(57)【要約】【課題】異常なガス発生をより確実に抑制することができる無水銀のアルカリ電池用亜鉛合金粉末を提供する。【解決手段】鉄の含有量が１ｐｐｍ以下であると共に、ビスマス、インジウムを含有し、ニッケル、銅、クロム、タングステン、モリブデン、コバルト等の他の不純物の含有量を５ｐｐｍ以下とする。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄の含有量が１ｐｐｍ以下であると共に、
ビスマス、インジウムを含有し、
ニッケルの含有量が５ｐｐｍ以下である
ことを特徴とするアルカリ電池用亜鉛合金粉末。
【請求項２】
鉄の含有量が１ｐｐｍ以下であると共に、
ビスマス、インジウムを含有し、
銅の含有量が５ｐｐｍ以下である
ことを特徴とするアルカリ電池用亜鉛合金粉末。
【請求項３】
鉄の含有量が１ｐｐｍ以下であると共に、
ビスマス、インジウムを含有し、
クロムの含有量が５ｐｐｍ以下である
ことを特徴とするアルカリ電池用亜鉛合金粉末。
【請求項４】
鉄の含有量が１ｐｐｍ以下であると共に、
ビスマス、インジウムを含有し、
タングステンの含有量が５ｐｐｍ以下である
ことを特徴とするアルカリ電池用亜鉛合金粉末。
【請求項５】
鉄の含有量が１ｐｐｍ以下であると共に、
ビスマス、インジウムを含有し、
モリブデンの含有量が５ｐｐｍ以下である
ことを特徴とするアルカリ電池用亜鉛合金粉末。
【請求項６】
鉄の含有量が１ｐｐｍ以下であると共に、
ビスマス、インジウムを含有し、
コバルトの含有量が５ｐｐｍ以下である
ことを特徴とするアルカリ電池用亜鉛合金粉末。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれかにおいて、
アルミニウム及びカルシウムのうちの少なくとも一方を含有するものである
ことを特徴とするアルカリ電池用亜鉛合金粉末。
【請求項８】
請求項６において、
アルミニウムを含有し、
ビスマスの含有量が５００ｐｐｍ、
インジウムの含有量が５００ｐｐｍ、
アルミニウムの含有量が７０ｐｐｍであると共に、
３５−２５０メッシュの粒度が１５％以下のものである
ことを特徴とするアルカリ電池用亜鉛合金粉末。
【請求項９】
請求項６において、
アルミニウム及びカルシウムを含有し、
ビスマスの含有量が２５０ｐｐｍ、
インジウムの含有量が５００ｐｐｍ、
アルミニウムの含有量が７０ｐｐｍ、
カルシウムの含有量が１５ｐｐｍであると共に、
３５−２５０メッシュの粒度が１５％以下のものである
ことを特徴とするアルカリ電池用亜鉛合金粉末。
【請求項１０】
請求項６において、
アルミニウム及びカルシウムを含有し、
ビスマスの含有量が２５０ｐｐｍ、
インジウムの含有量が５００ｐｐｍ、
アルミニウムの含有量が３５ｐｐｍ、
カルシウムの含有量が７０ｐｐｍ，３５ｐｐｍ，１５ｐｐｍのいずれかであると共に、
３５−２５０メッシュの粒度が１５％以下のものである
ことを特徴とするアルカリ電池用亜鉛合金粉末。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれかのアルカリ電池用亜鉛合金粉末が負極活物質として用いられている
ことを特徴するアルカリ電池。
【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末に関し、詳しくは水素ガスの発生を抑制し、電池の耐漏液性を向上させた無水銀のアルカリ電池用亜鉛合金粉末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルカリ電池の負極活物質に用いられる亜鉛粉末から水銀を完全に追放して、無水銀のアルカリ電池が商業化されたのは１９９２年の日本が最初であった。永年の懸案であったこの技術の完成に大きく貢献し、その後の無水銀のアルカリ電池の世界的な普及に寄与した革新的技術が特許文献１〜３等で提案されている。これらの技術の核心は、環境にごく一般的に存在する不純物である鉄を１ｐｐｍ以下の低いレベルにまで制御して低下させると同時に、特定の元素を添加して合金とした亜鉛合金粉末をアルカリ電池の負極活物質に用いることにある。
【０００３】
【特許文献１】
特公平７−０５４７０４号公報
【特許文献２】
米国特許第５１０８４９４号明細書
【特許文献３】
欧州特許第０５００３１３号明細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１〜３等のように鉄成分が非常に低い亜鉛金属粉末を使用したアルカリ電池においても、多量のガス発生を引き起こしてしまう場合があった。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の課題を解決すべくなされたもので、異常なガス発生をより確実に抑制することができる無水銀のアルカリ電池用亜鉛合金粉末を提供することを目的とし、無水銀のアルカリ電池の耐漏液性を向上させることを最終的な目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するための、第一番目の発明によるアルカリ電池用亜鉛合金粉末は、鉄の含有量が１ｐｐｍ以下であると共に、ビスマス、インジウムを含有し、ニッケルの含有量が５ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【０００７】
