JPH0294361A - アルカリ電池 - Google Patents
アルカリ電池Info
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- JPH0294361A JPH0294361A JP63247160A JP24716088A JPH0294361A JP H0294361 A JPH0294361 A JP H0294361A JP 63247160 A JP63247160 A JP 63247160A JP 24716088 A JP24716088 A JP 24716088A JP H0294361 A JPH0294361 A JP H0294361A
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- JP
- Japan
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- zinc
- negative electrode
- gelled
- corrosion resistance
- powder
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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
- H01M4/42—Alloys based on zinc
-
- 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
- H01M4/06—Electrodes for primary cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
-
- 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)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (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〉
この発明はアルカリ電池に関し、詳しくは、亜鉛粉末の
腐蝕防止用の特定の有機インヒビターをゲル状亜鉛負極
中に添加することで、貯蔵性能の向上を図ったアルカリ
電池に関する。
腐蝕防止用の特定の有機インヒビターをゲル状亜鉛負極
中に添加することで、貯蔵性能の向上を図ったアルカリ
電池に関する。
〈従来の技術〉
アルカリ−マンガン電池や酸化銀−亜鉛電池などのアル
カリ電池では、負極活物質として粉末亜鉛を用い、また
これに、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）やポリ
アクリル酸ソーダ等のゲル化剤並びにアルカリ電解液等
を混ぜ、上記粉末亜鉛をゲル状に分散させた、所謂ゲル
状亜鉛負極を使用している。
カリ電池では、負極活物質として粉末亜鉛を用い、また
これに、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）やポリ
アクリル酸ソーダ等のゲル化剤並びにアルカリ電解液等
を混ぜ、上記粉末亜鉛をゲル状に分散させた、所謂ゲル
状亜鉛負極を使用している。
これらのアルカリ電池では、電池の貯蔵中における粉末
亜鉛の腐蝕を防ぎ、この腐蝕に因る電池の電気容量の低
下、及び電池内での水素ガス発生を抑制して、貯蔵性能
を向上させることを共通の課題とする。
亜鉛の腐蝕を防ぎ、この腐蝕に因る電池の電気容量の低
下、及び電池内での水素ガス発生を抑制して、貯蔵性能
を向上させることを共通の課題とする。
この粉末亜鉛の腐蝕は、基本的には亜鉛の水素過電圧が
低いために起こることから、現用の電池では、負極に使
用する粉末亜鉛を汞化処理してその水素過電圧を高める
方法が広く用いられている。
低いために起こることから、現用の電池では、負極に使
用する粉末亜鉛を汞化処理してその水素過電圧を高める
方法が広く用いられている。
ところで、上記のような水化処理を行う場合、粉末亜鉛
の水素過電圧を十分高くするためには、その氷化率を粉
末亜鉛に対して５〜１０重量％としなければならない。
の水素過電圧を十分高くするためには、その氷化率を粉
末亜鉛に対して５〜１０重量％としなければならない。
このように高い氷化率とした場合、電池内における水銀
含有量が増大し、このため電池のコスト面から見ても、
また環境上への影響から見ても好ましくない。従って、
水銀使用量を大幅に低減し、更にはなくすこと、具体的
には氷化率を１．０重量％程度以下とすることが強く望
まれている。
