JPS6178060A - 亜鉛アルカリ電池 - Google Patents
亜鉛アルカリ電池Info
- Publication number
- JPS6178060A JPS6178060A JP59200035A JP20003584A JPS6178060A JP S6178060 A JPS6178060 A JP S6178060A JP 59200035 A JP59200035 A JP 59200035A JP 20003584 A JP20003584 A JP 20003584A JP S6178060 A JPS6178060 A JP S6178060A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- negative electrode
- battery
- mercury
- alkaline battery
- 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.)
- Pending
Links
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
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/42—Alloys based on zinc
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (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】
ａ東上の利用分野
本発明は、負極活物質として亜鉛、電解液としてアルカ
リ水溶液、正極活物質として二酸化マンガン、酸１ヒ銀
、酸化水銀、酸素、水酸化ニノテル等を用いる亜鉛アル
カリ電池の負極の改良に関するものである。
リ水溶液、正極活物質として二酸化マンガン、酸１ヒ銀
、酸化水銀、酸素、水酸化ニノテル等を用いる亜鉛アル
カリ電池の負極の改良に関するものである。
従来の技術
亜５ｉ）アルカリ電池の共通したｙ’−’８点として、
ｊｖａ中の９極亜鉛の電解７夜による腐食が挙げられる
。
ｊｖａ中の９極亜鉛の電解７夜による腐食が挙げられる
。
従来、亜鉛に５〜１ＯｆｆＩＪｉ？つ程度の水銀を添加
した玉化亜錯ｔａ末を用いて水素過電工を高め、実用的
に問題のない程度に腐食を抑制することか工業的な手法
として採用されている。しかし近年、低公害化のため、
電池内の含有水銀量を低減させることが社会的ニーズと
して高まり、確々の研究がなされている。〔４１えは、
亜鉛中に鉛、カドミウム。
した玉化亜錯ｔａ末を用いて水素過電工を高め、実用的
に問題のない程度に腐食を抑制することか工業的な手法
として採用されている。しかし近年、低公害化のため、
電池内の含有水銀量を低減させることが社会的ニーズと
して高まり、確々の研究がなされている。〔４１えは、
亜鉛中に鉛、カドミウム。
インジウム、ガリウムなどを添加した合金粉末を用いて
耐食性を向上させ、未化率を低減させる方法が提案され
ている。これらの腐食抑制効果は、添加元素の草体の効
果以外に複数の添加元素；二よる複合効果ら大きく、イ
ンジウムと鉛あるいはこれにさらにガリウムを添加した
もの、さらにはガリウムと鉛を添１’ＩＯした亜鉛合金
なとかしｔ来、有望な系として提案されている。
耐食性を向上させ、未化率を低減させる方法が提案され
ている。これらの腐食抑制効果は、添加元素の草体の効
果以外に複数の添加元素；二よる複合効果ら大きく、イ
ンジウムと鉛あるいはこれにさらにガリウムを添加した
もの、さらにはガリウムと鉛を添１’ＩＯした亜鉛合金
なとかしｔ来、有望な系として提案されている。
発明が蝉決しようとする問題占
これらはいずれもある程度のｆｆ＋ｔ）を性がＭ侍てき
、康化工の低減もある程度見込めるらのの、さし〕に−
筈、Ｉｉ＃膣性のよい合金系の採字が必要である。
、康化工の低減もある程度見込めるらのの、さし〕に−
筈、Ｉｉ＃膣性のよい合金系の採字が必要である。
本発明は、９峰亜鉛の耐口性を同上させて、その虫１ヒ
率を低減するか、あるいは！！ｔ［ｆｆ１ｌヒを目指し
、低公害で貯ｉ２＋１：、ａｉ４漏演性、牧電性能のす
（れな亜鉛アルカリ水溶液を提供することを目的とする
。
率を低減するか、あるいは！！ｔ［ｆｆ１ｌヒを目指し
、低公害で貯ｉ２＋１：、ａｉ４漏演性、牧電性能のす
（れな亜鉛アルカリ水溶液を提供することを目的とする
。
問題へを蝉決するための手段
