JP2000503162A - 多重電極組立体を有する単純化亜鉛陰極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 第１及び第２亜鉛電極（３）組立体（３Ａ、３Ｂ）から成る亜鉛陰極（３）は亜鉛活性部材（２１）を含むと共に前記亜鉛活性部材（２１）により、酸素ガス再結合を促進させるための触媒材料を含まない前記亜鉛陰極。

Description

【発明の詳細な説明】 多重電極組立体を有する単純化亜鉛陰極 発明の背景 本発明は再充電可能な電池、すなわち二次電池に関し、特に亜鉛陰極を使用す る再充電可能な二次電池に関する。同じ譲受人に譲渡された米国特許第5,460,89 9 号及び米国特許出願第 08/431,556 号は亜鉛陰極が多孔質の疎水性部材で分離 された第１及び第２電極組立体から形成された亜鉛二次電池を開示している。各 電極組立体は、亜鉛活性材料から成る活性亜鉛部材、Ｂａ（ＯＨ）₂、Ｓｒ（Ｏ Ｈ）₂、又はＣａ（ＯＨ）₂の材料、及び金属酸化物と共に形成した導電基材を含 む。 各電極組立体は亜鉛活性部材に隣接する金属電流コレクタ、及び亜鉛より陽性 である材料から形成され、酸素との反応のための化学的又は電気化学的な親和性 を有するガス再結合触媒部材をさらに含む。各電極組立体の上述したガス再結合 触媒部材は疎水性部材に隣接する。後者の部材と電極組立体は電極を仕上げるた めに分離材料で包囲される。 上述した亜鉛陰極は都合上、各電極組立体においてガス再結合触媒部材を含む 多くの部材を利用している。したがって組立て及び原価の両方の観点から亜鉛電 極中の電極の数を減らすことが望ましい。 したがって本発明の目的は単純な構成の上述したタイプの亜鉛陰極を提供する ことである。 本発明のさらなる目的は部材の数を減少させた上述したタイプの亜鉛陰極を提 供することである。 発明の要約 本発明の原理によれば亜鉛陰極が提供され、この亜鉛陰極は多孔質の疎水性部 材で分離された第１及び第２電極組立体を含み、前記第１及び第２電極組立体の 各々は亜鉛活性部材を有し、亜鉛活性部材による酸素ガス再結合を促進させるた めのいかなる触媒材料をも有していない。 この構成による亜鉛陰極により、いかなる触媒材料をも必要としないで疎水性 部材自体により与えられるスペースが酸素ガス再結合を促進させることが判明し た。したがって酸素ガス再結合の度合いをさほど変えることがなく、触媒材料を 除くことによる費用節減が達成される。 図面の簡単な説明 本発明の上述した特徴及び局面は添付した図面と共に以下の詳細な説明により 明らかになるであろう。 図１は本発明の原理による亜鉛陰極を使用する亜鉛二次電池を示す。 図２は図１の電池の亜鉛陰極を示す。 詳細な説明 図１は本発明の原理による密封した亜鉛二次電池を示す。図１に示すように電 池１は本発明の原理により構成した複数の陽極２と複数の陰極３から成る。陽極 ２と陰極３は相互に挟められ、この構成は正及び負端子の４Ａ及び４Ｂを有する 密封コンテナ４中に配設される。コンテナ４は又電解液構成成分６を有する電解 液５を保持する。 本発明の原理によれば、亜鉛陰極３は充電中陽極２で放出された酸素の亜鉛陰 極３への容易な接近を可能とするようスプリット電極として形成される。これは 亜鉛電極における酸素再結合を高める。特に、各亜鉛電極３は疎水性部材３Ｃで 分離された電極組立体３Ａ及び３Ｂから成る。この電極組立体３Ａ及び３Ｂ及び 部材３Ｃは図２により詳細に示される。 