JP2003297375A - アルカリ亜鉛電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 負極表面での水素ガス発生が抑制された耐漏
液性に優れるアルカリ亜鉛電池を提供することを目的と
する。さらに、アルカリ亜鉛二次電池においては、耐漏
液性に優れるとともに負極における亜鉛析出形態が均一
化されサイクル寿命に優れたアルカリ亜鉛電池を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 本発明に係るアルカリ亜鉛電池は、負極
活物質として亜鉛あるいは亜鉛合金を含有する負極と、
正極と、セパレータと、アルカリ電解液とを備えてなる
アルカリ亜鉛電池であって、上記アルカリ電解液が、１
０重量％〜３０重量％の水酸化カリウム水溶液にカチオ
ン性有機物を含有させてなることを特徴とするものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は負極に亜鉛あるいは
亜鉛化合物を含有したアルカリ亜鉛電池に関し、特に負
極表面での水素ガス発生が抑制された耐漏液性に優れた
アルカリ亜鉛電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】亜鉛あるいは亜鉛合金を負極活物質とし
て用いた電池に亜鉛電池があり、亜鉛電池は亜鉛一次電
池と亜鉛二次電池とに大別される。そして、アルカリ亜
鉛二次電池はエネルギー密度が高く、近年の電子機器の
小型軽量化において有効であるため、ニッケル−亜鉛二
次電池、酸化銀−亜鉛二次電池などにおいて種々の検討
が行われてきた。特に、ニッケル−亜鉛二次電池は、ニ
ッケル−カドミウム二次電池、ニッケル−水素二次電池
と比較してエネルギー密度が高く安価であり、加えてカ
ドミウムのような有害な材料が使用されておらず低公害
であるといった利点を有することから、その実用化に対
して大きな期待が寄せられている。

【０００３】しかしながら、亜鉛を負極活物質として使
用したアルカリ亜鉛一次電池やアルカリ亜鉛二次電池で
は、マンガン乾電池などと同様に、保存時に亜鉛負極に
おいて水素発生を伴う腐食反応が激しく起こり、電池内
圧が上昇して電池の膨張、漏液を引き起こすという問題
がある。亜鉛の腐食反応を抑制するには水銀による亜鉛
負極のアマルガム化が有効であることが知られている
が、廃電池の水銀による環境汚染に対して社会的な関心
が高まるにつれて電池の無水銀化技術が強く要望される
ようになっている。このため、水銀に代わって亜鉛合金
や無機系インヒビター、有機系インヒビターなどを用い
ることが検討されている。

【０００４】例えば、インジウム、ビスマスなどの元素
は水素過電圧の高い材料として知られており、耐食亜鉛
合金の合金添加元素として、また、特開平１−１０５４
６６号公報ではこれらの化合物が無機系インヒビターと
して用いられている。

【０００５】また、有機系インヒビターとしては、特開
平５−１５１９７５号公報ではアミン、ジエタノールア
ミン、オレイン酸、ラウリルエーテル、あるいはエチレ
ンオキサイド重合体、あるいはパーフルオロアルキル第
四級アンモニウム塩、パーフルオロアルキル第四級ホス
ホニウム塩、パーフルオロアルキルスルホニウム塩が提
案されている。

【０００６】さらに、無機系インヒビターと有機系イン
ヒビターとの複合添加の例として、特開平２−７９３６
７号公報においては、水酸化インジウムとエトキシフル
オロアルコール系ポリフッ化化合物の複合添加が提案さ
れている。

【０００７】また、アルカリ亜鉛二次電池においては、
保存時の亜鉛腐食による水素ガス発生に加えて、過充電
時における亜鉛負極表面での水分子の還元反応に伴う水
素ガス発生により電池内圧が上昇して電池の膨張、破裂
や漏液を引き起こす虞がある。そこで、亜鉛負極の過充
電に伴う水素ガス発生を抑制するために、アルカリ二次
電池では一般的に正極容量規制の電池設計がなされてい
る。

【０００８】また、アルカリ亜鉛二次電池では、放電時
の反応生成物がアルカリ電解液に可溶であるため、充放
電時には亜鉛負極が溶解・析出を繰り返すこととなり、
このため、充電時に樹枝状あるいは海綿状の亜鉛が負極
表面に析出する。そして、充放電を繰り返すにつれてこ
れらが成長して絶縁性セパレータを貫通し、さらには正
極に到達して内部短絡を引き起こし、その結果サイクル
寿命を低下させるという問題がある。

【０００９】このような内部短絡を防止するため、特開
昭５７−１６３９６３号公報においては、酸化マグネシ
ウム層からなる多孔性層を亜鉛負極表面に密着形成する
ことにより亜鉛酸イオンの電解液への溶出を防止してデ
ンドライト成長を抑制する検討がなされている。また、
特開平６−２０３８１９号公報においては、絶縁性セパ
レータに第四級アンモニウム基を有する高分子を含有さ
せることにより樹枝状あるいは海綿状の亜鉛の成長を抑
制して内部短絡を防止することが提案されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなインジウム、ビスマスなどの添加元素を添加し
た耐食性亜鉛合金を用いた負極では、使用初期において
は亜鉛腐食反応が抑制されるものの、一部放電した後の
ガス発生までは十分に抑制できないため、実用上十分な
耐漏液性を確保することはできない。また、充電に伴う
析出反応では、インジウム、ビスマスなどの添加元素は
亜鉛と均一に析出せず、耐食亜鉛合金の合金組成が変化
することにより腐食抑制効果が低下するため、耐漏液性
を確保することはできない。また、亜鉛合金のみでは亜
鉛の析出形態を制御することができないため、充放電の
繰り返しによる内部短絡を防止することはできない。

【００１１】また、インジウム、ビスマスなどの化合物
を無機インヒビターとして添加した電池においても、上
述した負極に耐食性亜鉛合金を用いた場合と同様に、耐
漏液性の確保および内部短絡の防止をすることはできな
い。

【００１２】また、従来の有機系インヒビターを添加し
た電池や無機系インヒビターと複合添加した電池では、
ある程度の効果を期待できるものもあるが、耐漏液性の
確保や内部短絡の防止は実用上十分ではない。そして、
例えば有機インヒビターとして第四級アンモニウム塩、
第四級ホスホニウム塩、第三級スルホニウム塩を電解液
中に添加することにより漏液を防止する方法において
も、通常のアルカリ二次電池の電解液として使用される
３５ｗｔ％〜４０ｗｔ％の水酸化カリウム水溶液に対す
る前記インヒビターの溶解性が低いために、電池内部に
含まれる電解液量が少ない場合には、有機インヒビター
を必要十分な量だけ添加することができず、実用上十分
な効果を得ることができない。

【００１３】また、アルカリ亜鉛二次電池では正極規制
の容量設計をすることにより、負極の過充電を防止して
いるが、実際の電池内部では充放電時の電流密度の分布
は不均一であり、電流密度の高い箇所においては負極の
過充電状態が起こり得る。特に、充放電サイクルが進ん
だ電池ではこの電流密度分布の不均一性は更に増大さ
れ、負極の過充電状態による水素ガス発生が増大するた
め、耐漏液性を確保することはできない。

【００１４】また酸化マグネシウム層からなる多孔性層
を亜鉛負極表面に密着形成することにより亜鉛酸イオン
の電解液への溶出を防止する方法は、亜鉛酸イオンを吸
着固定することによって亜鉛デンドライトの成長を防止
する技術であるが、この技術では亜鉛酸イオンからの亜
鉛自体の析出形態が樹枝状もしくは海綿状であるため
に、充放電サイクル、特に深い充放電を繰り返す場合に
は亜鉛デンドライトの成長を十分に抑制することはでき
ない。加えて、この方法では、水素ガス発生に対する抑
制効果は十分ではない。

【００１５】また、絶縁性セパレータに第四級アンモニ
ウム基を有する高分子を含有させることにより亜鉛の樹
脂状あるいは海綿状成長を抑制し内部短絡を防止する方
法では、セパレータに達するまでは亜鉛デンドライトが
成長を続けるため、負極からの亜鉛デンドライトの脱落
による容量低下を防止することはできない。また、セパ
レータの目詰まりによる電池性能の低下を防止すること
もできない。加えて、亜鉛負極表面での水素ガス発生を
抑制することはできず、さらに亜鉛デンドライトからも
水素ガス発生が生じてしまう。

【００１６】したがって、本発明は上述した従来の実情
に鑑みて創案されたものであり、負極表面での水素ガス
発生が抑制された耐漏液性に優れるアルカリ亜鉛電池を
提供することを目的とするものである。

【００１７】さらに、アルカリ亜鉛二次電池において
は、耐漏液性に優れるとともに負極における亜鉛析出形
態が均一化されサイクル寿命に優れたアルカリ亜鉛電池
を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成する本
発明に係るアルカリ亜鉛電池は、負極活物質として亜鉛
あるいは亜鉛合金を含有する負極と、正極と、セパレー
タと、アルカリ電解液とを備えてなるアルカリ亜鉛電池
であって、アルカリ電解液が１０重量％〜３０重量％の
水酸化カリウム水溶液にカチオン性有機物を含有させて
なることを特徴とするものである。

【００１９】以上のように構成された本発明に係るアル
カリ亜鉛電池では、アルカリ電解液中にカチオン性有機
物を含有することにより、亜鉛負極表面における水素ガ
スの発生を抑制することができる。

【００２０】そして、本発明に係るアルカリ亜鉛電池で
は、アルカリ電解液である水酸化カリウム水溶液の濃度
を、カチオン性有機物に対して良好な溶解度を有すると
ともに、電池特性に悪影響を及ぼさない１０重量％〜３
０重量％の範囲に規定している。これにより、本発明に
係るアルカリ亜鉛電池では、アルカリ電解液内に十分な
量のカチオン性有機物を溶解させることが可能となる。
したがって、電池内部に含まれる電解液量が少ない場合
においても、電解液量に因らずカチオン性有機物を必要
十分な量だけ含有することが可能となり、実用上十分な
効果を得ることができる。

【００２１】また、前記アルカリ亜鉛電池において、前
記カチオン性有機物が第四級アンモニウム塩、第四級ホ
スホニウム塩、第三級スルホニウム塩のいずれか１種以
上であることが好ましい。

【００２２】また、前記アルカリ亜鉛電池において、上
記アルカリ電解液が、亜鉛化合物を含有することが好ま
しく、飽和量以上含有することが好ましい。

【００２３】また、前記アルカリ亜鉛電池において、前
記カチオン性有機物はヘテロ原子に結合した置換基のう
ち１つの置換基は炭素数が３以上２０以下である直鎖ア
ルキル基であり、残りの置換基は炭素数が１または２で
あるアルキル基であることが好ましい。

【００２４】また、前記アルカリ亜鉛電池において、ア
ルカリ電解液に亜鉛化合物を飽和量以上添加することが
望ましい。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るアルカリ亜鉛
電池について図面を参照しながら詳細に説明する。な
お、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であ
る。

