JPS60146456A - 亜鉛アルカリ電池 - Google Patents
亜鉛アルカリ電池Info
- Publication number
- JPS60146456A JPS60146456A JP59000972A JP97284A JPS60146456A JP S60146456 A JPS60146456 A JP S60146456A JP 59000972 A JP59000972 A JP 59000972A JP 97284 A JP97284 A JP 97284A JP S60146456 A JPS60146456 A JP S60146456A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- alloy
- zinc
- alkaline battery
- active material
- 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
- 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
-
- 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
Landscapes
- 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】
産業上の利用分野
本発明は、低水銀を指向したｌｌｌ’ｉ鉛アルカリアル
カリ電池用亜鉛負極関する。
カリ電池用亜鉛負極関する。
従来例の構成とその問題点
従来、アルカリ電池、例えば１［極に酸化銀、二酸化マ
ンガン、酸化水銀などを用いるアルカリ電池の負極活物
質には、氷化亜鉛粉末が用いられている。この亜鉛アル
カリ電池は、中性電解液を用いるルクランシェ電池に比
較して電解液による亜鉛粉末の腐食溶解が激しく、それ
に伴う水素ガス発／Ｊミがあり、所謂、自己消耗が著し
くなる基本的な問題があった。
ンガン、酸化水銀などを用いるアルカリ電池の負極活物
質には、氷化亜鉛粉末が用いられている。この亜鉛アル
カリ電池は、中性電解液を用いるルクランシェ電池に比
較して電解液による亜鉛粉末の腐食溶解が激しく、それ
に伴う水素ガス発／Ｊミがあり、所謂、自己消耗が著し
くなる基本的な問題があった。
これを防ぐ対策としては、１１鉛粉末の水素過電圧を高
く維持させる必要があり、一般的には水銀（Ｈｑ ）に
よる氷化処理が行われている。
く維持させる必要があり、一般的には水銀（Ｈｑ ）に
よる氷化処理が行われている。
しかし、ｌ）ｉに即鉛粉末の表面をＨ（Ｊで被覆しても
１４期に亘る保存を続けた場合、亜鉛粉末の表面のＨｇ
は、亜鉛の結晶粒界へ拡散浸透して粒子内部へ＃動する
。このため当初粒子表面にあったＨｑ濃度は次第に低下
し、表面の水素過電圧が下がり、水素ガス発生を伴って
自己消耗が進む。
１４期に亘る保存を続けた場合、亜鉛粉末の表面のＨｇ
は、亜鉛の結晶粒界へ拡散浸透して粒子内部へ＃動する
。このため当初粒子表面にあったＨｑ濃度は次第に低下
し、表面の水素過電圧が下がり、水素ガス発生を伴って
自己消耗が進む。
特許この現象は、高温保存を、４＆けた場合に促進さね
パ・すい。この現象を抑制するため、従来は、Ｈｇを予
め多く亜鉛粉末の表面に被覆し保持させていた。
パ・すい。この現象を抑制するため、従来は、Ｈｇを予
め多く亜鉛粉末の表面に被覆し保持させていた。
しかしこれは、亜鉛自体の活物質量の減少につながり、
実放電容量が減少するという欠点があった。従って、亜
鉛粉末に加えられるＨｑ量は可能な限り制限することが
望ましい。
実放電容量が減少するという欠点があった。従って、亜
鉛粉末に加えられるＨｑ量は可能な限り制限することが
望ましい。
これは、実放電容量を大きくすることＶ外に、放電済の
電池を廃棄する場合、負４）ト中のＨｇによって、環境
