JPH0560225B2 - - Google Patents
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- JPH0560225B2 JPH0560225B2 JP59136816A JP13681684A JPH0560225B2 JP H0560225 B2 JPH0560225 B2 JP H0560225B2 JP 59136816 A JP59136816 A JP 59136816A JP 13681684 A JP13681684 A JP 13681684A JP H0560225 B2 JPH0560225 B2 JP H0560225B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- battery
- negative electrode
- alloy
- hydrogen
- Prior art date
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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
- 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
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- 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)
Description
産業上の利用分野
本発明は、亜鉛を負極活物質とし、アルカリ水
溶液を電解液とし、負極に殆んど水銀を含まない
低公害の一次電池に関する。 従来例の構成とその問題点 アルカリ亜鉛一次電池の亜鉛負極の電解液によ
る腐食反応を抑制し、電池の保存中の自己消耗と
水素ガス発生を抑制するため、亜鉛に５〜10重量
％の水銀を添加してアマルガム化し、負極として
用いる方法が一般的に採用され、これにより電池
内圧の上昇を防ぎ、耐漏液性を確保し、電池の膨
張、破裂がなく性能劣化の少ない実用電池として
普及している。 近年、低公害化の社会的ニーズが高まり、水銀
の使用量を低減し、さらに水銀を使用せずして上
記の実用性能を確保するための研究開発が行われ
ているが、ある程度の低減は可能であつても、本
質的な解決を可能とする手段は見当らないのが現
状である。例えば、亜鉛に鉛、インジウム、ガリ
ウムなどを添加した亜鉛合金を用い、水銀を１〜
３重量％程度に低減できそうな技術が検討されて
いるが、水銀を殆んど使わないで負極亜鉛の耐食
性を確保するのは至難と考えられている。 一方、従来の技術として、主に二次電池の充放
電中及び保存中に発生する水素ガスを電池内の水
素吸蔵合金により吸蔵して固定し、電池内圧の上
昇を防ぐ方法が提案されているが、二次電池であ
るので、充放電回数を重ねるに従つて、水素ガス
は多量になり、吸蔵能力が早期に飽和して機能が
停止したり、多量の吸蔵合金を必要として電池の
内容積を減じ、十分な放電容量が得られない等の
問題があり、実用化されていない。 発明の目的 本発明は、上記アルカリ亜鉛一次電池における
水銀の使用量を可及的に低減し、もしくは使用す
ることなく、放電容量、貯蔵性、耐漏液性が良
く、膨張、破裂等のない実用性能のすぐれた低公
害電池を得ることを目的とする。 発明の構成 本発明は負極の主活物質として亜鉛、電解液と
してか性ソーダ、か性カリなどを主成分とするア
ルカリ水溶液を用いるアルカリ亜鉛一次電池にお
いて、負極活物質として、少なくともインジウム
を添加元素として含む亜鉛合金を用い、負極に殆
んど水銀を含有させず、電池内の空室部に水素吸
蔵圧力が常温で５気圧以下の水素吸蔵合金を収納
