JPS60236462A - アルカリ乾電池 - Google Patents
アルカリ乾電池Info
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- JPS60236462A JPS60236462A JP9407684A JP9407684A JPS60236462A JP S60236462 A JPS60236462 A JP S60236462A JP 9407684 A JP9407684 A JP 9407684A JP 9407684 A JP9407684 A JP 9407684A JP S60236462 A JPS60236462 A JP S60236462A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
-
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- 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
- H01M6/08—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with cup-shaped electrodes
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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。
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、アルカリ乾電池に関する。更に詳しくは、
円筒型アルカリ乾電池の負極集電棒を表面処理すること
により使用水銀量を低減化せしめたアルカリ乾電池に関
するものである。
円筒型アルカリ乾電池の負極集電棒を表面処理すること
により使用水銀量を低減化せしめたアルカリ乾電池に関
するものである。
（ロ）従来技術
従来、アルカリ乾電池は、第１図に示すように電池の正
極端子を兼ねる正極缶の内側面に、二酸化マンガンより
なる正極（１）を形成し、該正極（１）の中心孔部にセ
パレーター（５）を介して粒状亜鉛（６）とゲル化剤（
刀からなる負極物質が電解液とともに充填されて負極（
２）を形成している。そしてこの亜鉛負極内に正極缶開
口部によりカシメ封口しした絶縁パツキン封口体（４）
の中心孔を貫通させた負極集電棒（３）を圧入して集電
を行なっている。このように、従来のアルカリ乾電池で
は高性能化のために負極に粒状亜鉛を用いているが、そ
のため負極と電解液と接触する部分が非常に多いので、
亜鉛の溶解と共に水素ガスの発住が生じ易く、保存性能
が極端に劣化する傾向があった。かような現象を防止す
る手段として粒状亜鉛表面を高濃度の水銀（亜鉛に対し
て６〜１０重量％）によりアマルガム化して用いること
が広く行なわれている（特公昭３３−６０３６号公報参
照）。かかる処理は集電棒にとっても重要な処理である
。すなわち、この亜鉛負極内に当接した負極集電棒は、
一般的に黄銅や洋白線といった銅に亜鉛、あるいは銅に
亜鉛及びニッケルといった水銀によりアマルガム化され
やすい金属棒を用いているため、集電棒がかかるアマル
ガム化亜鉛極内に挿入された状態で、亜鉛表面の前記高
濃度水銀により該集電棒表面にも均一なアマルガム化が
行なわれ、この結果集電棒と亜鉛極との局部電池によっ
て発生するガスが抑止され満足な保存性能が得られるか
らである。
極端子を兼ねる正極缶の内側面に、二酸化マンガンより
なる正極（１）を形成し、該正極（１）の中心孔部にセ
パレーター（５）を介して粒状亜鉛（６）とゲル化剤（
刀からなる負極物質が電解液とともに充填されて負極（
２）を形成している。そしてこの亜鉛負極内に正極缶開
口部によりカシメ封口しした絶縁パツキン封口体（４）
の中心孔を貫通させた負極集電棒（３）を圧入して集電
を行なっている。このように、従来のアルカリ乾電池で
は高性能化のために負極に粒状亜鉛を用いているが、そ
のため負極と電解液と接触する部分が非常に多いので、
亜鉛の溶解と共に水素ガスの発住が生じ易く、保存性能
が極端に劣化する傾向があった。かような現象を防止す
る手段として粒状亜鉛表面を高濃度の水銀（亜鉛に対し
て６〜１０重量％）によりアマルガム化して用いること
が広く行なわれている（特公昭３３−６０３６号公報参
照）。かかる処理は集電棒にとっても重要な処理である
。すなわち、この亜鉛負極内に当接した負極集電棒は、
一般的に黄銅や洋白線といった銅に亜鉛、あるいは銅に
亜鉛及びニッケルといった水銀によりアマルガム化され
やすい金属棒を用いているため、集電棒がかかるアマル
ガム化亜鉛極内に挿入された状態で、亜鉛表面の前記高