各電極組立体３Ａ及び３Ｂは、電極の、亜鉛活性材料（例示の場合、ＺｎＯ） 、Ｃａ（ＯＨ）₂、Ｂａ（ＯＨ）₂、又はＳｒ（ＯＨ）₂の材料、及び金属酸化物 材 料（例示の場合ＰｂＯとして示される）の一部（例えば重量で２分の１）を含む 、活性部材２１を含む。この活性部材２１は金属（例示の場合銀として示される ）でメッキしたフォイル（例示の場合銅フォイルとして示される）から成る電流 コレクタ部材２２に隣接する。陰極３のセパレーター３Ｄは電極組立体３Ａ及び ３Ｂと疎水性部材３Ｃを包囲し、各電極３を仕上げる。 電池１の電極３の各々のこの構成により、各電極は米国特許第 5,460,899 号 で教示したような追加的触媒ガス再結合の必要なしに、高められた酸素再結合を 示すことが判明した。各電極自体中の疎水性部材で構成した疎水性スペースは電 極への酸素ガスの拡散速度を改善させ、高められた拡散速度と酸素再結合の増大 を可能にする。 陽極２で放出された酸素はかくして多孔質疎水性層３Ｃを介してスプリット電 極組立体を通って迅速に拡散する。これは電極組立体の内部が電解液で溢れるの を防止する。したがって電池１は高められたガス再結合を示し、電解液の損失防 止のための通気なしに密封することができ、メンテナンスの必要もない。かくし て全体的に改良された密封亜鉛二次電池が実現する。 米国特許第 5,460,899 号の教示は亜鉛陰極中の酸素ガス触媒再結合の除去を 別としてここに組み入れたが、同号の実施例で説明された電池に概ね類似する構 成を有する電池をここに組み立てた。この電池は６００、８０パーセント深さの 充電サイクルの後、最初の容量の８０パーセントを放出した。 電極３の電極組立体の各々の金属基材が米国特許第 5,460,899 号に開示され た材料に類似する材料から形成されることに注目すべきである。同様に多孔質疎 水性層３Ｃ、電解液構成成分６、及び陽極２は上記特許に開示されたものと類似 のものでよい。 全ての場合ここに挙げた構成は本発明の応用を示す多くの可能性のある特定の 実施例の単に例示的なものであると理解される。本発明の原理にしたがって多く の多様な他の構成が本発明の本質と範囲から逸脱することなく容易に考案される 。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 第１及び第２亜鉛電極組立体を含む少なくとも一つの亜鉛陰極にして、前 記第１及び第２亜鉛電極組立体の各々は亜鉛活性部材を含むと共に該亜鉛活性 部材による酸素ガス再結合を促進させるための触媒材料を含まない、前記亜鉛 陰極と、 前記亜鉛電極組立体間に位置する多孔質の疎水性部材と、を含むことを特徴 とする装置。 ２． 各亜鉛電極組立体は前記亜鉛電極組立体の前記亜鉛活性部材に隣接する第 １面と前記多孔質の疎水性部材に隣接する第２面を有する電流コレクタをさら に含む、請求項１の装置。 ３． 各亜鉛活性部材は亜鉛活性材料を含む、請求項２の装置。 ４． 各亜鉛活性部材は亜鉛より陽性である金属酸化物をさらに含む、請求項３ の装置。 ５． 各亜鉛活性部材はＣａ（ＯＨ）₂、Ｂａ（ＯＨ）₂、及びＳｒ（ＯＨ）₂の 材料の一つをさらに含む、請求項４の装置。 ６． 各電流コレクタは銀でメッキした銅フォイルを含み、各前記亜鉛活性部材 の金属酸化物はＰｂＯを含む、請求項５の装置。 ７． 前記一つの亜鉛陰極は前記第１及び第２電極組立体及び前記多孔質疎水性 部材を包囲するセパレータをさらに含む、請求項１の装置。 ８． 少なくとも一つの陽極と、中に各前記陰極と各前記陽極が配設されたコン テナと、をさらに含む、請求項７の装置。 ９． 前記コンテナ中に配設された電解液をさらに含む、請求項８の装置。