JPS59186255A - アルカリ一次電池 - Google Patents
アルカリ一次電池Info
- Publication number
- JPS59186255A JPS59186255A JP6242683A JP6242683A JPS59186255A JP S59186255 A JPS59186255 A JP S59186255A JP 6242683 A JP6242683 A JP 6242683A JP 6242683 A JP6242683 A JP 6242683A JP S59186255 A JPS59186255 A JP S59186255A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- mercury
- lead
- indium
- electrolyte
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/04—Cells with aqueous electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Primary Cells (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】
産業上の利用分野
本発明は、亜鉛を負極活物質とするアルカリ−次電池の
改良に関する。
改良に関する。
従来例の構成とその問題点
一般にアルカリ電池用亜鉛負極は、亜鉛のアルカリ電解
液による腐食溶解が激しく、それに伴う水素ガス発生か
ら自己放電が大きくなる。これを防ぐ対策として水素過
電圧を高く維持させることが必要である。これまでは氷
化率を高くすることや、電解液にＺｏｏを飽和近く溶解
させるなどの方法が採られている。この水化率は、電池
の形状やサイズによって異なるが、一般的には１０％近
傍が多く使用されている。このためコストにトｆｘシ、
また安全性の面からも好ましくない。特に放電済みの電
池を廃棄した場合、亜鉛中の水銀による環境を汚染し公
害問題を引き起こす危険性がある。一方、電解液中への
飽和に近いＺｎ○の添加は、電解液の粘度を増し、電気
伝導度を低下させるため、急放電特性が悪くなる不都合
がある。
液による腐食溶解が激しく、それに伴う水素ガス発生か
ら自己放電が大きくなる。これを防ぐ対策として水素過
電圧を高く維持させることが必要である。これまでは氷
化率を高くすることや、電解液にＺｏｏを飽和近く溶解
させるなどの方法が採られている。この水化率は、電池
の形状やサイズによって異なるが、一般的には１０％近
傍が多く使用されている。このためコストにトｆｘシ、
また安全性の面からも好ましくない。特に放電済みの電
池を廃棄した場合、亜鉛中の水銀による環境を汚染し公
害問題を引き起こす危険性がある。一方、電解液中への
飽和に近いＺｎ○の添加は、電解液の粘度を増し、電気
伝導度を低下させるため、急放電特性が悪くなる不都合
がある。
発明の目的
本発明は、このような水銀による公害の危険性を低減し
、なおかつ従来の汞化亜鉛極を用いた電池と比較して特
性的に遜色のないアルカリ電池を提供することを目的と
する。
、なおかつ従来の汞化亜鉛極を用いた電池と比較して特
性的に遜色のないアルカリ電池を提供することを目的と
する。
発明の構成
本発明は、亜鉛と鉛と水銀の三元合金を負極活物質とし
、電解液に水酸化インジウム、酸化インジウムなどの可
溶性インジウム化合物を添加したことを特徴とする特 実施例の説明 以下、本発明をその実施例により説明する。
、電解液に水酸化インジウム、酸化インジウムなどの可
溶性インジウム化合物を添加したことを特徴とする特 実施例の説明 以下、本発明をその実施例により説明する。
図面は７実施例としてのボタン形酸化銀電池を示す。図
中１はニッケルメッキ鋼板からなる容器、２は酸化銀と
リン状黒鉛と二酸化マンガンとを重量比で９０：５：５
の割合で混合した合剤を加圧成形した正極で、容器１に
密接されている。３はセパレータで、ポリエチレンフィ