【００２６】まず、本発明を適用したアルカリ亜鉛一次
電池について説明する。図１は、本発明を適用して構成
したアルカリ亜鉛一次電池の縦断面図である。

【００２７】図１において１は正極缶、２は負極蓋、３
は絶縁パッキング、４は真鍮製の負極集電棒、５は中空
円筒状の正極、６は絶縁性セパレータ、７はゲル状負極
である。このように構成された図１に示すアルカリ亜鉛
一次電池は、インサイドアウト型と呼ばれている構造の
アルカリ亜鉛一次電池であり、中空円筒状の正極５の中
空部に、円筒フィルム状の絶縁性セパレータ６を介して
ゲル状の負極７が充填されたものである。

【００２８】正極缶１には、中空円筒体の外周面を正極
缶１の円筒部の内周面に当接させて中空円筒状の正極５
が収納されている。また、前記中空円筒体の内周面に
は、外周面を当接させて絶縁性セパレータ６が圧接され
ており、絶縁性セパレータ６で囲まれた空間内には、ゲ
ル状の負極７が充填されている。

【００２９】負極７の円形断面の中央部には、正極缶１
と負極蓋２とを電気的に絶縁する絶縁パッキング３によ
り一端を支持された負極集電棒４が挿入されている。正
極缶１の開口部は、負極蓋２により閉蓋されている。ま
た、正極缶１の開口部に絶縁パッキング３をはめこみ、
その上に負極蓋２を載置した後、正極缶の閉口端を内側
にかしめることにより電池が密閉されている。

【００３０】次に、アルカリ亜鉛一次電池の主要構成部
材に関して詳述する。正極５は主として正極活物質と導
電剤とにより構成される。正極５には電極強度向上のた
めに、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）
などの結着剤を添加してもよい。正極活物質としては、
アルカリ亜鉛一次電池に用いることのできる正極であれ
ば従来公知のいかなる電極を用いてもよく、例えばオキ
シ水酸化ニッケル、酸化銀、二酸化マンガン、酸素など
が挙げられる。

【００３１】正極に含まれる導電剤としては、例えば金
属コバルトや酸化コバルトなどの無機導電剤や、ファー
ネスブラックやアセチレンブラック、サーマルブラック
などのカーボンブラックや鱗片状や繊維状の天然黒鉛や
人造黒鉛などの炭素材料導電剤を挙げることができる。

【００３２】このような正極は、例えば正極活物質と導
電剤と電解液とを混合した後、この混合物を発泡ニッケ
ルなどの集電体上に塗布して加圧成型することにより作
製することができる。

【００３３】負極７は、少なくとも亜鉛及び亜鉛合金を
活物質とする負極であれば、従来公知のいかなる負極で
あってもかまわない。このような負極としては、例え
ば、亜鉛粉末と酸化亜鉛等をアルカリ電解液およびアク
リル酸樹脂等のゲル化剤とを混合したゲル負極が挙げら
れる。

【００３４】また、絶縁性セパレータ６としては、耐ア
ルカリ性を有するとともにある程度の機械的強度を有
し、且つ電気抵抗が大きく保液性が良好な材料であれ
ば、従来公知のいかなる材料を用いてもかまわない。例
えば、ナイロン、ポリプロピレン、ジカルボン酸等によ
り架橋したポリビニルアルコール等の微孔を有する合成
樹脂の薄膜、またはこれらの繊維を織った織布及び不織
布または、セルロース繊維、ガラス繊維等が挙げられ
る。また、これらの複数種または同種の積層体であって
もかまわない。

【００３５】また、電池内に注入されるアルカリ電解液
としては、水酸化カリウム水溶液を使用する。そして、
アルカリ電解液である水酸化カリウム水溶液には、所定
の量のカチオン性有機物が溶解されている。また、アル
カリ電解液である水酸化カリウム水溶液は、カチオン性
有機物の溶解度を向上させ、電池内部の電解液中へのカ
チオン性有機物の添加量を増加させるために、１０重量
％〜３０重量％の水酸化カリウム水溶液とされている。
そして、水酸化カリウム水溶液は、２０重量％〜３０重
量％の水酸化カリウム水溶液とされることがより好まし
い。

【００３６】亜鉛を負極活物質として使用したアルカリ
亜鉛一次電池では、マンガン乾電池などと同様に、保存
時に亜鉛負極において水素発生を伴う腐食反応が激しく
起こり、電池内圧が上昇して電池の膨張、漏液を引き起
こすという問題がある。そこで、このアルカリ亜鉛一次
電池においては、アルカリ電解液である水酸化カリウム
水溶液にカチオン性有機物を含有させることにより、水
素ガス発生に伴う電池の膨張、漏液を防止することがで
きる。

【００３７】しかしながら、カチオン性有機物は、水に
は良好な溶解性を示すが、アルカリ水溶液には溶解しづ
らく、アルカリ濃度が高くなるにしたがってさらに溶解
性が低下する。そして、アルカリ電解液におけるカチオ
ン性有機物の含有量、すなわち、溶解量が少なすぎる場
合には、上述した効果を十分に得ることができない。一
方、アルカリ電解液の濃度が低すぎる場合には、上述し
た効果を十分に得ることはできるが電池特性が低下して
しまう。

【００３８】そこで、本発明においては、アルカリ電解
液である水酸化カリウム水溶液の濃度を、カチオン性有
機物に対して良好な溶解度を有し、且つ電池特性に悪影
響を及ぼさない１０重量％〜３０重量％の範囲に規定す
る。アルカリ電解液である水酸化カリウム水溶液の濃度
を上記のように規定することにより、アルカリ電解液内
に十分な量のカチオン性有機物を溶解させることが可能
となり、電池内部に含まれる電解液量が少ない場合にお
いても、カチオン性有機物を必要十分な量だけ含有する
ことが可能となり実用上十分な効果を得ることができ
る。これにより、このアルカリ亜鉛一次電池では、電池
特性を実用に十分なレベルに維持しつつ耐漏液性に優れ
たアルカリ亜鉛一次電池が実現されている。

【００３９】また、水酸化カリウム水溶液の濃度は、２
０重量％〜３０重量％の範囲とすることがより好まし
い。水酸化カリウム水溶液の濃度をこのような範囲とす
ることにより、より確実に実用上十分な効果を得るとと
もに良好な電池特性を実現することができる。

【００４０】ここで、このアルカリ亜鉛一次電池におけ
るアルカリ電解液へのカチオン性有機物添加による改善
効果のメカニズムについては明らかではないが、以下の
ように推察される。

【００４１】アルカリ亜鉛一次電池の亜鉛負極表面で
は、保存時に亜鉛溶出により生成した電子は亜鉛負極の
表面突起部などの電流が集中しやすい箇所、いわゆる反
応活性点に集中する。このため、アルカリ電解液にカチ
オン性有機物を添加していない電池では、保存時には、
この反応活性点において水分子が還元反応を受けて水素
ガスを発生する。しかしながら、本発明における水酸化
カリウム水溶液からなるアルカリ電解液にカチオン性有
機物を添加した電池では、カチオン性有機物はそれ自体
がもつ正電荷の影響で亜鉛負極上の電流集中部に選択的
に移動し吸着して反応活性点をマスキングすることによ
り、水分子の還元反応を抑制し、亜鉛負極表面における
水素ガスの発生を抑制する。これにより、水素ガスの発
生に起因した電池の漏液、膨張、破裂が防止される。

【００４２】そして、上述の理由により、本発明におい
て用いるカチオン性有機物は正電荷を持った分子である
アンモニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩であ
ることが好ましいが、強アルカリ電解液中ではヘテロ原
子に結合した水素原子はプロトンとして失われ、アンモ
ニウム塩からカチオン性を有していないアミンに変化す
るため、ヘテロ原子に水素原子が結合していない第四級
アンモニウム塩、第四級ホスホニウム塩、第三級スルホ
ニウム塩を用いることが好ましい。

【００４３】第四級アンモニウム塩としては、例えば、
塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化ステアリ
ルトリエチルアンモニウム、臭化ステアリルトリメチル
アンモニウム、臭化ステアリルトリエチルアンモニウ
ム、水酸化ステアリルトリメチルアンモニウム、水酸化
ステアリルトリエチルアンモニウム、塩化ラウリルトリ
メチルアンモニウム、塩化ラウリルジメチルベンジルア
ンモニウム、塩化ステアリルジメチルベンジルアンモニ
ウム、臭化ヘキシルトリメチルアンモニウム、臭化ヘキ
シルトリエチルアンモニウム、塩化ドデシルトリメチル
アンモニウム、塩化ドデシルトリエチルアンモニウム、
臭化ドデシルトリメチルアンモニウム、水酸化ヘキサデ
シルトリメチルアンモニウム、臭化ヘキサデシルトリメ
チルアンモニウム、塩化ヘキサデシルトリメチルアンモ
ニウム等が挙げられる。

【００４４】第四級ホスホニウム塩としては、例えば、
塩化ステアリルトリメチルホスホニウム、塩化ドデシル
トリメチルホスホニウム、塩化アセトニルトリフェニル
ホスホニウム、臭化メチルトリフェニルホスホニウム、
沃化メチルトリフェニルホスホニウム、塩化ドデシルト
リメチルホスホニウム等が挙げられる。

【００４５】第三級スルホニウム塩としては、例えば、
塩化ステアリルジメチルスルホニウム、臭化トリメチル
スルホニウム、臭化トリフェニルスルホニウム、塩化ド
デシルジメチルスルホニウム等が挙げられる。

【００４６】また、前記カチオン性有機物において、ヘ
テロ原子に結合した置換基のうち１つは炭素数が３以上
２０以下の長鎖アルキル基であること好ましく、炭素数
が３以上１５以下の長鎖アルキル基であることがより好
ましい。これは、反応活性点と水分子あるいは亜鉛酸イ
オンとの反応を抑制するためには、カチオン性有機物が
ある程度の大きさをもって立体障害とならねばならず、
ヘテロ原子に結合した置換基の長鎖アルキル基の炭素数
が２以下の場合には十分な抑制効果が得られない虞があ
るからである。また、逆にヘテロ原子に結合した置換基
の長鎖アルキル基の炭素数が２１以上の場合には、立体
障害が大きすぎて亜鉛の溶解反応を必要以上に阻害し、
放電容量が低下する虞があるためである。

【００４７】また、前記カチオン性有機物において、ヘ
テロ原子に結合した置換基のうち長鎖アルキル基以外の
置換基は、素数が１あるいは２であるものが好ましい。
これは、カチオン性有機物が有効に亜鉛負極表面に吸着
するためには、正電荷を有するヘテロ原子と亜鉛負極表
面とが接近する必要があるためである。そして、ヘテロ
原子に結合した置換基のうち長鎖アルキル基以外の置換
基の炭素数が３以上の場合には、カチオン性有機物が有
効に亜鉛負極表面に吸着できない虞があるためである。

【００４８】また、前記カチオン性有機物においては、
フッ化アルキル基などの置換基を有するものも耐アルカ
リ性が高いため好ましい。

【００４９】上述したように、本発明においてはアルカ
リ電解液は１０重量％〜３０重量％の水酸化カリウム水
溶液とされる。そして、２０重量％〜３０重量％の水酸
化カリウム水溶液とすることがより好ましい。

