JP2003297347A - Alkaline zinc battery - Google Patents

Alkaline zinc battery

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JP2003297347A
JP2003297347A JP2002101866A JP2002101866A JP2003297347A JP 2003297347 A JP2003297347 A JP 2003297347A JP 2002101866 A JP2002101866 A JP 2002101866A JP 2002101866 A JP2002101866 A JP 2002101866A JP 2003297347 A JP2003297347 A JP 2003297347A
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JP
Japan
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zinc
negative electrode
sample
polymer compound
alkaline zinc
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Application number
JP2002101866A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Aoki
正裕 青木
Takuya Endo
琢哉 遠藤
Gentaro Kano
巌大郎 狩野
Goro Shibamoto
悟郎 柴本
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an alkaline zinc battery capable of suppressing generation of hydrogen gas at the surface of its negative electrode, suppressing a deposition of zinc in a dendritic form or sponge form at the negative electrode, and excellent in the anti-leak characteristic and cyclic lifetime. <P>SOLUTION: The alkaline zinc battery is composed of the negative electrode containing zinc or zinc alloy as its active material, a positive electrode, a separator, and alkali electrolytic solution, wherein a cationic organic substance is arranged in the neighborhood of the surface of the negative electrode. Because of arrangement of the cationic organic substance in the neighborhood of the negative electrode surface, cationic functional groups existing near the electrode of the negative electrode surface are adsorbed electrostatically to the reaction activating point on the negative electrode, and thereby the potential is smoothened, and a deposition and growth of zinc in a dendritic form or sponge form at the negative electrode are suppressed, and also generation of hydrogen gas is suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は負極に亜鉛あるいは
亜鉛化合物を含有したアルカリ亜鉛電池に関し、特に負
極表面での水素ガス発生が抑制された耐漏液性に優れた
アルカリ亜鉛電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alkaline zinc battery containing zinc or a zinc compound in a negative electrode, and more particularly to an alkaline zinc battery having excellent leakage resistance in which generation of hydrogen gas on the surface of the negative electrode is suppressed.

【0002】[0002]

【従来の技術】負極活物質として亜鉛あるいは亜鉛合金
を使用するアルカリ亜鉛二次電池はエネルギー密度が高
く、近年の電子機器の小型軽量化において有効であるた
め、ニッケル−亜鉛二次電池、酸化銀−亜鉛二次電池な
どにおいて種々の検討が行われてきた。特に、ニッケル
−亜鉛二次電池は、ニッケル−カドミウム二次電池、ニ
ッケル−水素二次電池と比較してエネルギー密度が高く
安価であり、加えてカドミウムのような有害な材料が使
用されておらず低公害であるといった利点を有すること
から、その実用化に対して大きな期待が寄せられてい
る。
2. Description of the Related Art Alkali-zinc secondary batteries using zinc or zinc alloy as a negative electrode active material have high energy density and are effective in reducing the size and weight of electronic devices in recent years. -Various studies have been conducted on zinc secondary batteries and the like. In particular, the nickel-zinc secondary battery has a higher energy density and is cheaper than the nickel-cadmium secondary battery and the nickel-hydrogen secondary battery, and in addition, a harmful material such as cadmium is not used. Since it has the advantage of low pollution, great expectations are placed on its practical application.

【0003】しかしながら、亜鉛を負極活物質として使
用したアルカリ亜鉛二次電池では、マンガン乾電池やア
ルカリ一次電池と同様に、保存時に亜鉛負極において水
素発生を伴う腐食反応が激しく起こり電池内圧が上昇し
て電池の膨張、漏液を引き起こすという問題がある。亜
鉛の腐食反応を抑制するには、水銀による亜鉛負極のア
マルガム化が有効であることが知られているが、廃電池
の水銀による環境汚染に対する社会的な関心の高まると
ともに、電池の無水銀化技術が強く要望されるようにな
っている。このため、水銀に代わって亜鉛合金や無機系
インヒビター、有機系インヒビターなどを用いることが
検討されている。
However, in an alkaline zinc secondary battery using zinc as a negative electrode active material, as in a manganese dry battery or an alkaline primary battery, a corrosive reaction accompanied by hydrogen generation occurs drastically in the zinc negative electrode during storage, and the internal pressure of the battery rises. There is a problem that the battery expands and leaks. It is known that the amalgamation of zinc negative electrode with mercury is effective for suppressing the corrosion reaction of zinc. There is a strong demand for technology. Therefore, the use of zinc alloys, inorganic inhibitors, organic inhibitors, etc. in place of mercury has been studied.

【0004】例えば、インジウム、ビスマスなどの元素
は水素過電圧の高い材料として知られており、耐食亜鉛
合金の合金添加元素として、また、特開平1−1054
66号公報ではこれらの化合物が無機系インヒビターと
して用いられている。
For example, elements such as indium and bismuth are known as materials having a high hydrogen overvoltage.
In JP 66, these compounds are used as inorganic inhibitors.

【0005】また、有機系インヒビターとしては、アミ
ン、ジエタノールアミン、オレイン酸、ラウリルエーテ
ル、あるいはエチレンオキサイド重合体が提案されてい
る。そして、無機系インヒビターと有機系インヒビター
との複合添加の例として、特開平2−79367号公報
においては、水酸化インジウムとエトキシフルオロアル
コール系ポリフッ化化合物の複合添加が提案されてい
る。
As the organic inhibitor, amine, diethanolamine, oleic acid, lauryl ether, or ethylene oxide polymer has been proposed. Then, as an example of the composite addition of an inorganic inhibitor and an organic inhibitor, JP-A-2-79367 proposes the composite addition of indium hydroxide and an ethoxyfluoroalcohol-based polyfluorinated compound.

【0006】また、アルカリ亜鉛二次電池では、保存時
の亜鉛腐食によるガス発生に加えて、過充電時における
亜鉛負極表面での水分子の還元反応に伴う水素ガス発生
により電池内圧が上昇して電池の膨張、破裂や漏液を引
き起こす虞がある。そこで、前記の亜鉛負極の過充電に
伴う水素ガス発生を抑制するために、一般的にアルカリ
二次電池では正極容量規制の電池設計がなされている。
Further, in the alkaline zinc secondary battery, in addition to gas generation due to zinc corrosion during storage, hydrogen gas generation due to reduction reaction of water molecules on the surface of the zinc negative electrode during overcharge causes an increase in battery internal pressure. This may cause the battery to expand, burst, or leak. Therefore, in order to suppress generation of hydrogen gas due to overcharge of the zinc negative electrode, the alkaline secondary battery is generally designed to regulate the positive electrode capacity.

【0007】また、前記アルカリ亜鉛二次電池では放電
時の反応生成物がアルカリ電解液に可溶であるため、充
放電時には亜鉛負極が溶解・析出を繰り返すこととな
る。このため、充電時に亜鉛が負極表面に樹枝状あるい
は海綿状に析出し、充放電を繰り返すとともにこれらが
成長して絶縁性セパレータを貫通して正極に到達して内
部短絡を引き起こし、サイクル寿命を低下させるという
問題がある。
In the alkaline zinc secondary battery, the reaction product at the time of discharging is soluble in the alkaline electrolyte, so that the zinc negative electrode is repeatedly dissolved and deposited during charging and discharging. Therefore, during charging, zinc deposits on the surface of the negative electrode in a dendritic or spongy form, and as they repeat charging and discharging, they grow and penetrate the insulating separator to reach the positive electrode, causing an internal short circuit and shortening the cycle life. There is a problem to let.

【0008】このような内部短絡を防止するため、特開
昭57−163963号公報においては、酸化マグネシ
ウム層からなる多孔性層を亜鉛負極表面に密着形成する
ことにより亜鉛酸イオンの電解液への溶出を防止してデ
ンドライト成長を抑制する検討がなされている。また、
特開平6−203819号公報においては、絶縁性セパ
レータに第四級アンモニウム基を有する高分子を含有さ
せることにより亜鉛の樹枝状あるいは海綿状成長を抑制
して内部短絡を防止することが提案されている。
In order to prevent such an internal short circuit, in Japanese Patent Laid-Open No. 163963/1982, a porous layer composed of a magnesium oxide layer is formed in close contact with the surface of a zinc negative electrode to prevent zincate ion from being dissolved in an electrolytic solution. Studies have been conducted to prevent elution and suppress dendrite growth. Also,
Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-203819 proposes that an insulating separator contains a polymer having a quaternary ammonium group to suppress dendritic or spongy growth of zinc to prevent an internal short circuit. There is.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インジ
ウム、ビスマスなどの添加元素を添加した耐食性亜鉛合
金を用いた負極では、使用初期においては亜鉛腐食反応
が抑制されるものの、充電に伴う析出反応ではインジウ
ム、ビスマスなどの添加元素は亜鉛と均一に析出せず、
耐食性亜鉛合金の合金組成が変化することにより腐食抑
制効果が低下するため、耐漏液性を確保することはでき
ない。また、亜鉛合金のみでは亜鉛の析出形態を制御す
ることができないため、充放電の繰り返しによる内部短
絡を防止することはできない。
However, in a negative electrode using a corrosion-resistant zinc alloy to which an additional element such as indium or bismuth is added, the zinc corrosion reaction is suppressed in the initial stage of use, but the indium is not generated in the precipitation reaction accompanying charging. , Additional elements such as bismuth do not precipitate uniformly with zinc,
Since the corrosion inhibition effect decreases due to the change in the alloy composition of the corrosion resistant zinc alloy, it is impossible to secure the liquid leakage resistance. Further, the zinc alloy alone cannot control the zinc precipitation morphology, so that it is not possible to prevent an internal short circuit due to repeated charging and discharging.

【0010】また、インジウム、ビスマスなどの化合物
を無機インヒビターとして添加した電池においても、上
述した負極に耐食性亜鉛合金を用いた場合と同様に、耐
漏液性の確保および内部短絡の防止をすることはできな
い。
Also in a battery in which a compound such as indium or bismuth is added as an inorganic inhibitor, it is not possible to secure liquid leakage resistance and prevent internal short-circuiting, as in the case of using a corrosion resistant zinc alloy for the negative electrode. Can not.

【0011】また、従来の有機系インヒビターを添加し
た電池や無機系インヒビターと複合添加した電池では、
ある程度の効果を期待できるものもあるが、耐漏液性の
確保や内部短絡の防止は実用上十分ではない。
Further, in the conventional battery to which an organic inhibitor is added and the battery to which an inorganic inhibitor is added in combination,
Although some effects can be expected, securing the leakage resistance and preventing internal short-circuiting are not practically sufficient.

【0012】また、アルカリ亜鉛二次電池では、正極規
制の容量設計をすることにより負極の過充電を防止して
いるが、実際の電池内部では充放電時の電流密度の分布
は不均一であり、電流密度の高い箇所においては負極の
過充電状態が起こり得る。特に、充放電サイクルが進ん
だ電池ではこの電流密度分布の不均一性は更に増大さ
れ、負極の過充電状態による水素ガス発生が増大するた
め、耐漏液性を確保することはできない。
In addition, in the alkaline zinc secondary battery, the negative electrode is prevented from being overcharged by designing the capacity to regulate the positive electrode, but the distribution of the current density during charging and discharging is not uniform inside the actual battery. However, an overcharged state of the negative electrode may occur at a place where the current density is high. In particular, in a battery with advanced charging / discharging cycle, the non-uniformity of the current density distribution is further increased and hydrogen gas generation due to the overcharged state of the negative electrode is increased, so that the liquid leakage resistance cannot be secured.

【0013】また酸化マグネシウム層からなる多孔性層
を亜鉛負極表面に密着形成することにより亜鉛酸イオン
の電解液への溶出を防止する方法は、亜鉛酸イオンを吸
着固定することによって亜鉛デンドライト成長を防止す
る技術であるが、この技術では亜鉛酸イオンからの亜鉛
自身の析出形態が樹枝状もしくは海綿状であるために、
充放電サイクル、特に深い充放電を繰り返す場合には亜
鉛デンドライト成長を十分に抑制することはできない。
加えて、この方法では、水素ガス発生に対する抑制効果
は十分ではない。
Further, a method of preventing the elution of zincate ions into the electrolytic solution by closely forming a porous layer composed of a magnesium oxide layer on the surface of the zinc negative electrode is to adsorb and fix zincate ions to grow zinc dendrite. This is a technique to prevent, but in this technique, the deposition form of zinc itself from zincate ions is dendritic or spongy,
Zinc dendrite growth cannot be sufficiently suppressed when a charge / discharge cycle, especially deep charge / discharge is repeated.
In addition, with this method, the effect of suppressing the generation of hydrogen gas is not sufficient.

