JPS59186256A - アルカリ電池用亜鉛負極 - Google Patents
アルカリ電池用亜鉛負極Info
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- JPS59186256A JPS59186256A JP6242883A JP6242883A JPS59186256A JP S59186256 A JPS59186256 A JP S59186256A JP 6242883 A JP6242883 A JP 6242883A JP 6242883 A JP6242883 A JP 6242883A JP S59186256 A JPS59186256 A JP S59186256A
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- JP
- Japan
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- electrolyte
- negative electrode
- indium
- powder
- zinc
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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
- 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
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- 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】
良に関する。
従来例の構成とその問題点
一般にアルカリ電池用亜鉛負極は、亜鉛のアルカリ電解
液による腐食溶解が激しく、それに伴う水素ガス発生か
ら自己放電が大きくなる。これを防ぐ対策として、水素
過電圧を高く維持させることが必要であり、これまでは
、水銀による氷化や、電解液ＫＺｎ○を飽和近く溶解さ
せるなどの方法が採られている。この氷化率は、一般的
には１０％近傍が多く使用されている。そのためにコス
ト高となり、−１だ安全性の面からも好ましくない。特
に放電済みの電池を廃棄した場合、亜鉛中の水銀によっ
て環境を汚染し、公害問題を引き起こす危険性がある。
液による腐食溶解が激しく、それに伴う水素ガス発生か
ら自己放電が大きくなる。これを防ぐ対策として、水素
過電圧を高く維持させることが必要であり、これまでは
、水銀による氷化や、電解液ＫＺｎ○を飽和近く溶解さ
せるなどの方法が採られている。この氷化率は、一般的
には１０％近傍が多く使用されている。そのためにコス
ト高となり、−１だ安全性の面からも好ましくない。特
に放電済みの電池を廃棄した場合、亜鉛中の水銀によっ
て環境を汚染し、公害問題を引き起こす危険性がある。
電解液中への飽和に近いＺｎＯの添加友
は、亜鉛負極の放電応を阻害するものであわ、電ハ
解液の粘度が高くなり、電気伝導度が低下するだめ、特
に急放電特性が悪くなる。
に急放電特性が悪くなる。
発明の目的
本発明は、このような水銀による公害の危険性を低減し
、なやかつ従来の氷化亜鉛極を用いた電発明の構成 本発明は、氷化亜鉛粉末と、酸化インジウム、水酸化イ
ンジウムなどの電解液可溶性インジウム化合物と、水溶
性高分子のゲル化剤の混合物にアルカリ電解液を注入し
て、ゲル負極としたものである。
、なやかつ従来の氷化亜鉛極を用いた電発明の構成 本発明は、氷化亜鉛粉末と、酸化インジウム、水酸化イ
ンジウムなどの電解液可溶性インジウム化合物と、水溶
性高分子のゲル化剤の混合物にアルカリ電解液を注入し
て、ゲル負極としたものである。
実施例の説明
以下、本発明をその実施例によシ説明する。
図面は実施例のボタン形酸化銀電池を示す。１はニッケ
ルメッキした鉄製容器、２は酸化銀とリン状黒鉛と二酸
化マンガンとを重量比で９０ ＝５：５の割合で混合し
た合剤を加圧成形した正極で容器１に密接されている。
ルメッキした鉄製容器、２は酸化銀とリン状黒鉛と二酸
化マンガンとを重量比で９０ ＝５：５の割合で混合し
た合剤を加圧成形した正極で容器１に密接されている。
３はセパレータテ、ポリエチレンフィルムにメタクリル
酸をグラフト重合させたものとセロハン半透膜をラミネ
ート処理した二層からなる。４は負極側の含液材でナイ
ロン不織布からなる。５は水化率２％の亜鉛粉末と、氷
化亜鉛粉に対し１重量係の水酸化インジウムと、３重量
係の架橋型のポリアクリル酸ナトリウム粉末との混合物
に、後述の電解液を注入したゲル負極である。６は負極
端子を兼ねる封目板、７はナイロン製のガスケット、８
は正極集電リングである。
酸をグラフト重合させたものとセロハン半透膜をラミネ
ート処理した二層からなる。４は負極側の含液材でナイ
ロン不織布からなる。５は水化率２％の亜鉛粉末と、氷
化亜鉛粉に対し１重量係の水酸化インジウムと、３重量
係の架橋型のポリアクリル酸ナトリウム粉末との混合物
に、後述の電解液を注入したゲル負極である。６は負極
端子を兼ねる封目板、７はナイロン製のガスケット、８
は正極集電リングである。
電解液にはＺｎＯを含まない１０モル／ｇのＫＯＨ水溶
液を用い、正極、負極、セパレータ及び負極含液材に吸
収含浸させ遊離の液がないようにしである。
液を用い、正極、負極、セパレータ及び負極含液材に吸
収含浸させ遊離の液がないようにしである。
