JPS6247961A

JPS6247961A - アルカリ電池

Info

Publication number: JPS6247961A
Application number: JP60186559A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Shinoda; 健一篠田; Hirohiko Oota; 太田　廣彦; Yuzo Tanaka; 田中　雄三; Kiyohide Tsutsui; 清英筒井
Original assignee: ARUKARI KANDENCHI GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Current assignee: ARUKARI KANDENCHI GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Priority date: 1985-08-27
Filing date: 1985-08-27
Publication date: 1987-03-02

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】（産業上の利用分野）この発明は、粒状亜鉛を負極活物質とげるアルカリ電池
の改良に関する。

（従来の技術）ＩＲＯ３梨やＬＲ６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、ゲル状の０種亜鉛が同１１１１状に装填され
るとともに、正極缶の間口部が封口ガスケットと口（少
端子板で密閉され、かつ、負１ル亜鉛の中心部にトド人
された棒状の金属集電体の１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スポット溶接などで接合
された構造となっている。

負極の亜鉛粒子の表面はアマルガム化されており、これ
により亜鉛粒子の腐蝕防止、アルカリ電解液中での水素
′Ａ電圧の増大による水素ガス発生の抑制といった面で
大きな効果が１ｑられる。アマルガム化した粒状亜鉛を
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。

上記負極の集電体としては、銅や真鍮あるいは亜鉛メッ
キの鉄の棒が一般的である。これらの金属はアマルガム
化されやすく、これをアマルガム化した負極亜ｔ４）中
に挿入すると、集電体側へ水銀が移行してくる。

（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＜：！＋４叶
沿をアマルガム化する技術は、有害１．Ｉ７Ｊ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、電池の水銀含有帛は極力俵・／ｉいほうが
望ましい。そのために、負極亜ｉ））中のす（銀含有率
を低下させ（従来は５％前後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。

負極亜鉛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。

前述のように、アマルガム化した負極亜鉛中に集電体を
挿入すると、水銀が集電体側へ移行し、集電体がアマル
ガム化される。集電体表面が十分にアマルガム化される
ことで、水素過電圧が上昇し、水素ガス発生反応が抑制
でき、亜鉛とのつながりも良好となる。しかし、集電体
側へ水銀が移行づることにより亜鉛表面の水銀が失われ
る。負極亜鉛のアマルガム化度が高ければ（水銀量が多
ければ）、集電体側へ水銀がある程度移行しても問題で
はなかった。

ところが、負極亜鉛のアマルガム化度を１％程度に下げ
た場合、集電体側へ水銀を取られることで亜鉛表面の水
銀が極端な不足状態となる。その結果、亜鉛表面上に局
部電池を形成しやすくなり、亜鉛の溶解と水素ガス発生
反応が抑ａｉ＋１できず、電池の貯蔵性能が低下するな
どの悪影響が顕著になる。

この発明は上述した問題点に鑑みなされたもので、その
目的は、負極亜鉛から集電体への水銀の移行量を必要最
小限に留め、その結果として水銀の含有量を少なくして
も電池の性能低下を抑制できる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、負極亜鉛と接する集電体表面をビ
スマスで被覆した。

（作　用）上記ビスマスは水銀との相溶性に富む。このビスマスで
集電体表面を被覆することで、負極亜鉛側から移行して
くる水銀は集電体表面に留まり、集電体の内部にまで入
り込んでいかない。集電体の内部に侵入する水銀は特に
意味はなく、集電面がアマルガム化されていれば、亜鉛
と集電面との電位差による局部電池反応を十分に抑制で
きる。

従来のアルカリ電池では、相当量の水銀が集電体内部に
侵入しており、本発明によりこれがなくなり、その結果
亜鉛から集電体へ移行する水銀量は少なくなる。

（実　施　例）この発明を適用したアルカリ・マンガン電池の溝造例を
第１図に示している。

図において、１は電池ケースを兼ねる有底円筒形の正極
洒、３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、４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、５はアマルガム化した
粒状亜鉛を主体どしこれにアルカリ電解液やゲル化剤を
加えて混練したゲル状の負極亜鉛、７は封口ガスケット
、８は答を兼ねた負極端子板、９は負極亜鉛５中に挿入
された棒状の金属集電体をそれぞれ示す。

集電体９は真鍮製で、その表面にはビスマス層１０が被
覆形成されている。ビスマス層１０は、真鍮製集電体９
を次硝酸ビスマス溶液中に浸漬し、５〜１０分後にそれ
を水洗乾燥することによって形成できる。

上記のようにビスマス層１０で表面が被覆された集電体
９をアマルガム化度１％の負極亜鉛５中に挿入し、時間
とともに集電体９の表面側に移行してくる水銀はを測定
した。その結果が第２図に示す■の曲線である。第２図
において、横軸は経過時間であり、縦軸は集電体表面に
付着した単位表面積当りの水銀量である。

また■の特性は、ビスマス層１０で被覆された集電体９
をアマルガム化度５％の負極亜鉛中に挿入した場合のも
のである。

これに対して■と■は、ビスマスで被覆していない真鍮
製の集電体（従来のもの）をアマルガム化度１％および
５％の亜鉛負極中に挿入した場合のものである。

グラフから明らかなように、ビスマス被覆のない従来の
ものでは、水銀は集電体表面から内部へと浸入するため
、水銀移行量は非常に多くなる。

これに対してビスマス層１０で被覆した本発明のもので
は、集電体表面で水銀が留まり、内部まで侵入しないの
で、水銀移行機は従来のものの杓半分程度である。

集電体への水銀移行口が少なくても、それが表面に留ま
っているので、亜鉛と集電面との電位差による局部電池
反応は十分に抑制できる。

また、集電体への水銀移行量が少ないということは、亜
鉛から失われる水！ｆｆｉが少ないということであり、
亜鉛表面上の局部電池反応の抑制効果は極端に低下しな
い。従って負極亜鉛のアマルガム化度が同じであれば、
従来のものと本発明のものとでは、水素ガス発生量は本
発明の方が少なくなる。その結果、水銀含有量を低下さ
せることによる電池ｆ！！能の低下を抑える効果がある
。

アマルガム化度１％の負極亜鉛を用いたＬＲｅ型のアル
カリ・マンガン電池で、集電体表面をビスマスで被覆し
た本発明の電池と、ビスマス被覆のない従来の電池との
貯蔵性能を比較した。この２種類の電池を２００個製作
し、６０℃で１００日貯蔵し、漏液発生個数を調べた。

その結果、従来のものでは９ｇの電池に漏液が見られた
が、本発明のものでは２個の漏液であった。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、この発明によれば、負極亜
鉛と接する集電体表面をビスマスで被覆するという簡単
な手段でもって、集電体側に必要以上の水銀が移行する
のを防ぎ、少ない水銀をより有効に活用し、高性能なア
ルカリ電池を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるアルカリ電池の構造
を示す断面図、第２図はこの発明の作用を示すグラフで
ある。３・・・・・・・・・正極合剤　　　４・・・・・・・
・・セパレータ５・・・・・・・・・負極健鉛　　　９
・・・・・・・・・金属集電体１０・・・・・・ビスマ
ス層特許出願人　　　　アルカリ９２電池技術研究組合代　
理　人　　　　　　　　　弁理士　−色健輔第１図第２図季蚤過Ｓ８間（Ｓ作間）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）負極亜鉛に金属集電体が接するアルカリ電池にお
いて、上記集電体の上記負極亜鉛と接する表面をビスマ
スで被覆したことを特徴とするアルカリ電池。