[其他]鋅堿性電池

在審

• 申請號: 101985000006643
• 申請日: 1985-08-19
• 公開（公告）號: CN1004778B
• 公開（公告）日: 1989-07-12
• 發明（設計）人: 三浦晃;岡崎良二;高田寬治;大平司
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社;三井金屬礦業株式會社
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 羅英銘;陳季壯

這項發明，使用含銦、鋁或鎂中的一種元素、鉛和鎘的一種或兩種都有的鋅合金作為鋅堿電池的陽極，這種電池用鋅作陽極活性材料（２），堿性水溶液作電解液，二氧化錳、氧化銀、氧氣等作陰極活性材（５）。這種鋅合金的使用允許減少汞的用量，汞用在陽極表面的汞齊上使之具有耐腐蝕性，因此能提供低污染的鋅堿性電池。

本發明涉及對一種鋅堿性電池的改進，這種電池用鋅作為陽極活性材料，堿性水溶液做電解液，用二氧化錳、氧化銀、氧化汞、氧氣等等作為陰極活性材料。特別是它涉及到這樣一種鋅堿性電池，它通過使用含有特定組成的銦（In）、鋁（Al）、鎂（Mg）、鉛（Pb）和鎘（Cd）的鋅合金作陽極，這種電池已經能降低用于陽極鋅表面的汞齊中汞的含量。

作為堿性電池共有的問題，這里要提出由于電解液引起的陽極鋅的腐蝕的問題。也就是鋅很活潑，在長期貯存期間，在堿性介質中與電解液起反應，這樣，按下式發生自身腐蝕：

Zn+4OH^-→Zn（OH）^2-₄+2e

2H₂O+2e→2OH^--H₂

由腐蝕產生的氫氣引起電池內氣壓升高，它有引起電解液外漏，爆裂等危險。到目前為止，工業技術上相應地采用了按重量比把5～10%的汞加到鋅里作成的鋅汞齊粉末，來提高氫氣的超電壓并把腐蝕控制到實際中允許的水平。然而近年來，減少電池中汞的含量以降低環境污染已成為正在增長的社會要求，并且各種研究項目已經實施。例如，已經提出很多方法采用把具有高氫氣超電壓的鉛、鎵、銦等加到鋅里組成的鋅合金粉末改進耐腐蝕能力，并降低汞濃度的比例。雖然這些方法在耐腐蝕性方面是有效的，但它們顯露出這樣一種不利的效果，由于汞濃度比例的降低使重負荷放電性能變壞。雖然為什么在這些設想的方法中，重負荷放電性能變壞發生在減少汞濃度比例上的原因還不清楚，它被設想成是因為陽極表面為鋅合金陽極的放電反應析出物所復蓋，使得放電反應需要的氫氧根離子順利地向鋅表面的補充發生阻礙。這樣，期望實現一種低汞濃度的鋅陽極，它在耐腐蝕性和重負荷放電性能上都要良好。

進一步講，主要是采用了改進錳干電池的觀點，有人建議良好的耐腐蝕效果可通過使用合金鋅作用陽極來得到，合金由將銦加入鋅或者將銦加入鋅合金制得〔日本特許公告3204/58〕。

雖然上面建議的敘述包括這些情況，即除了銦以外，一種或幾種從鉛、鎘、鎂、鐵、鉻、鈣、汞、鉍、銻、銀、硅、鎳、錳等選出的元素作為雜質或添加劑加入鋅里，它沒有清楚地說明除了銦和鉛結合在一起作為添加元素有效之外，上述各種元素的每一種是作為雜質還是作為有效添加劑包含在里面。而且，除了銦和鉛以外，它既沒說明哪種元素對耐腐蝕是有效的，也沒表明應添加的合適的量。因此，關于這些元素組合使用效果的研究結果沒有作出來，尤其是對干鋅堿性電池，沒有發現有效果的鋅合金組成。

這項發明的對象是，通過使用含有一定組成的銦、鋁、鎂、鉛和鎘的鋅合金作為陽極，獲得一種低污染的和包括放電性能，貯存性能和防止堿液外漏在內所有性能都良好的鋅堿性電池，這樣，降低了汞齊的汞比例而不使放電性能和陽極耐腐蝕性變壞。

特別是這項發明由于使用鋅合金而具有其特點，鋅合金含銦重0.01～0.5%、含鋁或鎂重0.005～0.2%、含鉛和鎘中任意一種或兩種的總量為0.01～0.5%（重量），構成所謂鋅堿性電池的陽極;它使用鋅作為陽極活性材料，堿性水溶液，主要包含氫氧化鉀、氫氧化鈉等作為電解液，二氧化錳、氧化銀、氧化汞、氧氣等作陰極活性材料，因而這項發明的內容認為是低污染的鋅堿電池。

這項發明已能達到上面提出的目的，其效果可以領會如下：