JPS6247952A - アルカリ電池 - Google Patents
アルカリ電池Info
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- JPS6247952A JPS6247952A JP60186558A JP18655885A JPS6247952A JP S6247952 A JPS6247952 A JP S6247952A JP 60186558 A JP60186558 A JP 60186558A JP 18655885 A JP18655885 A JP 18655885A JP S6247952 A JPS6247952 A JP S6247952A
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- Japan
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- mercury
- amalgamated
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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
- H01M6/04—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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/06—Electrodes for primary cells
- H01M4/08—Processes of manufacture
- H01M4/12—Processes of manufacture of consumable metal or alloy electrodes
-
- 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)
- 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】
（産業上の利用分野）
この発明は、粒状亜鉛を負極活物質とするアルカリ電池
の改良に関する。
の改良に関する。
（従来の技術）
ＬＰ０１型やＬＰ０１型などのアルカリ電池は、よく知
られているように、有底円筒形の正極缶内に正極合剤、
セパレータ、ゲル状亜鉛負極が同軸状に装填されるとと
もに、正極缶の間口部が封口がスケットと負極端子板で
密閉され、ゲル状亜鉛負極の中心部に挿入された棒状の
負極集電体の上端が封口ガスケットの中心を貫通して負
極端子板の内面に接合された構造となっている。
られているように、有底円筒形の正極缶内に正極合剤、
セパレータ、ゲル状亜鉛負極が同軸状に装填されるとと
もに、正極缶の間口部が封口がスケットと負極端子板で
密閉され、ゲル状亜鉛負極の中心部に挿入された棒状の
負極集電体の上端が封口ガスケットの中心を貫通して負
極端子板の内面に接合された構造となっている。
ゲル状亜鉛負極は、アマルガム化された亜鉛粉末にアル
カリ電解液やゲル化剤などを混合したものである。亜鉛
粉末をアマルガム化することにより、亜鉛の腐蝕を効果
的に防止できるとともに、アルカリ電解液中での水素過
電圧が増大して水素ガス発生を効果的に抑制できる。ア
マルガム化した亜鉛粉末を用いることで、アルカリ電池
の放電性能および貯蔵性能が大いに向上した。
カリ電解液やゲル化剤などを混合したものである。亜鉛
粉末をアマルガム化することにより、亜鉛の腐蝕を効果
的に防止できるとともに、アルカリ電解液中での水素過
電圧が増大して水素ガス発生を効果的に抑制できる。ア
マルガム化した亜鉛粉末を用いることで、アルカリ電池
の放電性能および貯蔵性能が大いに向上した。
上記ゲル状亜鉛負極の負極集電体としては、銅や真鍮あ
るいは亜鉛メッキの鉄の棒が一般的に採用されている。
るいは亜鉛メッキの鉄の棒が一般的に採用されている。
これらの金属はアマルガム化されやｔ ＜ 、これをア
マルガム化したゲル状亜鉛負極中に挿入すると、負極集
電体側へ水銀がある程度移行してくる。
マルガム化したゲル状亜鉛負極中に挿入すると、負極集
電体側へ水銀がある程度移行してくる。
（発明が解決しようとする問題点）
アルカリ電池の性能向上に大いに寄与したゲル状亜鉛負
