JPH0684521A - アルカリ電池 - Google Patents
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- JPH0684521A JPH0684521A JP4257338A JP25733892A JPH0684521A JP H0684521 A JPH0684521 A JP H0684521A JP 4257338 A JP4257338 A JP 4257338A JP 25733892 A JP25733892 A JP 25733892A JP H0684521 A JPH0684521 A JP H0684521A
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- 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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- 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
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- H01M10/26—Selection of materials as electrolytes
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- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 亜鉛を負極活物質とする無水銀のアルカリ電
池において、電池内に含まれる鉄、ニッケルなどの微量
不純物に基づく水素ガスの発生を抑制する。 【構成】 電解液に酸化ビスマスなどのビスマス化合物
をＢｉ2 Ｏ3 として亜鉛に対して５ｐｐｍ以上１重量％
以下添加するか、または酸化ビスマスなどのビスマス化
合物と酸化インジウムなどのインジウム化合物をそれぞ
れＢｉ2 Ｏ3 、Ｉｎ2 Ｏ3 として亜鉛に対して５ｐｐｍ
以上１重量％以下添加する。
池において、電池内に含まれる鉄、ニッケルなどの微量
不純物に基づく水素ガスの発生を抑制する。 【構成】 電解液に酸化ビスマスなどのビスマス化合物
をＢｉ2 Ｏ3 として亜鉛に対して５ｐｐｍ以上１重量％
以下添加するか、または酸化ビスマスなどのビスマス化
合物と酸化インジウムなどのインジウム化合物をそれぞ
れＢｉ2 Ｏ3 、Ｉｎ2 Ｏ3 として亜鉛に対して５ｐｐｍ
以上１重量％以下添加する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、亜鉛を負極活物質とす
る無水銀のアルカリ電池に関し、さらに詳しくは、鉄、
ニッケルなどの微量不純物に基づく水素ガスの発生を抑
制したアルカリ電池に関する。
る無水銀のアルカリ電池に関し、さらに詳しくは、鉄、
ニッケルなどの微量不純物に基づく水素ガスの発生を抑
制したアルカリ電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、亜鉛を負極活物質として用いるア
ルカリ電池では、亜鉛の腐食による水素ガスの発生を抑
制するために、亜鉛粒子の表面を水銀でアマルガム化す
ることが行われていた。そして、その水銀量は亜鉛に対
する腐食抑制効果を重視して、多い場合、アマルガム比
率（汞化率）で１０重量％近くにまで達していた〔たと
えば、「新しい電池」、東京電機大学出版局発行、昭和
５３年、第４２頁〕。
ルカリ電池では、亜鉛の腐食による水素ガスの発生を抑
制するために、亜鉛粒子の表面を水銀でアマルガム化す
ることが行われていた。そして、その水銀量は亜鉛に対
する腐食抑制効果を重視して、多い場合、アマルガム比
率（汞化率）で１０重量％近くにまで達していた〔たと
えば、「新しい電池」、東京電機大学出版局発行、昭和
５３年、第４２頁〕。
【０００３】しかしながら、最近は水銀による環境汚染
が問題になり、アマルガム化率を減少させることが要求
されている。