したものである。 本発明において、耐食性亜鉛合金の負極材料と
してインジウムを含有するものを使用する理由
は、亜鉛の耐食性を高めるための添加元素とし
て、鉛、カドミウム、ガリウム、タリウムなど他
の有効元素と比べて最も効果が大きいためで、通
常、インジウムの添加量は亜鉛の重量に対し0.02
〜0.5％程度とし、その効果を相乗的に補うもの
として、鉛、カドミウム、タリウム、ガリウムな
どをさらに添加するが、インジウムの添加なしに
は防食の決め手となる亜鉛合金を得ることは困難
である。かかる耐食性の良い亜鉛合金のアルカリ
電解液中での腐食速度は純亜鉛の場合の1/10〜1/
１００程度で、大幅に腐食を抑制できるので、水素
吸蔵合金を電池内に収納することの併用技術で実
用性能のすぐれた、水銀を殆んど含有しない低公
害電池が実現できる。すなわち、実用的に問題の
ない程度にまで、腐食速度を抑制するには、前記
の亜鉛合金を用いているのみでは、やはり、１〜
３重量％の水銀を添加して汞化する必要があり、
水素吸蔵合金を併用するなど付加技術なしには低
公害化の課題を解決し得ないからである。 本発明は、負極に殆んど水銀を含有しないで実
用性能のすぐれた電池を構成すべく、水素吸蔵合
金の電池内の収納必要良を電池容量を殆んど犠牲
にする必要のない程度まで少なくする必要がある
ため、前記の耐食性亜鉛合金を負極活物質として
用いて水素ガスの発生速度を低く抑制することを
前提としたものである。そして、水素吸蔵合金は
耐アルカリ性を備えたものを選択すべきことは云
うまでもないが、比較的低圧で水素を吸蔵する特
性が必要で、電池内圧の上昇による漏液や膨張を
防止するには少なくとも５気圧以下の吸蔵圧力の
ものを選択する必要がある。また、耐食性亜鉛合
金を使用するとはいえ、水銀を殆んど含まない亜
鉛合金では、実用電池に用いられる50〜150メツ
シユの粉末の場合、電池の貯蔵期間に相当する３
〜５年の長期では亜鉛合金１ｇ当り１〜10c.c.程度
の水素ガスが発生するので、電池内の限られた空
間に収納し得る水素吸蔵合金により上記の量の水
素ガスを吸蔵することができねばならない。 それらの事が本発明により可能な事を示す算定
根拠を以下に示す。すなわち、現在、技術的に可
能な高性能の水素吸蔵合金の吸蔵量は１ｇ当り
200〜400c.c.の高い実験値を示すものもあるが、工
業製品としての保証値や、取り扱い中の酸化等に
よる劣化、あるいは信頼性を加味した場合１ｇ当
り50〜100c.c.と吸蔵能力を現実的には見積つてお
く必要がある。一方、実用電池のうち、代表的な
ものとして単３形のアルカリマンガン電池を例に
とると、亜鉛又は亜鉛合金の使用量は２〜３ｇで
電池内の空室部は0.2〜0.6c.c.程度で、これらの値
の幅は電池設計の方法の違いで生じるものであ
る。他の電池の場合も、亜鉛又は亜鉛合金１ｇ当
り0.1〜0.3c.c.程度でほぼ一致する。従つて、電池
要素として本来必要な正、負極、セパレータ、電
解液などの占有体積を減少させることなく空室部
に水素吸蔵合金を収納できる空間は、亜鉛合金１
ｇ当り0.1〜0.3c.c.のうち、さらに部分的なスペー
スにすぎず、水素吸蔵合金を包む部材の占有体積
や、電池の構造上、収納スペースとして活用でき
ない空間部を考慮すると亜鉛１ｇ当り0.05〜0.15
c.c.程度の収納スペースと見積られる。しかし、本
発明の如く、亜鉛合金の選択によつて腐食を抑制
し、かつ、一定品位以上の水素吸蔵合金を用いる
ことにより、上記の収納スペースの範囲内で、電
池内の発生水素ガスを吸蔵できて、低公害で実用
性能のすぐれた電池が現実のものとなる。すなわ
ち、亜鉛合金１ｇ当りで貯蔵中に発生する最大の
水素ガス量は前記の如く10c.c.程度なので、50〜
100c.c.H2／ｇの吸蔵能力の水素吸蔵合金を0.1〜
