(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無汞化亜鉛合金粉末を減圧処理した後不活性ガスを充填することによって該粉末間の酸素ガス濃度を１％以下とし、かかる無汞化亜鉛合金粉末を不活性ガス雰囲気中でゲル状アルカリ電解液と混合し、再度、脱気・攪拌することを特徴とする亜鉛アルカリ電池の無水銀ゲル状亜鉛負極の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の製造方法により製造した無水銀ゲル状亜鉛負極を備えた亜鉛アルカリ電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無水銀亜鉛アルカリ電池及びその亜鉛負極の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、亜鉛アルカリ電池の負極活物質としては、亜鉛の腐食によるガス発生の抑制及び電気特性の向上を目的として、汞化亜鉛合金粉末が用いられていたが、近年、使用済み電池による環境汚染が問題視されるようになってきたことから低公害化が社会的な要望となり、亜鉛合金粉末を無汞化（無水銀）にするための亜鉛合金組成や防食剤（インヒビター）等の研究が進められ、ついに実用上ガス発生に問題のない無水銀アルカリ電池用ゲル状負極が開発されるに至った。
【０００３】
ところで、無汞化亜鉛合金粉末を単に用いた電池は、汞化亜鉛合金粉末を用いた電池より耐衝撃性が弱いことが分かり、その改善のためにゲル化剤の形状、粒度の見直しや増量により、ゲル状亜鉛負極の粘度を上げて耐衝撃性を向上させる方策が採られてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電池の耐衝撃性を改善するためにゲル状亜鉛負極の粘度を上げると、ゲル状亜鉛負極中のアルカリ電解液がゲル化剤に吸収される割合が多くなり、無汞化亜鉛合金粉末の濡れが不十分となる。そのため、無汞化亜鉛合金粉末間に空気が残りやすくなり、酸素ガス存在下で無汞化亜鉛粉末表面の気液界面に酸化還元反応が起こり、長期貯蔵時のガス発生量を増加させ、最終的に漏液に至ることがあることが分かった。
【０００５】
本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は無汞化亜鉛合金粉末を用いた亜鉛アルカリ電池において、ガス発生量を抑制し、それによって耐漏液特性を改善することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は亜鉛アルカリ電池の無水銀ゲル状亜鉛負極の製造方法に改良を加えたものであって、無汞化亜鉛合金粉末を減圧処理した後不活性ガスを充填することによって該粉末間の酸素ガス濃度を１％以下とし、かかる無汞化亜鉛合金粉末を不活性ガス雰囲気中でゲル状アルカリ電解液と混合し、再度、脱気・攪拌することを特徴とする。
【０００７】
本発明では、無汞化亜鉛合金粉末間にある空気中の酸素ガスをあらかじめ不活性ガス（例えば窒素ガス）で置換して酸素ガス濃度を１％以下とした後に、不活性ガス雰囲気中でゲル化するので、無汞化亜鉛粉末表面の気液界面における酸素の存在が少なくなり、亜鉛の酸化還元反応による水素ガスの発生を抑制することができる。したがってかかるゲル状亜鉛負極を用いた亜鉛アルカリ電池は、低公害でかつ長期貯蔵時の耐漏液特性が改善された高性能な電池となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
（実施例１）
まず、無汞化亜鉛合金粉末を１Ｔｏｒｒに減圧して空気を除去した後、不活性ガスを充填し、無汞化亜鉛合金粉末間の酸素を不活性ガスで置換した。不活性ガスとしては窒素ガス，ヘリウムガス，アルゴンガス等があるが、今回は窒素ガスを用いた。この不活性ガス雰囲気中の酸素ガス濃度をガスクロマトグラフィー法により測定したところ０．１％であった。次に同雰囲気中でゲル状アルカリ電解液と混合し、再度脱気しながら撹拌することで、不活性ガス置換ゲル状亜鉛負極を調製した。