濃度水銀により該集電棒表面にも均一なアマルガム化が
行なわれ、この結果集電棒と亜鉛極との局部電池によっ
て発生するガスが抑止され満足な保存性能が得られるか
らである。
しかし、年々電池の需要は増え続けており、このため電
池中の水銀による環境の問題が非常に深刻なものとなっ
ている。このため、負極の亜鉛に対する水銀含有量を減
らすことが考えられる。しかしながら単に減らすだけで
は、負極集電棒表面が粒状亜鉛表面から移行する水銀に
より均一にアマルガム化されず、所々集電棒素材が露出
した状態となり、そこで亜鉛との局部電池が形成されて
ガスが発生し十分な保存性能が得られないという欠点が
あり、実用化は困難であった。
池中の水銀による環境の問題が非常に深刻なものとなっ
ている。このため、負極の亜鉛に対する水銀含有量を減
らすことが考えられる。しかしながら単に減らすだけで
は、負極集電棒表面が粒状亜鉛表面から移行する水銀に
より均一にアマルガム化されず、所々集電棒素材が露出
した状態となり、そこで亜鉛との局部電池が形成されて
ガスが発生し十分な保存性能が得られないという欠点が
あり、実用化は困難であった。
（ハ）発明の目的
この発明は、上記のような事情に鑑みなされたものであ
り、電池保存性能が阻害されることなく使用水銀量が減
少されたアルカリ乾電池を提供することを目的とする。
り、電池保存性能が阻害されることなく使用水銀量が減
少されたアルカリ乾電池を提供することを目的とする。
（ニ）発明の構成
かくしてこの発明によれば、円筒型電池の中心部に設定
された亜鉛からなる負極と、この負極の外周に１セパレ
ーターを介しで設定された正極と、負極内に集電体とし
て挿入された集電棒とを備えてなるアルカリ乾電池にお
いて、 上記負極を、アマルガム化されていない粒状亜鉛か又は
５重量％までの水銀によって表面もしくは内部アマルガ
ム化されてなる粒状亜鉛で構成すると共に、上記集電棒
に、ｌｎ、ｐｂ％Ｔｊ２、’（３ａ 、Ｑｄから選ばれ
る一種以上の金属により前処理するか又はせずして予め
表面が均一にアマルガム化された集電棒を用いたことを
特徴とするアルカリ乾電池が提供される。
された亜鉛からなる負極と、この負極の外周に１セパレ
ーターを介しで設定された正極と、負極内に集電体とし
て挿入された集電棒とを備えてなるアルカリ乾電池にお
いて、 上記負極を、アマルガム化されていない粒状亜鉛か又は
５重量％までの水銀によって表面もしくは内部アマルガ
ム化されてなる粒状亜鉛で構成すると共に、上記集電棒
に、ｌｎ、ｐｂ％Ｔｊ２、’（３ａ 、Ｑｄから選ばれ
る一種以上の金属により前処理するか又はせずして予め
表面が均一にアマルガム化された集電棒を用いたことを
特徴とするアルカリ乾電池が提供される。
この発明の最も特徴とする点は、予め均一にアマルガム
化された集電棒を用いることにより、負極の粒状亜鉛中
の水銀量を従来に比して減少させ、場合によっては該粒
状面、船中の水銀量をゼロとし得た点にある。
化された集電棒を用いることにより、負極の粒状亜鉛中
の水銀量を従来に比して減少させ、場合によっては該粒
状面、船中の水銀量をゼロとし得た点にある。
この発明に用いる集電棒の素材としては銅、ニッケル、
亜鉛などが挙げられこれ以外にアマルガム化され易い金
属が使用可能である。かかる集電棒は電池に挿入される
前に予めアマルガム化されるが、この方法には集電棒に
直接水銀もしくは水銀化合物を接触させて行なう方法と
、その表面に先に夏ｎ１Ｐｂ、１４２１Ｇａ、Ｃｄなど
の金属もしくはその化合物を接触させてこれらの金属薄
膜を被着させる前処理を行なったのち、水銀もしく。
亜鉛などが挙げられこれ以外にアマルガム化され易い金
属が使用可能である。かかる集電棒は電池に挿入される
前に予めアマルガム化されるが、この方法には集電棒に
直接水銀もしくは水銀化合物を接触させて行なう方法と
、その表面に先に夏ｎ１Ｐｂ、１４２１Ｇａ、Ｃｄなど
の金属もしくはその化合物を接触させてこれらの金属薄
膜を被着させる前処理を行なったのち、水銀もしく。
は水銀化合物を接触させてアマルガム化させる方法とが
挙げられる。前者の方法は、具体的にはたとえば、集電
棒の表面を洗浄したのち、弱酸性溶液中（１−１ｃρ、
１−ＩＮＯｓなど）あるいは、アルカリ溶液中（ＫＯ）
ｌなと）にて金属水銀、昇コウ（Ｈａ ＧＤ３＞を用い
てアマルガム化するか、あるいは高濃度の（１０重量％
以上）水銀によってアマルガム化処理されている亜鉛ス
ラリー（アルカリ液）中に前記棒を投入し、アマルガム
化することにより行なわれる。
挙げられる。前者の方法は、具体的にはたとえば、集電
棒の表面を洗浄したのち、弱酸性溶液中（１−１ｃρ、
１−ＩＮＯｓなど）あるいは、アルカリ溶液中（ＫＯ）
ｌなと）にて金属水銀、昇コウ（Ｈａ ＧＤ３＞を用い
