(57)【要約】【課題】耐食性に優れ、電池放電特性にも悪影響を与えない、アルカリ電池の負極活物質に用いるのに好適なアルカリ電池用亜鉛合金粉および、この亜鉛合金粉を用いたアルカリ電池を提供できる。【解決手段】微量添加金属Ａｌ，Ｂｉ，Ｃａ，Ｉｎ，Ｍｇ，Ｐｂ，Ｓｎの内少なくとも１種以上を０．００５〜０．１重量％含む亜鉛合金粉に、該亜鉛合金粉に対して、Ｃａ（ＯＨ）２を０．５〜１．０重量％添加してなることを特徴とするアルカリ電池用亜鉛合金粉および、この亜鉛合金粉を用いたアルカリ電池である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
微量添加金属Ａｌ，Ｂｉ，Ｃａ，Ｉｎ，Ｍｇ，Ｐｂ，Ｓｎの内少なくとも１種以上を０．００５〜０．１重量％含む亜鉛合金粉に、該亜鉛合金粉に対して、Ｃａ（ＯＨ）２を０．５〜１．０重量％添加してなることを特徴とするアルカリ電池用亜鉛合金粉。
【請求項２】
微量添加金属Ａｌ，Ｂｉ，Ｉｎをそれぞれ０．００５〜０．１重量％含む亜鉛合金粉に、該亜鉛合金粉に対して、Ｃａ（ＯＨ）２を０．５〜１．０重量％添加してなることを特徴とするアルカリ電池用亜鉛合金粉。
【請求項３】
請求項１又は２記載のアルカリ電池用亜鉛合金粉を負極活物質に用いたアルカリ電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルカリ電池用亜鉛合金粉として、負極活物質に用いられるもので、耐食性に優れ、かつ放電性能に悪影響を与えないアルカリ電池用亜鉛合金粉及びこの亜鉛合金粉を用いたアルカリ電池に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、アルカリ電池用亜鉛合金粉は、亜鉛合金溶湯をアトマイズ法（エアーアトマイズ）により製造している。こうして得られた亜鉛合金粉をアルカリ電池の負極として電池に充填する。この場合、負極材としての亜鉛粉の微粉化等により放電性能を向上させても、水素ガスの発生量が増え、電池からの電解液漏れ等の問題が想定され充分とは言えない。
【０００３】
また、アルカリ電池の負極活物質である亜鉛合金粉だけでなく、負極材としての亜鉛粉の腐食を抑制するインヒビターを添加することで水素ガスの発生が抑制されることは、例えば特許文献１〜７などに記載されている。この内、特許文献１〜６には、Ｚｒ−Ｂｉ−Ｓｎ系亜鉛合金粉、Ｍｇ−Ｂｉ−Ｓｎ系亜鉛合金粉、Ｔｉ−Ｂｉ−Ｓｎ系亜鉛合金粉、Ｃａ−Ｂｉ−Ｓｎ系亜鉛合金粉、Ｔａ−Ｂｉ−Ｓｎ系亜鉛合金粉、Ｂａ−Ｂｉ−Ｓｎ系亜鉛合金粉において、Ｃａ（ＯＨ）２を０．００４〜０．０５重量％添加することが記載されている。しかし、一般的に添加剤の添加量を多くすると、ガス発生の促進。あるいは、放電特性の劣化等の問題があるので、インヒビターの添加量は、０．０５重量％程度が通常である。
【０００４】
また、特許文献７にはＡｌ−Ｂｉ−Ｉｎ系亜鉛合金粉に、所望によりＣａを０．００３〜２％合金化することにより亜鉛合金粉を得る旨の記載がある。しかし、このような亜鉛合金粉を用いても、ガス特性、放電特性の両方の特性を満足するには十分ではない。
【０００５】
本発明は、耐食性に優れ、かつ電池放電特性を低下させない、アルカリ電池の負極活物質に用いるのに好適なアルカリ電池用亜鉛合金粉および、この亜鉛合金粉を用いたアルカリ電池を提供することにある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−３３４９０４号
【特許文献２】
特開平１０−３３４９０５号
【特許文献３】
特開平１０−３３４９０６号
【特許文献４】
特開平１０−３３４９０７号
【特許文献５】
特開平１０−３３４９０８号
【特許文献６】
特開平１０−３３４９０９号
【特許文献７】
特表平８−５１００１０号
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明者等は、特定の合金組成と、通常の添加量を上回るインヒビターを添加することにより、予想外の効果が得られることを見出し、本発明に到った。
【０００８】
即ち、［請求項１］の発明は、微量添加金属Ａｌ，Ｂｉ，Ｃａ，Ｉｎ，Ｍｇ，Ｐｂ，Ｓｎの内少なくとも１種以上を０．００５〜０．１重量％含む亜鉛合金粉に、該亜鉛合金粉に対して、Ｃａ（ＯＨ）２を０．５〜１．０重量％添加してなることを特徴とするアルカリ電池用亜鉛合金粉である。微量添加金属Ａｌ，Ｂｉ，Ｃａ，Ｉｎ，Ｍｇ，Ｐｂ，Ｓｎの内少なくとも１種以上が０．００５重量％以下の場合は、添加効果が充分でなく、０．１重量％以上としても添加効果の向上が見られず、コスト面等から不味である。
【０００９】
また、［請求項２］の発明は、微量添加金属Ａｌ，Ｂｉ，Ｉｎをそれぞれ０．００５〜０．１重量％含む亜鉛合金粉に、該亜鉛合金粉に対して、Ｃａ（ＯＨ）２を０．５〜１．０重量％添加してなることを特徴とするアルカリ電池用亜鉛合金粉である。微量添加金属Ａｌ，Ｂｉ，Ｉｎのそれぞれが０．００５重量％以下の場合は、添加効果が充分でなく、０．１重量％以上としても添加効果の向上が見られず、コスト面等から不味である。