【００５０】また、アルカリ電解液である水酸化カリウ
ム水溶液におけるカチオン性有機物の含有量は、０．１
Ｍ以上飽和量以下が好ましく、これは以下の理由による
ものである。前記カチオン性有機物はアルカリ電解液に
対する溶解性が低く、水酸化カリウム水溶液に対しては
水酸化カリウムの濃度が増加するとともに該カチオン性
有機物の溶解性は大きく低下する。電池内部において、
カチオン性有機物は亜鉛負極表面の反応活性点をマスキ
ングできるだけの十分な量が含有されている必要がある
が、電池内部に電解液としての水酸化カリウム水溶液が
少量しか含有されていない場合には、反応活性点の数に
対するカチオン性有機物の含有量の不足により反応活性
点のマスキング効果が不十分となり、水素ガス発生の抑
制において十分に効果を発揮することができない。そこ
で、水素ガス発生の抑制において十分に効果を発揮させ
るためには、アルカリ電解液である水酸化カリウム水溶
液におけるカチオン性有機物の含有量を０．１Ｍ以上と
することが好ましい。カチオン性有機物の含有量を０．
１Ｍ以上とすることにより、十分な反応活性点のマスキ
ング効果を得ることができ、その結果、水素ガス発生の
抑制において十分に効果を得ることが可能となる。

【００５１】一方、カチオン性有機物の含有量が水酸化
カリウム水溶液の飽和量以上の場合には、未溶解のカチ
オン性有機物が亜鉛負極表面に過剰に吸着することによ
り亜鉛の溶解反応を必要以上に阻害し、その結果、電池
特性の低下を引き起こすため好ましくない。

【００５２】したがって、アルカリ電解液である水酸化
カリウム水溶液におけるカチオン性有機物の含有量を
０．１Ｍ以上飽和量以下とすることにより、良好な電池
特性を維持しつつ確実に亜鉛負極表面における水素ガス
の発生を抑制することが可能となる。

【００５３】また、アルカリ電解液である水酸化カリウ
ム水溶液は、亜鉛化合物を含有することが好ましい。酸
化亜鉛などの亜鉛化合物をアルカリ電解液に添加するこ
とにより、アルカリ電解液中における亜鉛酸イオン濃度
が増大し、保存時の亜鉛の溶解反応による腐食反応を抑
制することができる。したがって、アルカリ電解液に亜
鉛化合物を添加することにより、カチオン性有機物が亜
鉛負極表面の反応活性点へ付着する前に起こる腐食反応
を抑制することができ、また、前記腐食反応により発生
した水素ガスの亜鉛表面への付着を抑制することができ
るため、カチオン性有機物の反応活性点への吸着が促進
される。これにより、アルカリ電解液にカチオン性有機
物のみを添加した場合と比べて、さらに水素ガス発生の
抑制効果を向上させることができる。したがって、アル
カリ電解液が亜鉛化合物を含有することにより、水素ガ
ス発生に起因する電池の漏液、膨張をより確実に防止す
ることが可能となる。

【００５４】ここで、アルカリ電解液における亜鉛化合
物の含有量が少ない場合には水素ガス発生の抑制効果を
十分に得ることができないため、亜鉛化合物の添加によ
る水素ガス発生の抑制効果を十分に得るためにはアルカ
リ電解液の亜鉛化合物の含有量が十分に多いことが好ま
しく、アルカリ電解液の飽和濃度以上含有することが好
ましい。

【００５５】また、通常正極性能向上のためにアルカリ
電解液に添加される水酸化リチウム等の添加剤は本発明
の効果に悪影響を及ぼすことがないため、必要に応じて
適宜添加してもかまわない

【００５６】以上において説明したように、本発明に係
るアルカリ亜鉛一次電池では、アルカリ電解液が、１０
重量％〜３０重量％の水酸化カリウム水溶液にカチオン
性有機物を含有させてなるため、十分な量のカチオン性
有機物がアルカリ電解液中に含有される。そして、該カ
チオン性有機物が亜鉛負極上の電流集中部に選択的に移
動し吸着して反応活性点をマスキングするため、水分子
の還元反応を抑制し、亜鉛負極表面における水素ガスの
発生を抑制することができる。

【００５７】したがって、本発に係るアルカリ亜鉛一次
電池では、亜鉛負極表面における水素ガスの発生に起因
した電池の漏液や膨張を防止し、耐漏液性に優れたアル
カリ亜鉛一次電池を実現することが可能である。

【００５８】なお、上記においては、インサイドアウト
型と呼ばれている構造のアルカリ亜鉛一次電池を例に挙
げて説明したが、本発明に係るアルカリ亜鉛一次電池の
構成はこれに限られるものではなく、例えば、例えば、
電極、セパレータの積層体を渦巻状に巻いたスパイラル
方式等、種々の構成とすることが可能である。この場合
においても上記と同様の効果を得ることができる。

【００５９】次に、本発明をアルカリ亜鉛二次電池に適
用した場合について説明する。図２は、本発明を適用し
て構成したアルカリ亜鉛二次電池の縦断面図である。

【００６０】図２において１１は正極缶、１２は負極
蓋、１３は絶縁パッキング、１４は真鍮製の負極集電
棒、１５は中空円筒状の正極、１６は絶縁性セパレー
タ、１７はゲル状負極である。以上のように構成された
図２に示すアルカリ亜鉛二次電池は、インサイドアウト
型と呼ばれている構造のアルカリ亜鉛二次電池であり、
中空円筒状の正極１５の中空部に、円筒フィルム状の絶
縁性セパレータ１６を介して、ゲル状の負極１７が充填
されたものである。

【００６１】なお、下記においては、インサイドアウト
型と呼ばれている構造のアルカリ亜鉛二次電池を例に挙
げて説明するが、本発明に係るアルカリ亜鉛二次電池の
構成はこれに限られるものではなく、例えば、電極、セ
パレータの積層体を渦巻状に巻いたスパイラル方式等、
種々の構成とすることが可能である。この場合において
も本発明の効果を得ることができる。

【００６２】正極缶１１には、中空円筒体の外周面を正
極缶１１の円筒部の内周面に当接させて中空円筒状の正
極１５が収納されている。また、前記中空円筒体の内周
面には、外周面を当接させて絶縁性セパレータ１６が圧
接されており、絶縁性セパレータ１６で囲まれた空間内
には、ゲル状の負極１７が充填されている。

【００６３】負極１７の円形断面の中央部には、正極缶
１１と負極蓋１２とを電気的に絶縁する絶縁パッキング
１３により一端を支持された負極集電棒１４が挿入され
ている。正極缶１１の開口部は、負極蓋１２により閉蓋
されている。また、正極缶１１の開口部に絶縁パッキン
グ１３をはめこみ、その上に負極蓋１２を載置した後、
正極缶の閉口端を内側にかしめることにより電池が密閉
されている。

【００６４】次に、アルカリ亜鉛二次電池の主要構成部
材に関して更に詳述する。正極１５は主として正極活物
質と導電剤とにより構成される。正極１５には電極強度
向上のために、例えばＰＴＦＥなどの結着剤を添加して
もよい。正極活物質としては、アルカリ亜鉛二次電池に
用いることのできる正極であれば従来公知のいかなる電
極を用いてもよく、例えばオキシ水酸化ニッケル、酸化
銀、二酸化マンガン、酸素などが挙げられる。

【００６５】正極１５に含まれる導電剤としては、例え
ば金属コバルトや酸化コバルトなどの無機導電剤や、フ
ァーネスブラックやアセチレンブラック、サーマルブラ
ックなどのカーボンブラックや鱗片状や繊維状の天然黒
鉛や人造黒鉛などの炭素材料導電剤を挙げることができ
る。

【００６６】このような正極１５は、例えば正極活物質
と導電剤と電解液とを混合した後、この混合物を発泡ニ
ッケルなどの集電体上に塗布して加圧成型することによ
り作製することができる。

【００６７】また、例えばスパイラル方式のアルカリ亜
鉛二次電池の場合には、正極は前記正極活物質と前記導
電剤との混合物を発泡ニッケルなどの集電体上に塗布し
て加圧成型したものなどが用いられる。

【００６８】負極１７は、少なくとも亜鉛及び亜鉛合金
を活物質とする負極であれば、従来公知のいかなる負極
であってもかまわない。このような負極１７としては、
例えば、亜鉛粉末と酸化亜鉛等をアルカリ電解液および
アクリル酸樹脂等のゲル化剤とを混合したゲル負極が挙
げられる。

【００６９】また、スパイラル方式のアルカリ亜鉛二次
電池の場合には、例えば亜鉛粉末、酸化亜鉛、水酸化亜
鉛等を例えばカルボキシメチルセルロースなどの結着剤
を溶かした水で混合し、集電体等の活物質支持体に充
填、成型、電解するペースト式により作製された負極
や、亜鉛粉末や亜鉛化合物を不活性雰囲気で焼結する焼
結式により作製された負極等が使用できる。

【００７０】前記集電体としては、高導電度であり水素
過電圧の高いものであれば従来公知の集電体のすべてが
適用可能である。このような集電体としては、例えば、
銅やニッケルのメッシュあるいはパンチングメタルにス
ズメッキをしたもの等が挙げられる。

【００７１】また、絶縁性セパレータ１６としては、耐
アルカリ性を有するとともにある程度の機械的強度を有
し、且つ電気抵抗が大きく保液性が良好な材料であれ
ば、従来公知のいかなる材料を用いてもかまわない。例
えば、ナイロン、ポリプロピレン、ジカルボン酸等によ
り架橋したポリビニルアルコール等の微孔を有する合成
樹脂の薄膜、またはこれらの繊維を織った織布及び不織
布または、セルロース繊維、ガラス繊維等が挙げられ
る。また、これらの複数種または同種の積層体であって
もかまわない。

【００７２】また、電池内に注入されるアルカリ電解液
としては、水酸化カリウム水溶液を使用する。そして、
アルカリ電解液である水酸化カリウム水溶液には、所定
の量のカチオン性有機物が溶解されている。また、アル
カリ電解液である水酸化カリウム水溶液は、上述したア
ルカリ亜鉛一次電池の場合と同様に、カチオン性有機物
の溶解度を向上させて電池内部の電解液中へのカチオン
性有機物の添加量を増加させるために、１０重量％〜３
０重量％の水酸化カリウム水溶液とされている。そし
て、２０重量％〜３０重量％の水酸化カリウム水溶液と
されることがより好ましい。

【００７３】亜鉛を負極活物質として使用したアルカリ
亜鉛二次電池では、マンガン乾電池や上述したアルカリ
亜鉛一次電池などと同様に、保存時に亜鉛負極において
水素発生を伴う腐食反応が激しく起こり、電池内圧が上
昇して電池の膨張、漏液を引き起こすという問題があ
る。

【００７４】また、アルカリ亜鉛二次電池においては、
保存時の亜鉛腐食による水素ガス発生に加えて、過充電
時における亜鉛負極表面での水分子の還元反応に伴う水
素ガス発生により電池内圧が上昇して電池の膨張、破裂
や漏液を引き起こす虞がある。

