JPS6177258A - 亜鉛アルカリ電池 - Google Patents
亜鉛アルカリ電池Info
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- JPS6177258A JPS6177258A JP59196740A JP19674084A JPS6177258A JP S6177258 A JPS6177258 A JP S6177258A JP 59196740 A JP59196740 A JP 59196740A JP 19674084 A JP19674084 A JP 19674084A JP S6177258 A JPS6177258 A JP S6177258A
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- 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
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- 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
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- 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】
(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
とカドミウムと銀、ガリウム、テルルり選ばれる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どして用いた亜鉛アルカリ電
池に関する。
とカドミウムと銀、ガリウム、テルルり選ばれる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ど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で
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。
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汞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%重量%釜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たきた。
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汞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%重量%釜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たきた。
そこで、電池内の水銀含有量を低減させるべく、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(特開昭58−181266月公報
)や亜鉛にインジウムとカドミウムを添加した亜鉛合金
粉末(特開昭59−943zt月公報)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。例えば亜鉛に鉛
とインジウムを添加した曲鉛合金粉末についてはこれを
水銀含有率1重量%程度の低汞化とした場合、ガス発生
試験の初期においては非常にガス発生が抑制されている
が、長期間どなると次第にガス発生速度(me/(J
−daV )が増大する傾向が見られlこ 。
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(特開昭58−181266月公報
)や亜鉛にインジウムとカドミウムを添加した亜鉛合金
粉末(特開昭59−943zt月公報)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。例えば亜鉛に鉛
とインジウムを添加した曲鉛合金粉末についてはこれを
水銀含有率1重量%程度の低汞化とした場合、ガス発生
試験の初期においては非常にガス発生が抑制されている
が、長期間どなると次第にガス発生速度(me/(J
−daV )が増大する傾向が見られlこ 。
このJ: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、しがも電池性能で
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。
としつつ、水素ガス発生量を低減し、しがも電池性能で
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、しがも放電↑([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。
させつつ、水素ガス発生を抑制し、しがも放電↑([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19 )
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、インジウムとカドミウムと
銀、ガリウム、テルル 1種以上と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。
らなる負極活物質において、インジウムとカドミウムと
銀、ガリウム、テルル 1種以上と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重最
%、カドミウムを0.01〜0.5重猪%、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にある。
%、カドミウムを0.01〜0.5重猪%、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にある。
− 〇 一
本発明において、インジウムとカドミウムと銀、ガリウ
ム、テルルより選ばれる1種以上と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。汞化する場
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重量%以
下である。また、1.0重(至)%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
。
ム、テルルより選ばれる1種以上と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。汞化する場
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重量%以
下である。また、1.0重(至)%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
量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%以下の低汞化率または無汞化
の亜鉛合金が負極活物質として好ましく用いられる。
た亜鉛アルカリ電池等においては、水素ガスの発生許容
量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%以下の低汞化率または無汞化
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とカ
ドミウムと銀、ガリウム、テルルより選ばれる1種以上
の含有率はそれぞれ、0.01〜065重量%と少量で
添加効果が発揮される。インジウムとカドミウムと銀、
ガリウム、テルルより選ばれる1種以上の含有率が0.
01重量%未満では本発明の効果が得られず、0.5重
量%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。
ドミウムと銀、ガリウム、テルルより選ばれる1種以上
の含有率はそれぞれ、0.01〜065重量%と少量で
添加効果が発揮される。インジウムとカドミウムと銀、
ガリウム、テルルより選ばれる1種以上の含有率が0.
01重量%未満では本発明の効果が得られず、0.5重
量%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。
説明する。
実施例1〜11
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カドミウム
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5Kg / crJ )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19だ。
し、これに第1表に示すごとくインジウムとカドミウム
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5Kg / crJ )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19だ。
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0.05重量%、カドミウム0.0
5重最%、ガリウム0.05重用量、(2):インジウ
ム0.05型部%、カドミウム0.05重量%、テルル
0,05重間%、(3):インジウム0.01重量%、
カドミウム0.01重量%、銀0.01重烙%、 (4):インジウム0.5重量%、カドミウム0.5重
量%、銀0.5重指重量 (5):インジウム0.01重量%、カドミウム0.0
1ffiffi%、)f IJ ラム0.01重量%、
(6):インジウム0.5重量%、カドミウム0.5重
間%、ガリウム0.5重量%、(7):インジウムo、
oi am%、カドミウム0.01重量%、テルル0.