が問題になり、アマルガム化率を減少させることが要求
されている。
【０００４】そのため、水銀に代えて、インジウム、
鉛、ガリウム、アルミニウム、ビスマスなどを亜鉛に添
加して、亜鉛と合金化することによって亜鉛の腐食を抑
制することが検討され、現在ではアマルガム化率を大幅
に低減できるようになってきたが、今後は水銀を使用し
ない方向、つまり無水銀にすることが必要とされる。
鉛、ガリウム、アルミニウム、ビスマスなどを亜鉛に添
加して、亜鉛と合金化することによって亜鉛の腐食を抑
制することが検討され、現在ではアマルガム化率を大幅
に低減できるようになってきたが、今後は水銀を使用し
ない方向、つまり無水銀にすることが必要とされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、無水銀化に向
けて種々研究を行ってきたが、無水銀化したアルカリ電
池では、これまで問題になるようなことがなかった電池
内の微量不純物により水素ガスの発生が急増するという
新たな問題が生起した。
けて種々研究を行ってきたが、無水銀化したアルカリ電
池では、これまで問題になるようなことがなかった電池
内の微量不純物により水素ガスの発生が急増するという
新たな問題が生起した。
【０００６】すなわち、アルカリ電池の電解液や電池使
用材料には、鉄、ニッケル、クロム、アルカリ金属、ア
ルミニウムなどの種々の微量金属が不純物として含まれ
ており、このような不純物を含む電解液に亜鉛粉末を浸
漬すると、下記の式に示すような亜鉛の腐食反応が促進
され、水素ガスの発生が促進されるのである。
用材料には、鉄、ニッケル、クロム、アルカリ金属、ア
ルミニウムなどの種々の微量金属が不純物として含まれ
ており、このような不純物を含む電解液に亜鉛粉末を浸
漬すると、下記の式に示すような亜鉛の腐食反応が促進
され、水素ガスの発生が促進されるのである。
【０００７】（アノード） Ｚｎ＋４ＯＨ- → Ｚｎ
（ＯＨ）4 2- ＋ ２ｅ- （カソード） ２Ｈ2 Ｏ＋２ｅ- → ２ＯＨ- ＋Ｈ2
（ＯＨ）4 2- ＋ ２ｅ- （カソード） ２Ｈ2 Ｏ＋２ｅ- → ２ＯＨ- ＋Ｈ2
【０００８】上記のような電解液中の不純物は、電解液
の調製にあたって使用する水酸化カリウム中に含まれる
不純物や電池使用材料中に含まれる不純物に基づくもの
であるが、電池の作製にあたって、これらの材料中に含
まれている微量の不純物を完全に除去することはできな
い。
の調製にあたって使用する水酸化カリウム中に含まれる
不純物や電池使用材料中に含まれる不純物に基づくもの
であるが、電池の作製にあたって、これらの材料中に含
まれている微量の不純物を完全に除去することはできな
い。
【０００９】従来のアマルガム化亜鉛を用いるアルカリ
電池では、それらの不純物が含まれていても、水銀の作
用により、それらの不純物に基づく水素ガスの発生が抑
制されていたので、ほとんど問題となることがなかった
のであるが、無水銀化に伴って、それらの微量不純物に
基づく水素ガスの発生が急増するという問題が生起して
きたのである。
電池では、それらの不純物が含まれていても、水銀の作
用により、それらの不純物に基づく水素ガスの発生が抑
制されていたので、ほとんど問題となることがなかった
のであるが、無水銀化に伴って、それらの微量不純物に
基づく水素ガスの発生が急増するという問題が生起して
きたのである。
【００１０】したがって、本発明は、上記のような無水
銀化に伴って生じる問題点を解決し、電池内に含まれる
微量不純物に基づく水素ガスの発生を抑制し得るアルカ
リ電池を提供することを目的とする。
銀化に伴って生じる問題点を解決し、電池内に含まれる
微量不純物に基づく水素ガスの発生を抑制し得るアルカ
リ電池を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、亜鉛を負極活
物質とする無水銀のアルカリ電池において、電解液にビ
スマス化合物を添加することによって、上記目的を達成
したものである。
物質とする無水銀のアルカリ電池において、電解液にビ
スマス化合物を添加することによって、上記目的を達成
したものである。
