JP2014149993A - Zinc negative electrode, battery and electrode base layer - Google Patents

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Koji Yonehara
宏司 米原
Masaru Ogawa
賢 小川
Yasuyuki TAKAZAWA
康行 高澤
Hironobu Ono
博信 小野
Hiroko Harada
弘子 原田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a zinc negative electrode which allows for formation of a battery having sufficiently enhanced battery performance, by suppressing dissociation of an electrode base layer and a negative electrode active material layer containing zinc, even if it is used as a battery, after improving electrification sufficiently between a collector layer composing the electrode base layer and the active material layer containing a zinc species, and to provide a battery using the zinc negative electrode, and an electrode base layer used for formation of the zinc negative electrode.SOLUTION: In a zinc negative electrode including an electrode base layer, and an active material layer containing a zinc species and being bound to the electrode base layer, the electrode base layer includes a collector layer, and a layer containing carbon. The layer containing carbon is a zinc negative electrode covering the surface of the collector layer on the active material layer side partially or entirely.

Description

本発明は、亜鉛負極、電池及び電極下地層に関する。より詳しくは、亜鉛種を含む活物質層を含んで構成される、経済性、安全性に優れ、性能が高い電池を形成することができる亜鉛負極、該亜鉛負極を用いた電池、及び、該亜鉛負極を形成するために用いられる電極下地層に関する。 The present invention relates to a zinc negative electrode, a battery, and an electrode underlayer. More specifically, a zinc negative electrode that includes an active material layer containing a zinc species, can form a battery having excellent performance and safety, and high performance, a battery using the zinc negative electrode, and the The present invention relates to an electrode underlayer used for forming a zinc negative electrode.

負極は、負極活物質によって構成される電池の負極であり、中でも、亜鉛を負極活物質とする亜鉛負極は、電池の普及とともに古くから研究されてきたものである。亜鉛を負極に用いる電池としては、一次電池、二次電池(蓄電池)等が挙げられ、例えば、正極活物質に空気中の酸素を用いる空気・亜鉛電池、正極活物質にニッケル含有化合物を用いるニッケル・亜鉛電池、正極活物質にマンガン含有化合物を用いるマンガン・亜鉛電池や亜鉛イオン電池、正極活物質に酸化銀を用いる銀・亜鉛電池等が研究及び開発され、特に、空気・亜鉛一次電池、マンガン・亜鉛一次電池、銀・亜鉛一次電池は実用化され、広く世界で使用されている。一方で、近年においては、携帯機器から自動車等まで多くの産業において電池の開発・改良の重要性が高まっており、主に電池の性能やその二次電池化の面で優れた新たな電池系が種々開発・改良されているのが現状である。 The negative electrode is a negative electrode of a battery composed of a negative electrode active material. Among them, a zinc negative electrode using zinc as a negative electrode active material has been studied for a long time with the spread of batteries. Examples of batteries that use zinc as a negative electrode include primary batteries and secondary batteries (storage batteries). For example, air / zinc batteries that use oxygen in the air as the positive electrode active material, nickel that uses a nickel-containing compound as the positive electrode active material・ Zinc batteries, manganese / zinc batteries and zinc ion batteries that use manganese-containing compounds as the positive electrode active material, and silver / zinc batteries that use silver oxide as the positive electrode active material have been researched and developed, especially air / zinc primary batteries, manganese -Zinc primary batteries and silver / zinc primary batteries have been put into practical use and are widely used worldwide. On the other hand, in recent years, the importance of battery development and improvement has increased in many industries from portable devices to automobiles, etc., and a new battery system that is superior mainly in terms of battery performance and its conversion to secondary batteries. Is currently being developed and improved in various ways.

従来、研究及び開発が行われてきた亜鉛を負極に用いる電池としては、金属芯体に亜鉛メッキを施し、メッキされた亜鉛の一部を、亜鉛より酸化還元電位が貴であり、かつ水素過電圧の大きな金属で一部イオン置換した集電体を亜鉛極に用いるアルカリ亜鉛蓄電池が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。また、ニッケル・亜鉛バッテリセルであって、(a)酸化亜鉛を基にする電気化学的活性層に対応させて、金属亜鉛を基にする電流コレクタ下地層を持つ陰極層と、(b)ニッケルから成る陽極層と、(c)陰極層と陽極層とを隔離する隔離層と、(d)電解質とを備えたニッケル・亜鉛バッテリセルが開示されている(例えば、特許文献2参照。)。 Conventionally, as a battery using zinc as a negative electrode, which has been researched and developed, a metal core is subjected to galvanization, and a part of the plated zinc has a higher redox potential than zinc and a hydrogen overvoltage. An alkaline zinc storage battery in which a current collector partially ion-substituted with a large metal is used for a zinc electrode is disclosed (for example, see Patent Document 1). A nickel-zinc battery cell, (a) a cathode layer having a current collector underlayer based on zinc metal in correspondence with an electrochemically active layer based on zinc oxide; and (b) nickel There is disclosed a nickel / zinc battery cell comprising: an anode layer comprising: (c) an isolation layer that separates the cathode layer from the anode layer; and (d) an electrolyte (see, for example, Patent Document 2).

特開平01−319261号公報JP-A-01-319261 特表2010−518585号公報Special table 2010-518585

亜鉛を負極に用いる電池としては、上述したように種々のものが研究されてきたが、他の元素を負極に用いた新たな電池が開発されるにつれ、電池開発の主流ではなくなっていた。しかしながら、本発明者らは、このように亜鉛を負極に用いる場合は、亜鉛負極が安価であること、水含有電解液を使用でき、その場合は安全性が高いことに加え、エネルギー密度も高く、そのような観点から様々な用途において好適に使用することができる可能性があるところに着目した。そして、亜鉛を負極に用いる電池の性能面について検討したところ、近年用いられる電池に要求される性能を満たすためには、電池としての使用の過程で、電極下地層と亜鉛を含む負極活物質層との解離が起こり、電池性能が低下し、電池が二次電池である場合は、充放電を繰り返すことでこれが顕著になるという課題が未だ残されていることを見出した。 As described above, various types of batteries using zinc as a negative electrode have been studied. However, as new batteries using other elements as negative electrodes have been developed, they have ceased to be the mainstream of battery development. However, the present inventors, when using zinc for the negative electrode in this way, the zinc negative electrode is inexpensive and a water-containing electrolyte can be used. In that case, in addition to high safety, the energy density is also high. From such a viewpoint, attention was paid to the possibility of being able to be suitably used in various applications. And when the performance aspect of the battery which uses zinc for a negative electrode was examined, in order to satisfy | fill the performance requested | required of the battery used in recent years, in the process of use as a battery, an electrode base layer and the negative electrode active material layer containing zinc When the battery performance is reduced and the battery is a secondary battery, it has been found that there is still a problem that this becomes remarkable by repeated charge and discharge.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、電極下地層を構成する集電体層と亜鉛種を含む活物質層との通電性を充分に優れたものとしたうえで、電池として使用しても、電極下地層と亜鉛を含む負極活物質層との解離が抑制され、電池性能が充分に向上された電池を形成することができる亜鉛負極、該亜鉛負極を用いた電池、及び、該亜鉛負極を形成するために用いられる電極下地層を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned present situation, and as a battery after sufficiently improving the electrical conductivity between the current collector layer constituting the electrode base layer and the active material layer containing zinc species. Even when used, dissociation between the electrode base layer and the negative electrode active material layer containing zinc is suppressed, and a zinc negative electrode capable of forming a battery with sufficiently improved battery performance, a battery using the zinc negative electrode, and An object of the present invention is to provide an electrode underlayer used for forming the zinc negative electrode.

