JPH0535548B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0535548B2 JPH0535548B2 JP60292324A JP29232485A JPH0535548B2 JP H0535548 B2 JPH0535548 B2 JP H0535548B2 JP 60292324 A JP60292324 A JP 60292324A JP 29232485 A JP29232485 A JP 29232485A JP H0535548 B2 JPH0535548 B2 JP H0535548B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- alkaline
- sulfolane
- negative electrode
- amount
- 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.)
- Expired - Lifetime
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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
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/24—Alkaline accumulators
- H01M10/26—Selection of materials as electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/04—Cells with aqueous electrolyte
- H01M6/06—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
［発明の属する分野］
本発明は亜鉛アルカリ電池に監視、詳しくは電
解液であるアルカリ水溶液に、インヒビターとし
てスルホラン（C4H8SO2）［別名：テトラメチレ
ンスルフオンまたはテトラヒドロチオフエン−
１、１−ダイオキサイド］を特定量添加すること
により、水素ガス発生量を著しく抑制した亜鉛ア
ルカリ電池に関する。 ［発明の背景］ 単位重量当りの電気量が大きく、化学的にも比
較的安定で、加工性に富み、安価であることか
ら、アルカリ電池の負極材料として亜鉛が賞用さ
れている。 しかし、電解液であるアルカリ水溶液（アルカ
リ電解液）の中では亜鉛の化学的溶解によつて、
電池内にガスが蓄積して圧力が上昇し、電解液の
漏出や電池の変形、甚しいときには電池の破壊が
起こることがある。その対策として、従来では水
銀の水素過電圧を利用した汞化亜鉛が負極活物質
として用いられている。ところが、最近では公害
防止の観点から、電池の水銀含有量を極力少なく
することが社会的に要請されている。そのため
に、負極亜鉛の水銀含有率を低下させたり、全く
汞化していない亜鉛を負極に用い、かつ水素ガス
発生特性等を低下させないようにする研究が盛ん
になされている。例えば鉛、インジウム、ガリウ
ム等の元素を亜鉛に添加した亜鉛合金を負極とし
て用いる方法が提案されているが、このような亜
鉛合金においても充分な特性を得るためには、水
銀含有率は３％程度必要とし、未だ充分にはその
量が低減されていない。 また、水素ガス発生のインヒビターとして有機
物等を添加する方法も提案されているが、未だ水
素ガス発生の抑制は不充分である。 ［発明の目的］ 本発明は上記のような状況に鑑み、負極として
用いられる汞化または無汞化の亜鉛または亜鉛合
金からの水素ガス発生が著しく抑制した亜鉛アル
カリ電池を提供することを目的とする。 ［発明の経緯］ 本発明者は上記目的を達成するために、鋭意研
究をしたところ、アルカリ水溶液からなる電解液
に、インヒビターとしてスルホランを特定量添加
することにより、スルホランを無添加のものに比
べて著しく水素ガス発生が抑制されるという知見
を得て本発明に至つた。 ［発明の構成］ すなわち本発明は、アルカリ水溶液を電解液と
し、負極が亜鉛または亜鉛合金からなる亜鉛アル
カリ電池において、前記アルカリ水溶液に対し
て、スルホランを0.02〜5.0容量％添加したこと
を特徴とする亜鉛アルカリ電池にある。 本発明の亜鉛アルカリ電池においては、負極と
して亜鉛単味を用いても水素ガス発生量が抑制さ
れ、また鉛、カドミウム、インジウム、タリウ
ム、ガリウム、アルミニウム等の亜鉛の腐食を抑
制する元素の少なくとも１種が添加された亜鉛合
金を負極として用いた場合にはさらに良好な結果
を示す。また、これら亜鉛または亜鉛合金を汞化
した汞化亜鉛または汞化亜鉛合金を用いた場合は
当然ながらさらに水素ガス発生量が抑制される。 スルホランの添加範囲は、電解液であるアルカ
リ水溶液に対して0.02〜5.0容量％が好ましく、
0.02容量％より小さい場合は添加効果が小さく、
また5.0容量％より大きい場合は水素ガス発生量
の抑制には問題ないが、容積的に活物質量を減ら
す必要があり、その分電気量が小さくなる。この
スルホランの添加効果については、明白ではない
がスルホランの構造的なものまたはイオウが水素
ガス発生量を抑制するのに作用をもたらしている
ものと推定される。なお、本発明において、電解