本発明は、電解液にか性カリ、か性ソーダなどを主成分
とするアルカリ水溶液、負極活物質に亜鉛、正極活物質
に二酸化マンガン、ａ１ヒ銀、６！！化１ｋｆＢ、酸素
などを用いるいわゆる亜鉛アルカリ系電池の負極に亜鉛
を主成分さし、これに鉛ｆＰｂ）を０．０１〜０．５！
ＩＩ量％、カドミウムｆｃｄ）を０、Ｏ１〜ｏ、ｓｉ量
？６、タリウムｆＴ１１゜ｉ（Ａｇ）の−幅または二種
を合計で０．０１〜０．５ｉｉ量？６を添加した亜鉛合
金を用いたことをｙＩＷｌとする。
とするアルカリ水溶液、負極活物質に亜鉛、正極活物質
に二酸化マンガン、ａ１ヒ銀、６！！化１ｋｆＢ、酸素
などを用いるいわゆる亜鉛アルカリ系電池の負極に亜鉛
を主成分さし、これに鉛ｆＰｂ）を０．０１〜０．５！
ＩＩ量％、カドミウムｆｃｄ）を０、Ｏ１〜ｏ、ｓｉ量
？６、タリウムｆＴ１１゜ｉ（Ａｇ）の−幅または二種
を合計で０．０１〜０．５ｉｉ量？６を添加した亜鉛合
金を用いたことをｙＩＷｌとする。
本発明は、前記のｐｂとＣｄを添加した亜鉛合金系の耐
食性を一層向上させることを目的として検討した結果上
記の合金系にさらにＴ１．ＡＩを添加元素として付加す
ることが有効であることを見出し、各添加元素の適切な
含有量を規定したものである。ＰｂとＣｄを添加した亜
鉛合金は防食効果はあるが、亜鉛負極の市化工を飛躍的
に低減させるはとには２！＋’Ｒ：はない。しかし添加
元素が比較的安価であることと、他の添加元素との複合
により泪乗的な防食効果が期待される。市で注目され、
本発明は以下に述べる作用機堝の推察のらとにこれを実
験的に確認して克成したちのである。
食性を一層向上させることを目的として検討した結果上
記の合金系にさらにＴ１．ＡＩを添加元素として付加す
ることが有効であることを見出し、各添加元素の適切な
含有量を規定したものである。ＰｂとＣｄを添加した亜
鉛合金は防食効果はあるが、亜鉛負極の市化工を飛躍的
に低減させるはとには２！＋’Ｒ：はない。しかし添加
元素が比較的安価であることと、他の添加元素との複合
により泪乗的な防食効果が期待される。市で注目され、
本発明は以下に述べる作用機堝の推察のらとにこれを実
験的に確認して克成したちのである。
作用
すなわち、亜鉛合金への添加元素としてのＰｂ。
Ｃｄは結晶粒界近ＷＩちよび結晶内部で表面から汞化し
た亜鉛合金中の水銀が結晶粒界を通じて表面層から内部
に拡散するのを抑制するのに効果的であると考えられ、
これに水銀とのＩＩ２印性０大きいＴ１．Ａｔを添加す
ることにより、亜鉛合金の表面に存在するＴＩまたはＡ
Ｉが水銀を表面層に担持する作用が加わり、これらの添
加元素の複合作用として、亜鉛合金の粒界１粒内への水
銀の拡散を抑制し、少量の水銀の添加によって亜鉛合金
の表面の水ＳＭ４度を高い状態に維持できるので、耐食
性のすぐれた亜鉛負極が得られたものと考えられる。
た亜鉛合金中の水銀が結晶粒界を通じて表面層から内部
に拡散するのを抑制するのに効果的であると考えられ、
これに水銀とのＩＩ２印性０大きいＴ１．Ａｔを添加す
ることにより、亜鉛合金の表面に存在するＴＩまたはＡ
Ｉが水銀を表面層に担持する作用が加わり、これらの添
加元素の複合作用として、亜鉛合金の粒界１粒内への水
銀の拡散を抑制し、少量の水銀の添加によって亜鉛合金
の表面の水ＳＭ４度を高い状態に維持できるので、耐食
性のすぐれた亜鉛負極が得られたものと考えられる。
以下、実施例により詳細に説明する。
実施例
純度９９．９９７り６以上の亜鉛ＪＩＩ！金に、１）ｂ
。
。
Ｃｄのうち少なくとも一種の元素と、Ｇａ及び、Ａｇを
添加した各種の亜鉛合金を作成し、杓５００℃で溶融し
て圧縮空気により噴射して粉体化し、５０〜！５０メツ
ンユの粒度範囲にふるい分けした。次いで、か性カリの
ＩＯ重量？６水溶液中に上記粉体を投入し、撹拌しなが
ら所定量の水銀を滴下して重化した。その後、水洗しア
セトンで直換しで乾燥し、汞化亜鉛合金扮を作成した。
添加した各種の亜鉛合金を作成し、杓５００℃で溶融し
て圧縮空気により噴射して粉体化し、５０〜！５０メツ
ンユの粒度範囲にふるい分けした。次いで、か性カリの
ＩＯ重量？６水溶液中に上記粉体を投入し、撹拌しなが
ら所定量の水銀を滴下して重化した。その後、水洗しア
セトンで直換しで乾燥し、汞化亜鉛合金扮を作成した。
さらに比較例として、正を添加しない亜鉛合金を上記と
同法で溶融噴射して粉体化し、未化粉末を作成した。
同法で溶融噴射して粉体化し、未化粉末を作成した。
これらの重化粉末を用い、図に示すボタン形酸化銀Ｔ：