本発明者らは、亜鉛負極について種々検討を行い、電池の負極としての使用の過程で、電極下地層と亜鉛種を含む活物質層との解離を抑制することができるような亜鉛負極を種々検討した。ここで、従来の亜鉛負極では、集電体層と活物質層とが結着剤成分を介して結着しているところに、電池の負極としての使用の過程で、電解液の溶媒である水が活物質層中に染み込み、水が結着剤成分に作用して、電極下地層を構成する集電体層と結着剤成分とが解離してしまう可能性があると考えられる。更に、本発明者らは、亜鉛種を含む活物質層と集電体層とが解離した後も充放電試験を継続した場合に、集電体層にデンドライト状の亜鉛種が析出する現象が生じる場合があることも見出した。これは、集電体層と活物質層の更なる解離、水が分解することによる水素発生、デンドライト状亜鉛種の自己放電への関与と不動態化、デンドライト状亜鉛種の更なる成長に起因する短絡等が充分起こり得ることを意味しており、電池性能に悪影響を及ぼすものと考えられる。そこで、本発明者らは、集電体層の活物質層側の表面に、上記通電性を損なわず、かつ電極下地層と亜鉛種を含む活物質層との解離を充分に抑制するような新たな部材を配置することを考えた。そして、電極下地層が、集電体層とともに、更に炭素を含有する層を備えるものとし、集電体層における活物質層側の表面の一部又は全部を、該炭素を含む材料で覆うことにより、上記通電性を充分に優れたものとしたうえで、炭素を含有する層と活物質層との密着性を向上することができ、電池の負極としての使用の過程での、炭素を含む材料を備える電極下地層と亜鉛種を含む活物質層との解離を充分に抑制することができることを見出した。このような特徴を有する亜鉛負極は、電池の負極としてより好適に用いることができるものである。また、このような亜鉛負極を用いた電池は特に水含有電解液を用いることができるために安全性の高い電池となる。このように、本発明者らは、電極下地層と、該電極下地層と結着し、亜鉛種を含む活物質層とを含んで構成される亜鉛負極において、上記電極下地層は、集電体層、及び、炭素を含有する層を備え、上記炭素を含有する層は、集電体層における活物質層側の表面の一部又は全部を覆うものとすることによって、上記課題を見事に解決することができることに想到した。ここで、本発明の構成により、結着剤成分と炭素を含有する層との結着性を優れたものとするとともに、炭素を含有する層中への水の染み込みも防止でき、炭素を含有する層と集電体層との結着性(密着性)も充分に優れたものとすることができると考えられる。 The present inventors have made various studies on zinc negative electrodes, and various zinc negative electrodes that can suppress dissociation between the electrode base layer and the active material layer containing zinc species in the process of use as the negative electrode of the battery. investigated. Here, in the conventional zinc negative electrode, the current collector layer and the active material layer are bound via the binder component, and in the process of use as the negative electrode of the battery, it is a solvent for the electrolytic solution. It is considered that water may permeate into the active material layer and water may act on the binder component, so that the current collector layer constituting the electrode base layer and the binder component may be dissociated. Furthermore, the present inventors have a phenomenon that dendritic zinc species precipitate on the current collector layer when the charge / discharge test is continued even after the active material layer containing zinc species and the current collector layer are dissociated. We have also found that it may occur. This is due to further dissociation of the current collector layer and active material layer, hydrogen generation due to water decomposition, participation and passivation of the dendritic zinc species in self-discharge, and further growth of the dendritic zinc species. This means that a short circuit or the like can occur sufficiently, and it is considered that the battery performance is adversely affected. Accordingly, the inventors of the present invention do not impair the above-described conductivity and sufficiently suppress dissociation between the electrode underlayer and the active material layer containing zinc species on the surface of the current collector layer on the active material layer side. We considered placing new members. Then, the electrode underlayer is provided with a layer containing carbon together with the current collector layer, and a part or all of the surface of the current collector layer on the active material layer side is covered with the material containing carbon. Thus, the conductivity can be improved sufficiently, and the adhesion between the carbon-containing layer and the active material layer can be improved. In the process of use as the negative electrode of the battery, carbon is included. It has been found that dissociation between the electrode base layer including the material and the active material layer containing zinc species can be sufficiently suppressed. A zinc negative electrode having such characteristics can be more suitably used as a negative electrode for a battery. In addition, a battery using such a zinc negative electrode is a highly safe battery because a water-containing electrolyte can be used. As described above, the inventors of the present invention provide a zinc negative electrode including an electrode base layer and an active material layer bound to the electrode base layer and containing a zinc species. A body layer and a carbon-containing layer, and the carbon-containing layer covers a part or all of the surface of the current collector layer on the active material layer side, so that the above problem can be achieved. I came up with a solution. Here, according to the configuration of the present invention, the binding property between the binder component and the carbon-containing layer is excellent, and also the penetration of water into the carbon-containing layer can be prevented, and the carbon is contained. It is considered that the binding property (adhesiveness) between the conducting layer and the current collector layer can be made sufficiently excellent.

なお、上述した特許文献に開示の電池は、炭素を含む材料で集電体層をコーティングするという技術的思想について記載も示唆もなく、電極下地層と亜鉛を含む負極活物質層との解離を抑制して電池性能を向上させる目的のものではないとともに、この問題を充分に解決するために工夫の余地があるものであった。 The battery disclosed in the above-mentioned patent document has no description or suggestion about the technical idea of coating the current collector layer with a material containing carbon, and dissociates the electrode underlayer from the negative electrode active material layer containing zinc. It was not intended to suppress and improve battery performance, and there was room for improvement in order to sufficiently solve this problem.

本発明は、特に充放電の繰り返しにより、電極下地層と亜鉛種を含む活物質層との解離が起こりやすかったところ、これを充分に抑制できる点で、蓄電池(二次電池)に使用するのが特に好適である。なお、本発明は、蓄電池(二次電池)のみならず、一次電池、キャパシタ、ハイブリッドキャパシタ等の他の電気化学デバイスにも使用可能である。 The present invention is used for a storage battery (secondary battery) in that the electrode base layer and the active material layer containing zinc species are likely to be dissociated due to repetition of charge and discharge. Is particularly preferred. The present invention can be used not only for storage batteries (secondary batteries) but also for other electrochemical devices such as primary batteries, capacitors, and hybrid capacitors.

すなわち本発明は、電極下地層と、該電極下地層と結着し、亜鉛種を含む活物質層とを含んで構成される亜鉛負極であって、上記電極下地層は、集電体層、及び、炭素を含有する層を備え、上記炭素を含有する層は、集電体層における活物質層側の表面の一部又は全部を覆う亜鉛負極である。なお、本明細書中、亜鉛負極は、負極として用いられる亜鉛電極をいう。
また本発明は、本発明の亜鉛負極、正極、及び、電解質を用いて構成される電池でもある。
更に、本発明は、亜鉛負極に用いられる電極下地層であって、上記電極下地層は、集電体層、及び、炭素を含有する層を備え、上記炭素を含有する層は、集電体層の表面の一部又は全部を覆う電極下地層でもある。
以下に本発明を詳述する。
なお、以下において記載される本発明の個々の好ましい形態を2つ以上組み合わせた形態もまた、本発明の好ましい形態である。
That is, the present invention is a zinc negative electrode comprising an electrode base layer and an active material layer bound to the electrode base layer and containing a zinc species, wherein the electrode base layer includes a current collector layer, The carbon-containing layer is a zinc negative electrode that covers part or all of the surface of the current collector layer on the active material layer side. In addition, in this specification, a zinc negative electrode means the zinc electrode used as a negative electrode.
Moreover, this invention is also a battery comprised using the zinc negative electrode of this invention, a positive electrode, and electrolyte.
Furthermore, the present invention is an electrode underlayer used for a zinc negative electrode, wherein the electrode underlayer includes a current collector layer and a carbon-containing layer, and the carbon-containing layer is a current collector. It is also an electrode base layer that covers part or all of the surface of the layer.
The present invention is described in detail below.
In addition, the form which combined two or more each preferable form of this invention described below is also a preferable form of this invention.

上記炭素を含有する層は、例えば、導電性炭素を含有することが好ましい。該導電性炭素としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛、グラッシーカーボン、アモルファス炭素、易黒鉛化炭素、難黒鉛化炭素、カーボンナノフォーム、活性炭、グラフェン、ナノグラフェン、グラフェンナノリボン、フラーレン、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、ケッチェンブラック、気相法炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、メソカーボンマイクロビーズ、金属によりコートしたカーボン、カーボンコートした金属、ファイバー状カーボン、ホウ素含有カーボン、窒素含有カーボン、多層/単層カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、バルカン、アセチレンブラック、酸素含有官能基を導入することにより親水処理したカーボン、SiCコートカーボン、分散・乳化・懸濁・マイクロサスペンジョン重合等により表面処理したカーボン、マイクロカプセルカーボン等が好適なものとして挙げられる。中でも、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛、アモルファス炭素、易黒鉛化炭素、難黒鉛化炭素、活性炭、グラフェン、フラーレン、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、ケッチェンブラック、気相法炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、金属によりコートしたカーボン、カーボンコートした金属、ファイバー状カーボン、ホウ素含有カーボン、窒素含有カーボン、多層/単層カーボンナノチューブ、バルカン、アセチレンブラック、酸素含有官能基を導入することにより親水処理したカーボン、分散・乳化・懸濁・マイクロサスペンジョン重合等により表面処理したカーボンが好ましい。 The layer containing carbon preferably contains, for example, conductive carbon. Examples of the conductive carbon include graphite such as natural graphite and artificial graphite, glassy carbon, amorphous carbon, graphitizable carbon, non-graphitizable carbon, carbon nanofoam, activated carbon, graphene, nanographene, graphene nanoribbon, fullerene, carbon Black, graphitized carbon black, ketjen black, vapor grown carbon fiber, pitch-based carbon fiber, mesocarbon microbeads, metal coated carbon, carbon coated metal, fibrous carbon, boron containing carbon, nitrogen containing carbon, Multi-wall / single-walled carbon nanotubes, carbon nanohorns, vulcan, acetylene black, carbon treated with hydrophilicity by introducing oxygen-containing functional groups, SiC-coated carbon, by dispersion / emulsion / suspension / microsuspension polymerization, etc. Surface-treated carbon, microcapsules carbon and the like as preferred. Among them, natural graphite, graphite such as artificial graphite, amorphous carbon, graphitizable carbon, non-graphitizable carbon, activated carbon, graphene, fullerene, carbon black, graphitized carbon black, ketjen black, vapor grown carbon fiber, pitch system Hydrophilic treatment by introducing carbon fiber, carbon coated with metal, carbon coated metal, fibrous carbon, boron-containing carbon, nitrogen-containing carbon, multi-wall / single-walled carbon nanotube, vulcan, acetylene black, oxygen-containing functional group Carbon that has been surface-treated by dispersion, emulsification, suspension, microsuspension polymerization or the like is preferred.

また上記炭素を含有する層は、本発明の効果をより発揮できる点で、芳香環を有する化合物によって形成されているものであることが好ましい。更に、芳香環同士がπ−π相互作用等により、積層状や数珠状等の形態をしているものが好ましい。上記炭素を含有する層は、集電体表面を粗化する効果も担うことができる。 In addition, the carbon-containing layer is preferably formed of a compound having an aromatic ring in that the effect of the present invention can be further exhibited. Furthermore, it is preferable that the aromatic rings have a laminated shape or a bead shape due to π-π interaction or the like. The carbon-containing layer can also have an effect of roughening the current collector surface.