極をアマルガム化する技術は、有害物質である水銀を用
いるという問題を内在している。
極をアマルガム化する技術は、有害物質である水銀を用
いるという問題を内在している。
公害防止などの観点から、電池の水銀含有口は極力少な
い方が望ましい。そのために、ゲル状４Ｆ鉛負極中の水
銀含有率を低下させ（従来の電池では、亜鉛に対して５
〜１０重量％の水銀が含まれていた）、シかも電池性能
を低下させないようにする研究が盛んになされている。
い方が望ましい。そのために、ゲル状４Ｆ鉛負極中の水
銀含有率を低下させ（従来の電池では、亜鉛に対して５
〜１０重量％の水銀が含まれていた）、シかも電池性能
を低下させないようにする研究が盛んになされている。
ゲル状亜鉛負極のアマルガム化度を下げると（水銀含有
率を少なくすると）、負極集電体との関係で次のような
問題を生ずる。
率を少なくすると）、負極集電体との関係で次のような
問題を生ずる。
前述のように、ゲル状亜鉛負極中に負極集電体を挿入す
ると、亜鉛表面の水銀が負極集電体側へ移行し、負極集
電体がアマルガム化される。負（参集電体表面が十分に
アマルガム化されることで、水素過電圧が上界し、水素
ガス発生反応が抑υＩでき、亜鉛とのつながりも良好と
なる。しかし、負極集電体表面が十分にアマルガム化さ
れるには、その周辺のゲル状亜鉛負極に十分な檄の水銀
が含まれていな（ブればならない。従来の一般的なアル
カリ電池では、亜鉛のアマルガム化度が５重は％以上あ
り、またゲル状亜鉛負極にＪ３ける亜鉛含有率は５５重
量％前後であり、この場合は負極集電体・表面は十分に
アマルガム化される。
ると、亜鉛表面の水銀が負極集電体側へ移行し、負極集
電体がアマルガム化される。負（参集電体表面が十分に
アマルガム化されることで、水素過電圧が上界し、水素
ガス発生反応が抑υＩでき、亜鉛とのつながりも良好と
なる。しかし、負極集電体表面が十分にアマルガム化さ
れるには、その周辺のゲル状亜鉛負極に十分な檄の水銀
が含まれていな（ブればならない。従来の一般的なアル
カリ電池では、亜鉛のアマルガム化度が５重は％以上あ
り、またゲル状亜鉛負極にＪ３ける亜鉛含有率は５５重
量％前後であり、この場合は負極集電体・表面は十分に
アマルガム化される。
ところが、ゲル状亜鉛負極のアマルガム化度を２重間％
以下に下げた場合、水銀の絶対量が不足し、負極集電体
の表面が十分にアマルガム化されない。
以下に下げた場合、水銀の絶対量が不足し、負極集電体
の表面が十分にアマルガム化されない。
負極集電体表面のアマルガム化が十分でないと、亜鉛と
集電面の電位差により、亜鉛がアノード、集電面がカソ
ードとして作用して極部電池が形成され、亜鉛の溶解と
集電面からの水素ガス発生反応が午じゃすい。また集電
面と亜鉛とのつながりが非常に不安定ともなる。その結
果、放電電位が不安定になり、持続時間が減少するなど
の問題を併発し、水、４１ｆｆｉの多い電池より放電性
能および貯蔵性能が劣ったものになる。
集電面の電位差により、亜鉛がアノード、集電面がカソ
ードとして作用して極部電池が形成され、亜鉛の溶解と
集電面からの水素ガス発生反応が午じゃすい。また集電
面と亜鉛とのつながりが非常に不安定ともなる。その結
果、放電電位が不安定になり、持続時間が減少するなど
の問題を併発し、水、４１ｆｆｉの多い電池より放電性
能および貯蔵性能が劣ったものになる。
この発明は上述した従来の問題点に鑑みなされたもので
、その目的は、水銀の絶対量を少なくしても、負極集電
体表面が十分にアマルガム化され、電池性能を低下させ
ずにすむようにしたアルカリ電池を提供することにある
。
、その目的は、水銀の絶対量を少なくしても、負極集電
体表面が十分にアマルガム化され、電池性能を低下させ
ずにすむようにしたアルカリ電池を提供することにある
。
（問題点を解決するための手段）
そこでこの発明では、電池容器内の所定空間に充填され
たゲル状亜鉛負極のうち、負極集電体に近接した部分に
他の部分より亜鉛の含有率を大きくした領域を形成した
。
たゲル状亜鉛負極のうち、負極集電体に近接した部分に
他の部分より亜鉛の含有率を大きくした領域を形成した
。
（作 用）
亜鉛のアマルガム化度が低くても、負極集電体に近接し
た部分により多くの亜鉛が含有されていることから、負
極集電体の周辺に多くの水銀が存在することとなり、負