ルムにメタクリル酸をグラフト重合させたものとセロハ
ン半透膜をラミネート処理した二層からなる。４は負極
側の含液材で、ナイロン不織布からなる。
中１はニッケルメッキ鋼板からなる容器、２は酸化銀と
リン状黒鉛と二酸化マンガンとを重量比で９０：５：５
の割合で混合した合剤を加圧成形した正極で、容器１に
密接されている。３はセパレータで、ポリエチレンフィ
ルムにメタクリル酸をグラフト重合させたものとセロハ
ン半透膜をラミネート処理した二層からなる。４は負極
側の含液材で、ナイロン不織布からなる。
５は亜鉛と鉛と水銀の三元合金を活物質とした負極であ
る。この合金の組成は、亜鉛が９８重量係、鉛が０．５
重量裂、水銀が１．５重量％である。
る。この合金の組成は、亜鉛が９８重量係、鉛が０．５
重量裂、水銀が１．５重量％である。
この亜鉛合金粉末に対し、３重量％の架橋形のポリアク
リル酸ナトリウムを添加し、さらに後述の電解液を加え
てゲル化しである。
リル酸ナトリウムを添加し、さらに後述の電解液を加え
てゲル化しである。
６は負極端子を兼ねる封口板、了はナイロン製のガスケ
ット、８は正極集電リングである。
ット、８は正極集電リングである。
電解液には、ＺｎＯを含まない１ｅモル／ｇのＫＯＨ水
溶液１１に１ｇの水酸化インジウムを添加したものを用
い、正極、負極、セパレータ及び負極含液材に吸収含浸
させ、遊離の電解液がないようにしである。
溶液１１に１ｇの水酸化インジウムを添加したものを用
い、正極、負極、セパレータ及び負極含液材に吸収含浸
させ、遊離の電解液がないようにしである。
この電池は、ＪＩＳ呼称５Ｒ４４で、その公称容量は１
５０ｍＡｈである。
５０ｍＡｈである。
上記電池をＡとし、これとの比較のために、負極に注液
する電解液に水酸化インジウムを添加しない構成の電池
をＢとする。また、負極の活物質に水化率１０％の水化
亜鉛粉末を使用し、１Ｑモレ／ｌのＫＯＨ水溶液にＺｎ
○を飽和近く溶解させた電解液を使用した構成の電池を
Ｃとする。
する電解液に水酸化インジウムを添加しない構成の電池
をＢとする。また、負極の活物質に水化率１０％の水化
亜鉛粉末を使用し、１Ｑモレ／ｌのＫＯＨ水溶液にＺｎ
○を飽和近く溶解させた電解液を使用した構成の電池を
Ｃとする。
これらの電池各５Ｑ個を６０℃で４ｅ日間保存したとき
漏液を生じた電池数と、保存前の電池について６０Ω定
抵抗放電ときの放電時間の比較をこの結果から、各々の
負極構成条件の差が明確゛ に現われている
ことがわかる。つまり、従来処方の水化率１０％、 Ｚ
ｎ○飽和の電解液を用いた電１ｌｌＩ２Ｃは耐漏液性は
優れているが、急放電特性が悪い。この原因は電解液中
のＺｎＯ量にある。亜鉛極の放電反応は、Ｚｎ−１−４
０Ｈ−Ｚｎ （ＯＨ） −１−２ｅからも明らかな
ように、電解液中の○Ｈ−の供給と反応生成物であるＺ
” （ＯＨ） ４ の逸散が支配的である。このた
め電解液中にＺｎ○を飽和近く溶解させると、粘度が増
しＯＨ−の拡散とＺｎ（ＯＨ） の逸散が遅くなり
、急放電特性が著し〈阻害される。一方、電池Ｂは、漏
液が著しい。
漏液を生じた電池数と、保存前の電池について６０Ω定
抵抗放電ときの放電時間の比較をこの結果から、各々の
負極構成条件の差が明確゛ に現われている
ことがわかる。つまり、従来処方の水化率１０％、 Ｚ
ｎ○飽和の電解液を用いた電１ｌｌＩ２Ｃは耐漏液性は
優れているが、急放電特性が悪い。この原因は電解液中
のＺｎＯ量にある。亜鉛極の放電反応は、Ｚｎ−１−４
０Ｈ−Ｚｎ （ＯＨ） −１−２ｅからも明らかな
ように、電解液中の○Ｈ−の供給と反応生成物であるＺ
” （ＯＨ） ４ の逸散が支配的である。このた
め電解液中にＺｎ○を飽和近く溶解させると、粘度が増
しＯＨ−の拡散とＺｎ（ＯＨ） の逸散が遅くなり
、急放電特性が著し〈阻害される。一方、電池Ｂは、漏
液が著しい。
これは負極の亜鉛合金の粒子表面の水銀濃度が低く、シ
かも不均一になシやすいため水素過電圧を高く維持でき
ず、水素ガス発生を十分に抑えきれず、電池内圧が上昇
したことによる。しかし、電池への場合は、電解液中の
インジウムイオンが亜鉛合金粒子の表面に吸着して、前