含有量が増大し、このため電池のコスト面から見ても、
また環境上への影響から見ても好ましくない。従って、
水銀使用量を大幅に低減し、更にはなくすこと、具体的
には氷化率を１．０重量％程度以下とすることが強く望
まれている。
アルカリ電池において従来より用いられている水銀量の
低減方法としては、水素過電圧を上げる働きをする異種
金属（鉛、アルミニウム。
低減方法としては、水素過電圧を上げる働きをする異種
金属（鉛、アルミニウム。
インジウム、ガリウム、ビスマス等）を亜鉛に添加し合
金化させる方法がある。また、有機系のインヒビターを
用いることも提案されている。
金化させる方法がある。また、有機系のインヒビターを
用いることも提案されている。
このような有機インヒビターとしては、例えば、ポリエ
チレングリコールなどのエチレンオキシド重合体（特開
昭４８−４３１３０号）、メルカプトカルボン酸（特開
昭５０−８２４３７号）、アミノナフタリンスルホン酸
及びその誘導体（特開昭５０−３２４３８号）、あるい
はエトキシル化フルオロアルコール型のパーフルオロ有
機化合物（特開昭６１−２７０１３３号）、あるいはフ
ルオロカーボンなどの炭化フッ素系のものが挙げられる
。
チレングリコールなどのエチレンオキシド重合体（特開
昭４８−４３１３０号）、メルカプトカルボン酸（特開
昭５０−８２４３７号）、アミノナフタリンスルホン酸
及びその誘導体（特開昭５０−３２４３８号）、あるい
はエトキシル化フルオロアルコール型のパーフルオロ有
機化合物（特開昭６１−２７０１３３号）、あるいはフ
ルオロカーボンなどの炭化フッ素系のものが挙げられる
。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、上記のようにインヒビターとして異種金
属を添加して水銀使用量を抑える方法では、汞化率１．
５重量％程度が限度で、汞化率１．０重量％以下では充
分な耐蝕効果が得られない。
属を添加して水銀使用量を抑える方法では、汞化率１．
５重量％程度が限度で、汞化率１．０重量％以下では充
分な耐蝕効果が得られない。
一方、上記した有機系のインヒビターを用いた場合は、
初期の耐食性はある程度認められるものの、安定性に欠
け、長期保存後における性能低下が大きいという問題が
ある。
初期の耐食性はある程度認められるものの、安定性に欠
け、長期保存後における性能低下が大きいという問題が
ある。
この発明は、汞化率ｌ、０重量％以下に低水銀化し、若
しくは無水銀化した場合でも、ゲル状亜鉛負極における
耐食性が長期に亘って高く、貯蔵性能の優れた、アルカ
リ電池を提供することを目的とする。
しくは無水銀化した場合でも、ゲル状亜鉛負極における
耐食性が長期に亘って高く、貯蔵性能の優れた、アルカ
リ電池を提供することを目的とする。
く課題を解決するための手段〉
この発明のアルカリ電池は、有機ケイ素を疎水基とする
非イオン界面活性剤を含有して成るゲル状亜鉛負極を用
いたことを要旨とする。
非イオン界面活性剤を含有して成るゲル状亜鉛負極を用
いたことを要旨とする。
上記の有機ケイ素を疎水基とする非イオン界面活性剤、
即ち有機ケイ素系の非イオン界面活性剤は、例えば、東
芝シリコーン製のシリコーンポリエーテル共重合体で製
品名ＴＳＦ４４４５ 。
即ち有機ケイ素系の非イオン界面活性剤は、例えば、東
芝シリコーン製のシリコーンポリエーテル共重合体で製
品名ＴＳＦ４４４５ 。
ＴＳＰ４４５２等がある。
また、ゲル状亜鉛に用いる粉末亜鉛としては、亜鉛粉末
、並びに亜鉛粉末に鉛、アルミニウム。
、並びに亜鉛粉末に鉛、アルミニウム。
インジウム、ガリウム、ビスマス、カドミウム。
タリウム等の異種金属を１種ないし２種添加し合金化さ
せた亜鉛合金粉末を用いることができる。また、本発明
においては、後述する通り、これら亜鉛粉末ないし亜鉛
合金粉末を汞化率１重量％以下あるいは無氷化で用いて
も、高い耐蝕効果が得られる。
せた亜鉛合金粉末を用いることができる。また、本発明
においては、後述する通り、これら亜鉛粉末ないし亜鉛
合金粉末を汞化率１重量％以下あるいは無氷化で用いて
も、高い耐蝕効果が得られる。
上記有機ケイ素系の非イオン界面活性剤の添加量は、上
記亜鉛粉末あるいは亜鉛合金粉末の重量に対して、最大
１００ ｐｐＨ程度とすれば良い。
記亜鉛粉末あるいは亜鉛合金粉末の重量に対して、最大
１００ ｐｐＨ程度とすれば良い。
これ以上では耐蝕性ではほとんど変化がないが、電池の
放電性能の低下を招く虞がある。
放電性能の低下を招く虞がある。
また、この界面活性剤の下限は、具体的に数値を特定す
ることは困難であるが、例えば５ｐｐｍ以下でも十分な
耐蝕性をもたせることができることが知得されており、
