(57)【要約】　　　（修正有）【課題】水素ガスの発生を抑え、電池の漏液発生を防止したアルカリ電池用電解液及び該電解液を用いたアルカリ電池を提供する。【解決手段】電解液中にアルミニウムイオンを含有させる。その方法として、電解液にアルミニウム粉末、あるいは水溶性アルミニウム化合物又はその溶液を添加し、電解液中のアルミニウムのイオン濃度を５〜２００ｐｐｍとする。あるいは、アルミニウムイオンは負極活性物質であるアルミニウム含有亜鉛合金粉末から電解液中に溶出したものでも良い。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムを含有し、そのイオン濃度が５〜２００ｐｐｍであることを特徴とするアルカリ電池用電解液。
【請求項２】
上記アルミニウムが、アルミニウム粉末を添加したものである請求項１記載のアルカリ電池用電解液。
【請求項３】
上記アルミニウムが、水溶性アルミニウム化合物又はその溶液を添加したものである請求項１記載のアルカリ電池用電解液。
【請求項４】
上記アルミニウムが、負極活物質であるアルミニウム含有亜鉛合金粉末から溶出したものである請求項１記載のアルカリ電池用電解液。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の電解液を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、アルカリ電池用電解液及び該電解液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、ビデオカメラやヘッドフォンステレオ等の電子機器の小型化が進められている。そのために、エネルギー密度の大きい電池が求められている。
【０００３】
このような電子機器の小型化に対応する電池としては、アルカリ溶液を電解液とするアルカリ電池が使用されている。このアルカリ電池には、負極活物質として水素過電圧が高く、比較的廉価な亜鉛又は亜鉛合金粉末を用いられている。また、電解液としては水に水酸化カリウムを４０重量％程度となるように溶解し、さらに局部電池の形成による水素ガスの発生を少なくし、電池の漏液を防止するため酸化亜鉛を飽和状態まで溶解したものが一般的に用いられている。
【０００４】
そして、このようなアルカリ電池では、負極活物質である亜鉛又は亜鉛合金粉末をゲル化剤及び電解液と混合してゲル状負極として用いられる。
【０００５】
しかし、負極活物質として用いられる亜鉛又は亜鉛合金粉末には、電池の組み込み後に、その他の部材から及び製造までの経路により、不純物が混入する。また、同様に電解液中にも不純物が溶出してくる。
【０００６】
このように、負極活物質や電解液中に不純物が混入した場合には、亜鉛又は亜鉛合金粉末のアルカリ液反応によりさらなる腐食作用を助長し、異常な水素ガス発生を生じ、アルカリ電池における漏液発生の原因となるという問題を有していた。
【０００７】
従って、本発明の目的は、水素ガスの発生を抑え、電池の漏液発生を防止したアルカリ電池用電解液及び該電解液を用いたアルカリ電池を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、検討の結果、電解液中に一定濃度のアルミニウムを含有させることによって、上記目的が達成し得ることを知見した。
【０００９】
本発明は、上記知見に基づきなされたもので、アルミニウムを含有し、そのイオン濃度が５〜２００ｐｐｍであることを特徴とするアルカリ電池用電解液を提供するものである。
【００１０】
また、本発明は、上記電解液を用いたアルカリ電池を提供するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のアルカリ電池用電解液及び該電解液を用いたアルカリ電池について詳述する。
【００１２】
本発明のアルカリ電池用電解液は、アルミニウムを含有し、そのイオン濃度は５〜２００ｐｐｍ、好ましくは１０〜１５０ｐｐｍである。イオン濃度が５ｐｐｍ未満では水素ガスの発生を抑え、電池の漏液発生を防止することができず、１００ｐｐｍを超えるとショートの問題が生じやすくなる。
【００１３】
このように、電解液中に所定濃度のアルミニウムを含有させるには、下記（１）〜（３）の手段が採用される。
（１）電解液中にアルミニウム粉末を添加する。
（２）電解液中に水溶性アルミニウム化合物又はその水溶液を添加する。
（３）負極活物質である亜鉛合金粉末中にアルミニウムを含有させ、電解液中にアルミニウムを溶出させる。この場合には、アルミニウムの溶出量に基づいて亜鉛合金粉末中のアルミニウムの含有量を決定する必要がある。