【0014】また、絶縁性セパレータに第四級アンモニ
ウム基を有する高分子を含有させることにより亜鉛の樹
脂状あるいは海綿状成長を抑制し内部短絡を防止する方
法では、セパレータに達するまでは亜鉛デンドライト成
長を続けるため、負極からの亜鉛デンドライトの脱落に
よる容量低下を防止することはできない。また、セパレ
ータの目詰まりによる電池性能の低下を防止することも
できない。加えて、亜鉛負極表面での水素ガス発生を抑
制することはできず、さらに亜鉛デンドライトからも水
素ガス発生が生じてしまう。
Further, in the method of suppressing the resinous or spongy growth of zinc by preventing the internal short circuit by containing the polymer having the quaternary ammonium group in the insulating separator, the zinc dendrite growth is achieved until the separator is reached. Therefore, it is impossible to prevent the capacity decrease due to the drop of zinc dendrite from the negative electrode. Further, it is not possible to prevent deterioration of battery performance due to clogging of the separator. In addition, hydrogen gas generation on the surface of the zinc negative electrode cannot be suppressed, and hydrogen gas generation also occurs from the zinc dendrite.

【0015】したがって、本発明は上述した従来の実情
に鑑みて創案されたものであり、負極表面での水素ガス
発生が抑制されるとともに、負極における樹枝状や海綿
状の亜鉛析出が抑制された、耐漏液性及びサイクル寿命
に優れるアルカリ亜鉛電池を提供することを目的とする
ものである。
Therefore, the present invention was devised in view of the above-mentioned conventional circumstances, and the generation of hydrogen gas on the surface of the negative electrode was suppressed, and the deposition of dendritic or spongy zinc on the negative electrode was suppressed. Another object of the present invention is to provide an alkaline zinc battery having excellent liquid leakage resistance and cycle life.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明に係るアルカリ亜鉛電池は、負極活物質として亜鉛
あるいは亜鉛合金を含有する負極と、正極と、セパレー
タと、アルカリ電解液とを備えてなるアルカリ亜鉛電池
であって、上記負極表面近傍にカチオン性有機物を配し
たことを特徴とするものである。
An alkaline zinc battery according to the present invention, which achieves the above object, comprises a negative electrode containing zinc or a zinc alloy as a negative electrode active material, a positive electrode, a separator, and an alkaline electrolyte. An alkaline zinc battery obtained by the above, wherein a cationic organic substance is arranged in the vicinity of the surface of the negative electrode.

【0017】本発明に係るアルカリ亜鉛電池では、負極
表面近傍にカチオン性有機物が配されるため、負極表面
の極近傍にあるカチオン性官能基が負極の反応活性点に
静電的に吸着することにより、電位が平滑化され、負極
における樹枝状や海綿状の亜鉛の析出及び成長が抑制さ
れ、また、水素ガスの発生が抑制される。
In the alkaline zinc battery according to the present invention, since the cationic organic substance is arranged in the vicinity of the surface of the negative electrode, the cationic functional group in the vicinity of the surface of the negative electrode is electrostatically adsorbed at the reaction active point of the negative electrode. As a result, the potential is smoothed, the deposition and growth of dendritic or spongy zinc in the negative electrode is suppressed, and the generation of hydrogen gas is also suppressed.

【0018】これにより、良好な容量を維持するととも
に、水素ガスの発生により電池内圧が上昇して電池の膨
張や漏液が引き起こすことを防止することができる。ま
た、負極表面における樹枝状や海綿状の亜鉛が成長した
結果、これらが絶縁性セパレータを貫通して正極に到達
して内部短絡が引き起こすことを防止することができ
る。したがって、アルカリ亜鉛二次電池において充放電
サイクルを繰り返した場合においても、負極表面におけ
る樹枝状や海綿状の亜鉛の成長に起因した内部短絡の発
生を防止することが可能であり、サイクル寿命を向上さ
せることができる。
This makes it possible to maintain a good capacity and prevent the battery internal pressure from rising due to the generation of hydrogen gas to cause the battery to expand or leak. In addition, it is possible to prevent the internal short circuit from being caused by the growth of dendritic or spongy zinc on the surface of the negative electrode, which penetrates the insulating separator to reach the positive electrode. Therefore, even when the charge / discharge cycle is repeated in the alkaline zinc secondary battery, it is possible to prevent the occurrence of an internal short circuit due to the growth of dendritic or spongy zinc on the negative electrode surface, and improve the cycle life. Can be made.

【0019】また、前記アルカリ亜鉛電池において、前
記カチオン性有機物が第四級アンモニウム塩、第四級ホ
スホニウム塩、第三級スルホニウム塩のいずれか一種以
上であることが好ましい。
Further, in the alkaline zinc battery, it is preferable that the cationic organic substance is one or more of a quaternary ammonium salt, a quaternary phosphonium salt and a tertiary sulfonium salt.

【0020】また、これらのカチオン性有機物を亜鉛負
極表面近傍に配する方法として、当該カチオン性有機物
が、カチオン性官能基として高分子化合物の側鎖に導入
される形で、当該負極表面近傍に配されていることが好
ましい。すなわち、カチオン性有機物をカチオン性官能
基として高分子化合物の側鎖として導入し、該高分子化
合物により負極を被覆することにより、カチオン性有機
物を確実に負極表面近傍に配することが好ましい。
As a method for disposing these cationic organic substances near the surface of the zinc negative electrode, the cationic organic substances are introduced into the side chains of the polymer compound as cationic functional groups near the surface of the negative electrode. It is preferably arranged. That is, it is preferable that the cationic organic substance is introduced as a side chain of the polymer compound as a cationic functional group and the negative electrode is coated with the polymer compound, so that the cationic organic substance is surely disposed in the vicinity of the surface of the negative electrode.

【0021】ここで、高分子化合物に側鎖として導入す
るカチオン性官能基の種類としては、トリメチルアンモ
ニウム基、ジメチルエチルアンモニウム基、メチルジエ
チルアンモニウム基、トリエチルアンモニウム基、トリ
メチルホスホニウム基、ジメチルエチルホスホニウム
基、メチルジエチルホスホニウム基、トリエチルホスホ
ニウム基、ジメチルスルホニウム基、メチルエチルスル
ホニウム基、ジエチルスルホニウム基などが好ましく、
これらのうち、一種以上を側鎖として導入することが好
ましい。
Here, the kinds of cationic functional groups introduced as side chains into the polymer compound include trimethylammonium group, dimethylethylammonium group, methyldiethylammonium group, triethylammonium group, trimethylphosphonium group and dimethylethylphosphonium group. , Methyldiethylphosphonium group, triethylphosphonium group, dimethylsulfonium group, methylethylsulfonium group, diethylsulfonium group and the like,
Of these, it is preferable to introduce one or more as a side chain.

【0022】また、前記高分子化合物としては、スチレ
ンの重合体、または、スチレンとジビニルベンゼンの共
重合体であることが好ましい。
The polymer compound is preferably a polymer of styrene or a copolymer of styrene and divinylbenzene.

【0023】そして、前記高分子化合物においては、平
均分子量が1000〜100000であることが好まし
く、より好ましい平均分子量は5000〜50000で
ある。
The average molecular weight of the polymer compound is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 5,000 to 50,000.

【0024】また、前記高分子化合物による負極表面被
膜の厚みは1μm〜500μmであることが好ましく、
より好ましい被膜の厚みは10μm〜100μmであ
る。
The thickness of the negative electrode surface coating film of the polymer compound is preferably 1 μm to 500 μm,
A more preferable thickness of the coating is 10 μm to 100 μm.

【0025】以上のような本発明におけるカチオン性有
機物の配置による効果のメカニズムについては明らかで
はないが、以下のように推察される。
Although the mechanism of the effect of the arrangement of the cationic organic substance in the present invention as described above is not clear, it is presumed as follows.

【0026】放電時において、亜鉛負極では、亜鉛が亜
鉛酸イオンとなって電解液に溶出・拡散し、一部は酸化
亜鉛として析出するが、その析出部位は、必ずしも溶出
部位近傍とは限らない。そして、亜鉛酸イオンが酸化亜
鉛になる反応は熱力学的におこるため、基本的には任意
の場所で起こりうる。
At the time of discharging, in the zinc negative electrode, zinc becomes zincate ions and is eluted / diffused in the electrolytic solution, and a part is deposited as zinc oxide, but the deposition site is not always near the elution site. . Since the reaction of zincate ions to zinc oxide occurs thermodynamically, it can basically occur at any place.

【0027】この状態で電池を充電すると、溶解してい
た亜鉛酸イオンが負極上に金属亜鉛として析出し、放電
時に析出した酸化亜鉛も再び溶解して亜鉛酸イオンとな
り、一部は金属として析出する。その際、亜鉛負極に流
れ込んだ電子は亜鉛負極の表面突起部などの電流が集中
しやすい箇所、いわゆる反応活性点に集中するため、反
応活性点において優先的に亜鉛の析出や、水の還元反応
による水素ガスの発生が引き起こされる。その結果、亜
鉛の析出形態は、微視的に見ても、初期の表面形状とは
大きく異なる樹枝状あるいは海綿状となり、また、大局
的にみても電極の形状変化を引き起こし、内部短絡や、
容量劣化の原因となるのに加え、発生した水素ガスは電
池内部の圧力を上昇させるため、電解液の漏液、電池の
変形・破裂も起こりうる。
When the battery is charged in this state, the dissolved zincate ions are deposited as metallic zinc on the negative electrode, the zinc oxide deposited during discharge is also dissolved again to form zincate ions, and part is deposited as metal. To do. At that time, the electrons flowing into the zinc negative electrode concentrate at the so-called reaction active point where current is likely to concentrate, such as the surface protrusion of the zinc negative electrode. This causes the generation of hydrogen gas. As a result, the zinc deposition morphology, even microscopically, becomes dendritic or spongy, which is significantly different from the initial surface shape, and also causes a shape change of the electrode from a global perspective, causing an internal short circuit,
In addition to causing capacity deterioration, the generated hydrogen gas raises the internal pressure of the battery, which may cause electrolyte leakage and battery deformation / rupture.

【0028】これに対し、本発明の手法を用いた場合、
亜鉛負極表面を被覆している高分子化合物が、陰イオン
交換膜の役目を果たし、カチオンとしての亜鉛イオンは
勿論、亜鉛酸イオンのように大きい錯イオンも通さない
ことから、亜鉛負極近傍の亜鉛酸濃度は速やかに飽和状
態となり、酸化亜鉛が生成する。一方、水酸イオンや水
分子はこの被膜を往来できることから、基本的な電池反
応を阻害することはない。
On the other hand, when the method of the present invention is used,
The polymer compound that coats the surface of the zinc negative electrode functions as an anion exchange membrane and does not pass zinc ions as cations as well as large complex ions such as zincate ions. The acid concentration quickly becomes saturated and zinc oxide is produced. On the other hand, since hydroxide ions and water molecules can pass through this film, they do not interfere with the basic battery reaction.

【0029】このような状態で充電を行なうと、放電に
よって生じた亜鉛酸イオンと酸化亜鉛は、大局的に見れ
ば、溶出部位近傍に金属亜鉛として析出することになる
ため、電極形状を大きく変化させることはない。また、
微視的に見ても、亜鉛負極表面の極近傍にあるカチオン
性官能基は、反応活性点に静電的に吸着して、結果的に
電位の平滑化に寄与するし、その効果が不十分な部位に
ある程度の樹枝状析出が生じても、何れはカチオン性官
能基に接触することで成長が阻害され、セパレータを貫
通するようなことは生じない。
When charging is carried out in such a state, zincate ions and zinc oxide generated by the discharge will be deposited as metallic zinc in the vicinity of the elution site as a whole, so that the shape of the electrode will be greatly changed. There is nothing to do. Also,
Microscopically, the cationic functional group in the immediate vicinity of the surface of the zinc negative electrode is electrostatically adsorbed at the reaction active point, and consequently contributes to the smoothing of the potential, which is not effective. Even if some degree of dendritic deposition occurs in a sufficient portion, the growth of the dendritic deposition is hindered by contact with the cationic functional group, and the separator is not penetrated.

【0030】同様に、反応活性点にカチオン性官能基が
吸着することで、水素ガス発生も抑制される。
Similarly, the adsorption of the cationic functional group at the reaction active site also suppresses the generation of hydrogen gas.

【0031】上述の理由によりカチオン性官能基は正電
荷を持った分子であるアンモニウム基、ホスホニウム
基、スルホニウム基が好ましいが、前記カチオン性有機
物においてヘテロ原子に結合した水素原子は亜鉛負極表
面での還元反応を受け水素ガス発生を促進させるため、
ヘテロ原子に水素原子が結合していない第四級アンモニ
ウム塩、第四級ホスホニウム塩、第三級スルホニウム塩
が好適である。
For the above reason, the cationic functional group is preferably a positively charged molecule such as an ammonium group, a phosphonium group or a sulfonium group, but the hydrogen atom bonded to the hetero atom in the above cationic organic substance is a zinc negative electrode surface. In order to accelerate the hydrogen gas generation by receiving the reduction reaction,
A quaternary ammonium salt, a quaternary phosphonium salt, and a tertiary sulfonium salt in which a hydrogen atom is not bonded to a hetero atom are preferable.