第二番目の発明によるアルカリ電池用亜鉛合金粉末は、鉄の含有量が１ｐｐｍ以下であると共に、ビスマス、インジウムを含有し、銅の含有量が５ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【０００８】
第三番目の発明によるアルカリ電池用亜鉛合金粉末は、鉄の含有量が１ｐｐｍ以下であると共に、ビスマス、インジウムを含有し、クロムの含有量が５ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【０００９】
第四番目の発明によるアルカリ電池用亜鉛合金粉末は、鉄の含有量が１ｐｐｍ以下であると共に、ビスマス、インジウムを含有し、タングステンの含有量が５ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【００１０】
第五番目の発明によるアルカリ電池用亜鉛合金粉末は、鉄の含有量が１ｐｐｍ以下であると共に、ビスマス、インジウムを含有し、モリブデンの含有量が５ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【００１１】
第六番目の発明によるアルカリ電池用亜鉛合金粉末は、鉄の含有量が１ｐｐｍ以下であると共に、ビスマス、インジウムを含有し、コバルトの含有量が５ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【００１２】
第七番目の発明によるアルカリ電池用亜鉛合金粉末は、第一番目から第五番目の発明のいずれかにおいて、アルミニウム及びカルシウムのうちの少なくとも一方を含有するものであることを特徴とする。
【００１３】
第八番目の発明によるアルカリ電池用亜鉛合金粉末は、第六番目の発明において、アルミニウムを含有し、ビスマスの含有量が５００ｐｐｍ、インジウムの含有量が５００ｐｐｍ、アルミニウムの含有量が７０ｐｐｍであると共に、３５−２５０メッシュの粒度が１５％以下のものであることを特徴とする。
【００１４】
第九番目の発明によるアルカリ電池用亜鉛合金粉末は、第六番目の発明において、アルミニウム及びカルシウムを含有し、ビスマスの含有量が２５０ｐｐｍ、インジウムの含有量が５００ｐｐｍ、アルミニウムの含有量が７０ｐｐｍ、カルシウムの含有量が１５ｐｐｍであると共に、３５−２５０メッシュの粒度が１５％以下のものであることを特徴とする。
【００１５】
第十番目の発明によるアルカリ電池用亜鉛合金粉末は、第六番目の発明において、アルミニウム及びカルシウムを含有し、ビスマスの含有量が２５０ｐｐｍ、インジウムの含有量が５００ｐｐｍ、アルミニウムの含有量が３５ｐｐｍ、カルシウムの含有量が７０ｐｐｍ，３５ｐｐｍ，１５ｐｐｍのいずれかであると共に、３５−２５０メッシュの粒度が１５％以下のものであることを特徴とする。
【００１６】
第十一番目の発明によるアルカリ電池は、第一番目から第十番目の発明のいずれかのアルカリ電池用亜鉛合金粉末が負極活物質として用いられていることを特徴する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明によるアルカリ電池用亜鉛合金粉末の実施の形態を以下に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１８】
第一番目の発明によるアルカリ電池用亜鉛合金粉末は、鉄の含有量が１ｐｐｍ以下であると共に、ビスマス、インジウムを含有し、ニッケルの含有量が５ｐｐｍ以下のものである。
【００１９】
また、第二番目の発明によるアルカリ電池用亜鉛合金粉末は、鉄の含有量が１ｐｐｍ以下であると共に、ビスマス、インジウムを含有し、銅の含有量が５ｐｐｍ以下のものである。
【００２０】
また、第三番目の発明によるアルカリ電池用亜鉛合金粉末は、鉄の含有量が１ｐｐｍ以下であると共に、ビスマス、インジウムを含有し、クロムの含有量が５ｐｐｍ以下のものである。
【００２１】
また、第四番目の発明によるアルカリ電池用亜鉛合金粉末は、鉄の含有量が１ｐｐｍ以下であると共に、ビスマス、インジウムを含有し、タングステンの含有量が５ｐｐｍ以下のものである。
【００２２】
また、第五番目の発明によるアルカリ電池用亜鉛合金粉末は、鉄の含有量が１ｐｐｍ以下であると共に、ビスマス、インジウムを含有し、モリブデンの含有量が５ｐｐｍ以下のものである。
【００２３】
また、第六番目の発明によるアルカリ電池用亜鉛合金粉末は、鉄の含有量が１ｐｐｍ以下であると共に、ビスマス、インジウムを含有し、コバルトの含有量が５ｐｐｍ以下のものである。
【００２４】
