JPH0562434B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0562434B2 JPH0562434B2 JP59138410A JP13841084A JPH0562434B2 JP H0562434 B2 JPH0562434 B2 JP H0562434B2 JP 59138410 A JP59138410 A JP 59138410A JP 13841084 A JP13841084 A JP 13841084A JP H0562434 B2 JPH0562434 B2 JP H0562434B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- storage alloy
- hydrogen storage
- hydrogen
- zinc
- 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
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/50—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
-
- 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
-
- 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
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/52—Removing gases inside the secondary cell, e.g. by absorption
-
- 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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- 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
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、亜鉛を負極の主活物質とし、アルカ
リ水溶液を電解液とする電池に関するもので、電
池内で発生するガスによる電池内圧の上昇を抑止
する手段を提供するものである。
リ水溶液を電解液とする電池に関するもので、電
池内で発生するガスによる電池内圧の上昇を抑止
する手段を提供するものである。
従来例の構成とその問題点
上記のアルカリ亜鉛電池の亜鉛負極の電解液に
よる腐食反応を抑制し、電池の保存中の亜鉛の自
己消耗と水素ガス発生を抑制するため、亜鉛に５
〜10重量％程度の水銀を添加してアマルガム化し
て負極として用いるのが、現在、一般的な方法と
して採用され、これにより、保存による電池内圧
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。
よる腐食反応を抑制し、電池の保存中の亜鉛の自
己消耗と水素ガス発生を抑制するため、亜鉛に５
〜10重量％程度の水銀を添加してアマルガム化し
て負極として用いるのが、現在、一般的な方法と
して採用され、これにより、保存による電池内圧
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、使用
する水銀量を低減し、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、水銀量の低減はある程度可能であつ
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耐食性亜鉛合金を用
い、水銀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
極亜鉛の十分な耐食性を確保するのは至難と考え
られている。
する水銀量を低減し、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、水銀量の低減はある程度可能であつ
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耐食性亜鉛合金を用
い、水銀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
極亜鉛の十分な耐食性を確保するのは至難と考え
られている。
一方、従来の技術として電池内で発生した水素
ガスを電池に内蔵した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
ており、原理的には有望と考えられるが、水素吸