01重量%、(8):インジウム0.5重量%、カドミ
ウム0.5車間%、テルル0.5重量%、 (9):インジウム0.05重量%、カドミウム0.0
5重tit %、tR0,05’Ia m %、カIJ
ラム0.05重量%、 (10) :インジウム0.5重量%、カドミウム0.
5重量%、銀0.1重量%、ガリウム0.2重惜%、テ
ルル0.2重量%、 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2〜11)を得た。
5重最%、ガリウム0.05重用量、(2):インジウ
ム0.05型部%、カドミウム0.05重量%、テルル
0,05重間%、(3):インジウム0.01重量%、
カドミウム0.01重量%、銀0.01重烙%、 (4):インジウム0.5重量%、カドミウム0.5重
量%、銀0.5重指重量 (5):インジウム0.01重量%、カドミウム0.0
1ffiffi%、)f IJ ラム0.01重量%、
(6):インジウム0.5重量%、カドミウム0.5重
間%、ガリウム0.5重量%、(7):インジウムo、
oi am%、カドミウム0.01重量%、テルル0.
01重量%、(8):インジウム0.5重量%、カドミ
ウム0.5車間%、テルル0.5重量%、 (9):インジウム0.05重量%、カドミウム0.0
5重tit %、tR0,05’Ia m %、カIJ
ラム0.05重量%、 (10) :インジウム0.5重量%、カドミウム0.
5重量%、銀0.1重量%、ガリウム0.2重惜%、テ
ルル0.2重量%、 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2〜11)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重量%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fik <mft/a )を測定した。
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重量%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fik <mft/a )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ヂル
セルロー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2の測定値を
100とした指数で示した。結果を第1表に示す。
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ヂル
セルロー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2の測定値を
100とした指数で示した。結果を第1表に示す。
止皿1」二二屯
実施例1と同様の方法で亜鉛に鉛を0.05重(6)%
添加した汞化亜鉛合金粉末(比較例1)と亜鉛に鉛を0
.05重量%、インジウムを0.05重量%添加した汞
化亜鉛合金粉末(比較例2)を得た。
添加した汞化亜鉛合金粉末(比較例1)と亜鉛に鉛を0
.05重量%、インジウムを0.05重量%添加した汞
化亜鉛合金粉末(比較例2)を得た。
また、亜鉛にインジウムを0.05 !ff1%、カド
ミウムを0.05重■%添加した汞化亜鉛合金粉末(比
較例3)を得た。
ミウムを0.05重■%添加した汞化亜鉛合金粉末(比
較例3)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。
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カドミウ
ムと銀、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1〜11は、亜鉛に鉛を添加した汞化亜鉛
合金粉末を負極活物質に用いた比較例1や亜鉛に鉛とイ
ンジウムを添加した汞化亜鉛合金粉末を負極活物質に用
いた比較例2または亜鉛にインジウムとカドミウムを添
加した汞化亜鉛合金粉末を負極活物質に用いた比較例3
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。
ムと銀、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1〜11は、亜鉛に鉛を添加した汞化亜鉛
合金粉末を負極活物質に用いた比較例1や亜鉛に鉛とイ
ンジウムを添加した汞化亜鉛合金粉末を負極活物質に用
いた比較例2または亜鉛にインジウムとカドミウムを添
加した汞化亜鉛合金粉末を負極活物質に用いた比較例3
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、インジウムとカドミウムと銀、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。
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。
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。
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)
- 【特許請求の範囲】 1、インジウムを0.01〜0.5重量%、カドミウム
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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59196740A JPS6177258A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 亜鉛アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59196740A JPS6177258A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 亜鉛アルカリ電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6177258A true JPS6177258A (ja) | 1986-04-19 |
JPH0418672B2 JPH0418672B2 (ja) | 1992-03-27 |
Family
ID=16362810
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59196740A Granted JPS6177258A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 亜鉛アルカリ電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6177258A (ja) |
Citations (4)
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 |
-
1984
- 1984-09-21 JP JP59196740A patent/JPS6177258A/ja active Granted
Patent Citations (4)
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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0418672B2 (ja) | 1992-03-27 |
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