JPS61153949A - 亜鉛アルカリ電池 - Google Patents

亜鉛アルカリ電池

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JPS61153949A
JPS61153949A JP59273756A JP27375684A JPS61153949A JP S61153949 A JPS61153949 A JP S61153949A JP 59273756 A JP59273756 A JP 59273756A JP 27375684 A JP27375684 A JP 27375684A JP S61153949 A JPS61153949 A JP S61153949A
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Keiichi Kagawa
賀川 恵市
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良二 岡崎
Kanji Takada
寛治 高田
Akira Miura
三浦 晃
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Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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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
    • H01M4/42Alloys based on zinc
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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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】 (発“明の分野) 本発明は亜鉛アルカリ電池に関し、詳しくはインジウム
とビスマスと銀、ガリウム、テルルより選ばれる1種以
上を特定範囲で含有した亜鉛合金をそのまま、もしくは
汞化して電池用負極活物質として用いた亜鉛アルカリ電
池に関する。
(発、明の背景) 亜鉛を負極活物質として用いたアルカリ電池等において
は、水酸化カリウム水溶液等の強アルカリ性電解液を用
いるため、電池を密閉しなければならない。この電池の
密閉は電池の小型化を図る際には特に重要であるが、同
時に電池保存中の亜鉛の腐食により発生する水素ガスを
閉じ込めることになる。従って長期保存中に電池内部の
ガス圧が高まり、密閉が完全なほど爆発等の危険が伴な
う。
その対策として、負極活物質である亜鉛の腐食を防止し
て、電池内部の水素ガス発生を少なくすることが研究さ
れ、水銀の水素過電圧を利用した未化亜鉛を負極活物質
として用いることが専ら行なわれている。このため、今
日市販されているアルカリ電池の負極活物質は5〜10
重量%程度の多量の水銀を含有しており、社会的ニーズ
として、より低水銀のもの、あるいは無水銀の電池の開
発が強く期待されるようになってきた。
そこで、電池内の水銀含有量を低減させるべ(、亜鉛に
各種金属を添加した亜鉛合金粉末に関する提案が種々な
されている。例えば、亜鉛に鉛を添加した亜鉛合金粉末
、あるいは本発明者等による亜鉛に鉛とインジウムを添
加した亜鉛合金粉末ゝ、 (特開昭58−181266号公報)等がある。しかし
、これらの亜鉛合金粉末はある程度のガス発生抑制効果
を奏するが、まだ十分とは言えない。
このように、負極活物質である亜鉛合金粉末を低汞化と
しつつ、水素ガス発生量を低減し、しかも電池性能であ
る放電性能を高い水準に維持する電池は未だ得られてい
ない。
(発明の目的) 本発明はかかる現状に鑑み、水銀の含有率を著しく減少
させつつ、水素ガス発生を抑制し、しかも放電性能を高
い水準に維持する負極活物質を用いた亜鉛アルカリ電池
を提供することを目的とする。
(発明の経緯) 本発明者らはこの目的に沿って鋭意研究の結果、亜鉛か
らなる負極活物質において、インジウムとビスマスと銀
、ガリウム、テルルより選ばれる1種以上を特定範囲の
量添加することにより、これら添加元素の相乗的な効果
によって、従来の低汞化した亜鉛合金粉末よりも更に水
素ガス発生量を低下させ、しかも放電性能に優れた亜鉛
アルカリ電池が得られることを見出し本発明に到達した
(発明の構成) すなわち本発明は、インジウムを0.01〜0.5重量
%、ビスマスを0.01〜0.5重量%、銀、ガリウム
、テルルより選ばれる1種以上を0.01〜085重量
%含有する亜鉛合金を負極活物質として用いたことを特
徴とする亜鉛アルカリ電池にある。
本発明において、インジウムとビスマスと銀、ガリウム