【００１４】
このようにして、電解液中に所定濃度のアルミニウムを含有させることができる。電解液中のアルミニウムは、イオン化のままの状態又は塩の状態で存在する。また、本発明の電解液は、４０重量％程度の水酸化カリウム水溶液に酸化亜鉛を飽和状態まで溶解したものである。
【００１５】
次に、本発明のアルカリ電池について説明する。本発明のアルカリ電池は、上記電解液を用いたものであり、その他は従来のアルカリ電池と同様である。
【００１６】
図１は、本発明のアルカリ電池の一例を示す断面図である。同図において、１は正極缶、２は正極、３はセパレーター、４は負極、５は負極集電体、６は封口キャップ、７はガスケット、８は負極端子をそれぞれ示す。
【００１７】
同図において、負極４は、負極活物質としての亜鉛又は亜鉛合金粉末とアルミニウムを一定濃度含有する上記電解液をゲル化剤と混合してゲル状負極として形成されている。ここで用いられるゲル化剤は、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸等が用いられる。
【００１８】
このような本発明のアルカリ電池によって、水素ガス発生が抑えられ、電池の漏液発生を防止することすることができる。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例等に基づいて本発明を具体的に説明する。
【００２０】
〔実施例１〕
所定の合金組成となるように、合金溶湯を作成し、これをアトマイズすることによって、ビスマス０．０１３重量％、インジウム０．０５０重量％を含有する亜鉛合金粉末を得た。
【００２１】
電解液として濃度４０重量％の水酸化カリウム水溶液に酸化亜鉛を飽和させたものを用い、これに対してアルミニウムイオン濃度が５０ｐｐｍとなるようにアルミニウム粉末を添加した。
【００２２】
上記亜鉛合金粉末及び電解液を用いて、ガス特性及び電池特性を評価した。ガス特性としては、上記電解液５ｍｌに上記亜鉛合金粉末を１０ｇ浸漬し、４５℃で３日間のガス発生速度（μｌ／ｇ・ｄａｙ）を測定することによって行った。この結果を表１に原粉ガスとして示した。
【００２３】
また、亜鉛合金粉末を負極とし、図１に示されるアルカリマンガン電池（ＪＩＳ規格ＬＲ６形式）を構成し、放電抵抗１Ωで連続放電を行い、終止（Ｃｕｔ）電圧０．２Ｖとし、放電後のアルカリマンガン電池を６０℃の温度で３日間保存した後のガス発生量の測定を行なった。１Ω定抵抗放電後、電池内包ガス量として表１に示した。また、電池特性としては、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、放電抵抗１Ωで連続放電を行い、電圧０．９Ｖに至るまでの放電持続時間の測定を行った。結果を表１に示した。
【００２４】
〔実施例２〕
アルミニウムイオン濃度が５０ｐｐｍとなるように水酸化アルミニウムを添加した電解液を用いた以外は、実施例１と同様にしてガス特性及び電池特性の評価を行った。結果を表１に示した。
【００２５】
〔実施例３〕
所定の合金組成となるように、合金溶湯を作成し、これをアトマイズすることによって、ビスマス０．０１３重量％、インジウム０．０５０重量％、アルミニウム０．００８重量％を含有する亜鉛合金粉末を得た。
【００２６】
電解液として濃度４０重量％の水酸化カリウム水溶液に酸化亜鉛を飽和させたものを用いた。
【００２７】
実施例１と同様にしてガス特性及び電池特性の評価を行った。結果を表１に示した。なお、電解液５ｍｌに亜鉛合金粉末を１０ｇ浸漬した時の電解液中のアルミニウムイオン濃度は５０ｐｐｍであった。
【００２８】
〔比較例１〕
電解液として濃度４０重量％の水酸化カリウム水溶液に酸化亜鉛を飽和させたものを用い、アルミニウム粉末を添加させない以外は、実施例１と同様にしてガス特性及び電池特性の評価を行った。結果を表１に示した。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
【発明の効果】
本発明の電解液を用いることによって、水素ガスの発生を抑え、電池の漏液発生を防止したアルカリ電池が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のアルカリ電池の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１：正極缶
２：正極
３：セパレーター
４：負極
５：負極集電体
６：封口キャップ
７：ガスケット
８：負極端子
【図１】
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