ｉ（Ｉ！！を製作した。図において、１はステンレス鋼
製の封口板で、その内面には銅メッキｌ゛が施されてい
る。２ほか性カリの４０重量％水溶液にＭｌヒ亜鉛をＱ
ｆ口させた電解液をカルボキノメチルセルロースにより
ゲル１ヒし、このゲル中に禾１ヒ亜鉛合金ｔａ末を分散
させた亜鉛負極である。３はセルロース系の保液材、１
は多孔性ポリプロピレン製のムハレータ、５は酸１ヒ銀
に黒Ｓｉｌを混合して加圧成形した正極、６は鉄にニッ
ケルメンキを施した正極リング、７はステンレス鋼製の
正極缶であり、内外面にはニッケルメッキが施されてい
る。
ｉ（Ｉ！！を製作した。図において、１はステンレス鋼
製の封口板で、その内面には銅メッキｌ゛が施されてい
る。２ほか性カリの４０重量％水溶液にＭｌヒ亜鉛をＱ
ｆ口させた電解液をカルボキノメチルセルロースにより
ゲル１ヒし、このゲル中に禾１ヒ亜鉛合金ｔａ末を分散
させた亜鉛負極である。３はセルロース系の保液材、１
は多孔性ポリプロピレン製のムハレータ、５は酸１ヒ銀
に黒Ｓｉｌを混合して加圧成形した正極、６は鉄にニッ
ケルメンキを施した正極リング、７はステンレス鋼製の
正極缶であり、内外面にはニッケルメッキが施されてい
る。
８はポリプロピレン製のガスゲットで、正極缶の折り曲
げにより正極缶と封口板との間に圧縮されている。試作
した電池は直径１！６ＩＩＩ１１、高さ５．４ｍで、負
極の未化粉末の！ｉｆｉを１９３ｍｇに統一し、また水
銀の添加量（汞化率）は、亜鉛合金相に対し、いずれら
Ｉ″ｆｆｉ！？＝とじた。
げにより正極缶と封口板との間に圧縮されている。試作
した電池は直径１！６ＩＩＩ１１、高さ５．４ｍで、負
極の未化粉末の！ｉｆｉを１９３ｍｇに統一し、また水
銀の添加量（汞化率）は、亜鉛合金相に対し、いずれら
Ｉ″ｆｆｉ！？＝とじた。
試作した電池の亜鉛合金の組成と、６０’Ｃ”Ｃ”ｌカ
月間保存した後の放電性能及び、電池総高の変１ヒを次
表に示す。放電性能は、２０゛ｃにおいて５１０Ωで０
．９Ｖを６止電圧として９１［′ｆ：したときの放電持
続時間で表わした。
月間保存した後の放電性能及び、電池総高の変１ヒを次
表に示す。放電性能は、２０゛ｃにおいて５１０Ωで０
．９Ｖを６止電圧として９１［′ｆ：したときの放電持
続時間で表わした。
この表に見られるように本発明にふける亜鉛合金の必須
添加元素の組合せのうち、一つの元素を添加していない
従来例の場合（ｂ、 ｃ、 ｄ）は添加元素の全くない
場合（ａｌに比べて負極の耐＊ｔｉ：が良く、放電性能
は良い。しかし必須添加元素をすべて含有する場合は、
−暑良好な結果が得られ、添加元素の組合せ効果か顕著
なことが、例えば（ｅ）。
添加元素の組合せのうち、一つの元素を添加していない
従来例の場合（ｂ、 ｃ、 ｄ）は添加元素の全くない
場合（ａｌに比べて負極の耐＊ｔｉ：が良く、放電性能
は良い。しかし必須添加元素をすべて含有する場合は、
−暑良好な結果が得られ、添加元素の組合せ効果か顕著
なことが、例えば（ｅ）。
（ｆ）と（ｂｌ、 ｆｃ）、 （ｄ）の比較で判る。さ
らに、必須添加元素を含有するもののうち、従来例より
良好で、含有量が適正と判断される婁、のは、ｌｅ）、
ｉｆ）。
らに、必須添加元素を含有するもののうち、従来例より
良好で、含有量が適正と判断される婁、のは、ｌｅ）、
ｉｆ）。
（ｈ）、 （ｉ＋、 （１１，ｆｓｌ、 （Ｄｉ、 （
ｎ）、 Ｈ）、 （ｕｌ、 （ｖｌｆｗｌでありｐｂが
Ｏ，Ｏｌ−０，５重量り。、Ｃｄか０、 Ｏｌ−０，Ｓ
ｔｌｉＭｒＱ、、さらに＼２またはｒｌの一方もしくは
ＡｇとＴ１おの合計か０．［１１〜０．５１Ｍ’、ｏて
含有された亜１）合金を用いｊ：電池の性能は良好で、
亜鉛負極の耐食性、１！＋ｊｒＩ性能の・改善されてい
る。しかし、添加元素に過不足のある場合、（ｇ、 ｊ
、 ｋ、 ｎ、 ｏ、 ｒ、 ｓ、りは従来例と大差な
いか、却って劣る場合らある。１迂の如て、適正な添加
量の範囲にすｊいて゛、セ述の・ビごＩ）添！Ｉｌｌ死
（：を含有させた亜鉛合金を負極に用いることにより、
低公害で実用性能のすぐれた亜鉛アルカリ電池をＣ１る
ことができる。
ｎ）、 Ｈ）、 （ｕｌ、 （ｖｌｆｗｌでありｐｂが
Ｏ，Ｏｌ−０，５重量り。、Ｃｄか０、 Ｏｌ−０，Ｓ
ｔｌｉＭｒＱ、、さらに＼２またはｒｌの一方もしくは
ＡｇとＴ１おの合計か０．［１１〜０．５１Ｍ’、ｏて
含有された亜１）合金を用いｊ：電池の性能は良好で、
亜鉛負極の耐食性、１！＋ｊｒＩ性能の・改善されてい
る。しかし、添加元素に過不足のある場合、（ｇ、 ｊ