【００７５】また、アルカリ亜鉛二次電池においては、
放電時の反応生成物がアルカリ電解液に可溶であるた
め、充放電時には亜鉛負極が溶解・析出を繰り返すこと
となり、このため、充電時に樹枝状あるいは海綿状の亜
鉛が負極表面に析出する。そして、充放電を繰り返すに
つれてこれらの樹枝状あるいは海綿状の亜鉛が不均一な
形態で成長して絶縁性セパレータを貫通し、さらには正
極に到達して内部短絡を引き起こしてサイクル寿命を低
下させるという問題がある。

【００７６】そこで、このアルカリ亜鉛二次電池におい
ては、アルカリ電解液である水酸化カリウム水溶液にカ
チオン性有機物を含有させることにより、水素ガス発生
に伴う電池の膨張、漏液や、亜鉛負極における樹枝状あ
るいは海綿状の亜鉛の不均一な成長による内部短絡を防
止し、漏液性やサイクル寿命に優れたアルカリ亜鉛二次
電池を実現する。

【００７７】しかしながら、カチオン性有機物は、水に
は良好な溶解性を示すが、アルカリ水溶液には溶解しづ
らく、アルカリ濃度が高くなるにしたがってさらに溶解
性が低下する。そして、アルカリ電解液におけるカチオ
ン性有機物の含有量、すなわち、溶解量が少なすぎる場
合には、上述した電池の膨張、漏液や内部短絡を防止す
る効果を十分に得ることができない。一方、アルカリ電
解液の濃度が低すぎる場合には、上述した効果を十分に
得ることはできるが電池特性が低下してしまう。

【００７８】そこで、本発明においては、アルカリ電解
液である水酸化カリウム水溶液の濃度を、カチオン性有
機物に対して良好な溶解度を有し、且つ電池特性に悪影
響を及ぼさない１０重量％〜３０重量％の範囲に規定す
る。アルカリ電解液である水酸化カリウム水溶液の濃度
を上記のように規定することにより、アルカリ電解液内
に十分な量のカチオン性有機物を溶解させることが可能
となり、電池内部に含まれる電解液量が少ない場合にお
いても、カチオン性有機物を必要十分な量だけ含有する
ことが可能となり、実用上十分な効果を得ることができ
る。これにより、このアルカリ亜鉛二次電池では、電池
特性を実用上十分なレベルに維持しつつ耐漏液性やサイ
クル寿命に優れたアルカリ亜鉛二次電池が実現されてい
る。

【００７９】また、水酸化カリウム水溶液の濃度は、２
０重量％〜３０重量％の範囲とすることがより好まし
い。水酸化カリウム水溶液の濃度をこのような範囲とす
ることにより、より確実に実用上十分な効果を得るとと
もに良好な電池特性を実現することができる。

【００８０】ここで、このアルカリ亜鉛二次電池におけ
るアルカリ電解液へのカチオン性有機物添加による改善
効果のメカニズムについては明らかではないが、以下の
ように推察される。

【００８１】アルカリ亜鉛二次電池の亜鉛負極表面で
は、保存時に亜鉛溶出により生成した電子あるいは充電
時に亜鉛負極に流れ込んだ電子は、亜鉛負極の表面突起
部などの電流が集中しやすい箇所、いわゆる反応活性点
に集中する。このため、カチオン性有機物を添加してい
ない電池では、保存時あるいは充電時には、この反応活
性点において水分子が還元反応を受けて水素ガスを発生
する。また、充電時には亜鉛は電流集中部に析出しやす
くなり、亜鉛負極は不均一な形態となる。しかしなが
ら、本発明におけるカチオン性有機物を添加したアルカ
リ亜鉛二次電池では、カチオン性有機物はそれ自体がも
つ正電荷の影響で亜鉛負極上の電流集中部に選択的に移
動し吸着して反応活性点をマスキングすることにより、
水分子の還元反応を抑制し、亜鉛負極表面における水素
ガスの発生を抑制する。また、反応活性点がカチオン性
有機物によりマスキングされることにより亜鉛は電流集
中部、すなわち反応活性点に集中して析出することな
く、負極表面において分散して析出するために亜鉛負極
形態は均一となる。これにより、水素ガスの発生に起因
した電池の漏液、膨張や亜鉛負極の不均一な形態に起因
した内部短絡が防止される。

【００８２】そして、上述の理由により、カチオン性添
加剤は正電荷を持った分子であるアンモニウム塩、ホス
ホニウム塩、スルホニウム塩が好ましいが、強アルカリ
電解液中ではヘテロ原子に結合した水素原子はプロトン
として失われ、アンモニウム塩からカチオン性を有して
いないアミンに変化するため、ヘテロ原子に水素原子が
結合していない第四級アンモニウム塩、第四級ホスホニ
ウム塩、第三級スルホニウム塩が好ましい。

【００８３】第四級アンモニウム塩、第四級ホスホニウ
ム塩及び第三級スルホニウム塩としては、例えば上述し
たアルカリ亜鉛一次電池の場合と同様のものが挙げられ
る。

【００８４】また、前記カチオン性有機物においては、
上述したアルカリ亜鉛一次電池の場合と同様にヘテロ原
子に結合した置換基のうち１つは炭素数が３以上２０以
下の長鎖アルキル基であること好ましく、炭素数が６以
上１５以下の長鎖アルキル基であることがより好まし
い。これは、反応活性点と水分子あるいは亜鉛酸イオン
との反応を抑制するためには、カチオン性有機物がある
程度の大きさをもって立体障害とならねばならず、ヘテ
ロ原子に結合した置換基の長鎖アルキル基の炭素数が２
以下の場合には十分な抑制効果が得られない虞があるか
らである。また、逆にヘテロ原子に結合した置換基の長
鎖アルキル基の炭素数が２１以上の場合には、立体障害
が大きすぎて亜鉛の溶解析出反応を必要以上に阻害し、
放電容量が低下する虞があるためである。

【００８５】また、前記カチオン性有機物において、ヘ
テロ原子に結合した置換基のうち長鎖アルキル基以外の
置換基は、素数が１あるいは２であるものが好ましい。
これはカチオン性有機物が有効に亜鉛負極表面に吸着す
るためには正電荷を有するヘテロ原子と亜鉛負極表面と
が接近する必要があるためである。そして、ヘテロ原子
に結合した置換基のうち長鎖アルキル基以外の置換基の
炭素数が３以上の場合には、カチオン性有機物が有効に
亜鉛負極表面に吸着できない虞があるためである。

【００８６】また、前記カチオン性有機物において、フ
ッ化アルキル基などの置換基を有するものも耐アルカリ
性が高いため好ましい。

【００８７】上述したように、本発明においてアルカリ
電解液は１０重量％〜３０重量％の水酸化カリウム水溶
液とされる。そして、２０重量％〜３０重量％の水酸化
カリウム水溶液とすることがより好ましい。

【００８８】また、アルカリ電解液である水酸化カリウ
ム水溶液におけるカチオン性有機物の含有量は、０．１
Ｍ以上飽和量以下が好ましく、これは上記と同様の理由
によるものである。すなわち、前記カチオン性有機物は
アルカリ電解液に対する溶解性が低く、水酸化カリウム
水溶液に対しては水酸化カリウムの濃度が増加するとと
もに該カチオン性有機物の溶解性は大きく低下する。電
池内部において、カチオン性有機物は亜鉛負極表面の反
応活性点をマスキングできるだけの十分な量が含有され
ている必要があるが、電池内部に電解液としての水酸化
カリウム水溶液が少量しか含有されていない場合には、
反応活性点の数に対するカチオン性有機物の含有量の不
足により反応活性点のマスキング効果が不十分となり、
水素ガス発生の抑制及び負極表面の亜鉛析出形態の制御
において十分に効果を発揮することができない。

【００８９】そこで、水素ガス発生の抑制において十分
に効果を発揮させるためには、アルカリ電解液である水
酸化カリウム水溶液におけるカチオン性有機物の含有量
を０．１Ｍ以上とすることが好ましい。カチオン性有機
物の含有量を０．１Ｍ以上とすることにより、十分な反
応活性点のマスキング効果を得ることができ、その結
果、水素ガス発生の抑制において十分に効果を得ること
が可能となる。

【００９０】一方、カチオン性有機物の含有量が水酸化
カリウム水溶液の飽和量以上の場合には、未溶解のカチ
オン性有機物が亜鉛負極表面に過剰に吸着することによ
り亜鉛の溶解析出反応を必要以上に阻害し、その結果、
電池特性の低下を引き起こすため好ましくない。

【００９１】したがって、アルカリ電解液である水酸化
カリウム水溶液におけるカチオン性有機物の含有量を
０．１Ｍ以上飽和量以下とすることにより、良好な電池
特性を維持しつつ確実に亜鉛負極表面における水素ガス
の発生を抑制することが可能となる。

【００９２】また、アルカリ電解液である水酸化カリウ
ム水溶液は、亜鉛化合物を含有することが好ましい。こ
れは上記と同様の理由によるものである。すなわち、酸
化亜鉛などの亜鉛化合物をアルカリ電解液に添加するこ
とにより、アルカリ電解液中における亜鉛酸イオン濃度
が増大し、保存時の亜鉛の溶解反応による腐食反応を抑
制することができる。したがって、アルカリ電解液に亜
鉛化合物を添加することにより、カチオン性有機物が亜
鉛負極表面の反応活性点へ付着する前に起こる腐食反応
を抑制することができ、また、前記腐食反応により発生
した水素ガスの亜鉛表面への付着を抑制することができ
るため、カチオン性有機物の反応活性点への吸着が促進
される。これにより、アルカリ電解液にカチオン性有機
物のみを添加した場合と比べて、さらに水素ガス発生の
抑制効果を向上させることができ、負極表面の亜鉛析出
形態をより確実に均一化することができる。したがっ
て、アルカリ電解液が亜鉛化合物を含有することによ
り、水素ガス発生に起因する電池の漏液、膨張をより確
実に防止することが可能となるとともに、亜鉛析出形態
を制御して電池の内部短絡をより確実に防止することが
可能となる。

【００９３】ここで、アルカリ電解液における亜鉛化合
物の含有量が少ない場合には水素ガス発生の抑制効果を
十分に得ることができないため、亜鉛化合物の添加によ
る水素ガス発生の抑制効果を十分に得るためにはアルカ
リ電解液の亜鉛化合物の含有量が十分に多いことが好ま
しく、アルカリ電解液の飽和濃度以上含有することが好
ましい。

【００９４】また、通常正極性能向上のためにアルカリ
電解液に添加される水酸化リチウム等の添加剤は本発明
の効果に悪影響を及ぼすことがないため、必要に応じて
適宜添加してもかまわない

【００９５】以上において説明したように、本発明に係
るアルカリ亜鉛二次電池では、アルカリ電解液が、１０
重量％〜３０重量％の水酸化カリウム水溶液にカチオン
性有機物を含有させてなるため、十分な量のカチオン性
有機物がアルカリ電解液中に含有される。そして、該カ
チオン性有機物が亜鉛負極上の電流集中部に選択的に移
動し吸着して反応活性点をマスキングするため、水分子
の還元反応を抑制し、亜鉛負極表面における水素ガスの
発生を抑制することができる。また、反応活性点をカチ
オン性有機物によりマスキングすることにより亜鉛負極
形態を均一とすることができる。

