专利名称：用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末,负电极,以及所述电池的制作方法
这里引用了日本专利申请No.2002-058290，其专利申请日为2002年3月5日；日本专利申请No.2002-122299，2002-122300，2002-122301和2002-122302，其专利申请日均为2002年4月24日；以及，日本专利申请No.2002-343589，其专利申请日为2002年11月27日，包括其说明书，权利要求书，附图和综述的全部内容。
(2)另一方面，如果使用铁浓度为2ppm或更多的金属锌或锌合金粉末，在所生产的碱性二氧化锰电池中，在某种可能性上会出现气体的异常生成或电解质泄漏。
(3)如上文提到的文件1到3所述，即使在使用高纯度金属锌或锌合金粉末碱性二氧化锰电池中，会非常少量的发生大量气体的生成。
本发明人进行了深入的研究，以解决前文所述的问题。结果，他们发现即使在锌合金粉末中的铁浓度高达5ppm，上述目的也能够达到，这是通过将锌合金粉末近表面部分的铁成分的平均浓度，以及锌合金粉末近表面部分所存在杂质中的铁成分的总含量保持低至规定值或更小。这一发现使他们完成了本发明。
他们还发现，即使在锌合金粉末中的铁浓度高达5ppm，上述目的也能够达到，这是通过将附带的痕量杂质，特别是，例如Ge，As和Sb的痕量杂质减少到规定浓度或更少。这一发现也使他们完成了本发明。
他们还发现，通过添加特定的痕量添加元素并将锌合金粉末的粉末粒度分度制成到规定范围，能够实现上述目的。这一发现也使他们完成了本发明。
基于这些发现，本发明的第一方面是用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，基于颗粒整体，锌合金粉末中的铁成分平均浓度为5ppm或更小，锌合金粉末近表面部分内的铁成分的平均浓度为10ppm或更小，且锌合金粉末近表面部分存在的杂质中的铁成分的总量基于颗粒整体为0.5ppm或更小。
发明的第二方面是，依据发明第一方面的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，锌合金粉末中的铁的平均浓度超过1ppm，但不大于5ppm。
发明的第三方面是，依据发明第一或第二方面的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其含有各10到10000ppm的选自Al，Bi，Ca，In，Pb，Mg和Sn中的一种或几种元素。
发明的第四方面是，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，锌合金粉末中铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为20ppb或更少，As成分的平均浓度为5 ppb或更少，以及，Sb成分的平均浓度为50ppb或更少。
发明的第五方面是，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，锌合金粉末中铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为1ppb或更少，As成分的平均浓度为5ppb或更少，以及，Sb成分的平均浓度为80ppb或更少。
发明的第六方面是，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，锌合金粉末中铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为20ppb或更少，As成分的平均浓度为1ppb或更少，以及，Sb成分的平均浓度为70ppb或更少。
发明的第七方面是，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，锌合金粉末中铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为27ppb或更少，As成分的平均浓度为1ppb或更少，以及，Sb成分的平均浓度为50ppb或更少。
发明的第八方面是，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，锌合金粉末中铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为25ppb或更少，As成分的平均浓度为5ppb或更少，以及，Sb成分的平均浓度为10ppb或更少。
发明的第九方面是，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，锌合金粉末中铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为1ppb或更少，As成分的平均浓度为1ppb或更少，以及，Sb成分的平均浓度为110ppb或更少。
发明的第十方面是，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，锌合金粉末中铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为29ppb或更少，As成分的平均浓度为1ppb或更少，以及，Sb成分的平均浓度为10ppb或更少。
发明的第十一方面是，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，锌合金粉末中铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为4ppb或更少，As成分的平均浓度为1ppb或更少，以及，Sb成分的平均浓度为100ppb或更少。
发明的第十二方面是，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，锌合金粉末中铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为10ppb或更少，As成分的平均浓度为2ppb或更少，以及，Sb成分的平均浓度为90ppb或更少。
发明的第十三方面是，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，锌合金粉末中铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为5ppb或更少，As成分的平均浓度为4ppb或更少，以及，Sb成分的平均浓度为90ppb或更少。
发明的第十四方面是，依据发明的第一到第三方面中任意一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，Ge成分的平均浓度为20ppb或更少，As成分的平均浓度为5ppb或更少，以及，Sb成分的平均浓度为50ppb或更少。
发明的第十五方面是，依据发明的第一到第三方面中任意一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，Ge成分的平均浓度为1ppb或更少，As成分的平均浓度为5ppb或更少，以及，Sb成分的平均浓度为80ppb或更少。
发明的第十六方面是，依据发明的第一到第三方面中任意一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，Ge成分的平均浓度为20ppb或更少，As成分的平均浓度为1ppb或更少，以及，Sb成分的平均浓度为70ppb或更少。
发明的第十七方面是，依据发明的第一到第三方面中任意一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，Ge成分的平均浓度为27ppb或更少，As成分的平均浓度为1ppb或更少，以及，Sb成分的平均浓度为50ppb或更少。
发明的第十八方面是，依据发明的第一到第三方面中任意一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，Ge成分的平均浓度为25ppb或更少，As成分的平均浓度为5ppb或更少，以及，Sb成分的平均浓度为10ppb或更少。
发明的第十九方面是，依据发明的第一到第三方面中任意一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，Ge成分的平均浓度为1ppb或更少，As成分的平均浓度为1ppb或更少，以及，Sb成分的平均浓度为110ppb或更少。
发明的第二十方面是，依据发明的第一到第三方面中任意一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，Ge成分的平均浓度为29ppb或更少，As成分的平均浓度为1ppb或更少，以及，Sb成分的平均浓度为10ppb或更少。
发明的第二十一方面是，依据发明的第一到第三方面中任意一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，Ge成分的平均浓度为4ppb或更少，As成分的平均浓度为1ppb或更少，以及，Sb成分的平均浓度为100ppb或更少。
发明的第二十二方面是，依据发明的第一到第三方面中任意一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，Ge成分的平均浓度为10ppb或更少，As成分的平均浓度为2ppb或更少，以及，Sb成分的平均浓度为90ppb或更少。
发明的第二十三方面是，依据发明的第一到第三方面中任意一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，Ge成分的平均浓度为5ppb或更少，As成分的平均浓度为4ppb或更少，以及，Sb成分的平均浓度为90ppb或更少。
发明的第二十四方面是，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，包含各10到10000ppm的选自Al，Bi，Ca，In，Pb，Mg和Sn中的一种或几种元素，其中，粒度在48到200的锌合金粉末的比例为90％重量比或更多，且粒度为-200的锌合金粉末的比例为10％重量比或更少。
发明的第二十五方面是，依据发明第二十四方面的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为20ppb或更少，As成分的平均浓度为5ppb或更少，以及，Sb成分的平均浓度为50ppb或更少。
发明的第二十六方面是，依据发明第二十四或二十五方面的，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，粒度在80到200的锌合金粉末的比例为70％重量比或更多。
发明的第二十七方面是，依据发明第四，二十四和二十五方面中任意一个的，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，粒度为-150的锌合金粉末的比例为5到50％重量比，且粒度为+150的锌合金粉末的比例为50到95％重量比。
发明的第二十八方面是，依据发明第二十七方面的，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，粒度为-150的锌合金粉末球形的。
发明的第二十九方面是，依据发明第二十七方面的，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，对粒度为-150的锌合金粉末在惰性气氛中进行热处理。
发明的第三十方面是，依据发明第四和第二十四到二十九方面中任意一个的，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，已经用浓度为10到60％重量比的氢氧化钾水溶液处理。
发明的第三十一方面是，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，包含各10到10000ppm的选自Al，Bi，Ca，In，Pb，Mg和Sn中的一种或几种元素，且已经用浓度为10到60％重量比的氢氧化钾水溶液处理。
发明的第三十二方面是，依据发明第四和第二十四到三十一方面中任意一个的，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，与其混合有0.01到10％重量比的液体饱和烃基油。
发明的第三十三方面是制备用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末的方法，该方法包括向金属锌中加入选自Al，Bi，Ca，In，Pb，Mg和Sn中的一种或几种元素，每一种的加入量为10到10000ppm，金属锌的铁成分的平均浓度为5ppm或更少；熔化所得的混合物形成熔融金属；雾化熔融金属，以制备依据发明第一到第二十三方面中任意一个的锌合金粉末。
发明的第三十四方面是，制备依据发明第三十三方面的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末的方法，该方法进一步包括对雾化得到的锌合金粉末进行磁力分离。
发明的第三十五方面是，用于碱性二氧化锰电池的负电极，包含用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，铁成分的平均浓度为5ppm或更小，Ge成分的平均浓度为20ppb或更小，As成分的平均浓度为5ppb或更小，以及，Sb成分的平均浓度为50ppb或更小；液体饱和烃基油，其量为基于用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末的0.01到10％重量比；以及，胶态电解质。
发明的第三十六方面是，用于碱性二氧化锰电池的负电极，包含依据发明第四和第二十四到第三十一方面的任意一个的，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末；液体饱和烃基油，其量为基于用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末的0.01到10％重量比；以及，胶态电解质。
发明的第三十七方面是，依据发明第三十五或三十六方面的，用于碱性二氧化锰电池的负电极，其中，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末与液体饱和烃基油混合。
发明的第三十八方面是，依据发明第三十五或三十六方面的，用于碱性二氧化锰电池的负电极，其中，胶态电解质与液体饱和烃基油混合。
发明的第三十九方面是一种碱性二氧化锰电池，其中，使用依据发明第一到第三十二方面中任意一个的，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，作为负电极活性材料。
发明的第四十方面是一种碱性二氧化锰电池，具有依据发明第三十五到第三十八方面中任意一个的，用于碱性二氧化锰电池的负电极。
通过下面的详细描述和附图，本发明将被更充分的理解。附图只是以说明的方式给出，进而，不是本发明的限制，其中图1是锌合金粉末的说明图；以及，图2是碱性二氧化锰电池示意结构的截面图。
优选实施例详述依据本发明的，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，和使用该锌合金粉末的用于碱性二氧化锰电池的负电极，以及使用该锌合金粉末的碱性二氧化锰电池，将参照附图进行详细说明，但这些实施例不是对本发明的限制。
依据本发明的，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于，锌合金粉末中的铁成分平均浓度为5ppm或更小，锌合金粉末近表面部分内的铁成分的平均浓度为10ppm或更小，以及，锌合金粉末近表面部分存在的杂质中的铁成分的总量基于颗粒整体为0.5ppm或更小。
如果在锌合金粉末中的铁成分的平均浓度超过5ppm，则锌合金粉末的近表面部分的铁成分的平均浓度具有高的绝对值，且来自碱性二氧化锰电池的气体生成大于可以忍受的量。特别优选的是，在锌合金粉末中的铁成分的平均浓度超过1ppm，为5ppm或更小。这是因为，如果在锌合金粉末中的铁成分的平均浓度为1 ppm或更小，要使用非常高纯度的金属锌，且生产设备和生产过程需要严格的管理。
也不优选的是，基于颗粒整体，锌合金粉末的近表面部分存在的杂质的铁成分的总量超过0.5ppm。在这种情况下，气体生成中心的数目增加到某种程度，破坏了电池的抗电解质泄漏(抗腐蚀性)性的限度。优选使用较低的总量值，可以引起气体生成的减少。
如果锌合金粉末的近表面部分种的铁成分的平均浓度大于10ppm，则气体生成中心的数目增加到某种程度，即使当基于颗粒整体，锌合金粉末的近表面部分存在的杂质的铁成分的总量为0.5ppm或更少时，也破坏了电池的抗电解质泄漏(抗腐蚀性)性的限度。
“近表面部分”指对应于大约1.5％体积的区域，如图1所示，包括锌合金颗粒11的表面13及其附近。即，约1.5％表面层体积率对应的区域，且它指图1中数字12所示的区域。
锌合金颗粒11的近表面部分12中的铁成分14指，例如，在原始金属锌中原始存在的铁成分，或添加的合金成分金属(所谓的固溶体)。即，铁成分14是存在于锌合金颗粒的近表面部分，属于从制备锌合金之前已经存在的内在的铁成分。存在于锌合金颗粒11的近表面部分12的杂质15中的铁成分16指，例如，杂质中的铁成分，该铁成分是在制备锌合金的过程中从系统外部吸收到锌合金颗粒中的，并存在于颗粒近表面部分内，或从颗粒表面突出(即，杂质是如铁锈的铁的氧化物)。另外的，铁成分16指，例如，杂质中的铁成分，该铁成分粘附于锌合金颗粒表面，来自于锌合金生产后的系统外部。换句话讲，铁成分16是外来的铁成分，在锌合金粉末的制备过程中或之后，才存在于锌合金颗粒的近表面部分的。
如图1所示，如果锌合金中的这种铁成分的平均浓度为5ppm或更少，将锌合金颗粒11的近表面部分12中的铁成分14和16的平均浓度设定为10ppm或更少，并将锌合金颗粒11的近表面部分12的杂质15中的铁成分16的总量相对于颗粒11的比例设定在0.5ppm或更少，则异常的气体生成能够被抑制，而不用使用非常高纯度的金属锌。因此，能够提供一种用于不含汞的碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，该粉末能够在低成本下容易的实现对气体生成的抑制。最终，不含汞的二氧化锰电池的抗电解液泄漏性(抗腐蚀性)能够提高，并改善高比率特性(high ratecharacteristics)。
附着在锌合金粉末表面的含铁成分的杂质，可能与锌合金粉末生产过程后的直到碱性二氧化锰电池的生产过程的任何过程相关。所以，在锌合金粉末的生产过程中，使用磁力分离来减少附着在锌合金粉末表面的含铁成分的杂质。即使只在锌合金粉末生产过程中的环境保持非常干净，也很难完全从碱性二氧化锰电池的负电极活性材料中清除含铁成分的杂质。因此，必须对碱性二氧化锰电池生产过程的环境进行严格的管理，包括所需的准备步骤，使不带有含铁成分的杂质。
上文提到的气体生成的主要原因被认为是铁，如上文提到的文件1到3中描述的和对于早期技术相关的解释，铁少量存在于锌粉末中。在专利文件1等文件中，叙述了当从外部向锌粉末中，加入基于铁的外来物体的量基于锌粉末整体为对应于1ppm或更多时，氢气的生成发生于存在于锌粉末表面的外来物体。然而，文件1到3完全没有提及气体生民和锌合金粉末近表面部分中的铁成分浓度，以及和锌合金粉末近表面部分存在的杂质中的铁成分总量的相互关系。
另一方面，本发明人认为真正影响气体生成的是存在于锌合金粉末近表面部分的铁成分。因此他们推测，如果将锌合金粉末近表面部分的铁成分浓度保持在极其低的水平，则不需要将整体锌合金粉末中的铁成分的浓度降低到1ppm或更少。相应的，他们想知道，是否不必将作为原始材料的全部金属锌中的铁成分的浓度设定在1ppm或更少。基于这推测，他们进行了实验，该实验将在下文中说明，并证实即使整体锌合金粉末中的铁成分浓度超过1ppm，在上述条件下没有发生问题。进而，他们完成了本发明，本发明具有上文提到的特性。
建议的锌合金粉末是含有Al，Bi，Ca，In，Pb，Mg和Sn中的一种或几种的锌合金粉末，每种元素的量在10到10000ppm，其余的是锌(Zn)。如果任何这些元素低于10ppm，即使当氢气的生成受到抑制时，也不能显示出添加该元素的作用，即实际应用中的保持放电特性(retainingdischarge characteristics)(高比率特性)。含量超过10000ppm也是不需要的，因为已不显示更多的添加的作用，且锌合金的成本提高。这些元素包括在锌合金粉末生产过程中作为合金粉末制备的成分，以及，在碱性二氧化锰电池生产过程中添加时与锌合金粉末结合的成分，即通过置换锌而沉淀的成分和作为添加的结果的覆盖的成分。
依据本发明的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末的特征在于，作为一个特性，锌合金粉末中铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为20ppb或更少，Sb成分的平均浓度为50ppb或更少，As成分的平均浓度为5ppb或更少。
在这种情况下，如果同时满足，Ge成分的平均浓度超过20ppb，Sb成分的平均浓度超过50ppb，且As成分的平均浓度超过5ppb，将得到不需要的结果，由碱性二氧化锰电池引起的气体生成不能被抑制。
优选的，Ge成分的平均浓度为15ppb或更少，Sb成分的平均浓度为30ppb或更少，且As成分的平均浓度为2ppb或更少。更加优选的，Ge成分的平均浓度为10ppb或更少，Sb成分的平均浓度为20ppb或更少，且As成分的平均浓度为1ppb或更少。
当Ge成分的平均浓度为1ppb或更少时，如果As成分的平均浓度为5ppb或更少，即使Sb成分的平均浓度超过50ppb，通过将Sb成分的平均浓度保持低至80ppb或更少，由碱性二氧化锰电池引起的气体生成能够被抑制。当As成分的平均浓度为1ppb或更少时，如果Ge成分的平均浓度为20ppb或更少，即使Sb成分的平均浓度超过50ppb，通过将Sb成分的平均浓度保持低至70ppb或更少，由碱性二氧化锰电池引起的气体生成能够被抑制。当As成分的平均浓度为1ppb或更少时，如果Sb成分的平均浓度为50ppb或更少，即使Ge成分的平均浓度超过20ppb，通过将Ge成分的平均浓度保持低至27ppb或更少，由碱性二氧化锰电池引起的气体生成能够被抑制。当Sb成分的平均浓度为10ppb或更少时，如果As成分的平均浓度为5ppb或更少，即使Ge成分的平均浓度超过20ppb，通过将Ge成分的平均浓度保持低至25ppb或更少，由碱性二氧化锰电池引起的气体生成能够被抑制。
此外，当Ge成分的平均浓度为1ppb或更少，且As成分的平均浓度为1ppb或更少，即使Sb成分的平均浓度超过50ppb，如果Sb成分的平均浓度为110ppb或更少，由碱性二氧化锰电池引起的气体生成能够被抑制。当As成分的平均浓度为1ppb或更少，且Sb成分的平均浓度为10ppb或更少，即使Ge成分的平均浓度超过20ppb，如果Ge成分的平均浓度为29ppb或更少，由碱性二氧化锰电池引起的气体生成能够被抑制。
另外，当同时满足，Ge成分的平均浓度为4ppb或更少，As成分的平均浓度为1ppb或更少，且Sb成分的平均浓度为100ppb或更少时；或者，当同时满足，Ge成分的平均浓度为10ppb或更少，As成分的平均浓度为2ppb或更少，且Sb成分的平均浓度为90ppb或更少时；或者，当同时满足，Ge成分的平均浓度为5ppb或更少，As成分的平均浓度为4ppb或更少，且Sb成分的平均浓度为90ppb或更少时，由碱性二氧化锰电池引起的气体生成能够被抑制。
在这种情况下，当锌合金粉末中的铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为20ppb或更少，Sb成分的平均浓度为50ppb或更少，且As成分的平均浓度为5ppb或更少时；并同时满足，锌合金粉末的近表面部分中的铁成分的平均浓度为10ppm或更少，并且，基于全部颗粒的，锌合金近表面部分存在杂质中的铁成分的总量为0.5ppm或更少时，由碱性二氧化锰电池引起的气体生成能够被进一步保持到低至允许的量或更少。
与上文的描述相似，优选的，Ge成分的平均浓度为15ppb或更少，Sb成分的平均浓度为30ppb或更少，且As成分的平均浓度为2ppb或更少。更加优选的，Ge成分的平均浓度为10ppb或更少，Sb成分的平均浓度为20ppb或更少，且As成分的平均浓度为1ppb或更少。
也与上文的描述相似，当Ge成分的平均浓度为1ppb或更少时，如果As成分的平均浓度为5ppb或更少，即使Sb成分的平均浓度超过50ppb，通过将Sb成分的平均浓度保持低至80ppb或更少，由碱性二氧化锰电池引起的气体生成能够被抑制。当As成分的平均浓度为1ppb或更少时，如果Ge成分的平均浓度为20ppb或更少，即使Sb成分的平均浓度超过50ppb，通过将Sb成分的平均浓度保持低至70ppb或更少，由碱性二氧化锰电池引起的气体生成能够被抑制。当As成分的平均浓度为1ppb或更少时，如果Sb成分的平均浓度为50ppb或更少，即使Ge成分的平均浓度超过20ppb，通过将Ge成分的平均浓度保持低至27ppb或更少，由碱性二氧化锰电池引起的气体生成能够被抑制。当Sb成分的平均浓度为10ppb或更少时，如果As成分的平均浓度为5ppb或更少，即使Ge成分的平均浓度超过20ppb，通过将Ge成分的平均浓度保持低至25ppb或更少，由碱性二氧化锰电池引起的气体生成能够被抑制。
此外，与上文的描述相似，当Ge成分的平均浓度为1ppb或更少，且As成分的平均浓度为1ppb或更少，即使Sb成分的平均浓度超过50ppb，如果Sb成分的平均浓度为110ppb或更少，由碱性二氧化锰电池引起的气体生成能够被抑制。当As成分的平均浓度为1ppb或更少，且Sb成分的平均浓度为10ppb或更少，即使Ge成分的平均浓度超过20ppb，如果Ge成分的平均浓度为29ppb或更少，由碱性二氧化锰电池引起的气体生成能够被抑制。
另外，与上文的描述相似，当同时满足，Ge成分的平均浓度为4ppb或更少，As成分的平均浓度为1ppb或更少，且Sb成分的平均浓度为100ppb或更少时；或者，当同时满足，Ge成分的平均浓度为10ppb或更少，As成分的平均浓度为2ppb或更少，且Sb成分的平均浓度为90ppb或更少时；或者，当同时满足，Ge成分的平均浓度为5ppb或更少，As成分的平均浓度为4ppb或更少，且Sb成分的平均浓度为90ppb或更少时，由碱性二氧化锰电池引起的气体生成能够被抑制。
如果将上文所述的范围用复相关进行概括，它们能够用下面的等式(1)表示。即，等式(1)表达的关系代表了抑制气体生成的上述优选的范围。
V＝-0.0950+0.1382xDGe+0.4052xDAs+0.0348xDSb(1)其中，V代表气体生成速度(μl/g·d)，DGe是锌合金粉末中Ge成分的平均浓度(ppb)，DAs是锌合金粉末中As成分的平均浓度(ppb)，DSb是锌合金粉末中Sb成分的平均浓度(ppb)。
上述金属成分是不可避免的被带入锌合金粉末的。然而，本发明人发现，如果这些不可避免的被带入锌合金粉末的金属成分满足上述条件，由碱性二氧化锰电池引起的气体生成能够被抑制。基于这个发现，他们作出了本发明。由于这个发明，即使使用普通高纯度的金属锌作为原始材料，由碱性二氧化锰电池引起的气体生成能够被抑制，获得原始材料的限制能够被明显的放宽，并且能够有效的进行选择性使用(selectiveuse)。
能够被用作原始材料的金属锌是普通高纯度金属锌，它能够通过多种生产方法相对简单的得到，例如蒸发(distillation)，电解，以及蒸发和电解的结合。用于不含汞的碱性二氧化锰电池的锌合金粉末的锌成分的范围，相对于传统的范围，也能够被宽化。
为制备依据本发明的，用于不含汞的碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，在腔中按规定的量向金属锌中加入上文所述的元素，金属锌具有5ppm或更少的铁成分平均浓度，腔内的气氛具有0.009mg/m3的铁成分平均浓度。将混合物熔化，通过直接高压空气方法(例如，喷射压5kg/cm2)或类似的方法将熔融金属雾化，以使其转变为粉末。将粉末过筛(即，颗粒度为20-250目的筛子)以选择某个颗粒度，并且如果需要，通过磁铁的方式进行磁力分离，将附着的铁成分去除，从而能够获得锌合金粉末。
用作原始材料的金属锌可以是通过电解或蒸馏的任意一种方法得到的金属锌。用于形成粉末的雾化不限于上文所述的气压雾化，还可以是其它雾化方法，例如惰性气体雾化方法或转盘雾化方法(rotating diskatomization)，但也不限于此。
依据本发明的，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末的进一步的特征在于，该粉末包含各10到10000ppm的选自Al，Bi，Ca，In，Pb，Mg和Sn的一种或几种元素；特征是，粒度为48到200的锌合金粉末的比例为90％重量比或更多，粒度为-200的锌合金粉末的比例为10％重量比或更少。
如果不包含上述元素，或各元素的量超过上文限定的范围，上文所述的本发明的目的不能实现。如果锌合金粉末的粒度分布在上述范围内，能够获得更加优选的结果。
同时，由于先前提出的原因，如果在用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末中，铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为20ppb或更少，As成分的平均浓度为5ppb或更少，且Sb成分的平均浓度为50ppb或更少，则能够得到更加优选的结果。
如果在用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末中，颗粒度为80到200的锌合金粉末的比例为70％重量比或更多，能够更加显著的得到上文所述的本发明的目的。
如果在依据本发明的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末中，颗粒度为-150(优选的，粒度为150到300)的锌合金粉末的比例可以为5到50％重量比，且粒度为+150(优选的，颗粒度为20到150；更为优选的是35到150)的锌合金粉末的比例可以为5到95％重量比。这一特征是优选的，因为能够更加显著的得到上文所述的本发明的目的。
粒度为-150的锌合金粉末可以是球形的。这一特征是优选的，因为能够更加显著的得到上文所述的本发明的目的。
粒度为-150的锌合金粉末可在惰性气氛中进行热处理(例如，在氩气中300℃x2hr)。这一特征是优选的，因为能够更加显著的得到上文所述的本发明的目的。
依据本发明的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末还可以用浓度为10到60％重量比的氢氧化钾水溶液处理。这一特征是优选的，因为能够更加显著的得到上文所述的本发明的目的。如果氢氧化钾水溶液的浓度小于10％重量比，用氢氧化钾的处理不能充分进行。如果氢氧化钾水溶液的浓度大于60％重量比，锌合金粉末被溶解。用氢氧化钾水溶液的这种处理能够简单的通过以下步骤进行向锌合金粉末中加入浓度为10到60％重量比的氢氧化钾水溶液，或者加入浓度为10到60％重量比的氢氧化钾水溶液与氧化锌的混合物；对系统进行加热；并进行搅拌，或将其静置数天。处理的结果是，认为锌合金粉末中的气体生成的活性位点被氢氧化钾选择性的溶解，并显著减少。
上文所述的本发明的目的能够通过使用上文所述的处理实现，用氢氧化钾水溶液处理用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，该锌合金粉末包含各10到10000ppm的选自Al，Bi，Ca，In，Pb，Mg和Sn的一种或几种元素。
依据本发明的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末还可以混合有0.01到10％重量比的(优选为0.1到10％重量比的)液体饱和烃基油(例如，液体石蜡)。这一特征是优选的，因为能够更加显著的得到上文所述的本发明的目的。如果与锌合金粉末混合的液体饱和烃基油的量低于0.01％重量比，锌合金粉末不能被液体饱和烃基油完全涂覆。如果与锌合金粉末混合的液体饱和烃基油的量超过10％重量比，涂覆锌合金粉末的量太多，当所涂覆的锌合金粉末作为碱性二氧化锰电池负电极使用时，引起了性能的降低。推测的在上述条件下的处理的结果是液体饱和烃基油在锌合金粉末中气体生成活性位点上的选择性吸附，进而显著降低了锌合金粉末的气体生成活性。
为测量所得的锌合金粉末的氢气生成量，可依照习惯的方法，将锌合金粉末在45℃下浸入饱和了氧化锌的氢氧化钾水溶液中。锌合金粉末中的合金成分和铁成分的平均浓度通过使用ICP分析方法测定。锌合金粉末近表面部分内的铁成分的平均浓度的测定是通过，将锌合金粉末的近表面部分用稀硝酸溶解，并在水溶液中分析锌含量和铁成分的量。锌合金粉末近表面部分存在的杂质中的铁成分总量能够通过下述方式测定近表面部分溶于稀硝酸水溶液的锌合金粉末进一步用稀硝酸水溶液完全溶解。然后，对水溶液中锌含量和铁成分的量进行分析，并计算与近表面部分内铁成分平均浓度的差。
存在于锌合金粉末近表面部分的含铁成分杂质的量能够通过一些方法简单的进行调节，即在生产过程中进行或不进行磁力分离，将锌合金粉末置于于开放的空气中，向锌合金粉末中加入铁粉，或将锌合金粉末浸渍于氯化铁的稀溶液中，以使锌置换铁，并将铁沉淀。
上述作为负电极活性材料的，用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末(3.0g)，与胶态电解质(1.5g)混合，从而能够得到用于碱性二氧化锰电池的负电极。上述电解质包含饱合了氧化锌的氢氧化钾水溶液(浓度为40％重量比)，并加入羧甲基纤维素和聚丙烯酸钠(约1.0％)作为水溶液的胶凝剂。
如果用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末不是与液体饱和烃基油混合的，可将胶态电解质与液体饱和烃基油混合，用量为基于用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末的0.01到10％重量比。这一特性使获得与当用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末与液体饱和烃基油混合得到的效果相同的效果成为可能。
当液体饱和烃基油加入到用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末与胶态电解质的混合物中时，加入量为基于用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末的0.01到10％重量比时，也能够得到这种效果。
通过使用如此得到的用于碱性二氧化猛电池的负电极，就可能制备出如图2所示的碱性二氧化锰电池。在图2中，数字21表示正极壳，22表示正电极，23表示负电极，24表示隔板，25表示密封层，26表示负电极底板，27表示负电极集流体，28表示帽，29表示热收缩树脂管，30表示绝缘环，以及，31表示外壳。[实施例]为证实本发明的效果，基于前述的实施例进行了以下的实验。<实施例1>
使用100ppm的Al，500ppm的Bi，200ppm的Ca，500ppm的In和500ppm的Pb作为合金成分制备锌合金粉末，将锌合金粉末中铁成分的平均浓度(即，浓度1)设定为5ppm，将锌合金粉末近表面部分存在的杂质中的铁成分的总量与锌合金粉末的比例(即，浓度2)设定为0.5ppm，以及，将锌合金粉末近表面部分内的铁成分的平均浓度(即，浓度3)设定为8ppm。
作为附带的杂质，Ge成分的平均浓度设定为20ppb或更少，Sb成分的平均浓度设定在50ppb或更少，且As成分的平均浓度设定为5ppb或更少。<实施例A2>
通过设定浓度3为10ppm，且设定其它条件与实施例A1中的相同，制备锌合金粉末。<实施例A3>
通过设定浓度2为0.3ppm，且设定其它条件与实施例A2中的相同，制备锌合金粉末。<实施例A4>
通过设定浓度1为3ppm，且设定其它条件与实施例A2中的相同，制备锌合金粉末。<实施例A5>
通过设定浓度1为2ppm，且设定其它条件与实施例A1中的相同，制备锌合金粉末。<实施例A6>
通过设定浓度1为1.5ppm，且设定其它条件与实施例A1中的相同，制备锌合金粉末。<实施例A7>
按照与实施例A1中相同的方式制备锌合金粉末，只是加入100ppm的Mg作为合金成分。<实施例A8>
按照与实施例A1中相同的方式制备锌合金粉末，只是加入100ppm的Sn作为合金成分。<实施例A9>
按照与实施例A1中相同的方式制备锌合金粉末，只是加入100ppm的Mg和100ppm的Sn作为合金成分。<对比实施例A1>
通过设定浓度3为15ppm，且设定其它条件与实施例A1中的相同，制备锌合金粉末。<对比实施例A2>
通过设定浓度2为0.7ppm，且设定其它条件与对比实施例A1中的相同，制备锌合金粉末。<对比实施例A3>
通过设定浓度1为6ppm，且设定其它条件与对比实施例A1中的相同，制备锌合金粉末。<对比实施例A4>
按照与对比实施例A1中相同的方式制备锌合金粉末，只是加入100ppm的Mg作为合金成分。<对比实施例A5>
按照与对比实施例A1中相同的方式制备锌合金粉末，只是加入100ppm的Sn作为合金成分。<对比实施例A6>
按照与对比实施例A1中相同的方式制备锌合金粉末，只是加入100ppm的Mg和100ppm的Sn作为合金成分。
锌合金粉末的制备按下述方式进行将金属锌在腔中熔化，该金属锌中铁成分平均浓度满足上文所述条件，腔中的气氛为铁成分的平均浓度0.009mg/m3。通过直接高压空气方法(例如，喷射压5kg/cm2)，将所得的具有按上文所述量加入的上文所述元素的熔融金属雾化转变成粉末。将粉末过筛(即，粒度为20-250目的筛子)，并在需要的情况下，使用磁体进行磁力分离，以去除附着在表面的自由铁粉。作为原始材料的金属锌通过电解获得。
采用习惯的方式测量由得到的锌合金粉末产生的氢气的量(即，源粉末气体的量)，包括以下步骤将10g锌合金粉末浸入5ml饱合了氧化锌的氢氧化钾水溶液(浓度40％重量比)中，并将该系统在45℃下静置3天。锌合金粉末中的合金成分和铁成分的平均浓度是通过使用ICP分析方法的分析测定的。锌合金粉末近表面部分中铁成分的平均浓度的测定是通过以下步骤将锌合金粉末的近表面部分用稀硝酸水溶液溶解，并分析水溶液中的锌含量和铁成分的量。锌合金粉末近表面部分存在的杂质中的铁成分的总量的测定是通过下述方式近表面部分用稀硝酸水溶液溶解的锌合金粉末进一步用稀硝酸水溶液完全溶解。然后，对水溶液中的锌含量和铁成分的量进行分析，并计算与近表面部分铁成分平均浓度的差。为提高锌合金粉末近表面部分存在的铁成分的浓度，向合金粉末中加入铁粉。
在上述条件下进行的实施例A1到A9，以及对比实施例A1到A6的结果显示于表1中。表1
如表1所示，实施例A1到A9中的气体生成受到抑制，而对比实施例A1到A6中的气体生成未得到抑制。这些结果显示，当锌合金粉末近表面部分存在的铁成分的浓度高时，气体生成速度快。<实施例B1>
使用100ppm的Al，500ppm的Bi，200ppm的Ca，500ppm的In，500ppm的Pb，50ppm的Mg和50ppm的Sn作为合金成分制备锌合金粉末；将Ge成分的平均浓度设定为20ppb，Sb成分的平均浓度为50ppb，以及，As成分的平均浓度为5ppb；并且，将锌合金粉末中铁成分的平均浓度(即，浓度1)设定为5ppm或更少，将锌合金粉末近表面部分存在的杂质中的铁成分的总量与锌合金粉末的比例(即，浓度2)设定为0.5ppm或更少，以及，将锌合金粉末近表面部分内的铁成分的平均浓度(即，浓度3)设定为10ppm或更少。<实施例B2>
锌合金粉末的制备是采用，将Ge成分的平均浓度设定为15ppb，Sb成分的平均浓度设定为30ppb，且As成分的平均浓度设定为2ppb，以及，将其它条件设定为与实施例B1中的相同。<实施例B3>
锌合金粉末的制备是采用，将Ge成分的平均浓度设定为10ppb，Sb成分的平均浓度设定为20ppb，且As成分的平均浓度设定为1ppb，以及，将其它条件设定为与实施例B1中的相同。<实施例B4>
锌合金粉末的制备是采用，将Ge成分的平均浓度设定为3ppb，Sb成分的平均浓度设定为10ppb，且As成分的平均浓度设定为1ppb，以及，将其它条件设定为与实施例B1中的相同。<对比实施例B1>
锌合金粉末的制备是采用，将Ge成分的平均浓度设定为30pppb，Sb成分的平均浓度设定为70ppb，且As成分的平均浓度设定为10ppb，以及，将其它条件设定为与实施例B1中的相同。
在上述条件下进行的实施例B1到B4，以及对比实施例B1的结果显示于表2。表2
如表2所示，实施例B1到B4中的气体生成受到抑制，而对比实施例B1中的气体生成未受到抑制。<实施例C1到C42>
如下面的表3所示，按指定的量分别加入元素，以得到实施例C1到C42的锌合金粉末。结果示于表3。表3
从表3清楚的得出，实施例C1到C42的锌合金粉末全部能够抑制氢气的生成，且能够被用作用于不含汞的碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，该不含汞的碱性二氧化锰电池在电池的抗电解质泄漏特性上得到了改善。<实施例D1到D14和对比实施例D1到D6>
如表4所示，按指定的量分别加入元素，以得到实施例D1到D14和对比实施例D1到D6的锌合金粉末。每个这些锌合金中的铁成分平均浓度为5ppm或更少。结果显示于表4。表4
从表4清楚的得出，对比实施例D1到D6的锌合金粉末不能抑制氢气的生成，不能被用作用于不含汞的碱性二氧化锰电池的锌合金粉末；但是，依据本发明的实施例D1到D14的锌合金粉末全部能够抑制氢气的生成，能够被用作用于不含汞的碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，该不含汞的碱性二氧化锰电池在电池的抗电解质泄漏特性(抗腐蚀性)上得到了改善。<实施例E1和对比实施例E1>
如表5所示，按指定的量分别加入元素，以得到实施例E1(进行磁力分离)和对比实施例E1(不进行磁力分离)的锌合金粉末。每个这些锌合金中的铁成分平均浓度为5ppm或更少。结果显示于表5。表5
从表5清楚的得出，对比实施例E1的锌合金粉末不能抑制氢气的生成，不能被用作用于不含汞的碱性二氧化锰电池的锌合金粉末；但是，依据本发明的实施例E1的锌合金粉末能够抑制氢气的生成，能够被用作用于不含汞的碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，该不含汞的碱性二氧化锰电池在电池的抗电解质泄漏特性(抗腐蚀性)上得到了改善。<电池气体特性>
上述实施例A1到A3，B1和B2，C1到C3，D1到D3和E1，以及对比实施例A1到A3，B1，D1到D3和E1能够被用于制备碱性二氧化锰中的负电极(日本工业标准“LR6”型)，且测量了这些电池的放电后气体(post-discharge gas)的量(电池气体特性)。具体的，进行了以下步骤将每个所得到的碱性二氧化锰电池在20℃的环境中存放7天。然后，电池在恒定的放电电阻(1欧姆)下进行连续放电，到低至所设定的终止(截止)电压(0.2V)，并在60℃的条件下存放3天。然后，将电池在水浴中打开密封，水浴装有气体采集器(gas catcher)，并测量电池中生成的气体的量。结果显示于表6。表6
表6显示，相对于使用对比实施例A1到A3，B1，D1到D3和E1的锌合金粉末作为负电极制备的碱性二氧化锰电池，使用实施例A1到A3，B1到B2，C1到C3，D1到D3和E1的锌合金粉末作为负电极制备的碱性二氧化锰电池能够抑制气体的生成，且能够被用作用于不含汞的碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，该不含汞的碱性二氧化锰电池在电池的抗电解质泄漏特性(抗腐蚀性)上得到了改善。<实施例F1>
锌合金粉末包含230ppm的Bi，230ppm的In和142ppm的Ca，并包括92％重量比的粒度为48到200的粉末和8％重量比的粒度为-200的粉末，该锌合金粉末通过雾化合金熔体获得，制备的锌合金粉末具有规定的合金组成。<实施例F2>
实施例F2的锌合金粉末是通过对实施例F1中得到的锌合金粉末，用用量为2％重量比的液体石蜡进行涂覆获得的。<实施例F3>
实施例F3的锌合金粉末是通过对实施例F1中得到的锌合金粉末，在浓度为40％重量比的氢氧化钾水溶液浸渍，并对其加热静置3天而得到的。<实施例F4>
将实施例F1得到的锌合金粉末过筛，将包含粒度为-150细粉末的粉末在氩气气氛中进行热处理(300℃ x2hr)。然后，将此包含细粉末的粉末与包含粒度为+150粗粉末的粉末混合，它们的重量比为42∶58，以获得实施例F4的锌合金粉末。<实施例F5>
实施例F5的锌合金粉末是通过对实施例F4中得到的锌合金粉末，用用量为2％重量比的液体石蜡进行涂覆获得的。<实施例F6>
实施例F6的锌合金粉末是通过对实施例F4中得到的锌合金粉末，在浓度为40％重量比的氢氧化钾水溶液浸渍，并对其加热静置3天而得到的。<实施例F7>
将实施例F1中得到的锌合金粉末过筛，去除包含粒度为-150细粉末的粉末。剩余的包含粒度为+150粗粉末的粉末与包含粒度为-150细球形粉末的粉末混合，它们的重量比为58∶42，以获得实施例F7的锌合金粉末。<实施例F8>
实施例F8的锌合金粉末是通过对实施例F7中得到的锌合金粉末，用用量为2％重量比的液体石蜡进行涂覆获得的。<实施例F9>
实施例F9的锌合金粉末是通过对实施例F7中得到的锌合金粉末，在浓度为40％重量比的氢氧化钾水溶液浸渍，并对其加热静置3天而得到的。<对比实施例F1>
锌合金粉末包含230ppm的Bi，230ppm的In和142ppm的Ca，并包括72％重量比的粒度为48到200的粉末和28％重量比的粒度为-200的粉末，该锌合金粉末通过雾化合金熔体获得，制备的锌合金粉末具有规定的合金组成。
对如此得到的实施例F1到F9和对比实施例F1的锌合金粉末，以及使用这些锌合金粉末作为负电极的碱性二氧化锰电池的持性进行测试。结果显示于下面的表7中。在测量放电后气体量的实验中，测定放电持续系数(discharge duration index)作为一个相对指标，其中以对比实施例F1放电直到终止(截止)电压0.2V之前的预设的电压0.9V时的放电持续时间作为100。表7
表7显示，相对于使用对比实施例F1的锌合金粉末作为负电极活性材料制备的碱性二氧化锰电池，使用实施例F1到F9的锌合金粉末作为负电极活性材料制备的碱性二氧化锰电池能够抑制气体的生成，且能够改善电池的抗电解质泄漏特性(抗腐蚀性)和电池的高比率特性。<实施例G1>
将所制备的具有规定合金成分的合金熔体进行雾化，以获得包含5ppm或更少的Fe，20ppb或更少的Ge，5ppb或更少的As，50ppb或更少的Sb，100ppm的Al，500ppm的Bi，200ppm的Ca，500ppm的In和500ppm的Pb，并包括92％重量比的粒度为48到200的粉末和8％重量比的粒度为-200的粉末。<实施例G2>
对实施例G1中得到的锌合金粉末进行与上述实施例F2中相同的过程，以获得实施例G2中的锌合金粉末。<实施例G3>
对实施例G1中得到的锌合金粉末进行与上述实施例F3中相同的过程，以获得实施例G3中的锌合金粉末。<实施例G4>
对实施例G1中得到的锌合金粉末进行与上述实施例F4中相同的过程，以获得实施例G4中的锌合金粉末。<实施例G5>
对实施例G4中得到的锌合金粉末进行与上述实施例F5中相同的过程，以获得实施例G5中的锌合金粉末。<实施例G6>
对实施例G4中得到的锌合金粉末进行与上述实施例F6中相同的过程，以获得实施例G6中的锌合金粉末。<实施例G7>
对实施例G1中得到的锌合金粉末进行与上述实施例F7中相同的过程，以获得实施例G7中的锌合金粉末。<实施例G8>
对实施例G7中得到的锌合金粉末进行与上述实施例F8中相同的过程，以获得实施例G8中的锌合金粉末。<实施例G9>
对实施例G7中得到的锌合金粉末进行与上述实施例F9中相同的过程，以获得实施例G9中的锌合金粉末。<对比实施例G1>
使用与对比实施例F1中相同的锌合金粉末。<对比实施例G2>
将所制备的具有合金成分规定合金熔体进行雾化，以获得包含5ppm的Fe，30ppb的Ge，10ppb或更少的As，70ppb或更少的Sb，230ppm的Bi，142ppm的Ca和230ppm的In，并包括65％重量比的粒度为80到200的粉末和35％重量比的粒度为-200的粉末。
对如此得到的实施例G1到G9和对比实施例G1和G2的锌合金粉末，以及使用这些锌合金粉末作为负电极活性材料的碱性二氧化锰电池的特性进行测试。结果显示于下面的表8中。表8
表8显示，相对于使用对比实施例G1和G2的锌合金粉末作为负电极活性材料制备的碱性二氧化锰电池，使用实施例G1到G9的锌合金粉末作为负电极活性材料制备的碱性二氧化锰电池能够抑制气体的生成，且能够改善电池的抗电解质泄漏特性(抗腐蚀性)和电池的高比率特性。<实施例H1>
将所制备的具有规定合金成分的合金熔体进行雾化，以获得包含5ppm或更少的Fe，20ppb或更少的Ge，5ppb或更少的As，50ppb或更少的Sb，100ppm的Al，500ppm的Bi，200ppm的Ca，500ppm的In和500ppm的Pb的锌合金粉末H。
然后，对上述锌合金粉末H进行与上述实施例F2和G2中相同的过程，以得到实施例H1的锌合金粉末。<实施例H2>
对实施例H1中制备的锌合金粉末H进行与上述实施例F3和G3中相同的过程，以获得实施例H2的锌合金粉末。<实施例H3>
对实施例H1中制备的锌合金粉末H进行与上述实施例F4和G4中相同的过程，以获得实施例H3的锌合金粉末。<实施例H4>
对实施例H1中制备的锌合金粉末H进行与上述实施例F5和G5中相同的过程，以获得实施例H4的锌合金粉末。<实施例H5>
对实施例H1中制备的锌合金粉末H进行与上述实施例F6和G6中相同的过程，以获得实施例H5的锌合金粉末。<实施例H6>
对实施例H1中制备的锌合金粉末H进行与上述实施例F7和G7中相同的过程，以获得实施例H6的锌合金粉末。<实施例H7>
对实施例H1中制备的锌合金粉末H进行与上述实施例F8和G8中相同的过程，以获得实施例H7的锌合金粉末。<实施例H8>
对实施例H1中制备的锌合金粉末H进行与上述实施例F9和G9中相同的过程，以获得实施例H8的锌合金粉末。<对比实施例H1>
使用未改变的实施例H1的锌合金粉末H。
对如此得到的使用实施例H1到H8和对比实施例H1的锌合金粉末作为负电极活性材料的碱性二氧化锰电池特性进行测试。结果显示于下面的表9中。表9
表9显示，相对于使用对比实施例H1的锌合金粉末作为负电极活性材料制备的碱性二氧化锰电池，使用实施例H1到H8的锌合金粉末作为负电极活性材料制备的碱性二氧化锰电池能够显著抑制气体的生成。<实施例J1>
将用量为基于锌合金粉末的2％重量比的液体石蜡与通过在浓度为40％重量比的氢氧化钾水溶液中饱和氧化锌制备的液体Ja混合。通过这种方式，得到了液体Jb。将在上述实施例H1中制备的锌合金粉末H与液体Jb混合混合，以制备实施例J1中的负电极。<实施例J2>
将上述实施例F1的锌合金粉末与实施例J1中得到的液体Jb混合，以制备实施例J2的负电极。<实施例J3>
将上述实施例G1的锌合金粉末与实施例J1中得到的液体Jb混合，以制备实施例J3的负电极。<实施例J4>
将上述实施例H3的锌合金粉末与实施例J1中得到的液体Jb混合，以制备实施例J4的负电极。<实施例J5>
将上述实施例F4的锌合金粉末与实施例J1中得到的液体Jb混合，以制备实施例J5的负电极。<实施例J6>
将上述实施例G4的锌合金粉末与实施例J1中得到的液体Jb混合，以制备实施例J6的负电极。<实施例J7>
将上述实施例H6的锌合金粉末与实施例J1中得到的液体Jb混合，以制备实施例J7的负电极。<实施例J8>
将上述实施例F7的锌合金粉末与实施例J1中得到的液体Jb混合，以制备实施例J8的负电极。<实施例J9>
将上述实施例G7的锌合金粉末与实施例J1中得到的液体Jb混合，以制备实施例J9的负电极。<实施例J10>
将上述实施例H1中制备的锌合金粉末H(10g)在实施例J1中得到的上述液体Ja(5ml)中浸渍，以制备负电极。将用量为基于锌合金粉末的2％重量比的液体石蜡加入到负电极中，以制备实施例J10的负电极。<实施例J11>
使用上述实施例F1中的锌合金粉末代替实施例J10中使用的锌合金粉末H，由此制备实施例J11的负电极。<实施例J12>
使用上述实施例G1中的锌合金粉末代替实施例J10中使用的锌合金粉末H，由此制备实施例J12的负电极。<实施例J13>
使用上述实施例H3中的锌合金粉末代替实施例J10中使用的锌合金粉末H，由此制备实施例J13的负电极。<实施例J14>
使用上述实施例F4中的锌合金粉末代替实施例J10中使用的锌合金粉末H，由此制备实施例J14的负电极。<实施例J15>
使用上述实施例G4中的锌合金粉末代替实施例J10中使用的锌合金粉末H，由此制备实施例J15的负电极。<实施例J16>
使用上述实施例H6中的锌合金粉末代替实施例J10中使用的锌合金粉末H，由此制备实施例J16的负电极。<实施例J17>
使用上述实施例F7中的锌合金粉末代替实施例J10中使用的锌合金粉末H，由此制备实施例J17的负电极。<实施例J18>
使用上述实施例G7中的锌合金粉末代替实施例J10中使用的锌合金粉末H，由此制备实施例J18的负电极。<对比实施例J1>
将上述实施例H1中制备的锌合金粉末H与实施例J1中得到的液体Ja混合，以制备对比实施例J1的负电极。<对比实施例J2>
将上述实施例F1中制备的锌合金粉末与实施例J1中得到的液体Ja混合，以制备对比实施例J2的负电极。<对比实施例J3>
将上述实施例G1中制备的锌合金粉末与实施例J1中得到的液体Ja混合，以制备对比实施例J3的负电极。
对如此得到的使用实施例J1到J18和对比实施例J1到J3的负电极的碱性二氧化锰电池特性进行测试。结果显示于下面的表10中。该表还显示了由在实施例中分别制备的锌合金粉末引起的气体生成的量(源粉末气体生成量)。表10
表10显示，相对于使用对比实施例J1和J3的负电极制备的碱性二氧化锰电池，使用实施例J1到J18的负电极制备的碱性二氧化锰电池能够抑制气体的生成，且能够改善电池的抗电解质泄漏特性(抗腐蚀性)和电池的高比率特性。
虽然本发明通过前面的方式进行了说明，需要理解的是发明不限于此，而是可存在多种其它方式的改变。这些改变不应被视为与发明精髓和范围的偏离，且所有这些改变对本领域的普通技术人员是显而易见的，并将被包含在附加的权利要求的范围内。
权利要求
1.一种用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于该锌合金粉末中铁成分的平均浓度为5ppm或更少，该锌合金粉末的近表面部分内的铁成分的平均浓度为10ppm或更少，以及该锌合金粉末的近表面部分存在的铁成分的总含量，基于颗粒整体为0.5ppm。
2.依据权利要求1的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于该锌合金粉末中铁成分的平均浓度超过1ppm，但不大于5ppm。
3.依据权利要求1或2的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于包含分别为10到10000ppm的选自铝，铋，钙，铟，铅，镁和锡的一种或几种元素。
4.一种用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于该锌合金粉末中铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为20ppb或更少，As成分的平均浓度为5ppb或更少，以及Sb成分的平均浓度为50ppb或更少。
5.一种用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于该锌合金粉末中铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为1ppb或更少，As成分的平均浓度为5ppb或更少，以及Sb成分的平均浓度为80ppb或更少。
6.一种用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于该锌合金粉末中铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为20ppb或更少，As成分的平均浓度为1ppb或更少，以及Sb成分的平均浓度为70ppb或更少。
7.一种用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于该锌合金粉末中铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为27ppb或更少，As成分的平均浓度为1ppb或更少，以及Sb成分的平均浓度为50ppb或更少。
8.一种用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于该锌合金粉末中铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为25ppb或更少，As成分的平均浓度为5ppb或更少，以及Sb成分的平均浓度为10ppb或更少。
9.一种用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于该锌合金粉末中铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为1ppb或更少，As成分的平均浓度为1ppb或更少，以及Sb成分的平均浓度为110ppb或更少。
10.一种用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于该锌合金粉末中铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为29ppb或更少，As成分的平均浓度为1ppb或更少，以及Sb成分的平均浓度为10ppb或更少。
11.一种用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于该锌合金粉末中铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为4ppb或更少，As成分的平均浓度为1ppb或更少，以及Sb成分的平均浓度为100ppb或更少。
12.一种用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于该锌合金粉末中铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为10ppb或更少，As成分的平均浓度为2ppb或更少，以及Sb成分的平均浓度为90ppb或更少。
13.一种用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于该锌合金粉末中铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为5ppb或更少，As成分的平均浓度为4ppb或更少，以及Sb成分的平均浓度为90ppb或更少。
