JPS60236457A

JPS60236457A - アルカリ電池の亜鉛陰極

Info

Publication number: JPS60236457A
Application number: JP59094082A
Authority: JP
Inventors: Konosuke Ikeda; 宏之助池田
Original assignee: Sanyo Deyuraseru KK
Current assignee: Sanyo Deyuraseru KK
Priority date: 1984-05-10
Filing date: 1984-05-10
Publication date: 1985-11-25

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。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は二酸化マンガンや酸化水銀を陽極活物質とし
、亜鉛を陰極活物質とし、且アルカリ水溶液を電解液と
するアルカリ電池に係り、特に亜鉛陰極の改良に関する
ものである。

（ロ）従来技術電解液としてアルカリ水溶液を用い、陰極活、物質とし
て亜鉛・を用いる電池系においては、亜鉛がアルカリ電
解液に腐蝕されて溶解し、それに伴って水素ガスを発生
して内部圧の上昇を来たし漏液を引起すという不都合が
ある。この水素ガスの発生は亜鉛自身の水素過電圧が低
いことに起因す、るものであり、その対策として亜鉛を
アマルガム化して用いることが古くから提案されている
。例えば特公昭３３−６０３６号公報によれば実用品と
しては１０％程度の水銀量を使用することが開示されて
いる。

かくして、近年に至つ°Ｃは水銀による環境汚染が大き
な社会問題となっており、アルカリ電池においても水銀
の使用型の低減化について鋭意検討されている。

（ハ）発明の目的この発明の目的の１つは亜鉛の水素過電圧を引＋１上げる効果を有するインジウム、鉛、ガリウム、タリウ
ム及びカドミウムの群から選ばれた金属の一種又は二種
以上の金属を巧みに利用して亜鉛陰極に使用する水銀量
を低減し、かつ在来の多量の水銀を使用する亜鉛陰極と
同等若しくはそれ以上に水素ガス発生を抑制しうる亜鉛
陰極を提供することにある。

更にこの発明のもう一つの目的は亜鉛活物質に含有する
水銀量を亜鉛と合金化される水銀と、亜鉛−水銀合金粉
末の表面にアマルガム化される水銀とに分割使用し、ア
マルガム化される水銀によ。

つて亜鉛〜水銀合金粉末の表面に付着させる前記金属、
即ちインジウム、鉛、ガリウム、タリウム及びカドミウ
ムの群から選ばれた金属の一種又は二種以上の金属が電
池放電時に電解液中に溶解し活物質からＩＩＩＩ脱する
のを抑制させることにより、長期に亘り水素ガス発生抑
制効果に優れた亜鉛陰極を提供することにある。

（ニ）゛発明の構成この発明は上記目的を達成すべくなされたものにして、
その要旨とするところは水銀で合金化した水銀−亜鉛合
金粉末の表面にインジウム１．鉛、ガリウム、タリウム
及びカドミウムの群から選ばれた金属の−・種又は二Ｉ
Ｉ以上の金属を付着させると共に該付着金属表面及び前
記粉末の残存露出表面を水銀でアマルガム化され、かつ
合金及びアマルガム化に用いる水銀量が亜鉛に対し約５
重傷％以下であるものを活物質として用いることを特徴
とするアルカリ電池の亜鉛陰極にある。

この発明における亜鉛陰極の活物質に用いる総水銀量は
、亜鉛に対して約５．０重量％以下で、下限は約０．５
重量％であり、好ましい範囲は約・１．０〜３．０重量
％である。

なお、インジウム、鉛、ガリウム、タリウム及びカドミ
ウムの群から選ばれた金属の一種又は二種以上の金属を
先に付着した優に水銀でアマルガム化するのが好ましい
。

（ホ）実施例以下この発明の実施例について詳述する。

亜鉛活物質に対して総水銀量をそれぞれ０．５重量％、
２．０重量％及び５．０重量％の場合を例にとり、かつ
合金化のための水銀量とアマルガム化のための水銀量と
を１／２づつ使用した。

まず、溶融亜鉛中に亜鉛量に対してそれぞれ０．２５重
量％、１．０重量％及び２．５重量％の争の液体水銀を
投入して合金化したのち冷却雰囲気中に噴出させ、つい
で乾燥して５０〜３００メツシュ程度のフレーク状の水
銀−亜鉛合金粉末を得る。