てアマルガム化するか、あるいは高濃度の（１０重量％
以上）水銀によってアマルガム化処理されている亜鉛ス
ラリー（アルカリ液）中に前記棒を投入し、アマルガム
化することにより行なわれる。
後者の方法は、具体的には例えば、ＩｎＣρ３、Ｐｂ
（ＮＯ３）２ 、ＴＱＮＯｓなどの塩化物、硝酸物の金
属−を弱酸性液か水に溶解し、その溶液中に負極集電棒
を挿入し、イオン置換法により前記のＩｎ 、Ｐｂ １
ＴΩといった金属体を集電棒の表面に被−するか、集電
棒に通電してこれらの金属体を電着することにより表面
に被着させ、さらにこうＣて作製した負極集電棒を前記
した方法でアマルガム化することにより行なわれる。
（ＮＯ３）２ 、ＴＱＮＯｓなどの塩化物、硝酸物の金
属−を弱酸性液か水に溶解し、その溶液中に負極集電棒
を挿入し、イオン置換法により前記のＩｎ 、Ｐｂ １
ＴΩといった金属体を集電棒の表面に被−するか、集電
棒に通電してこれらの金属体を電着することにより表面
に被着させ、さらにこうＣて作製した負極集電棒を前記
した方法でアマルガム化することにより行なわれる。
通常、均一なアマルガム化が、より低濃度の水銀又は水
銀化合物によって行なえる点から後者の方法（前処理布
）を採用するのが好ましい。
銀化合物によって行なえる点から後者の方法（前処理布
）を採用するのが好ましい。
一方この発明において用いる粒状亜鉛の素材は当該分野
で公知の粒状亜鉛が適用でき通常５０〜３００メツシュ
程度の粒径のものを用いるのが適している。この発明に
おいては上記粒状亜鉛をアマルガム化することなくその
まま負極の素材として用いることができる。なお集電棒
には均一なアマルガム化がなされているため、集電棒と
粒状亜鉛との局部電池形成による水素ガス発生の活性化
自体が防止される。そのため実使用可能な低水銀化電池
とすることが・できる。この際、粒状亜鉛の表面又は内
部にＩｎ、Ｐｂ、ＴＱＳＧａ、Ｃｄから選ばれる一種以
上の金属を合金化しておくことは好ましい態様の一つで
ある。
で公知の粒状亜鉛が適用でき通常５０〜３００メツシュ
程度の粒径のものを用いるのが適している。この発明に
おいては上記粒状亜鉛をアマルガム化することなくその
まま負極の素材として用いることができる。なお集電棒
には均一なアマルガム化がなされているため、集電棒と
粒状亜鉛との局部電池形成による水素ガス発生の活性化
自体が防止される。そのため実使用可能な低水銀化電池
とすることが・できる。この際、粒状亜鉛の表面又は内
部にＩｎ、Ｐｂ、ＴＱＳＧａ、Ｃｄから選ばれる一種以
上の金属を合金化しておくことは好ましい態様の一つで
ある。
しかしながら、この発明に用いる粒状亜鉛は通常アマル
ガム化されたものであることが好ましい。
ガム化されたものであることが好ましい。
この場合においてアマルガム化させる水銀の量は亜鉛に
対して約５重量％以下で充分であり、従来のごとく高濃
度の水銀を用いる必要はない。粒状。
対して約５重量％以下で充分であり、従来のごとく高濃
度の水銀を用いる必要はない。粒状。
亜鉛のアマルガム化は表面のみならず内部まで行なわれ
ていてもよい。かかるアマルガム化は粒状亜鉛と少量の
水銀もしくは水銀化合物とを接触させるか、又は亜鉛ア
マルガムを粒状化することにより得られる。この際にお
いても亜鉛粒子の表面をアマルガム化前に、前記したご
と＜Ｉｎ、Ｐｂ、ＴＮｌＧａ 、Ｃｄから選ばれる一種
以上の金属で被覆処理しておくことが、使用水銀量を保
存性能の低下なく、さらに低減しつる点で好ましい。
ていてもよい。かかるアマルガム化は粒状亜鉛と少量の
水銀もしくは水銀化合物とを接触させるか、又は亜鉛ア
マルガムを粒状化することにより得られる。この際にお
いても亜鉛粒子の表面をアマルガム化前に、前記したご
と＜Ｉｎ、Ｐｂ、ＴＮｌＧａ 、Ｃｄから選ばれる一種
以上の金属で被覆処理しておくことが、使用水銀量を保
存性能の低下なく、さらに低減しつる点で好ましい。
（ホ）実施例
負極としてアマルガム化された粒状亜鉛を用い、集電棒
を圧入しない以外、第１図と同様な電池を作製した。こ
の際の粒状亜鉛のアマルガム化は、亜鉛に対しそれぞれ
９重量％（比較例）、５重量％及び１重曇％使用したも
のをそれぞれ３種類ずつ作製した。
を圧入しない以外、第１図と同様な電池を作製した。こ
の際の粒状亜鉛のアマルガム化は、亜鉛に対しそれぞれ
９重量％（比較例）、５重量％及び１重曇％使用したも
のをそれぞれ３種類ずつ作製した。
かかる電池基体を用い、３つの条件すなわち、（Ａ）集
電棒を挿入しないもの、（Ｂ）アマルガム化していない
集電棒をバッキングの中心孔より圧入装着したもの及び
（Ｃ）水銀を１０重量％含む亜鉛スラリー中に浸漬して
表面を均一にアマルガム化した集電棒を圧入装着したも
のの各条件について保存性能を評価した。