【0032】このようなカチオン性官能基が導入された
高分子化合物による亜鉛負極の被覆厚さは、薄すぎれば
効果がなく、厚すぎれば電池性能を低下せしむることに
なる。また、カチオン性官能基が有効に亜鉛負極表面に
吸着するためには正電荷を有するヘテロ原子と亜鉛負極
表面とが接近する必要があるため、カチオン性官能基の
ヘテロ原子に結合した置換基は炭素数が2以下であるこ
とが好ましい。例えば、置換基としてフェニル基を導入
した場合には良好な亜鉛析出形態を得ることができな
い。これは、そのかさ高さ故に亜鉛の析出を必要以上に
阻害するためと考えられる。
If the coating thickness of the zinc negative electrode with such a polymer compound having a cationic functional group introduced is too thin, no effect will be obtained, and if it is too thick, the battery performance will deteriorate. Further, in order for the cationic functional group to be effectively adsorbed on the surface of the zinc negative electrode, it is necessary for the hetero atom having a positive charge and the surface of the zinc negative electrode to be close to each other. Therefore, the substituent bonded to the hetero atom of the cationic functional group is It is preferable that the carbon number is 2 or less. For example, when a phenyl group is introduced as a substituent, a good zinc deposition form cannot be obtained. It is considered that this is because the bulkiness hinders the precipitation of zinc more than necessary.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るアルカリ亜鉛
電池の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発
明は、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the alkaline zinc battery according to the present invention will be described in detail below. It should be noted that the present invention is not limited to the following description, and can be appropriately modified without departing from the gist of the present invention.

【0034】本発明に係るアルカリ亜鉛電池は、負極活
物質として亜鉛あるいは亜鉛合金を含有する負極と、正
極と、セパレータと、アルカリ電解液とを備えてなるア
ルカリ亜鉛電池であって、上記負極表面近傍にカチオン
性有機物を配したことを特徴とするものである。
The alkaline zinc battery according to the present invention is an alkaline zinc battery comprising a negative electrode containing zinc or a zinc alloy as a negative electrode active material, a positive electrode, a separator, and an alkaline electrolyte. It is characterized by arranging a cationic organic substance in the vicinity.

【0035】図1は本発明を適用して構成したアルカリ
亜鉛二次電池の縦断面図である。図1において1は正極
缶、2は負極蓋、3は絶縁パッキング、4は絶縁性セパ
レータ、5は正極、6は正極集電体、7は負極、8は負
極集電体、9は正極リード線、10は負極リード線であ
る。
FIG. 1 is a vertical sectional view of an alkaline zinc secondary battery constructed by applying the present invention. In FIG. 1, 1 is a positive electrode can, 2 is a negative electrode lid, 3 is an insulating packing, 4 is an insulating separator, 5 is a positive electrode, 6 is a positive electrode current collector, 7 is a negative electrode, 8 is a negative electrode current collector, and 9 is a positive electrode lead. The wire 10 is a negative electrode lead wire.

【0036】図1に示すアルカリ亜鉛二次電池は、ジェ
リーロール型と呼ばれる構造のアルカリ亜鉛二次電池で
あり、セパレータ4を挟んで対向配置された正極5及び
負極6がスパイラル状に巻かれて正極缶1に装填されて
いる。各電極と外装部材との電気的導通に関しては、正
極5は該正極5に溶接された正極リード線9を介して正
極缶1と電気的導通が取られ、負極7は該負極7に溶接
された負極リード線10を介して負極蓋2と電気的導通
が取られている。また、正極缶1の開口部に絶縁パッキ
ング3をはめこみ、その上に負極蓋2を載置した後、正
極缶1の閉口端を内側にかしめることにより電池が密閉
されている。
The alkaline zinc secondary battery shown in FIG. 1 is an alkaline zinc secondary battery having a structure called a jelly roll type, in which a positive electrode 5 and a negative electrode 6 facing each other with a separator 4 in between are spirally wound. It is loaded in the positive electrode can 1. Regarding the electrical conduction between each electrode and the exterior member, the positive electrode 5 is electrically conducted to the positive electrode can 1 through the positive electrode lead wire 9 welded to the positive electrode 5, and the negative electrode 7 is welded to the negative electrode 7. Also, electrical connection is established with the negative electrode lid 2 via the negative electrode lead wire 10. Further, the battery is sealed by fitting the insulating packing 3 into the opening of the positive electrode can 1, placing the negative electrode lid 2 thereon, and caulking the closed end of the positive electrode can 1 inward.

【0037】次に、アルカリ亜鉛二次電池の主要構成部
材に関して更に詳述する。
Next, the main constituent members of the alkaline zinc secondary battery will be described in more detail.

【0038】正極5は主として正極活物質と導電剤とに
より構成される。正極5には電極強度向上のために、例
えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などの結
着剤を添加してもよい。正極活物質としては、アルカリ
亜鉛二次電池に用いることのできるものであれば従来公
知のいかなるものを用いてもよく、例えばオキシ水酸化
ニッケル、酸化銀、二酸化マンガン、酸素などが挙げら
れる。
The positive electrode 5 is mainly composed of a positive electrode active material and a conductive agent. A binder such as polytetrafluoroethylene (PTFE) may be added to the positive electrode 5 in order to improve the electrode strength. As the positive electrode active material, any conventionally known material may be used as long as it can be used in an alkaline zinc secondary battery, and examples thereof include nickel oxyhydroxide, silver oxide, manganese dioxide and oxygen.

【0039】正極に含まれる導電剤としては、例えば金
属コバルトや酸化コバルトなどの無機導電剤や、ファー
ネスブラックやアセチレンブラック、サーマルブラック
などのカーボンブラックや鱗片状や繊維状の天然黒鉛や
人造黒鉛などの炭素材料導電剤を挙げることができる。
The conductive agent contained in the positive electrode is, for example, an inorganic conductive agent such as metallic cobalt or cobalt oxide, carbon black such as furnace black, acetylene black or thermal black, or scaly or fibrous natural graphite or artificial graphite. The carbon material conductive agent can be mentioned.

【0040】このような正極は、例えば正極活物質と導
電剤と電解液とを混合した後、この混合物を発泡ニッケ
ルなどの集電体上に塗布して加圧成型することにより作
製することができる。
Such a positive electrode can be produced, for example, by mixing a positive electrode active material, a conductive agent, and an electrolytic solution, applying the mixture on a current collector such as foam nickel, and press-molding. it can.

【0041】負極7は、少なくとも亜鉛及び亜鉛合金を
活物質とする負極であれば、従来公知のいかなる負極で
あってもかまわない。このような負極としては、例えば
亜鉛粉末、酸化亜鉛、水酸化亜鉛等を例えばカルボキシ
メチルセルロースなどの結着剤を溶かした水で混合し、
集電体等の活物質支持体に充填、成型、電解するペース
ト式により作製された負極や、亜鉛粉末や亜鉛化合物を
不活性雰囲気で焼結する焼結式により作製された負極等
が使用できる。
The negative electrode 7 may be any conventionally known negative electrode as long as it is a negative electrode containing at least zinc and a zinc alloy as an active material. As such a negative electrode, for example, zinc powder, zinc oxide, zinc hydroxide or the like is mixed with water in which a binder such as carboxymethyl cellulose is dissolved,
A negative electrode prepared by a paste method of filling, molding, and electrolyzing an active material support such as a current collector, or a negative electrode prepared by a sintering method of sintering zinc powder or a zinc compound in an inert atmosphere can be used. .

【0042】ここで、負極7は、側鎖にカチオン性有機
物がカチオン性官能基として導入された高分子化合物に
より被覆されている。すなわち、負極7の表面近傍には
カチオン性有機物が配されている。ここで、負極7の表
面近傍とは、負極と絶縁性セパレータとの隙間程度を意
味するものであり、例えば側鎖にカチオン性有機物がカ
チオン性官能基として導入された高分子化合物により負
極7を被覆して該負極7の表面近傍にカチオン性有機物
を配する場合には、負極7の表面から500μm程度で
ある。
Here, the negative electrode 7 is covered with a polymer compound having a side chain containing a cationic organic substance as a cationic functional group. That is, a cationic organic substance is arranged near the surface of the negative electrode 7. Here, the vicinity of the surface of the negative electrode 7 means the degree of a gap between the negative electrode and the insulating separator, and for example, the negative electrode 7 is made of a polymer compound in which a cationic organic substance is introduced into the side chain as a cationic functional group. When the surface of the negative electrode 7 is coated with a cationic organic substance in the vicinity of the surface of the negative electrode 7, the thickness is about 500 μm from the surface of the negative electrode 7.

【0043】このアルカリ亜鉛二次電池では、負極7の
表面近傍にカチオン性有機物が配されるため、負極7表
面の極近傍にあるカチオン性官能基が負極7の反応活性
点に静電的に吸着することにより、電位を平滑化するこ
とができる。
In this alkaline zinc secondary battery, since the cationic organic substance is disposed near the surface of the negative electrode 7, the cationic functional group located in the immediate vicinity of the surface of the negative electrode 7 is electrostatically attached to the reaction active point of the negative electrode 7. By adsorbing, the electric potential can be smoothed.

【0044】また、カチオン性官能基が負極7の反応活
性点に吸着することにより負極7における樹枝状や海綿
状の亜鉛の析出を防止することができる。そして、カチ
オン性有機物の分布のばらつき等により、亜鉛析出防止
の効果が不十分となり樹枝状や海綿状の亜鉛の析出が生
じた場合においても、ある程度成長するうちにその近傍
にあるカチオン性有機物と接触することとなるため、樹
枝状や海綿状の亜鉛の成長を阻止することが可能であ
る。これにより、このアルカリ亜鉛二次電池において
は、成長した樹枝状や海綿状の亜鉛が絶縁性セパレータ
4を貫通して正極5に到達し内部短絡を引き起こすこと
を防止することができる。したがって、このアルカリ亜
鉛二次電池では、充放電サイクルを繰り返した場合にお
いても負極表面における樹枝状や海綿状の亜鉛の成長に
起因した内部短絡の発生を防止することが可能であり、
サイクル寿命を向上させることができる。
Further, the cationic functional groups are adsorbed on the reaction active points of the negative electrode 7 to prevent the deposition of dendritic or spongy zinc on the negative electrode 7. Then, due to variations in the distribution of the cationic organic matter, the effect of preventing zinc deposition becomes insufficient, and even when dendritic or spongy zinc deposition occurs, the cationic organic matter in the vicinity of that while growing to some extent Since they come into contact with each other, it is possible to prevent the growth of dendritic or spongy zinc. As a result, in this alkaline zinc secondary battery, it is possible to prevent the grown dendritic or spongy zinc from penetrating the insulating separator 4 and reaching the positive electrode 5 to cause an internal short circuit. Therefore, in this alkaline zinc secondary battery, it is possible to prevent the occurrence of internal short circuit due to the growth of dendritic or spongy zinc on the negative electrode surface even when the charge and discharge cycle is repeated,
The cycle life can be improved.

【0045】また、カチオン性官能基が負極7の反応活
性点に吸着することにより、保存時の亜鉛腐食によるガ
ス発生、及び過充電時における負極7表面での水分子の
還元反応に伴う水素ガスの発生を抑制することができ
る。その結果、このアルカリ亜鉛二次電池では、水素ガ
スの発生により電池内圧が上昇して電池の膨張や漏液が
引き起こされることを防止することができる。
Further, since the cationic functional group is adsorbed on the reaction active points of the negative electrode 7, hydrogen gas is generated due to zinc corrosion during storage and hydrogen gas accompanying the reduction reaction of water molecules on the surface of the negative electrode 7 during overcharge. Can be suppressed. As a result, in this alkaline zinc secondary battery, it is possible to prevent the internal pressure of the battery from rising due to the generation of hydrogen gas and causing the battery to expand or leak.

【0046】したがって、このアルカリ亜鉛二次電池に
おいては、良好な容量が維持されるとともに、耐漏液性
やサイクル寿命に優れた高品質なアルカリ亜鉛二次電池
が実現されている。
Therefore, in this alkaline zinc secondary battery, it is possible to realize a high quality alkaline zinc secondary battery which has excellent liquid leakage resistance and cycle life while maintaining a good capacity.

【0047】上述したように、このアルカリ亜鉛二次電
池においては、カチオン性有機物はカチオン性官能基と
して高分子化合物の側鎖に導入され、該高分子化合物の
被膜で負極7を被覆することによりカチオン性有機物を
負極7の表面近傍に配している。このような形態を取る
ことにより、カチオン性有機物を確実に負極表面近傍に
配することができ、確実に上述した効果を得ることがで
きる。
As described above, in this alkaline zinc secondary battery, the cationic organic substance is introduced as a cationic functional group into the side chain of the polymer compound, and the negative electrode 7 is coated with the polymer compound film. A cationic organic substance is arranged near the surface of the negative electrode 7. By adopting such a form, the cationic organic substance can be surely arranged in the vicinity of the surface of the negative electrode, and the above-mentioned effect can be surely obtained.