液として用いられるアルカリ水溶液としては、水
酸化カリウム溶液、水酸化ナトリウム溶液等が挙
げられる。またスルホランの添加方法については
予め亜鉛粉中に添加しておいても良く、また電解
液またはゲル液中に添加しても全くさしつかえな
い。 ［発明の実施例］ 以下、本発明を実施例および比較例に基づき詳
細に説明するが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。 実施例１〜30および比較例１〜12 負極として、第１表に示す負極１〜６、すなわ
ちゲル化剤にてゲル状化した亜鉛粉、汞化亜鉛
粉、亜鉛合金粉、汞化亜鉛合金粉をそれぞれ用
い、正極に二酸化マンガンと導電剤を混合したも
の、電解液として40wt.％水酸化カリウム溶液に
酸化亜鉛を飽和させたもの、またはこれにスルホ
ランを第１表に示す割合で添加したものを各々使
用し、第１図に示す市販の電池（LR−６）の構
成に近似させたアルカリマンガン電池を用いて試
験を行なつた。 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、負極（ゲル状化した亜
鉛粉、汞化亜鉛粉、亜鉛合金粉、汞化亜鉛合金
粉）４、負極集電体５、パツキン６、押さえ板７
で構成されている。 この電池を負極の種類、スルホラン添加量を変
えて各々10個ずつ電池を組立て、60℃×１ケ月保
存し、その時の電池内の水素ガス発生量（c.c.）を
測定し、各々10個の測定結果の平均値を第１表に
示した。
解液であるアルカリ水溶液に、インヒビターとし
てスルホラン（C4H8SO2）［別名：テトラメチレ
ンスルフオンまたはテトラヒドロチオフエン−
１、１−ダイオキサイド］を特定量添加すること
により、水素ガス発生量を著しく抑制した亜鉛ア
ルカリ電池に関する。 ［発明の背景］ 単位重量当りの電気量が大きく、化学的にも比
較的安定で、加工性に富み、安価であることか
ら、アルカリ電池の負極材料として亜鉛が賞用さ
れている。 しかし、電解液であるアルカリ水溶液（アルカ
リ電解液）の中では亜鉛の化学的溶解によつて、
電池内にガスが蓄積して圧力が上昇し、電解液の
漏出や電池の変形、甚しいときには電池の破壊が
起こることがある。その対策として、従来では水
銀の水素過電圧を利用した汞化亜鉛が負極活物質
として用いられている。ところが、最近では公害
防止の観点から、電池の水銀含有量を極力少なく
することが社会的に要請されている。そのため
に、負極亜鉛の水銀含有率を低下させたり、全く
汞化していない亜鉛を負極に用い、かつ水素ガス
発生特性等を低下させないようにする研究が盛ん
になされている。例えば鉛、インジウム、ガリウ
ム等の元素を亜鉛に添加した亜鉛合金を負極とし
て用いる方法が提案されているが、このような亜
鉛合金においても充分な特性を得るためには、水
銀含有率は３％程度必要とし、未だ充分にはその
量が低減されていない。 また、水素ガス発生のインヒビターとして有機
物等を添加する方法も提案されているが、未だ水
素ガス発生の抑制は不充分である。 ［発明の目的］ 本発明は上記のような状況に鑑み、負極として
用いられる汞化または無汞化の亜鉛または亜鉛合
金からの水素ガス発生が著しく抑制した亜鉛アル
カリ電池を提供することを目的とする。 ［発明の経緯］ 本発明者は上記目的を達成するために、鋭意研
究をしたところ、アルカリ水溶液からなる電解液
に、インヒビターとしてスルホランを特定量添加
することにより、スルホランを無添加のものに比
べて著しく水素ガス発生が抑制されるという知見
を得て本発明に至つた。 ［発明の構成］ すなわち本発明は、アルカリ水溶液を電解液と
し、負極が亜鉛または亜鉛合金からなる亜鉛アル
カリ電池において、前記アルカリ水溶液に対し
て、スルホランを0.02〜5.0容量％添加したこと
を特徴とする亜鉛アルカリ電池にある。 本発明の亜鉛アルカリ電池においては、負極と
して亜鉛単味を用いても水素ガス発生量が抑制さ
れ、また鉛、カドミウム、インジウム、タリウ
ム、ガリウム、アルミニウム等の亜鉛の腐食を抑
制する元素の少なくとも１種が添加された亜鉛合
金を負極として用いた場合にはさらに良好な結果
を示す。また、これら亜鉛または亜鉛合金を汞化
した汞化亜鉛または汞化亜鉛合金を用いた場合は
当然ながらさらに水素ガス発生量が抑制される。 スルホランの添加範囲は、電解液であるアルカ
リ水溶液に対して0.02〜5.0容量％が好ましく、
0.02容量％より小さい場合は添加効果が小さく、
また5.0容量％より大きい場合は水素ガス発生量
の抑制には問題ないが、容積的に活物質量を減ら
す必要があり、その分電気量が小さくなる。この
スルホランの添加効果については、明白ではない
がスルホランの構造的なものまたはイオウが水素
ガス発生量を抑制するのに作用をもたらしている
ものと推定される。なお、本発明において、電解
液として用いられるアルカリ水溶液としては、水
酸化カリウム溶液、水酸化ナトリウム溶液等が挙
げられる。またスルホランの添加方法については
予め亜鉛粉中に添加しておいても良く、また電解
液またはゲル液中に添加しても全くさしつかえな
い。 ［発明の実施例］ 以下、本発明を実施例および比較例に基づき詳
細に説明するが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。 実施例１〜30および比較例１〜12 負極として、第１表に示す負極１〜６、すなわ