を汚染し公害問題を引き起こす危険性が予想されるから
である。この／Ｃめ、亜鉛粉末の氷化率を低減化する提
案ｉＪ従来から数多く々されている。
電池を廃棄する場合、負４）ト中のＨｇによって、環境
を汚染し公害問題を引き起こす危険性が予想されるから
である。この／Ｃめ、亜鉛粉末の氷化率を低減化する提
案ｉＪ従来から数多く々されている。
例えば、特開昭４８ ７７３３ 、；で示されている如
く、Ｉｎ又はＩｎ化合物を予めＨＣｌに溶解させた後、
これを水で希釈し、この溶液により亜鉛粒子を処理して
、粒子表面Ｊ： リｌ１ｌｉ鉛をＩｎ合金化せしめるな
どの製法が提案さＪ］ている。
く、Ｉｎ又はＩｎ化合物を予めＨＣｌに溶解させた後、
これを水で希釈し、この溶液により亜鉛粒子を処理して
、粒子表面Ｊ： リｌ１ｌｉ鉛をＩｎ合金化せしめるな
どの製法が提案さＪ］ている。
又、特公昭３３ ３２０４ ”ｉ’ｊで示されている如
く、Ｉｎを○、００１〜２チ添加した電池用Ｚｎ−Ｉｎ
合金も提案されている。
く、Ｉｎを○、００１〜２チ添加した電池用Ｚｎ−Ｉｎ
合金も提案されている。
このようにＩｎをＺｎの表面に付着せしめるものや、Ｚ
ｎ−Ｉｎの合金としたものなどが既に知られている。こ
れらのＩｎの添加効果は、アルカリ中での水素過電圧を
帽き上げることを目的としたものである。しかしＩｎ添
加に、ｌ：る水素過電圧の引き上げ効果はＨｑに比べて
小さくて亜鉛の結晶粒界へのＨｇの拡散移動を十分ｊ１
１）制するものでは女い０ 発明の目的 本発明は、上記の従来例の欠点を解消腰高容部で低水銀
の亜鉛アルカリ電池を提供することを目ｒ自とする。
ｎ−Ｉｎの合金としたものなどが既に知られている。こ
れらのＩｎの添加効果は、アルカリ中での水素過電圧を
帽き上げることを目的としたものである。しかしＩｎ添
加に、ｌ：る水素過電圧の引き上げ効果はＨｑに比べて
小さくて亜鉛の結晶粒界へのＨｇの拡散移動を十分ｊ１
１）制するものでは女い０ 発明の目的 本発明は、上記の従来例の欠点を解消腰高容部で低水銀
の亜鉛アルカリ電池を提供することを目ｒ自とする。
発明の構成
本発明は、Ｚｎを主成分としこれに合金元素としてＧａ
とＴＩを添加して合金化（Ｚｎ −Ｇａ −Ｔ ｌ
）した粉末を氷化して用いるものであり、好ましくは氷
化をｆｋｉ！式法により、３０チ濃度のＫＯＨ中で撹拌
させなからＨｑを滴下して氷化処理し、粉末表面をＨｑ
で被覆させた後、水洗、乾燥させたものである。
とＴＩを添加して合金化（Ｚｎ −Ｇａ −Ｔ ｌ
）した粉末を氷化して用いるものであり、好ましくは氷
化をｆｋｉ！式法により、３０チ濃度のＫＯＨ中で撹拌
させなからＨｑを滴下して氷化処理し、粉末表面をＨｑ
で被覆させた後、水洗、乾燥させたものである。
実施例の説明
純度９９．９９％のＺｎインゴットをベースにして、Ｇ
ａとＴＩ を各々○、ｌ！ｗｔ％添加したＺｎ −、Ｇ
ａ −Ｔ Ｉの三元合金を作る。この時の合金試作条件
は、黒鉛ルツボを用いて、不活性雰囲気中で予めＺｎイ
ンゴットを約６００℃の電気炉中で加熱溶解して溶湯を
作り、との溶湯に添加元素でおるＧａ、Ｔ／を各々０．
２ｗｔ％投入し、十分に攪拌して均一組成とした後、噴
霧法によｊ’１５０〜１５０メツシュの三元合金粉末を
作る。
ａとＴＩ を各々○、ｌ！ｗｔ％添加したＺｎ −、Ｇ
ａ −Ｔ Ｉの三元合金を作る。この時の合金試作条件
は、黒鉛ルツボを用いて、不活性雰囲気中で予めＺｎイ
ンゴットを約６００℃の電気炉中で加熱溶解して溶湯を
作り、との溶湯に添加元素でおるＧａ、Ｔ／を各々０．
２ｗｔ％投入し、十分に攪拌して均一組成とした後、噴
霧法によｊ’１５０〜１５０メツシュの三元合金粉末を
作る。
この場合、必要ならげＺｎの溶湯の中にＧａ、ＴＩと同
時にＨｑを混在せしめた、Ｚｎ−Ｇａ−Ｔｌ−Ｈｇの四
元合金を作り、これを噴霧法によって粉末にすることも
可能である。
時にＨｑを混在せしめた、Ｚｎ−Ｇａ−Ｔｌ−Ｈｇの四