【００１２】ビスマス化合物を電解液に添加することに
よって電池内に含まれる微量不純物に基づく水素ガスの
発生を抑制できる理由は、現在のところ必ずしも明確で
はないが、次のように考えられる。
よって電池内に含まれる微量不純物に基づく水素ガスの
発生を抑制できる理由は、現在のところ必ずしも明確で
はないが、次のように考えられる。
【００１３】ビスマス化合物、たとえば酸化ビスマス、
水酸化ビスマスなどを電解液に添加すると、ビスマス化
合物は濃アルカリ液に対して微溶であって、微量が溶解
し、残りのほとんどが電解液中に分散した状態になる。
そして、このビスマス化合物が添加された電解液に亜鉛
粉末を浸漬すると、溶解したビスマスと亜鉛とがイオン
交換し、亜鉛の表面に多くのビスマスが存在するように
なる。これに対し、亜鉛にビスマスを合金化させる場合
には、ビスマスは亜鉛の粒子内部にも拡散するので、必
ずしも亜鉛の表面にビスマスが多く存在するようになる
とは限らない。
水酸化ビスマスなどを電解液に添加すると、ビスマス化
合物は濃アルカリ液に対して微溶であって、微量が溶解
し、残りのほとんどが電解液中に分散した状態になる。
そして、このビスマス化合物が添加された電解液に亜鉛
粉末を浸漬すると、溶解したビスマスと亜鉛とがイオン
交換し、亜鉛の表面に多くのビスマスが存在するように
なる。これに対し、亜鉛にビスマスを合金化させる場合
には、ビスマスは亜鉛の粒子内部にも拡散するので、必
ずしも亜鉛の表面にビスマスが多く存在するようになる
とは限らない。
【００１４】ビスマスは、ニッケル、アルカリ金属、ア
ルミニウム、アンチモン、銅、スズ、タリウムなど、多
くの金属と合金をつくることができ、電解液中などに不
純物として含まれるこれらの微量金属を取り込むことに
より、亜鉛の腐食反応の進行を抑制し、水素ガスの発生
を少なくするものと考えられる。また、ビスマスはイン
ジウムと固溶し、インジウム化合物をビスマス化合物に
併用することによって、この効果がさらに大きくなる。
ルミニウム、アンチモン、銅、スズ、タリウムなど、多
くの金属と合金をつくることができ、電解液中などに不
純物として含まれるこれらの微量金属を取り込むことに
より、亜鉛の腐食反応の進行を抑制し、水素ガスの発生
を少なくするものと考えられる。また、ビスマスはイン
ジウムと固溶し、インジウム化合物をビスマス化合物に
併用することによって、この効果がさらに大きくなる。
【００１５】ビスマス化合物としては、たとえば酸化ビ
スマス（Ｂｉ2 Ｏ3 ）、水酸化ビスマス〔Ｂｉ（ＯＨ）
3 〕、塩化ビスマス（ＢｉＣｌ3 ）、硝酸ビスマス〔Ｂ
ｉ（ＮＯ3 ）3 〕、炭酸ビスマス〔Ｂｉ2 （Ｃ
Ｏ3 ）3 〕などを用いることができるが、酸化ビスマ
ス、水酸化ビスマスなどを用いることが好ましい。
スマス（Ｂｉ2 Ｏ3 ）、水酸化ビスマス〔Ｂｉ（ＯＨ）
3 〕、塩化ビスマス（ＢｉＣｌ3 ）、硝酸ビスマス〔Ｂ
ｉ（ＮＯ3 ）3 〕、炭酸ビスマス〔Ｂｉ2 （Ｃ
Ｏ3 ）3 〕などを用いることができるが、酸化ビスマ
ス、水酸化ビスマスなどを用いることが好ましい。
【００１６】このビスマス化合物の電解液に添加する量
としては、Ｂｉ2 Ｏ3 として亜鉛に対して５ｐｐｍ以上
１重量％以下、特に５０〜１０００ｐｐｍの範囲が好ま
しい。ビスマス化合物の電解液への添加量がＢｉ2 Ｏ3
として亜鉛に対して５ｐｐｍより少ない場合は、水素ガ
スの発生を抑制する効果が充分でなく、また１重量％よ
り多い場合も、亜鉛表面の反応性が高くなりすぎて、水
素ガスの発生を抑制する効果が少なくなる。
としては、Ｂｉ2 Ｏ3 として亜鉛に対して５ｐｐｍ以上
１重量％以下、特に５０〜１０００ｐｐｍの範囲が好ま
しい。ビスマス化合物の電解液への添加量がＢｉ2 Ｏ3
として亜鉛に対して５ｐｐｍより少ない場合は、水素ガ
スの発生を抑制する効果が充分でなく、また１重量％よ
り多い場合も、亜鉛表面の反応性が高くなりすぎて、水
素ガスの発生を抑制する効果が少なくなる。
【００１７】インジウム化合物としては、たとえば酸化
インジウム（Ｉｎ2 Ｏ3 ）、水酸化インジウム〔Ｉｎ
（ＯＨ）3 〕、塩化インジウム（ＩｎＣｌ3 ）、硫酸イ