上記炭素を含有する層の平均厚みは、例えば、0.01μm以上であることが好ましい。より好ましくは、0.1μm以上である。更に好ましくは、0.5μm以上である。また、該平均厚みは、例えば、1000μm以下であることが好ましい。より好ましくは、500μm以下である。更に好ましくは、300μm以下である。
上記炭素を含有する層の平均厚みは、炭素を含有する層が形成されている部分全体の該層の厚みの平均値をいう。
The average thickness of the carbon-containing layer is preferably 0.01 μm or more, for example. More preferably, it is 0.1 μm or more. More preferably, it is 0.5 μm or more. Moreover, it is preferable that this average thickness is 1000 micrometers or less, for example. More preferably, it is 500 μm or less. More preferably, it is 300 μm or less.
The average thickness of the carbon-containing layer refers to an average value of the thickness of the entire layer in which the carbon-containing layer is formed.

上記炭素を含有する層は、集電体層における活物質層側の表面の面積の10%以上を覆うものであることが好ましい。より好ましくは、40%以上であり、更に好ましくは、80%以上である。特に好ましくは、上記炭素を含有する層が、集電体層における活物質層側の表面の実質的に全部を覆うことである。
本発明の炭素を含有する層は、炭素の単体又は化合物を含有するものであるが、炭素の単体又は化合物の配合量は、炭素を含有する層100質量%に対して、0.01質量%以上であることが好ましい。より好ましくは、0.1質量%以上であり、更に好ましくは、0.5質量%以上である。また、該配合量は、炭素を含有する層100質量%に対して、99.99質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、99.95質量%以下であり、更に好ましくは、99.9質量%以下である。
The carbon-containing layer preferably covers 10% or more of the surface area of the current collector layer on the active material layer side. More preferably, it is 40% or more, and still more preferably 80% or more. Particularly preferably, the layer containing carbon covers substantially the entire surface of the current collector layer on the active material layer side.
The carbon-containing layer of the present invention contains a simple substance or compound of carbon, and the blending amount of the simple substance or compound of carbon is 0.01% by mass with respect to 100% by mass of the layer containing carbon. The above is preferable. More preferably, it is 0.1 mass% or more, More preferably, it is 0.5 mass% or more. Moreover, it is preferable that this compounding quantity is 99.99 mass% or less with respect to 100 mass% of layers containing carbon. More preferably, it is 99.95 mass% or less, More preferably, it is 99.9 mass% or less.

上記炭素を含有する層は、更に、周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素の単体又は化合物を含有することが好ましい。これにより、電極下地層と負極活物質層との解離を抑制する本発明の効果を更に顕著に発揮できる。なお、周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素は、炭素以外の元素を使用することになる。 The layer containing carbon preferably further contains a simple substance or a compound of at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table. Thereby, the effect of this invention which suppresses dissociation with an electrode base layer and a negative electrode active material layer can be exhibited more notably. Note that elements other than carbon are used as at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table.

ここで、電解液として水含有電解液を用いて構成される電池の場合には、安全性の観点から有機溶剤系の電解液よりも好ましいが、水の分解反応が進行して水素が発生する、という副反応が起こり得る。しかしながら、上記炭素を含有する層が、更に、周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素の単体又は化合物を含有するものとすると、水含有電解液を用いて電池を構成した場合であっても、電池の使用の過程での水の分解による水素の発生を効果的に抑制することが可能となり、また、活物質の形態変化や不動態の形成を充分に抑制することができる。すなわち、電極下地層と負極活物質層との解離を抑制する効果を顕著に発揮するとともに、当該効果と、電池の使用の過程での水の分解による水素の発生を抑制する効果とを両立することができ、更に、活物質の形態変化や不動態の形成を充分に抑制することができる。 Here, in the case of a battery configured using a water-containing electrolytic solution as an electrolytic solution, it is preferable to an organic solvent-based electrolytic solution from the viewpoint of safety. However, water decomposition proceeds to generate hydrogen. The side reaction of can occur. However, when the carbon-containing layer further contains a simple substance or a compound of at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table, Even when the battery is configured, it is possible to effectively suppress the generation of hydrogen due to the decomposition of water in the process of using the battery, and to change the shape of the active material and form the passive state. It can be sufficiently suppressed. That is, the effect of suppressing the dissociation between the electrode base layer and the negative electrode active material layer is remarkably exhibited, and the effect is compatible with the effect of suppressing the generation of hydrogen due to the decomposition of water during the use of the battery. Furthermore, it is possible to sufficiently suppress the morphological change of the active material and the formation of passive state.

本発明の炭素を含有する層が、周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素の単体又は化合物を含有する場合、その配合量は、炭素を含有する層100質量%に対して、0.01質量%以上であることが好ましい。より好ましくは、0.05質量%以上であり、更に好ましくは、0.1質量%以上である。また、該配合量は、炭素を含有する層100質量%に対して、99.99質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、99.95質量%以下であり、更に好ましくは、99.9質量%以下である。 When the layer containing carbon of the present invention contains a simple substance or a compound of at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table, the blending amount contains carbon. It is preferable that it is 0.01 mass% or more with respect to 100 mass% of layers. More preferably, it is 0.05 mass% or more, More preferably, it is 0.1 mass% or more. Moreover, it is preferable that this compounding quantity is 99.99 mass% or less with respect to 100 mass% of layers containing carbon. More preferably, it is 99.95 mass% or less, More preferably, it is 99.9 mass% or less.

上記周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素としては、Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、ランタノイド、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W、Mn、Fe、Ru、Co、Ni、Pd、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、周期表の第13族〜第15族に属する元素、S、Se、Te、F、Cl、及び、Brからなる群より選択される少なくとも1つの元素であることが好ましい。中でも、Li、Na、K、Cs、Mg、Ca、Ba、Sc、Y、ランタノイド、Ti、Zr、V、Nb、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、Pd、Cu、Zn、Cd、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、N、P、Sb、Bi、S、及び、Fからなる群より選択される少なくとも1つの元素であることが特に好ましい。これにより、本発明の亜鉛負極において、電極下地層と負極活物質層との解離を抑制する効果を更に発揮できるとともに、電池の使用の過程での水の分解による水素の発生を抑制し、かつ活物質の形態変化や不動態の形成を抑制する効果を更に顕著にもたらすことができる。 As at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table, Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba, Sc, Y, lanthanoid, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Mn, Fe, Ru, Co, Ni, Pd, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, belonging to Groups 13 to 15 of the periodic table It is preferably at least one element selected from the group consisting of the element, S, Se, Te, F, Cl, and Br. Among them, Li, Na, K, Cs, Mg, Ca, Ba, Sc, Y, lanthanoid, Ti, Zr, V, Nb, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Pd, Cu, Zn, Cd, Particularly preferred is at least one element selected from the group consisting of B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, N, P, Sb, Bi, S, and F. Thereby, in the zinc negative electrode of the present invention, the effect of suppressing the dissociation between the electrode base layer and the negative electrode active material layer can be further exerted, the generation of hydrogen due to the decomposition of water in the process of using the battery is suppressed, and The effect of suppressing the change in the shape of the active material and the formation of the passive state can be brought about more remarkably.

上記周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素の化合物としては、該元素の酸化物;複合酸化物;層状複水酸化物;水酸化物;粘土化合物;固溶体;合金;ハロゲン化物;カルボキシラート化合物;炭酸化合物;炭酸水素化合物;硝酸化合物;硫酸化合物;スルホン酸化合物;ケイ酸化合物;アルミン酸化合物;リン酸化合物;亜リン酸化合物;次亜リン酸化合物;ホウ酸化合物;アンモニウム化合物;硫化物;オニウム化合物;水素吸蔵化合物等が挙げられる。なお、本明細書中、水酸化物は、層状複水酸化物以外の水酸化物を言う。 The compound of at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table includes oxides of the elements; complex oxides; layered double hydroxides; hydroxides; clay compounds Solid solution; Alloy; Halide; Carboxylate compound; Carbonate compound; Hydrogen carbonate compound; Nitric acid compound; Sulfuric acid compound; Silicic acid compound; Aluminate compound; Compound; boric acid compound; ammonium compound; sulfide; onium compound; hydrogen storage compound. In the present specification, the hydroxide refers to a hydroxide other than the layered double hydroxide.