【００９６】したがって、本発明に係るアルカリ亜鉛二
次電池では、水素ガスの発生に起因した電池の漏液、膨
張や亜鉛負極における亜鉛の不均一な析出形態に起因し
た内部短絡を防止することができ、耐漏液性及びサイク
ル寿命に優れたアルカリ亜鉛二次電池を実現することが
可能である。

【００９７】

【実施例】以下、本発明を具体的に実験結果に基づいて
さらに詳細に説明するが、本発明は下記の記述に限定さ
れるものではない。

【００９８】＜実験１＞実験１では、本発明をアルカリ
亜鉛一次電池に適用した場合の漏液の抑制効果について
検討した。

【００９９】［サンプル１］サンプル１では、以下のよ
うにしてアルカリ亜鉛一次電池を作製した。

【０１００】アルカリ電解液の調製 アルカリ電解液としては、５重量％水酸化カリウム水溶
液を調製した。

【０１０１】正極の作製 まず、正極活物質であるオキシ水酸化ニッケル８０重量
部と、水酸化カルシウム１重量部と、黒鉛粉末１０重量
部と、アルカリ電解液９重量部とを、らいかい乳鉢で３
０分間混合して混合物を得た。次に、この混合物を加圧
成形して、外径１．３ｃｍ、内径０．９ｃｍ、高さ１．
５ｃｍの中空円筒状の成型体を作製した。なお、電池の
作製においては、この中空円筒状の正極を３個直列に重
ねて、全体として１個の中空円筒状をなす正極として使
用した。

【０１０２】負極の作製 負極活物質である亜鉛合金粉末（Ａｌ：５０ｐｐｍ、Ｂ
ｉ：１００ｐｐｍ、Ｉｎ：５００ｐｐｍ）７０重量部
と、アルカリ電解液２９重量部と、ゲル化剤としてのア
クリル酸樹脂１重量部とを混合して、ゲル状の負極を作
製した。

【０１０３】電池の組立 正極缶に上記において作製した中空円筒状の正極を収納
して正極中空部に袋状のポリプロピレン不織布製セパレ
ータを挿入し、前記アルカリ電解液を１ｇ添加した後、
ゲル状の負極を充填した。

【０１０４】電池の密閉は、正極缶の開口部に絶縁パッ
キングをはめこみ、その上に負極集電棒を有する負極蓋
を載置した後、正極缶の閉口端を内側にかしめることに
より行った。

【０１０５】また、この電池においては、電池容量を正
極容量で規制するために、正極と負極との電気化学的な
容量比を１：１．５とした。更に、電池缶内の空隙率は
１０体積％とした。

【０１０６】［サンプル２］アルカリ電解液に５重量％
水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物として
塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを１Ｍ添加し
たこと以外は、サンプル１と同様にしてサンプル２のア
ルカリ亜鉛一次電池を作製した。

【０１０７】［サンプル３］アルカリ電解液に５重量％
水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物として
塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．０１
Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サン
プル１と同様にしてサンプル３のアルカリ亜鉛一次電池
を作製した。

【０１０８】［サンプル４］アルカリ電解液に５重量％
水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物として
塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．１Ｍ、
および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル
１と同様にしてサンプル４のアルカリ亜鉛一次電池を作
製した。

【０１０９】［サンプル５］アルカリ電解液に５重量％
水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物として
塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを１Ｍ、およ
び酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル１と
同様にしてサンプル５のアルカリ亜鉛一次電池を作製し
た。

【０１１０】［サンプル６］アルカリ電解液に５重量％
水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物として
塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを２Ｍ、およ
び酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル１と
同様にしてサンプル６のアルカリ亜鉛一次電池を作製し
た。なお、アルカリ電解液には、カチオン性有機物であ
る塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムの未溶解分
が存在した。

【０１１１】［サンプル７］アルカリ電解液に添加剤を
添加していない１０重量％水酸化カリウム水溶液を用い
たこと以外は、サンプル１と同様にしてサンプル７のア
ルカリ亜鉛一次電池を作製した。

【０１１２】［サンプル８］アルカリ電解液に１０重量
％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物とし
て塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを１Ｍ添加
したこと以外は、サンプル１と同様にしてサンプル８の
アルカリ亜鉛一次電池を作製した。

【０１１３】［サンプル９］アルカリ電解液に１０重量
％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物とし
て塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．０１
Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サン
プル１と同様にしてサンプル９のアルカリ亜鉛一次電池
を作製した。

【０１１４】［サンプル１０］アルカリ電解液に１０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．１
Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サン
プル１と同様にしてサンプル１０のアルカリ亜鉛一次電
池を作製した。

【０１１５】［サンプル１１］アルカリ電解液に１０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを１Ｍ、
および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル
１と同様にしてサンプル１１のアルカリ亜鉛一次電池を
作製した。

【０１１６】［サンプル１２］アルカリ電解液に１０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを２Ｍ、
および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル
１と同様にしてサンプル１２のアルカリ亜鉛一次電池を
作製した。なお、アルカリ電解液には、カチオン性有機
物である塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムの未
溶解分が存在した。

【０１１７】［サンプル１３］アルカリ電解液に添加剤
を添加していない２０重量％水酸化カリウム水溶液を用
いたこと以外は、サンプル１と同様にしてサンプル１３
のアルカリ亜鉛一次電池を作製した。

【０１１８】［サンプル１４］アルカリ電解液に２０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを１Ｍ添
加したこと以外は、サンプル１と同様にしてサンプル１
４のアルカリ亜鉛一次電池を作製した。

【０１１９】［サンプル１５］アルカリ電解液に２０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．０
１Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サ
ンプル１と同様にしてサンプル１５のアルカリ亜鉛一次
電池を作製した。

【０１２０】［サンプル１６］アルカリ電解液に２０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．１
Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サン
プル１と同様にしてサンプル１６のアルカリ亜鉛一次電
池を作製した。

【０１２１】［サンプル１７］アルカリ電解液に２０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを１Ｍ、
および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル
１と同様にしてサンプル１７のアルカリ亜鉛一次電池を
作製した。

【０１２２】［サンプル１８］アルカリ電解液に２０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを２Ｍ、
および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル
１と同様にしてサンプル１８のアルカリ亜鉛一次電池を
作製した。なお、アルカリ電解液には、カチオン性有機
物である塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムの未
溶解分が存在した。

【０１２３】［サンプル１９］アルカリ電解液に添加剤
を添加していない３０重量％水酸化カリウム水溶液を用
いたこと以外は、サンプル１と同様にしてサンプル１９
のアルカリ亜鉛一次電池を作製した。

【０１２４】［サンプル２０］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．１
Ｍ添加したこと以外は、サンプル１と同様にしてサンプ
ル２０のアルカリ亜鉛一次電池を作製した。

【０１２５】［サンプル２１］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．０
１Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サ
ンプル１と同様にしてサンプル２１のアルカリ亜鉛一次
電池を作製した。

【０１２６】［サンプル２２］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．１
Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サン
プル１と同様にしてサンプル２２のアルカリ亜鉛一次電
池を作製した。

【０１２７】［サンプル２３］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを１Ｍ、
および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル
１と同様にしてサンプル２３のアルカリ亜鉛一次電池を
作製した。なお、アルカリ電解液には、カチオン性有機
物である塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムの未
溶解分が存在した。

【０１２８】［サンプル２４］アルカリ電解液に添加剤
を添加していない４０重量％水酸化カリウム水溶液を用
いたこと以外は、サンプル１と同様にしてサンプル２４
のアルカリ亜鉛一次電池を作製した。

【０１２９】［サンプル２５］アルカリ電解液に４０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．０
１Ｍ添加したこと以外は、サンプル１と同様にしてサン
プル２５のアルカリ亜鉛一次電池を作製した。

【０１３０】［サンプル２６］アルカリ電解液に４０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．０
１Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サ
ンプル１と同様にしてサンプル２６のアルカリ亜鉛一次
電池を作製した。

【０１３１】［サンプル２７］アルカリ電解液に４０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．１
Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サン
プル１と同様にしてサンプル２７のアルカリ亜鉛一次電
池を作製した。なお、アルカリ電解液には、カチオン性
有機物である塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウム
の未溶解分が存在した。

【０１３２】以上のようにして作製したサンプル１〜サ
ンプル２７のアルカリ亜鉛一次電池について漏液率及び
初期放電時間の評価を行った。以下、漏液率および初期
放電時間の評価方法について説明する。なお、サンプル
１〜サンプル６のアルカリ亜鉛一次電池においては、初
期放電時間のみ評価を行った。

【０１３３】上記のようなサンプル１〜サンプル２７の
アルカリ亜鉛一次電池をそれぞれ条件毎に１００個ずつ
用意し、１００ｍＡの定電流連続放電で終止電圧１．０
Ｖまで放電し、６０℃中に８０日間保存した。その後、
目視判定で漏液が観察された電池の個数を漏液率（％）
として評価を行った。

【０１３４】また、定電流連続放電した際の放電時間を
初期放電時間とした。その結果を、各サンプルのアルカ
リ電解液の作製条件とともに表１に示す。

【０１３５】

【表１】

【０１３６】表１より、電解液である水酸化カリウム水
溶液にカチオン性有機物を添加したアルカリ亜鉛一次電
池は、水酸化カリウム水溶液にカチオン性有機物を添加
しないアルカリ亜鉛一次電池よりも漏液率が大幅に低下
していることが判る。

【０１３７】これは、カチオン性有機物が、それ自体が
有する正電荷の影響で亜鉛負極上の電流集中部に選択的
に移動し、吸着することにより反応活性点をマスキング
し、この結果、水分子の還元反応が抑制され、電池の漏
液、膨張、破裂が防止されるものと考えられる。したが
って、電解液である水酸化カリウム水溶液にカチオン性
有機物を添加することにより、アルカリ亜鉛一次電池の
漏液を効果的に抑制し、漏液率を大幅に低下させること
ができるといえる。

【０１３８】そして、電解液である水酸化カリウム水溶
液にカチオン性有機物の他に亜鉛化合物を添加したアル
カリ亜鉛一次電池は、さらに漏液率が大幅に低下してい
ることが判る。これより、電解液である水酸化カリウム
水溶液にカチオン性有機物を含有させ、さらに亜鉛化合
物を飽和量含有することにより、アルカリ亜鉛一次電池
の漏液をさらに効果的に抑制して良好な漏液防止効果を
得ることが可能であるといえる。

【０１３９】この亜鉛化合物の添加の効果については、
以下のように考えられる。亜鉛酸イオン濃度が増大し、
亜鉛の腐食反応が抑制されることにより、カチオン性有
機物が亜鉛表面の反応活性点へ付着する前に起こる腐食
反応を抑制することができ、また、前記腐食反応により
発生した水素ガスの亜鉛表面への付着を抑制することに
よりカチオン性有機物の反応活性点への吸着が促進され
るため、カチオン性有機物のみを添加した場合と比べて
より効果が向上する。