この電池のサイズはＪＩＳ呼称５Ｒ４４で容量は１ｓｏ
ｍＡｈである。
ｍＡｈである。
上記電池をＡとする。これと比較のために、負極に水酸
化インジウムを添加せず、氷化率１０チの亜鉛粉末を使
用し、電解液にＺｎ○を飽和近く溶解したものを適用し
た構成の電池をＢとする。
化インジウムを添加せず、氷化率１０チの亜鉛粉末を使
用し、電解液にＺｎ○を飽和近く溶解したものを適用し
た構成の電池をＢとする。
さらに水酸化インジウムを添加せずに水化率２％の亜鉛
粉末を用い、電解液はＺｎＯを含まない１０モル／ｌ
ＫＯＨ水溶液を使用した電池をＣとする。
粉末を用い、電解液はＺｎＯを含まない１０モル／ｌ
ＫＯＨ水溶液を使用した電池をＣとする。
これらの電池缶５０個を６０℃で４０日間保存で６ｏΩ
で放電したときの電池電圧が１．ｏ■に低下するまでの
放電時間との比較を次表に示す。
で放電したときの電池電圧が１．ｏ■に低下するまでの
放電時間との比較を次表に示す。
この表の結果から各々の負極構成条件の差が明確に現わ
れている。つまシ、従来の水化率１０％で電解液にＺｎ
Ｏを飽和した電池Ｂは、耐漏液性は優れているが、急放
電特性は悪い。これは電解液中のＺｘＯ量に影響される
だめである。一般に亜鉛極の放電反応は、式 ％式％ からも明らかなように、ＯＨ−の供給と反応生成物のＺ
ｎ （ＯＨ） ４−の逸散が支配的である。このよう
な理由から電池Ｂの場合、電解液中にＺｎＯが飽和近く
添加させることにより電解液の粘度が高くなり、電気伝
導度が低下するため急放電が阻害される。
れている。つまシ、従来の水化率１０％で電解液にＺｎ
Ｏを飽和した電池Ｂは、耐漏液性は優れているが、急放
電特性は悪い。これは電解液中のＺｘＯ量に影響される
だめである。一般に亜鉛極の放電反応は、式 ％式％ からも明らかなように、ＯＨ−の供給と反応生成物のＺ
ｎ （ＯＨ） ４−の逸散が支配的である。このよう
な理由から電池Ｂの場合、電解液中にＺｎＯが飽和近く
添加させることにより電解液の粘度が高くなり、電気伝
導度が低下するため急放電が阻害される。
電池Ｃは耐漏液性が著しく悪い。これは２％の水化率で
は亜鉛粒子の表面にとどまる水銀量が少なく、水素過電
圧を十分安定した状態で高く維持することができないた
めである。すなわち、亜鉛粒子表面にあった水銀が、保
存中に亜鉛の結晶粒界に拡散移動し、表面の水銀濃度が
低下して水素過電圧が下がり、水素ガス発生が起きて漏
液につながったものである。電池Ｃの急放電特性は電池
Ｂより良好であるが、試作直後から電池内部で微量のガ
スが発生して電解液のバランスや、亜鉛粒子間相互の接
触状態が悪くなるため、放電時間がジウムがアルカリ電
解液に可溶性であるため、インジウムイオンが汞化亜鉛
粉末の粒子表面に吸着して水素過電圧を高める作用をし
、亜鉛極の自己放電による水素ガス発生を抑制する。
は亜鉛粒子の表面にとどまる水銀量が少なく、水素過電
圧を十分安定した状態で高く維持することができないた
めである。すなわち、亜鉛粒子表面にあった水銀が、保
存中に亜鉛の結晶粒界に拡散移動し、表面の水銀濃度が
低下して水素過電圧が下がり、水素ガス発生が起きて漏
液につながったものである。電池Ｃの急放電特性は電池
Ｂより良好であるが、試作直後から電池内部で微量のガ
スが発生して電解液のバランスや、亜鉛粒子間相互の接
触状態が悪くなるため、放電時間がジウムがアルカリ電
解液に可溶性であるため、インジウムイオンが汞化亜鉛
粉末の粒子表面に吸着して水素過電圧を高める作用をし
、亜鉛極の自己放電による水素ガス発生を抑制する。
しかし、無汞化亜鉛粉末に水酸化インジウムや酸化イン
ジウムを添加した場合は、インジウムイオンの無氷化亜
鉛粒子表面への吸着による水素過電圧の引き上げがある
が、これだけでは水素ガス発生を完全に抑えきれない問
題がある。
ジウムを添加した場合は、インジウムイオンの無氷化亜
鉛粒子表面への吸着による水素過電圧の引き上げがある
が、これだけでは水素ガス発生を完全に抑えきれない問
題がある。
亜鉛粒子表面の水銀は２％程度は必要で、これとインジ
ウムイオンの吸着との相乗効果によって保存時の安定性
を高めるものである。
ウムイオンの吸着との相乗効果によって保存時の安定性
を高めるものである。
一方、この電池Ａの急放電特性が電池Ｃより優れている
のは、電解液中での亜鉛負極の安定性が影響しているた
めである。
のは、電解液中での亜鉛負極の安定性が影響しているた
めである。
なお、負極の氷化率が２％未満では亜鉛粒子表面の水銀
濃度が不均一になシやすく、また２％以上の水化率では
保存中の水素ガス抑制効果が変らない傾向がおる。従っ
て水化率は２％で十分と言える。
濃度が不均一になシやすく、また２％以上の水化率では
保存中の水素ガス抑制効果が変らない傾向がおる。従っ
て水化率は２％で十分と言える。
一方、ゲル化剤の架橋分岐型ポリアクリル酸ナトリウム
は、耐アルカリ性や、水化亜鉛粉末との混合性や電解液
の吸収速度及び長期に保存した場合の亜鉛粒子を均一に
分散保持する特性が優れている。
は、耐アルカリ性や、水化亜鉛粉末との混合性や電解液
の吸収速度及び長期に保存した場合の亜鉛粒子を均一に
分散保持する特性が優れている。
直鎖型のポリアクリル酸ナトリウムは、この亜鉛粒子の
均一分散保持性能が小さくなるため、保存後に活物質亜
鉛が凝集して反応表面積を減少させる欠点がある。さら
に、電解液を注入しゲル化したゲル状態で曳糸性が強く
取扱いにくくなるためこの現象の少ない架橋分岐型が好
ましい。他に天然系の高分子糊料も各種あるが、いずれ
