JP2012527733A5

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Publication number: JP2012527733A5
Application number: JP2012511964A
Authority: JP
Filing date: 2010-05-18
Publication date: 2013-06-27
Anticipated expiration: 2030-05-18

Description

結論
充電式ニッケル亜鉛電気化学電池用のスラリー被覆亜鉛電極を形成する際に少量の鉛塩およびスズ塩をペースト混合物に添加することは、ペーストの製造性を向上させると共に、最終的な電池構成において亜鉛腐食を抑制する等、多くの効果がある。もっと具体的に言えば、スラリー混合物の「ポットライフ」（可使時間）を４時間以上延ばすことができた。この理論に縛られるつもりはないが、添加することにより、混合物で用いられている亜鉛粉末を被覆して、亜鉛の腐食または他の混合物成分との望ましくない反応を阻害すると考えられる。この結果、電池の組み立ておよび形成後に電池内で発生する水素の量を有意に減少させる。亜鉛の腐食により発生する水素を最大で８０％減少させることができた。鉛および／またはスズは、水素発生反応に対するコバルトの触媒作用を抑制すると考えられる。また、添加により、電池のサイクル時に見られる放電容量の連続的な減少を抑制する効果もある。所定容量値に対するサイクル寿命を３３％向上させることができた。
なお、本願発明は、以下のような態様で実現することもできる。
［適用例１］
充電式ニッケル亜鉛電池であって、
亜鉛粉末粒子を含有する亜鉛負極を備え、
前記亜鉛粉末粒子は粒径が約１００ミクロン未満であり、かつスズおよび／または鉛で被覆される、ニッケル亜鉛電池。

［適用例２］
適用例１のニッケル亜鉛電池であって、
前記鉛は、前記亜鉛負極の活性物質の約０．０５重量％未満含有される、ニッケル亜鉛電池。

［適用例３］
適用例１のニッケル亜鉛電池であって、
前記スズは、前記亜鉛負極の活性物質の約１重量％未満含有される、ニッケル亜鉛電池。

［適用例４］
適用例１のニッケル亜鉛電池であって、
さらに、金属コバルトおよび／またはコバルト化合物を含有するニッケル正極を備える、ニッケル亜鉛電池。

［適用例５］
適用例４のニッケル亜鉛電池であって、
前記コバルトは、水酸化ニッケル粒子上に被覆される酸化コバルト、水酸化コバルト、および／または、オキシ水酸化コバルトである、ニッケル亜鉛電池。

［適用例６］
適用例４のニッケル亜鉛電池であって、
前記コバルトは、金属コバルト、酸化コバルト、水酸化コバルト、および／または、オキシ水酸化コバルトの粒子を含み、
前記正極が、さらに、水酸化ニッケル粒子を含有する、ニッケル亜鉛電池。

［適用例７］
適用例１のニッケル亜鉛電池であって、
前記亜鉛粉末粒子は、粒径が約４０ミクロン未満である、ニッケル亜鉛電池。

［適用例８］
亜鉛負極を作成する方法であって、
（ａ）金属亜鉛粒子上に鉛および／またはスズを被覆し、
（ｂ）前記被覆された亜鉛粒子と、酸化亜鉛と、酸化ビスマスと、分散剤と、結合剤と、液体と、からペーストを形成し、
（ｃ）前記ペーストを亜鉛電極内に加える、方法。

［適用例９］
適用例８の方法であって、
前記被覆は、少なくとも１種類の可溶性スズ塩および／または少なくとも１種類の可溶性鉛塩を含有する溶液に、前記金属亜鉛粒子を接触させることを含む、方法。

［適用例１０］
適用例８の方法であって、
さらに、予め溶解させたスズ塩溶液を、前記ペーストに加えることを含む、方法。

［適用例１１］
適用例８の方法であって、
前記金属亜鉛粒子上へのスズの被覆は、硫酸スズ、酢酸スズ、塩化スズ、フルオロホウ酸スズおよび硝酸スズからなる群から選択される少なくとも１種類の可溶性スズ塩を含有する溶液に、前記金属亜鉛粒子を接触させることを含む、方法。

［適用例１２］
適用例８の方法であって、
前記金属亜鉛粒子上への鉛の被覆は、酢酸鉛、塩化鉛、フルオロホウ酸鉛および硝酸鉛からなる群から選択される少なくとも１種類の可溶性鉛塩を含有する溶液に、前記金属亜鉛粒子を接触させることを含む、方法。

［適用例１３］
適用例８の方法であって、
前記ペーストに含まれる前記鉛の濃度は、最大で約０．０５重量％である、方法。

［適用例１４］
適用例８の方法であって、
前記ペーストに含まれる前記スズの濃度は、最大で約１重量％である、方法。

［適用例１５］
適用例８の方法であって、
前記ペーストは、さらに、溶解させたスズ塩を含有する、方法。

［適用例１６］
適用例８の方法であって、
前記金属亜鉛粒子は、粒径が約４０ミクロン未満である、方法。

［適用例１７］
製造された亜鉛電極であって、
酸化亜鉛と、鉛および／またはスズで被覆された亜鉛粒子と、酸化ビスマスと、結合剤とを含有する活性物質層と、
導電性基材層と、を備える亜鉛電極。