上記周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素の化合物としては、該元素の酸化物;複合酸化物;層状複水酸化物;水酸化物;粘土化合物;固溶体;合金;フッ化物;カルボキシラート化合物;炭酸化合物;硝酸化合物;硫酸化合物;ケイ酸化合物;アルミン酸化合物;リン酸化合物;ホウ酸化合物;アンモニウム化合物;ホスホニウム化合物であることが好ましい。これにより、電極下地層と亜鉛種を含む活物質層との解離を更に充分に抑制することができる。具体的には、例えば、酸化リチウム、水酸化リチウム、フッ化リチウム、炭酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸リチウム、ケイ酸リチウム、アルミン酸リチウム、リン酸リチウム、ホウ酸リチウム、酸化ナトリウム、水酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、炭酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、酸化カリウム、水酸化カリウム、フッ化カリウム、炭酸カリウム、硝酸カリウム、硫酸カリウム、ケイ酸カリウム、アルミン酸カリウム、リン酸カリウム、ホウ酸カリウム、酸化セシウム、水酸化セシウム、フッ化セシウム、炭酸セシウム、硝酸セシウム、硫酸セシウム、ケイ酸セシウム、アルミン酸セシウム、リン酸セシウム、ホウ酸セシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、炭酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、ケイ酸マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、ホウ酸マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、フッ化カルシウム、炭酸カルシウム、硝酸カルシウム、硫酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、アルミン酸カルシウム、リン酸カルシウム、ホウ酸カルシウム、酸化バリウム、水酸化バリウム、フッ化バリウム、炭酸バリウム、硝酸バリウム、硫酸バリウム、ケイ酸バリウム、アルミン酸バリウム、リン酸バリウム、ホウ酸バリウム、酸化スカンジウム、水酸化スカンジウム、フッ化スカンジウム、炭酸スカンジウム、硝酸スカンジウム、硫酸スカンジウム、ケイ酸スカンジウム、アルミン酸スカンジウム、リン酸スカンジウム、ホウ酸スカンジウム、酸化イットリウム、水酸化イットリウム、フッ化イットリウム、炭酸イットリウム、硝酸イットリウム、硫酸イットリウム、ケイ酸イットリウム、アルミン酸イットリウム、リン酸イットリウム、ホウ酸イットリウム、酸化ランタン、水酸化ランタン、フッ化ランタン、炭酸ランタン、硝酸ランタン、硫酸ランタン、ケイ酸ランタン、アルミン酸ランタン、リン酸ランタン、ホウ酸ランタン、酸化セリウム、水酸化セリウム、フッ化セリウム、炭酸セリウム、硝酸セリウム、硫酸セリウム、ケイ酸セリウム、アルミン酸セリウム、リン酸セリウム、ホウ酸セリウム、酸化ネオジム、水酸化ネオジム、フッ化ネオジム、炭酸ネオジム、硝酸ネオジム、硫酸ネオジム、ケイ酸ネオジム、アルミン酸ネオジム、リン酸ネオジム、ホウ酸ネオジム、酸化サマリウム、水酸化サマリウム、フッ化サマリウム、炭酸サマリウム、硝酸サマリウム、硫酸サマリウム、ケイ酸サマリウム、アルミン酸サマリウム、リン酸サマリウム、ホウ酸サマリウム、酸化ユウロピウム、水酸化ユウロピウム、フッ化ユウロピウム、炭酸ユウロピウム、硝酸ユウロピウム、硫酸ユウロピウム、ケイ酸ユウロピウム、アルミン酸ユウロピウム、リン酸ユウロピウム、ホウ酸ユウロピウム、酸化ガドリニウム、水酸化ガドリニウム、フッ化ガドリニウム、炭酸ガドリニウム、硝酸ガドリニウム、硫酸ガドリニウム、ケイ酸ガドリニウム、アルミン酸ガドリニウム、リン酸ガドリニウム、ホウ酸ガドリニウム、酸化ジスプロシウム、水酸化ジスプロシウム、フッ化ジスプロシウム、炭酸ジスプロシウム、硝酸ジスプロシウム、硫酸ジスプロシウム、ケイ酸ジスプロシウム、アルミン酸ジスプロシウム、リン酸ジスプロシウム、ホウ酸ジスプロシウム、酸化イッテルビウム、水酸化イッテルビウム、フッ化イッテルビウム、炭酸イッテルビウム、硝酸イッテルビウム、硫酸イッテルビウム、ケイ酸イッテルビウム、アルミン酸イッテルビウム、リン酸イッテルビウム、ホウ酸イッテルビウム、酸化チタン、水酸化チタン、フッ化チタン、炭酸チタン、硝酸チタン、硫酸チタン、ケイ酸チタン、アルミン酸チタン、リン酸チタン、ホウ酸チタン、酸化ジルコニウム、水酸化ジルコニウム、フッ化ジルコニウム、炭酸ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウム、アルミン酸ジルコニウム、リン酸ジルコニウム、ホウ酸ジルコニウム、酸化バナジウム、リン酸バナジウム、ピロリン酸バナジウム、酸化ニオブ、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化鉄、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化パラジウム、酸化銅、酸化カドミウム、ホウ酸、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化インジウム、水酸化インジウム、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、金属亜鉛、酸化ケイ素、酸化ゲルマニウム、酸化錫、水酸化錫、酸化鉛、窒化炭素、リン酸、酸化アンチモン、酸化ビスマス、水酸化ビスマス等が挙げられる。上記化合物は、カルボン酸、窒素含有化合物、リン含有化合物、カルベン含有化合物、硫黄含有化合物等の有機化合物(有機鎖)が配位する等して安定化されたものであってもよい。 The compound of at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table includes oxides of the elements; complex oxides; layered double hydroxides; hydroxides; clay compounds A solid solution; an alloy; a fluoride; a carboxylate compound; a carbonic acid compound; a nitric acid compound; a sulfuric acid compound; a silicic acid compound; an aluminate compound; a boric acid compound; Thereby, dissociation between the electrode base layer and the active material layer containing zinc species can be further sufficiently suppressed. Specifically, for example, lithium oxide, lithium hydroxide, lithium fluoride, lithium carbonate, lithium nitrate, lithium sulfate, lithium silicate, lithium aluminate, lithium phosphate, lithium borate, sodium oxide, sodium hydroxide, Sodium fluoride, sodium carbonate, sodium nitrate, sodium sulfate, sodium silicate, sodium aluminate, sodium phosphate, sodium borate, potassium oxide, potassium hydroxide, potassium fluoride, potassium carbonate, potassium nitrate, potassium sulfate, silicic acid Potassium, potassium aluminate, potassium phosphate, potassium borate, cesium oxide, cesium hydroxide, cesium fluoride, cesium carbonate, cesium nitrate, cesium sulfate, cesium silicate, cesium aluminate, cesium phosphate, cesium borate, acid Magnesium, magnesium hydroxide, magnesium fluoride, magnesium carbonate, magnesium nitrate, magnesium sulfate, magnesium silicate, magnesium aluminate, magnesium phosphate, magnesium borate, calcium oxide, calcium hydroxide, calcium fluoride, calcium carbonate, nitric acid Calcium, calcium sulfate, calcium silicate, calcium aluminate, calcium phosphate, calcium borate, barium oxide, barium hydroxide, barium fluoride, barium carbonate, barium nitrate, barium sulfate, barium silicate, barium aluminate, barium phosphate , Barium borate, scandium oxide, scandium hydroxide, scandium fluoride, scandium carbonate, scandium nitrate, scandium sulfate, scandium silicate, aluminum Scandium, scandium phosphate, scandium borate, yttrium oxide, yttrium hydroxide, yttrium fluoride, yttrium carbonate, yttrium nitrate, yttrium sulfate, yttrium silicate, yttrium aluminate, yttrium phosphate, yttrium borate, lanthanum oxide, water Lanthanum oxide, lanthanum fluoride, lanthanum carbonate, lanthanum nitrate, lanthanum sulfate, lanthanum silicate, lanthanum aluminate, lanthanum phosphate, lanthanum borate, cerium oxide, cerium hydroxide, cerium fluoride, cerium carbonate, cerium nitrate, sulfuric acid Cerium, cerium silicate, cerium aluminate, cerium phosphate, cerium borate, neodymium oxide, neodymium hydroxide, neodymium fluoride, neodymium carbonate, neodymium nitrate, neodymium sulfate, neodymium silicate, Neodymium aluminate, neodymium phosphate, neodymium borate, samarium oxide, samarium hydroxide, samarium fluoride, samarium carbonate, samarium nitrate, samarium sulfate, samarium silicate, samarium aluminate, samarium phosphate, samarium borate, europium oxide , Europium hydroxide, europium fluoride, europium carbonate, europium nitrate, europium sulfate, europium silicate, europium aluminate, europium phosphate, europium borate, gadolinium oxide, gadolinium hydroxide, gadolinium fluoride, gadolinium carbonate, gadolinium nitrate Gadolinium sulfate, gadolinium silicate, gadolinium aluminate, gadolinium phosphate, gadolinium borate, dysprosium oxide, dysprosium hydroxide, fluorine Dysprosium, dysprosium carbonate, dysprosium nitrate, dysprosium sulfate, dysprosium silicate, dysprosium aluminate, dysprosium phosphate, dysprosium borate, ytterbium oxide, ytterbium hydroxide, ytterbium fluoride, ytterbium carbonate, ytterbium nitrate, ytterbium nitrate Ytterbium aluminate, ytterbium phosphate, ytterbium borate, titanium oxide, titanium hydroxide, titanium fluoride, titanium carbonate, titanium nitrate, titanium sulfate, titanium silicate, titanium aluminate, titanium phosphate, titanium borate, oxidation Zirconium, zirconium hydroxide, zirconium fluoride, zirconium carbonate, zirconium nitrate, zirconium sulfate, zirconium silicate, dialuminate Conium, zirconium phosphate, zirconium borate, vanadium oxide, vanadium phosphate, vanadium pyrophosphate, niobium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, manganese oxide, iron oxide, cobalt oxide, nickel oxide, palladium oxide, copper oxide, cadmium oxide , Boric acid, aluminum oxide, gallium oxide, indium oxide, indium hydroxide, zinc oxide, zinc hydroxide, metal zinc, silicon oxide, germanium oxide, tin oxide, tin hydroxide, lead oxide, carbon nitride, phosphoric acid, oxidation Antimony, bismuth oxide, bismuth hydroxide and the like can be mentioned. The compound may be stabilized by coordination of an organic compound (organic chain) such as a carboxylic acid, a nitrogen-containing compound, a phosphorus-containing compound, a carbene-containing compound, or a sulfur-containing compound.

上記周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素の単体又は化合物は、平均粒子径が1000μm以下であるものが好ましい。また、該平均粒子径は、5nm以上であることが好ましい。上記平均粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)、走査型電子顕微鏡(SEM)、粒度分布測定装置、粉末X線回折(XRD)等により測定することができる。
粒子の形状としては、微粉状、粉状、粒状、顆粒状、鱗片状、多面体状、ロッド状、曲面含有状等が挙げられる。なお、平均粒子径が上述のような範囲の粒子は、例えば、粒子をボールミル等により粉砕し、得られた粗粒子を分散剤に分散させて所望の粒子径にした後に乾固する方法や、該粗粒子をふるい等にかけて粒子径を選別する方法のほか、粒子を製造する段階で調製条件を最適化し、所望の粒径の(ナノ)粒子を得る方法等により製造することが可能である。
The simple substance or compound of at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 in the periodic table preferably has an average particle diameter of 1000 μm or less. Moreover, it is preferable that this average particle diameter is 5 nm or more. The average particle diameter can be measured by a transmission electron microscope (TEM), a scanning electron microscope (SEM), a particle size distribution measuring device, powder X-ray diffraction (XRD), or the like.
Examples of the shape of the particles include fine powder, powder, granule, granule, scale, polyhedron, rod, and curved surface. In addition, the particles having an average particle size in the above-described range are, for example, a method of pulverizing particles with a ball mill or the like, dispersing the obtained coarse particles in a dispersant to obtain a desired particle size, and drying to solidify, In addition to the method of selecting the particle diameter by sieving the coarse particles, etc., it is possible to optimize the preparation conditions at the stage of producing the particles to obtain (nano) particles having a desired particle diameter.