【0048】ここで、前記カチオン性有機物は、第四級
アンモニウム塩、第四級ホスホニウム塩、第三級スルホ
ニウム塩のいずれか一種以上であることが好ましい。こ
れらの塩を前記カチオン性有機物として負極7の近傍に
配することにより、確実に負極7表面にカチオン性有機
物を吸着させることができ、また、負極7表面において
水素の発生を促進することなく有効に上述した効果を得
ることができる。
Here, the cationic organic substance is preferably one or more of a quaternary ammonium salt, a quaternary phosphonium salt, and a tertiary sulfonium salt. By arranging these salts as the above-mentioned cationic organic matter in the vicinity of the negative electrode 7, the cationic organic matter can be surely adsorbed on the surface of the negative electrode 7 and is effective without promoting generation of hydrogen on the surface of the negative electrode 7. The effects described above can be obtained.

【0049】また、高分子化合物に側鎖として導入する
カチオン性官能基の種類としては、トリメチルアンモニ
ウム基、ジメチルエチルアンモニウム基、メチルジエチ
ルアンモニウム基、トリエチルアンモニウム基、トリメ
チルホスホニウム基、ジメチルエチルホスホニウム基、
メチルジエチルホスホニウム基、トリエチルホスホニウ
ム基、ジメチルスルホニウム基、メチルエチルスルホニ
ウム基、ジエチルスルホニウム基などが好ましく、これ
らのうち、一種以上を側鎖として導入することが好まし
い。
The types of cationic functional groups introduced as side chains into the polymer compound include trimethylammonium group, dimethylethylammonium group, methyldiethylammonium group, triethylammonium group, trimethylphosphonium group, dimethylethylphosphonium group,
A methyldiethylphosphonium group, a triethylphosphonium group, a dimethylsulfonium group, a methylethylsulfonium group, a diethylsulfonium group and the like are preferable, and it is preferable to introduce at least one of them as a side chain.

【0050】また、カチオン性官能基としては、フッ化
アルキル基などの置換基を有するものも耐アルカリ性が
高いため好ましい。
As the cationic functional group, those having a substituent such as a fluorinated alkyl group are also preferable because they have high alkali resistance.

【0051】また、前記高分子化合物としては、スチレ
ンの重合体、または、スチレンとジビニルベンゼンの共
重合体であることが好ましい。これらの重合体もしくは
共重合体は良好な耐アルカリ性及び耐熱性を備えるた
め、前記高分子化合物としてこれらを用いることによ
り、長期に亘って確実に本発明の効果を得ることができ
る。しかしながら、本発明においては、前記高分子化合
物はこれらに限定されるものではなく、耐アルカリ性、
耐熱性等が良好なものであればいずれのものも用いるこ
とができる。
The polymer compound is preferably a polymer of styrene or a copolymer of styrene and divinylbenzene. Since these polymers or copolymers have good alkali resistance and heat resistance, by using them as the polymer compound, the effect of the present invention can be reliably obtained for a long period of time. However, in the present invention, the polymer compound is not limited to these, alkali resistance,
Any material can be used as long as it has good heat resistance and the like.

【0052】そして、前記高分子化合物においては、平
均分子量が1000〜100000であることが好まし
く、より好ましい平均分子量は5000〜50000で
ある。平均分子量が1000より低分子である場合、被
膜としての物理的強度を保つことが難しく、確実に機能
できない虞がある。また、平均分子量が100000よ
り高分子であると物理的強度が高くなりすぎ、剛直とな
るため、塗布作業が円滑に行なえないなど、作業性に問
題が生じる虞がある。
The average molecular weight of the polymer compound is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 5,000 to 50,000. When the average molecular weight is lower than 1000, it is difficult to maintain the physical strength of the coating film, and there is a possibility that the coating cannot function reliably. Further, when the average molecular weight is higher than 100,000, the physical strength becomes too high and it becomes rigid, so that there is a possibility that workability may be a problem such that the coating operation cannot be performed smoothly.

【0053】また、前記高分子化合物による負極表面被
膜の厚みは1μm〜500μmであることが好ましく、
より好ましい被膜の厚みは10μm〜100μmであ
る。前記高分子化合物による負極表面被膜の厚みが1μ
mより薄い場合、本発明の効果が十分に発揮されない虞
がある。また、前記高分子化合物による負極表面被膜の
厚みが500μmより厚い場合には、負荷特性の劣化な
ど電池性能に悪影響が生じる虞がある。したがって、高
分子化合物による負極表面被膜の厚みを1μm〜500
μmの範囲とすることにより、電池特性に悪影響を与え
ることなく、本発明の効果を確実に得ることができる。
The thickness of the negative electrode surface coating film of the polymer compound is preferably 1 μm to 500 μm,
A more preferable thickness of the coating is 10 μm to 100 μm. The thickness of the negative electrode surface coating of the polymer compound is 1 μm
If the thickness is less than m, the effect of the present invention may not be sufficiently exhibited. Further, when the thickness of the negative electrode surface coating film of the polymer compound is more than 500 μm, the battery performance may be adversely affected such as deterioration of load characteristics. Therefore, the thickness of the negative electrode surface coating of the polymer compound is set to 1 μm to 500 μm.
By setting the thickness in the range of μm, the effect of the present invention can be reliably obtained without adversely affecting the battery characteristics.

【0054】正極集電体6、負極集電体8としては、高
導電度であり水素過電圧の高いものであれば従来公知の
集電体のすべてが適用可能である。例えば、銅やニッケ
ルのメッシュあるいはパンチングメタルにスズメッキを
施したもの等が挙げられる。
As the positive electrode current collector 6 and the negative electrode current collector 8, all conventionally known current collectors can be applied as long as they have high conductivity and high hydrogen overvoltage. For example, a copper or nickel mesh or a punching metal plated with tin may be used.

【0055】また、絶縁性セパレータ4としては、耐ア
ルカリ性を有するとともにある程度の機械的強度を有
し、且つ電気抵抗が大きく保液性が良好な材料であれ
ば、従来公知のいかなる材料を用いてもかまわない。例
えば、ナイロン、ポリプロピレン、ジカルボン酸等によ
り架橋したポリビニルアルコール等の微孔を有する合成
樹脂の薄膜、またはこれらの繊維を織った織布及び不織
布または、セルロース繊維、ガラス繊維等が挙げられ
る。また、これらの複数種または同種の積層体であって
もかまわない。
As the insulating separator 4, any conventionally known material may be used as long as it has alkali resistance and mechanical strength to some extent, and has large electric resistance and good liquid retention. I don't care. For example, a thin film of synthetic resin having fine pores such as polyvinyl alcohol crosslinked with nylon, polypropylene, dicarboxylic acid, or the like, woven or non-woven fabric woven of these fibers, cellulose fiber, glass fiber, or the like can be given. Further, it may be a laminated body of a plurality of these kinds or the same kind.

【0056】また、アルカリ電解液としては、一般的な
水酸化カリウム水溶液を使用することができ、例えば正
極にニッケル電極を用いる場合には20重量%以上40
重量%以下の濃度とすることが好ましい。また、通常正
極性能向上のために添加される水酸化リチウム等の添加
剤は本発明の効果に悪影響を及ぼすことがないため、必
要に応じて適宜添加してもかまわない。
As the alkaline electrolyte, a general potassium hydroxide aqueous solution can be used. For example, when a nickel electrode is used for the positive electrode, it is 20% by weight or more and 40% by weight or more.
It is preferable that the concentration is not more than weight%. Further, since additives such as lithium hydroxide which are usually added for improving the positive electrode performance do not adversely affect the effects of the present invention, they may be appropriately added as necessary.

【0057】なお、上記においては、ジェリーロール型
のアルカリ亜鉛二次電池を例に挙げて説明したが、本発
明に係るアルカリ亜鉛二次電池の構成はこれに限られる
ものではなく、例えば、電極、セパレータを巻かずに積
層させたガム電池型方式等、種々の構成とすることが可
能である。この場合においても上記と同様の効果を得る
ことができる。
In the above description, the jelly roll type alkaline zinc secondary battery has been described as an example, but the configuration of the alkaline zinc secondary battery according to the present invention is not limited to this, and for example, an electrode may be used. It is possible to adopt various configurations such as a gum battery type system in which separators are laminated without being wound. Even in this case, the same effect as described above can be obtained.

【0058】そして、上記においては、アルカリ亜鉛二
次電池を例に説明したが、本発明の適用対象は、アルカ
リ亜鉛二次電池に限定されるものではなく、アルカリ亜
鉛一次電池にも適用することが可能である。アルカリ亜
鉛一次電池に本発明を適用することにより、上記と同様
の効果を得ることが可能である。すなわち、良好な容量
が維持されるとともに、耐漏液性に優れた高品質なアル
カリ亜鉛一次電池を実現することが可能である。そし
て、アルカリ亜鉛一次電池の場合も、電池の構成は特に
限定されるものではなく、コイン型電池等、種々の構成
の電池に適用することが可能である。
In the above description, the alkaline zinc secondary battery has been described as an example, but the application of the present invention is not limited to the alkaline zinc secondary battery, and the present invention is also applicable to the alkaline zinc primary battery. Is possible. By applying the present invention to an alkaline zinc primary battery, it is possible to obtain the same effects as above. That is, it is possible to realize a high-quality alkaline zinc primary battery that maintains excellent capacity and is excellent in liquid leakage resistance. Also in the case of the alkaline zinc primary battery, the structure of the battery is not particularly limited, and the battery can be applied to batteries having various structures such as a coin type battery.

【0059】[0059]

【実施例】以下においては、本発明を具体的な実施例に
基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は下記の記述
に限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described below in more detail based on specific examples, but the present invention is not limited to the following description.

【0060】まず、アルカリ亜鉛二次電池の負極表面
を、カチオン性有機物をカチオン性官能基として側鎖に
導入した高分子化合物により被覆した場合の、被覆条件
による漏液、内部短絡の抑制効果と電池特性について検
討した。
First, in the case where the negative electrode surface of the alkaline zinc secondary battery is coated with a polymer compound having a cationic organic group introduced into the side chain as a cationic functional group, the effect of suppressing liquid leakage and internal short circuit depending on the coating conditions. The battery characteristics were examined.

【0061】[サンプル1]サンプル1では、以下のよ
うにしてアルカリ亜鉛二次電池を作製した。
[Sample 1] In Sample 1, an alkaline zinc secondary battery was prepared as follows.

【0062】正極の作製 まず、正極活物質であるオキシ水酸化ニッケル80重量
部と、水酸化カルシウム1重量部と、黒鉛粉末10重量
部とを、らいかい乳鉢で30分間混合して混合物を得
た。次に、この混合物に、ポリテトラフルオロエチレン
2重量部、カルボキシメチルセルロースの3%水溶液を
10重量部加え、均一になるまで攪拌してスラリーを得
た。そして、このスラリーに集電体としての発泡ニッケ
ルを浸漬した後引き上げ、120℃の温度で12時間乾
燥し、線圧2トンにて圧延し正極を得た。
[0062]Fabrication of positive electrode First, 80 weight of nickel oxyhydroxide, which is the positive electrode active material
Parts, 1 part by weight of calcium hydroxide, 10 parts by weight of graphite powder
Parts and mix in a Raira mortar for 30 minutes to obtain a mixture.
It was Next, the polytetrafluoroethylene was added to this mixture.
2 parts by weight of a 3% aqueous solution of carboxymethyl cellulose
Add 10 parts by weight and stir until uniform to obtain a slurry.
It was Then, add the foamed nickel as a current collector to this slurry.
And then pull it up and dry at a temperature of 120 ° C for 12 hours.
It was dried and rolled under a linear pressure of 2 tons to obtain a positive electrode.

