專利名稱：堿性電池用電解液及使用了該電解液的堿性電池的制作方法
技術領域：
本發明涉及堿性電池用電解液及使用了該電解液的堿性電池。
背景技術：
到目前為止，錄像機或耳機立體聲等電子設備不斷向小型化發展。因此，不斷要求能量密度大的電池。
作為應對這種電子設備小型化的電池，使用了以堿性溶液作為電解液的堿性電池。在該堿性電池中使用了氫過電壓高、比較廉價的鋅或鋅合金粉末作為負極活性物質。此外，作為電解液，一般使用將氫氧化鉀溶解到水中，濃度達到40重量％左右，進而溶解氧化鋅直至達到飽和狀態的電解液，氧化鋅用于減少由于局部電池的形成而產生的氫氣、防止電池的漏液。
因此，在這樣的堿性電池中，將作為負極活性物質的鋅或鋅合金粉末與膠凝劑及電解液混合而形成凝膠狀負極。
但是，作為負極活性物質使用的鋅或鋅合金粉末裝入電池后，在其中容易混入來自其它部件的雜質，以及在其制造過程中混入雜質。此外，雜質也同樣容易溶到電解液中。
這樣，當雜質混入了負極活性物質或電解液中時，出現的問題是鋅或鋅合金粉末與堿性液反應加速了腐蝕作用，從而引起了異常的氫氣產生，導致了堿性電池中漏液的發生。
因此，本發明的目的在于提供抑制氫氣的產生、防止電池漏液發生的堿性電池用電解液及使用了該電解液的堿性電池。
發明內容
本發明者們研究的結果發現通過使電解液中含有一定濃度的鋁，可以達到上述目的。
本發明以上述發現為基礎而完成，提供一種堿性電池用電解液，其特征在于含有鋁，其離子濃度為5～200ppm。
此外，本發明還提供使用了上述電解液的堿性電池。
圖1為表示本發明的堿性電池的一例的剖面圖。
具體實施例方式
以下對本發明的堿性電池用電解液及使用了該電解液的堿性電池進行詳述。
本發明的堿性電池用電解液含有鋁，其離子濃度為5～200ppm，優選10～150ppm。離子濃度如果不足5ppm，則無法抑制氫氣的產生，無法防止電池的漏液發生，如果超過100ppm，容易產生短路的問題。
這樣，采用下述(1)～(3)的方法使電解液中含有預定濃度的鋁。
(1)在電解液中添加鋁粉末。
(2)在電解液中添加水溶性鋁化合物或其水溶液。
(3)使作為負極活性物質的鋅合金粉末中含有鋁，使鋁溶到電解液中。在這種情況下，需要根據鋁的溶出量來決定鋅合金粉末中鋁的含量。
這樣，可以使電解液中含有預定濃度的鋁。電解液中的鋁以離子化的狀態或鹽的狀態存在。此外，本發明的電解液是將氧化鋅溶解于40重量％左右的氫氧化鉀水溶液中直至飽和狀態。
以下對本發明的堿性電池進行說明。本發明的堿性電池使用上述電解液，此外與以往的堿性電池相同。
圖1為表示本發明的堿性電池的一例的剖面圖。在該圖中，1、2、3、4、5、6、7、8分別表示正極罐、正極、隔板、負極、負極集電體、封口蓋、密封墊、負極端子。
在該圖中，負極4是將作為負極活性物質的鋅或鋅合金粉末和含有一定濃度鋁的上述電解液及膠凝劑混合而形成的凝膠狀負極。這里使用的凝膠劑，可以使用聚乙烯醇、聚丙烯酸鹽、羧甲基纖維素、藻酸等。
使用本發明的該堿性電池，可以抑制氫氣的產生，可以防止電池的漏液發生。
以下結合實施例等對本發明進行具體的說明。
按預定的合金組成作成合金熔融物，將其霧化(噴霧)，制得含有鉍0.013重量％、銦0.050重量％的鋅合金粉末。
用氧化鋅將40重量％濃度的氫氧化鉀水溶液飽和后的溶液作為電解液，向其中添加鋁粉末以使鋁離子濃度達到50ppm。
使用上述鋅合金粉末及電解液，對氣體特性及電池特性進行評價。氣體特性通過將10g上述鋅合金粉末浸漬于5ml上述電解液中，測定在45℃下3日間的氣體產生速度(微升/克/天)進行評價。將該結果作為原料粉所產生的氣體示于表1中。
此外，以鋅合金粉末作為負極，構成如圖1所示的堿性錳電池(JISLR6)，在1Ω放電電阻下進行連續放電使終止電壓達到0.2V，測定將放電后的堿性錳電池在30℃的溫度下保存3日后的氣體產生量。以該氣體產生量作為1Ω定電阻放電后的電池內包氣體量示于表1中。此外，電池特性通過將JIS LR6的堿性電池在20℃的溫度下保存7日后，測定在1Ω放電電阻下進行連續放電直至電壓為0.9V的放電持續時間來進行評價。結果示于表1中。
除了使用添加了氫氧化鋁的電解液，使鋁離子濃度達到50ppm外，與實施例1相同進行氣體特性及電池特性的評價。結果示于表1中。
以預定合金組成作成合金熔融物，將其霧化得到含有鉍0.013重量％、銦0.050重量％、鋁0.008重量％的鋅合金粉末。
用氧化鋅將40重量％濃度的氫氧化鉀水溶液飽和后的溶液作為電解液。
與實施例1相同進行氣體特性及電池特性的評價。結果示于表1中。此外，將10g鋅合金粉末浸漬于5ml電解液時電解液中鋁離子濃度為50ppm。
除了在用氧化鋅將40重量％的氫氧化鉀水溶液飽和后的溶液作為電解液的溶液中不添加鋁粉末外，其它與實施例1相同進行氣體特性及電池特性的評價。結果示于表1中。
表1
如上所述，通過使用本發明的電解液，可以得到抑制氫氣的產生、防止電池的漏液發生的堿性電池。
權利要求
1.堿性電池用電解液，其特征在于含有鋁，其離子濃度為5～200ppm。
2.根據權利要求1記載的堿性電池用電解液，其中，上述鋁為添加的鋁粉。
3.根據權利要求1記載的堿性電池用電解液，其中，上述鋁為添加的水溶性鋁化合物或其溶液。
4.根據權利要求1記載的堿性電池用電解液，其中，上述鋁從作為負極活性物質的含有鋁的鋅合金粉末中溶出。
5.使用權利要求1～4的任一項記載的電解液的堿性電池。
全文摘要
本發明的目的在于提供抑制氫氣產生、防止電池的漏液發生的堿性電池用電解液及使用該電解液的堿性電池。本發明的堿性電池用電解液的特征在于含有鋁，其離子濃度為5～200ppm。
文檔編號H01M10/42GK1557033SQ03801019
公開日2004年12月22日 申請日期2003年4月21日 優先權日2002年6月7日
發明者筱田光男, 渕野誠治, 小田原忠良, 平山成生, 忠良, 治, 生 申請人:三井金屬礦業株式會社