上記周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素の単体又は化合物は、比表面積が0.01m/g以上であることが好ましく、より好ましくは、0.1m/g以上であり、更に好ましくは、0.5m/g以上である。一方、比表面積の上限値としては、200m/gであることが好ましい。上記比表面積は、窒素吸着BET法で比表面積測定装置等により測定することができる。 The simple substance or compound of at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table preferably has a specific surface area of 0.01 m 2 / g or more, more preferably 0. .1m and 2 / g or more, further preferably 0.5 m 2 / g or more. On the other hand, the upper limit value of the specific surface area is preferably 200 m 2 / g. The specific surface area can be measured by a specific surface area measuring apparatus or the like by a nitrogen adsorption BET method.

上述した炭素を含有する層は、単層であってもよく、2種以上の異なる層が積層されたものであってもよい。
上述した炭素を含有する層は、本発明の効果を発揮できる限り、その他の成分を含有していてもよい。また、該その他の部材は、1種であってもよいし2種以上であってもよい。
The carbon-containing layer described above may be a single layer or a laminate of two or more different layers.
The carbon-containing layer described above may contain other components as long as the effects of the present invention can be exhibited. Further, the other members may be one type or two or more types.

上記炭素を含有する層の調製方法としては、例えば、次のような方法が挙げられる。
炭素を含有する層を形成するための、炭素を含む材料を、スラリー又はペースト混合物として得る。次に、得られたスラリー又はペースト混合物を、集電体の上に、できる限り膜厚が一定になるように塗工、圧着、又は接着する。
上記集電体としては、銅箔、電解銅箔、Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等を添加した銅箔、Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等によりメッキされた銅箔、銅メッシュ(エキスパンドメタル)、Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等を添加した銅メッシュ(エキスパンドメタル)、Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tlによりメッキされた銅メッシュ(エキスパンドメタル)、発泡銅、Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等を添加した発泡銅、Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等によりメッキされた発泡銅、真鍮等の銅合金、真鍮箔、Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等を添加した真鍮箔、Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等によりメッキされた真鍮箔、真鍮メッシュ(エキスパンドメタル)、Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等を添加した真鍮メッシュ(エキスパンドメタル)、Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tlによりメッキされた真鍮メッシュ(エキスパンドメタル)、発泡真鍮、Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等を添加した発泡真鍮、Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等によりメッキされた発泡真鍮、ニッケル箔、ニッケルメッシュ、耐食性ニッケル、Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等を添加したニッケルメッシュ(エキスパンドメタル)、Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等によりメッキされたニッケルメッシュ(エキスパンドメタル)、亜鉛金属、耐食性亜鉛金属、Ni・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等を添加した亜鉛金属、Ni・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等によりメッキされた亜鉛金属、亜鉛箔、Ni・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等を添加した亜鉛箔、Ni・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等によりメッキされた亜鉛箔、亜鉛メッシュ(エキスパンドメタル)、Ni・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等を添加した亜鉛メッシュ(エキスパンドメタル)、Ni・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等によりメッキされた亜鉛メッシュ(エキスパンドメタル)、銀、アルカリ電池や空気亜鉛電池に集電体や容器として使用される材料等が挙げられる。
Examples of the method for preparing the carbon-containing layer include the following methods.
The carbon-containing material for forming the carbon-containing layer is obtained as a slurry or paste mixture. Next, the obtained slurry or paste mixture is applied, pressure-bonded, or bonded on the current collector so that the film thickness is as constant as possible.
As the current collector, copper foil, electrolytic copper foil, copper foil added with Ni, Zn, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, etc., Ni, Zn, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Copper foil plated with Tl, copper mesh (expanded metal), copper mesh (expanded metal) with added Ni, Zn, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, Ni, Zn, Sn, Pb, Copper mesh plated with Hg / Bi / In / Tl (expanded metal), expanded copper, expanded copper added with Ni / Zn / Sn / Pb / Hg / Bi / In / Tl, Ni / Zn / Sn / Pb・ Foamed copper plated with Hg, Bi, In, Tl, etc., copper alloys such as brass, brass foil, brass foil with addition of Ni, Zn, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, etc., Ni, Zn・ Sn ・ Pb ・ Hg ・ B -Brass foil plated with In, Tl, etc., brass mesh (expanded metal), brass mesh (expanded metal) with added Ni, Zn, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, etc., Ni, Zn, Sn・ Brass mesh (expanded metal) plated with Pb, Hg, Bi, In, Tl, expanded brass, expanded brass with Ni, Zn, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, etc., Ni, Zn, Expanded brass plated with Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, nickel foil, nickel mesh, corrosion resistant nickel, nickel mesh with added Zn, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, etc. (expanded metal) ), Nickel mesh (expanded metal) plated with Zn, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, etc. Metal, corrosion-resistant zinc metal, zinc metal added with Ni, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, etc., zinc metal plated with Ni, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, etc., zinc foil, Zinc foil added with Ni, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, etc., zinc foil plated with Ni, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, etc., zinc mesh (expanded metal), Ni Zinc mesh (expanded metal) added with Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, etc., zinc mesh plated with Ni, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, etc. (expanded metal), silver, alkali Examples thereof include materials used as current collectors and containers for batteries and zinc-air batteries.

上記スラリー又はペースト混合物は、通常は、集電体の片面、両面、又は、全面に塗工、圧着、接着等する。その後、0〜250℃で乾燥することが好ましい。乾燥温度としてより好ましくは、15〜200℃である。乾燥は真空乾燥で行ってもよい。乾燥時間は、5分間〜48時間であることが好ましい。塗工、圧着、接着等と乾燥との工程を繰り返し行ってもよい。また、乾燥後に0.00001〜20tの圧力で、ロールプレス機等によりプレスを行うことが好ましい。プレスする圧力としてより好ましくは、0.0001〜15tの圧力である。プレス時に、10〜500℃の温度をかけてもよい。プレスは、亜鉛種を含む活物質層を電極下地層に形成してから行ってもよい。 The slurry or paste mixture is usually applied, pressure-bonded, or adhered to one side, both sides, or the entire surface of the current collector. Then, it is preferable to dry at 0-250 degreeC. More preferably, it is 15-200 degreeC as drying temperature. Drying may be performed by vacuum drying. The drying time is preferably 5 minutes to 48 hours. The steps of coating, pressure bonding, adhesion, etc. and drying may be repeated. Moreover, it is preferable to press with a roll press etc. at the pressure of 0.00001-20t after drying. The pressure for pressing is more preferably 0.0001 to 15 t. You may apply the temperature of 10-500 degreeC at the time of a press. The pressing may be performed after an active material layer containing zinc species is formed on the electrode base layer.

上記周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素の単体又は化合物は、上述した炭素を含有する層を形成するためのスラリー又はペースト混合物に混合することにより、上記炭素を含有する層に含有させてもよい。混合には、ミキサー、ブレンダー、ニーダー、ビーズミル、レディミル、ボールミル等を使用することができる。混合の際、水や、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、テトラヒドロフラン、N−メチルピロリドン等の有機溶剤、又は水と有機溶剤の混合溶剤を加えてもよい。混合した後、上記単体又は化合物の粒子を所望の粒子径に揃えるために、ふるいにかける等の操作を行ってもよい。混合は、固体成分に水や有機溶剤等の液体成分を加えて行う湿式法、又は液体成分を加えずに固体成分のみで行う乾式法のいずれの方法で行ってもよい。混合を湿式法で行った場合は、混合した後、乾燥により水や有機溶剤等の液体成分を除去してもよい。混合は、湿式法と乾式法を組み合わせて行うこともできる。また、亜鉛、もしくは、還元電位が亜鉛よりも貴である元素を、上記周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素として使用する場合には、充放電工程により、電極下地層に該元素を導入することも可能である。 A simple substance or a compound of at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table is mixed with the slurry or paste mixture for forming the carbon-containing layer described above. The carbon-containing layer may be included. For mixing, a mixer, blender, kneader, bead mill, ready mill, ball mill, or the like can be used. During mixing, water, an organic solvent such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, tetrahydrofuran, N-methylpyrrolidone, or a mixed solvent of water and an organic solvent may be added. After mixing, operations such as sieving may be performed in order to align the particles of the simple substance or the compound with a desired particle diameter. Mixing may be performed by either a wet method in which a liquid component such as water or an organic solvent is added to the solid component, or a dry method in which only the solid component is added without adding the liquid component. When mixing is performed by a wet method, after mixing, liquid components such as water and organic solvent may be removed by drying. Mixing can also be performed by combining a wet method and a dry method. In addition, when using zinc or an element whose reduction potential is nobler than zinc as at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table, charging / discharging It is also possible to introduce the element into the electrode underlayer by a process.

また上記炭素を含有する層のもう1つの調製方法としては、以下が挙げられる。すなわち、上記単体又は化合物の粒子が有機鎖を有するものから構成されるエマルション組成物を集電体の上に塗工し、窒素等の不活性気体下で焼成する。これにより、上記周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素の単体又は化合物を含有し、かつ炭素を含有する層を得ることができる。 Moreover, the following is mentioned as another preparation method of the said layer containing carbon. That is, an emulsion composition composed of the above simple substance or compound particles having an organic chain is applied onto a current collector and fired in an inert gas such as nitrogen. Thereby, a layer containing at least one element or a compound of at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table and containing carbon can be obtained.