極集電体表面が十分にアマルガム化される。
た部分により多くの亜鉛が含有されていることから、負
極集電体の周辺に多くの水銀が存在することとなり、負
極集電体表面が十分にアマルガム化される。
（実 施 例）
第１図はこの発明の一実施例によるアルカリ・マンガン
電池の構造を示している。
電池の構造を示している。
図において、１は電池ケースを兼ねる有底円筒形の正極
缶、２は二酸化マンガンとカーボンなどを混合して円筒
形に成形した正極合剤、３はポリプロピレン不織布など
で袋状に形成されたセパレータ、４はアマルガム化され
た亜鉛粉末にアルカリ電解液やゲル化剤などを混合して
なるゲル状亜鉛負極、５はゲル状亜鉛負極４の中心に挿
入された真論棒からなる負極集電体、６は封口ガスケッ
ト、７は蓋を兼ねた負極端子板である。
缶、２は二酸化マンガンとカーボンなどを混合して円筒
形に成形した正極合剤、３はポリプロピレン不織布など
で袋状に形成されたセパレータ、４はアマルガム化され
た亜鉛粉末にアルカリ電解液やゲル化剤などを混合して
なるゲル状亜鉛負極、５はゲル状亜鉛負極４の中心に挿
入された真論棒からなる負極集電体、６は封口ガスケッ
ト、７は蓋を兼ねた負極端子板である。
この電池において、レバレータ３の内部空間に充填され
たゲル状亜鉛負極４の組成比は一様ではない。この実施
例においては、負極集電体５を取り囲むゲル状亜鉛負極
４の中心部分の円柱状の領域４ａの亜鉛含有率が周辺の
他の領域４ｂのりｐ鉛含有率より大きくなっている。
たゲル状亜鉛負極４の組成比は一様ではない。この実施
例においては、負極集電体５を取り囲むゲル状亜鉛負極
４の中心部分の円柱状の領域４ａの亜鉛含有率が周辺の
他の領域４ｂのりｐ鉛含有率より大きくなっている。
具体的には、中央領域４ａの亜鉛含有率は６５重量％で
、周辺領域４ｂの亜鉛含有率は５２Φ）ｄ％である。ま
たゲル状亜鉛負極４を構成ザる亜鉛のアマルガム化度は
１重通％である。
、周辺領域４ｂの亜鉛含有率は５２Φ）ｄ％である。ま
たゲル状亜鉛負極４を構成ザる亜鉛のアマルガム化度は
１重通％である。
上記の実施例の電池において、負極集電体５をゲル状亜
鉛負極４に挿入した後、時間とともに負極集電（Ａ５の
表面に移行してくる水銀量を測定した。その結果が第３
図に示す■の曲線である。第３図において、横軸は経過
時間であり、縦軸は負極集電体表面に付着した単位表面
積当たりの水銀量である。
鉛負極４に挿入した後、時間とともに負極集電（Ａ５の
表面に移行してくる水銀量を測定した。その結果が第３
図に示す■の曲線である。第３図において、横軸は経過
時間であり、縦軸は負極集電体表面に付着した単位表面
積当たりの水銀量である。
また、■、■、■の曲線は、ゲル状亜鉛負極における亜
鉛含有率を５５重世％で均一にした同じ大きさのアルカ
リ電池で測定したもので、■の曲線は亜鉛のアマルガム
化度が５重量％、■の曲線はアマルガム化度３重量％、
■の曲線はアマルガム化度１重量％のものである。
鉛含有率を５５重世％で均一にした同じ大きさのアルカ
リ電池で測定したもので、■の曲線は亜鉛のアマルガム
化度が５重量％、■の曲線はアマルガム化度３重量％、
■の曲線はアマルガム化度１重量％のものである。
第３図から明らかなように、上記実施例の電池において
は、負極集電体５に移行する水銀量（よアマルガム化度
５重け％、３重ω％の電池とほぼ同等であり、亜鉛含有
率が均一でアマルガム化度１ｔｍ％のものより明らかに
大きい。すなわち、水銀の絶対量が少くても、負ＩＩ集
電体５の周辺にアマルガム化亜鉛を密に配置することで
、負極集電体５の表面が十分にアマルガム化され、負極
集’−ｆｆ体５のアマルガム化が不」−分なことによる
電池性能の低下を来たすことがない。
は、負極集電体５に移行する水銀量（よアマルガム化度
５重け％、３重ω％の電池とほぼ同等であり、亜鉛含有
率が均一でアマルガム化度１ｔｍ％のものより明らかに
大きい。すなわち、水銀の絶対量が少くても、負ＩＩ集
電体５の周辺にアマルガム化亜鉛を密に配置することで
、負極集電体５の表面が十分にアマルガム化され、負極
集’−ｆｆ体５のアマルガム化が不」−分なことによる
電池性能の低下を来たすことがない。
第２図はこの発明に係るアルカリ電池の第２実施例を示
すもので、これは先の実施例より径の小さい小型電池に
適用したものである。この実施例においては、ゲル状亜
