[其他]锌碱性电池

说明书

这项发明，使用含铟、铝或镁中的一种元素、铅和镉的一种或两种都有的锌合金作为锌碱电池的阳极，这种电池用锌作阳极活性材料（２），碱性水溶液作电解液，二氧化锰、氧化银、氧气等作阴极活性材（５）。这种锌合金的使用允许减少汞的用量，汞用在阳极表面的汞齐上使之具有耐腐蚀性，因此能提供低污染的锌碱性电池。

本发明涉及对一种锌碱性电池的改进，这种电池用锌作为阳极活性材料，碱性水溶液做电解液，用二氧化锰、氧化银、氧化汞、氧气等等作为阴极活性材料。特别是它涉及到这样一种锌碱性电池，它通过使用含有特定组成的铟（In）、铝（Al）、镁（Mg）、铅（Pb）和镉（Cd）的锌合金作阳极，这种电池已经能降低用于阳极锌表面的汞齐中汞的含量。

作为碱性电池共有的问题，这里要提出由于电解液引起的阳极锌的腐蚀的问题。也就是锌很活泼，在长期贮存期间，在碱性介质中与电解液起反应，这样，按下式发生自身腐蚀：

Zn+4OH^-→Zn（OH）^2-₄+2e

2H₂O+2e→2OH^--H₂

由腐蚀产生的氢气引起电池内气压升高，它有引起电解液外漏，爆裂等危险。到目前为止，工业技术上相应地采用了按重量比把5～10%的汞加到锌里作成的锌汞齐粉末，来提高氢气的超电压并把腐蚀控制到实际中允许的水平。然而近年来，减少电池中汞的含量以降低环境污染已成为正在增长的社会要求，并且各种研究项目已经实施。例如，已经提出很多方法采用把具有高氢气超电压的铅、镓、铟等加到锌里组成的锌合金粉末改进耐腐蚀能力，并降低汞浓度的比例。虽然这些方法在耐腐蚀性方面是有效的，但它们显露出这样一种不利的效果，由于汞浓度比例的降低使重负荷放电性能变坏。虽然为什么在这些设想的方法中，重负荷放电性能变坏发生在减少汞浓度比例上的原因还不清楚，它被设想成是因为阳极表面为锌合金阳极的放电反应析出物所复盖，使得放电反应需要的氢氧根离子顺利地向锌表面的补充发生阻碍。这样，期望实现一种低汞浓度的锌阳极，它在耐腐蚀性和重负荷放电性能上都要良好。

进一步讲，主要是采用了改进锰干电池的观点，有人建议良好的耐腐蚀效果可通过使用合金锌作用阳极来得到，合金由将铟加入锌或者将铟加入锌合金制得〔日本特许公告3204/58〕。

虽然上面建议的叙述包括这些情况，即除了铟以外，一种或几种从铅、镉、镁、铁、铬、钙、汞、铋、锑、银、硅、镍、锰等选出的元素作为杂质或添加剂加入锌里，它没有清楚地说明除了铟和铅结合在一起作为添加元素有效之外，上述各种元素的每一种是作为杂质还是作为有效添加剂包含在里面。而且，除了铟和铅以外，它既没说明哪种元素对耐腐蚀是有效的，也没表明应添加的合适的量。因此，关于这些元素组合使用效果的研究结果没有作出来，尤其是对干锌碱性电池，没有发现有效果的锌合金组成。

这项发明的对象是，通过使用含有一定组成的铟、铝、镁、铅和镉的锌合金作为阳极，获得一种低污染的和包括放电性能，贮存性能和防止碱液外漏在内所有性能都良好的锌碱性电池，这样，降低了汞齐的汞比例而不使放电性能和阳极耐腐蚀性变坏。

特别是这项发明由于使用锌合金而具有其特点，锌合金含铟重0.01～0.5%、含铝或镁重0.005～0.2%、含铅和镉中任意一种或两种的总量为0.01～0.5%（重量），构成所谓锌碱性电池的阳极;它使用锌作为阳极活性材料，碱性水溶液，主要包含氢氧化钾、氢氧化钠等作为电解液，二氧化锰、氧化银、氧化汞、氧气等作阴极活性材料，因而这项发明的内容认为是低污染的锌碱电池。

这项发明已能达到上面提出的目的，其效果可以领会如下：