上記焼成温度は、例えば、100℃以上であることが好ましい。また、該焼成温度は、1000℃以下であることが好ましい。より好ましくは、200℃以上、800℃以下である。また、上記焼成時間は、例えば、0.1時間以上であることが好ましい。また、該焼成時間は、72時間以下であることが好ましい。 The firing temperature is preferably 100 ° C. or higher, for example. Moreover, it is preferable that this calcination temperature is 1000 degrees C or less. More preferably, it is 200 degreeC or more and 800 degrees C or less. Moreover, it is preferable that the said baking time is 0.1 hour or more, for example. Moreover, it is preferable that this baking time is 72 hours or less.

本発明の亜鉛負極における、電極下地層と亜鉛種を含む活物質層との間は、通常は結着剤成分を介して結着されていることが好ましい。該結着剤は、電極下地層に使用される結着剤、及び/又は、亜鉛種を含む活物質層に使用される結着剤と同じであってもよいし、異なっていてもよい。以下の結着剤は、電極下地層と亜鉛種を含む活物質層との間を結着するのに用いることもできるし、電極下地層内や亜鉛種を含む活物質層内において該層内の成分の結着剤として含有させることもできる。なお、結着剤は、1種でも2種以上でも使用することができる。
上記結着剤成分は、一般的に用いられる結着剤を塗布して形成されるものであればよく、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸部位含有ポリマー、ポリ(メタ)アクリル酸塩部位含有ポリマー、ポリ(メタ)アクリル酸エステル部位含有ポリマー、ポリ(α−ヒドロキシメチルアクリル酸塩)部位含有ポリマー、ポリ(α−ヒドロキシメチルアクリル酸エステル)部位含有ポリマー、ポリアクリロニトリル部位含有ポリマー、ポリアクリルアミド部位含有ポリマー、ポリビニルアルコール部位含有ポリマー、ポリエチレンオキシド部位含有ポリマー等のエポキシ開環部位含有ポリマー、ポリエチレン部位含有ポリマー、ポリプロピレン部位含有ポリマー、ポリブテン部位含有ポリマー、ポリイソプレノール部位含有ポリマー、ポリ(メタ)アリルアルコール部位含有ポリマー、ポリイソプレン部位含有ポリマー、ポリスチレンに代表される芳香環部位含有ポリマー、ポリマレイミド部位含有ポリマー、ポリビニルピロリドン部位含有ポリマー、ポリアセチレン部位含有ポリマー、ポリカーボネート部位含有ポリマー、チオポリカーボネート部位含有ポリマー、ケトン基部位含有ポリマー、エーテル基部位含有ポリマー、エステル基部位含有ポリマー、カーボネート基部位含有ポリマー、チオカーボネート基含有ポリマー、環化重合部位含有ポリマー、スチレンブタジエンゴム(SBR)等に代表される人工ゴム、セルロース・酢酸セルロース・ヒドロキシアルキルセルロース(例えば、ヒドロキシエチルセルロース)・カルボキシメチルセルロース・キチン・キトサン・アルギン酸(塩)等の糖類、ポリエチレンイミン等のアミノ基部位含有ポリマー、アミド基部位含有ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン部位含有ポリマー、ポリフッ化ビニリデン部位含有ポリマー、ポリ(無水)マレイン酸部位含有ポリマー、ポリマレイン酸塩部位含有ポリマー、ポリ(無水)イタコン酸部位含有ポリマー、ポリイタコン酸塩部位含有ポリマー、ポリ(無水)メチレングルタル酸部位含有ポリマー、ポリメチレングルタル酸塩部位含有ポリマー、陽イオン・陰イオン交換膜等に使用されるイオン交換性ポリマー、スルホン酸塩部位含有ポリマー、第四級アンモニウム塩部位含有ポリマー、第四級ホスホニウム塩部位含有ポリマー、イミド基部位含有ポリマー、水酸基部位含有ポリマー、ウレタン基部位含有ポリマー、導電性ポリマー、ポリマーアロイ、ヘテロ原子含有ポリマー、低分子量界面活性剤等が挙げられる。官能基は主鎖にあっても側鎖にあってもよく、主鎖が一部架橋されていてもよい。
ポリマーが特定の部位を含有するとは、ポリマーが、その一部において当該部位を有する単量体単位を含むものであればよく、当該部位を有さない単量体単位を含むものであってもよい。言い換えれば、ポリマーは、コポリマーであってもよい。
In the zinc negative electrode of the present invention, it is usually preferable that the electrode base layer and the active material layer containing zinc species are usually bound via a binder component. The binder may be the same as or different from the binder used for the electrode underlayer and / or the active material layer containing zinc species. The following binders can also be used for binding between the electrode underlayer and the active material layer containing zinc species, and within the electrode underlayer or the active material layer containing zinc species, It can also be contained as a binder of the above components. In addition, 1 type or 2 types or more can be used for a binder.
The binder component may be formed by applying a commonly used binder, for example, a poly (meth) acrylic acid moiety-containing polymer, a poly (meth) acrylate moiety-containing polymer , Poly (meth) acrylate moiety-containing polymer, poly (α-hydroxymethyl acrylate) moiety-containing polymer, poly (α-hydroxymethyl acrylate) moiety-containing polymer, polyacrylonitrile moiety-containing polymer, polyacrylamide moiety-containing Polymer, Polyvinyl alcohol moiety-containing polymer, Polyethylene oxide moiety-containing polymer, etc., Epoxy ring-opening moiety-containing polymer, Polyethylene moiety-containing polymer, Polypropylene moiety-containing polymer, Polybutene moiety-containing polymer, Polyisoprenol moiety-containing polymer, Poly (meth) allylamine Lucol moiety-containing polymer, polyisoprene moiety-containing polymer, aromatic ring moiety-containing polymer represented by polystyrene, polymaleimide moiety-containing polymer, polyvinylpyrrolidone moiety-containing polymer, polyacetylene moiety-containing polymer, polycarbonate moiety-containing polymer, thiopolycarbonate moiety-containing polymer, Artificial rubber typified by ketone group site-containing polymer, ether group site-containing polymer, ester group site-containing polymer, carbonate group site-containing polymer, thiocarbonate group-containing polymer, cyclopolymerization site-containing polymer, styrene butadiene rubber (SBR), etc. , Cellulose, cellulose acetate, hydroxyalkyl cellulose (for example, hydroxyethyl cellulose), carboxymethylcellulose, chitin, chitosan, alginic acid (salt) Amino group-containing polymer, amide group-containing polymer, polytetrafluoroethylene-containing polymer, polyvinylidene fluoride-containing polymer, poly (anhydride) maleic acid-containing polymer, polymaleate-containing polymer , Poly (anhydride) itaconic acid moiety-containing polymer, polyitaconate moiety-containing polymer, poly (anhydrous) methylene glutarate moiety-containing polymer, polymethylene glutarate moiety-containing polymer, cation / anion exchange membrane Ion exchange polymer, sulfonate moiety-containing polymer, quaternary ammonium salt moiety-containing polymer, quaternary phosphonium salt moiety-containing polymer, imide group moiety-containing polymer, hydroxyl group moiety-containing polymer, urethane group moiety-containing polymer, conductive polymer The Maaroi, heteroatom-containing polymers, low molecular weight surfactants. The functional group may be in the main chain or in the side chain, and the main chain may be partially crosslinked.
The polymer contains a specific site as long as the polymer includes a monomer unit having the site in part, and may include a monomer unit that does not have the site. Good. In other words, the polymer may be a copolymer.

上記ポリマーは、ポリマーの構成単位に該当するモノマーより、ラジカル重合、ラジカル(交互)共重合、アニオン重合、アニオン(交互)共重合、カチオン重合、カチオン(交互)共重合、グラフト重合、グラフト(交互)共重合、リビング重合、リビング(交互)共重合、分散重合、乳化重合、懸濁重合、開環重合、環化重合、光、紫外線や電子線照射による重合、メタセシス重合、電解重合等により得ることができる。この際、酸化亜鉛粒子等の亜鉛含有化合物粒子、導電助剤粒子、周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物を、ポリマー内、及び/又は、表面上に取り込んで、一つの粒子を形成することも可能である。また、上記ポリマーは、電解液中で加水分解等の反応を起こしてもよい。また、電極作製時にはモノマーを使用し、充放電時にポリマー化させても良い。 The above polymers are radical polymerization, radical (alternate) copolymerization, anionic polymerization, anion (alternate) copolymerization, cationic polymerization, cationic (alternate) copolymerization, graft polymerization, graft (alternate), from monomers corresponding to the polymer structural unit. ) Copolymerization, living polymerization, living (alternate) copolymerization, dispersion polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, ring-opening polymerization, cyclization polymerization, polymerization by light, ultraviolet ray or electron beam irradiation, metathesis polymerization, electrolytic polymerization, etc. be able to. At this time, a compound containing at least one element selected from the group consisting of zinc-containing compound particles such as zinc oxide particles, conductive auxiliary agent particles, and elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table, in the polymer, and / or Alternatively, it can be incorporated on the surface to form a single particle. The polymer may cause a reaction such as hydrolysis in the electrolytic solution. Moreover, a monomer may be used at the time of electrode preparation, and it may be polymerized at the time of charging / discharging.