【０１４０】また、表１より、カチオン性有機物を０．
１Ｍ以上、および亜鉛化合物を飽和量添加した場合に
は、アルカリ亜鉛一次電池の漏液が著しく抑制され、カ
チオン性有機物の添加量が飽和量以上である場合には初
期放電容量が低下していることが判る。これは、カチオ
ン性有機物の添加が少なく負極の亜鉛量と比べて過小な
場合には、亜鉛負極表面の反応活性点のマスキング効果
が不十分なため水素ガス発生の抑制において十分に効果
を発揮することができず、またカチオン性有機物の添加
量が飽和量以上である場合には、未溶解のカチオン性有
機物が亜鉛表面に過剰に吸着することにより内部抵抗が
必要以上に増大し、放電容量を低下させるものと考えら
れる。したがって、電解液である水酸化カリウム水溶液
におけるカチオン性有機物の含有量は０．１Ｍ以上飽和
量以下が好ましいといえる。

【０１４１】また、カチオン性有機物を０．１Ｍ以上飽
和量以下において確実に溶解させるには、水酸化カリウ
ム水溶液の濃度を３０重量％以下とすることが好ましい
といえる。

【０１４２】また、表１から、アルカリ電解液である水
酸化カリウム水溶液の濃度が１０％より低いアルカリ亜
鉛一次電池では、他のアルカリ亜鉛一次電池に比べて初
期放電時間が非常に短くなっていることが判る。一方、
アルカリ電解液である水酸化カリウム水溶液の濃度が１
０％以上であるアルカリ亜鉛一次電池は、良好な初期放
電時間が得られている。これは、アルカリ電解液である
水酸化カリウム水溶液の濃度が１０％よりも低い電解液
は、アルカリ電解液の導電率が大きく低下するため放電
作動電圧の低下とともに放電時間が短くなると考えられ
る。したがって、アルカリ電解液である水酸化カリウム
水溶液の濃度は１０％以上とすることが好ましいといえ
る。また、導電率の低下に伴う放電容量の低下を考慮す
ると、アルカリ電解液である水酸化カリウム水溶液の濃
度は２０％以上がより好ましいといえる。

【０１４３】したがって、これらのことより、漏液が防
止され、且つ実用に適した放電容量を備えたアルカリ亜
鉛一次電池を実現するには、水酸化カリウム水溶液の濃
度は１０重量％〜３０重量％の範囲とすることが好まし
いといえる。さらに、水酸化カリウム水溶液の濃度を２
０重量％〜３０重量％の範囲とすることにより、耐漏液
性、放電容量ともにより優れたアルカリ亜鉛一次電池を
実現可能であるといえる。

【０１４４】次に、カチオン性有機物のアルキル鎖長さ
による、アルカリ亜鉛一次電池の漏液防止に及ぼす効果
について説明する。

【０１４５】［サンプル２８］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化テトラメチルアンモニウムを０．１Ｍ、および
酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル１と同
様にしてサンプル２８のアルカリ亜鉛一次電池を作製し
た。

【０１４６】［サンプル２９］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化トリメチルエチルアンモニウムを０．１Ｍ、お
よび酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル１
と同様にしてサンプル２９のアルカリ亜鉛一次電池を作
製した。

【０１４７】［サンプル３０］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化プロピルトリメチルアンモニウムを０．１Ｍ、
および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル
１と同様にしてサンプル３０のアルカリ亜鉛一次電池を
作製した。

【０１４８】［サンプル３１］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ヘキシルトリメチルアンモニウムを０．１
Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サン
プル１と同様にしてサンプル３１のアルカリ亜鉛一次電
池を作製した。

【０１４９】［サンプル３２］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ペンタデシルトリメチルアンモニウムを
０．１Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外
は、サンプル１と同様にしてサンプル３２のアルカリ亜
鉛一次電池を作製した。

【０１５０】［サンプル３３］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−エイコシルトリメチルアンモニウムを０．
１Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サ
ンプル１と同様にしてサンプル３３のアルカリ亜鉛一次
電池を作製した。

【０１５１】［サンプル３４］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ヘネイコシルトリメチルアンモニウムを
０．１Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外
は、サンプル１と同様にしてサンプル３４のアルカリ亜
鉛一次電池を作製した。

【０１５２】以上のようにして作製したサンプル２８〜
サンプル３４のアルカリ亜鉛一次電池について上記と同
様にして耐漏液性及び初期放電時間の評価を行った。そ
の結果を、各サンプルのアルカリ電解液の作製条件とと
もに表２に示す。

【０１５３】

【表２】

【０１５４】表２より、カチオン性有機物の長鎖アルキ
ル基の炭素数が３以上の場合に、アルカリ亜鉛一次電池
の漏液が著しく抑制されることが判る。但し、前記置換
基が炭素数１５より大きい場合、特に２１以上の場合に
おいては放電容量が低下するため、カチオン性有機物の
長鎖アルキル基の炭素数は３〜２０、特に３〜１５の範
囲が好ましいといえる。

【０１５５】これは、反応活性点と水分子との反応を阻
害するためには、カチオン性有機物が立体障害とならね
ばならないため、カチオン性有機物の長鎖アルキル基の
炭素数が２以下の小さな置換基では十分な効果が得られ
ないものと考えられる。また置換基が大きすぎる場合に
は亜鉛の溶解反応を必要以上に阻害するものと考えられ
る。したがって、カチオン性有機物の長鎖アルキル基の
炭素数は３〜２０、特に３〜１５の範囲とすることによ
り、良好な耐漏液性と放電容量を備えたアルカリ亜鉛一
次電池を実現可能であるといえる。

【０１５６】次に、カチオン性有機物の長鎖アルキル基
以外の置換基の長さによる、アルカリ亜鉛一次電池の漏
液の抑制効果について説明する。

【０１５７】［サンプル３５］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化プロピルトリメチルアンモニウムを０．１Ｍ、
および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル
１と同様にしてサンプル３５のアルカリ亜鉛一次電池を
作製した。

【０１５８】［サンプル３６］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化プロピルトリエチルアンモニウムを０．１Ｍ、
および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル
１と同様にしてサンプル３６のアルカリ亜鉛一次電池を
作製した。

【０１５９】［サンプル３７］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ジメチルジプロピルアンモニウムを０．１Ｍ、
および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル
１と同様にしてサンプル３７のアルカリ亜鉛一次電池を
作製した。

【０１６０】以上のようにして作製したサンプル３５〜
サンプル３７のアルカリ亜鉛一次電池について上記と同
様にして耐漏液性及び初期放電時間の評価を行った。そ
の結果を、各サンプルのアルカリ電解液の作製条件とと
もに表３に示す。

【０１６１】

【表３】

【０１６２】表３より、カチオン性有機物における長鎖
アルキル基以外の置換基の炭素数が２以下の場合におい
て、アルカリ亜鉛一次電池の漏液の抑制効果が見られ
る。これは、カチオン性有機物において長鎖アルキル基
以外の置換基が炭素数が３以上の場合には、カチオン性
有機物が有効に亜鉛負極表面に吸着できないためと考え
られる。

【０１６３】次に、カチオン性有機物として第四級アン
モニウム塩、第四級ホスホニウム塩、第三級スルホニウ
ム塩を用いたときの、アルカリ亜鉛一次電池の漏液の抑
制効果について説明する。

【０１６４】［サンプル３８］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．１
Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サン
プル１と同様にしてサンプル３８のアルカリ亜鉛一次電
池を作製した。

【０１６５】［サンプル３９］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルホスホニウムを０．１
Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サン
プル１と同様にしてサンプル３９のアルカリ亜鉛一次電
池を作製した。

【０１６６】［サンプル４０］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルジメチルスルホニウムを０．１
Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サン
プル１と同様にしてサンプル４０のアルカリ亜鉛一次電
池を作製した。

【０１６７】［サンプル４１］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物を
添加せず、酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サン
プル１と同様にしてサンプル４１のアルカリ亜鉛一次電
池を作製した。

【０１６８】以上のようにして作製したサンプル３８〜
サンプル４１のアルカリ亜鉛一次電池について上記と同
様にして耐漏液性及び初期放電時間の評価を行った。そ
の結果を、各サンプルのアルカリ電解液の作製条件とと
もに表４に示す。

【０１６９】

【表４】

【０１７０】表４より、カチオン性有機物として第四級
アンモニウム塩、第四級ホスホニウム塩、第三級スルホ
ニウム塩を添加した場合においても、アルカリ亜鉛一次
電池の漏液が著しく抑制されることが判る。これは、第
四級ホスホニウム塩、第三級スルホニウム塩においても
第四級アンモニウム塩と同様に亜鉛表面の活性点に効果
的に吸着するためと考えられる。したがって、カチオン
性有機物として第四級アンモニウム塩、第四級ホスホニ
ウム塩、第三級スルホニウム塩を電解液である水酸化カ
リウム水溶液添加した場合においても本発明における効
果が得られるといえる。

【０１７１】＜実験２＞実験２では、本発明をアルカリ
亜鉛二次電池に適用した場合の漏液および内部短絡の抑
制効果について検討した。

【０１７２】［サンプル５１］サンプル５１では、以下
のようにしてアルカリ亜鉛二次電池を作製した。

【０１７３】アルカリ電解液の調製 アルカリ電解液としては、５重量％水酸化カリウム水溶
液を調製した。

【０１７４】正極の作製 まず、正極活物質であるオキシ水酸化ニッケル８０重量
部と、水酸化カルシウム１重量部と、黒鉛粉末１０重量
部と、アルカリ電解液９重量部とを、らいかい乳鉢で３
０分間混合して混合物を得た。次に、この混合物を加圧
成形して、外径１．３ｃｍ、内径０．９ｃｍ、高さ１．
５ｃｍの中空円筒状の成型体を作製した。なお、電池の
作製においては、この中空円筒状の正極を３個直列に重
ねて、全体として１個の中空円筒状をなす正極として使
用した。

【０１７５】負極の作製 負極活物質である亜鉛合金粉末（Ａｌ：５０ｐｐｍ、Ｂ
ｉ：１００ｐｐｍ、Ｉｎ：５００ｐｐｍ）７０重量部
と、アルカリ電解液２９重量部と、ゲル化剤としてのア
クリル酸樹脂１重量部とを混合して、ゲル状の負極を作
製した。

【０１７６】電池の組立 正極缶に上記において作製した中空円筒状の正極を収納
して正極中空部に袋状のポリプロピレン不織布製セパレ
ータを挿入し、前記アルカリ電解液を１ｇ添加した後、
ゲル状の負極を充填した。

【０１７７】電池の密閉は、正極缶の開口部に絶縁パッ
キングをはめこみ、その上に負極集電棒を有する負極蓋
を載置した後、正極缶の閉口端を内側にかしめることに
より行った。

【０１７８】また、この電池においては、電池容量を正
極容量で規制するために、正極と負極との電気化学的な
容量比を１：１．５とした。更に、電池缶内の空隙率は
１０体積％とした。

【０１７９】［サンプル５２］アルカリ電解液に５重量
％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物とし
て塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを１Ｍ添加
したこと以外は、サンプル５１と同様にしてサンプル５
２のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。

