JPH01311563A - アルカリ電池用負極 - Google Patents
アルカリ電池用負極Info
- Publication number
- JPH01311563A JPH01311563A JP63139371A JP13937188A JPH01311563A JP H01311563 A JPH01311563 A JP H01311563A JP 63139371 A JP63139371 A JP 63139371A JP 13937188 A JP13937188 A JP 13937188A JP H01311563 A JPH01311563 A JP H01311563A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- alloy powder
- added
- discharge
- discharge performance
- 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
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-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- 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）
この発明は、低水銀化のためにＰｂ、Ｉｎ、Ｃｄを含有
させた合金粉末を用いるアルカリ電池用負極に関する。
させた合金粉末を用いるアルカリ電池用負極に関する。
（従来の技術）
Ｚｎを汞化するための水銀は、一種の公害物質であると
ころから、現在では水銀の含有量を低下させるための亜
鉛合金の開発が種々なされている。
ころから、現在では水銀の含有量を低下させるための亜
鉛合金の開発が種々なされている。
そのなかで、とりわけｐｂを０．０１ｗｔ％以上含む亜
鉛合金は、アルカリ電解液中での水素ガスの発生が抑制
でき、低汞化のための有力な材料であることが注目され
ている。
鉛合金は、アルカリ電解液中での水素ガスの発生が抑制
でき、低汞化のための有力な材料であることが注目され
ている。
特に、Ｐｂ、Ｉｎ、ＣｄとともにＡｇを０．０１ｗｔ％
以上Ｚｎに添加した亜鉛合金は水素ガス抑制効果がさら
に大きく、例えば水化度１．５％といった低汞化用亜鉛
合金として実用化されている。
以上Ｚｎに添加した亜鉛合金は水素ガス抑制効果がさら
に大きく、例えば水化度１．５％といった低汞化用亜鉛
合金として実用化されている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、前記Ａ、９を０．０１ｗｔ％以上含有す
る低汞化亜鉛合金を負極として用いた場合には、ある負
荷抵抗で急速に放電性能が低下する現象が発生する場合
があり、問題となっている。
る低汞化亜鉛合金を負極として用いた場合には、ある負
荷抵抗で急速に放電性能が低下する現象が発生する場合
があり、問題となっている。
この現象は、特に軽負荷放電時に特異的に発現している
が、これら放電性能の低下した電池の内部を分解して調
べた結果、放電生成物によって内部短絡を起こしている
ことが判明した。
が、これら放電性能の低下した電池の内部を分解して調
べた結果、放電生成物によって内部短絡を起こしている
ことが判明した。
この原因としては、Ａｇを含む亜鉛合金が、特定の電流
で放電されることによって導電性を持った特異な結晶が
析出し、この結晶が生長してセパレータを貫通し、その
結果短絡現象を引き起こすのであろうと考えられている
。
で放電されることによって導電性を持った特異な結晶が
析出し、この結晶が生長してセパレータを貫通し、その
結果短絡現象を引き起こすのであろうと考えられている
。
従って、この対策としてまず最初に考えられることは、
セパレータの材質を厚くしたり、繊維を密にすることに
よって内部短絡を封することであるが、このような手段
で対処した場合には、ゲル状亜鉛負極の充填量の減少に
よる放電容量の低下や、内部抵抗の増大等の不都合を生
じ、放電性能や貯蔵性などの一般的性能を大幅に低下さ
せるものとなる。
セパレータの材質を厚くしたり、繊維を密にすることに
よって内部短絡を封することであるが、このような手段
で対処した場合には、ゲル状亜鉛負極の充填量の減少に
よる放電容量の低下や、内部抵抗の増大等の不都合を生
じ、放電性能や貯蔵性などの一般的性能を大幅に低下さ
せるものとなる。
そこで本発明者らは、この種の特異な結晶の生成を阻害
する物質について種々検討した結果、２ｎにＰｂ、Ｉｎ
、Ｃｄを添加してなる亜鉛合金に添加されるＡｌの一部
