を内方C二折曲して密封口したアルカリ電池と
する○ 上記実施例における亜鉛合金粉末は次のようにして得た
もので−あ′る。この実施例では浴融した亜鉛にガリウ
ム、インジウム、タリウムの3種の金趙をその所定蓋を
投入して攪拌混合し合金化したのち、亜鉛粉末を調製し
た。この合金粉末を弱アルカリ性水溶液中で攪拌しなが
ら金属水銀を注加してアマルガム化したのち、水洗し、
約60℃で減圧乾燥して調製した。その合金組成は第1
表に示したものであり、また上記実施例に述べたJ工8
名称LR6形アルカリ電池の負極に用いて負負荷放電性
能および水銀溶出量の測定結果をそれぞれ第1表に示し
た。
第1表 第1表中、亜鉛利用率とは250mAと500mAの定
電流放電をおこない終止電圧0.9vまでの放電持続時
間から亜鉛負極の利用率を求めたものである。
!た水銀溶出tは土壌中C金属容器に孔をあけた電池を
埋没し人工海水を散布して1年後、土壌中に浴出した水
銀を化学分析して求めたものである。
この実施例の試料A1〜3の合金組成では、亜鉛利用率
がいずれの場合も高純度亜鉛粉末に6.4wtチの水d
iをアマルガム化して含有させた従来品より高い値であ
った。
この理由としては、ガリウム、インジウム、タリウムの
32ilの金属が亜鉛の腐食を防止することと、亜鉛C
一対する水銀量がO,05wt1以上1.8wt%以下
であっても電解液中での亜鉛の自己放電を防止するから
と考えられる。
なお本発明の効果をさらに明確ε二するため、負極亜鉛
の腐蝕性を計画するためCカス発生量を測定した。この
試験には酸化亜鉛を飽和した35wtチの苛性カリ溶液
3.5ゴ中に各試料扁1〜7までの亜鉛合金粉末を5.
00.秤量して浸漬し、45℃で72時間放置し発生し
た水素ガスを捕捉しガス発生蓋(mZ/f/日)を求め
た。その結果は第2表にそれぞれ示した。
第2表 この衣かられかるようC二、  0.05〜1.80w
t%の水銀量の範囲では、 0.002 = 0.00
6m// 97日のガス発生量であり、比較例の試料A
4の水銀を加えていないものと試料A5のQ、 04 
w t%の水銀量ではそれぞれ0.045+++//r
/日、0.009m// y/Hのガス発生量を生じる
ので本発明の3種の金鵬を亜鉛と合金化して亜鉛の防鳥
効果を生じることがわかる。
また水鋏箪は比較例の試料&5およびA6と比べて、し
たがって水銀量は0.05 w t%以上必賛であり、
また第1表4−示した水銀溶出量との関係から1.8w
t%以下が望ましい。
以下に述べる各実施例C二は、亜鉛とカリウム、イン7
ウム、タリウムのうちの2棟の金^とを溶融して亜鉛粉
末とし、水銀によるアマルガム化は実施例〔l」と同様
にして得たものである0また亜鉛利用率、水銀溶出量は
実施例〔1〕に記載したのと同一構造のLR6形アルカ
リ電池で、またガス発生量も実施例〔1〕と四−の試験
法を用いた0笑施例〔2〕 この実施例では、亜鉛−ガリウム−タリウムの亜鉛合金
粉末を負極としたものである。合金組成は第3表C、ガ
ス発生量は、第4表1−それぞれ示した0 第4表 実施例〔3〕 この実施例では、亜鉛−インジウム−タリウムの亜鉛合
金粉末を負極としたものである0分霊組成は第5表に、
カス発生鴬は第6表にそれぞれ示した。
第5表 第6表 実施例〔4〕 この実施例では、亜鉛−ガリウム−インジウムの亜鉛合
金粉末を負極とし、たものである。合金組成は第7衣に
、ガス発生前は第8表C二それぞれ示した。
第7表 前記各実施例を比較すると亜鉛にガリウム、インジウム
、タリウムの3種の金属との合金で水銀アマルガムした
ものが亜鉛利用率およびガス発生前ともすぐれているが
、亜鉛r′−1jリウム、インジウム、タリウムのうち
から2種を選択して合金とした場合でも亜鉛利用率は2
50mA放電で最低92%、500mA放電で79%を
示しており、6.4wt%の水銀でアマルガムした従来
品より若干劣るが、この程度では実用電池の使用上問題
はない。
本発明では、亜鉛C二合金として添加する金属としてガ
リウム、インジウム、タリウムの3積に限定しているが
、防蝕効果を示す金属のうち特C二この3棟の金属AI
防蝕効果が商いからである。またこれら金属のうち1f
liのみでは、いずれの場合も亜鉛利用率およびガス発
生前が高く本発明の効果は期待できない。
なおまた、本発明で水銀量を0.05wt%以上18w
t%以下に限定した理由は、亜鉛利用率で示したように
重負荷放電特性の点から0.05wt%以上必要である
が水銀溶出C−よる自然環境への影響を考えると1.8
wt%以下がよい。本発明電池の場合はガリウム、イン
ジウム、タリウムが水銀とアマルガム化した形で残り、
そのため治出しCユくいものと考えられる。
上述のごとく本発明は、重負荷放電特性をそこなうこと
なく水銀量を低減したアルカリ電池を提供できるもので
ある。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明実施例におけるアルカIJ −%U池の縦
断面図である。 1・・・金属容器    2・・・正極合剤3・・・セ
パレータ   4・・・負極6・・・負極端字板   
7・・・集電棒特許出願人の名称

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ガリウム、インジウム、タリウムのうちの211以上の
    金柘と亜鉛との亜鉛合金粉末に水銀量を亜鉛に対して0
    .05wt%以上1.8wt%以下含有せしめた負極を
    備えることを特徴とするアルカリ1!池。
JP10015482A 1982-06-11 1982-06-11 アルカリ電池 Granted JPS58218762A (ja)

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JP10015482A JPS58218762A (ja) 1982-06-11 1982-06-11 アルカリ電池
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JPH0119622B2 JPH0119622B2 (ja) 1989-04-12

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPH0119622B2 (ja) 1989-04-12

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