0.2ｇを電池内に収納できれば十分である。後に
例示するような水素吸蔵合金の比重は４〜８ｇ／
c.c.の範囲であり、これを50μ前後の粉体として用
いた場合２〜５ｇ／c.c.の見掛け比重であるので、
上記の必要な水素吸蔵合金の占有体積は粉体とし
て用いた場合でも0.02〜0.1c.c.となり、上記の許
容スペース0.05〜0.15c.c.に収めることができる。
これは、負極に前記のインジウム含有耐食性亜鉛
合金を使用することにより、はじめて達成できる
もので、耐食性に乏しい他の亜鉛合金や亜鉛を用
いた場合、貯蔵中に発生する水素ガス量が多く、
多量の水素吸蔵合金を用いる必要があり、電池容
量を大幅に犠牲にする必要があり、実用電池とし
ての現実性が乏しい。 本発明で、水銀を負極に殆んど含有しないとい
う意味は、本質的には亜鉛合金には水銀を含有さ
せる必要はないが、負極の集電子と亜鉛合金との
接触による局部作用による腐食促進を防止するた
めに、真鍮や銅、錫などで形成される集電子の表
面の水素過電圧を高める必要があり、そのため、
集電子の表面を予め汞化するのが効果的で、その
汞化のために微量の水銀を必要とするためであ
る。その必要量は、単３形アルカリマガジン電池
など、円筒形電池の場合、亜鉛合金１ｇ当り0.01
〜0.1mg程度で、亜鉛合金１ｇ当り、最も集電子
の表面積が大きい薄形のボタン形電池でも0.1〜
１mg程度で十分である。従つて必要な水銀量は亜
鉛合金の重量に対し、高々0.1％にすぎず、水素
吸蔵合金を内蔵せず、耐食性亜鉛合金を負極に用
いた場合の１〜３％の必要量と比較すると極めて
微量である。勿論、負極の亜鉛合金と類似組成の
亜鉛合金や、水素過電圧が大きいインジウム、タ
リウム、ガリウム等で集電子の表面を形成する場
合、上記の局部作用の防止のための必要水銀量は
さらに少なくでき、水銀を全く使用せずに本発明
の目的を果たす電池を構成することもできる。 また、本発明で用いる水素吸蔵合金として、例
えば、ZrMn〓（０＜α＜3.5）、ZrV〓（０＜β＜
3.5）、Ti1-〓ZrM2（０＜γ＜１、Ｍ＝Cr、Ｖ、Co、
Mn、Ni、Fe、Cu）、CaNi〓（3.5＜δ＜6.0）など
が挙げられ、水素吸蔵圧力が常温で５気圧以下、
さらに電池が60℃程度の高温で貯蔵又は使用され
ることを考慮すれば、常温で１気圧以下で吸蔵す
るものを選ぶのが好ましく、水素吸蔵速度を高め
るためには10〜100μ程度の粉体にして表面積を
大きくして用いれば良い。電池内への収納方法と
しては、先ず、水素吸蔵を円滑に行わせるため、
電解液で水素吸蔵合金が濡れて水素との接触を妨
げることのないように、水素吸蔵合金をフツ素樹
脂等で撥水処理を施すか、あるいは撥水性、通気
性の部材で水素吸蔵合金を包んで上で、電池内の
空室部に正、負極とを絶縁した状態で収納するの
が効果的である。 実施例の説明 次に、本発明を円筒形電池に適用した場合につ
いて実施例を挙げて詳細に説明する。図は本発明
の効果を検討した円筒形アルカリマンガン乾電池
を示す。図において、１は金属製外装岳、２は正
極絶縁用リング、３は負極絶縁用リング、４は絶
縁用熱収縮性チユーブ、５は金属製正極端子、６
は金属製負極端子、７は鉄にニツケルメツキを施
した正極ケース、８は二酸化マンガンに黒鉛を混
合し加圧成形した正極、９はポリプロピレンの不
織布を二重に巻いて筒状に形成したセパレータで
ある。１０は後述のように種々の条件で収納した
水素吸蔵合金の粉末で、二層に巻いたセパレータ
９のうち、上部の開口部９′と正極８の頂部付近
に接する部分９″とを各々熱溶着して二層のセパ
レータ９の層間の上部に形成した空室に収納され
ている。１１はセルロース製の底板、１２はカル
ボキシメチルセルロースでゲル化された性カリ水
溶液に亜鉛合金の50〜150メツシユの粒径の粉末