電棒を挿入しないもの、（Ｂ）アマルガム化していない
集電棒をバッキングの中心孔より圧入装着したもの及び
（Ｃ）水銀を１０重量％含む亜鉛スラリー中に浸漬して
表面を均一にアマルガム化した集電棒を圧入装着したも
のの各条件について保存性能を評価した。
なお、上記とは別に、さらにＩｎ及びＰｂの金属添加物
を亜鉛に対し、０．１〜０．３重量％添加したのち、水
銀を少量添加してアマルガム化した亜鉛粉末（１重量％
Ｈａ）を用いた電池を構成しこれに前記のＩｎ 、Ｐｂ
をイオン置換法により被覆処理したのちアマルガム化し
た集電棒を用いて同様の評価を行なった。
を亜鉛に対し、０．１〜０．３重量％添加したのち、水
銀を少量添加してアマルガム化した亜鉛粉末（１重量％
Ｈａ）を用いた電池を構成しこれに前記のＩｎ 、Ｐｂ
をイオン置換法により被覆処理したのちアマルガム化し
た集電棒を用いて同様の評価を行なった。
このようにして作製した電池を６０℃の高嵩に３日間投
入放置したのち電池内の全ガス量を比較した。この結果
を第１表に示す。
入放置したのち電池内の全ガス量を比較した。この結果
を第１表に示す。
（以下余白、次頁に続く）
第１表
水銀量が９重量％と多い場合は集電棒を装着しない場合
に比べ、無処理棒、アマルガム化処理棒との差はほとん
ど現れない。これは、亜鉛極中の水銀量が多い場合はす
みやかに無処理の集電棒の表面がアマルガム化されると
思われる。又、水銀量が５重量％、さらに、１ｆ！量％
と少ない場合には、アマルガム化処理した負極集電棒は
１重量％でも若干の増加が見られる程度であるが、無処
理棒では極度に多いガス、発生゛が見られた。
に比べ、無処理棒、アマルガム化処理棒との差はほとん
ど現れない。これは、亜鉛極中の水銀量が多い場合はす
みやかに無処理の集電棒の表面がアマルガム化されると
思われる。又、水銀量が５重量％、さらに、１ｆ！量％
と少ない場合には、アマルガム化処理した負極集電棒は
１重量％でも若干の増加が見られる程度であるが、無処
理棒では極度に多いガス、発生゛が見られた。
又、１ｎＳｐｂを添加したのち１重量％の水銀によりア
マルガム化処理した亜鉛極を用いた電池では、集電棒を
装着しない電池、あるいは高濃度のＨＱ量によりアマル
ガム化処理した集電棒を装着した電池ではガス量に大き
な増加はみられない。
マルガム化処理した亜鉛極を用いた電池では、集電棒を
装着しない電池、あるいは高濃度のＨＱ量によりアマル
ガム化処理した集電棒を装着した電池ではガス量に大き
な増加はみられない。
このように亜鉛粉末の処理水銀量が少ない亜鉛極を用い
るアルカリ乾電池において、この亜鉛極内に挿入する負
極集電棒の表面を高濃度の水銀で処理することによりガ
ス発生の少ない、保存性に優れた電池を得るものであり
、その効果はきわめて大きい。
るアルカリ乾電池において、この亜鉛極内に挿入する負
極集電棒の表面を高濃度の水銀で処理することによりガ
ス発生の少ない、保存性に優れた電池を得るものであり
、その効果はきわめて大きい。
（へ）効果
゛ 以上述べたごとくこの発明のアルカリ乾電池は、良
好な電池保存性能を保ったまま使用水銀量の低減化を可
能としたものであり、製造上、コスト、公害面等の点で
極めて有用なものである。
好な電池保存性能を保ったまま使用水銀量の低減化を可
能としたものであり、製造上、コスト、公害面等の点で
極めて有用なものである。
第１図は、アルカリ乾電池の内部構成を示す構成説明図
である。 （１）・・・・・・正極、（２）・・・・・・負極、（
３）・・・・・・負極集電棒、（４）・・・・・・絶縁
パツキン封口体、（５）・・・・・・セパレーター、（
６）・・・・・・粒状亜鉛、（力・・・・・・ゲル化剤
。
である。 （１）・・・・・・正極、（２）・・・・・・負極、（
３）・・・・・・負極集電棒、（４）・・・・・・絶縁
パツキン封口体、（５）・・・・・・セパレーター、（
６）・・・・・・粒状亜鉛、（力・・・・・・ゲル化剤
。
Claims (1)
- （１）円筒型電池の中心部に設定された亜鉛からなる負
極と、この負極の外周にセパレーターを介して設定され
た正極と、負極内に集電体として挿入された集電棒とを
備えてなるアルカリ乾電池において、 上記負極を、アマルガム化されていない粒状亜鉛か又は
５重量％までの水銀によって表面もしくは内部アマルガ
ム化されてなる粒状亜鉛で構成すると共に、上記集電棒
に、Ｉｎ １Ｐｂ 、ＴＱｌＧａＳＣｄから選ばれる一
種以上の金属により前処理するか又はせずして予め表面
が均一にアマル。 ガム化された集電棒を用いたことを特徴とするアルカリ