蔵合金を有効に作用させ、しかも電池内の発電要
素が占める有効内容積を犠牲にすることなく、内
蔵させる方法について適切な方法がなかつた。
ガスを電池に内蔵した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
ており、原理的には有望と考えられるが、水素吸
蔵合金を有効に作用させ、しかも電池内の発電要
素が占める有効内容積を犠牲にすることなく、内
蔵させる方法について適切な方法がなかつた。
発明の目的
本発明は、水素吸蔵合金を効果的に作用させ、
かつ電池の有効内容積を犠牲にすることなく、水
素吸蔵合金を電池内に適切に固定装着する手段を
提供するもので、低公害で耐漏液性を確保し、膨
張や破裂の恐れがなく、電気容量も大きく、保存
による劣化も少ないアルカリ亜鉛電池を得ること
を目的とする。
かつ電池の有効内容積を犠牲にすることなく、水
素吸蔵合金を電池内に適切に固定装着する手段を
提供するもので、低公害で耐漏液性を確保し、膨
張や破裂の恐れがなく、電気容量も大きく、保存
による劣化も少ないアルカリ亜鉛電池を得ること
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、か性カリ、か性ソーダなどを主成分とす
るアルカリ水溶液を用いるアルカリ亜鉛電池にお
いて、中空のリング状又は馬蹄形で撥水性、通気
性を有する部材の中空部に水素吸蔵合金を封入
し、前記部材を電池内の空室部に固定した事を特
徴とするものである。この構成により、水素吸蔵
合金は所定の位置に固定され、封入されているの
で、外部に脱落して負極との局部作用で腐食を促
進するなどの弊害がなく、しかも、電池内の空室
部に固定するので、発生した水素ガスは撥水性、
通気性の部材を通して容易に水素吸蔵合金の表面
に触れるので、吸蔵速度と効率を安定的に高い状
態に維持できる。
として、か性カリ、か性ソーダなどを主成分とす
るアルカリ水溶液を用いるアルカリ亜鉛電池にお
いて、中空のリング状又は馬蹄形で撥水性、通気
性を有する部材の中空部に水素吸蔵合金を封入
し、前記部材を電池内の空室部に固定した事を特
徴とするものである。この構成により、水素吸蔵
合金は所定の位置に固定され、封入されているの
で、外部に脱落して負極との局部作用で腐食を促
進するなどの弊害がなく、しかも、電池内の空室
部に固定するので、発生した水素ガスは撥水性、
通気性の部材を通して容易に水素吸蔵合金の表面
に触れるので、吸蔵速度と効率を安定的に高い状
態に維持できる。
本発明で用いる水素吸蔵合金は、耐アルカリ性
で比較的低い圧力で水素を吸蔵する合金が良く、
吸蔵速度を高めるために粉末状とするか、粉末に
撥水性を有する結着剤、例えばフツ素樹脂を添加
して適度の多孔性を有する粒状に成形するなどの
方法を適用すればよい。これらの条件を満たす水
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＜γ＜6.0）などが挙げられ、電池の膨
張や漏液、及び放電性能に支障を来す懸念のない
圧力以下で水素を吸蔵する必要があるので、少な
くとも５気圧以下、好ましくは１気圧以下で水素
を吸蔵する合金を選択すればよい。
で比較的低い圧力で水素を吸蔵する合金が良く、
吸蔵速度を高めるために粉末状とするか、粉末に
撥水性を有する結着剤、例えばフツ素樹脂を添加
して適度の多孔性を有する粒状に成形するなどの
方法を適用すればよい。これらの条件を満たす水
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＜γ＜6.0）などが挙げられ、電池の膨
張や漏液、及び放電性能に支障を来す懸念のない
圧力以下で水素を吸蔵する必要があるので、少な
くとも５気圧以下、好ましくは１気圧以下で水素
を吸蔵する合金を選択すればよい。
実施例の説明
本発明を筒形のアルカリマンガン乾電池に適用
した実施例を詳細に説明する。
した実施例を詳細に説明する。
図は実施例の電池の構成を示す。１は金属製外
装缶、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
ンに黒鉛を混合して加圧成形した正極、９はポリ
プロピレンの不織布から成るセパレータである。
１０はフツ素樹脂製の微多孔性のチユーブで、後
述する方法で作成した水素吸蔵合金の粉末１１を
チユーブ１０の中空部に充填し、チユーブの両端
を熱溶着により封じて、馬蹄形に丸めた状態でポ
リプロピレン製の封口板１２の内側の凹み１２′
にはめ込んで固定している。１３はセルロース製
の底板、１４はカルボキシメチルセルースでゲル
化されたか性水溶液に亜鉛合金の粉末を分散させ
たゲル状の亜鉛負極で、亜鉛合金には添加元素と
して鉛、インジウム、ガリウムが各々、亜鉛に対
して、約0.05重量％添加された比較的耐食性が良