、 ｋ、 ｎ、 ｏ、 ｒ、 ｓ、りは従来例と大差な
いか、却って劣る場合らある。１迂の如て、適正な添加
量の範囲にすｊいて゛、セ述の・ビごＩ）添！Ｉｌｌ死
（：を含有させた亜鉛合金を負極に用いることにより、
低公害で実用性能のすぐれた亜鉛アルカリ電池をＣ１る
ことができる。
なお、実施例においては本化亜鉛負極を用いた電池につ
いて説明したが、開放式の空気電池や水素吸収線溝を圓
えた密閉形亜鉛アルカリ電池などにおいては水素ガスの
発生許容量は比較的大きいので、このような電池に本発
明を適用する場合は、さらに低木化率、場合によっては
無水化のまま実施することらできる。
いて説明したが、開放式の空気電池や水素吸収線溝を圓
えた密閉形亜鉛アルカリ電池などにおいては水素ガスの
発生許容量は比較的大きいので、このような電池に本発
明を適用する場合は、さらに低木化率、場合によっては
無水化のまま実施することらできる。
発明の効果
以上のように本発明は、負極亜鉛の永１ヒ率を低減でき
、低公害の亜鉛アルカリ電池を得るに極めて効果的であ
る。
、低公害の亜鉛アルカリ電池を得るに極めて効果的であ
る。
図は本発明の実施例に用いたボタン形酸化銀電池の一部
を断面にした側面図である。 ２ ・・・・ 亜鉛負極、４ ・・・・・セパレータ、
５− ・酸１ヒ銀正極。
を断面にした側面図である。 ２ ・・・・ 亜鉛負極、４ ・・・・・セパレータ、
５− ・酸１ヒ銀正極。
Claims (1)
- 鉛を０．０１〜０．５重量％、カドミウムを０．０１〜
０．５重量％、タリウム、銀の一種または二種を０．０
１〜０．５重量％含有した亜鉛合金を負極活物質に用い
た亜鉛アルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59200035A JPS6178060A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 亜鉛アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59200035A JPS6178060A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 亜鉛アルカリ電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6178060A true JPS6178060A (ja) | 1986-04-21 |
Family
ID=16417734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59200035A Pending JPS6178060A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 亜鉛アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6178060A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5293359A (en) * | 1990-08-10 | 1994-03-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Magnetic recording and reproducing apparatus having a ferrimagnetic recording medium, a magnetic head and first and second light sources |
-
1984
- 1984-09-25 JP JP59200035A patent/JPS6178060A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5293359A (en) * | 1990-08-10 | 1994-03-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Magnetic recording and reproducing apparatus having a ferrimagnetic recording medium, a magnetic head and first and second light sources |
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