極少量でも有効であると思われる。
ることは困難であるが、例えば５ｐｐｍ以下でも十分な
耐蝕性をもたせることができることが知得されており、
極少量でも有効であると思われる。
く作用〉
有機インヒビター添加による防蝕作用は、異種金属添加
による場合と異なり、有機インヒビターが亜鉛表面に吸
着されてその表面を覆うことで、保存中における亜鉛の
防蝕がなされるものと考えられる。そして、有機インヒ
ビターの種類によりこの吸着の態様ないし度合いが異な
ると思われる。
による場合と異なり、有機インヒビターが亜鉛表面に吸
着されてその表面を覆うことで、保存中における亜鉛の
防蝕がなされるものと考えられる。そして、有機インヒ
ビターの種類によりこの吸着の態様ないし度合いが異な
ると思われる。
そして、本発明の有機ケイ素系の非イオン界面活性剤は
この吸着の度合いが従来のものより強く、このため、こ
れをゲル状負極に添加・含有させた場合、粉末亜鉛の表
面に本発明の界面活性剤の強い吸着膜が形成され、従っ
て電池保存時における粉末亜鉛の表面からアルカリ電解
液を遮断する働きが大きく、これにより長期に亘って粉
末亜鉛の腐蝕が防止されて優れた耐蝕性が得られるよう
になるものと考えられる。
この吸着の度合いが従来のものより強く、このため、こ
れをゲル状負極に添加・含有させた場合、粉末亜鉛の表
面に本発明の界面活性剤の強い吸着膜が形成され、従っ
て電池保存時における粉末亜鉛の表面からアルカリ電解
液を遮断する働きが大きく、これにより長期に亘って粉
末亜鉛の腐蝕が防止されて優れた耐蝕性が得られるよう
になるものと考えられる。
〈実施例〉
以下に実施例を説明する。
アルミニウム８００ｐｐｍ 、鉛５００ｐｐｍ 、並び
にインジウム２００ｐｐｍを添加し合金化させた粉末亜
鉛６０重量％と、ゲル化剤２重量％、並びに４０％の苛
性カリ水溶液３８重量％とを混合してなるゲル状亜鉛負
極を作った。
にインジウム２００ｐｐｍを添加し合金化させた粉末亜
鉛６０重量％と、ゲル化剤２重量％、並びに４０％の苛
性カリ水溶液３８重量％とを混合してなるゲル状亜鉛負
極を作った。
そして、この組成に加え、第１表の通り、水銀による汞
化処理及び次式で示される本発明の界面活性剤を添加・
含有させたゲル状負極を種々作った。
化処理及び次式で示される本発明の界面活性剤を添加・
含有させたゲル状負極を種々作った。
（ＣＨ，）３ｓｉｏ［ｓｉ （ＣＨｓ ）ｓｏ］ Ｓ
ｔ （ＣＩ−１３）＊Ｏ３ｉ （ＣＨ３）３（ＣＨｘ）
ｓ （ＥＯ） Ｈ 尚、上式において、ＥＯはエチレオキシドを、またｎ、
ｍはそれぞれ整数を表わす。
ｔ （ＣＩ−１３）＊Ｏ３ｉ （ＣＨ３）３（ＣＨｘ）
ｓ （ＥＯ） Ｈ 尚、上式において、ＥＯはエチレオキシドを、またｎ、
ｍはそれぞれ整数を表わす。
そして、これらのゲル状亜鉛負極を用いて、以下のガス
発生試験を行った。
発生試験を行った。
即ち、上記ゲル状亜鉛負極５ｇを採り、これをガラス製
容器に入れた後、この容器に流動パラフィンを充填し、
また容器開口部をメスピペットで塞いだ。次いで、容器
を６０℃の恒温水槽に入れ、温度６０℃で２０日間後に
おけるガス（水素ガス）の発生量を測定した。この結果
を第１表に示した。
容器に入れた後、この容器に流動パラフィンを充填し、
また容器開口部をメスピペットで塞いだ。次いで、容器
を６０℃の恒温水槽に入れ、温度６０℃で２０日間後に
おけるガス（水素ガス）の発生量を測定した。この結果
を第１表に示した。
第１表
上表において、試験Ｎｏ、１．．３〜８は本発明の界面
活性剤を用いたゲル状亜鉛負極（本発明品）であり、ま
た試験Ｎｏ、１０は従来の氷化率の高いゲル状亜鉛負極
（従来品）であり、更に試験Ｎｏ、 ２ 。
活性剤を用いたゲル状亜鉛負極（本発明品）であり、ま
た試験Ｎｏ、１０は従来の氷化率の高いゲル状亜鉛負極
（従来品）であり、更に試験Ｎｏ、 ２ 。
９は本発明の界面活性剤を用いない低木化率のゲル状亜
鉛負極（比較界）である。尚、界面活性剤の添加量（ｐ
ｐＩｌｌ）は、上記粉末亜鉛の重量に対する添加量であ
る。
鉛負極（比較界）である。尚、界面活性剤の添加量（ｐ
ｐＩｌｌ）は、上記粉末亜鉛の重量に対する添加量であ
る。
この結果から、本発明の界面活性剤を用いることで、低
木化率ないし無汞化状態においても、水素ガス発生量を
大幅に低減させ、高氷化率のゲル状亜鉛負極を用いた従
来品と略同程度とすることができる。
木化率ないし無汞化状態においても、水素ガス発生量を
大幅に低減させ、高氷化率のゲル状亜鉛負極を用いた従
来品と略同程度とすることができる。
比較のため、従来の有機系のインヒビターを用いた場合
の同じ試験におけるガス発生量を調べた結果を第２表に