、テルルより選ばれる1種以上を特定量添加した亜鉛合
金は、そのまま負極活物質として用いるか、亜鉛合金を
汞化した後に負極活物質として用いる。汞化=る場合の
水銀含有率は、従来の負極活物質の水銀含有率よりも少
ない量、すなわち5.0重量%未満であるが、より汞化
率を低くし、低公害性を考慮すると3.0重1%以下で
ある。
また、1.0重量%前後またはそれ以下の少量であって
もガス発生を抑制することが可能である。特に、排気機
構を備えた空気電池や水素吸収機構を備えた亜鉛アルカ
リ電池等においては、水素ガスの発生許容ωは比較的大
きいので、このような電池に本発明を適用する場合は、
1.0重量%以下の低末化率または無末化の亜鉛合金が
負極活物質として好ましく用いられる。
この負極活物質に用いられる亜鉛合金のインジウムの含
有率は0.01〜0.5重量%、ビスマスは0.01〜
0.5重量%、銀、ガリウム、テルルより選ばれる1種
以上の含有率は0.01〜0.5重量%と少量で添加効
果が発揮される。インジウムとビスマスと銀、ガリウム
、テルルより選ばれる1種以上の含有率がそれぞれ下限
未満では本発明の効果が得られず、上限を越えると、不
純物を含有した亜鉛のように、自己放電が進み、ガス発
生抑制および放電性能にとって良好な結果が得られない
このように本発明の亜鉛アルカリ電池は、電解液に苛性
カリ、苛性ソーダ等を主成分とするアルカリ水溶液を用
い、負極活物質に上記した亜鉛合金または汞化した亜鉛
合金、正極活物質に二酸化マンガン、酸化銀、酸素等を
用いることにより得られる。
(実施例の説明) 以下、実施例および比較例に基づいて本発明を具体的に
説明する。
施例1〜13および  例1〜17 純度99.997%以上の亜鉛地金を約500℃で溶融
し、これに第1表に示すごとくインジウムとビスマスと
銀の含有率がそれぞれ0.05重量%となるように添加
して亜鉛合金を作成し、これを高圧アルゴンガス(噴出
圧5Ky / ai )を使って粉体化した。次に水酸
化カリウム10%のアルカリ性溶液中にて上記粉末に 
1.0重量%になるように水銀を添加して、汞化処理を
行ない亜鉛合金粉末(実施例1)を得た。
また、第1表に示すごとく、下記の組成でそれぞれ 1)インジウムo、os 重a%、ビスマス0.05重
量%、ガリウム0.05重重四(実施例2)、2)イン
ジウム0.05重量%、ビスマス0.05重量%、テル
ル0.05!量%(実施例3)、3)インジウム0.0
1 重量%、ビスマス0.01重量%、銀o、oi重量
%(実施例4)、4)インジウム0.01重量%、ビス
マスo、oi重量%、ガリウム0.01!量%(実施例
5)、5)インジウム0.01 重量%、ビスマス0.
04重量%、テルル0.01重量%(実施例6)、6)
インジウム0.5ffi量%、ビスマス0.5重置%、
銀065重量%(実施例7)、 1)インジウム0.5重量%、ビスマス09S重置%、
ガリウム0.5重量%(実施例8)、8)インジウム0
.5重量%、ビスマス0.5重量%、テルル0,5重量
%(実施例9)、9)インジウム0.05重量%、ビス
マス09OS重量%、銀0.05重量%、ガリウムO,
OS重量%(実施例10)、 10)インジウム0.05重量%、ビスマスO,OS重
量%、銀0.05重量%、テルル01OS重量%(実施
例11)、 11)インジウム0.05重量%、ビスマスO,OS重
量%、ガリウム0.05重量%、テルル0.05重量%
(実施例12)、 12)インジウム0.05!量%、ビスマス0.05重
量%、銀0.05重量%、ガリウム0.05重量%、テ
ルル0.05重量%(実施例13)、13)インジウム
0.05重量%(比較例1)、14)インジウム0.0
5重量%、ビスマス0.05重量%(比較8i12>、 15)インジウム0.05重量%、銀0.05重重%(
比較例3)、 16)インジウム0.05重量%、ガリウムO,OS重
量%(比較例4)、 11)インジウム0.05重量%、テルル0.05重量
%(比較例5)、 18)ビスマス0.05重量%、銀0.05重量%(比
較例6)、 19)ビスマス0.05重量%、テルル0.05重量%
(比較例7)、 20)インジウム1.0重量%、ビスマス08OS 重
量%、銀0.05重量%(比較例8)、21)インジウ
ムo、oos重量%、ビスマス0.05!量%、!I 
O,05重量%(比較例9)、22)インジウム0.0
5重量%、ビスマス1.0重量%、銀o、os重量%(
比較例10)、23)インジウム0.05重量%、ビス
マスo、oos重量%、銀0.05 重量%(比較例1
1)、24)イリジウム0.05重量%、ビスマス0.
05!量%、銀1.(111%(比較例12)、25)
インジウム0.05重量%、ビスマス0.05重量%、
銀0.00511%(比較例13)、26)インジウム
0.05重量%、ビスマス0.05重量%、ガリウム1