次に上記の各種水銀濃度の水銀−亜鉛合金粉末１　ｋａ
に対し、純水を１〜２Ｑ加え撹拌・分散させた後、分散
液中に亜鉛に対してインジウム重傷が“０．１重鎖％と
なる量の塩化インジウム（Ｉｎｃ１３）を加えることに
より低濃度の水銀−亜鉛合金粉末の表面にインジウムを
付着させる。

その後、表面にインジウムを付着させた各種水銀濃度の
水銀−亜鉛合金粉末を、液状水銀が亜鉛量に対してそれ
ぞれ０．２５重量％、１．０重量％及び２．５重量％を
投入されたアルカリ電解液（３５〜４０％濃度の水酸化
カリウム水溶液）に分散し、取出し乾燥してインジウム
表面及び水銀−便船合金粉末の残存′露出表面を微１の
水銀でアマルガム化する活物質を得る。なお、付着金属
として鉛、ガリウム、グリラム及びカドミウムを用いる
場合には硝酸鉛、硝酸ガリウム、硝酸タリウム及び硝酸
カドミウムのような硝！ｔｊＪＨの形態で所定重量加え
ればよく、又立＠以上の金属を付＠させる場合には上記
金属塩を順次加えるかあるいは上記金属塩の複数を混合
して加え□ればよい。

以下にこの発明の効果を測定結果によって示す。

下表は総水銀量を０．５重量％から５．０重量％まで変
化させ、かつ付着金属の種類及び重量％を変化させた時
のガス発生ｔ　（ｃｃｌｏ　）を示す。

なお比較のため、水銀１重量％含有の水銀−亜鉛合金の
ガス発生量はＱ、ｏｓｃｃ　／（Ｊであり、上表におけ
るこの発明による陰極活物質に比してガス発生量が大で
あることがわかる。

又、ガス発生口の測定は測定試料５ｇを３５〜４０％濃
度の水酸化カリウム水溶液中に投入し、６０℃で２４時
間放社した後のガス発生量を測定した。

上表から明らかなように活物質に使用する水銀量として
は亜鉛に対して２．０重量％及び５．０重畿％を加えた
場合のガス発生量がほとんど遜色のないことから見て、
より水銀量を低減する意図から亜鉛に対して　１．０重
鎖％から３．０重量％の範囲が特に好ましい量と言える
。

（へ）発明の効果この発明によれば、亜鉛活物質に対する水銀の使用量を
約半量以下で所望の目的が達せられる。

すなわち、水銀の使用量を亜鉛に対して５重量％以下と
しながら、その一部を亜鉛との合金とすることにより、
電池放電に伴いアルカリ電解液が亜鉛粉末表面から内部
に浸入した際、亜鉛内部の水銀が水素発生電位（水素過
電圧）を引上げることにより水素ガス発生の抑制に寄与
する。さらに、電池の未放電時にアルカリ電解液と亜鉛
粉末の表面との接触による水素ガス発生は、少量のイン
ジウムその伯の金属を亜鉛粉末表面に付着さすことによ
り防止させている。加えて、インジウムその他の金属の
亜鉛粉末との結合力は、水銀に比して弱いが、残りの水
銀を水銀−亜鉛合金の上記金属の付着面及び／又は残存
露出表面にアマルガム化して用いるので、水銀−亜鉛合
金のアルカリ電解液への溶解（溶解による水素ガス発生
）を防止するよう働く。これらの構成と作用機序により
、総水銀使用量が少量であるにもかかわらず、従来量を
用いたと同等ないしそれ以上の効果がもたらされ、工業
上極めて有用な技術効果となる。

Claims

【特許請求の範囲】１、水銀で合金化した水銀−亜鉛合金ｐ末の表面にイン
ジウム、鉛、ガリウム、タリ、ウム及びカドミウムの群
から選ばれた金属の一種又は二種以上の金属を付着され
ると共に該付着金属表面及び前記粉末の残存露出表面を
水銀でアマルガム化され、その際、合金化及び・アマル
ガム化に用いる水。銀壷が亜鉛に対し約５重量％以下の低濃度である物質を
活物質として用いることを特徴とするアルカリ電池の亜
鉛陰極。２、アマルガム化に用いる水銀量が合金に用いる水銀量
と同量もしくはそれ以下である特許請求の範囲第１項記
載のアルカリ電池の亜鉛陰極。３、付着さす金属の量が、水銀−亜鉛合金粉末３の亜鉛
に対して約ｏ、ｏｏｓ〜１．５重最％用いられている特
許請求の範囲第１項記載のアルカリ電池の亜鉛陰極。