乾電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9407684A JPS60236462A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | アルカリ乾電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9407684A JPS60236462A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | アルカリ乾電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60236462A true JPS60236462A (ja) | 1985-11-25 |
Family
ID=14100398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9407684A Pending JPS60236462A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | アルカリ乾電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60236462A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2634595A1 (fr) * | 1988-07-25 | 1990-01-26 | Cipel | Generateur electrochimique a electrolyte alcalin et a electrode negative de zinc |
| FR2634596A1 (fr) * | 1988-07-25 | 1990-01-26 | Cipel | Generateur electrochimique a electrolyte alcalin et a electrode negative de zinc |
| US6284410B1 (en) | 1997-08-01 | 2001-09-04 | Duracell Inc. | Zinc electrode particle form |
| US6586139B1 (en) | 1992-08-04 | 2003-07-01 | Seiko Instruments Inc. | Alkaline battery without mercury and electronic apparatus powered thereby |
| US7229715B2 (en) | 2003-06-17 | 2007-06-12 | The Gillette Company | Anode for battery |
-
1984
- 1984-05-10 JP JP9407684A patent/JPS60236462A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2634595A1 (fr) * | 1988-07-25 | 1990-01-26 | Cipel | Generateur electrochimique a electrolyte alcalin et a electrode negative de zinc |
| FR2634596A1 (fr) * | 1988-07-25 | 1990-01-26 | Cipel | Generateur electrochimique a electrolyte alcalin et a electrode negative de zinc |
| US6586139B1 (en) | 1992-08-04 | 2003-07-01 | Seiko Instruments Inc. | Alkaline battery without mercury and electronic apparatus powered thereby |
| US6723469B1 (en) * | 1992-08-04 | 2004-04-20 | Siixmicro Parts Ltd. | Alkaline battery without mercury and electronic apparatus powered thereby |
| US6284410B1 (en) | 1997-08-01 | 2001-09-04 | Duracell Inc. | Zinc electrode particle form |
| US7229715B2 (en) | 2003-06-17 | 2007-06-12 | The Gillette Company | Anode for battery |
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