【０００９】
（実施例２）
無汞化亜鉛合金粉末の減圧レベルを３０Ｔｏｒｒにしたこと以外、実施例１と同様にして調製した。このときの不活性ガス雰囲気中の酸素ガス濃度をガスクロマトロフィー法により測定したところ１％であった。
【００１０】
（比較例１）
無汞化亜鉛合金粉末の減圧レベルを１９０Ｔｏｒｒにしたこと以外、実施例１と同様にして調製した。このときの不活性ガス雰囲気中の酸素ガス濃度をガスクロマトロフィー法により測定したところ５％であった。
【００１１】
（比較例２）
無汞化亜鉛合金粉末の減圧レベルを３８０Ｔｏｒｒにしたこと以外、実施例１と同様にして調製した。このときの不活性ガス雰囲気中の酸素ガス濃度をガスクロマトロフィー法により測定したところ１０％であった。
【００１２】
（比較例３）
無汞化亜鉛合金粉末の不活性ガス置換及びゲル状亜鉛負極調製時の雰囲気を不活性ガス雰囲気にしないこと以外実施例１と同様にして調製した。このときの雰囲気中の酸素ガス濃度をガスクロマトロフィー法により測定したところ２０％であった。
こうして得られた、５種類のゲル状亜鉛負極を用いて、図１に示すＪＩＳ規格ＬＲ６形（単３形）アルカリ電池を組み立てた。
【００１３】
図１において、１は正極端子を兼ねる有底円筒形の金属缶であり、この金属缶内には円筒状に加圧成形した正極合剤２が充填されている。正極合剤２は二酸化マンガン粉末とカーボン粉末を混合し、これを金属缶１内に収納し所定の圧力で中空円筒状に加圧成形したものである。また、正極合剤２の中空部にはアセタール化ポリビニルアルコール繊維の不織布からなる有底円筒状のセパレータ３を介して前記方法で製造したゲル状亜鉛負極４が充填されている。ゲル状亜鉛負極４内には真鍮製の負極集電棒５が、その上部をゲル状亜鉛負極４より突出するようにして装着されている。負極集電棒５の突出部外周及び金属缶１の上部内周面には二重環状のポリアミド樹脂からなる絶縁ガスケット６が配設されている。また、絶縁ガスケット６の二重環状部の間にはリング状の金属板７が配設され、かつ金属板７には負極端子を兼ねる帽子形の金属封口板８が集電棒５の頭部に当接するように配設されている。そして、金属缶１の開口縁を内方に屈曲させることによりガスケット６及び金属封口板８で金属缶１内を密封口している。
【００１４】
以上のようにして組み立てた各ＬＲ６形アルカリ電池について、温度６０℃，湿度９３％の貯蔵条件でそれぞれ１００個貯蔵し、漏液の発生個数を調査した。結果を表１に示した。表中の数値は１００個中の漏液発生個数である。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
表１から明らかなように、実施例の電池は６０日貯蔵後までの漏液発生はなく、９０日貯蔵後で２個あるに過ぎないのに対し、比較例の電池では６０日貯蔵後から漏液が発生し始め、９０日貯蔵後では１３〜１９個と明らかな差が現れた。
【００１７】
以上より、酸素ガス濃度１％以下の不活性ガス雰囲気中の無汞化亜鉛合金粉末を同雰囲気中でゲル状負極に調製したものを使用したことによって、低公害かつ安全で高性能な亜鉛アルカリ電池を製造することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のゲル状亜鉛負極を用いることにより、無汞化亜鉛合金粉末使用による電池の低公害化を達成しつつ、長期貯蔵中のガス発生量を抑制することが可能となり、耐漏液特性を改善した安全で高性能な亜鉛アルカリ電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である亜鉛アルカリ電池の断面図。
【符号の説明】
１…金属缶、２…正極合剤、３…セパレータ、４…ゲル状亜鉛負極、５…負極集電棒、６…絶縁ガスケット、７…リング状の金属板、８…負極端子を兼ねる金属封口板。
【図１】
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