【0063】負極の作製 まず、負極活物質である亜鉛合金粉末(Al:50pp
m、Bi:100ppm、In:500ppm)70重
量部と、酸化亜鉛粉末35重量部と、ポリテトラフルオ
ロエチレン2重量部とを、らいかい乳鉢で30分間混合
して混合物を得た。次に、この混合物に、カルボキシメ
チルセルロースの3%水溶液を10重量部加えて均一に
なるまで攪拌してスラリーを得た。そして、このスラリ
ーを集電体としての銅製パンチングメタルに塗布し、1
20℃の温度で12時間乾燥し、線圧2トンにて圧延し
た。
[0063]Fabrication of negative electrode First, a zinc alloy powder (Al: 50 pp) that is a negative electrode active material.
m, Bi: 100 ppm, In: 500 ppm) 70 layers
Parts, 35 parts by weight of zinc oxide powder, and polytetrafluor
Mix 2 parts by weight of polyethylene in a raft mortar for 30 minutes
A mixture was obtained. Next, add carboxymeme to this mixture.
Add 10 parts by weight of 3% aqueous solution of chill cellulose and homogenize
It was stirred until it became a slurry. And this slurry
The copper punching metal as a current collector,
It is dried at a temperature of 20 ℃ for 12 hours and rolled at a linear pressure of 2 tons.
It was

【0064】さらに、負極を被覆する亜鉛粉末被覆高分
子化合物としてトリメチルアンモニウムクロリドをカチ
オン性官能基として導入した平均分子量10000のス
チレン重合体の2%トルエン溶液に浸漬した後引き上
げ、120℃の温度で2時間乾燥して負極を得た。
Further, as a zinc powder-coated polymer compound for coating the negative electrode, it was immersed in a 2% toluene solution of a styrene polymer having an average molecular weight of 10,000 and trimethylammonium chloride introduced as a cationic functional group, and then pulled up at a temperature of 120 ° C. After drying for 2 hours, a negative electrode was obtained.

【0065】ここで、負極における亜鉛粉末被覆高分子
化合物の平均塗布厚、すなわち被覆膜厚は、100μm
であった。平均塗布厚は、上記の亜鉛被覆高分子化合物
のトルエン溶液に重量既知の亜鉛版を浸漬した後引き上
げ、120℃の温度で2時間乾燥した後秤量したときの
重量と塗布面積とを予め測定しておき、これらの値と比
較することにより求めた。
Here, the average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, that is, the coating film thickness is 100 μm.
Met. The average coating thickness is obtained by immersing a zinc plate of known weight in the above-mentioned toluene solution of the zinc-coated polymer compound, pulling it up, drying it at a temperature of 120 ° C. for 2 hours, and then weighing it and measuring the coating area in advance. It was determined by comparison with these values.

【0066】電池の組立 上記において作製した正極を、縦40mm、横70mm
に切り出した後、その端部にニッケル製のリードを溶接
した。また上記において作製した負極を、縦40mm、
横80mmに切り出した後、その端部に銅製のリードを
溶接した。そして、縦42mm、横80mmに切り出し
たビニロン・レーヨン製不織布をセパレターとして両極
の間に配する形で、正極、セパレーター、負極を積層し
た積層体を形成し、該積層体を巻いてスパイラル状に成
形することにより電極素子を得た。
[0066]Battery assembly The positive electrode produced above is 40 mm long and 70 mm wide.
Welded nickel lead to the end after cutting into
did. In addition, the negative electrode produced above was
After cutting it out to a width of 80 mm, add copper leads to its ends.
Welded. And cut out to 42mm in length and 80mm in width
Non-woven vinylon rayon as a bipolar separator
The positive electrode, the separator, and the negative electrode are laminated in the form of being placed between
To form a laminated body, and wind the laminated body to form a spiral shape.
An electrode element was obtained by shaping.

【0067】次に、負極リード線を負極蓋に溶接し、ポ
リプロピレン製パッキングが挿入された正極缶に当該電
池素子を挿入し、電解液3gを注入後、正極缶の開口部
を内側にかしめることによりサンプル1のアルカリ亜鉛
二次電池を得た。ここで、電解液は、39重量%水酸化
カリウム水溶液を使用した。また、この電池において
は、電池容量を正極容量で規制するために、正極と負極
との電気化学的な容量比を1:1.5とした。更に、電
池缶内の空隙率は5体積%とした。
Next, the negative electrode lead wire is welded to the negative electrode lid, the battery element is inserted into the positive electrode can in which the polypropylene packing is inserted, 3 g of the electrolytic solution is injected, and the opening of the positive electrode can is caulked inside. Thus, an alkaline zinc secondary battery of Sample 1 was obtained. Here, a 39 wt% potassium hydroxide aqueous solution was used as the electrolytic solution. Further, in this battery, in order to regulate the battery capacity by the positive electrode capacity, the electrochemical capacity ratio between the positive electrode and the negative electrode was set to 1: 1.5. Further, the porosity in the battery can was set to 5% by volume.

【0068】[サンプル2]亜鉛被覆高分子化合物に用
いたスチレン重合体の平均分子量が1000である以外
は、サンプル1と同様にしてサンプル2のアルカリ亜鉛
二次電池を作製した。また、サンプル1と同様にして求
めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物の平均塗布
厚は、100μmであった。
[Sample 2] An alkaline zinc secondary battery of Sample 2 was prepared in the same manner as Sample 1 except that the styrene polymer used for the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 1,000. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 100 μm.

【0069】[サンプル3]亜鉛被覆高分子化合物に用
いたスチレン重合体の平均分子量が5000である以外
は、サンプル1と同様にしてサンプル3のアルカリ亜鉛
二次電池を作製した。また、サンプル1と同様にして求
めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物の平均塗布
厚は、100μmであった。
[Sample 3] An alkaline zinc secondary battery of Sample 3 was prepared in the same manner as Sample 1, except that the styrene polymer used for the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 5000. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 100 μm.

【0070】[サンプル4]亜鉛被覆高分子化合物に用
いたスチレン重合体の平均分子量が50000である以
外は、サンプル1と同様にしてサンプル4のアルカリ亜
鉛二次電池を作製した。また、サンプル1と同様にして
求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物の平均塗
布厚は、100μmであった。
[Sample 4] An alkaline zinc secondary battery of Sample 4 was produced in the same manner as in Sample 1, except that the styrene polymer used in the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 50,000. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 100 μm.

【0071】[サンプル5]亜鉛被覆高分子化合物に用
いたスチレン重合体の平均分子量が100000である
以外は、サンプル1と同様にしてサンプル5のアルカリ
亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1と同様にし
て求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物の平均
塗布厚は、100μmであった。
[Sample 5] An alkaline zinc secondary battery of Sample 5 was prepared in the same manner as in Sample 1, except that the styrene polymer used in the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 100,000. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 100 μm.

【0072】[サンプル6]亜鉛被覆高分子化合物に用
いたスチレン重合体の平均分子量が1000であり、当
該スチレン重合体のトルエン溶液濃度が0.2%である
こと以外は、サンプル1と同様にしてサンプル6のアル
カリ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1と同様
にして求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物の
平均塗布厚は、10μmであった。
[Sample 6] The same as sample 1 except that the styrene polymer used in the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 1000 and the concentration of the toluene solution of the styrene polymer was 0.2%. As a result, a sample 6 alkaline zinc secondary battery was produced. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 10 μm.

【0073】[サンプル7]亜鉛被覆高分子化合物に用
いたスチレン重合体の平均分子量が5000である以外
は、サンプル6と同様にしてサンプル7のアルカリ亜鉛
二次電池を作製した。また、サンプル1と同様にして求
めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物の平均塗布
厚は、10μmであった。
[Sample 7] An alkaline zinc secondary battery of Sample 7 was prepared in the same manner as Sample 6 except that the styrene polymer used as the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 5000. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 10 μm.

【0074】[サンプル8]亜鉛被覆高分子化合物に用
いたスチレン重合体の平均分子量が10000である以
外は、サンプル6と同様にしてサンプル8のアルカリ亜
鉛二次電池を作製した。また、サンプル1と同様にして
求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物の平均塗
布厚は、10μmであった。
[Sample 8] An alkaline zinc secondary battery of Sample 8 was prepared in the same manner as Sample 6 except that the styrene polymer used for the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 10,000. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 10 μm.

【0075】[サンプル9]亜鉛被覆高分子化合物に用
いたスチレン重合体の平均分子量が50000である以
外は、サンプル6と同様にしてサンプル9のアルカリ亜
鉛二次電池を作製した。また、サンプル1と同様にして
求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物の平均塗
布厚は、10μmであった。
[Sample 9] An alkaline zinc secondary battery of Sample 9 was prepared in the same manner as Sample 6 except that the styrene polymer used for the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 50,000. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 10 μm.

【0076】[サンプル10]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が100000であ
る以外は、サンプル6と同様にしてサンプル10のアル
カリ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1と同様
にして求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物の
平均塗布厚は、10μmであった。
[Sample 10] An alkaline zinc secondary battery of Sample 10 was produced in the same manner as Sample 6 except that the styrene polymer used for the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 100,000. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 10 μm.

【0077】[サンプル11]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が1000であり、
当該スチレン重合体のトルエン溶液濃度が0.02%で
あること以外は、サンプル1と同様にしてサンプル11
のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1
と同様にして求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化
合物の平均塗布厚は、1μmであった。
[Sample 11] The styrene polymer used for the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 1,000,
Sample 11 was prepared in the same manner as Sample 1 except that the toluene solution concentration of the styrene polymer was 0.02%.
Alkaline zinc secondary battery was manufactured. Also, sample 1
The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in 1., was 1 μm.

【0078】[サンプル12]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が5000である以
外は、サンプル11と同様にしてサンプル12のアルカ
リ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1と同様に
して求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物の平
均塗布厚は、1μmであった。
[Sample 12] An alkaline zinc secondary battery of Sample 12 was produced in the same manner as in Sample 11, except that the styrene polymer used in the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 5000. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 1 μm.

【0079】[サンプル13]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が10000である
以外は、サンプル11と同様にしてサンプル13のアル
カリ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1と同様
にして求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物の
平均塗布厚は、1μmであった。
[Sample 13] An alkaline zinc secondary battery of Sample 13 was produced in the same manner as in Sample 11, except that the styrene polymer used for the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 10,000. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 1 μm.

【0080】[サンプル14]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が50000である
以外は、サンプル11と同様にしてサンプル14のアル
カリ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1と同様
にして求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物の
平均塗布厚は、1μmであった。
[Sample 14] An alkaline zinc secondary battery of Sample 14 was prepared in the same manner as Sample 11 except that the styrene polymer used for the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 50,000. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 1 μm.

【0081】[サンプル15]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が100000であ
る以外は、サンプル11と同様にしてサンプル15のア
ルカリ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1と同
様にして求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物
の平均塗布厚は、1μmであった。
[Sample 15] An alkaline zinc secondary battery of Sample 15 was prepared in the same manner as Sample 11 except that the styrene polymer used for the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 100,000. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 1 μm.

【0082】[サンプル16]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が1000であり、
当該スチレン重合体のトルエン溶液濃度が10%である
こと以外は、サンプル1と同様にしてサンプル16のア
ルカリ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1と同
様にして求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物
の平均塗布厚は、500μmであった。
[Sample 16] The average molecular weight of the styrene polymer used for the zinc-coated polymer compound was 1,000,
An alkaline zinc secondary battery of Sample 16 was produced in the same manner as Sample 1 except that the toluene solution concentration of the styrene polymer was 10%. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 500 μm.

【0083】[サンプル17]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が5000である以
外は、サンプル16と同様にしてサンプル17のアルカ
リ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1と同様に
して求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物の平
均塗布厚は、500μmであった。
[Sample 17] An alkaline zinc secondary battery of Sample 17 was produced in the same manner as in Sample 16, except that the styrene polymer used in the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 5000. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 500 μm.

【0084】[サンプル18]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が10000である
以外は、サンプル16と同様にしてサンプル18のアル
カリ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1と同様
にして求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物の
平均塗布厚は、500μmであった。
[Sample 18] An alkaline zinc secondary battery of Sample 18 was produced in the same manner as in Sample 16, except that the styrene polymer used in the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 10,000. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 500 μm.

【0085】[サンプル19]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が50000である
以外は、サンプル16と同様にしてサンプル19のアル
カリ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1と同様
にして求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物の
平均塗布厚は、500μmであった。
[Sample 19] An alkaline zinc secondary battery of Sample 19 was produced in the same manner as in Sample 16, except that the styrene polymer used in the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 50,000. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 500 μm.

【0086】[サンプル20]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が100000であ
る以外は、サンプル16と同様にしてサンプル20のア
ルカリ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1と同
様にして求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物
の平均塗布厚は、500μmであった。
[Sample 20] An alkaline zinc secondary battery of Sample 20 was produced in the same manner as in Sample 16, except that the styrene polymer used in the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 100,000. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 500 μm.

【0087】[サンプル21]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が500であり、当
該スチレン重合体のトルエン溶液濃度が0.002%で
あること以外は、サンプル1と同様にしてサンプル21
のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1
と同様にして求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化
合物の平均塗布厚は、0.1μmであった。
[Sample 21] The same as sample 1 except that the styrene polymer used in the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 500 and the concentration of the toluene solution of the styrene polymer was 0.002%. Sample 21
Alkaline zinc secondary battery was manufactured. Also, sample 1
The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound in the negative electrode was 0.1 μm, which was determined in the same manner as in.

【0088】[サンプル22]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が1000である以
外は、サンプル21と同様にしてサンプル22のアルカ
リ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1と同様に
して求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物の平
均塗布厚は、0.1μmであった。
[Sample 22] An alkaline zinc secondary battery of Sample 22 was prepared in the same manner as Sample 21, except that the styrene polymer used for the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 1,000. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 0.1 μm.