いものを用い、汞化処理を施してない。１５は真
鍮製の負極集電子である。また、水素吸蔵合金１
０は前述の各種組成の合金のうち、代表的なもの
として、ZrMn2合金をアルゴン雰囲気中で約
100μに粉砕したもを用いた。
装缶、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
ンに黒鉛を混合して加圧成形した正極、９はポリ
プロピレンの不織布から成るセパレータである。
１０はフツ素樹脂製の微多孔性のチユーブで、後
述する方法で作成した水素吸蔵合金の粉末１１を
チユーブ１０の中空部に充填し、チユーブの両端
を熱溶着により封じて、馬蹄形に丸めた状態でポ
リプロピレン製の封口板１２の内側の凹み１２′
にはめ込んで固定している。１３はセルロース製
の底板、１４はカルボキシメチルセルースでゲル
化されたか性水溶液に亜鉛合金の粉末を分散させ
たゲル状の亜鉛負極で、亜鉛合金には添加元素と
して鉛、インジウム、ガリウムが各々、亜鉛に対
して、約0.05重量％添加された比較的耐食性が良
いものを用い、汞化処理を施してない。１５は真
鍮製の負極集電子である。また、水素吸蔵合金１
０は前述の各種組成の合金のうち、代表的なもの
として、ZrMn2合金をアルゴン雰囲気中で約
100μに粉砕したもを用いた。
かくして構成されたアルカリマンガン乾電池を
貯蔵すると、貯蔵中に亜鉛が電解液により、わず
かながら、徐々に腐食され、これに伴い、負極１
４より水素ガスが発生し、主として、正負極８，
１４の上部と封口板１２、及び正極ケース７で囲
まれる電池上部の空間に蓄積されるが、蓄積され
た水素ガスは、微多孔性のチユーブ１０の壁を通
過して水素吸蔵合金の粉末１１の表面に触れて、
粉末の内部に吸蔵され、電池の内圧上昇を防止す
る。又、前記のフツ素樹脂製の微多孔性チユーブ
は、撥水性を有するので、仮に電解液に触れても
漏れることなく、水素の透過が容易で、チユーブ
内の水素吸蔵合金が電解液で濡れることも防止で
き、水素の吸蔵効率が良い状態を保ち得る。又、
水素吸蔵合金を収納したチユーブを馬蹄形に丸め
て、電池の中心と同心円状に近い状態で固定する
ことにより、電池内の限定された空室の形状、大
きさを有効に活用して合理的に収納でき、しか
も、細長いチユーブ状の中空部に水素吸蔵合金を
収納することにより、水素吸蔵合金が水素と触れ
る表面積を比較的大きくできるので吸蔵速度を高
めることができる。
貯蔵すると、貯蔵中に亜鉛が電解液により、わず
かながら、徐々に腐食され、これに伴い、負極１
４より水素ガスが発生し、主として、正負極８，
１４の上部と封口板１２、及び正極ケース７で囲
まれる電池上部の空間に蓄積されるが、蓄積され
た水素ガスは、微多孔性のチユーブ１０の壁を通
過して水素吸蔵合金の粉末１１の表面に触れて、
粉末の内部に吸蔵され、電池の内圧上昇を防止す
る。又、前記のフツ素樹脂製の微多孔性チユーブ
は、撥水性を有するので、仮に電解液に触れても
漏れることなく、水素の透過が容易で、チユーブ
内の水素吸蔵合金が電解液で濡れることも防止で
き、水素の吸蔵効率が良い状態を保ち得る。又、
水素吸蔵合金を収納したチユーブを馬蹄形に丸め
て、電池の中心と同心円状に近い状態で固定する
ことにより、電池内の限定された空室の形状、大
きさを有効に活用して合理的に収納でき、しか
も、細長いチユーブ状の中空部に水素吸蔵合金を
収納することにより、水素吸蔵合金が水素と触れ
る表面積を比較的大きくできるので吸蔵速度を高
めることができる。
なお、水素吸蔵合金を封入する部材、及び方法
としては、上記以外に様々な形態を採ることがで
き、例えば、微多孔性の通気性フツ素樹脂チユー
ブに水素吸蔵合金を充填し、両端の開口端を熱溶
着で接続してリング状とするか、シート状の微多
孔性フツ素樹脂をこより状に巻きながら水素吸蔵
合金を包被して、こより状のシートの両端を熱溶
着してリング状にするなどして、電池内の空室部
に図と同様の方法で固定すれば良い。
としては、上記以外に様々な形態を採ることがで
き、例えば、微多孔性の通気性フツ素樹脂チユー
ブに水素吸蔵合金を充填し、両端の開口端を熱溶
着で接続してリング状とするか、シート状の微多
孔性フツ素樹脂をこより状に巻きながら水素吸蔵
合金を包被して、こより状のシートの両端を熱溶
着してリング状にするなどして、電池内の空室部
に図と同様の方法で固定すれば良い。
次に、本発明の効果を確認するため。Ｒ−６サ
イズのアルカリマンガン乾電池を水素吸蔵合金を
200mg封入して図の如く構成し、本発明品と同様
の構成で水素吸蔵合金を内蔵していない従来例の
電池を各々20個試作し、60℃で１カ月保存後の電
池の漏液状況と膨張の度合を比較した。その結
果、本発明品は漏液、膨張とも皆無で、従来品は
負極端子側から例外なく顕著な漏液が認められ、
電池総高は保存中に0.6〜0.9mm増大していた。