元合金を作り、これを噴霧法によって粉末にすることも
可能である。
この様にして作ったＺｎ合金粉末を用いて、捷ずガス発
生量を測定し評価する方法と、ボタン型電池に適用して
その効果を確認ｌ−だ。
生量を測定し評価する方法と、ボタン型電池に適用して
その効果を確認ｌ−だ。
まず、ガス発生量の測定は、Ｚｎ粉末１０．りをＺｎＯ
を溶解した４０係濃度のＫＯＨ電解液１ｏｒｎｅに入れ
、４６℃で３ケ月間放置して発生した全ガス量を調べた
。
を溶解した４０係濃度のＫＯＨ電解液１ｏｒｎｅに入れ
、４６℃で３ケ月間放置して発生した全ガス量を調べた
。
一万、電池評価は、ボタン型の酸化銀電池ＴＩＳ公称
５Ｒ４４型を試作し、２０’Ｃで５００ ！−）連続放
電時の放電持続時間をｐ＋ｒ４べた１゜本発明の実施例
を図面を参照し々がら説明する図中、１は正極端子を兼
ねるｉＥ ４’？缶、２は酸化銀とＭ ｎ ０２と黒鉛
とを混合成型した正極合剤、３は正極と密接した微孔性
合成樹脂フィルムよりなるセパレータ、４は合成繊維の
不織布よりガる電解液保持祠、６は氷化亜鉛粉末と合成
糊剤とアルカＪ ＩＪ電解液とを混合したゲル状負極体
である。
５Ｒ４４型を試作し、２０’Ｃで５００ ！−）連続放
電時の放電持続時間をｐ＋ｒ４べた１゜本発明の実施例
を図面を参照し々がら説明する図中、１は正極端子を兼
ねるｉＥ ４’？缶、２は酸化銀とＭ ｎ ０２と黒鉛
とを混合成型した正極合剤、３は正極と密接した微孔性
合成樹脂フィルムよりなるセパレータ、４は合成繊維の
不織布よりガる電解液保持祠、６は氷化亜鉛粉末と合成
糊剤とアルカＪ ＩＪ電解液とを混合したゲル状負極体
である。
６は負極缶で負極端子を兼ねている。７は合成樹脂から
なる絶縁バッキングで、正極缶の目端部を内方に折曲し
て電池全体を締付ると共に密封口したものである。
なる絶縁バッキングで、正極缶の目端部を内方に折曲し
て電池全体を締付ると共に密封口したものである。
発明の効果
本発明の効果について従来例と比較して次表に示す１゜
ガス発生量及び放電時間
ノ
以上の様に本発明によるｒ Ａ ｊの亜鉛合金粉末を１
係永化処理したものｔｌ′、従来から適用されている氷
化率１０係の亜鉛粉「Ｃ」と同等の特性が得られた。又
汞化率１チのＺｎ−Ｉ−１ｇ系の「ＤＪでは、粉末表面
のＨｑｊ７’、が少なく保存中にＨｑが１１０鉛の結晶
粒界に拡散浸透１〜て行く／こめに、粒子表面のＢｑ滑
が減少し、水素過電圧が低下してガス発生が促進される
。
係永化処理したものｔｌ′、従来から適用されている氷
化率１０係の亜鉛粉「Ｃ」と同等の特性が得られた。又
汞化率１チのＺｎ−Ｉ−１ｇ系の「ＤＪでは、粉末表面
のＨｑｊ７’、が少なく保存中にＨｑが１１０鉛の結晶
粒界に拡散浸透１〜て行く／こめに、粒子表面のＢｑ滑
が減少し、水素過電圧が低下してガス発生が促進される
。
又、Ｚｎ−ｌｎ−Ｈｇ系の「Ｂ」でし１、Ｈｑは１％で
あるが、Ｉｎを添加しているためにＺｎ結晶粒界へのＢ
ｑの拡散移動が抑制され、亜鉛粉末表面のＨｑは高温保
存後でも比較的均一に残っており、その効果がある程度
表われている。なおＩｎ単独の添加ではＨｇの拡散移動
を完全に抑えることができず、自己消耗が進むことが考
えられる。
あるが、Ｉｎを添加しているためにＺｎ結晶粒界へのＢ
ｑの拡散移動が抑制され、亜鉛粉末表面のＨｑは高温保
存後でも比較的均一に残っており、その効果がある程度
表われている。なおＩｎ単独の添加ではＨｇの拡散移動
を完全に抑えることができず、自己消耗が進むことが考
えられる。
本発明のｒＡ」は、有効添加元素としてＧａ、Ｔｄの三
者を同時に添加し合金化せしめることにより、氷化処理
後のＨ（Ｊを如何に１１１１鉛粉末の表面に安定保持さ
せる効果がすぐれていることがわかる。
者を同時に添加し合金化せしめることにより、氷化処理
後のＨ（Ｊを如何に１１１１鉛粉末の表面に安定保持さ
せる効果がすぐれていることがわかる。