【0089】[サンプル23]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が5000である以
外は、サンプル21と同様にしてサンプル23のアルカ
リ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1と同様に
して求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物の平
均塗布厚は、0.1μmであった。
[Sample 23] An alkaline zinc secondary battery of Sample 23 was prepared in the same manner as Sample 21, except that the styrene polymer used as the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 5000. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 0.1 μm.

【0090】[サンプル24]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が10000である
以外は、サンプル21と同様にしてサンプル24のアル
カリ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1と同様
にして求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物の
平均塗布厚は、0.1μmであった。
[Sample 24] An alkaline zinc secondary battery of Sample 24 was produced in the same manner as in Sample 21, except that the styrene polymer used in the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 10,000. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 0.1 μm.

【0091】[サンプル25]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が500であり、当
該スチレン重合体のトルエン溶液濃度が0.02%であ
ること以外は、サンプル1と同様にしてサンプル25の
アルカリ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1と
同様にして求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合
物の平均塗布厚は、1μmであった。
[Sample 25] The same procedure as in Sample 1 except that the styrene polymer used for the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 500, and the toluene solution concentration of the styrene polymer was 0.02%. As a result, a sample 25 alkaline zinc secondary battery was produced. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 1 μm.

【0092】[サンプル26]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が500000であ
り、当該スチレン重合体のトルエン溶液濃度が0.00
2%であること以外は、サンプル1と同様にしてサンプ
ル26のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。また、サン
プル1と同様にして求めた負極における亜鉛粉末被覆高
分子化合物の平均塗布厚は、1μmであった。
[Sample 26] The average molecular weight of the styrene polymer used for the zinc-coated polymer compound was 500,000, and the toluene solution concentration of the styrene polymer was 0.00.
An alkaline zinc secondary battery of Sample 26 was made in the same manner as Sample 1 except that the content was 2%. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 1 μm.

【0093】[サンプル27]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が500であり、当
該スチレン重合体のトルエン溶液濃度が0.2%である
こと以外は、サンプル1と同様にしてサンプル27のア
ルカリ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1と同
様にして求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物
の平均塗布厚は、10μmであった。
[Sample 27] The same procedure as in Sample 1 except that the styrene polymer used for the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 500 and the concentration of the toluene solution of the styrene polymer was 0.2%. As a result, a sample 27 alkaline zinc secondary battery was prepared. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 10 μm.

【0094】[サンプル28]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が500000であ
り、当該スチレン重合体のトルエン溶液濃度が0.2%
であること以外は、サンプル1と同様にしてサンプル2
8のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル
1と同様にして求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子
化合物の平均塗布厚は、10μmであった。
[Sample 28] The average molecular weight of the styrene polymer used for the zinc-coated polymer compound was 500,000, and the toluene solution concentration of the styrene polymer was 0.2%.
Sample 2 is the same as Sample 1 except that
No. 8 alkaline zinc secondary battery was produced. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 10 μm.

【0095】[サンプル29]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が500であり、当
該スチレン重合体のトルエン溶液濃度が2%であること
以外は、サンプル1と同様にしてサンプル29のアルカ
リ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1と同様に
して求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物の平
均塗布厚は、100μmであった。
[Sample 29] A sample was prepared in the same manner as in Sample 1 except that the styrene polymer used for the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 500 and the toluene solution concentration of the styrene polymer was 2%. 29 alkaline zinc secondary batteries were produced. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 100 μm.

【0096】[サンプル30]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が500000であ
り、当該スチレン重合体のトルエン溶液濃度が2%であ
ること以外は、サンプル1と同様にしてサンプル30の
アルカリ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1と
同様にして求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合
物の平均塗布厚は、100μmであった。
[Sample 30] A sample was prepared in the same manner as in Sample 1 except that the styrene polymer used for the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 500,000 and the concentration of the toluene solution of the styrene polymer was 2%. Thirty alkaline zinc secondary batteries were produced. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 100 μm.

【0097】[サンプル31]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が5000であり、
当該スチレン重合体のトルエン溶液濃度が10%である
こと以外は、サンプル1と同様にしてサンプル31のア
ルカリ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1と同
様にして求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化合物
の平均塗布厚は、500μmであった。
[Sample 31] The average molecular weight of the styrene polymer used for the zinc-coated polymer compound was 5,000,
An alkaline zinc secondary battery of Sample 31 was produced in the same manner as Sample 1 except that the toluene solution concentration of the styrene polymer was 10%. The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode, which was determined in the same manner as in Sample 1, was 500 μm.

【0098】[サンプル32]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が500000であ
り、当該スチレン重合体のトルエン溶液濃度が10%で
あること以外は、サンプル1と同様にしてサンプル32
のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1
と同様にして求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化
合物の平均塗布厚は、500μmであった。
[Sample 32] A sample was prepared in the same manner as in Sample 1 except that the styrene polymer used for the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 500,000 and the toluene solution concentration of the styrene polymer was 10%. 32
Alkaline zinc secondary battery was manufactured. Also, sample 1
The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound on the negative electrode was 500 μm, which was determined in the same manner as in.

【0099】[サンプル33]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が10000であ
り、当該スチレン重合体のトルエン溶液濃度が20%で
あること以外は、サンプル1と同様にしてサンプル33
のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1
と同様にして求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化
合物の平均塗布厚は、1000μmであった。
[Sample 33] A sample was prepared in the same manner as in Sample 1 except that the styrene polymer used for the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 10,000 and the concentration of the toluene solution of the styrene polymer was 20%. 33
Alkaline zinc secondary battery was manufactured. Also, sample 1
The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound in the negative electrode was 1000 μm, which was determined in the same manner as in.

【0100】[サンプル34]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が50000であ
り、当該スチレン重合体のトルエン溶液濃度が20%で
あること以外は、サンプル1と同様にしてサンプル34
のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1
と同様にして求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化
合物の平均塗布厚は、1000μmであった。
[Sample 34] A sample was prepared in the same manner as in Sample 1 except that the styrene polymer used for the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 50,000 and the toluene solution concentration of the styrene polymer was 20%. 34
Alkaline zinc secondary battery was manufactured. Also, sample 1
The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound in the negative electrode was 1000 μm, which was determined in the same manner as in.

【0101】[サンプル35]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が100000であ
り、当該スチレン重合体のトルエン溶液濃度が20%で
あること以外は、サンプル1と同様にしてサンプル35
のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1
と同様にして求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化
合物の平均塗布厚は、1000μmであった。
[Sample 35] A sample was prepared in the same manner as in Sample 1 except that the styrene polymer used for the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 100,000 and the toluene solution concentration of the styrene polymer was 20%. 35
Alkaline zinc secondary battery was manufactured. Also, sample 1
The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound in the negative electrode was 1000 μm, which was determined in the same manner as in.

【0102】[サンプル36]亜鉛被覆高分子化合物に
用いたスチレン重合体の平均分子量が500000であ
り、当該スチレン重合体のトルエン溶液濃度が20%で
あること以外は、サンプル1と同様にしてサンプル36
のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。また、サンプル1
と同様にして求めた負極における亜鉛粉末被覆高分子化
合物の平均塗布厚は、1000μmであった。
[Sample 36] A sample was prepared in the same manner as in Sample 1 except that the styrene polymer used for the zinc-coated polymer compound had an average molecular weight of 500,000 and the toluene solution concentration of the styrene polymer was 20%. 36
Alkaline zinc secondary battery was manufactured. Also, sample 1
The average coating thickness of the zinc powder-coated polymer compound in the negative electrode was 1000 μm, which was determined in the same manner as in.

【0103】[サンプル37]亜鉛被覆高分子化合物に
よる被覆を行わないこと以外は、サンプル1と同様にし
てサンプル37のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。
[Sample 37] An alkaline zinc secondary battery of Sample 37 was produced in the same manner as in Sample 1 except that coating with the zinc-coated polymer compound was not performed.

【0104】以上のようにして作製したサンプル1〜サ
ンプル37のアルカリ亜鉛二次電池について耐漏液性、
サイクル寿命及び放電時間の評価を行った。サイクル寿
命の評価は内部短絡率により評価し、内部短絡率が低い
ものについてはサイクル寿命が長いものと評価し、内部
短絡率が高いものについてはサイクル寿命が短いものと
評価した。まず、アルカリ亜鉛二次電池の耐漏液性の評
価方法について説明する。
Regarding the alkaline zinc secondary batteries of Sample 1 to Sample 37 produced as described above, the liquid leakage resistance,
The cycle life and discharge time were evaluated. The cycle life was evaluated by the internal short-circuit rate. Those with a low internal short-circuit rate were evaluated as having a long cycle life, and those with a high internal short-circuit rate were evaluated as having a short cycle life. First, a method for evaluating the leakage resistance of the alkaline zinc secondary battery will be described.

【0105】耐漏液性の評価方法 まず、サンプル1〜サンプル37のアルカリ亜鉛二次電
池を条件毎に各100個用意し、それぞれについて充放
電サイクルを行った後、充電した電池を60℃の温度で
10日間保存した。その後、目視判定で漏液が観察され
た電池の個数が総数(100個)に占める割合より漏液
率(%)を求めた。なお、充放電サイクルでは、100
mAの定電流にて終止電圧が1.0Vになるまで放電
し、200mAの定電流、1.90V定電圧にて10時
間充電を行った。そして、以上の工程を1サイクルとし
て、この工程を20サイクル繰り返し行った。その結果
を表1に示す。
[0105]Leakage resistance evaluation method First, the alkaline zinc secondary batteries of Sample 1 to Sample 37
Prepare 100 ponds for each condition, and replenish each
After the electric cycle, charge the battery at 60 ℃
It was stored for 10 days. After that, liquid leakage was observed by visual inspection.
Leakage from the ratio of the total number of batteries (100)
The rate (%) was calculated. In the charge / discharge cycle, 100
Discharge at constant current of mA until the final voltage reaches 1.0V
At a constant current of 200 mA and a constant voltage of 1.90 V at 10:00
It was charged for a while. And the above steps are considered as one cycle
Then, this process was repeated 20 cycles. as a result
Is shown in Table 1.

【0106】次に、アルカリ亜鉛二次電池の内部短絡率
の評価方法について以下に説明する。
Next, a method for evaluating the internal short circuit rate of the alkaline zinc secondary battery will be described below.

【0107】内部短絡率の評価方法 まず、サンプル1〜サンプル37のアルカリ亜鉛二次電
池を条件毎に各100個用意し、それぞれについて充放
電サイクルを行った後、充電した電池を2時間室温にて
放置して開路電圧を測定した。更にこれらの電池を24
時間室温にて放置した後に、再度開路電圧を測定した。
そして、室温24時間放置前後の電圧降下幅(ΔV)が
100mV以上の電池を内部短絡電池として、その個数
が総数(100個)に占める割合より内部短絡率(%)
を求めた。なお、充放電サイクルでは100mAの定電
流にて終止電圧が1.0Vになるまで放電し、200m
A定電流1.90V定電圧にて10時間充電を行った。
そして、以上の工程を1サイクルとして、この工程を3
0サイクル繰り返し行った。その結果を表1に示す。
[0107]Internal short-circuit rate evaluation method First, the alkaline zinc secondary batteries of Sample 1 to Sample 37
Prepare 100 ponds for each condition, and replenish each
After the electric cycle, charge the battery for 2 hours at room temperature.
The circuit was allowed to stand and the open circuit voltage was measured. In addition, these batteries
After being left at room temperature for an hour, the open circuit voltage was measured again.
And, the voltage drop width (ΔV) before and after left at room temperature for 24 hours is
Number of batteries with 100 mV or more as internal short-circuit batteries
Internal short-circuit rate (%) from the percentage of the total number (100)
I asked. In addition, in the charge / discharge cycle, a constant current of 100 mA
Discharge until the final voltage reaches 1.0 V in a current of 200 m
Charging was performed for 10 hours at A constant current of 1.90V constant voltage.
And, the above process is regarded as one cycle, and this process is divided into 3
The cycle was repeated 0 times. The results are shown in Table 1.

【0108】放電時間 100mAの定電流にて終止電圧が1.0Vになるまで
放電し、200mA定電流1.90V定電圧にて10時
間充電を行った。そして、以上の工程を1サイクルとし
て、この工程を30サイクル繰り返し行った。このとき
の30サイクル目の放電時間を本実施例の放電時間とし
た。その結果を表1に示す。
[0108]Discharge time Until the final voltage reaches 1.0V at a constant current of 100mA
Discharged at 200mA constant current 1.90V constant voltage at 10:00
It was charged for a while. And the above steps are considered as one cycle
Then, this step was repeated 30 cycles. At this time
The discharge time of the 30th cycle is defined as the discharge time of this embodiment.
It was The results are shown in Table 1.