【０１８０】［サンプル５３］アルカリ電解液に５重量
％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物とし
て塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．０１
Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サン
プル５１と同様にしてサンプル５３のアルカリ亜鉛二次
電池を作製した。

【０１８１】［サンプル５４］アルカリ電解液に５重量
％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物とし
て塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．１
Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サン
プル５１と同様にしてサンプル５４のアルカリ亜鉛二次
電池を作製した。

【０１８２】［サンプル５５］アルカリ電解液に５重量
％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物とし
て塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを１Ｍ、お
よび酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル５
１と同様にしてサンプル５５のアルカリ亜鉛二次電池を
作製した。

【０１８３】［サンプル５６］アルカリ電解液に５重量
％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物とし
て塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを２Ｍ、お
よび酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル５
１と同様にしてサンプル５６のアルカリ亜鉛二次電池を
作製した。なお、アルカリ電解液には、カチオン性有機
物である塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムの未
溶解分が存在した。

【０１８４】［サンプル５７］アルカリ電解液に添加剤
を添加していない１０重量％水酸化カリウム水溶液を用
いたこと以外は、サンプル５１と同様にしてサンプル５
７のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。

【０１８５】［サンプル５８］アルカリ電解液に１０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを１Ｍ添
加したこと以外は、サンプル５１と同様にしてサンプル
５８のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。

【０１８６】［サンプル５９］アルカリ電解液に１０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．０
１Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サ
ンプル５１と同様にしてサンプル５９のアルカリ亜鉛二
次電池を作製した。

【０１８７】［サンプル６０］アルカリ電解液に１０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．１
Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サン
プル５１と同様にしてサンプル６０のアルカリ亜鉛二次
電池を作製した。

【０１８８】［サンプル６１］アルカリ電解液に１０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを１Ｍ、
および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル
５１と同様にしてサンプル６１のアルカリ亜鉛二次電池
を作製した。

【０１８９】［サンプル６２］アルカリ電解液に１０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを２Ｍ、
および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル
５１と同様にしてサンプル６２のアルカリ亜鉛二次電池
を作製した。なお、アルカリ電解液には、カチオン性有
機物である塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムの
未溶解分が存在した。

【０１９０】［サンプル６３］アルカリ電解液に添加剤
を添加していない２０重量％水酸化カリウム水溶液を用
いたこと以外は、サンプル５１と同様にしてサンプル６
３のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。

【０１９１】［サンプル６４］アルカリ電解液に２０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを１Ｍ添
加したこと以外は、サンプル５１と同様にしてサンプル
６４のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。

【０１９２】［サンプル６５］アルカリ電解液に２０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．０
１Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サ
ンプル５１と同様にしてサンプル６５のアルカリ亜鉛二
次電池を作製した。

【０１９３】［サンプル６６］アルカリ電解液に２０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．１
Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サン
プル５１と同様にしてサンプル６６のアルカリ亜鉛二次
電池を作製した。

【０１９４】［サンプル６７］アルカリ電解液に２０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを１Ｍ、
および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル
５１と同様にしてサンプル６７のアルカリ亜鉛二次電池
を作製した。

【０１９５】［サンプル６８］アルカリ電解液に２０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを２Ｍ、
および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル
５１と同様にしてサンプル６８のアルカリ亜鉛二次電池
を作製した。なお、アルカリ電解液には、カチオン性有
機物である塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムの
未溶解分が存在した。

【０１９６】［サンプル６９］アルカリ電解液に添加剤
を添加していない３０重量％水酸化カリウム水溶液を用
いたこと以外は、サンプル５１と同様にしてサンプル６
９のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。

【０１９７】［サンプル７０］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．１
Ｍ添加したこと以外は、サンプル５１と同様にしてサン
プル７０のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。

【０１９８】［サンプル７１］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．０
１Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サ
ンプル５１と同様にしてサンプル７１のアルカリ亜鉛二
次電池を作製した。

【０１９９】［サンプル７２］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．１
Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サン
プル５１と同様にしてサンプル７２のアルカリ亜鉛二次
電池を作製した。

【０２００】［サンプル７３］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを１Ｍ、
および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル
５１と同様にしてサンプル７３のアルカリ亜鉛二次電池
を作製した。なお、アルカリ電解液には、カチオン性有
機物である塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムの
未溶解分が存在した。

【０２０１】［サンプル７４］アルカリ電解液に添加剤
を添加していない４０重量％水酸化カリウム水溶液を用
いたこと以外は、サンプル５１と同様にしてサンプル７
４のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。

【０２０２】［サンプル７５］アルカリ電解液に４０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．０
１Ｍ添加したこと以外は、サンプル５１と同様にしてサ
ンプル７５のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。

【０２０３】［サンプル７６］アルカリ電解液に４０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．０
１Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サ
ンプル５１と同様にしてサンプル７６のアルカリ亜鉛二
次電池を作製した。

【０２０４】［サンプル７７］アルカリ電解液に４０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．１
Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サン
プル５１と同様にしてサンプル７７のアルカリ亜鉛二次
電池を作製した。なお、アルカリ電解液には、カチオン
性有機物である塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウ
ムの未溶解分が存在した。

【０２０５】以上のようにして作製したサンプル５１〜
サンプル７７のアルカリ亜鉛二次電池について漏液率、
内部短絡率及び初期放電時間の評価を行った。以下、漏
液率、内部短絡率および初期放電時間の評価方法につい
て説明する。なお、サンプル５１〜サンプル５６のアル
カリ亜鉛二次電池においては、初期放電時間のみ評価を
行った。

【０２０６】まず、アルカリ亜鉛二次電池の漏液率の評
価方法について以下に説明する。上記のようなサンプル
５１〜サンプル７７のアルカリ亜鉛二次電池をそれぞれ
条件毎に１００個ずつ用意し、充放電サイクルを行った
後、前記サイクル後充電電池を更に６０℃中に２０日間
保存して、目視判定で漏液が観察された電池の個数を漏
液率（％）として評価を行った。なお、充放電サイクル
では１００ｍＡの定電流にて終止電圧が１．０Ｖになる
まで放電、２００ｍＡの定電流１．９０Ｖ定電圧にて１
０時間充電を1サイクルとして、２０サイクル繰り返し
行った。その結果を、各サンプルのアルカリ電解液の作
製条件とともに表５に示す。

【０２０７】次に、アルカリ亜鉛二次電池の内部短絡率
の評価方法について以下に説明する。上記のようなサン
プル５１〜サンプル７７のアルカリ亜鉛二次電池をそれ
ぞれ条件毎に１００個ずつ用意し、充放電サイクルを行
った後の充電後電池を２時間室温にて放置して開路電圧
を測定し、更に２４時間室温にて放置した後に再度開路
電圧を測定し、室温２４時間放置前後の電圧降下幅（Δ
Ｖ）が１００ｍＶ以上の電池を内部短絡電池として、そ
の個数より内部短絡率（％）の評価を行った。

【０２０８】なお、充放電サイクルでは１００ｍＡの定
電流にて終止電圧が１．０Ｖになるまで放電、２００ｍ
Ａ定電流１．９０Ｖ定電圧にて１０時間充電を1サイク
ルとして、５０サイクル繰り返し行った。その結果を表
５に示す。

【０２０９】また、上記の充放電サイクルの初回の放電
時間を初期放電時間とした。その結果を表５に示す。

【０２１０】

【表５】

【０２１１】表５より、電解液である水酸化カリウム水
溶液にカチオン性有機物を添加したアルカリ亜鉛二次電
池は、水酸化カリウム水溶液にカチオン性有機物を添加
しないアルカリ亜鉛二次電池よりも漏液率および内部短
絡率が大幅に低下していることが判る。

【０２１２】これは、カチオン性有機物が、それ自体が
有する正電荷の影響で亜鉛負極上の電流集中部に選択的
に移動し、吸着することにより反応活性点をマスキング
し、この結果、水分子の還元反応が抑制され、電池の漏
液、膨張、破裂および内部短絡が防止されるものと考え
られる。したがって、電解液である水酸化カリウム水溶
液にカチオン性有機物を添加することにより、アルカリ
亜鉛二次電池の漏液および内部短絡を効果的に抑制し、
漏液率および内部短絡を大幅に低下させることができる
といえる。

【０２１３】そして、電解液である水酸化カリウム水溶
液にカチオン性有機物の他に亜鉛化合物を添加したアル
カリ亜鉛二次電池は、さらに漏液率および内部短絡率が
大幅に低下していることが判る。これより、電解液であ
る水酸化カリウム水溶液にカチオン性有機物を含有さ
せ、さらに亜鉛化合物を飽和量含有することにより、ア
ルカリ亜鉛二次電池の漏液および内部短絡をさらに効果
的に抑制して良好な漏液防止効果および内部短絡防止効
果を得ることが可能であるといえる。

【０２１４】この亜鉛化合物の添加の効果については、
以下のように考えられる。亜鉛酸イオン濃度が増大し、
亜鉛の腐食反応が抑制されることにより、カチオン性有
機物が亜鉛表面の反応活性点へ付着する前に起こる腐食
反応を抑制することができ、また、前記腐食反応により
発生した水素ガスの亜鉛表面への付着を抑制することに
よりカチオン性有機物の反応活性点への吸着が促進され
るため、カチオン性有機物のみを添加した場合と比べて
より効果が向上する。

【０２１５】また、表５より、カチオン性有機物を０．
１Ｍ以上、および亜鉛化合物を飽和量添加した場合に
は、アルカリ亜鉛二次電池の漏液および内部短絡が著し
く抑制され、カチオン性有機物の添加量が飽和量以上で
ある場合には初期放電容量が低下していることが判る。
これは、カチオン性有機物の添加が少なく負極の亜鉛量
と比べて過小な場合には、亜鉛負極表面の反応活性点の
マスキング効果が不十分なため水素ガス発生の抑制およ
び亜鉛析出形態の制御において十分に効果を発揮するこ
とができず、またカチオン性有機物の添加量が飽和量以
上である場合には、未溶解のカチオン性有機物が亜鉛表
面に過剰に吸着することにより亜鉛の溶解析出反応を必
要以上に阻害するものと考えられる。したがって、電解
液である水酸化カリウム水溶液におけるカチオン性有機
物の含有量は０．１Ｍ以上飽和量以下が好ましいといえ
る。

【０２１６】また、カチオン性有機物を０．１Ｍ以上飽
和量以下において確実に溶解させるには、水酸化カリウ
ム水溶液の濃度を３０重量％以下とすることが好ましい
といえる。

【０２１７】また、表５から、アルカリ電解液である水
酸化カリウム水溶液の濃度が１０％より低いアルカリ亜
鉛二次電池では、他のアルカリ亜鉛二次電池に比べて初
期放電時間が非常に短くなっていることが判る。一方、
アルカリ電解液である水酸化カリウム水溶液の濃度が１
０％以上であるアルカリ亜鉛二次電池は、良好な初期放
電時間が得られている。これは、アルカリ電解液である
水酸化カリウム水溶液の濃度が１０％よりも低い電解液
は、アルカリ電解液の導電率が大きく低下するため放電
作動電圧の低下とともに放電時間が短くなると考えられ
る。したがって、アルカリ電解液である水酸化カリウム
水溶液の濃度は１０％以上とすることが好ましいといえ
る。また、導電率の低下に伴う放電容量の低下を考慮す
ると、アルカリ電解液である水酸化カリウム水溶液の濃
度は２０％以上がより好ましいといえる。

