[发明专利]碱性电池用的锌粉

说明书

本发明涉及用于碱性电池的含铝锌粉。

从CA-A-2080762中已了解到含铝锌粉。该已知锌粉中铁杂质的含量在1ppm以下，同时还含有专门当作成合金元素的铝、铋，可能还有铟或锂，或铟和钙，或铟和锂，因此，无需使用汞和铅就可抑制气体的释放。但是，这种锌粉的缺点是，其制备需用特殊的方法。因此，在制备时不能使用生锌，而必须从经过选择的锌阴极开始，该锌阴极中的Fe含量≤1ppm。该阴极会与成合金元素一起熔融，所得到的熔融物可直接进行雾化。在这种处理过程中，对工作气氛要进行调节，使其中Fe的含量在0.009mg/m3以下。所得到的锌粉接着就要进一步进行磁力分离，以便将其中的游离铁分离出来。从所周知，这种方法比较麻烦，而且成本高。根据本申请人的看法，即使是在这种情况下，锌粉受铁污染的危险性仍然很大，例如，在进行各种处理的过程中，会受到所使用物料的污染。而且大多数已知锌粉都有一个缺点：在某种类型的电池中，即LR6型电池中，在间歇放电时，这种锌粉会引起电池内部的短路。

本发明的目的是提供一种用于碱性电池的含铝锌粉，它可避免已知锌粉的缺点，但仍然具有满意的耐腐蚀性。

本发明的锌粉，其特征在于这种锌粉由0.0005～1％铝、一定量的钙和0.001～2％铋、铟和镓中的至少一种组成，上述铝/钙的摩尔比在≤2，铝和钙的总浓度在≤2％，其余为锌；其特征还在于，该锌粉中可含高达20ppm Fe。

所谓锌，在此及在下文中指的是加热法精炼或电解法精炼的锌(特殊高品级)，这里所谓的百分比，指的是重量百分比。

但是，本发明申请人将放弃对下列组合物的保护：

--CA-A-2080762中所描述的那些组合物，该组合物中包含≤1ppm Fe，同时还专门含有Al、Ca、Bi和In，作为合金元素

--EP-A-0500313中所描述的那些组合物，该组合物中包含≤1ppm Fe，同时还专门含有Al、Ca和Bi，作为合金元素

--CA-A-2080762中所描述的，用作对比例的那种组合物，该组合物中包含Zn和0.01％Al；0.025％Ca；0.05％In；0.05％Bi和3ppmFe。

--EP-A-0500313中所描述的，用作对比例的那种组合物，该组合物中包括Zn和0.05％Al；0.05％Ca；0.05％Bi和3ppmFe。

本申请人发现，当锌粉中同时含有铝和钙，且Al/Ca的摩尔比≤2，Al和Ca的总浓度≤2％时，在电池中几乎不会或不会引起短路。与此同时，申请人还发现，那些锌粉可含高达20ppm Fe，但仍然具有适当的耐腐蚀性，更具体而言，是在电池部分放电或全部放电之后，仍然具有适当的耐腐蚀性，这点在下面还要进一步说明。其它成合金元素(Bi和/或In和/或Ga)能使该锌粉在放电之前具有令人满意的耐腐蚀性。因此，该锌粉也适用于各种型号的电池，例如，LR6、LR14、LR20等。该锌粉可以包含的铁，由锌中和合金元素中不可避免的铁杂质，以及锌粉制备过程中偶然带进来的铁组成。

Al/Ca的摩尔比不能超过2，因为若摩尔比较高，会引起短路。其摩尔比优选的是1.5以下，特别是1以下更好。

Al和Ca的总浓度是2％以下，优选的是1％以下，更优选0.2％以下。从所周知，如果期望该锌粉有相当高的铁含量，铝和钙的最低量就应高于低铁含量的锌粉中铝和钙的总量，上述铝和钙是为了得到适当的耐腐蚀性而加进去的。

本发明锌粉的更优选组合物构成了权利要求6～16的目的。

本发明锌粉的一种简单生产方法包括；往熔融的锌中加入生产锌粉时所必备的全部添加剂(如，Al、Ca和Bi)，然后，用气体、水或两者的混合物来喷淋所制得的合金。也可以在剩余的添加剂(例如In)沉积在雾化粉末上之后，对已含有部分添加剂(例如Al和Ca)的熔融锌进行喷淋，上述沉积过程既可用水溶液的渗透法，也可用气相物理沉积法(“汽相物理沉积法”，即PVD法)，或气相化学沉积法(“汽相化学沉积法，即CVD法)。众所周知，只有被处理的添加剂的阳极性比锌更强的时候，才能使用渗透技术。如果想将几种添加剂沉积在雾化粉末上，可采用同时沉积法或单独沉积法。

也可以通过熔融锌引入部分特殊的添加剂，而其余部分则沉积在雾化的粉末上。

除了用气体、水或两者的混合物来雾化的技术外，还可以用其它任何技术，只要这种技术能将熔融金属转变成粉末就行，例如，离心雾化法或浇铸，然后再粉碎该浇铸金属的方法。