【0109】[0109]

【表1】 [Table 1]

【0110】まず、表1より判るように、負極表面を、
カチオン性有機物をカチオン性官能基として側鎖に導入
した高分子化合物により被覆することにより、漏液率も
しくは内部短絡率において改善効果が認められる。そし
て、表1において、サンプル1〜サンプル20とサンプ
ル21〜サンプル37とを比較することにより、前記亜
鉛被覆高分子化合物の平均分子量が1000〜1000
00の条件において、被覆膜厚を1μm〜500μmと
した場合、十分な放電容量が得られるとともに、漏液、
内部短絡が効果的に抑制されていることが判る。また、
表1より、この改善効果、すなわち漏液、内部短絡の抑
制効果は、上記平均分子量が5000〜50000の条
件において、被覆膜厚を10μm〜100μmとしたと
きに最も顕著となり、十分な放電容量を維持しつつ、漏
液、内部短絡について良好な抑制効果が得られることが
判る。
First, as can be seen from Table 1, the surface of the negative electrode was
By coating with a polymer compound in which a cationic organic group is introduced into the side chain as a cationic functional group, the effect of improving the liquid leakage rate or the internal short circuit rate is recognized. Then, in Table 1, by comparing Sample 1 to Sample 20 and Sample 21 to Sample 37, the average molecular weight of the zinc-coated polymer compound was 1000 to 1000.
Under the condition of No. 00, when the coating film thickness is 1 μm to 500 μm, sufficient discharge capacity is obtained and liquid leakage,
It can be seen that the internal short circuit is effectively suppressed. Also,
From Table 1, this improvement effect, that is, the effect of suppressing liquid leakage and internal short-circuiting, becomes most remarkable when the coating film thickness is 10 μm to 100 μm under the above-mentioned average molecular weight of 5,000 to 50,000, and sufficient discharge capacity is obtained. It can be seen that, while maintaining the above, a good suppressing effect on liquid leakage and internal short circuit can be obtained.

【0111】サンプル1〜サンプル20において上記の
改善効果がこのような傾向を発現する理由については明
確になっていないが、サンプル21〜サンプル37にお
いて改善効果のばらつきが生じ、漏液もしくは内部短絡
の抑制効果、または放電時間について良好な結果が得ら
れなかった理由については以下のように考えられる。
Although the reason why the above-mentioned improvement effect is exhibited in Samples 1 to 20 is not clear, variations in the improvement effect occur in Samples 21 to 37, resulting in leakage or internal short circuit. The reason why a good result is not obtained with respect to the suppression effect or the discharge time is considered as follows.

【0112】まず、実際の負極は亜鉛合金粉、酸化亜鉛
粉の集合体であり、亜鉛板を用いて算出される被覆膜厚
が0.1μmのように非常に薄い場合は、放電時間は十
分な値が得られているが、漏液及び内部短絡の抑制効果
においては不十分な結果となっている。これは、負極に
おける被覆膜厚が0.1μmのように非常に薄い場合
は、当該電極においてはある程度の膜厚分布が当然考え
られることから被覆の不完全な部分が存在し、漏液及び
内部短絡の抑制効果を不完全なものとしているためと考
えられる。したがって、同条件の場合、被覆膜厚をある
程度の厚みとすることにより、漏液及び内部短絡の抑制
効果を向上させることが可能であると考えられ、これは
被覆膜厚を1μmとすることにより漏液及び内部短絡の
抑制効果が格段に向上し良好な抑制効果が得られている
ことから確認できる。
First, the actual negative electrode is an aggregate of zinc alloy powder and zinc oxide powder, and when the coating film thickness calculated using a zinc plate is very thin, such as 0.1 μm, the discharge time is Although a sufficient value is obtained, the result is insufficient in the effect of suppressing liquid leakage and internal short circuit. This is because when the coating film thickness on the negative electrode is very thin, such as 0.1 μm, a certain amount of film thickness distribution is naturally conceivable on the electrode, and therefore there is an incomplete coating portion, which may cause liquid leakage and leakage. This is probably because the effect of suppressing the internal short circuit is imperfect. Therefore, under the same conditions, it is considered possible to improve the effect of suppressing liquid leakage and internal short circuit by making the coating film thickness to some extent, which makes the coating film thickness 1 μm. This can be confirmed from the fact that the effect of suppressing liquid leakage and internal short circuit is remarkably improved and a good suppressing effect is obtained.

【0113】また、被覆膜厚を1000μmとした場合
は、漏液率及び内部短絡率においては良好な値が得られ
ており、漏液及び内部短絡の抑制効果においては十分な
効果が得られている。一方、放電時間については若干低
下しており不十分な値となっている。これは、被覆膜の
抵抗が無視できないほどに大きくなり、その結果、放電
容量が減少するものと考えられる。
When the coating film thickness is 1000 μm, good values are obtained in the liquid leakage rate and the internal short circuit rate, and a sufficient effect can be obtained in the effect of suppressing the liquid leakage and the internal short circuit. ing. On the other hand, the discharge time is slightly decreased and becomes an insufficient value. It is considered that the resistance of the coating film becomes so large that it cannot be ignored, and as a result, the discharge capacity decreases.

【0114】また、亜鉛被覆高分子化合物の平均分子量
を500とした場合は、被覆膜厚を500μmと厚くし
ても、膜自身の堅牢性が不十分であり、電解液の染み込
みや膨潤などが引き起こされ、その結果、亜鉛酸イオン
の拡散が起きるためと考えられる。
When the average molecular weight of the zinc-coated polymer compound is 500, the robustness of the film itself is insufficient even if the coating film thickness is increased to 500 μm, so that the electrolyte solution is impregnated or swelled. It is considered that this is caused by the diffusion of zincate ions as a result.

【0115】そして、亜鉛被覆高分子化合物の平均分子
量が500000と大きい場合は、当該高分子化合物溶
液の均一性が不十分となるため、負極の被覆膜厚の均一
性に問題が生じ、被覆膜厚が1000μmと十分に厚い
場合にはその厚みの効果により効果が得られているが、
それ以下の厚みの場合には部分的に被覆効果の小さい領
域が存在するために効果が不十分となっていると考えら
れる。
When the average molecular weight of the zinc-coated polymer compound is as large as 500,000, the uniformity of the polymer compound solution becomes insufficient, which causes a problem in the uniformity of the coating film thickness of the negative electrode. When the covering film thickness is sufficiently thick as 1000 μm, the effect is obtained by the effect of the thickness,
When the thickness is less than that, it is considered that the effect is insufficient because there is a region where the coating effect is small.

【0116】以上のことを勘案すると、前記亜鉛被覆高
分子化合物の平均分子量は1000〜100000の範
囲とすることが好ましく、5000〜50000の範囲
とすることがより好ましく、また、被覆膜厚は1μm〜
500μmの範囲とすることが好ましいといえる。そし
て、この2つの条件をともに満たした場合に、漏液、内
部短絡の抑制効果及び放電時間が非常に良好な高品質の
アルカリ亜鉛二次電池が構成可能であると考えられる。
Taking the above into consideration, the average molecular weight of the zinc-coated polymer compound is preferably in the range of 1,000 to 100,000, more preferably in the range of 5,000 to 50,000, and the coating film thickness is 1 μm ~
It can be said that the range of 500 μm is preferable. When both of these two conditions are satisfied, it is considered possible to construct a high-quality alkaline zinc secondary battery that has an excellent effect of suppressing liquid leakage, internal short circuit, and discharge time.

【0117】次に、カチオン性官能基のアルキル鎖長さ
による、アルカリ亜鉛二次電池の漏液、内部短絡に及ぼ
す効果について以下サンプル38〜サンプル53の結果
に基づいて説明する。なお、サンプル38〜サンプル4
7においては、カチオン性官能基として長鎖アルキル基
の炭素数が2以下のカチオン性官能基を使用し、サンプ
ル48〜サンプル53においては、カチオン性官能基と
して長鎖アルキル基の炭素数が3以上のカチオン性官能
基を使用した。
Next, the effect of the alkyl chain length of the cationic functional group on the liquid leakage and internal short circuit of the alkaline zinc secondary battery will be described based on the results of Samples 38 to 53 below. Sample 38 to sample 4
In No. 7, a long-chain alkyl group having a carbon number of 2 or less is used as the cationic functional group, and in Samples 48 to 53, the long-chain alkyl group has 3 carbon atoms as the cationic functional group. The above cationic functional groups were used.

【0118】[サンプル38]亜鉛被覆高分子化合物に
おいてトリエチルアンモニウムクロリドをカチオン性官
能基として導入した以外は、サンプル1と同様にしてサ
ンプル38のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。
[Sample 38] An alkaline zinc secondary battery of Sample 38 was produced in the same manner as in Sample 1, except that triethylammonium chloride was introduced as a cationic functional group in the zinc-coated polymer compound.

【0119】[サンプル39]亜鉛被覆高分子化合物に
おいてエチルジメチルアンモニウムクロリドをカチオン
性官能基として導入した以外は、サンプル1と同様にし
てサンプル39のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。
[Sample 39] An alkaline zinc secondary battery of Sample 39 was produced in the same manner as in Sample 1 except that ethyldimethylammonium chloride was introduced as a cationic functional group in the zinc-coated polymer compound.

【0120】[サンプル40]亜鉛被覆高分子化合物に
おいてジエチルメチルアンモニウムクロリドをカチオン
性官能基として導入した以外は、サンプル1と同様にし
てサンプル40のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。
[Sample 40] An alkaline zinc secondary battery of Sample 40 was produced in the same manner as in Sample 1 except that diethylmethylammonium chloride was introduced as a cationic functional group in the zinc-coated polymer compound.

【0121】[サンプル41]亜鉛被覆高分子化合物に
おいてトリメチルホスホニウムクロリドをカチオン性官
能基として導入した以外は、サンプル1と同様にしてサ
ンプル41のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。
[Sample 41] An alkaline zinc secondary battery of Sample 41 was produced in the same manner as in Sample 1 except that trimethylphosphonium chloride was introduced as a cationic functional group in the zinc-coated polymer compound.

【0122】[サンプル42]亜鉛被覆高分子化合物に
おいてトリエチルホスホニウムクロリドをカチオン性官
能基として導入した以外は、サンプル1と同様にしてサ
ンプル42のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。
[Sample 42] An alkaline zinc secondary battery of Sample 42 was prepared in the same manner as in Sample 1 except that triethylphosphonium chloride was introduced as a cationic functional group in the zinc-coated polymer compound.

【0123】[サンプル43]亜鉛被覆高分子化合物に
おいてエチルジメチルホスホニウムクロリドをカチオン
性官能基として導入した以外は、サンプル1と同様にし
てサンプル43のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。
[Sample 43] An alkaline zinc secondary battery of Sample 43 was produced in the same manner as in Sample 1 except that ethyldimethylphosphonium chloride was introduced as a cationic functional group in the zinc-coated polymer compound.

【0124】[サンプル44]亜鉛被覆高分子化合物に
おいてジエチルメチルホスホニウムクロリドをカチオン
性官能基として導入した以外は、サンプル1と同様にし
てサンプル44のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。
[Sample 44] An alkaline zinc secondary battery of Sample 44 was produced in the same manner as in Sample 1 except that diethylmethylphosphonium chloride was introduced as a cationic functional group in the zinc-coated polymer compound.

【0125】[サンプル45]亜鉛被覆高分子化合物に
おいてジメチルスルホニウムクロリドをカチオン性官能
基として導入した以外は、サンプル1と同様にしてサン
プル45のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。
[Sample 45] An alkaline zinc secondary battery of Sample 45 was prepared in the same manner as in Sample 1 except that dimethylsulfonium chloride was introduced as a cationic functional group in the zinc-coated polymer compound.

【0126】[サンプル46]亜鉛被覆高分子化合物に
おいてジエチルスルホニウムクロリドをカチオン性官能
基として導入した以外は、サンプル1と同様にしてサン
プル46のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。
[Sample 46] An alkaline zinc secondary battery of Sample 46 was produced in the same manner as in Sample 1 except that diethylsulfonium chloride was introduced as a cationic functional group in the zinc-coated polymer compound.

【0127】[サンプル47]亜鉛被覆高分子化合物に
おいてエチルメチルスルホニウムクロリドをカチオン性
官能基として導入した以外は、サンプル1と同様にして
サンプル47のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。
[Sample 47] An alkaline zinc secondary battery of Sample 47 was prepared in the same manner as in Sample 1 except that ethylmethylsulfonium chloride was introduced as a cationic functional group in the zinc-coated polymer compound.

【0128】[サンプル48]亜鉛被覆高分子化合物に
おいてジメチルプロピルアンモニウムクロリドをカチオ
ン性官能基として導入した以外は、サンプル1と同様に
してサンプル48のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。
[Sample 48] An alkaline zinc secondary battery of Sample 48 was produced in the same manner as in Sample 1 except that dimethylpropylammonium chloride was introduced as a cationic functional group in the zinc-coated polymer compound.