を分散させたゲル状の亜鉛負極で、亜鉛合金には
添加元素として例えばインジウムを0.1重量％、
鉛、ガリウムを各々0.05重量％添加されており、
汞化処理を施してない。１３はポリエチレン製の
封口板、１４は後述のような材質又は汞化処理を
施した負極集電子である。 本発明の効果を実験的に確認するため、上記構
成の単３形のアルカリマンガン電池を種々の条件
で試作し試験た結果を以下に記述する。試作した
電池の亜鉛合金粉は何れも2.5ｇとし、水素吸蔵
合金の量と種類、及び負極集電子表面の材質や汞
化量、さらに亜鉛合金の種類等を第１表のように
変えた。
溶液を電解液とし、負極に殆んど水銀を含まない
低公害の一次電池に関する。 従来例の構成とその問題点 アルカリ亜鉛一次電池の亜鉛負極の電解液によ
る腐食反応を抑制し、電池の保存中の自己消耗と
水素ガス発生を抑制するため、亜鉛に５〜10重量
％の水銀を添加してアマルガム化し、負極として
用いる方法が一般的に採用され、これにより電池
内圧の上昇を防ぎ、耐漏液性を確保し、電池の膨
張、破裂がなく性能劣化の少ない実用電池として
普及している。 近年、低公害化の社会的ニーズが高まり、水銀
の使用量を低減し、さらに水銀を使用せずして上
記の実用性能を確保するための研究開発が行われ
ているが、ある程度の低減は可能であつても、本
質的な解決を可能とする手段は見当らないのが現
状である。例えば、亜鉛に鉛、インジウム、ガリ
ウムなどを添加した亜鉛合金を用い、水銀を１〜
３重量％程度に低減できそうな技術が検討されて
いるが、水銀を殆んど使わないで負極亜鉛の耐食
性を確保するのは至難と考えられている。 一方、従来の技術として、主に二次電池の充放
電中及び保存中に発生する水素ガスを電池内の水
素吸蔵合金により吸蔵して固定し、電池内圧の上
昇を防ぐ方法が提案されているが、二次電池であ
るので、充放電回数を重ねるに従つて、水素ガス
は多量になり、吸蔵能力が早期に飽和して機能が
停止したり、多量の吸蔵合金を必要として電池の
内容積を減じ、十分な放電容量が得られない等の
問題があり、実用化されていない。 発明の目的 本発明は、上記アルカリ亜鉛一次電池における
水銀の使用量を可及的に低減し、もしくは使用す
ることなく、放電容量、貯蔵性、耐漏液性が良
く、膨張、破裂等のない実用性能のすぐれた低公
害電池を得ることを目的とする。 発明の構成 本発明は負極の主活物質として亜鉛、電解液と
してか性ソーダ、か性カリなどを主成分とするア
ルカリ水溶液を用いるアルカリ亜鉛一次電池にお
いて、負極活物質として、少なくともインジウム
を添加元素として含む亜鉛合金を用い、負極に殆
んど水銀を含有させず、電池内の空室部に水素吸
蔵圧力が常温で５気圧以下の水素吸蔵合金を収納
したものである。 本発明において、耐食性亜鉛合金の負極材料と
してインジウムを含有するものを使用する理由
は、亜鉛の耐食性を高めるための添加元素とし
て、鉛、カドミウム、ガリウム、タリウムなど他
の有効元素と比べて最も効果が大きいためで、通
常、インジウムの添加量は亜鉛の重量に対し0.02
〜0.5％程度とし、その効果を相乗的に補うもの
として、鉛、カドミウム、タリウム、ガリウムな
どをさらに添加するが、インジウムの添加なしに
は防食の決め手となる亜鉛合金を得ることは困難
である。かかる耐食性の良い亜鉛合金のアルカリ
電解液中での腐食速度は純亜鉛の場合の1/10〜1/
１００程度で、大幅に腐食を抑制できるので、水素
吸蔵合金を電池内に収納することの併用技術で実
用性能のすぐれた、水銀を殆んど含有しない低公
害電池が実現できる。すなわち、実用的に問題の
ない程度にまで、腐食速度を抑制するには、前記
の亜鉛合金を用いているのみでは、やはり、１〜
３重量％の水銀を添加して汞化する必要があり、