をＭｇに置き換え、これを汞化させた亜鉛合金粉末が特
定の負荷放電条件下での特異な結晶の析出・生成を抑制
する効果が得られたことを知得した。
する物質について種々検討した結果、２ｎにＰｂ、Ｉｎ
、Ｃｄを添加してなる亜鉛合金に添加されるＡｌの一部
をＭｇに置き換え、これを汞化させた亜鉛合金粉末が特
定の負荷放電条件下での特異な結晶の析出・生成を抑制
する効果が得られたことを知得した。
本発明は以上の知得に基づきなされたもので、充分に水
素ガス発生抑制効果があり、しかも特定の負荷放電時に
おける内部短絡などの特異的な現象を防止できるように
したアルカリ電池用負極を提供することを目的とするも
のである。
素ガス発生抑制効果があり、しかも特定の負荷放電時に
おける内部短絡などの特異的な現象を防止できるように
したアルカリ電池用負極を提供することを目的とするも
のである。
（課題を解決するための手段）
前記目的を達成するため、この発明は、Ｚｎを主体とし
、これにＰｂ、Ｉｎ、Ｃｄを添加した合金粉末を汞化さ
せて負極として用いるアルカリ電池において、 前記合金粉末中にＡＩＩを０．０１〜０．００２ｗｔ％
、Ｍｇを０．０１〜０．００２ｗｔ％添加したことを要
旨とするものである。
、これにＰｂ、Ｉｎ、Ｃｄを添加した合金粉末を汞化さ
せて負極として用いるアルカリ電池において、 前記合金粉末中にＡＩＩを０．０１〜０．００２ｗｔ％
、Ｍｇを０．０１〜０．００２ｗｔ％添加したことを要
旨とするものである。
すなわち、本発明の負極は、従来のＰｂ−Ｉｎ−Ｃｄ系
合金組成に加えて、微量のＡｆＩ及びＭｇを添加した合
金粉末を用いたものであって、Ａｌの特性である耐蝕効
果に加え、これと類似の作用効果が期待できるＭｇによ
る耐蝕効果との相乗効果を利用したものであるシ 上記合金粉末の基本的な組成比は、Ｚｎに対してＰｂ
： ５００ｐｐｍ 、 Ｉ ｎ ： ２００１）Ｉ）Ｉ
ＳＣｄ ：５．００ ｐｐａ＋を添加し、その汞化度
を１．５％以下にする。
合金組成に加えて、微量のＡｆＩ及びＭｇを添加した合
金粉末を用いたものであって、Ａｌの特性である耐蝕効
果に加え、これと類似の作用効果が期待できるＭｇによ
る耐蝕効果との相乗効果を利用したものであるシ 上記合金粉末の基本的な組成比は、Ｚｎに対してＰｂ
： ５００ｐｐｍ 、 Ｉ ｎ ： ２００１）Ｉ）Ｉ
ＳＣｄ ：５．００ ｐｐａ＋を添加し、その汞化度
を１．５％以下にする。
以上の基本的組成の合金粉末に対する前記Ａｌｌの含有
量は０．００２ｗｔ％以上が好ましく、これを下回った
場合にはＡｊｌの特性である耐蝕効果が乏しいものとな
る。また、その上限は０．０１ｗｔ％以下が好ましく、
この上限を越えると放電性能において、前述の特異現象
を生ずる。
量は０．００２ｗｔ％以上が好ましく、これを下回った
場合にはＡｊｌの特性である耐蝕効果が乏しいものとな
る。また、その上限は０．０１ｗｔ％以下が好ましく、
この上限を越えると放電性能において、前述の特異現象
を生ずる。
また、前記Ｍｇは耐蝕上Ａ、ｌ）に近い作用効果があり
、ガス発生を抑制し、放電性能上では問題がない。しか
しながらその下限である０、００２ｗｔ％を下回った場
合には、絶対量の不足によってＡ゛ぶの場合と同様に耐
蝕効果が乏しいものとなる。
、ガス発生を抑制し、放電性能上では問題がない。しか
しながらその下限である０、００２ｗｔ％を下回った場
合には、絶対量の不足によってＡ゛ぶの場合と同様に耐
蝕効果が乏しいものとなる。
これに対し、上限の値である０、０１ｗｔ％を上回って
添加しても、耐蝕効果および放電性能の両面で、新たに
格別の効果が得られることはない。従って、Ｍｇは以上
の範囲内に限定される。
添加しても、耐蝕効果および放電性能の両面で、新たに
格別の効果が得られることはない。従って、Ｍｇは以上
の範囲内に限定される。
（作 用）
ＡＩ及びＭｇを以上の配合比率で微量添加した亜鉛合金
粉末を用いて負極を構成することによって、耐蝕上の問
題がなく、特定の負荷抵抗での放電性能の低下は見られ
なくなった。またこの事実に対する理由は必ずしも明ら
かでないが、ＡＮの一部がＭｇに置き換えられることに
よって、ＡＩを添加することによって生ずる特定の負荷
放電時における放電生成物の生長を抑制し、結晶の成長
が阻害され、結晶による内部短絡現象がなくなるからで
あると推定される。
粉末を用いて負極を構成することによって、耐蝕上の問
題がなく、特定の負荷抵抗での放電性能の低下は見られ
なくなった。またこの事実に対する理由は必ずしも明ら
かでないが、ＡＮの一部がＭｇに置き換えられることに
よって、ＡＩを添加することによって生ずる特定の負荷
放電時における放電生成物の生長を抑制し、結晶の成長
が阻害され、結晶による内部短絡現象がなくなるからで