鉛負極４を上部領域４Ｃと下部領域４ｄとに分け、負極
集電体５に近い上部順［４ｃの亜鉛含有率を６５５重量
にし、下部領Ｍ４ｄの亜鉛含有率を５２２重量どしてい
る。また亜鉛のアマルガム化度は１重Ｍ％である。この
実施例においても先の実施例と同様な作用効果を奏する
。
すもので、これは先の実施例より径の小さい小型電池に
適用したものである。この実施例においては、ゲル状亜
鉛負極４を上部領域４Ｃと下部領域４ｄとに分け、負極
集電体５に近い上部順［４ｃの亜鉛含有率を６５５重量
にし、下部領Ｍ４ｄの亜鉛含有率を５２２重量どしてい
る。また亜鉛のアマルガム化度は１重Ｍ％である。この
実施例においても先の実施例と同様な作用効果を奏する
。
この発明の効果は次のような比較試堰によっても確認し
た。
た。
第１図で説明した実施例のＬＲ２０型アルカリ・マンガ
ン電池（亜鉛含有率は中央領域４ａで６５重量％、周辺
領Ｒ４ｂで５２重品％、また亜鉛のアマルガム化度は１
重量％）と、同じＬＲ２０型アルカリ電池で亜鉛含有率
が５５市最％で均一で、亜鉛のアマルガム化度が１重量
％の電池く比較量とする）とを製作し、両電池の放電性
能を比較測定した。試験条件は温度２０℃、終止電圧０
゜９ｖである。その結果は次の表のとおりである。
ン電池（亜鉛含有率は中央領域４ａで６５重量％、周辺
領Ｒ４ｂで５２重品％、また亜鉛のアマルガム化度は１
重量％）と、同じＬＲ２０型アルカリ電池で亜鉛含有率
が５５市最％で均一で、亜鉛のアマルガム化度が１重量
％の電池く比較量とする）とを製作し、両電池の放電性
能を比較測定した。試験条件は温度２０℃、終止電圧０
゜９ｖである。その結果は次の表のとおりである。
なお表中の放電時間は、本発明品の初度の測定時間を１
００とした指数で表現している。この試験結果から明ら
かなように、初度放電性能は本発明品の方が格段に良く
また貯蔵性能も本発明品の方が良かった。
００とした指数で表現している。この試験結果から明ら
かなように、初度放電性能は本発明品の方が格段に良く
また貯蔵性能も本発明品の方が良かった。
ところで、上述した亜鉛の含有率の大きい領域において
は、含有率を最低でも５０巾星％以上にし、他の領域の
含有率は４０重足％以上にする。
は、含有率を最低でも５０巾星％以上にし、他の領域の
含有率は４０重足％以上にする。
そうでないと、亜鉛の絶対量が不足する。また亜鉛含有
率の上限は、大きい領域で７５重量％未（号、小さい領
域で６０重量％が適当である。そうでないとゲル状亜鉛
負極中の電解液槌が不足して、枚重性能の著しい悪化を
来たす。
率の上限は、大きい領域で７５重量％未（号、小さい領
域で６０重量％が適当である。そうでないとゲル状亜鉛
負極中の電解液槌が不足して、枚重性能の著しい悪化を
来たす。
（発明の効果）
以上詳細に説明したように、この発明によれ（Ｊ、ゲル
状亜鉛負極における負極集電体に近ＪＢ した部分に他
の部分より亜鉛の含有率を大きくした領域を形成すると
いう簡単な手段でもって、水銀の絶対量が少くても効果
的に負極東電体表面をアマルガム化でき、少ない水銀を
より有効に活用し、ｉ島性能なアルカリ電池を実現でき
る。
状亜鉛負極における負極集電体に近ＪＢ した部分に他
の部分より亜鉛の含有率を大きくした領域を形成すると
いう簡単な手段でもって、水銀の絶対量が少くても効果
的に負極東電体表面をアマルガム化でき、少ない水銀を
より有効に活用し、ｉ島性能なアルカリ電池を実現でき
る。
第１図および第２図はこの発明の第１実施例および第２
実施例によるアルカリ電池の構造を示す断面図、第３図
はこの発明の作用を示づグラフ−Ｓある。 ４・・・・・・・・・ゲル状亜鉛負極 ４ａ・・・・・・中央領域 ４ｂ・・・・・・周辺
領域４Ｃ・・・・・・上部領域 ４ｄ・・・・・・
下部領域５・・・・・・・・・負極集電体 特許出願人 アルカリ乾電池技術研究組合式 理
人 弁理士 −色健輔第１図 第２図 第３図
実施例によるアルカリ電池の構造を示す断面図、第３図
はこの発明の作用を示づグラフ−Ｓある。 ４・・・・・・・・・ゲル状亜鉛負極 ４ａ・・・・・・中央領域 ４ｂ・・・・・・周辺
領域４Ｃ・・・・・・上部領域 ４ｄ・・・・・・
下部領域５・・・・・・・・・負極集電体 特許出願人 アルカリ乾電池技術研究組合式 理
人 弁理士 −色健輔第１図 第２図 第３図
Claims (3)