記の欠点をおぎない、水素過電圧を高く維持するため、
亜鉛極の自己放電による水素ガス発生を抑鯖できる。さ
らに電池Ａの三元合金では、亜鉛結晶の粒界に、鉛が偏
析するため、粒子表面にある水銀が保存中に亜鉛結晶の
粒界に移動できにくいので、水銀量は極めて少量でもよ
い。一方、鉛を除いた二元合金、すなわち通常の汞化亜
鉛では、亜鉛の結晶粒界に粒子表面の水銀が移動して行
くので、粒子表面の水銀濃度が保存中に低くなシ、水素
過電圧が低くなる。従って、これを考慮して予め水化率
を高くしておく必要がある。一般的には１０％近傍が多
く使用されている。
かも不均一になシやすいため水素過電圧を高く維持でき
ず、水素ガス発生を十分に抑えきれず、電池内圧が上昇
したことによる。しかし、電池への場合は、電解液中の
インジウムイオンが亜鉛合金粒子の表面に吸着して、前
記の欠点をおぎない、水素過電圧を高く維持するため、
亜鉛極の自己放電による水素ガス発生を抑鯖できる。さ
らに電池Ａの三元合金では、亜鉛結晶の粒界に、鉛が偏
析するため、粒子表面にある水銀が保存中に亜鉛結晶の
粒界に移動できにくいので、水銀量は極めて少量でもよ
い。一方、鉛を除いた二元合金、すなわち通常の汞化亜
鉛では、亜鉛の結晶粒界に粒子表面の水銀が移動して行
くので、粒子表面の水銀濃度が保存中に低くなシ、水素
過電圧が低くなる。従って、これを考慮して予め水化率
を高くしておく必要がある。一般的には１０％近傍が多
く使用されている。
また、無水化亜鉛粉末にインジウムイオンを含む電解液
を適用しても、インジウムイオンが亜鉛粒子表面に吸着
するものの水素過電圧を高く維持することができにくい
。このため、亜鉛粒子の表面にはある程度の水銀が必要
である。
を適用しても、インジウムイオンが亜鉛粒子表面に吸着
するものの水素過電圧を高く維持することができにくい
。このため、亜鉛粒子の表面にはある程度の水銀が必要
である。
以上のことから、亜鉛粒子表面の水銀は、鉛を偏析させ
た三元合金では１．５重量％の少量でも、これとインジ
ウムイオンの吸着作用の相乗効果により水素過電圧を高
く維持できる。そのため、保存中の水素ガス発生を抑制
することが可能となる。
た三元合金では１．５重量％の少量でも、これとインジ
ウムイオンの吸着作用の相乗効果により水素過電圧を高
く維持できる。そのため、保存中の水素ガス発生を抑制
することが可能となる。
この三元合金では水銀の添加量は１．５重量％で効果は
十分であシ、それ以上の添加でも余り変わらないが、１
．５重量％未満では水銀濃度が低くなり保存中の耐漏液
性の信頼性が落ちてくる。鉛の添加量は極めて微量でよ
く、亜鉛結晶の粒界に偏析させる量を確保すれば十分で
ある。この添加量は亜鉛に対し重量比で０．５重量％で
よい。
十分であシ、それ以上の添加でも余り変わらないが、１
．５重量％未満では水銀濃度が低くなり保存中の耐漏液
性の信頼性が落ちてくる。鉛の添加量は極めて微量でよ
く、亜鉛結晶の粒界に偏析させる量を確保すれば十分で
ある。この添加量は亜鉛に対し重量比で０．５重量％で
よい。
なお、この三元合金の作り方は、亜鉛と鉛を予め加熱溶
融しておき、その中に水銀を添加して溶湯を作り、これ
をノズルから滴下させながら不活性雰囲気中で通常のア
トマイズ法によ多窒素ガスを吹きつけて飛散させる所謂
、噴霧亜鉛法である。
融しておき、その中に水銀を添加して溶湯を作り、これ
をノズルから滴下させながら不活性雰囲気中で通常のア
トマイズ法によ多窒素ガスを吹きつけて飛散させる所謂
、噴霧亜鉛法である。
これを粒度選別し１００メツシュ前後の粉末を電池用の
活物質に供する。
活物質に供する。
電解液中に添加する水酸化インジウム（Ｉｎ（０句３）
、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｑ３）の量は１ ｊｉ／ｅ程
度で十分であり、これ以上多く添加しても効果は変わら
ない。しかし１９７ｅ未満では電解液中のインジウムイ
オン濃度が低下するので、亜鉛粒子表面への吸着が不十
分になる恐れがあシ、不均一吸着となるため好ましくな