このように、鉄の含有量が１ｐｐｍ以下であると共に、合金成分としてビスマス及びインジウムを含んだ亜鉛合金粉末中の上記不純物の含有量が５ｐｐｍ以下であれば、異常なガス発生をより確実に抑制することができるので、ガス発生の抑制をより確実に実現できる無水銀のアルカリ電池用亜鉛合金粉末を提供することができ、最終的には無水銀アルカリ電池の耐漏液性を向上させることができる。
【００２５】
また、上述した第一番目から第五番目の発明においては、合金成分としてアルミニウム及びカルシウムのうちの少なくとも一方をさらに含有してもよい。
【００２６】
上述したような各種の合金成分は、亜鉛中に１０〜１００００ｐｐｍの範囲でそれぞれ含有されると好ましい。なぜなら、上記合金成分が１０ｐｐｍ未満であると、その添加の効果、すなわち水素ガスの発生を抑制しても、実用的な放電性能を維持する効果が発揮できなくなってしまい、１００００ｐｐｍを超えると、それ以上の添加効果が発現されずに単なるコストの増加を招いてしまうからである。
【００２７】
また、上述した第六番目の発明においては、合金成分としてアルミニウムをさらに含有し、ビスマスの含有量が５００ｐｐｍ、インジウムの含有量が５００ｐｐｍ、アルミニウムの含有量が７０ｐｐｍであると共に、３５−２５０メッシュの粒度が１５％以下とすることも可能である。
【００２８】
また、上述した第六番目の発明においては、合金成分としてアルミニウム及びカルシウムをさらに含有し、ビスマスの含有量が２５０ｐｐｍ、インジウムの含有量が５００ｐｐｍ、アルミニウムの含有量が７０ｐｐｍ、カルシウムの含有量が１５ｐｐｍであると共に、３５−２５０メッシュの粒度が１５％以下のものとすることも可能である。
【００２９】
また、上述した第六番目の発明においては、合金成分としてアルミニウム及びカルシウムをさらに含有し、ビスマスの含有量が２５０ｐｐｍ、インジウムの含有量が５００ｐｐｍ、アルミニウムの含有量が３５ｐｐｍ、カルシウムの含有量が７０ｐｐｍ，３５ｐｐｍ，１５ｐｐｍのいずれかであると共に、３５−２５０メッシュの粒度が１５％以下とすることも可能である。
【００３０】
なお、上記亜鉛合金粉末の水素ガス発生量を測定するには、常法に従い、酸化亜鉛を飽和させた４０℃の水酸化カリウム水溶液に亜鉛合金粉末を浸漬することにより、発生した水素ガスの量を測定する。
【００３１】
上述したような亜鉛合金粉末（３．０ｇ）を負極活物質として用いて電解液（１．５ｇ）と混合してゲル状化したものを負極材とし、正極材として酸化マンガンを使用することにより、図１に示すようなアルカリマンガン電池を作製することができる。ここで、正極材に水酸化ニッケルをさらに加えることにより、ニッケルマンガン電池とすることができる。なお、上記電解液は、水酸化カリウム水溶液（濃度４０％）に酸化亜鉛を飽和させたものに、ゲル化剤としてカルボキシメチルセルロースとポアリアクリル酸ソーダを添加（１．０％程度）したものである。
【００３２】
また、図１中、符号２１は正極缶、２２は正極、２３は負極（ゲル化した亜鉛合金粉末）、２４はセパレータ、２５は封口体、２６は負極底板、２７は負極集電体、２８はキャップ、２９は熱収縮性樹脂チューブ、３０は絶縁リング、３１は外装缶である。
【００３３】
【実施例】
本発明によるアルカリ電池用亜鉛合金粉末の効果を確認するため、前述した実施の形態に基づいて以下のような実験を行った。
【００３４】
ビスマス、インジウム、アルミニウム、カルシウムの各合金成分の含有量、ニッケル、銅、クロム、タングステン、モリブデン、コバルトの各不純物の含有量、粒度がそれぞれ表１、２に示す値となる亜鉛合金粉末をアトマイズ法により各々製造した。なお、鉄の含有量はすべて１ｐｐｍ以下である。
【００３５】
このような組成及び粒度をなす亜鉛合金粉末を、酸化亜鉛を飽和させた４０℃の水酸化カリウム水溶液に浸漬することにより、常法に従って水素ガス発生量を測定した。その結果を表１、２に示す。なお、比較のため、不純物がない場合の水素ガス発生量も測定した。
【００３６】
【表１】
2004265696.tif 000002
【００３７】
【表２】
2004265696.tif 000003
【００３８】
上記表１、２からわかるように、本発明にかかる亜鉛合金粉末においては、水素ガス発生量を規定値（５μＬ／ｇ・ｄａｙ）以下に抑制することができ、異常なガス発生をより確実に抑制できることが確認できた。
【００３９】
【発明の効果】
本発明のアルカリ電池用亜鉛合金粉末によれば、異常なガス発生をより確実に抑制することができるので、ガス発生の抑制をより確実に実現できる無水銀のアルカリ電池用亜鉛合金粉末を提供することができ、最終的には無水銀アルカリ電池の耐漏液性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アルカリ電池の概略構造を表す断面図である。
【符号の説明】
２１  正極缶
２２  正極
２３  負極
２４  セパレータ
２５  封口体
２６  負極底板
２７  負極集電体
２８  キャップ
２９  熱収縮性樹脂チューブ
３０  絶縁リング
３１  外装缶
【図１】
2004265696.tif 000004