水素吸蔵合金を併用するなど付加技術なしには低
公害化の課題を解決し得ないからである。 本発明は、負極に殆んど水銀を含有しないで実
用性能のすぐれた電池を構成すべく、水素吸蔵合
金の電池内の収納必要良を電池容量を殆んど犠牲
にする必要のない程度まで少なくする必要がある
ため、前記の耐食性亜鉛合金を負極活物質として
用いて水素ガスの発生速度を低く抑制することを
前提としたものである。そして、水素吸蔵合金は
耐アルカリ性を備えたものを選択すべきことは云
うまでもないが、比較的低圧で水素を吸蔵する特
性が必要で、電池内圧の上昇による漏液や膨張を
防止するには少なくとも５気圧以下の吸蔵圧力の
ものを選択する必要がある。また、耐食性亜鉛合
金を使用するとはいえ、水銀を殆んど含まない亜
鉛合金では、実用電池に用いられる50〜150メツ
シユの粉末の場合、電池の貯蔵期間に相当する３
〜５年の長期では亜鉛合金１ｇ当り１〜10c.c.程度
の水素ガスが発生するので、電池内の限られた空
間に収納し得る水素吸蔵合金により上記の量の水
素ガスを吸蔵することができねばならない。 それらの事が本発明により可能な事を示す算定
根拠を以下に示す。すなわち、現在、技術的に可
能な高性能の水素吸蔵合金の吸蔵量は１ｇ当り
200〜400c.c.の高い実験値を示すものもあるが、工
業製品としての保証値や、取り扱い中の酸化等に
よる劣化、あるいは信頼性を加味した場合１ｇ当
り50〜100c.c.と吸蔵能力を現実的には見積つてお
く必要がある。一方、実用電池のうち、代表的な
ものとして単３形のアルカリマンガン電池を例に
とると、亜鉛又は亜鉛合金の使用量は２〜３ｇで
電池内の空室部は0.2〜0.6c.c.程度で、これらの値
の幅は電池設計の方法の違いで生じるものであ
る。他の電池の場合も、亜鉛又は亜鉛合金１ｇ当
り0.1〜0.3c.c.程度でほぼ一致する。従つて、電池
要素として本来必要な正、負極、セパレータ、電
解液などの占有体積を減少させることなく空室部
に水素吸蔵合金を収納できる空間は、亜鉛合金１
ｇ当り0.1〜0.3c.c.のうち、さらに部分的なスペー
スにすぎず、水素吸蔵合金を包む部材の占有体積
や、電池の構造上、収納スペースとして活用でき
ない空間部を考慮すると亜鉛１ｇ当り0.05〜0.15
c.c.程度の収納スペースと見積られる。しかし、本
発明の如く、亜鉛合金の選択によつて腐食を抑制
し、かつ、一定品位以上の水素吸蔵合金を用いる
ことにより、上記の収納スペースの範囲内で、電
池内の発生水素ガスを吸蔵できて、低公害で実用
性能のすぐれた電池が現実のものとなる。すなわ
ち、亜鉛合金１ｇ当りで貯蔵中に発生する最大の
水素ガス量は前記の如く10c.c.程度なので、50〜
100c.c.H2／ｇの吸蔵能力の水素吸蔵合金を0.1〜
0.2ｇを電池内に収納できれば十分である。後に
例示するような水素吸蔵合金の比重は４〜８ｇ／
c.c.の範囲であり、これを50μ前後の粉体として用
いた場合２〜５ｇ／c.c.の見掛け比重であるので、
上記の必要な水素吸蔵合金の占有体積は粉体とし
て用いた場合でも0.02〜0.1c.c.となり、上記の許
容スペース0.05〜0.15c.c.に収めることができる。
これは、負極に前記のインジウム含有耐食性亜鉛
合金を使用することにより、はじめて達成できる
もので、耐食性に乏しい他の亜鉛合金や亜鉛を用
いた場合、貯蔵中に発生する水素ガス量が多く、
多量の水素吸蔵合金を用いる必要があり、電池容
量を大幅に犠牲にする必要があり、実用電池とし
ての現実性が乏しい。 本発明で、水銀を負極に殆んど含有しないとい
う意味は、本質的には亜鉛合金には水銀を含有さ
せる必要はないが、負極の集電子と亜鉛合金との
接触による局部作用による腐食促進を防止するた
めに、真鍮や銅、錫などで形成される集電子の表