この合金はアルカリ電解液に安定であり、Ｈｑを最小限
に抑えることを可能ならしめたもので、従来の氷化亜鉛
の約犀のＨｑ量に低減でき、しかも高官［１１の亜鉛ア
ルカリ電池を提供することが可能である。
に抑えることを可能ならしめたもので、従来の氷化亜鉛
の約犀のＨｑ量に低減でき、しかも高官［１１の亜鉛ア
ルカリ電池を提供することが可能である。
なお、前記の実施例ではボタン型酸化銀電池を例に説明
したが亜鉛を負極活物質とするアルカＩＪ −次電、１
ｌｊＬへ広く適用きれるものである。
したが亜鉛を負極活物質とするアルカＩＪ −次電、１
ｌｊＬへ広く適用きれるものである。
又、本発明の有効添加元素としてＧａ、Ｔｌを各々、０
．２％添加した場合について説明したが、こｆ］より多
くても電池特性には余り有効でなかった。
．２％添加した場合について説明したが、こｆ］より多
くても電池特性には余り有効でなかった。
図は本発明の実施例におけるボタン型酸化銀電池の半断
面図である。 １・・・・・・正極缶、２・・・・・・正極合剤、３・
・セパレータ、４・・・・電解液保持材、６・・・・
・ゲル亜鉛９極、６・・・・・・負極端子、７・・・・
ガスケット、８・・・・・・正極集電リング。
面図である。 １・・・・・・正極缶、２・・・・・・正極合剤、３・
・セパレータ、４・・・・電解液保持材、６・・・・
・ゲル亜鉛９極、６・・・・・・負極端子、７・・・・
ガスケット、８・・・・・・正極集電リング。
Claims (2)
- （１）亜鉛を主成分とし有効添加元素としてＧａとＴｔ
とを添加した合金を水化して負極活物質に用いたことを
特徴とする１１ト鉛アルカリ電池。 - （２）合金粉末を湿式法によりＩ−Ｉ ｑで氷化処理し
た特許請求の範囲第１項記＋１あのｉｌｉ鉛アルカリ電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59000972A JPS60146456A (ja) | 1984-01-06 | 1984-01-06 | 亜鉛アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59000972A JPS60146456A (ja) | 1984-01-06 | 1984-01-06 | 亜鉛アルカリ電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60146456A true JPS60146456A (ja) | 1985-08-02 |
Family
ID=11488533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59000972A Pending JPS60146456A (ja) | 1984-01-06 | 1984-01-06 | 亜鉛アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60146456A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6284410B1 (en) | 1997-08-01 | 2001-09-04 | Duracell Inc. | Zinc electrode particle form |
-
1984
- 1984-01-06 JP JP59000972A patent/JPS60146456A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6284410B1 (en) | 1997-08-01 | 2001-09-04 | Duracell Inc. | Zinc electrode particle form |
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