あると推定される。
（実 施 例）
以下、この発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。
る。
まず、この発明の実施に用いたＬＲ６形アルカリ電池の
構造は、第１図に示す一般的構造となっている。
構造は、第１図に示す一般的構造となっている。
このアルカリ電池は、有底円筒型の電池ケース１の上部
開口の内周部を負極端子板２の周縁フランジ部に封口ガ
スケット３を介して絞り加工、カール加工などによって
カシメ付け、電池内部を密封している。
開口の内周部を負極端子板２の周縁フランジ部に封口ガ
スケット３を介して絞り加工、カール加工などによって
カシメ付け、電池内部を密封している。
電池内部には、上端を前記封口ガスケット３の中心を貫
通して前記負極端子板２に電気的接続した集電棒４と、
該集電棒４の外周を取巻くようにして負極５、セパレー
タ６、及び二酸化マンガンを主体とする正極合剤７が同
心状に充填され、発電要素を構成している。
通して前記負極端子板２に電気的接続した集電棒４と、
該集電棒４の外周を取巻くようにして負極５、セパレー
タ６、及び二酸化マンガンを主体とする正極合剤７が同
心状に充填され、発電要素を構成している。
前記負極５は前述の合金粉末を１．５％の水銀で汞化し
たものと、ゲル状アルカリ電解液との混合物からなって
いる。
たものと、ゲル状アルカリ電解液との混合物からなって
いる。
ゲル状電解液は、水酸化カリウム溶液とＣＭＣ等のゲル
化剤からなる組成であって、このゲル状電解液に前述の
配合比率で汞化された合金粉末を混合分散しである。
化剤からなる組成であって、このゲル状電解液に前述の
配合比率で汞化された合金粉末を混合分散しである。
そしてこの合金粉末におけるＡｇ及びＭｇの添加量を種
々変えて配合した本発明のサンプルと、本発明の上下限
を越えたサンプル、ＡＩｌおよびＭｇの単体を含む比較
品、Ａｌ２およびＭｇを含まない水化度３％の従来品と
で７５Ω負荷連続放電時の放電性能および６０℃２０日
間貯蔵した後のガス発生速度を測定した結果、以下の表
および第２図、第３図に示す特性値を得た。
々変えて配合した本発明のサンプルと、本発明の上下限
を越えたサンプル、ＡＩｌおよびＭｇの単体を含む比較
品、Ａｌ２およびＭｇを含まない水化度３％の従来品と
で７５Ω負荷連続放電時の放電性能および６０℃２０日
間貯蔵した後のガス発生速度を測定した結果、以下の表
および第２図、第３図に示す特性値を得た。
尚、本発明の負極の配合例は以下の通りである。
４０”％ ＫＯＨ溶液 ３８Ｗ１％
ケ／ｌ、ｌｔ剤（ＣＭＣ） ２ｗｔ％合 金
粉 末 ６ ｏ Ｖｔ％前記合金粉末は
、水化度１．５％のものであって、その組成比はＰ ｂ
５００ ｐｐｌ ： Ｉ ｎ ２００ ｐｐＩｌ：
Ｃｄ５００ｐｐｆｆｌ：残部Ｚｎを基本としてＡｇ及び
Ｍｇの添加量を変えた参照例を含むサンプル（イ）〜（
す）までの９種類を用意し、ＬＲ６形アルカリ電池に組
立てた。また、参照用の従来品としては、Ａｌ２および
Ｍｇを含まないＰｂ５００ｐｐａ＋ ： Ｉ ｎ２００
ｐｐｍ ： Ｃｄ５００ｐｐｒａの亜鉛合金粉で水化
度３％の負極からなるアルカリ電池を用いた。
粉 末 ６ ｏ Ｖｔ％前記合金粉末は
、水化度１．５％のものであって、その組成比はＰ ｂ
５００ ｐｐｌ ： Ｉ ｎ ２００ ｐｐＩｌ：
Ｃｄ５００ｐｐｆｆｌ：残部Ｚｎを基本としてＡｇ及び
Ｍｇの添加量を変えた参照例を含むサンプル（イ）〜（
す）までの９種類を用意し、ＬＲ６形アルカリ電池に組
立てた。また、参照用の従来品としては、Ａｌ２および
Ｍｇを含まないＰｂ５００ｐｐａ＋ ： Ｉ ｎ２００
ｐｐｍ ： Ｃｄ５００ｐｐｒａの亜鉛合金粉で水化
度３％の負極からなるアルカリ電池を用いた。
表
＊測定項目：
■７５Ω連続放電時間（単位Ｈｒ終止電圧０．９Ｖ）・
・・従来品を１００として指数比で表示■ガス発生速度
（μｍ／ｇ、ｄａｙ） 次に以上の表に示す測定値および第２図、第３図に示す
特性値から結論づけられる点を以下にのべる。
・・従来品を１００として指数比で表示■ガス発生速度
（μｍ／ｇ、ｄａｙ） 次に以上の表に示す測定値および第２図、第３図に示す
特性値から結論づけられる点を以下にのべる。
まず、ガス発生試験結果において、数値および第２図に
示す特性から、Ａｌ２およびＭｇの添加量がそれぞれ０
．００２％以上であることが好ましいことが判明し、耐
蝕上好ましい範囲であることが理解できる。
示す特性から、Ａｌ２およびＭｇの添加量がそれぞれ０
．００２％以上であることが好ましいことが判明し、耐
蝕上好ましい範囲であることが理解できる。
また、７５Ω放電試験結果からは、Ａ、１７の添加量が
０．０２％以上では放・電性能の低下が認められる。一