ンジウム〔Ｉｎ（ＳＯ4 ）3 〕、炭酸インジウム〔Ｉｎ
2 （ＣＯ3 ）3 〕などを用いることができるが、酸化イ
ンジウム、水酸化インジウムなどを用いることが好まし
い。
インジウム（Ｉｎ2 Ｏ3 ）、水酸化インジウム〔Ｉｎ
（ＯＨ）3 〕、塩化インジウム（ＩｎＣｌ3 ）、硫酸イ
ンジウム〔Ｉｎ（ＳＯ4 ）3 〕、炭酸インジウム〔Ｉｎ
2 （ＣＯ3 ）3 〕などを用いることができるが、酸化イ
ンジウム、水酸化インジウムなどを用いることが好まし
い。
【００１８】このインジウム化合物は、上記のビスマス
化合物に併用することにより水素ガスの発生を抑制する
効果を増加させる作用を有するものであるが、その添加
量としてはＩｎ2 Ｏ3 として亜鉛に対して５ｐｐｍ以上
１重量％以下、特に５０〜１０００ｐｐｍの範囲が好ま
しい。また、このインジウム化合物を併用する場合、ビ
スマス化合物は前記同様にＢｉ2 Ｏ3 として亜鉛に対し
て５ｐｐｍ以上１重量％以下、特に５０〜１０００ｐｐ
ｍの範囲の添加量で用いることが好ましい。
化合物に併用することにより水素ガスの発生を抑制する
効果を増加させる作用を有するものであるが、その添加
量としてはＩｎ2 Ｏ3 として亜鉛に対して５ｐｐｍ以上
１重量％以下、特に５０〜１０００ｐｐｍの範囲が好ま
しい。また、このインジウム化合物を併用する場合、ビ
スマス化合物は前記同様にＢｉ2 Ｏ3 として亜鉛に対し
て５ｐｐｍ以上１重量％以下、特に５０〜１０００ｐｐ
ｍの範囲の添加量で用いることが好ましい。
【００１９】本発明においては、上記のようにビスマス
化合物またはビスマス化合物とインジウム化合物を電解
液に添加することに特徴があるが、それ以外は通常の構
成を採用することができる。
化合物またはビスマス化合物とインジウム化合物を電解
液に添加することに特徴があるが、それ以外は通常の構
成を採用することができる。
【００２０】たとえば、負極活物質としての亜鉛には、
亜鉛そのものはもとより、亜鉛にインジウム、鉛、ガリ
ウム、アルミニウム、ビスマスなどを添加したものを用
いることができるし、正極活物質としては、たとえば二
酸化マンガンなどを用いることができる。また、電解液
としては、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水
溶液などのアルカリ水溶液を用いることができるし、電
解液中に酸化亜鉛を添加しておくこともできる。
亜鉛そのものはもとより、亜鉛にインジウム、鉛、ガリ
ウム、アルミニウム、ビスマスなどを添加したものを用
いることができるし、正極活物質としては、たとえば二
酸化マンガンなどを用いることができる。また、電解液
としては、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水
溶液などのアルカリ水溶液を用いることができるし、電
解液中に酸化亜鉛を添加しておくこともできる。
【００２１】
【実施例】つぎに、実施例をあげて本発明をより具体的
に説明する。なお、実施例に先立ち、実用電池にするこ
となく、電解液にビスマス化合物、インジウム化合物を
添加し、該電解液中に亜鉛を浸漬して、ビスマス化合
物、インジウム化合物による水素ガスの発生抑制効果を
調べた結果を実験例１として示す。
に説明する。なお、実施例に先立ち、実用電池にするこ
となく、電解液にビスマス化合物、インジウム化合物を
添加し、該電解液中に亜鉛を浸漬して、ビスマス化合
物、インジウム化合物による水素ガスの発生抑制効果を
調べた結果を実験例１として示す。
【００２２】実験例１ 表１に示すような不純物量の異なる２種の電解液（電解
液Ａおよび電解液Ｂ）を準備し、これらの電解液に酸化
ビスマス（Ｂｉ2 Ｏ3 ）、酸化インジウム（Ｉｎ
2 Ｏ3 ）を所定量添加し、該電解液中に亜鉛粉末を４５
℃で７日間浸漬して、その間に発生した水素ガス量を測
定した。
液Ａおよび電解液Ｂ）を準備し、これらの電解液に酸化
ビスマス（Ｂｉ2 Ｏ3 ）、酸化インジウム（Ｉｎ
2 Ｏ3 ）を所定量添加し、該電解液中に亜鉛粉末を４５
℃で７日間浸漬して、その間に発生した水素ガス量を測
定した。
【００２３】
【表１】
