JPS63175357A - 空気亜鉛電池 - Google Patents

空気亜鉛電池

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JPS63175357A
JPS63175357A JP62006805A JP680587A JPS63175357A JP S63175357 A JPS63175357 A JP S63175357A JP 62006805 A JP62006805 A JP 62006805A JP 680587 A JP680587 A JP 680587A JP S63175357 A JPS63175357 A JP S63175357A
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会田 孝行
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    • H01M12/04Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type
    • H01M12/06Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type with one metallic and one gaseous electrode
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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〕 本発明は、補聴器等の電源として用いられるボタン型空
気亜鉛電池に関するものである。
〔発明の概要〕
本発明は、亜鉛・を主体とする負極活物質と電解液とか
らなり、空気中の酸素を正極活物質としてなる空気亜鉛
電池において、 上記電解液濃度及び1解液量を所定の範囲内に制限する
ことにより、 放電容量の増大、放電時及び長期保存時における耐泪液
特性の向上を図り、信軌性に優れた空気亜鉛電池を提供
しようとするものである。
〔従来の技術〕
近年、高年齢化に伴う難聴対策として補聴器の需要が急
速に伸びてきており、かかる状況から補聴器用電源電池
への要求も高まっている。
従来、上記補聴器用電源としては、水銀電池が多く用い
られている。該水銀電池は、アルカリマンガン電池に比
べ電池容量が大きく、容量光たりの、コストが安価であ
ること、放電電圧が安定していること等の利点を有する
反面、補聴器用電源として使用した場合、約2週間程度
で電池交換を必要とすること、陽極活物質として用いる
水銀が公害の原因となること、水銀の比重が大きいため
例えば直径11.6m■、高さ5.4鰭の大きさの電池
でその重工が約3gと比較的重工が重いこと等の問題が
ある。
これらの問題を解決する電池として、ボタン型空気亜鉛
電池が注目されている。
上記空気亜鉛電池は、正極活物質として空気中の酸素を
用いるため、電池には負極活物質と触媒層を設けるだけ
でよく、従って負極活物質内容積の増大が図れ、電池の
高容量化が可能な電池である。また、空気亜鉛電池は放
電電位が平坦で安定しており、しかも低公害性且つ軽量
化が図れる等各種の利点を存している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、上記空気亜鉛電池は、正極罐側に空気取り入
れのための空気孔を設けているため、放電中や過放電後
または長期保存時の自然放電等において進行する放電反
応に伴う負極活物質の体積増加により、電解液を含有し
たセパレータを空気極側に圧迫することになり、該空気
孔から上記電解液が漏出してしまうという問題を生じ電
池の信頼性を喪失させることになる。
そこで、本発明は上述の問題点に鑑みて提案されたもの
であって、放電容量が大きく、放電時及び長期保存時等
における耐漏液特性に優れ、信頼性に優れた空気亜鉛電
池を提供することを目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上述の目的を達成するために、亜鉛を主体と
する負極活物質と電解液とからなり、空気中の酸素を正
極活物質としてなる空気亜鉛電池において、上記電解液
として濃度32.5〜36.0重量%の水酸化カリウム
水溶液を用いるとともに、該電解液量を負極活物質1^
H(アンペア時間)相当量に対して0.26〜0.36
 gとしたことを特徴とするものである。
ここで、上記水酸化カリウム゛水溶液の濃度と負極活物