方、Ｍｇは放電性能には影響を及ぼさないことが判明し
ている。さらに比較例に示すように、いずれか単体だけ
では、放電性能またはガス発生のいずれか一方の性能低
下が顕著となる。したがって、Ａｌｌ！およびＭｇの添
加量は少量でしかもそれぞれ耐蝕上問題のない範囲であ
る０、０１〜０．００２ｗｔ％が好ましい。
０．０２％以上では放・電性能の低下が認められる。一
方、Ｍｇは放電性能には影響を及ぼさないことが判明し
ている。さらに比較例に示すように、いずれか単体だけ
では、放電性能またはガス発生のいずれか一方の性能低
下が顕著となる。したがって、Ａｌｌ！およびＭｇの添
加量は少量でしかもそれぞれ耐蝕上問題のない範囲であ
る０、０１〜０．００２ｗｔ％が好ましい。
（発明の効果）
以上実施例によって詳細に説明したように、この発明に
あっては、特定の負荷放電時での内部短絡をＡｌ１の一
部をＭｇに置き換えることで防止でき、特に低汞化状態
における放電性能を向上できる。
あっては、特定の負荷放電時での内部短絡をＡｌ１の一
部をＭｇに置き換えることで防止でき、特に低汞化状態
における放電性能を向上できる。
第１図は本発明に係るアルカリ電池の断面図、第２図は
ガス発生試験結果を示すグラフ、第３図は７５Ω連続放
電性能の試験結果を示すグラフである。 １・・・正極缶 ２・・・負極端子板３・・・
封口ガスケット ４・・・集電棒５・・・負 極
６・・・セパレータ７・・・正極合剤 特許出願人 富士電気化学株式会社代 理
人 弁理士 −色 健 補間
弁理士 松 本 雅 利第１図 ／
ガス発生試験結果を示すグラフ、第３図は７５Ω連続放
電性能の試験結果を示すグラフである。 １・・・正極缶 ２・・・負極端子板３・・・
封口ガスケット ４・・・集電棒５・・・負 極
６・・・セパレータ７・・・正極合剤 特許出願人 富士電気化学株式会社代 理
人 弁理士 −色 健 補間
弁理士 松 本 雅 利第１図 ／
Claims (1)
- （１）Ｚｎを主体とし、これにＰｂ、Ｉｎ、Ｃｄを添加
した合金粉末を汞化させて負極として用いるアルカリ電
池において、 前記合金粉末中にＡｌを０．０１〜０．００２ｗｔ％、
Ｍｇを０．０１〜０．００２ｗｔ％添加したことを特徴
とするアルカリ電池用負極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63139371A JPH01311563A (ja) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | アルカリ電池用負極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63139371A JPH01311563A (ja) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | アルカリ電池用負極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01311563A true JPH01311563A (ja) | 1989-12-15 |
Family
ID=15243770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63139371A Pending JPH01311563A (ja) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | アルカリ電池用負極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01311563A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5646534U (ja) * | 1979-09-20 | 1981-04-25 | ||
| JPS59191322U (ja) * | 1983-06-06 | 1984-12-19 | 昭和電工株式会社 | 組立式パレツト |
-
1988
- 1988-06-08 JP JP63139371A patent/JPH01311563A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5646534U (ja) * | 1979-09-20 | 1981-04-25 | ||
| JPS59191322U (ja) * | 1983-06-06 | 1984-12-19 | 昭和電工株式会社 | 組立式パレツト |
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