［適用例１８］
適用例１７の電極であって、
前記活性物質に含まれる前記鉛の濃度は、約０．０５重量％未満である、電極。

［適用例１９］
適用例１７の電極であって、
前記活性物質に含まれる前記スズの濃度は、約１重量％未満である、電極。

Claims

充電式ニッケル亜鉛電池であって、
亜鉛粉末粒子を含有する亜鉛負極であって、前記亜鉛粉末粒子は粒径が約１００ミクロン未満であり、かつスズおよび／または鉛で被覆される、亜鉛負極と、
金属コバルトおよび／またはコバルト化合物を含有するニッケル正極と、を備え、
前記スズが存在する場合、前記スズは前記亜鉛負極の活性物質の約１重量％未満含有され、前記鉛が存在する場合、前記鉛は前記亜鉛負極の活性物質の約０．０５重量％未満含有される、ニッケル亜鉛電池。
請求項１に記載のニッケル亜鉛電池であって、
前記亜鉛負極の活性物質が、さらに、酸化亜鉛と、酸化ビスマスと、結合剤とを含有する、ニッケル亜鉛電池。
請求項１または２に記載のニッケル亜鉛電池であって、
前記コバルト化合物は、水酸化ニッケル粒子上に被覆される酸化コバルト、水酸化コバルト、および／またはオキシ水酸化コバルトである、ニッケル亜鉛電池。
請求項１または２に記載のニッケル亜鉛電池であって、
前記金属コバルトおよび／またはコバルト化合物は、金属コバルト、酸化コバルト、水酸化コバルト、および／または、オキシ水酸化コバルトの粒子を含み、
前記正極が、さらに、水酸化ニッケル粒子を含有する、ニッケル亜鉛電池。
請求項１から４のいずれか１項に記載のニッケル亜鉛電池であって、
前記亜鉛粉末粒子は、粒径が約４０ミクロン未満である、ニッケル亜鉛電池。
亜鉛負極を作成する方法であって、
（ａ）金属亜鉛粒子上に鉛および／またはスズを被覆し、
（ｂ）前記被覆された亜鉛粒子と、酸化亜鉛と、酸化ビスマスと、分散剤と、結合剤と、液体と、からペーストを形成し、
（ｃ）前記ペーストを亜鉛電極内に加え、
前記スズが存在する場合、前記スズは前記亜鉛負極の活性物質の約１重量％未満含有され、前記鉛が存在する場合、前記鉛は前記亜鉛負極の活性物質の約０．０５重量％未満含有される、方法。
請求項６に記載の方法であって、
前記被覆は、少なくとも１種類の可溶性スズ塩および／または少なくとも１種類の可溶性鉛塩を含有する溶液に、前記金属亜鉛粒子を接触させることを含む、方法。
請求項６または７に記載の方法であって、
さらに、予め溶解させたスズ塩溶液を、前記ペーストに加えることを含む、方法。
請求項６または８に記載の方法であって、
前記金属亜鉛粒子上への鉛および／またはスズの被覆は、硫酸スズ、酢酸スズ、塩化スズ、フルオロホウ酸スズおよび硝酸スズからなる群から選択される少なくとも１種類の可溶性スズ塩を含有する溶液に、前記金属亜鉛粒子を接触させることを含む、方法。
請求項６または８に記載の方法であって、
前記金属亜鉛粒子上への鉛および／またはスズの被覆は、酢酸鉛、塩化鉛、フルオロホウ酸鉛および硝酸鉛からなる群から選択される少なくとも１種類の可溶性鉛塩を含有する溶液に、前記金属亜鉛粒子を接触させることを含む、方法。
請求項６から１０のいずれか１項に記載の方法であって、
前記ペーストは、さらに、溶解させたスズ塩を含有する、方法。
請求項６から１１のいずれか１項に記載の方法であって、
前記金属亜鉛粒子は、粒径が約４０ミクロン未満である、方法。
製造された亜鉛電極であって、
酸化亜鉛と、鉛および／またはスズで被覆された亜鉛粒子と、酸化ビスマスと、結合剤とを含有する活性物質層と、
導電性基材層と、を備え、
前記スズが存在する場合、前記スズは前記活性物質層の約１重量％未満含有され、前記鉛が存在する場合、前記鉛は前記活性物質層の約０．０５重量％未満含有され、前記亜鉛粒子は亜鉛とビスマスおよび／またはインジウムとの合金を備え、粒径が約１００ミクロン未満である、亜鉛電極。
請求項１から４のいずれか１項に記載のニッケル亜鉛電池であって、
前記亜鉛粉末粒子が、亜鉛とビスマスおよび／またはインジウムとの合金を含有する、ニッケル亜鉛電池。
請求項１４に記載のニッケル亜鉛電池であって、
前記亜鉛とビスマスおよび／またはインジウムとの合金を含有する前記亜鉛粉末粒子は、粒径が約４０ミクロン未満である、ニッケル亜鉛電池。