質である亜鉛に対する電解液の含有量が重要となる。す
なわち、電解液である水酸化カリウム水?′B液の濃度
を32.5〜36.0重工%、負極活物M I AH相
当0)電M液mヲ0.26〜0.36 g (D範囲内
とすることにより放電容量の増大、放電時及・び長期保
存時等における耐漏液特性の向上が図ることができるの
である。
上記電解液濃度が32.5型費%未満では電池容量の低
下を招き、36.0重量%以上では電解液の漏液を招く
ことになる。また、電解液量については負極活物質1八
!1当りの電解液量がOo・26g未満の場合、亜鉛量
は増加するものの放電時に負極活物質が体積膨張して正
極を圧迫し酸素供給の不足が起こり、負極活物質である
亜鉛が未放電のまま残存してしまい放電容量の低下を招
くことになる。
電解液量が0.36 g以上の場合、亜鉛量が減少し高
容量化することができない。
〔作用〕
正極活物質に酸素、負極活物質に亜鉛 電解液に所定濃
度の水酸化カリウム水溶液を用い、上記負極活物質lA
l1当りの上記電解液量を限定することにより、放電容
量が約lO%程度増加する。
また、電解液量を最適値に規制しているため、放電反応
に伴う負極活物質の膨張が生じても若しくは長期保存に
おいても不要な電解液がなくなり、耐漏液特性が改善さ
れる。
〔実施例〕
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本
発明はこの実施例に限定されるものではない。
本実施例は、いわゆる44タイプ(直径11.6真−1
高さ5.4m5)のボタン型空気亜鉛電池に適用したも
のである。
上記ボタン型空気亜鉛電池は、第1図に示すように、負
極活物質の放電反応による膨張を考慮した容積を有する
負極罐(6)内に負極活物質(1)が充填され、セパレ
ータ(4)を介して正極触媒rr!(2)と撲水N(3
)が設けられ、これらに空気取り込み用の空気孔(8)
が形成され空気が存在できる僅かな8禎を有した正極罐
(5)をガスケット(7)を介して、その端部をカシメ
ることにより取り付は構成されるものである。
上記ft橿活物M(1)は、亜鉛を主体とするもので、
通常は氷化亜鉛と電解液と亜鉛の自己放電制御のための
酸化亜鉛及び増粘剤を混合したものを用いた。上記水化
亜鉛は水銀含有量2重量%の゛ものを使用した。また、
酸化亜鉛は電解液に51四%添加して使用した。上述の
ような組成からなる負極活物’ff (1)の電池内容
積に対する充填率は85%とした。
上記正極触媒層(2)は、例えばニッケル多孔質を集電
体とし、ポリテトラフロロエチレン樹脂からなる結合剤
に炭素と二酸化マンガンを混合したものを上記集電体に
圧着して成っている。さらに、正極触媒層(2)の空気
と接触する側に設けられた挨水層(3)は、ポリテトラ
フロロエチレン製の多孔質樹脂等からなるもので、電解
液の漏出を防止する働きをしている。
上記ガスケット(7)は、ナイロン等からなるもので負
極活物質(1)が漏出することによる正極罐(6)との
接触による短絡を防止するものである。
□  また、正極罐(5)には空気を取り込むための空
気孔(8)が直径0.6 amの大きさで2箇所形成さ
れている。
実施例1 上述のような措虜で示されるボタン型空気亜鉛電池にお
いて、電解液の濃度を一定にし、負極活物質の容量に対
する電解液の液量を変化させてサンプル電池(試料1〜
試料4.比較試料1)を作製した。尚、各サンプル電池
の電解液濃度、充1眞亜鉛量、電解液量を第1表に示す
(以下余白) 第1表 作製した各サンプル電池について、電池初期特性、放電
特性、保存後の漏液性を調べた。
電池初期特性については開路電圧と内部砥抗を、放電特
性については620Ωの負荷を加えた時の放電容量、平
to電圧、放電後の漏液性を、保存後の漏液性について
はサンプル電池50個について60℃、相対湿度90%
、40日間放T!、後の漏液した個数をそれぞれ調べた
。その結果を第2表に示す。
以上の結果に基づき電解液■に対する放電容量の特性を
プロットしたのが第2図である。尚、第2図中Aは試料
1.Bは試料2.Cは試料3.  Dは試料4. Eは
比較試料1にそれぞれ対応している。
第2表及び第2図から、電解液量を0.26g/^11
未満とすると亜鉛量は増加するが、放電容量が減少する
ことがわかる。これは放電時に負極活物質が体積膨張し
て正極を圧迫し、酸素供給の不足が起こり負極活物質で
ある亜鉛が未反応のまま残存するために容1が低下する
ものと考えられるからである。また、電解液容量を0.
