JPS6177258A - 亜鉛アルカリ電池 - Google Patents

亜鉛アルカリ電池

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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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Toyohide Uemura
植村 豊秀
Keiichi Kagawa
賀川 恵市
Ryoji Okazaki
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
Panasonic Holdings Corp
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Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Matsushita Electric Industrial 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。
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。
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 。
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。
(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。
(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。
(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。
− 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
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
【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%、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。
JP59196740A 1984-09-21 1984-09-21 亜鉛アルカリ電池 Granted JPS6177258A (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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JPH0418672B2 (ja) 1992-03-27

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