ちゲル化剤にてゲル状化した亜鉛粉、汞化亜鉛
粉、亜鉛合金粉、汞化亜鉛合金粉をそれぞれ用
い、正極に二酸化マンガンと導電剤を混合したも
の、電解液として40wt.％水酸化カリウム溶液に
酸化亜鉛を飽和させたもの、またはこれにスルホ
ランを第１表に示す割合で添加したものを各々使
用し、第１図に示す市販の電池（LR−６）の構
成に近似させたアルカリマンガン電池を用いて試
験を行なつた。 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、負極（ゲル状化した亜
鉛粉、汞化亜鉛粉、亜鉛合金粉、汞化亜鉛合金
粉）４、負極集電体５、パツキン６、押さえ板７
で構成されている。 この電池を負極の種類、スルホラン添加量を変
えて各々10個ずつ電池を組立て、60℃×１ケ月保
存し、その時の電池内の水素ガス発生量（c.c.）を
測定し、各々10個の測定結果の平均値を第１表に
示した。
【表】
【表】
【表】
【表】
第１表に示されるごとく、スルホランを0.02〜
5.0容量％の範囲で添加した実施例１〜30は、ス
ルホランを全く添加しない実施例１〜12に比べて
負極の種類（負極１〜６）に関係なく、水素ガス
発生量を著しく抑制していることがわかる。 なお、本実施例および比較例では電解液として
水酸化カリウム水溶液と用いたが、水酸化ナトリ
ウム水溶液で実施しても同様な結果が得られた。 ［発明の効果］ 以上説明のように、電解液であるアルカリ水溶
液に、特定量のスルホランを添加する本発明の亜
鉛アルカリ電池によれば、負極として低汞化亜鉛
粉あるいは無汞化亜鉛粉を使用した場合において
も、電池内で発生する水素ガス量を大幅に低減化
でき、工業的価値が大である。
5.0容量％の範囲で添加した実施例１〜30は、ス
ルホランを全く添加しない実施例１〜12に比べて
負極の種類（負極１〜６）に関係なく、水素ガス
発生量を著しく抑制していることがわかる。 なお、本実施例および比較例では電解液として
水酸化カリウム水溶液と用いたが、水酸化ナトリ
ウム水溶液で実施しても同様な結果が得られた。 ［発明の効果］ 以上説明のように、電解液であるアルカリ水溶
液に、特定量のスルホランを添加する本発明の亜
鉛アルカリ電池によれば、負極として低汞化亜鉛
粉あるいは無汞化亜鉛粉を使用した場合において
も、電池内で発生する水素ガス量を大幅に低減化
でき、工業的価値が大である。
第１図は本発明に係わるアルカリマンガン電池
の原理図を示す。 １……正極缶、２……正極、３……セパレータ
ー、４……負極、５……負極集電体、６……パツ
キン、７……押さえ板。
の原理図を示す。 １……正極缶、２……正極、３……セパレータ
ー、４……負極、５……負極集電体、６……パツ
キン、７……押さえ板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アルカリ水溶液を電解液とし、負極が亜鉛ま
たは亜鉛合金からなる亜鉛アルカリ電池におい
て、前記アルカリ水溶液に対して、スルホランを
0.02〜5.0容量％添加したことを特徴とする亜鉛
アルカリ電池。 ２ 前記亜鉛合金が鉛、カドミウム、インジウ
ム、タリウム、ガリウム、アルミニウムの少なく
とも１種を含有する前記特許請求の範囲第１項記
載の亜鉛アルカリ電池。 ３ 前記亜鉛または亜鉛合金が汞化されている前
記特許請求の範囲第１項または第２項記載の亜鉛
アルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60292324A JPS62154468A (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | 亜鉛アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60292324A JPS62154468A (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | 亜鉛アルカリ電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62154468A JPS62154468A (ja) | 1987-07-09 |
| JPH0535548B2 true JPH0535548B2 (ja) | 1993-05-26 |
Family
ID=17780305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60292324A Granted JPS62154468A (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | 亜鉛アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62154468A (ja) |
-
1985
- 1985-12-26 JP JP60292324A patent/JPS62154468A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62154468A (ja) | 1987-07-09 |
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