【００２４】電解液は濃度３５重量％の水酸化カリウム
水溶液に酸化亜鉛を飽和させ、さらにそれに表１に示す
ように鉄およびニッケルを不純物として含有させて上記
のように電解液Ａおよび電解液Ｂとしている。このよう
に不純物量の異なる２種類の電解液を用いるのは不純物
が水素ガスの発生に対して及ぼす影響を調べるためであ
り、また実用電池にしなかったのは他のものの影響を排
除した状態でビスマス化合物、インジウム化合物の水素
ガス発生抑制効果を調べるためである。
水溶液に酸化亜鉛を飽和させ、さらにそれに表１に示す
ように鉄およびニッケルを不純物として含有させて上記
のように電解液Ａおよび電解液Ｂとしている。このよう
に不純物量の異なる２種類の電解液を用いるのは不純物
が水素ガスの発生に対して及ぼす影響を調べるためであ
り、また実用電池にしなかったのは他のものの影響を排
除した状態でビスマス化合物、インジウム化合物の水素
ガス発生抑制効果を調べるためである。
【００２５】そして、それぞれの電解液ごとに、酸化ビ
スマスをＢｉ2 Ｏ3 として亜鉛に対して１００ｐｐｍ添
加したもの、酸化インジウムをＩｎ2 Ｏ3 として亜鉛に
対して１００ｐｐｍ添加したもの、酸化ビスマスをＢｉ
2 Ｏ3 として亜鉛に対して１００ｐｐｍと酸化インジウ
ムをＩｎ2 Ｏ3 として亜鉛に対して１００ｐｐｍ添加し
たもの、および何も添加していないものの４種類を準備
した。
スマスをＢｉ2 Ｏ3 として亜鉛に対して１００ｐｐｍ添
加したもの、酸化インジウムをＩｎ2 Ｏ3 として亜鉛に
対して１００ｐｐｍ添加したもの、酸化ビスマスをＢｉ
2 Ｏ3 として亜鉛に対して１００ｐｐｍと酸化インジウ
ムをＩｎ2 Ｏ3 として亜鉛に対して１００ｐｐｍ添加し
たもの、および何も添加していないものの４種類を準備
した。
【００２６】亜鉛粉末としては、ビスマス（Ｂｉ）、イ
ンジウム（Ｉｎ）、鉛（Ｐｂ）をそれぞれ５００ｐｐｍ
含有させたものと、鉛（Ｐｂ）を５００ｐｐｍ含有した
ものとの２種類を用いた。
ンジウム（Ｉｎ）、鉛（Ｐｂ）をそれぞれ５００ｐｐｍ
含有させたものと、鉛（Ｐｂ）を５００ｐｐｍ含有した
ものとの２種類を用いた。
【００２７】電解液Ａについての実験結果を表２に示
し、電解液Ｂについての実験結果を表３に示す。それぞ
れの電解液での水素ガス発生量は１日当りの平均値（測
定期間：７日間）で示す。
し、電解液Ｂについての実験結果を表３に示す。それぞ
れの電解液での水素ガス発生量は１日当りの平均値（測
定期間：７日間）で示す。
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
【００３０】電解液Ａと電解液Ｂとでは表１に示すよう
に電解液Ｂの方が不純物を多く含んでいるが、表２と表
３の対比からわかるように、不純物量が多い電解液Ｂの
方が不純物量の少ない電解液Ａより水素ガスの発生量が
多い。
に電解液Ｂの方が不純物を多く含んでいるが、表２と表
３の対比からわかるように、不純物量が多い電解液Ｂの
方が不純物量の少ない電解液Ａより水素ガスの発生量が
多い。
【００３１】また、表２および表３（特に表３）に示す
ように、ビスマス化合物やインジウム化合物を電解液に
添加することにより水素ガスの発生を抑制することがで
きるが、特にビスマス化合物のガス発生抑制効果が大き
く、これにインジウム化合物を併用するとさらに効果が
大きくなる。
ように、ビスマス化合物やインジウム化合物を電解液に
添加することにより水素ガスの発生を抑制することがで
きるが、特にビスマス化合物のガス発生抑制効果が大き
く、これにインジウム化合物を併用するとさらに効果が
大きくなる。
【００３２】実施例１ 電解液に酸化ビスマス（Ｂｉ2 Ｏ3 ）を添加して、図１
に示す構造の単３形アルカリ電池を作製して、その１０
Ω放電（終止電圧０．９Ｖ）での放電持続時間および６
０℃で２０日間保存したときの水素ガス発生量を調べ
た。その結果を表４に示す。
に示す構造の単３形アルカリ電池を作製して、その１０
Ω放電（終止電圧０．９Ｖ）での放電持続時間および６
０℃で２０日間保存したときの水素ガス発生量を調べ
た。その結果を表４に示す。