上記亜鉛種を含む活物質層における亜鉛種とは、亜鉛含有化合物を言う。該亜鉛含有化合物は、負極活物質として用いることができるものである限り、特に制限されないが、例えば、酸化亜鉛(1種/2種/3種)、導電性酸化亜鉛、亜鉛金属、亜鉛末、亜鉛繊維、水酸化亜鉛や、硫化亜鉛・テトラヒドロキシ亜鉛アルカリ金属塩・テトラヒドロキシ亜鉛アルカリ土類金属塩・亜鉛ハロゲン化合物・亜鉛カルボキシラート化合物・亜鉛合金・亜鉛固溶体・ホウ酸亜鉛・リン酸亜鉛・リン酸水素亜鉛・ケイ酸亜鉛・アルミン酸亜鉛・炭酸化合物・炭酸水素化合物・硝酸化合物・硫酸化合物等に代表される周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する亜鉛(合金)化合物、有機亜鉛化合物、及び、亜鉛化合物塩等が挙げられる。これらの中でも、酸化亜鉛(1種/2種/3種)、導電性酸化亜鉛、亜鉛金属、亜鉛末、亜鉛繊維、水酸化亜鉛、テトラヒドロキシ亜鉛アルカリ金属塩、テトラヒドロキシ亜鉛アルカリ土類金属塩、亜鉛ハロゲン化物、亜鉛カルボキシラート化合物、亜鉛合金、亜鉛固溶体、ホウ酸亜鉛、リン酸亜鉛、ケイ酸亜鉛・アルミン酸亜鉛・炭酸亜鉛がより好ましい。上記亜鉛金属、亜鉛合金は、それぞれ、(アルカリ)乾電池や空気電池に使用される亜鉛金属、(アルカリ)乾電池や空気電池に使用される亜鉛合金であってもよい。上記亜鉛含有化合物は、1種でも2種以上でも使用することができる。 The zinc species in the active material layer containing the zinc species refers to a zinc-containing compound. The zinc-containing compound is not particularly limited as long as it can be used as a negative electrode active material. For example, zinc oxide (1 type / 2 types / 3 types), conductive zinc oxide, zinc metal, zinc powder, Zinc fiber, zinc hydroxide, zinc sulfide, tetrahydroxyzinc alkali metal salt, tetrahydroxyzinc alkaline earth metal salt, zinc halogen compound, zinc carboxylate compound, zinc alloy, zinc solid solution, zinc borate, zinc phosphate, At least one selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table represented by zinc hydrogen phosphate, zinc silicate, zinc aluminate, carbonic acid compound, hydrogen carbonate compound, nitric acid compound, sulfuric acid compound and the like Examples include zinc (alloy) compounds, organic zinc compounds, and zinc compound salts having two elements. Among these, zinc oxide (1 type / 2 types / 3 types), conductive zinc oxide, zinc metal, zinc dust, zinc fiber, zinc hydroxide, tetrahydroxy zinc alkali metal salt, tetrahydroxy zinc alkaline earth metal salt Zinc halide, zinc carboxylate compound, zinc alloy, zinc solid solution, zinc borate, zinc phosphate, zinc silicate / zinc aluminate / zinc carbonate are more preferable. The zinc metal and zinc alloy may be zinc metal used for (alkali) dry batteries and air batteries, and zinc alloy used for (alkali) dry batteries and air batteries, respectively. The zinc-containing compound can be used alone or in combination of two or more.

上記亜鉛含有化合物の亜鉛負極合剤中の配合量としては、亜鉛負極合剤の全量100質量%に対して、50〜99.9質量%であることが好ましい。亜鉛含有化合物の配合量がこのような範囲であると、亜鉛負極合剤から形成される亜鉛負極を、電池の負極として用いた場合に、より良好な電池性能を発揮する。より好ましくは、55〜99.5質量%であり、更に好ましくは、60〜99質量%である。 As a compounding quantity in the zinc negative electrode mixture of the said zinc containing compound, it is preferable that it is 50-99.9 mass% with respect to 100 mass% of whole quantity of a zinc negative electrode mixture. When the amount of the zinc-containing compound is in such a range, better battery performance is exhibited when a zinc negative electrode formed from a zinc negative electrode mixture is used as the negative electrode of the battery. More preferably, it is 55-99.5 mass%, More preferably, it is 60-99 mass%.

上記亜鉛含有化合物の平均粒子径としては、好ましくは500μm〜1nm、より好ましくは100μm〜5nmであり、更に好ましくは20μm〜10nmであり、特に好ましくは、10μm〜100nmである。
上記平均粒子径は、上述した平均粒子径の測定方法と同様の方法により測定することができる。
上記亜鉛含有化合物の粒子の形状としては、微粉状、粉状、粒状、微粒状、鱗片状、繊維状、顆粒状、多面体状、ロッド状、直方状、円柱状、曲面含有状等が挙げられる。
The average particle size of the zinc-containing compound is preferably 500 μm to 1 nm, more preferably 100 μm to 5 nm, still more preferably 20 μm to 10 nm, and particularly preferably 10 μm to 100 nm.
The average particle diameter can be measured by the same method as the above-described average particle diameter measuring method.
Examples of the shape of the zinc-containing compound particles include fine powder, powder, granule, fine granule, scaly, fiber, granule, polyhedron, rod, rectangular, cylindrical, curved surface, and the like. .

亜鉛含有化合物の比表面積としては、好ましくは、0.01m/g以上、60m/g以下であり、更に好ましくは、0.1m/g以上、50m/g以下である。
上記比表面積は、上述した比表面積の測定方法と同様の方法により測定することができる。
The specific surface area of the zinc-containing compound is preferably 0.01 m 2 / g or more and 60 m 2 / g or less, and more preferably 0.1 m 2 / g or more and 50 m 2 / g or less.
The specific surface area can be measured by the same method as the method for measuring the specific surface area described above.

上記亜鉛負極合剤は、亜鉛含有化合物とともに、導電助剤を含むものであることが好ましい。
上記導電助剤としては、例えば、導電性炭素、導電性セラミックス、亜鉛・亜鉛末・亜鉛合金・(アルカリ)乾電池や空気電池に使用される亜鉛(以下、纏めて金属亜鉛とも称する)等を用いることができる。
上記導電性炭素としては、上記炭素を含有する層における導電性炭素として上述したものと同様である。
上記導電性セラミックスとしては、例えば、酸化亜鉛と共に焼成したBi、Co、Nb及びYから選ばれる少なくとも1種を含有する化合物等が挙げられる。
上記導電助剤の中でも、黒鉛、天然黒鉛、人造黒鉛、易黒鉛化炭素、難黒鉛化炭素、グラフェン、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、ケッチェンブラック、気相成長炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、メソカーボンマイクロビーズ、ファイバー状カーボン、多層/単層カーボンナノチューブ、バルカン、アセチレンブラック、酸素含有官能基を導入することにより親水処理したカーボン、金属亜鉛が好ましい。なお、金属亜鉛は表面を他元素やカーボン等でコーティングされたものであってもよいし、合金化されていてもよい。固溶体であってもよい。上記導電助剤は、1種でも2種以上でも使用することができる。
It is preferable that the said zinc negative electrode mixture contains a conductive support agent with a zinc containing compound.
Examples of the conductive aid include conductive carbon, conductive ceramics, zinc / zinc powder / zinc alloy / zinc used in (alkaline) dry batteries and air batteries (hereinafter also referred to as metal zinc). be able to.
The conductive carbon is the same as that described above as the conductive carbon in the carbon-containing layer.
Examples of the conductive ceramic include a compound containing at least one selected from Bi, Co, Nb and Y fired with zinc oxide.
Among the conductive aids, graphite, natural graphite, artificial graphite, graphitizable carbon, non-graphitizable carbon, graphene, carbon black, graphitized carbon black, ketjen black, vapor-grown carbon fiber, pitch-based carbon fiber, Mesocarbon microbeads, fibrous carbon, multi-wall / single-wall carbon nanotubes, vulcanized carbon, acetylene black, carbon treated with a hydrophilic treatment by introducing an oxygen-containing functional group, and metallic zinc are preferred. The metallic zinc may be one whose surface is coated with another element, carbon or the like, or may be alloyed. It may be a solid solution. The said conductive support agent can be used by 1 type, or 2 or more types.

また、金属亜鉛は活物質としても働くことが可能である。
金属亜鉛は、負極の調製段階で負極合剤として加えることになる。電池の使用の過程で、亜鉛含有化合物である酸化亜鉛や水酸化亜鉛等から生成する亜鉛金属は導電助剤としても機能することになる。この場合、亜鉛含有化合物は、電池の使用の過程では、負極活物質かつ導電助剤として実質的に機能することになる。
上記導電助剤は、これを用いて蓄電池を作製した際に水含有電解液を使用した場合には、電池の使用の過程で水の分解副反応を進行させる場合があり、該副反応を抑制するために、特定の元素を導電助剤に導入してもよい。特定の元素としては、Al、B、Ba、Bi、Br、C、Ca、Cd、Ce、Cu、Cl、F、Ga、Hg、In、La、Mg、Mn、N、Nb、Nd、Ni、P、Pb、Sb、Sc、Si、Sn、Sr、Ti、Tl、Y、Zr等が挙げられる。導電性カーボンを導電助剤の一つとして使用する場合には、特定の元素としては、Al、B、Ba、Bi、C、Ca、Cd、Ce、Cu、F、In、La、Mg、Mn、N、Nb、Nd、Ni、P、Pb、Sb、Sc、Si、Sn、Tl、Y、Zrが好ましい。
ここで、特定の元素を導電助剤に導入するとは、導電助剤をこれらの元素を構成元素とする化合物とすることを意味する。
Metallic zinc can also act as an active material.
Metallic zinc is added as a negative electrode mixture in the negative electrode preparation stage. In the process of using the battery, zinc metal generated from zinc oxide, zinc hydroxide or the like, which is a zinc-containing compound, also functions as a conductive additive. In this case, the zinc-containing compound substantially functions as a negative electrode active material and a conductive additive in the process of using the battery.
In the case of using a water-containing electrolyte when producing a storage battery using this conductive auxiliary agent, there may be a case where a side reaction of water proceeds in the process of using the battery, and this side reaction is suppressed. In order to do this, a specific element may be introduced into the conductive additive. Specific elements include Al, B, Ba, Bi, Br, C, Ca, Cd, Ce, Cu, Cl, F, Ga, Hg, In, La, Mg, Mn, N, Nb, Nd, Ni, P, Pb, Sb, Sc, Si, Sn, Sr, Ti, Tl, Y, Zr and the like can be mentioned. When conductive carbon is used as one of the conductive assistants, specific elements include Al, B, Ba, Bi, C, Ca, Cd, Ce, Cu, F, In, La, Mg, Mn N, Nb, Nd, Ni, P, Pb, Sb, Sc, Si, Sn, Tl, Y, Zr are preferable.
Here, introducing a specific element into a conductive additive means that the conductive auxiliary is a compound having these elements as constituent elements.