面の水素過電圧を高める必要があり、そのため、
集電子の表面を予め汞化するのが効果的で、その
汞化のために微量の水銀を必要とするためであ
る。その必要量は、単３形アルカリマガジン電池
など、円筒形電池の場合、亜鉛合金１ｇ当り0.01
〜0.1mg程度で、亜鉛合金１ｇ当り、最も集電子
の表面積が大きい薄形のボタン形電池でも0.1〜
１mg程度で十分である。従つて必要な水銀量は亜
鉛合金の重量に対し、高々0.1％にすぎず、水素
吸蔵合金を内蔵せず、耐食性亜鉛合金を負極に用
いた場合の１〜３％の必要量と比較すると極めて
微量である。勿論、負極の亜鉛合金と類似組成の
亜鉛合金や、水素過電圧が大きいインジウム、タ
リウム、ガリウム等で集電子の表面を形成する場
合、上記の局部作用の防止のための必要水銀量は
さらに少なくでき、水銀を全く使用せずに本発明
の目的を果たす電池を構成することもできる。 また、本発明で用いる水素吸蔵合金として、例
えば、ZrMn〓（０＜α＜3.5）、ZrV〓（０＜β＜
3.5）、Ti1-〓ZrM2（０＜γ＜１、Ｍ＝Cr、Ｖ、Co、
Mn、Ni、Fe、Cu）、CaNi〓（3.5＜δ＜6.0）など
が挙げられ、水素吸蔵圧力が常温で５気圧以下、
さらに電池が60℃程度の高温で貯蔵又は使用され
ることを考慮すれば、常温で１気圧以下で吸蔵す
るものを選ぶのが好ましく、水素吸蔵速度を高め
るためには10〜100μ程度の粉体にして表面積を
大きくして用いれば良い。電池内への収納方法と
しては、先ず、水素吸蔵を円滑に行わせるため、
電解液で水素吸蔵合金が濡れて水素との接触を妨
げることのないように、水素吸蔵合金をフツ素樹
脂等で撥水処理を施すか、あるいは撥水性、通気
性の部材で水素吸蔵合金を包んで上で、電池内の
空室部に正、負極とを絶縁した状態で収納するの
が効果的である。 実施例の説明 次に、本発明を円筒形電池に適用した場合につ
いて実施例を挙げて詳細に説明する。図は本発明
の効果を検討した円筒形アルカリマンガン乾電池
を示す。図において、１は金属製外装岳、２は正
極絶縁用リング、３は負極絶縁用リング、４は絶
縁用熱収縮性チユーブ、５は金属製正極端子、６
は金属製負極端子、７は鉄にニツケルメツキを施
した正極ケース、８は二酸化マンガンに黒鉛を混
合し加圧成形した正極、９はポリプロピレンの不
織布を二重に巻いて筒状に形成したセパレータで
ある。１０は後述のように種々の条件で収納した
水素吸蔵合金の粉末で、二層に巻いたセパレータ
９のうち、上部の開口部９′と正極８の頂部付近
に接する部分９″とを各々熱溶着して二層のセパ
レータ９の層間の上部に形成した空室に収納され
ている。１１はセルロース製の底板、１２はカル
ボキシメチルセルロースでゲル化された性カリ水
溶液に亜鉛合金の50〜150メツシユの粒径の粉末
を分散させたゲル状の亜鉛負極で、亜鉛合金には
添加元素として例えばインジウムを0.1重量％、
鉛、ガリウムを各々0.05重量％添加されており、
汞化処理を施してない。１３はポリエチレン製の
封口板、１４は後述のような材質又は汞化処理を
施した負極集電子である。 本発明の効果を実験的に確認するため、上記構
成の単３形のアルカリマンガン電池を種々の条件
で試作し試験た結果を以下に記述する。試作した
電池の亜鉛合金粉は何れも2.5ｇとし、水素吸蔵
合金の量と種類、及び負極集電子表面の材質や汞
化量、さらに亜鉛合金の種類等を第１表のように
変えた。
【表】
【表】
なお、第１表のうち、負極集電子のインジウム
メツキは電気メツキ、亜鉛合金メツキは溶融亜鉛
合金中での溶融メツキで各々約5μの表面被覆を
行い、集電子の汞化処理は昇汞溶液中での置換汞
化により行つた。これらの各電池を60℃で60日間
貯蔵して電池の漏液、膨張、及び放電性能を評価
した結果を第２表に示した。なお60℃、20日の貯