【００３３】電解液は濃度３５重量％の水酸化カリウム
水溶液に酸化亜鉛を飽和させたものであり、この電解液
の調製にあたっては工業用グレードの水酸化カリウムや
酸化亜鉛を使用している。
水溶液に酸化亜鉛を飽和させたものであり、この電解液
の調製にあたっては工業用グレードの水酸化カリウムや
酸化亜鉛を使用している。
【００３４】酸化ビスマスの電解液への添加量はＢｉ2
Ｏ3 として亜鉛に対して５ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、１００
ｐｐｍ、１０００ｐｐｍ、１重量％、１０重量％とし、
比較のため、酸化ビスマスを添加していないもの（無添
加）も併せて試験をしている。亜鉛粉末はＢｉ、Ｉｎ、
Ｐｂを各５００ｐｐｍ添加したものである。
Ｏ3 として亜鉛に対して５ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、１００
ｐｐｍ、１０００ｐｐｍ、１重量％、１０重量％とし、
比較のため、酸化ビスマスを添加していないもの（無添
加）も併せて試験をしている。亜鉛粉末はＢｉ、Ｉｎ、
Ｐｂを各５００ｐｐｍ添加したものである。
【００３５】ここで、図１に示す電池について説明する
と、図中、１は正極合剤であり、この正極合剤１は二酸
化マンガンを正極活物質とし、これにりん状黒鉛とポリ
アクリル酸ソーダを加えて混合した混合物をリング状に
成形して、端子付きの正極缶２に挿入したものである。
と、図中、１は正極合剤であり、この正極合剤１は二酸
化マンガンを正極活物質とし、これにりん状黒鉛とポリ
アクリル酸ソーダを加えて混合した混合物をリング状に
成形して、端子付きの正極缶２に挿入したものである。
【００３６】３はセパレータであり、４はペースト状亜
鉛からなる負極剤である。この負極剤４は、上記の亜鉛
粉末６０重量部とポリアクリル酸ソーダ２重量部を乾式
混合した後、上記の電解液をそれぞれ３８重量部加えて
攪拌し、ゲル化させてペースト状に調製したものであ
り、この電池における亜鉛の充填量は３．５ｇで、電解
液量は２ｍｌである。
鉛からなる負極剤である。この負極剤４は、上記の亜鉛
粉末６０重量部とポリアクリル酸ソーダ２重量部を乾式
混合した後、上記の電解液をそれぞれ３８重量部加えて
攪拌し、ゲル化させてペースト状に調製したものであ
り、この電池における亜鉛の充填量は３．５ｇで、電解
液量は２ｍｌである。
【００３７】５は負極集電体、６は封口体、７は金属ワ
ッシャ、８は樹脂ワッシャ、９は絶縁キャップ、１０は
負極端子板、１１は樹脂外装体である。
ッシャ、８は樹脂ワッシャ、９は絶縁キャップ、１０は
負極端子板、１１は樹脂外装体である。
【００３８】
【表４】
【００３９】表４に示すように、電解液に酸化ビスマス
（Ｂｉ2 Ｏ3 ）を５ｐｐｍ〜１重量％添加することによ
り、水素ガスの発生を抑制することができる。特に添加
量が５０〜１０００ｐｐｍの範囲で水素ガスの発生を抑
制する効果が大きい。酸化ビスマスの添加量が多くなる
と亜鉛表面がビスマスで覆われ、また、その覆われる過
程で亜鉛が急激に反応しすぎて、かえって逆効果にな
る。また、上記の範囲内の添加量では放電特性の低下が
少なく、充分な実用性を有している。
（Ｂｉ2 Ｏ3 ）を５ｐｐｍ〜１重量％添加することによ
り、水素ガスの発生を抑制することができる。特に添加
量が５０〜１０００ｐｐｍの範囲で水素ガスの発生を抑
制する効果が大きい。酸化ビスマスの添加量が多くなる
と亜鉛表面がビスマスで覆われ、また、その覆われる過
程で亜鉛が急激に反応しすぎて、かえって逆効果にな
る。また、上記の範囲内の添加量では放電特性の低下が
少なく、充分な実用性を有している。
【００４０】実施例２ 実施例１と同様の電解液に酸化ビスマス（Ｂｉ2 Ｏ3 ）
と酸化インジウム（Ｉｎ2 Ｏ3 ）をそれぞれ亜鉛に対し
て５ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、１０００ｐｐ
ｍ、１重量％、１０重量％添加し、それ以外は実施例１
と同様にして単３形アルカリ電池を作製し、その１０Ω
放電（終止電圧０．９Ｖ）での放電持続時間および６０