4g/^H以上とする亜鉛量が減少するため、高容量化
することができなくなる。
実施例2 次に、負極活物質の容量に対する電解液■を一定にし、
電解液の濃度を変化させてサンプル電池(試料5〜試料
9.比較試料2〜比較試料5)を作製した。尚、各サン
プル電池の電解液濃度、充填亜鉛量、電解液量を第3表
に示す。
第3表 作製した各サンプル電池について電池初期特性。
放電特性、保存後の漏液性について調べた。
電池初期特性については開路電圧と内部抵抗を、放電特
性については620Ωの負荷を加えた時の放電容量、平
坦電圧、放電後の漏液性を、保存後の漏液性については
サンプル電池50個について60℃、相対湿度90%、
40日間放置後の漏液した個数をそれぞれ調べた。その
結果を第4表に示す。
(以下余白) 以上の結果に基づき電解液量に対する放電容量の特性を
プロットしたのが第3図である。尚、第3図中Fは比較
J試料2.Cは比較試料3.Hは試料5.■は試料6.
Jは試料?、には試料8.  Lは試料9.Mは比較試
料4の結果を、Nは比較試料5にそれぞれ対応している
第4表及び第3図から、電解液濃度は34重量%に01
1付近が最も大きな放電容量を示しており、32.5〜
36重量%に011の範囲内が良好な放電容量を示す範
囲と考えられる。電解液濃度が36゜5重量%KOII
以上では漏液が起こり、32.0重量%KOI+未満で
は放電容量が減少してしまう、これは亜鉛粒子の表面層
の水酸化カリウム量が34重量%付近で亜鉛イオンに配
位してZ n (OH)*”−の形態を取りやすくなり
、放電状態が良く不動態化亜鉛に成りにくいと考えられ
るからである。
比較例 電解液の濃度を30重重量%OR、充填亜鉛量を430
mAl、電解液量を0.40gとa解液濃度及び電解液
量を本発明の範囲外に設定したサンプル電池を作製した
作製したサンプル電池について電池初期特性。
放電特性、保存後の漏液性について調べた。
電池初期特性については開路電圧と内部抵抗を、放電特
性については620Ωの負荷を加えた時の放電容量、平
坦電圧、放電後の漏液性を、保存後の漏液性については
サンプル電池50個について60℃、相対温度90%、
40日間放置後の漏液した個数をそれぞれ調べた。
その結果、電池初期特性のうち開路電圧は1.472V
、内部抵抗は1.0Ωであった。また、放電特性のうち
放電容量は490 IIIAH、平坦電圧は1.27V
、放電時の漏液性は良好であった。保存後の漏液性につ
いてはサンプル電池50細巾40個漏液が見られた。
これらの結果より、上記比較例においては、電解液濃度
及び電解液量が本発明の範囲外となっているため放電容
量が低く、さらに保存後の漏液性が著しく劣化している
ことがわかる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、亜鉛を主体とする負極
活物質と電解液とからなり、空気中の酸素を正極活物質
としてなる空気亜鉛電池において、上記電解液として濃
度32.5〜36.0重ヱ%の水酸化カリウム水溶液を
用いるとともに、該電解液量を負極活物質IA!i相当
量に対して0.26〜0.36gの範囲に限定すること
により、従来電池に比較して放電容量が約10%程度増
加させることが可能となる。
しかも、電解液量を最適値に規制しているため、放電反
応に伴う負極活物質の膨張が生じても苦しくは長期保存
時においても耐漏液特性が改善され電解液の漏出が防止
できる。
従って、信頼性に優れた空気亜鉛電池を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を適用した空気亜鉛電池の一拾成例を示
す概略断面図である。 第2図は負極活物質の容量に対する電解液量を変化させ
た時の電解液量と放電容量との関係を示す特性図である
。 第3図は電解液の濃度を変化させた時の電解液濃度と放
電容量との関係を示す特性図である。 l・・・負極活物質 2・・・正極触媒層 3・・・撲水層 4・・・セパレータ 5・・・正極罐 6・・・負極罐 7・・・ガスケット 8・・・空気孔 特許出願人   ソニー株式会社 代理人  弁理士  小部  晃 同   田村 榮− 64碓憔 第1図 1解適量((j/AH) 第2図 を角¥坏延端電月1 (にOH重量6ム)第3図 手続補正書帽発) 昭和62年3月4日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 亜鉛を主体とする負極活物質と電解液とからなり、空気
    中の酸素を正極活物質としてなる空気亜鉛電池において
    、 上記電解液として濃度32.5〜36.0重量%の水酸
    化カリウム水溶液を用いるとともに、 該電解液量を負極活物質1AH相当量に対して0.26
    〜0.36gとしたことを特徴とする空気亜鉛電池。
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