- （１）アマルガム化された亜鉛粉末にアルカリ電解液や
ゲル化剤などを混合してなるゲル状亜鉛負極を用いたア
ルカリ電池において、電池容器内の所定空間に充填され
たゲル状亜鉛負極のうち、負極集電体に近接した部分に
他の部分より亜鉛の含有率を大きくした領域を形成した
ことを特徴とするアルカリ電池。 - （２）上記亜鉛の含有率の高い領域の含有率は５０〜７
５重量％で、他の部分の含有率は４０〜６０重量％であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアルカ
リ電池。 - （３）上記亜鉛粉末のアマルガム化度は２重量％以下で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアル
カリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60186558A JPS6247952A (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60186558A JPS6247952A (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | アルカリ電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6247952A true JPS6247952A (ja) | 1987-03-02 |
Family
ID=16190624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60186558A Pending JPS6247952A (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6247952A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006196363A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Fdk Energy Co Ltd | 定電気容量アルカリ乾電池 |
| JP2009238374A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-15 | Fdk Energy Co Ltd | アルカリ電池及びその製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4725865U (ja) * | 1971-04-19 | 1972-11-22 | ||
| JPS56145665A (en) * | 1980-04-11 | 1981-11-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Alkaline manganese battery |
-
1985
- 1985-08-27 JP JP60186558A patent/JPS6247952A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4725865U (ja) * | 1971-04-19 | 1972-11-22 | ||
| JPS56145665A (en) * | 1980-04-11 | 1981-11-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Alkaline manganese battery |
Cited By (2)
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| JP2006196363A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Fdk Energy Co Ltd | 定電気容量アルカリ乾電池 |
| JP2009238374A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-15 | Fdk Energy Co Ltd | アルカリ電池及びその製造方法 |
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