い。
、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｑ３）の量は１ ｊｉ／ｅ程
度で十分であり、これ以上多く添加しても効果は変わら
ない。しかし１９７ｅ未満では電解液中のインジウムイ
オン濃度が低下するので、亜鉛粒子表面への吸着が不十
分になる恐れがあシ、不均一吸着となるため好ましくな
い。
実施例では酸化銀電池について説明しだが、本発明は亜
鉛を負極とするアルカリ−次電池に適用できる。
鉛を負極とするアルカリ−次電池に適用できる。
発明の効果
以上のように、本発明によれば、電池性能を低下させず
に亜鉛粉末の氷化率を大巾に低減でき、コストダウンと
共に低公害化を図ることが可能である。
に亜鉛粉末の氷化率を大巾に低減でき、コストダウンと
共に低公害化を図ることが可能である。
図は実施例のボタン形酸化銀電池の尿断面図である。
２・・・・・・正極、３・・・・・・セパレータ、４・
・・・・・含液材、５・・・・・・負極。
・・・・・含液材、５・・・・・・負極。
Claims (2)
- （１）亜鉛と鉛と水銀の三元合金を負極活物質とし、ア
ルカリ電解液中に可溶性のインジウム化合物を添加した
ことを特徴とするアルカリ−次電池。 - （２）前記インジウム化合物が水酸化インジウムまたは
、酸化インジウムである特許請求の範囲第１項記載のア
ルカリ−次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6242683A JPS59186255A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | アルカリ一次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6242683A JPS59186255A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | アルカリ一次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59186255A true JPS59186255A (ja) | 1984-10-23 |
Family
ID=13199818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6242683A Pending JPS59186255A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | アルカリ一次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59186255A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7550230B2 (en) * | 2001-03-15 | 2009-06-23 | Powergenix Systems, Inc. | Electrolyte composition for nickel-zinc batteries |
-
1983
- 1983-04-08 JP JP6242683A patent/JPS59186255A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7550230B2 (en) * | 2001-03-15 | 2009-06-23 | Powergenix Systems, Inc. | Electrolyte composition for nickel-zinc batteries |
| US7816030B2 (en) | 2001-03-15 | 2010-10-19 | Powergenix Systems, Inc. | Electrolyte composition for nickel-zinc batteries |
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