【0129】[サンプル49]亜鉛被覆高分子化合物に
おいてエチルメチルプロピルアンモニウムクロリドをカ
チオン性官能基として導入した以外は、サンプル1と同
様にしてサンプル49のアルカリ亜鉛二次電池を作製し
た。
[Sample 49] An alkaline zinc secondary battery of Sample 49 was produced in the same manner as in Sample 1 except that ethylmethylpropylammonium chloride was introduced as a cationic functional group in the zinc-coated polymer compound.

【0130】[サンプル50]亜鉛被覆高分子化合物に
おいてジエチルプロピルアンモニウムクロリドをカチオ
ン性官能基として導入した以外は、サンプル1と同様に
してサンプル50のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。
[Sample 50] An alkaline zinc secondary battery of Sample 50 was produced in the same manner as in Sample 1 except that diethylpropylammonium chloride was introduced as a cationic functional group in the zinc-coated polymer compound.

【0131】[サンプル51]亜鉛被覆高分子化合物に
おいてジメチルヘキシルアンモニウムクロリドをカチオ
ン性官能基として導入した以外は、サンプル1と同様に
してサンプル51のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。
[Sample 51] An alkaline zinc secondary battery of Sample 51 was produced in the same manner as in Sample 1 except that dimethylhexyl ammonium chloride was introduced as a cationic functional group in the zinc-coated polymer compound.

【0132】[サンプル52]亜鉛被覆高分子化合物に
おいてジメチルプロピルホスホニウムクロリドをカチオ
ン性官能基として導入した以外は、サンプル1と同様に
してサンプル52のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。
[Sample 52] An alkaline zinc secondary battery of Sample 52 was produced in the same manner as in Sample 1 except that dimethylpropylphosphonium chloride was introduced as a cationic functional group in the zinc-coated polymer compound.

【0133】[サンプル53]亜鉛被覆高分子化合物に
おいてメチルプロピルスルホニウムクロリドをカチオン
性官能基として導入した以外は、サンプル1と同様にし
てサンプル53のアルカリ亜鉛二次電池を作製した。
[Sample 53] An alkaline zinc secondary battery of Sample 53 was produced in the same manner as in Sample 1 except that methylpropylsulfonium chloride was introduced as a cationic functional group in the zinc-coated polymer compound.

【0134】以上のようにして作製したサンプル38〜
サンプル53のアルカリ亜鉛二次電池について、サンプ
ル1〜サンプル37と同様にして耐漏液性及び内部短絡
率の評価を行った。その結果を表2に示す。
Samples 38 to 38 produced as described above
With respect to the alkaline zinc secondary battery of Sample 53, liquid leakage resistance and internal short-circuit rate were evaluated in the same manner as in Samples 1 to 37. The results are shown in Table 2.

【0135】[0135]

【表2】 [Table 2]

【0136】表2より、カチオン性官能基の長鎖アルキ
ル基の炭素数が2以下である場合は、漏液率、内部短絡
率ともに良好な結果が得られており、アルカリ亜鉛二次
電池の漏液、内部短絡の抑制効果が十分に得られている
ことが判る。一方、カチオン性官能基の長鎖アルキル基
の炭素数が3以上である場合は、漏液率、内部短絡率と
もに大きくなっており、アルカリ亜鉛二次電池の漏液、
内部短絡の抑制効果が低減していることが判る。これ
は、炭素数が3以上のアルキル鎖が空間的に大きな体積
を占有することで生じる物理的立体障害による影響と、
当該アルキル鎖による正電荷の遮蔽効果によるものと考
えられる。したがって、これらのことから長鎖アルキル
基の炭素数が2以下であるカチオン性官能基を用いるこ
とにより良好な漏液、内部短絡の抑制効果を得ることが
でき、耐漏液性及びサイクル寿命に優れたアルカリ亜鉛
二次電池が実現可能であるといえる。
From Table 2, when the number of carbon atoms of the long-chain alkyl group of the cationic functional group is 2 or less, good results were obtained for both the liquid leakage rate and the internal short circuit rate, and It can be seen that the effect of suppressing liquid leakage and internal short circuit is sufficiently obtained. On the other hand, when the number of carbon atoms of the long-chain alkyl group of the cationic functional group is 3 or more, both the liquid leakage rate and the internal short circuit rate are large, and the liquid leakage of the alkaline zinc secondary battery
It can be seen that the effect of suppressing the internal short circuit is reduced. This is due to the effect of physical steric hindrance caused by the alkyl chain having 3 or more carbon atoms occupying a large volume spatially,
It is considered that this is due to the positive charge blocking effect of the alkyl chain. Therefore, from these facts, by using a cationic functional group having a carbon number of the long-chain alkyl group of 2 or less, good liquid leakage and internal short-circuit suppressing effect can be obtained, and liquid leakage resistance and cycle life are excellent. It can be said that an alkaline zinc secondary battery is feasible.

【0137】[0137]

【発明の効果】本発明に係るアルカリ亜鉛電池は、負極
活物質として亜鉛あるいは亜鉛合金を含有する負極と、
正極と、セパレータと、アルカリ電解液とを備えてなる
アルカリ亜鉛電池であって、上記負極表面近傍にカチオ
ン性有機物を配してなるものである。
The alkaline zinc battery according to the present invention comprises a negative electrode containing zinc or a zinc alloy as a negative electrode active material,
An alkaline zinc battery comprising a positive electrode, a separator, and an alkaline electrolyte, in which a cationic organic substance is disposed near the surface of the negative electrode.

【0138】以上のように構成された本発明に係るアル
カリ亜鉛電池では、負極表面近傍にカチオン性有機物が
配されるため、負極における樹枝状や海綿状の亜鉛の析
出及び成長を抑制することができ、また、水素ガスの発
生を抑制することができる。
In the alkaline zinc battery according to the present invention configured as described above, since the cationic organic substance is arranged in the vicinity of the surface of the negative electrode, the deposition and growth of dendritic or spongy zinc on the negative electrode can be suppressed. In addition, the generation of hydrogen gas can be suppressed.

【0139】これにより、負極表面における樹枝状や海
綿状の亜鉛の成長に起因した内部短絡の発生を防止する
ことが可能となりサイクル寿命を向上させることができ
るとともに、水素ガスの発生に起因した漏液を防止する
ことが可能である。
As a result, it is possible to prevent the occurrence of an internal short circuit due to the growth of dendritic or spongy zinc on the surface of the negative electrode, to improve the cycle life, and to prevent leakage due to the generation of hydrogen gas. It is possible to prevent liquid.

【0140】したがって、本発明によれば、耐漏液性及
びサイクル寿命に優れるアルカリ亜鉛電池、すなわち貯
蔵性及び充放電性能に優れたアルカリ亜鉛電池を提供す
ることが可能となる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an alkaline zinc battery excellent in leakage resistance and cycle life, that is, an alkaline zinc battery excellent in storage property and charge / discharge performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を適用したアルカリ亜鉛二次電池の一構
成例を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing one structural example of an alkaline zinc secondary battery to which the present invention is applied.

【符号の説明】 1 正極缶 2 負極蓋 3 絶縁パッキング 4 セパレータ 5 正極 6 正極集電体 7 負極 8 負極集電体 9 正極リード線 10 負極リード線[Explanation of symbols] 1 positive electrode can 2 Negative electrode lid 3 insulating packing 4 separator 5 Positive electrode 6 Positive electrode current collector 7 Negative electrode 8 Negative electrode current collector 9 Positive lead wire 10 Negative lead wire

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 狩野 巌大郎 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 柴本 悟郎 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 5H050 AA18 AA20 BA11 CA02 CA03 CA05 CA12 CB13 DA03 DA09 EA03 EA04 EA09 EA12 EA22 EA23 EA24 FA05 FA17 HA04 HA11 HA12    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Kano Iwataro             6-735 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Soni             -Inside the corporation (72) Inventor Goro Shibamoto             6-735 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Soni             -Inside the corporation F-term (reference) 5H050 AA18 AA20 BA11 CA02 CA03                       CA05 CA12 CB13 DA03 DA09                       EA03 EA04 EA09 EA12 EA22                       EA23 EA24 FA05 FA17 HA04                       HA11 HA12

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 負極活物質として亜鉛あるいは亜鉛合金
を含有する負極と、正極と、セパレータと、アルカリ電
解液とを備えてなるアルカリ亜鉛電池であって、 上記負極表面近傍にカチオン性有機物を配したことを特
徴とするアルカリ亜鉛電池。
1. An alkaline zinc battery comprising a negative electrode containing zinc or a zinc alloy as a negative electrode active material, a positive electrode, a separator, and an alkaline electrolyte, wherein a cationic organic compound is provided near the surface of the negative electrode. The alkaline zinc battery characterized in that
【請求項2】 上記カチオン性有機物が、第四級アンモ
ニウム塩、第四級ホスホニウム塩、第三級スルホニウム
塩のいずれか一種以上であることを特徴とする請求項1
記載のアルカリ亜鉛電池。
2. The cationic organic compound is one or more of a quaternary ammonium salt, a quaternary phosphonium salt, and a tertiary sulfonium salt.
The alkaline zinc battery described.
【請求項3】 上記負極が、上記カチオン性有機物をカ
チオン性官能基として側鎖に導入した高分子化合物の被
膜により被覆されていることを特徴とする請求項1記載
のアルカリ亜鉛電池。
3. The alkaline zinc battery according to claim 1, wherein the negative electrode is covered with a film of a polymer compound in which the cationic organic substance is introduced into a side chain as a cationic functional group.
【請求項4】 上記高分子化合物が、スチレンの重合体
であることを特徴とする請求項3記載のアルカリ亜鉛電
池。
4. The alkaline zinc battery according to claim 3, wherein the polymer compound is a polymer of styrene.
【請求項5】 上記高分子化合物が、スチレンとジビニ
ルベンゼンの共重合体であることを特徴とする請求項3
記載のアルカリ亜鉛電池。
5. The polymer compound as claimed in claim 3, which is a copolymer of styrene and divinylbenzene.
The alkaline zinc battery described.
【請求項6】 上記高分子化合物の平均分子量が、10
00〜100000であることを特徴とする請求項3記
載のアルカリ亜鉛電池。
6. The average molecular weight of the polymer compound is 10
The alkaline zinc battery according to claim 3, wherein the alkaline zinc battery is from 00 to 100,000.
【請求項7】 上記高分子化合物の平均分子量が、50
00〜50000であることを特徴とする請求項3記載
のアルカリ亜鉛電池。
7. The average molecular weight of the polymer compound is 50.
It is 00-50000, The alkaline zinc battery of Claim 3 characterized by the above-mentioned.
【請求項8】 上記高分子化合物の被膜の厚さが1μm
〜500μmであることを特徴とする請求項3記載のア
ルカリ亜鉛電池。
8. The polymer compound film having a thickness of 1 μm
The alkaline zinc battery according to claim 3, wherein the alkaline zinc battery has a thickness of ˜500 μm.
【請求項9】 上記高分子化合物に導入される上記カチ
オン性官能基が、トリメチルアンモニウム基、ジメチル
エチルアンモニウム基、メチルジエチルアンモニウム
基、トリエチルアンモニウム基、トリメチルホスホニウ
ム基、ジメチルエチルホスホニウム基、メチルジエチル
ホスホニウム基、トリエチルホスホニウム基、ジメチル
スルホニウム基、メチルエチルスルホニウム基、ジエチ
ルスルホニウム基のうちのいずれか一種以上であること
を特徴とする請求項3記載のアルカリ亜鉛電池。
9. The cationic functional group introduced into the polymer compound is trimethylammonium group, dimethylethylammonium group, methyldiethylammonium group, triethylammonium group, trimethylphosphonium group, dimethylethylphosphonium group, methyldiethylphosphonium. The alkaline zinc battery according to claim 3, wherein the alkaline zinc battery is one or more of a group, a triethylphosphonium group, a dimethylsulfonium group, a methylethylsulfonium group, and a diethylsulfonium group.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017183110A (en) * 2016-03-30 2017-10-05 株式会社Gsユアサ Zinc electrode, and storage battery including the same
CN110459791A (en) * 2019-07-30 2019-11-15 苏州沃泰丰能电池科技有限公司 The method and zinc ion flow battery that zinc ion flow battery prevents zinc from depositing
JP7467213B2 (en) 2020-04-21 2024-04-15 エナジーウィズ株式会社 Anode for zinc battery and zinc battery

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017183110A (en) * 2016-03-30 2017-10-05 株式会社Gsユアサ Zinc electrode, and storage battery including the same
CN110459791A (en) * 2019-07-30 2019-11-15 苏州沃泰丰能电池科技有限公司 The method and zinc ion flow battery that zinc ion flow battery prevents zinc from depositing
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