蔵が、常温での一年の貯蔵に相当すると一般的に
は云われており、この試験は、常温で約３年間の
貯蔵を行つた場合に相当する。
メツキは電気メツキ、亜鉛合金メツキは溶融亜鉛
合金中での溶融メツキで各々約5μの表面被覆を
行い、集電子の汞化処理は昇汞溶液中での置換汞
化により行つた。これらの各電池を60℃で60日間
貯蔵して電池の漏液、膨張、及び放電性能を評価
した結果を第２表に示した。なお60℃、20日の貯
蔵が、常温での一年の貯蔵に相当すると一般的に
は云われており、この試験は、常温で約３年間の
貯蔵を行つた場合に相当する。
【表】
【表】
第２表に見られるように、Inを含まない亜鉛又
は亜鉛合金を用いたａ及びｂ並びに水素吸蔵合金
を用いなかつたｄにおいては、何れも全数が負極
端子側から明瞭な漏液が全数の電池で観察され、
電池総高の著しい増加が見られた。ａ、ｂの場合
は、電池内の水素ガス発生が吸蔵合金で吸蔵し切
れず、ｄの場合は耐食性亜鉛合金を用いても、吸
蔵合金の助けなしには電池内圧を十分に抑制でき
ず、何れの場合も電池内圧の著しい上昇により前
記の致命的な障害が発生している。又、放電試験
は漏液面を研磨して後に行つたが、ａ、ｂでは閉
路直後から著しい電圧低下があり放電不能とな
り、これは亜鉛表面が腐食により不活性化すると
ともに内部の水素ガスにより放電反応が阻害され
ているためで、ｄではおもに水素ガスによる阻害
要因により正常品より大幅な持続時間の低下を来
している。耐食性亜鉛合金を用いて負極集電子に
十分な汞化処理を施した場合には、ｆのように
100mg程度のZrMn2の水素吸蔵合金でも顕著な効
果が得られ、ｃ、ｇ、ｈのように250mg以上の収
納量では性能、外形変化とも全く問題ない。又、
水素吸蔵合金の収納限界量は本試作の場合、500
mg程度であり、それ以上の収納を必要とする場合
は、他の電池要素の量を少なくする必要がある。
しかし、ｉのように真鍮の負極集電子を汞化処理
なしで用いた場合は負極との局部作用で腐食速度
が高まるので、若干の汞化処理が必要な事がｊ及
び他の電池の結果からいえる。しかし、インジウ
ムなど水素吸電圧の大きい金属を集電子表面に用
いると、汞化処理が必ずしも必要でないことをｋ
が示している。又、ZrMn2以外に他の水素吸蔵合
金としてCaNi5を用いた場合もｌのように、同様
の効果が得られた。 発明の効果 以上のように本発明によれば、負極に殆んど水
銀を添加することなく、貯蔵性能、放電容量、耐
漏液性など総合的にすぐれた性能を備えた低公害
電池を構成することができる。
は亜鉛合金を用いたａ及びｂ並びに水素吸蔵合金
を用いなかつたｄにおいては、何れも全数が負極
端子側から明瞭な漏液が全数の電池で観察され、
電池総高の著しい増加が見られた。ａ、ｂの場合
は、電池内の水素ガス発生が吸蔵合金で吸蔵し切
れず、ｄの場合は耐食性亜鉛合金を用いても、吸
蔵合金の助けなしには電池内圧を十分に抑制でき
ず、何れの場合も電池内圧の著しい上昇により前
記の致命的な障害が発生している。又、放電試験
は漏液面を研磨して後に行つたが、ａ、ｂでは閉
路直後から著しい電圧低下があり放電不能とな
り、これは亜鉛表面が腐食により不活性化すると
ともに内部の水素ガスにより放電反応が阻害され
ているためで、ｄではおもに水素ガスによる阻害
要因により正常品より大幅な持続時間の低下を来
している。耐食性亜鉛合金を用いて負極集電子に
十分な汞化処理を施した場合には、ｆのように
100mg程度のZrMn2の水素吸蔵合金でも顕著な効
果が得られ、ｃ、ｇ、ｈのように250mg以上の収
納量では性能、外形変化とも全く問題ない。又、
水素吸蔵合金の収納限界量は本試作の場合、500
mg程度であり、それ以上の収納を必要とする場合
は、他の電池要素の量を少なくする必要がある。
しかし、ｉのように真鍮の負極集電子を汞化処理