℃で２０日間保存したときの水素ガス発生量を調べた。
その結果を表５に示す。
と酸化インジウム（Ｉｎ2 Ｏ3 ）をそれぞれ亜鉛に対し
て５ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、１０００ｐｐ
ｍ、１重量％、１０重量％添加し、それ以外は実施例１
と同様にして単３形アルカリ電池を作製し、その１０Ω
放電（終止電圧０．９Ｖ）での放電持続時間および６０
℃で２０日間保存したときの水素ガス発生量を調べた。
その結果を表５に示す。
【００４１】
【表５】
【００４２】表５に示すように、電解液に酸化ビスマス
と酸化インジウムをそれぞれ亜鉛に対して５ｐｐｍ〜１
重量％添加することにより、水素ガスの発生を抑制する
ことができる。特に添加量が５０〜１０００ｐｐｍの範
囲で水素ガスの発生を抑制する効果が大きい。また、上
記の範囲内での添加量では放電特性の低下も少なく、充
分な実用性を有している。
と酸化インジウムをそれぞれ亜鉛に対して５ｐｐｍ〜１
重量％添加することにより、水素ガスの発生を抑制する
ことができる。特に添加量が５０〜１０００ｐｐｍの範
囲で水素ガスの発生を抑制する効果が大きい。また、上
記の範囲内での添加量では放電特性の低下も少なく、充
分な実用性を有している。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、電解
液にビスマス化合物またはビスマス化合物とインジウム
化合物を添加することによって、電池内の微量不純物に
基づく水素ガスの発生を抑制することができた。
液にビスマス化合物またはビスマス化合物とインジウム
化合物を添加することによって、電池内の微量不純物に
基づく水素ガスの発生を抑制することができた。
【図１】本発明に係るアルカリ電池の一例を示す部分断
面図である。
面図である。
１ 正極合剤 ３ セパレータ ４ 負極剤
Claims (4)
- 【請求項１】 亜鉛を負極活物質とする無水銀のアルカ
リ電池において、電解液にビスマス化合物を添加したこ
とを特徴とするアルカリ電池。 - 【請求項２】 ビスマス化合物の添加量がＢｉ2 Ｏ3 と
して亜鉛に対して５ｐｐｍ以上１重量％以下であること
を特徴とする請求項１記載のアルカリ電池。 - 【請求項３】 電解液にインジウム化合物を添加したこ
とを特徴とする請求項１または２記載のアルカリ電池。 - 【請求項４】 インジウム化合物の添加量がＩｎ2 Ｏ3
として亜鉛に対して５ｐｐｍ以上１重量％以下で、ビス
マス化合物の添加量がＢｉ2 Ｏ3 として亜鉛に対して５
ｐｐｍ以上１重量％以下であることを特徴とする請求項
３記載のアルカリ電池。
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| JP25733892A JP3317526B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | アルカリ電池 |
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- 1992-08-31 JP JP25733892A patent/JP3317526B2/ja not_active Expired - Lifetime
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1993
- 1993-08-27 DE DE4328818A patent/DE4328818B4/de not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-01-30 US US08/380,158 patent/US5541021A/en not_active Expired - Lifetime
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| DE4328818B4 (de) | 2004-01-08 |
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