示した。尚、試験Ｎα５は第１表で用いた本発明品と同
じもので、参考として載せた。
の同じ試験におけるガス発生量を調べた結果を第２表に
示した。尚、試験Ｎα５は第１表で用いた本発明品と同
じもので、参考として載せた。
第２表
注） ＊ｌ・・・ポリエチレングリコール１２・・・炭
化フッ素系界面活性剤 １３・・・多量のため測定不可 一方、本発明品である試験Ｎｏ、４．６〜８と、従来品
である試験Ｎｏ、ｌＯの組成のゲル状亜鉛負極をそれぞ
れ用い、同一構造のＬＲ６の筒形アルカリ−マンガン電
池を種々作製し、またこれらの電池を抵抗■０Ωで終止
電圧０．９ｖまで連続放電させた時の放電時間を測定し
た。
化フッ素系界面活性剤 １３・・・多量のため測定不可 一方、本発明品である試験Ｎｏ、４．６〜８と、従来品
である試験Ｎｏ、ｌＯの組成のゲル状亜鉛負極をそれぞ
れ用い、同一構造のＬＲ６の筒形アルカリ−マンガン電
池を種々作製し、またこれらの電池を抵抗■０Ωで終止
電圧０．９ｖまで連続放電させた時の放電時間を測定し
た。
結果は第３表に示した通りであり、本発明品を用いた電
池は、従来品を用いた電池と同程度の性能であった。た
だし、界面活性剤を２００ｐｐｍ添加した場合には、放
電性能の低下が認められた。
池は、従来品を用いた電池と同程度の性能であった。た
だし、界面活性剤を２００ｐｐｍ添加した場合には、放
電性能の低下が認められた。
第３表
間維持することができ、従って貯蔵性能の優れたアルカ
リ電池を提供することができる。
リ電池を提供することができる。
富士電気化学株式会社
尚、以上は本発明の界面活性剤とアルミニウム、鉛及び
インジウムなどの異種金属を併用した例であるが、例え
ば他の異種金属を１種ないし２種以上併用した場合、あ
るいはこのような異種金属を添加せずに本発明の界面活
性剤を単独で用いた場合も、同様ないし次善の効果が得
られた。
インジウムなどの異種金属を併用した例であるが、例え
ば他の異種金属を１種ないし２種以上併用した場合、あ
るいはこのような異種金属を添加せずに本発明の界面活
性剤を単独で用いた場合も、同様ないし次善の効果が得
られた。
〈発明の効果〉
Claims (1)
- １、有機ケイ素を疎水基とする非イオン界面活性剤を含
有して成るゲル状亜鉛負極を用いたことを特徴とするア
ルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63247160A JP2798680B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63247160A JP2798680B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | アルカリ電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0294361A true JPH0294361A (ja) | 1990-04-05 |
| JP2798680B2 JP2798680B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=17159333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63247160A Expired - Fee Related JP2798680B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2798680B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118507731A (zh) * | 2024-07-18 | 2024-08-16 | 深圳市豪鹏科技股份有限公司 | 一种负极材料、负极浆料及制备方法、负极极片及镍锌电池 |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP63247160A patent/JP2798680B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118507731A (zh) * | 2024-07-18 | 2024-08-16 | 深圳市豪鹏科技股份有限公司 | 一种负极材料、负极浆料及制备方法、负极极片及镍锌电池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2798680B2 (ja) | 1998-09-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |