DE102016213181A1

DE102016213181A1 - Alkalische Akkumulatorbatterie

Info

Publication number: DE102016213181A1
Application number: DE102016213181.8A
Authority: DE
Inventors: Tadashi Kakeya; Akiyoshi Nakata; Hajime Arai; Zempachi Ogumi
Original assignee: GS Yuasa International Ltd; Kyoto University NUC
Current assignee: GS Yuasa International Ltd; Kyoto University NUC
Priority date: 2015-07-30
Filing date: 2016-07-19
Publication date: 2017-02-02
Also published as: JP2017033716A; US20170033351A1; JP6589439B2; CN106410292A; US10693127B2; CN106410292B

Abstract

Eine alkalische Akkumulatorbatterie enthält: eine positive Elektrode; eine negative Elektrode, die als ein aktives Material mindestens eines von einem Metall, das zum Bilden eines Dendriten in der Lage ist, und einer Metallverbindung davon enthält; und einen alkalischen Elektrolyten. Der alkalische Elektrolyt enthält eine Verbindung, die ein kettenförmiger gesättigter Kohlenwasserstoff ist und wenigstens teilweise eine andere hydrophile funktionelle Gruppe als eine Hydroxylgruppe aufweist und eine Molmasse von 400 oder mehr und weniger als 220.000 in einer Menge von weniger als 15 g pro 100 ml des Elektrolyten aufweist.

Description

GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine alkalische Akkumulatorbatterie.
HINTERGRUND
Mit dem Fortschritt bei der Verringerung der Größe und des Gewichts von elektronischen Geräten wurden in den letzten Jahren zunehmend Batterien mit hoher Energiedichte als Leistungsversorgungseinrichtungen benötigt. Vorteilhafterweise haben für solche Batterien negative aktive Materialien, wie beispielsweise Zn, Mg, Cd, Al, Ca und Fe, eine hohe Energiedichte und Leistungsdichte pro Masseneinheit. Außerdem sind diese negativen aktiven Materialien kostengünstig und weisen eine ausgezeichnete Sicherheit auf. Die Möglichkeiten der Batterien als Leistungsversorgungseinrichtungen für elektronische Geräte oder fahrzeuginterne Leistungsversorgungseinrichtungen wurden untersucht.
Eine negative Elektrode, die Zn (Zink) oder dergleichen als ein aktives Material enthält, kann jedoch die Erzeugung von Wasserstoffgas als Ergebnis einer Nebenreaktion während der Aufladung verursachen und das Wachstum eines Dendriten aufgrund der hohen Löslichkeit von Zink in einem Elektrolyten kann zum Durchdringungskurzschluss eines Trennelements führen. Dies kann eine kurze Lade-/Entladezykluslebensdauer verursachen.
JP-A-2013-84349 offenbart „eine Elektrolytlösung für Alkalibatterien, die mindestens eine organische Substanz mit zwei oder mehr Kohlenstoffatomen und einer oder mehreren Hydroxylgruppen in einem Molekül umfasst”, und „wobei die Alkalibatterie eine Luft-Zink-Sekundärbatterie oder eine Nickel-Zink-Sekundärbatterie ist”. Siehe Anspruch 1, 7 und 8.
Eine Aufgabe von JP-A-2013-84349 ist es, „eine Elektrolytlösung für Alkalibatterien und eine Alkalibatterie bereitzustellen, welche die Erzeugung von Wasserstoffgas als Ergebnis einer Nebenreaktion, die Bildung eines Dendriten während der Präzipitation von Zink und die Formänderung von Zink unterbindet, um einen langzeitigen Lade-/Entladezyklus und ausgezeichneten Lade-/Entladewirkungsgrad zu erreichen”. Siehe Absatz [0007].
Außerdem wird offenbart, dass „die Anzahl der Hydroxylgruppen vorzugsweise 5 oder weniger beträgt”, und Beispiele für die organische Substanz umfassen einwertige Alkohole, zweiwertige Alkohole und dreiwertige Alkohole mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen. Siehe Absatz [0017], [0019] und [0020].
JP-A-2009-93983 offenbart „eine Sekundärbatterie, die eine negative Elektrode, eine positive Elektrode und eine Elektrolytlösung dazwischen eingefügt umfasst, wobei die negative Elektrode ein Material zum Absorbieren und Desorbieren von Metallionen als ein negatives aktives Material enthält; und die Elektrolytlösung mindestens einen Dendritenbildungshemmstoff enthält, der aus der Gruppe bestehend aus Polyalkyleniminen, Polyallylaminen und asymmetrischen Dialkylsulfonen ausgewählt ist”, und „die Sekundärbatterie, wobei die negative Elektrode ein Material enthält, das aus der Gruppe bestehend aus Zink, Magnesium, Aluminium und einer Legierung davon ausgewählt ist”. Siehe Anspruch 1 und 6.
Eine Hauptaufgabe von JP-A-2009-93983 ist es, „eine Sekundärbatterie bereitzustellen, welche die Bildung eines Dendriten unterdrücken kann, um wiederholt Aufladung und Entladung auszuführen”. Siehe Absatz [0005].
Es wird offenbart, dass eine Luftbatterie, die eine wässrige 6N Hydroxidlösung umfasst, die durch Zugeben von 1 Gewichts-% Polyethylenimin (PEI) zu einer Elektrolytlösung erhalten wird, und eine negative Zinkelektrode als ein Beispiel für eine alkalische Sekundärbatterie zusammengebaut werden, welche die Bildung eines Dendriten unterbinden und wiederholt Aufladung und Entladung ausführen kann. Siehe Absatz [0018].
JP-A-2003-297375 offenbart „eine Alkali-Zink-Batterie, die eine negative Elektrode, die Zink oder eine Zinklegierung als ein negatives aktives Material enthält, eine positive Elektrode, ein Trennelement und eine alkalische Elektrolytlösung umfasst, wobei die alkalische Elektrolytlösung 10 bis 30 Gewichts-% einer wässrigen Kaliumhydroxidlösung und eine kationische organische Substanz enthält”, „es sich bei der kationischen organische Substanz um eines oder mehrere von einem quartären Ammoniumsalz, einem quartären Phosphoniumsalz und einem tertiären Sulfoniumsalz handelt”, und „die Alkali-Zink-Batterie eine Sekundärbatterie ist”. Siehe Anspruch 1, 2 und 7.
Eine Aufgabe von JP-A-2003-297375 ist es, „die Ausdehnung und das Auslaufen einer Batterie, die durch die Erzeugung von Wasserstoffgas verursacht werden, und den internen Kurzschluss der Batterie, der durch das ungleichmäßige dendritische oder spongiforme Zinkwachstum in einer negativen Zinkelektrode verursacht wird, zu verhindern, um eine Alkali-Zink-Sekundärbatterie mit ausgezeichneten Auslaufeigenschaften und einer ausgezeichneten Zykluslebensdauer bereitzustellen”. Siehe Absatz [0076].
In Beispielen für die Alkali-Zink-Sekundärbatterie werden „n-Dodecyltrimethylammoniumchlorid” und ein langkettiges Alkyltrimethylammoniumsalz als die kationische organische Substanz offenbart, die einer Elektrolytlösung zugegeben wird. Siehe Absatz [0171] bis [0245]. Ferner wird vorgeschlagen, dass, „um 0,1 M oder mehr und eine gesättigte Menge oder weniger der kationischen organischen Substanz sicher aufzulösen, die Konzentration einer wässrigen Kaliumhydroxidlösung vorzugsweise auf 30 Gewichts-% oder weniger festgelegt wird”. Siehe Absatz [0216]. Außerdem wird offenbart, dass „festgestellt wurde, dass, wenn die Anzahl der Kohlenstoffatome der langkettigen Alkylgruppe der kationischen organischen Substanz 3 oder mehr beträgt, Auslaufen und der interne Kurzschluss der Alkali-Zink-Sekundärbatterie merklich unterbunden werden”, und „da jedoch die entladene Kapazität verringert wird, wenn die Anzahl der Kohlenstoffatome der Substituentengruppe mehr als 15 und insbesondere 21 oder mehr beträgt, die Anzahl der Kohlenstoffatome der langkettigen Alkylgruppe der katonischen organischen Substanz vorzugsweise 3 bis 20 und insbesondere 3 bis 15 beträgt”. Siehe Absatz [0229].
JP-A-2003-534638 offenbart „eine elektrochemische Knopfzelle, die umfasst: ein Gehäuse einer positiven Elektrode; eine Dichtung; eine Schale einer negativen Elektrode mit einer Dichtfläche zum Kontakt mit der Dichtung, wobei die Dichtfläche ein nicht vor Ort abgeschiedenes Metall mit einer höheren Wasserstoffüberspannung als die von Kupfer darauf aufweist; eine positive Elektrode; eine wässrige alkalische Elektrolytlösung; und Zink, das eine geringe Gaserzeugung verursacht und 0,5 cm³ oder weniger Gas pro 5 g Zink nach 24 Stunden bei 71°C in einer wässrigen Lösung von 45 Massen-% KOH produziert, wobei die Zelle frei von zugegebenem Quecksilber ist”, und „die Elektrolytlösung ferner eine Polyethylenglykolverbindung umfasst”. Siehe Anspruch 1 und 8.
Eine Aufgabe von JP-A-2003-534638 ist es, „eine quecksilberfreie elektrochemische Knopfzelle” bereitzustellen, „die frei von zugegebenem Quecksilber, hochbeständig gegen Auslaufen und Salzablagerung und dennoch kostenwirksam herzustellen und zu kommerzialisieren ist, und eine zufriedenstellende elektrische Performance bereitstellt”. Siehe Absatz [0002].
JP-A-60-136182 offenbart „eine Luftbatterie, die eine gelartige negative Zinkelektrode umfasst, die durch Mischen von amalgamiertem Zinkpulver, einer alkalischen Elektrolytlösung und einem Gelbildner erhalten wird”. Außerdem wird vorgeschlagen, dass „die alkalische Elektrolytlösung 0,3 bis 3 Gew.-% einer wässrigen Lösung von Ätznatron oder Ätzalkali mit einer Lösungskonzentration von 4 bis 12 mol/l umfasst; und der Gelbildner 0,3 bis 3 Gew.-% eines Carboxyvinylpolymers mit einer Molmasse von 100.000 bis 5.000.000 umfasst”.
KURZDARSTELLUNG
Bei den alkalischen Sekundärbatterien, welche die negative Elektrode umfassen, die Zink als das aktive Material enthält, wie in JP-A-2013-84349 , 2009-93983 und 2003-297375 offenbart, werden die spezifischen Verbindungen dem Elektrolyten zugegeben, um die Wasserstoffgaserzeugung, die Dendritenbildung und die Formänderung oder dergleichen zu unterbinden, welche eine Verschlechterung der Lade-/Entladezyklus-Performance verursachen.
Das in JP-A-2013-84349 beschriebene Additiv weist bei hohem Potenzial jedoch eine unzureichende Beständigkeit auf und kann in der Praxis nicht angewendet werden.
Die in JP-A-2009-93983 und 2003-297375 offenbarten Additive sind beständig, weisen aber eine unzureichende Löslichkeit in einer alkalischen Lösung auf. Es kann ein hochalkalischer Elektrolyt verwendet werden, oder die Additionsmenge davon wird eingeschränkt.
Eine Aufgabe von JP-A-2003-534638 ist es, die Batterie mit dem quecksilberadditivfreien Zink und dem alkalischen Elektrolyten für Auslauf und Salzablagerungsbeständigkeit bereitzustellen, wobei der Elektrolyt die Polyethylenglykolverbindung enthält. JP-A-60-136182 verwendet die negative Elektrode, die durch Mischen des amalgamierten Zinkpulvers, des alkalischen Elektrolyten und des Carboxyvinylpolymers als Gelbildner erhalten wird, in der Zink-Luft-Batterie. Die Beziehung zwischen der Polyethylenglykolverbindung oder dem Carboxyvinylpolymer und der Lade-/Entladezyklus-Performance in der Akkumulatorbatterie wird jedoch überhaupt nicht dargestellt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine alkalische Akkumulatorbatterie mit ausgezeichneter Lade-/Entladezyklus-Performance durch Zugeben einer Verbindung mit hoher Beständigkeit und hoher Löslichkeit in einer hochalkalischen Lösung zu einem Elektrolyten bereitzustellen.
Eine alkalische Akkumulatorbatterie gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine negative Elektrode, die als ein aktives Material mindestens eines von einem Metall, das zum Bilden eines Dendriten in der Lage ist, und einer Metallverbindung davon enthält, und einen alkalischen Elektrolyten, wobei der alkalische Elektrolyt eine Verbindung enthält, die ein kettenförmiger gesättigter Kohlenwasserstoff ist und wenigstens teilweise eine andere hydrophile funktionelle Gruppe als eine Hydroxylgruppe aufweist und eine Molmasse von 400 oder mehr und weniger als 220.000 in einer Menge von weniger als 15 g pro 100 ml des Elektrolyten aufweist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Molmasse einer zu einem Elektrolyten zugegebenen Verbindung und einem bei hohem Potenzial erzeugten Strom darstellt.
2 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Additionsmenge eines Additivs und der Anzahl von Zyklen darstellt, die eine Zykluslebensdauer darstellen.
3 ist eine schematische Ansicht einer alkalischen Akkumulatorbatterie vom offenen Typ.
4 ist eine Photographie, die einen Dendriten darstellt, der auf einem Trennelement gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist.
5 ist eine Photographie, die einen Dendriten darstellt, der auf einem Trennelement gemäß einem Vergleichsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine alkalische Akkumulatorbatterie gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine negative Elektrode, die als ein aktives Material mindestens eines von einem Metall, das zum Bilden eines Dendriten in der Lage ist, und einer Metallverbindung davon (einer Metallverbindung des Metalls, das zum Bilden eines Dendriten in der Lage ist) enthält; und einen alkalischen Elektrolyten umfasst, wobei der alkalische Elektrolyt eine Verbindung enthält, die ein kettenförmiger gesättigter Kohlenwasserstoff ist und wenigstens teilweise eine andere hydrophile funktionelle Gruppe als eine Hydroxylgruppe aufweist und eine Molmasse von 400 oder mehr und weniger als 220.000 in einer Menge von weniger als 15 g pro 100 ml des Elektrolyten aufweist.
Die Verbindung kann wenigstens mit der positiven Elektrode in Kontakt gebracht werden.
Die andere hydrophile funktionelle Gruppe als eine Hydroxylgruppe kann eine Carboxylgruppe, eine Sulfongruppe oder eine Seitenkette mit einer Hydroxylgruppe am Kohlenstoff an oder nach einer α-Position in Bezug auf eine Kohlenstoffhauptkette sein, die eine längste Kohlenstoffkette der Verbindung ist und durch die Formel von C_nH_2n-m+1(OH)_m dargestellt wird (n und m sind ganze Zahlen von 1 oder darüber).
Eine Gruppe, die an die Kohlenstoffhauptkette in der Verbindung gebunden ist, kann eine andere hydrophile funktionelle Gruppe als eine Hydroxylgruppe sein.
Wenigstens bei einem Teil der Gruppen, die an die Kohlenstoffhauptkette in der Verbindung gebunden sind, kann es sich um eine Hydroxylgruppe handeln.
Das Metall, das zum Bilden eines Dendriten in der Lage ist, kann mindestens eines von Zn, Mg, Cd, Al, Ca und Fe sein.
Die vorliegende Erfindung kann durch Einsetzen der zuvor beschriebenen Mittel eine alkalische Akkumulatorbatterie mit einer ausgezeichneten Lade-/Entladezyklus-Performance bereitstellen.
Im Mittelpunkt der vorliegenden Erfindung steht eine Verbindung, die einem alkalischen Elektrolyten zugegeben wird, um die Dendritenbildung in einer alkalischen Akkumulatorbatterie zu unterbinden, in welcher ein aktives Material einer negativen Elektrode ein Metall, das zum Bilden eines Dendriten imstande ist, und eine Metallverbindung davon ist.
Der Ausdruck „mindestens eines von einem Metall, das zum Bilden eines Dendriten imstande ist, und einer Metallverbindung davon” ist mindestens eines von einem Basismetall, wie beispielsweise Zn, Mg, Cd, Al, Ca, Fe, einer Legierung davon und einer Metallverbindung davon, und bezieht sich auf ein Metall, das zum Bilden eines Dendriten in der Lage ist, und eine Metallverbindung davon, wenn in einem alkalischen Elektrolyten aufgelöst und präzipitiert.
Durch Zugeben der Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung zum alkalischen Elektrolyten kann die Bildung eines Dendriten, wenn mindestens eines von dem Metall und der Metallverbindung davon als das negative aktive Material aufgelöst und präzipitiert werden, unterbunden werden, was die Verbesserung der Zykluscharakteristiken der alkalischen Akkumulatorbatterie bereitstellt. Darunter wird vorzugsweise die Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, wenn das negative aktive Material wenigstens eines von Zn, Cd, Fe und der Metallverbindung davon ist. Die Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung wird insbesondere dann verwendet, wenn das negative aktive Material Zn und/oder eine Zinkverbindung ist.
Die negative Elektrode enthält vorzugsweise Quecksilber-, Thallium-, Indium-, Bismut-, Calcium- oder Bleihydroxid und -oxid oder dergleichen, das eine hohe Wasserstoffüberspannung bereitstellt, um Selbstentladecharakteristiken im Ladezustand des negativen aktiven Materials und während der Lagerung im geladenen Zustand zu verbessern.
Die Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung wird dem Elektrolyten zugegeben, um die Bildung eines Dendriten aus der negativen Elektrode zu unterbinden. Da der Elektrolyt sowohl mit positiven als auch negativen Elektroden in Kontakt gebracht wird, wird auch die im Elektrolyten enthaltene Verbindung mit einer positiven Elektrode mit hohem Potenzial in Kontakt gebracht, sofern nicht spezielle Mittel, wie beispielsweise eine Sperrmembran, für ein Trennelement verwendet werden.
Außerdem haben die betreffenden Erfinder zunächst die Beziehung zwischen einer Molmasse und der Beständigkeit bei hohem Potenzial für die Verbindung untersucht, die dem Elektrolyten der alkalischen Akkumulatorbatterie zugegeben wird.
Propylenglykol (PG), das in JP-A-2013-84349 offenbart wird, und 1 g einer Verbindung mit verschiedenen Molmassen werden zu 100 ml einer 4 M Kaliumhydroxidlösung (4 M KOH) zugegeben, und zyklische Voltammetrie wurde mit einer Nickelfolie (2 cm × 2 cm) gemessen, die als Testelektrode verwendet wurde, eine Abtastgeschwindigkeit wurde auf 1 mV/s festgelegt, und ein Abtastbereich wurde auf 0,70 V (vs. Hg/HgO) von einem Schaltkreispotenzial (OCP) festgelegt.
Die Molmassen der Verbindungen und die Stromwerte, die bei einem Potenzial von 0,6 V (vs. Hg/HgO) erzeugt wurden, sind in Tabelle 1 und 1 dargestellt.

[Tabelle 1]

Probe Nr.	Art des Additionsreagens	Molmasse	Stromwert (A)
1	Propylenglykol	76	0,146
2	Polyethylenglykol	200	0,139
3	Polyethylenglykol	400	0,027
4	Polyethylenglykol	1.300	0,015
5	Modifizierter Polyvinylalkohol	6.000	0,004
6	Modifizierter Polyvinylalkohol	6.500	0,002
7	Modifizierter Polyvinylalkohol	10.000	0,002
8	Ohne Additionsreagens	-	0,001

Bei der Molmasse und der mittleren Molmasse in der vorliegenden Spezifikation handelt es sich um eine gewichtsmittlere Molmasse. Die gewichtsmittlere Molmasse wurde aus einer Molmassenverteilungsmessung gemäß einem Gelpermeationschromatographieverfahren und einem Massenspektrometrieverfahren berechnet. Wenn die Molmasse 1.000 oder mehr betrug, wurde die Verteilung der Molmasse unter Verwendung des Gelpermeationschromatographieverfahrens gemessen. Wenn die Molmasse weniger als 1.000 betrug, wurde die Verteilung unter Verwendung des Massenspektrometrieverfahrens gemessen.
Für das Gelpermeationschromatographieverfahren wurde ein von der JASCO Corporation hergestelltes LC-2000Plus System eingesetzt, und OHPaK SB-805 HQ + SB – 804 HQ wurde als Säule verwendet. Die Messung wurde mit einer 0,1 M wässrigen NaNO₃-Lösung ausgeführt, die als Lösungsmittel verwendet wurde, eine Durchflussrate wurde auf 0,5 ml/min festgelegt, und eine Säulentemperatur wurde auf 40°C festgelegt.
Ein von JEOL hergestelltes JMS-T100GCV System wurde zur Massenspektrometrie verwendet. Die Messung wurde bei einer auf 10 kV festgelegten Kathodenspannung und einem auf 0 mA bis 51,2 mA/min – 35 mA festgelegten Emitterstrom ausgeführt, Methanol wurde als Lösungsmittel verwendet, und ein Massenmessbereich (m/z) wurde auf 10 bis 3.000 festgelegt.
In Verbindungen der Proben Nr. 1 und 2 mit Molmassen von 76 und 200 wurde ein Strom von 0,13 A oder mehr erzeugt. Es wird in Betracht gezogen, dass der Strom aus der Zersetzung der Verbindung bei hohem Potenzial erzeugt wird. Andererseits betrug ein Strom in Verbindungen der Proben Nr. 4 bis 7 mit Molmassen von 400 oder mehr 0,03 A oder weniger bei hohem Potenzial. Daher wurde bestätigt, dass die Verbindungen mit Molmassen von 400 und mehr eine hohe Beständigkeit bei hohem Potenzial aufweisen.
Da ein Strom durch Sauerstofferzeugung (Zersetzung von Wasser) in einem Bereich erzeugt wird, in welchem ein Potenzial 0,6 V (vs. Hg/HgO) überschreitet, wird die Beständigkeit angemessenerweise bei 0,6 V (vs. Hg/HgO) bewertet.
Aus den Ergebnissen bestätigte sich Folgendes. Das Ladungspotenzial einer positiven Elektrode führt zu 0,6 V (vs. Hg/HgO) in einer alkalischen Akkumulatorbatterie, in welcher eine Luftelektrode oder eine Nickelelektrode als die positive Elektrode verwendet wird, so dass es schwierig ist, tatsächlich einen Elektrolyten zu verwenden, der PG enthält, und es vom Aspekt der Beständigkeit notwendig ist, eine Verbindung mit einer größeren Molmasse auszuwählen.
Im Überlegungsprozess wurde festgestellt, dass, wenn die Molmasse der Verbindung vergrößert wird, selbst eine Verbindung mit einer Hydroxylgruppe als hydrophiler funktioneller Gruppe eine geringe Löslichkeit in einer hochalkalischen Lösung aufweist. Zum Beispiel verursachte die Zugabe von 2,5 g Polyethylenglykol mit einer Molmasse von 600 zu 100 ml von 4 M KOH eine weiße Trübung der Lösung. Die Zugabe von 1 g Polyvinylalkohol mit einer Molmasse von 6.000 oder mehr zu 100 ml von 4 M KOH verursachte die weiße Trübung der Lösung. Für die Proben 5 bis 7 war es daher notwendig, zur Modifikation wenigstens einen Teil der Hydroxylgruppen in Polyvinylalkohol durch Carboxylgruppen zu ersetzen, um die Löslichkeit zu erhöhen.
Zum Unterbinden der Selbstentladung von Zink oder dergleichen, das für das negative aktive Material verwendet wird, weist der Elektrolyt vorzugsweise eine höhere Alkalität auf. Wenn jedoch eine Verbindung mit geringer Löslichkeit verwendet wird, sollte die Additionsmenge davon zum hochalkalischen Elektrolyten mit hoher Alkalität begrenzt oder die Alkalität des Elektrolyten herabgesetzt werden, was möglicherweise keine ausreichende Lade-/Entlade-Zyklus-Performance bereitstellt.
Außerdem suchten die betreffenden Erfinder Additive mit hoher Beständigkeit bei hohem Potenzial und mit hoher Löslichkeit in einem hochalkalischen Elektrolyten und stellten fest, dass eine Verbindung, die ein kettenförmiger gesättigter Kohlenwasserstoff ist und wenigstens teilweise eine andere hydrophile funktionelle Gruppe als eine Hydroxylgruppe aufweist und eine Molmasse von 400 oder mehr und 200.000 oder weniger aufweist, eine hohe Löslichkeit in einer hochalkalischen Lösung aufweist, um die Lade-/Entladezyklus-Performance zu verbessern.
Insbesondere wird eine Verbindung mit einer Monomereinheit der folgenden Formel (1) bevorzugt. [Chemische Formel 1]
(R ist Wasserstoff, Halogen oder eine Alkylgruppe, und mindestens ein Teil von A und B weist eine andere hydrophile funktionelle Gruppe als eine Hydroxylgruppe auf.)
R in Formel (1) kann andere funktionelle Gruppen als die zuvor erwähnten enthalten, solange die Wirkung der Erfindung nicht gehemmt wird. Solange die Wirkung der Erfindung nicht gehemmt wird, kann die Struktur des kettenförmigen gesättigten Kohlenwasserstoffs eine Amidbindung und eine Esterbindung oder dergleichen enthalten.
Beispiele der anderen hydrophilen funktionellen Gruppe als einer Hydroxylgruppe umfassen eine Carboxylgruppe, eine Sulfongruppe oder eine Seitenkette mit einer Hydroxylgruppe am Kohlenstoff an oder nach einer α-Position in Bezug auf eine Kohlenstoffhauptkette (längste Kohlenstoffkette) der Verbindung, die durch die Formel von C_nH_2n-m+1(OH)_m dargestellt wird. Siehe Beispiel 1 bis 6, die später beschrieben werden.
Die Verbindung umfasst eine Verbindung, die durch Substituieren wenigstens eines Teils der Hydroxylgruppen von A oder B in Polyvinylalkohol (PVA) durch andere hydrophile funktionelle Gruppen erhalten wird, wenn R einer Monomereinheit, die durch die Formel (1) dargestellt wird, Wasserstoff ist. Die Verbindung umfasst „modifizierte Polyvinylalkohole” der in Tabelle 1 dargestellten Proben Nr. 5 bis 7, die einem Additionsreagens f und einem Additionsreagens b entsprechen, die später beschrieben werden.
Es lässt sich folgern, dass der Grund dafür, warum PVA mit einer Hydroxylgruppe, die eine hydrophile funktionelle Gruppe ist, eine geringe Löslichkeit in der hochalkalischen Lösung aufweist, ist, dass der PVA die repetitive Struktur einer identischen Monomereinheit aufweist, um Wasserstoffbindungen zu entwickeln und dadurch eine hohe Kristallinität bereitzustellen. Siehe Vergleichsbeispiel 2, das später beschrieben wird.
Andererseits lässt sich folgern, dass, wenn ein Teil der Hydroxylgruppen in PVA durch die andere hydrophile funktionelle Gruppe als eine Hydroxylgruppe substituiert wird, die Regelmäßigkeit der Moleküle gestört wird, und der PVA eine niedrigere Kristallinität als die von PVA mit der identischen repetitiven Monomereinheit zum Bereitstellen hoher Löslichkeit aufweist. Siehe Beispiel 3 bis 5, die später beschrieben werden.
Wenn alle hydrophilen funktionellen Gruppen, die Hydroxylgruppen umfassen, die anderen hydrophilen funktionellen Gruppen als die Hydroxylgruppen auch nur geringfügig enthalten, wird die Regelmäßigkeit der hydrophilen funktionellen Gruppe in der Verbindung wirksam gestört. Wenn das Molverhältnis der anderen hydrophilen funktionellen Gruppe als der Hydroxylgruppe zu allen hydrophilen funktionellen Gruppen, die Hydroxylgruppen umfassen, 2,1% oder mehr beträgt, kann die Wirkung eindeutig bereitgestellt werden. Siehe Beispiel 4, das später beschrieben wird.
Die Gesamtheit der hydrophilen funktionellen Gruppen, die Hydroxylgruppen umfassen, ist in der Verbindung in dem Ausmaß enthalten, dass die Verbindung in der alkalischen Lösung aufgelöst werden kann. Vom Gesichtspunkt der Löslichkeit wird vorgezogen, dass 25 Mol-% oder mehr von Gruppen, die an den Kohlenstoff der Kohlenstoffhauptkette der Verbindung gebunden sind, die hydrophilen funktionellen Gruppen sind.
Beispiele der Verbindung umfassen eine Verbindung mit repetitiven Monomereinheiten, in welchen A in der Formel (1) eine andere hydrophile funktionelle Gruppe als eine Hydroxylgruppe ist, und B Wasserstoff ist (siehe Beispiel 2, das später beschrieben wird), und eine Verbindung mit der Monomereinheit und einer Monomereinheit, in welcher B eine andere hydrophile funktionelle Gruppe als eine Hydroxylgruppe ist. Siehe Beispiel 1, das später beschrieben wird. Es lässt sich folgern, dass die Löslichkeit erhöht ist, da das Verhältnis der anderen hydrophilen funktionellen Gruppe als einer Hydroxylgruppe, die in der Verbindung vorhanden ist, in diesen Fällen hoch ist.
Beispiele der Verbindung umfassen außerdem eine Verbindung mit einer Monomereinheit, in welcher A oder B in der Formel (1) eine hydrophobe Gruppe ist. Siehe Beispiel 6, das später beschrieben wird. Außerdem lässt sich in diesem Fall folgern, dass die Löslichkeit gesichert ist, da das Mischungsverhältnis der anderen hydrophilen funktionellen Gruppe als einer Hydroxylgruppe in der Verbindung hoch ist.
Die Additionsmenge der Verbindung zum Elektrolyten ist in Abhängigkeit von der Molmasse oder der Art der hydrophilen Gruppe unterschiedlich, aber gemäß den später beschriebenen Beispielen beträgt die Additionsmenge vorzugsweise 2,5 g oder mehr und weniger als 15 g und insbesondere 5 g oder mehr und 12,5 g oder weniger pro 100 ml des Elektrolyten.
Die Additionsmenge von 2,5 g/100 ml oder mehr kann die Lade-/Entladezyklus-Performance verbessern. Die Additionsmenge von weniger als 15 g/100 ml kann die übermäßige Zunahme der Viskosität des Elektrolyten verhindern,
Die Molmasse der Verbindung beträgt vorzugsweise 400 oder mehr und weniger als 220.000 und insbesondere 1.000 oder mehr und 100.000 oder weniger gemäß den Ergebnissen, die in 1 und den später beschriebenen Beispielen dargestellt sind.
Durch Festlegen der Molmasse auf 400 oder mehr kann die durch Anlegen eines hohen Potenzials verursachte Zersetzung der Verbindung verhindert werden, um Beständigkeit zu sichern. Durch Festlegen der Molmasse auf weniger als 220.000 kann die durch die übermäßige Zunahme der Viskosität des Elektrolyten verursachte Verringerung der Ionenleitfähigkeit verhindert werden.
Zum Beispiel kann als der Elektrolyt in der vorliegenden Erfindung einer verwendet werden, in welchem ein Alkalimetallhydroxid in Wasser aufgelöst wird. Beispiele für das Alkalimetallhydroxid umfassen KOH, NaOH und LiOH. Diese können allein oder in Kombination von zwei oder mehreren Typen verwendet werden. Die Konzentration des Hydroxids liegt vorzugsweise im Bereich von 3 M bis 9 M und insbesondere von 4 bis 6 M. Durch Festlegen der Konzentration auf 3 M oder mehr kann die Selbstentladung unterbunden werden. Durch Festlegen der Konzentration auf 9 M oder weniger kann die Zunahme der Viskosität des Elektrolyten unterbunden werden.
Wenn das negative aktive Material Zn und/oder eine Zinkverbindung ist, enthält der Elektrolyt der alkalischen Akkumulatorbatterie vorzugsweise Zinkoxid in einer Sättigungskonzentration. Der Elektrolyt enthält Zinkoxid, und dadurch kann die Elution des negativen aktiven Materials unterbunden werden.
Die negative Elektrode kann folgendermaßen erzeugt werden. Zum Beispiel wird durch Zugeben von Wasser und einem Bindemittel, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen oder Styrol-Butadien-Kautschuk, zu Pulver eines negativen aktiven Materials, zum Beispiel Pulver, das aus Acetylenruß hergestellt ist, der ein leitendes Mittel ist, und Bleioxid oder Thalliumoxid oder dergleichen, wobei es sich um einen Selbstentladungshemmstoff handelt, eine Paste hergestellt. Die Paste wird in ein Substrat gefüllt, das aus Kupferschaum oder Nickelschaum oder dergleichen hergestellt ist, oder auf eine perforierte Stahlplatte aufgetragen und ausreichend getrocknet. Dann wird das resultierende Material einem Walzprozess unterzogen und zugeschnitten.
Bei einem Potenzial von 0,6 V (vs. Hg/HgO) bei Ende der Aufladung der Nickelelektrode oder der Luftelektrode kann die Verbindung die Zersetzung des Elektrolyten unterbinden. Daher wird die Verbindung geeigneterweise dem Elektrolyten in einer Nickel-Metall-Akkumulatorbatterie, in welcher eine positive Elektrode eine Nickelelektrode oder eine Luftelektrode ist, oder einer Luft-Metall-Akkumulatorbatterie zugegeben.
Die Nickelelektrode kann zum Beispiel einen Stromabnehmer enthalten, der aus einem Metallhydroxid hergestellt ist, das Nickeloxyhydroxid als Hauptbestandteil und Nickelschaum und dergleichen enthält. Die Luftelektrode kann zum Beispiel aus einem Kohlenstoffmaterial, einem Sauerstoffreduktionskatalysator und einem Bindemittel hergestellt sein.
Cellophan, das für eine herkömmliche Alkali-Zink-Akkumulatorbatterie verwendet wird, eine Polyvinylalkoholmembran mit einer vernetzten Struktur und eine Polyolefinmembran oder dergleichen können als Trennelement in der alkalischen Akkumulatorbatterie der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Ein Trennelement mit einer Verbundstruktur, in welcher ein aus PE oder PP oder dergleichen hergestelltes Vliesstoff-Trennelement auf ein aus Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) oder dergleichen hergestelltes mikroporöses Membran-Trennelement laminiert ist, wird besonders bevorzugt, um Kurzschluss zu verhindern, der durch Dendriten verursacht wird.
3 stellt ein typisches Konstruktionsbeispiel einer alkalischen Akkumulatorbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung dar, und die alkalische Akkumulatorbatterie weist eine offenzellige Struktur auf, in welcher eine Luftelektrode als eine Gegenelektrode (positive Elektrode) verwendet wird, und eine Zinkelektrode als eine Arbeitselektrode (negative Elektrode) verwendet wird.
Hierin werden im Folgenden Beispiele der alkalischen Akkumulatorbatterie dargestellt, welche die Zinkelektrode als die negative Elektrode umfasst. Die vorliegende Erfindung ist jedoch selbstverständlich nicht auf die Beispiele beschränkt.
BEISPIELE
(Beispiel 1)
<Herstellung eines alkalischen Elektrolyten>
KOH-Pulver wurde in reinem Wasser aufgelöst, um eine alkalische wässrige Lösung zu erzeugen. Die alkalische wässrige Lösung wurde so eingestellt, dass sie 5 g einer kettenförmigen gesättigten Kohlenwasserstoffverbindung mit einer Molmasse von 10.000 (hierin im Folgenden als „Additionsreagens a” bezeichnet) in 100 ml von 4 M KOH enthielt. Die kettenförmige gesättigte Kohlenwasserstoffverbindung enthält 90 Mol-% einer Monomereinheit, in welcher A in der folgenden Formel (1) eine Carboxylgruppe und B Wasserstoff war, und 10 Mol-% einer Monomereinheit, in welcher A und B eine Carboxylgruppe waren. Außerdem wurde eine übermäßige Menge von ZnO-Pulver zugegeben, und das Gemisch wurde für 24 h bei 25°C gerührt. Dann wurde das übermäßige ZnO durch Filtrieren entfernt, und es wurde ein Elektrolyt gemäß Beispiel 1 als ein mit Zink gesättigter alkalischer Elektrolyt erzeugt. [Chemische Formel 2]
Die Molekülstruktur der Verbindung der vorliegenden Spezifikation wurde durch ein FT-NMR-Verfahren (Vorrichtung: AL400, hergestellt von JEOL) analysiert. Eine organische Substanz, die durch Verdampfen des Lösungsmittels des alkalischen Elektrolyten erhalten wurde, wurde in schwerem Wasser (D₂O) als Messlösungsmittel aufgelöst. Außerdem wurde Natrium-3-(trimethylsilyl)-1-propansulfonat (DSS) als Referenzsubstanz zum Messen der Spektren von ¹H-NMR und ¹³C-NMR zugegeben. [0045]
<Herstellung einer negativen Elektrode>
Vorbestimmte Mengen von ZnO-Pulver, Acetylenruß (AB) und PbO-Pulver wurden gewogen und gerührt. Dann wurden Wasser und eine Polytetrafluorethylen(PTFE)-Dispersion zugegeben, und diese wurden gerührt, um eine Paste zu erzeugen. ZnO:AB:PTFE:PbO = 88:5:5:2 (Massen-%) wurde als Feststoffgehalt festgelegt, und ein Feuchtigkeitsanteil wurde auf 65 Massen-% bezogen auf die Gesamtheit der Paste eingestellt. Die Paste wurde in ein Kupferschaumsubstrat mit einer Dicke von 1 mm und einer Dichte pro Fläche von 0,45 g/cm² gefüllt und ausreichend getrocknet. Das resultierende Material wurde dann einem Walzprozess unterzogen. Dadurch wurde ein 0,35 mm dickes ZnO-Elektrodenblech erhalten. Eine ZnO-Elektrode (negative Zinkelektrode) wurde durch Zuschneiden des Substrats auf 2 cm × 2 cm erhalten. Die Füllmenge der Paste wurde so eingestellt, dass die theoretische Kapazität der negativen Zinkelektrode (Elektrodenplatte) auf 100 mAh festgelegt wurde.
<Herstellung einer Gegenelektrode>
Auch für eine Gegenelektrode wurde eine ZnO-Elektrode verwendet, um den Einfluss der Gegenelektrode auf die negative Zinkelektrode zu verringern. Zn-Pulver wurde zum Rohmaterial der negativen Zinkelektrode zugegeben, wie oben beschrieben, so dass Zn:ZnO:AB:PTFE:PbO = 54:34:5:5:2 (Massen-%) als das Mischungsverhältnis der Paste festgelegt wurde. Die Gegenelektrode wurde auf die gleiche Weise wie die negative Zinkelektrode hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Fläche der Elektrodenplatte auf 2,5 cm × 3,0 cm festgelegt wurde, und die Paste so gefüllt wurde, dass die Elektrodenkapazität höher als die der negativen Zinkelektrode war.
<Herstellung einer Zelle>
Ein mikroporöses Membran-Trennelement, das aus Polypropylen hergestellt war, wurde auf jeder von beiden Seiten der negativen Zinkelektrode und der Gegenelektrode angeordnet, die so hergestellt waren, wie zuvor beschrieben. Außerdem wurde ein Vliesstoff-Trennelement, das Fasern aufwies, die Polyethylen und Polypropylen umfassten, auf das mikroporöse Membran-Trennelement laminiert. Die Gegenelektrode wurde auf jeder von beiden Seiten der negativen Zinkelektrode angeordnet, und das laminierte Produkt wurde in einen Behälter gegeben. Eine Hg/HgO-Elektrode wurde als Referenzelektrode bereitgestellt. Der alkalische Elektrolyt, der so hergestellt wurde, wie zuvor beschrieben, wurde so injiziert, dass die Elektrode ausreichend mit dem alkalischen Elektrolyten gefüllt wurde (2,5 ml). Dann wurde das resultierende Produkt stehen gelassen, bis der Elektrolyt die Elektrode ausreichend durchdrang. Dadurch wurde eine Testzelle vom offenen Typ erzeugt.
(Beispiel 2 bis 6)
Die Testzellen gemäß Beispiel 2 bis 6 wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass Verbindungen („Additionsreagens b” bis „Additionsreagens f”), die in Tabelle 2 dargestellt sind, zum Herstellen von Elektrolyten anstelle eines Additionsreagens a zugegeben wurden.
(Vergleichsbeispiel 1)
Ein Elektrolyt gemäß Vergleichsbeispiel 1 wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass kein Additionsreagens (a) zugegeben wurde, und es wurde eine Testzelle erzeugt.
(Vergleichsbeispiel 2 und 3)
Wenn Verbindungen („Additionsreagens g” und „Additionsreagens h”), die in Tabelle 2 dargestellt sind, anstelle eines Additionsreagens a zu 4 M KOH zugegeben wurden, verursachte die Zugabe von 2,5 g des Additionsreagens g die weiße Trübung der Flüssigkeit in Vergleichsbeispiel 2, und das Additionsreagens g war unlöslich. In Vergleichsbeispiel 3 gelierte der Elektrolyt durch die Zugabe von 1 g des Additionsreagens h. Eine Testzelle gemäß Vergleichsbeispiel 3 wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 unter Verwendung des Elektrolyten im Gelzustand hergestellt.
<Bewertung der Zykluscharakteristiken>
Die Testzellen gemäß den Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden einem Zyklustest bei 25°C unter den folgenden Bedingungen unterzogen.
Die Testzellen wurden Aufladung und Entladung beim ersten Zyklus unter den folgenden Bedingungen unterzogen.
Die Testzellen wurden für 1 Stunde mit einem auf 0,25 CmA (25 mA) festgelegten Strom aufgeladen, 5 Minuten verweilen gelassen und dann auf –0,8 V in Bezug auf eine Referenzelektrode entladen.
Die folgenden Bedingungen wurden für die zweiten und nachfolgenden Zyklen wiederholt.
Die Testzellen wurden für 1 Stunde mit einem auf 0,5 CmA (50 mA) festgelegten Strom aufgeladen, 5 Minuten verweilen gelassen und dann auf –0,8 V in Bezug auf eine Referenzelektrode entladen.
Die Testzellen wurden dem Zyklustest unter den vorstehenden Bedingungen unterzogen, und die Anzahl von Zyklen, wenn die entladene Kapazität jeder der Testzellen rasch abzunehmen begann, wurde als eine Zykluslebensdauer definiert. Die Anzahl von Zyklen, wenn durch die Bildung eines Dendriten Kurzschluss verursacht wurde, wurde ebenfalls als eine Zykluslebensdauer definiert.
Die Ergebnisse der Zyklustests der Testzellen gemäß Beispiel 1 bis 6 und Vergleichsbeispiel 1 und 2 sind zusammen mit der Art von Gruppen von A und B, Molverhältnissen, Molmassen und Additionsmengen (g/100 ml) der Additionsreagenzien in Tabelle 2 dargestellt.
Wenn die Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung dem Elektrolyten nicht zugegeben wurde wie in Vergleichsbeispiel 1, betrug die Anzahl von Zyklen, welche die Zykluslebensdauer erreichte, 50. Da das Additionsreagens im Elektrolyten in Vergleichsbeispiel 2 unlöslich war, konnte die Testzelle weder erzeugt noch dem Testzyklus unterzogen werden. In Vergleichsbeispiel 3 fungierte das Additionsreagens als Gelbildner, und die Anzahl von Zyklen von Vergleichsbeispiel 3 war niedriger als die von Vergleichsbeispiel 1, das kein Additionsreagens enthielt.
Demgegenüber betrug in Beispiel 1 bis 6, in welchen 5 g der Additionsreagenzien a bis g zu 100 ml von 4 M KOH zugegeben wurden, die Anzahl der Zyklen, welche die Zykluslebensdauer erreichte, mehr als 50.
In allen der Beispiele 1 bis 6 wurde die Verbindung, in welcher R in der Formel (1) Wasserstoff war, als das Additionsreagens verwendet. Angesichts dieser Beispiele wird in Betracht gezogen, dass 25 Mol-% oder mehr der Gruppen, die an den Kohlenstoff der Kohlenstoffhauptkette gebunden sind, vorzugsweise eine Hydroxylgruppe und eine andere hydrophile funktionelle Gruppe als die Hydroxylgruppe sind.
Die Testzellen von Beispiel 3 und Vergleichsbeispiel 1 wurden unter den gleichen Bedingungen wie jenen des Zyklustests 20 Lade-/Entladezyklen unterzogen, und das mikroporöse Membran-Trennelement, das mit der negativen Elektrode in Kontakt gebracht wurde, wurde dann herausgenommen. Die Photographien der Trennelemente von Beispiel 3 und Vergleichsbeispiel 1 sind in 4 bzw. 5 dargestellt.
Eine Anzahl von Rußteilen, in welche Zink abgeschieden wurde, war in 5 zu beobachten, aber in 4 waren die Rußteile kaum festzustellen, womit bestätigt wurde, dass die Präzipitation von Zink in Beispiel 3 unterbunden wurde.
(Beispiel 7 bis 10 und Vergleichsbeispiel 3 bis 5)
Die alkalischen Elektrolyten gemäß Beispiel 7 bis 10 und Vergleichsbeispiel 3 bis 5 wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das in Beispiel 1 verwendete Additionsreagens a und das in Beispiel 2 verwendete Additionsreagens b in den Additionsmengen, die in Tabelle 3 dargestellt sind, zu 100 ml eines mit Zink gesättigten alkalischen Elektrolyten von 4 M KOH zugegeben wurden, um Testzellen zu erzeugen.

Die Ergebnisse der Zyklustests der Testzellen gemäß Beispiel 7 bis 10 und Vergleichsbeispiel 3 bis 5 sind zusammen mit den Ergebnissen von Beispiel 1 und 2 in der nachstehenden Tabelle 3 dargestellt. [Tabelle 3]

	Art des Additivs	Additionsmenge (g/100 ml)	Anzahl der Zyklen (Male)
Beispiel 1	Additionsreagens a	5	70
Beispiel 7		10	160
Beispiel 8		12,5	130
Vergleichsbeispiel 3		15	50
Vergleichsbeispiel 3
Vergleichsbeispiel 4		20	20
Beispiel 2	Additionsreagens b	5	100
Beispiel 9		10	180
Beispiel 10		12,5	160
Vergleichsbeispiel 15		15	20

Gemäß den Ergebnissen des Zyklustests beträgt der Gehalt des Additionsreagens in 100 ml von KOH vorzugsweise weniger als 15 g. In einem Zyklustest, der eine andere Rate einsetzt, wurde die Wirkung des Additionsreagens jedoch selbst dann bestätigt, wenn der Gehalt des Additionsreagens 15 g oder mehr betrug.
Da die Zykluslebensdauer der Zink-Alkali-Akkumulatorbatterie durch Verwenden der alkalischen Elektrolytlösung mit der Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung merklich verbessert wird, wird erwartet, dass die alkalische Akkumulatorbatterie als Leistungsversorgungseinrichtung für elektronische Geräte und Elektrofahrzeuge oder dergleichen verwendet wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013-84349 A [0004, 0005, 0016, 0017, 0040]
JP 2009-93983 A [0007, 0008, 0018]
JP 2003-297375 A [0010, 0011]
JP 2003-534638 A [0013, 0014, 0019]
JP 60-136182 A [0015, 0019]
JP 2009-93983 [0016]
JP 2003-297375 [0016, 0018]

Claims

Alkalische Akkumulatorbatterie, umfassend: eine positive Elektrode; eine negative Elektrode, die als ein aktives Material mindestens eines von einem Metall, das zum Bilden eines Dendriten in der Lage ist, und einer Metallverbindung davon enthält; und einen alkalischen Elektrolyten, wobei der alkalische Elektrolyt eine Verbindung enthält, die ein kettenförmiger gesättigter Kohlenwasserstoff ist und wenigstens teilweise eine andere hydrophile funktionelle Gruppe als eine Hydroxylgruppe aufweist und eine Molmasse von 400 oder mehr und weniger als 220.000 in einer Menge von weniger als 15 g pro 100 ml des Elektrolyten aufweist.
Alkalische Akkumulatorbatterie nach Anspruch 1, wobei die Verbindung wenigstens mit der positiven Elektrode in Kontakt gebracht wird.
Alkalische Akkumulatorbatterie nach Anspruch 1 oder 2, wobei die andere hydrophile funktionelle Gruppe als eine Hydroxylgruppe eine Carboxylgruppe, eine Sulfongruppe oder eine Seitenkette mit einer Hydroxylgruppe am Kohlenstoff an oder nach einer α-Position in Bezug auf eine Kohlenstoffhauptkette ist, die eine längste Kohlenstoffkette in der Verbindung ist und durch die Formel von C_nH_2n-m+1(OH)_m dargestellt wird (n und m sind ganze Zahlen von 1 oder darüber).
Alkalische Akkumulatorbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Gruppe, die an die Kohlenstoffhauptkette in der Verbindung gebunden ist, eine andere hydrophile funktionelle Gruppe als eine Hydroxylgruppe ist.
Alkalische Akkumulatorbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei mindestens ein Teil von Gruppen, die an die Kohlenstoffhauptkette in der Verbindung gebunden sind, eine Hydroxylgruppe ist.
Alkalische Akkumulatorbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Metall, das zum Bilden eines Dendriten in der Lage ist, mindestens eines von Zn, Mg, Cd, Al, Ca und Fe ist.