イズのアルカリマンガン乾電池を水素吸蔵合金を
200mg封入して図の如く構成し、本発明品と同様
の構成で水素吸蔵合金を内蔵していない従来例の
電池を各々20個試作し、60℃で１カ月保存後の電
池の漏液状況と膨張の度合を比較した。その結
果、本発明品は漏液、膨張とも皆無で、従来品は
負極端子側から例外なく顕著な漏液が認められ、
電池総高は保存中に0.6〜0.9mm増大していた。
この事から、本発明品に用いた水素吸蔵合金の
吸蔵能力（約100c.c.−H2／ｇ）が有効に機能した
ことにより、保存中に負極から発生した水素ガス
を円滑に吸収して電池の内圧の上昇を未然に防
ぎ、漏液や膨張、破裂を確実に防ぎ、低公害で実
用性能のすぐれた電池を得る手段として本発明が
極めて有効であることを実証した。
吸蔵能力（約100c.c.−H2／ｇ）が有効に機能した
ことにより、保存中に負極から発生した水素ガス
を円滑に吸収して電池の内圧の上昇を未然に防
ぎ、漏液や膨張、破裂を確実に防ぎ、低公害で実
用性能のすぐれた電池を得る手段として本発明が
極めて有効であることを実証した。
発明の効果
本発明によれば、電池容量を減ずることなく、
簡単な構成で、低公害で保存性能のすぐれたアル
カリ亜鉛電池を得ることができる。
簡単な構成で、低公害で保存性能のすぐれたアル
カリ亜鉛電池を得ることができる。
図は本発明の実施例の筒形アルカリマンガン乾
電池の要部を欠截した側面図である。 １０……通気性、撥水性チユーブ、１１……水
素吸蔵合金、１２……封口板、１２′……封口板
の凹み。
電池の要部を欠截した側面図である。 １０……通気性、撥水性チユーブ、１１……水
素吸蔵合金、１２……封口板、１２′……封口板
の凹み。
Claims (1)
- １ 負極の主活物質として亜鉛、電解液としてア
ルカリ性水溶液を用い、水素吸蔵合金を内蔵した
アルカリ亜鉛電池であつて、撥水性、通気性を有
する中空のリング状又は馬蹄形の部材の中空部に
水素吸蔵合金を封入し、この部材を電池内の空室
部に位置する電池部材で固定したことを特徴とす
るアルカリ亜鉛電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59138410A JPS6119068A (ja) | 1984-07-04 | 1984-07-04 | アルカリ亜鉛電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59138410A JPS6119068A (ja) | 1984-07-04 | 1984-07-04 | アルカリ亜鉛電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6119068A JPS6119068A (ja) | 1986-01-27 |
| JPH0562434B2 true JPH0562434B2 (ja) | 1993-09-08 |
Family
ID=15221306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59138410A Granted JPS6119068A (ja) | 1984-07-04 | 1984-07-04 | アルカリ亜鉛電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6119068A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6428922B2 (en) * | 1998-04-07 | 2002-08-06 | Eveready Battery Company, Inc. | Electrochemical cell incorporating an external hydrogen removing agent |
| CA2327860A1 (en) * | 1998-04-07 | 1999-10-14 | Eveready Battery Company, Inc. | Electrochemical cell incorporating an external hydrogen removing agent |
| JP2006302597A (ja) * | 2005-04-19 | 2006-11-02 | Sii Micro Parts Ltd | ボタン形アルカリ電池 |
-
1984
- 1984-07-04 JP JP59138410A patent/JPS6119068A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6119068A (ja) | 1986-01-27 |
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