【０２１８】したがって、これらのことより、漏液およ
び内部短絡が防止され、且つ実用に適した放電容量を備
えたアルカリ亜鉛二次電池を実現するには、水酸化カリ
ウム水溶液の濃度は１０重量％〜３０重量％の範囲とす
ることが好ましいといえる。さらに、水酸化カリウム水
溶液の濃度を２０重量％〜３０重量％の範囲とすること
により、漏液および内部短絡がより確実に防止され、放
電容量にも優れたアルカリ亜鉛二次電池を実現可能であ
るといえる。

【０２１９】次に、カチオン性有機物のアルキル鎖長さ
による、アルカリ亜鉛二次電池の漏液防止に及ぼす効果
について説明する。

【０２２０】［サンプル７８］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化テトラメチルアンモニウムを０．１Ｍ、および
酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル５１と
同様にしてサンプル７８のアルカリ亜鉛二次電池を作製
した。

【０２２１】［サンプル７９］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化トリメチルエチルアンモニウムを０．１Ｍ、お
よび酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル５
１と同様にしてサンプル７９のアルカリ亜鉛二次電池を
作製した。

【０２２２】［サンプル８０］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化プロピルトリメチルアンモニウムを０．１Ｍ、
および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル
５１と同様にしてサンプル８０のアルカリ亜鉛二次電池
を作製した。

【０２２３】［サンプル８１］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ヘキシルトリメチルアンモニウムを０．１
Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サン
プル５１と同様にしてサンプル８１のアルカリ亜鉛二次
電池を作製した。

【０２２４】［サンプル８２］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ペンタデシルトリメチルアンモニウムを
０．１Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外
は、サンプル５１と同様にしてサンプル８２のアルカリ
亜鉛二次電池を作製した。

【０２２５】［サンプル８３］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−エイコシルトリメチルアンモニウムを０．
１Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サ
ンプル５１と同様にしてサンプル８３のアルカリ亜鉛二
次電池を作製した。

【０２２６】［サンプル８４］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ヘネイコシルトリメチルアンモニウムを
０．１Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外
は、サンプル５１と同様にしてサンプル８４のアルカリ
亜鉛二次電池を作製した。

【０２２７】以上のようにして作製したサンプル７８〜
サンプル８４のアルカリ亜鉛二次電池について上記と同
様にして漏液率および内部短絡率及び初期放電時間の評
価を行った。その結果を、各サンプルのアルカリ電解液
の作製条件とともに表６に示す。

【０２２８】

【表６】

【０２２９】表６より、カチオン性有機物の長鎖アルキ
ル基の炭素数が３以上の場合に、アルカリ亜鉛二次電池
の漏液および内部短絡が著しく抑制されることが判る。
但し、前記置換基が炭素数１５より大きい場合、特に２
１以上の場合においては放電容量が低下するため、カチ
オン性有機物の長鎖アルキル基の炭素数は３〜２０、特
に３〜１５の範囲が好ましいといえる。

【０２３０】これは、反応活性点と水分子との反応を阻
害するためには、カチオン性有機物が立体障害とならね
ばならないため、カチオン性有機物の長鎖アルキル基の
炭素数が２以下の小さな置換基では十分な効果が得られ
ないものと考えられる。また置換基が大きすぎる場合に
は亜鉛の溶解析出反応を必要以上に阻害するものと考え
られる。したがって、カチオン性有機物の長鎖アルキル
基の炭素数は３〜２０、特に３〜１５の範囲とすること
により、漏液および内部短絡が確実に防止され、良好な
放電容量を備えたアルカリ亜鉛二次電池を実現可能であ
るといえる。

【０２３１】次に、カチオン性有機物の長鎖アルキル基
以外の置換基の長さによる、アルカリ亜鉛二次電池の漏
液の抑制効果について説明する。

【０２３２】［サンプル８５］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化プロピルトリメチルアンモニウムを０．１Ｍ、
および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル
５１と同様にしてサンプル８５のアルカリ亜鉛二次電池
を作製した。

【０２３３】［サンプル８６］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化プロピルトリエチルアンモニウムを０．１Ｍ、
および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル
５１と同様にしてサンプル８６のアルカリ亜鉛二次電池
を作製した。

【０２３４】［サンプル８７］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ジメチルジプロピルアンモニウムを０．１Ｍ、
および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サンプル
５１と同様にしてサンプル８７のアルカリ亜鉛二次電池
を作製した。

【０２３５】以上のようにして作製したサンプル８５〜
サンプル８７のアルカリ亜鉛二次電池について上記と同
様にして耐漏液性及び初期放電時間の評価を行った。そ
の結果を、各サンプルのアルカリ電解液の作製条件とと
もに表７に示す。

【０２３６】

【表７】

【０２３７】表７より、カチオン性有機物における長鎖
アルキル基以外の置換基の炭素数が２以下の場合におい
て、アルカリ亜鉛二次電池の漏液および内部短絡の抑制
効果が見られる。これは、カチオン性有機物において長
鎖アルキル基以外の置換基が炭素数が３以上の場合に
は、カチオン性有機物が有効に亜鉛負極表面に吸着でき
ないためと考えられる。

【０２３８】次に、カチオン性有機物として第四級アン
モニウム塩、第四級ホスホニウム塩、第三級スルホニウ
ム塩を用いたときの、アルカリ亜鉛二次電池の漏液およ
び内部短絡の抑制効果について説明する。

【０２３９】［サンプル８８］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルアンモニウムを０．１
Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サン
プル５１と同様にしてサンプル８８のアルカリ亜鉛二次
電池を作製した。

【０２４０】［サンプル８９］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルトリメチルホスホニウムを０．１
Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サン
プル５１と同様にしてサンプル８９のアルカリ亜鉛二次
電池を作製した。

【０２４１】［サンプル９０］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物と
して塩化ｎ−ドデシルジメチルスルホニウムを０．１
Ｍ、および酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サン
プル５１と同様にしてサンプル９０のアルカリ亜鉛二次
電池を作製した。

【０２４２】［サンプル９１］アルカリ電解液に３０重
量％水酸化カリウム水溶液を用い、カチオン性有機物を
添加せず、酸化亜鉛を飽和量添加したこと以外は、サン
プル５１と同様にしてサンプル９１のアルカリ亜鉛二次
電池を作製した。

【０２４３】以上のようにして作製したサンプル８８〜
サンプル９１のアルカリ亜鉛二次電池について上記と同
様にして耐漏液性及び初期放電時間の評価を行った。そ
の結果を、各サンプルのアルカリ電解液の作製条件とと
もに表８に示す。

【０２４４】

【表８】

【０２４５】表８より、カチオン性有機物として第四級
アンモニウム塩、第四級ホスホニウム塩、第三級スルホ
ニウム塩を添加した場合においても、アルカリ亜鉛二次
電池の漏液および内部短絡が著しく抑制されることが判
る。これは、第四級ホスホニウム塩、第三級スルホニウ
ム塩においても第四級アンモニウム塩と同様に亜鉛表面
の活性点に効果的に吸着するためと考えられる。したが
って、カチオン性有機物として第四級アンモニウム塩、
第四級ホスホニウム塩、第三級スルホニウム塩を電解液
である水酸化カリウム水溶液添加した場合においても本
発明における効果が得られるといえる。

【０２４６】

【発明の効果】本発明に係るアルカリ亜鉛電池は、負極
活物質として亜鉛あるいは亜鉛合金を含有する負極と、
正極と、セパレータと、アルカリ電解液とを備えてなる
アルカリ亜鉛電池であって、上記アルカリ電解液が、１
０重量％〜３０重量％の水酸化カリウム水溶液にカチオ
ン性有機物を含有させてなるものである。

【０２４７】以上のように構成された本発明に係るアル
カリ亜鉛電池では、アルカリ電解液として１０重量％〜
３０重量％の水酸化カリウム水溶液を用い、該アルカリ
電解液にカチオン性有機物を含有させているため、アル
カリ電解液中に十分な量のカチオン性有機物が含有され
る。これにより、亜鉛負極表面における水素ガスの発生
を抑制することができる。

【０２４８】したがって、本発明に係るアルカリ亜鉛電
池では、亜鉛負極表面における水素ガスに起因した漏液
を防止することが可能である、耐漏液性が高く貯蔵性に
優れたアルカリ亜鉛電池を提供することが可能である。

【０２４９】また、本発明をアルカリ亜鉛二次電池に適
用することにより、亜鉛負極表面における水素ガスの発
生を抑制するとともに、亜鉛負極形態を均一化して亜鉛
負極形態の不均一に起因した内部短絡を防止することが
可能であり、貯蔵性及びサイクル寿命に優れたアルカリ
亜鉛二次電池を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアルカリ亜鉛一次電池の一構成例
を示す縦断面図である。

【図２】本発明に係るアルカリ亜鉛二次電池の一構成例
を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 正極缶 ２ 負極蓋 ３ 絶縁パッキング ４ 負極集電棒 ５ 正極 ６ 絶縁性セパレータ ７ ゲル状負極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 琢哉 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 柴本 悟郎 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5H024 AA14 CC02 EE09 FF09 FF36 FF40 HH01 5H028 AA06 EE01 EE02 EE06 FF05 HH01

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負極活物質として亜鉛あるいは亜鉛合金
   を含有する負極と、正極と、セパレータと、アルカリ電
   解液とを備えてなるアルカリ亜鉛電池であって、 上記アルカリ電解液が、１０重量％〜３０重量％の水酸
   化カリウム水溶液にカチオン性有機物を含有させてなる
   ことを特徴とするアルカリ亜鉛電池。
2. 【請求項２】 上記カチオン性有機物が、第四級アンモ
   ニウム塩、第四級ホスホニウム塩、第三級スルホニウム
   塩のいずれか１種以上であることを特徴とする請求項１
   記載のアルカリ亜鉛電池。
3. 【請求項３】 上記アルカリ電解液における上記カチオ
   ン性有機物の含有量が０．１Ｍ以上飽和量以下であるこ
   とを特徴とする請求項１記載のアルカリ亜鉛電池。
4. 【請求項４】 上記カチオン性有機物のヘテロ原子に結
   合した置換基のうち１つの置換基は炭素数が３以上２０
   以下である直鎖アルキル基であり、残りの置換基は炭素
   数が１または２であるアルキル基であることを特徴とす
   る請求項１記載のアルカリ亜鉛電池。
5. 【請求項５】 上記アルカリ電解液が、亜鉛化合物を飽
   和量以上含有することことを特徴とする請求項１のアル
   カリ亜鉛電池。
6. 【請求項６】 一次電池であることを特徴とする請求項
   １記載のアルカリ亜鉛電池。
7. 【請求項７】 二次電池であることを特徴とする請求項
   １記載のアルカリ亜鉛電池。