も耐アルカリ性が乏しく保存中に粘度が低下する欠点が
ある。その結果、亜鉛粒子の均一分散保持が著しく低下
する問題が生じるため天然系の使用は好ましくない。
均一分散保持性能が小さくなるため、保存後に活物質亜
鉛が凝集して反応表面積を減少させる欠点がある。さら
に、電解液を注入しゲル化したゲル状態で曳糸性が強く
取扱いにくくなるためこの現象の少ない架橋分岐型が好
ましい。他に天然系の高分子糊料も各種あるが、いずれ
も耐アルカリ性が乏しく保存中に粘度が低下する欠点が
ある。その結果、亜鉛粒子の均一分散保持が著しく低下
する問題が生じるため天然系の使用は好ましくない。
可溶性インジウム化合物としては、水酸化インジウム（
Ｉ ｎ （ＯＨ，） ｓ）の他酸化インジ゛ウム（工ｎ
２０３）粉末を用いることができ、これらは水化亜鉛粉
末及びゲル化剤粉末との混合性が良い。
Ｉ ｎ （ＯＨ，） ｓ）の他酸化インジ゛ウム（工ｎ
２０３）粉末を用いることができ、これらは水化亜鉛粉
末及びゲル化剤粉末との混合性が良い。
実施例ではボタン形酸化銀電池を例にあげたが、他のア
ルカリ電解液を用いる所詣アルカリー次電池用ゲル亜鉛
極として適用できる。
ルカリ電解液を用いる所詣アルカリー次電池用ゲル亜鉛
極として適用できる。
発明の効果
以上のように、本発明によれば、亜鉛粉末の水化率を大
巾に低減でき、コストダウンと１．低公害化を図ること
ができる。
巾に低減でき、コストダウンと１．低公害化を図ること
ができる。
図は実施例のボタン形酸化銀電池の縦断面図である。
２・・・・・正極、３・・・・・セパレータ、４・・・
・・・含液材、５・・・・・・負極。
・・・含液材、５・・・・・・負極。
Claims (1)
- 氷化亜鉛粉末と電解液に可溶性のインジウム化合物粉末
と水溶性高分子のゲル化剤粉末の混合物にアルカリ電解
液を注液したアルカリ電池用亜鉛負極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6242883A JPS59186256A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | アルカリ電池用亜鉛負極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6242883A JPS59186256A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | アルカリ電池用亜鉛負極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59186256A true JPS59186256A (ja) | 1984-10-23 |
Family
ID=13199880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6242883A Pending JPS59186256A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | アルカリ電池用亜鉛負極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59186256A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03280356A (ja) * | 1990-03-28 | 1991-12-11 | Toshiba Battery Co Ltd | アルカリ乾電池用ゲル状負極の製造方法及びその方法にて製造されるゲル状負極 |
| EP0518659A2 (en) * | 1991-06-11 | 1992-12-16 | Fuji Electrochemical Co.Ltd. | Alkaline battery |
| US6162484A (en) * | 1990-07-23 | 2000-12-19 | T. W. Burleson & Son | Method for the production of a reduced calorie honey composition |
-
1983
- 1983-04-08 JP JP6242883A patent/JPS59186256A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03280356A (ja) * | 1990-03-28 | 1991-12-11 | Toshiba Battery Co Ltd | アルカリ乾電池用ゲル状負極の製造方法及びその方法にて製造されるゲル状負極 |
| US6162484A (en) * | 1990-07-23 | 2000-12-19 | T. W. Burleson & Son | Method for the production of a reduced calorie honey composition |
| EP0518659A2 (en) * | 1991-06-11 | 1992-12-16 | Fuji Electrochemical Co.Ltd. | Alkaline battery |
| EP0700104A1 (en) * | 1991-06-11 | 1996-03-06 | Fuji Electrochemical Co., Ltd | Alkaline battery |
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