.0重量%(比較例14)、21)インジウム0.05
重量%、ビスマス0.05重量%、ガリウム0.005
重量%(比較例15)、28)インジウムO,OS重量
%、ビスマス0,05重量%、テルル1.0重量%(比
較例16)、29)インジウムO,OS重量%、ビスマ
ス0.05!量%、テルルo、oos重1%(比較例1
1)、からなる亜鉛合金をそれぞれ作成し、これを前記
と同様な方法で粉体化し、汞化処理を行なって水銀含有
率が1.0重量%の亜鉛合金粉末(実施例2〜13およ
び比較例1〜17)を得た。
このようにして得られた亜鉛合金粉末を使って水素ガス
発生試験を行ない、その結果を第1表に示す。なお、ガ
ス発生試験は、電解液として濃度40!量%の水酸化カ
リウム水溶液に酸化亜鉛を飽和させたものを5−を用い
、亜鉛合金粉末を10gを用いて45℃で50日間のガ
ス発生量(d/Q )を測定した。
また、これらの亜鉛合金粉末を負極活物質として第1図
に示すアルカリマンガン電池を用いて電池性能を評価し
た。第1図のアルカリマンガン電池は、正極缶1、正極
2、セパレーター3、亜鉛合金粉末をカルボキシメチル
セル0−スでゲル化した負極4、負極集電体5、ゴムパ
ツキン6、押さえ板7で構成されている。このアルカリ
マンガン電池を用いて放電負荷4Ω、20℃の放電条件
により終止電圧0.9Vまでの放電持続時間を測定し、
従来の負極活物質を用いた後述する比較例18の測定値
を100とした指数で示した。結果を第1表に示す。
工I」11 実施例1と同様の方法で亜鉛に水銀を5.0重量%添加
した従来より用いられている汞化亜鉛合金粉末(比較例
18)を得た。これを実施例1と同様の方法で水素ガス
発生試験と電池性能試験を行ない、その結果を第1表に
示した。
第1表に示されるごとく、亜鉛にインジウムとビスマス
と銀、ガリウム、テルルより選ばれる1種以上を特定m
添加して汞化させた汞化亜鉛合金粉末を負極活物質に用
いた実施例1〜13は、比較例1〜11や亜鉛に水銀の
みを添加した従来より用いられている汞化亜鉛合金粉末
を負極活物質に用いた比較例18に比べて、水素ガス発
生抑制効果が大きく、放電性能も優れていることがわか
る。
(発明の効果) 以上説明のごとく、インジウムとビスマスと銀、ガリウ
ム、テルルより選ばれる1種以上を特定範囲で含有した
亜鉛合金をそのまま、もしくは汞化して負極活物質とし
て用いた本発明の亜鉛アルカリ電池は、水素ガス発生率
を抑制しつつ、電池性能を向上させることが可能であり
、また水銀が低含有率もしくは含有しないことから、社
会的ニーズにも沿ったものである。従って、本発明の亜
鉛アルカリ電池は広範な用途に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係わるアルカリマンガン電池の断面図
を示す。 1:正極缶、2:正極、3:セパレーター、4:負極、
5:負極集電体、6:ゴムパツキン。 7:押さえ板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、インジウムを0.01〜0.5重量%、ビスマスを
    0.01〜0.5重量%、銀、ガリウム、テルルより選
    ばれる1種以上を合計0.01〜0.5重量%含有する
    亜鉛合金を負極活物質として用いたことを特徴とする亜
    鉛アルカリ電池。 2、前記亜鉛合金が汞化されている前記特許請求の範囲
    第1項記載の亜鉛アルカリ電池。
JP59273756A 1984-12-27 1984-12-27 亜鉛アルカリ電池 Granted JPS61153949A (ja)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5826456A (ja) * 1981-08-11 1983-02-16 Toho Aen Kk 電極用亜鉛合金
JPS58218762A (ja) * 1982-06-11 1983-12-20 Toshiba Battery Co Ltd アルカリ電池
JPS5994371A (ja) * 1982-11-22 1984-05-31 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd アルカリ電池およびその製造方法
JPS59139558A (ja) * 1982-11-30 1984-08-10 Toshiba Battery Co Ltd アルカリ電池

Patent Citations (4)

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JPS59139558A (ja) * 1982-11-30 1984-08-10 Toshiba Battery Co Ltd アルカリ電池

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