14.依据权利要求1到3中任意一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于Ge成分的平均浓度为20ppb或更少，As成分的平均浓度为5ppb或更少，以及Sb成分的平均浓度为50ppb或更少。
15.依据权利要求1到3中任意一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于Ge成分的平均浓度为1ppb或更少，As成分的平均浓度为5ppb或更少，以及Sb成分的平均浓度为80ppb或更少。
16.依据权利要求1到3中任意一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于Ge成分的平均浓度为20ppb或更少，As成分的平均浓度为1ppb或更少，以及Sb成分的平均浓度为70ppb或更少。
17.依据权利要求1到3中任意一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于Ge成分的平均浓度为27ppb或更少，As成分的平均浓度为1ppb或更少，以及Sb成分的平均浓度为50ppb或更少。
18.依据权利要求1到3中任意一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于Ge成分的平均浓度为25ppb或更少，As成分的平均浓度为5ppb或更少，以及Sb成分的平均浓度为10ppb或更少。
19.依据权利要求1到3中任意一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于Ge成分的平均浓度为1ppb或更少，As成分的平均浓度为1ppb或更少，以及Sb成分的平均浓度为110ppb或更少。
20.依据权利要求1到3中任意一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于Ge成分的平均浓度为29ppb或更少，As成分的平均浓度为1ppb或更少，以及Sb成分的平均浓度为10ppb或更少。
21.依据权利要求1到3中任意一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于Ge成分的平均浓度为4ppb或更少，As成分的平均浓度为1ppb或更少，以及Sb成分的平均浓度为100ppb或更少。
22.依据权利要求1到3中任意一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于Ge成分的平均浓度为10ppb或更少，As成分的平均浓度为2ppb或更少，以及Sb成分的平均浓度为90ppb或更少。
23.依据权利要求1到3中任意一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于Ge成分的平均浓度为5ppb或更少，As成分的平均浓度为4ppb或更少，以及Sb成分的平均浓度为90ppb或更少。
24.一种用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于包含分别为10到10000ppm的选自铝，铋，钙，铟，铅，镁和锡的一种或几种元素，且其特征在于粒度在48到200的锌合金粉末的比例为90％重量比或更多，粒度为-200的锌合金粉末的比例为10％重量比或更少。
25.依据权利要求24的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于铁成分的平均浓度为5ppm或更少，Ge成分的平均浓度为20ppb或更少，As成分的平均浓度为5ppb或更少，以及，Sb成分的平均浓度为50ppb或更少。
26.依据权利要求24或25的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于粒度在80到200的锌合金粉末的比例为70％重量比或更多。
27.依据权利要求4，24和25中的任何一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于粒度为-150的锌合金粉末的比例为5到50％重量比，以及，粒度为+150的锌合金粉末的比例为50到95％重量比。
28.依据权利要求27的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于粒度为-150的锌合金粉末是球形的。
29.依据权利要求27的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于对粒度为-150的锌合金粉末在惰性气氛中进行热处理。
30.依据权利要求4和24到29中任何一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于已经用浓度为10到60％重量比的氢氧化钾水溶液处理。
31.一种用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于包含分别为10到10000ppm的选自铝，铋，钙，铟，铅，镁和锡中的一种或几种元素，且已经用浓度为10到60％重量比的氢氧化钾水溶液处理。
32.依据权利要求4和24到31的任何一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其特征在于与其混合有0.01到10％重量比的液体饱和烃基油。
33.一种制备用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末的方法，其特征在于向金属锌中加入选自铝，铋，钙，铟，铅，镁和锡中的一种或几种元素，每种的加入量为10到10000ppm，金属锌的铁成分的浓度为5ppm或更少，熔化所得的混合物形成熔融金属；雾化该熔融金属，制备依据权利要求1到23中任何一个的锌合金粉末。
34.依据权利要求33的制备用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末的方法，其进一步的特征在于对雾化得到的锌合金粉末进行磁力分离。
35.一种用于碱性二氧化锰电池的负电极，包含用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中，铁成分的平均浓度为5ppm或更小，Ge成分的平均浓度为20ppb或更小，As成分的平均浓度为5ppb或更小，以及，Sb成分的平均浓度为50ppb或更小；液体饱和烃基油，其量为基于用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末的0.01到10％重量比；以及，胶态电解质。
36.一种用于碱性二氧化锰电池的负电极，包含依据权利要求4和24到31中任何一个的用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末；液体饱和烃基油，其量为基于用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末的0.01到10％重量比；以及，胶态电解质。
37.依据权利要求35或36的用于碱性二氧化锰电池的负电极，其特征在于用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末已与液体饱和烃基油混合。
38. 依据权利要求35或36的用于碱性二氧化锰电池的负电极，其特征在于胶态电解质与液体饱和烃基油混合。
39.一种碱性二氧化锰电池，其特征在于使用权利要求1到32中的任意一种用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末作为负电极活性材料。
40.一种碱性二氧化锰电池，其特征在于具有权利要求35到38中任意一个的用于碱性二氧化锰电池的负电极。
全文摘要
用于碱性二氧化锰电池的锌合金粉末，其中锌合金粉末(11)中铁成分的平均浓度为5ppm或更少，锌合金粉末(11)的近表面部分内的铁成分(14，16)的平均浓度为10ppm或更少，且锌合金粉末(11)的近表面部分存在的杂质中的铁成分的总量，基于颗粒整体(11)为0.5ppm或更少，该锌合金粉末能够在抵成本下容易的抑制异常的气体生成。
文档编号H01M4/42GK1442918SQ03119850
公开日2003年9月17日 申请日期2003年3月4日 优先权日2002年3月5日
发明者佐佐木正元, 平山成生, 小山昭, 渕野诚治, 篠田光男, 小田原忠良, 守田浩二 申请人:三井金属矿业株式会社