なしで用いた場合は負極との局部作用で腐食速度
が高まるので、若干の汞化処理が必要な事がｊ及
び他の電池の結果からいえる。しかし、インジウ
ムなど水素吸電圧の大きい金属を集電子表面に用
いると、汞化処理が必ずしも必要でないことをｋ
が示している。又、ZrMn2以外に他の水素吸蔵合
金としてCaNi5を用いた場合もｌのように、同様
の効果が得られた。 発明の効果 以上のように本発明によれば、負極に殆んど水
銀を添加することなく、貯蔵性能、放電容量、耐
漏液性など総合的にすぐれた性能を備えた低公害
電池を構成することができる。
図は実施例に用いた電池の要部を欠截した側面
図である。 ８……正極、９……セパレータ、９′，９″……
セパレータの熱溶着部、１０……水素吸蔵合金、
１２……ゲル亜鉛負極。
図である。 ８……正極、９……セパレータ、９′，９″……
セパレータの熱溶着部、１０……水素吸蔵合金、
１２……ゲル亜鉛負極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 負極の主活物質として亜鉛、電解液としてア
ルカリ水溶液を用いるアルカリ亜鉛一次電池であ
つて、負極活物質として少なくともインジウムを
添加元素として含む亜鉛合金を用い、負極に殆ん
ど水銀を含有せず、電池内の空室部に水素吸蔵圧
力が常温で５気圧以下の水素吸蔵合金を正負極と
隔離して収納したアルカリ亜鉛一次電池。 ２ 負極側に含有する水銀が亜鉛合金の重量に対
し0.1％以下である特許請求の範囲第１項記載の
アルカリ亜鉛一次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59136816A JPS6116476A (ja) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | アルカリ亜鉛一次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59136816A JPS6116476A (ja) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | アルカリ亜鉛一次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6116476A JPS6116476A (ja) | 1986-01-24 |
| JPH0560225B2 true JPH0560225B2 (ja) | 1993-09-01 |
Family
ID=15184170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59136816A Granted JPS6116476A (ja) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | アルカリ亜鉛一次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6116476A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006302597A (ja) * | 2005-04-19 | 2006-11-02 | Sii Micro Parts Ltd | ボタン形アルカリ電池 |
-
1984
- 1984-07-02 JP JP59136816A patent/JPS6116476A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6116476A (ja) | 1986-01-24 |
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