【００１０】
また、［請求項３］の発明は、上記のアルカリ電池用亜鉛合金粉を負極活物質に用いたアルカリ電池である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、微量添加金属Ａｌ，Ｂｉ，Ｃａ，Ｉｎ，Ｍｇ，Ｐｂ，Ｓｎの内少なくとも１種以上を０．００５〜０．１重量％含むアルカリ電池用亜鉛合金粉であって、アトマイズ法により、２０〜２００ｍｅｓｈの粒度範囲の亜鉛合金粉を製造する。こうして得られた亜鉛合金粉に、該亜鉛合金粉に対して、Ｃａ（ＯＨ）２を０．５〜１．０重量％添加した。これを負極に用いてアルカリ電池を作成し、以下の特性評価を行った。
【００１２】
【実施例】
以下に、本発明の効果を示す図１〜３を作成した。
【００１３】
図１は、アルカリ電池の内部抵抗を、負極に用いた亜鉛合金粉へのＣａ（ＯＨ）２の添加量別に測定したものである。負極に用いた亜鉛合金粉の合金組成はＡｌを０．００３６重量％、Ｂｉを０．０１３重量％、Ｉｎ０．０５重量％添加したものを用いた。また、Ｃａ（ＯＨ）２の添加量は、０、０．１、０．３、０．５、０．７、１．０、１．２、１．５、２．０重量％添加により行った。
【００１４】
また、アルカリ電池は図４に示すようにＪＩＳ規格ＬＲ６形式とし、２０℃の温度で７日間保存した後、電池テスターにて内部抵抗の測定を行った。Ｃａ（ＯＨ）２の添加量の増加にともない、無添加の場合に比較して、内部抵抗も増加する傾向にあるが、１．０重量％添加までは実用化の点で影響のないことがわかる。
【００１５】
図２は、アルカリ電池の放電持続時間を、負極に用いた亜鉛合金粉へのＣａ（ＯＨ）２の添加量別に測定したものである。負極に用いた亜鉛合金粉の合金組成はＡｌを０．００３６重量％、Ｂｉを０．０１３重量％、Ｉｎ０．０５重量％添加したものを用いた。また、Ｃａ（ＯＨ）２の添加量は、０、０．１、０．３、０．５、０．７、１．０、１．２、１．５、２．０重量％添加により行った。
【００１６】
アルカリ電池の放電持続時間は、ＪＩＳ規格ＬＲ６形式としたアルカリ電池を２０℃の温度で７日間保存した後、図１での内部抵抗測定終了後、放電抵抗１Ωで連続放電を行い、終止電圧０．９Ｖに至るまでの放電持続時間の測定を行った。図２から、Ｃａ（ＯＨ）２の添加量の増加にともない、無添加の場合に比較して、放電時間は低下する傾向にあるが、１．０重量％添加までは実用化の点で影響のないことがわかる。
【００１７】
図３は、図２で行ったアルカリ電池の１Ω放電後の内包ガス量の亜鉛合金粉へのＣａ（ＯＨ）２の添加量別に測定したものである。負極に用いた亜鉛合金粉の合金組成はＡｌを０．００３６重量％、Ｂｉを０．０１３重量％、Ｉｎ０．０５重量％添加したものを用いた。また、Ｃａ（ＯＨ）２の添加量は、０、０．１、０．３、０．５、０．７、１．０、１．２、１．５、２．０重量％添加により行った。
【００１８】
アルカリ電池の１Ω放電後の内包ガス量測定は、１Ω放電後、６０℃の温度で３日間保存した後、このアルカリ電池をガス捕集器を備えた水槽中で開封することにより行った。図３から、Ｃａ（ＯＨ）２無添加の場合に比較して、０．５重量％以上添加すると、１Ω放電後の内包ガス量を著しく抑制できることがわかる。ただし、図１に示す内部抵抗、及び図２に示す放電持続時間をも勘案すると、Ｃａ（ＯＨ）２の最適添加量は０．５〜１．０重量％であることがわかる。
【００１９】
上記の図１〜図３までの結果により、特定の合金組成の亜鉛合金粉末に、Ｃａ（ＯＨ）２を０．５〜１．０重量％添加した場合、放電後のガス発生が著しく抑制され、かつ放電特性には悪影響が見られないことがわかる。なお、上記では亜鉛合金粉末の微量添加金属として、Ａｌ，Ｂｉ，Ｉｎを用いたが、Ａｌ，Ｂｉ，Ｃａ，Ｉｎ，Ｍｇ，Ｐｂ，Ｓｎの内少なくとも１種以上を０．００５〜０．１重量％含む亜鉛合金粉末であれば良く、特にＡｌ，Ｂｉ，Ｉｎの組み合わせ、Ｂｉ，Ｃａ，Ｉｎの組み合わせ、Ｂｉ，Ｉｎ，Ｍｇの組み合わせで好適な結果が得られた。
【００２０】
【発明の効果】
耐食性に優れ、電池放電特性にも悪影響を与えない、アルカリ電池の負極活物質に用いるのに好適なアルカリ電池用亜鉛合金粉および、この亜鉛合金粉を用いたアルカリ電池を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｃａ（ＯＨ）２添加量別の内部抵抗を示すグラフである。
【図２】Ｃａ（ＯＨ）２添加量別の放電持続時間を示すグラフである。
【図３】Ｃａ（ＯＨ）２添加量別の放電後ガス量を示すグラフである。
【図４】本発明で用いたアルカリ電池を例示する断面図
【符号の説明】
１…正極缶、２…正極、３…セパレーター、４…負極、５…負極集電子、６…封口キャップ、７…ガスケット、８…負極端子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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