上記導電助剤の配合量としては、亜鉛負極合剤中の亜鉛含有化合物100質量%に対して、0.0001〜100質量%であることが好ましい。導電助剤の配合量がこのような範囲であると、亜鉛負極合剤から形成される亜鉛負極を、電池の負極として用いた場合に、より良好な電池性能を発揮する。より好ましくは、0.0005〜60質量%であり、更に好ましくは、0.001〜40質量%である。
なお、金属亜鉛を負極合剤調製時に導電助剤として使用する場合には、金属亜鉛は亜鉛含有化合物ではなく、導電助剤として考えて計算する。また、亜鉛含有化合物である酸化亜鉛や水酸化亜鉛等から電池の使用の過程で生成する亜鉛金属は、系中で導電助剤としての機能も果たすことになるが、亜鉛負極合剤や亜鉛負極調製時には0価の亜鉛金属ではないため、ここでは導電助剤として考慮しないこととする。すなわち、上記導電助剤の好ましい配合量は、亜鉛負極合剤や亜鉛負極の調製時に配合する導電助剤の好ましい量である。
As a compounding quantity of the said conductive support agent, it is preferable that it is 0.0001-100 mass% with respect to 100 mass% of zinc containing compounds in a zinc negative electrode mixture. When the blending amount of the conductive auxiliary is in such a range, better battery performance is exhibited when the zinc negative electrode formed from the zinc negative electrode mixture is used as the negative electrode of the battery. More preferably, it is 0.0005-60 mass%, More preferably, it is 0.001-40 mass%.
In addition, when using metal zinc as a conductive support agent at the time of preparing a negative electrode mixture, the metal zinc is not a zinc-containing compound but is calculated as a conductive support agent. In addition, zinc metal produced in the process of battery use from zinc oxide or zinc hydroxide, which are zinc-containing compounds, will also function as a conductive aid in the system. Since it is not zero-valent zinc metal at the time of preparation, it is not considered here as a conductive additive. That is, the preferable compounding quantity of the said conductive support agent is a preferable quantity of the conductive support agent mix | blended at the time of preparation of a zinc negative electrode mixture or a zinc negative electrode.

上記導電助剤の平均粒子径としては、好ましくは1nm〜500μm、より好ましくは5nm〜200μm、更に好ましくは10nm〜100μmである。 The average particle diameter of the conductive aid is preferably 1 nm to 500 μm, more preferably 5 nm to 200 μm, and still more preferably 10 nm to 100 μm.

上記導電助剤の比表面積としては、好ましくは、0.1m/g以上、1500m/g以下であり、より好ましくは、1m/g以上、1200m/g以下であり、更に好ましくは、1m/g以上、900m/g以下であり、特に好ましくは、1m/g以上、250m/g以下であり、最も好ましくは、1m/g以上、50m/g以下である。
導電助剤の比表面積を上記値とすることにより、電池の使用の過程で活物質である亜鉛含有化合物の形状変化や不動態の形成を抑制することができる等の効果がある。
なお、上記平均粒子径及び比表面積は、前述と同じ方法により測定することができる。
The specific surface area of the conductive aid is preferably 0.1 m 2 / g or more and 1500 m 2 / g or less, more preferably 1 m 2 / g or more and 1200 m 2 / g or less, and still more preferably. 1 m 2 / g or more and 900 m 2 / g or less, particularly preferably 1 m 2 / g or more and 250 m 2 / g or less, and most preferably 1 m 2 / g or more and 50 m 2 / g or less. .
By setting the specific surface area of the conductive additive to the above value, there are effects such as the ability to suppress the shape change of the zinc-containing compound which is the active material and the formation of the passive state in the process of using the battery.
The average particle diameter and specific surface area can be measured by the same method as described above.

本発明の亜鉛負極合剤は、上記亜鉛含有化合物、導電助剤と共に、必要に応じて、周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物、有機化合物、及び、有機化合物塩からなる群より選択される少なくとも1種を混合して調製することができる。混合には、上述した、周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素の単体又は化合物を、炭素を含有する層を形成するためのスラリー又はペースト混合物に混合する方法と同様の方法をおこなうことができる。例えば、亜鉛含有化合物と、周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物とを湿式法で混合した後、乾燥により液体成分を除去して得られる固体の混合物と、導電助剤とを乾式法で混合して、亜鉛負極合剤を調製してもよい。亜鉛含有化合物と、周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物とを、合金化してもよい。また、還元電位が亜鉛よりも貴である元素を、充放電工程により、上記亜鉛含有化合物に該元素を導入することも可能である。 The zinc negative electrode mixture of the present invention is a compound having at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table, if necessary, together with the zinc-containing compound and the conductive assistant. It can be prepared by mixing at least one selected from the group consisting of organic compounds and organic compound salts. For mixing, the above-described simple substance or compound of at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table is added to a slurry or paste mixture for forming a carbon-containing layer. A method similar to the method of mixing can be performed. For example, it is obtained by mixing a zinc-containing compound and a compound having at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table by a wet method and then removing the liquid component by drying. The zinc negative electrode mixture may be prepared by mixing the obtained solid mixture and the conductive additive by a dry method. A zinc-containing compound and a compound having at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table may be alloyed. It is also possible to introduce an element having a reduction potential more noble than zinc into the zinc-containing compound by a charge / discharge process.

本発明の亜鉛負極は、上記亜鉛負極合剤を用いて形成されてなるものであることが好ましい。 The zinc negative electrode of the present invention is preferably formed using the zinc negative electrode mixture.

上記亜鉛種を含む活物質層は、亜鉛含有化合物を含む亜鉛負極合剤を塗工、圧着、又は、接着等して調製することができる。上記亜鉛負極の活物質層の調製方法としては、例えば、次のような方法が挙げられる。
上述した調製方法により、本発明の亜鉛負極合剤を、スラリー又はペースト混合物として得る。次に、得られたスラリー又はペースト混合物を、集電体及び/又は炭素を含有する層(電極下地層)の上に、できる限り膜厚が一定になるように塗工、圧着、又は接着する。上記炭素を、亜鉛負極合剤のスラリー又はペースト混合物に添加し、一液により亜鉛負極の活物質層及び炭素を含有する層を集電体上に形成することも可能である。
The active material layer containing the zinc species can be prepared by coating, pressure bonding, or bonding a zinc negative electrode mixture containing a zinc-containing compound. Examples of the method for preparing the active material layer of the zinc negative electrode include the following methods.
By the preparation method described above, the zinc negative electrode mixture of the present invention is obtained as a slurry or a paste mixture. Next, the obtained slurry or paste mixture is applied, pressure-bonded, or bonded on a current collector and / or a layer containing carbon (electrode underlayer) so that the film thickness is as constant as possible. . It is also possible to add the carbon to the slurry or paste mixture of the zinc negative electrode mixture, and form the active material layer of the zinc negative electrode and the layer containing carbon on the current collector by one liquid.

上記スラリー又はペースト混合物は、電極下地層の片面に塗工、圧着、又は接着等してもよいし、両面・全面に塗工、圧着、又は接着等してもよい。塗工中、及び/又は、塗工後、0〜250℃で乾燥する。乾燥温度としてより好ましくは、15〜200℃である。乾燥は真空乾燥で行ってもよい。乾燥時間は、5分間〜48時間であることが好ましい。塗工と乾燥の工程を繰り返し行ってもよい。また、乾燥後に常圧〜20tの圧力で、ロールプレス機等によりプレスを行うことが好ましい。プレスする圧力としてより好ましくは、常圧〜15tの圧力である。プレス時に、10〜500℃の温度をかけてもよい。プレスを行う際に、活物質同士、及び/又は、活物質と結着剤との密着性を向上させ、また、活物質層の厚みを調節することも可能である。 The slurry or paste mixture may be applied, pressure-bonded, or adhered to one surface of the electrode base layer, or may be coated, pressure-bonded, or adhered to both surfaces or the entire surface. It dries at 0-250 degreeC during coating and / or after coating. More preferably, it is 15-200 degreeC as drying temperature. Drying may be performed by vacuum drying. The drying time is preferably 5 minutes to 48 hours. You may repeat the process of coating and drying. Moreover, it is preferable to press with a roll press machine etc. at the pressure of normal pressure-20t after drying. The pressure for pressing is more preferably a pressure of normal pressure to 15 t. You may apply the temperature of 10-500 degreeC at the time of a press. When performing the pressing, it is possible to improve the adhesion between the active materials and / or between the active material and the binder, and to adjust the thickness of the active material layer.

このようにして得られた亜鉛負極(亜鉛合剤電極)は、特に二次電池用負極として使用した場合に、亜鉛負極内における水の分解を抑制することになり、電極活物質のシェイプチェンジやデンドライトといった形態変化、不動態形成による劣化や、電池の負極としての使用の過程での水素の発生を最大限に抑制することができる。
亜鉛負極の膜厚は、電池構成や集電体からの活物質の剥離抑制等の点から1nm〜1000μmであることが好ましい。より好ましくは、10nm〜600μmであり、更に好ましくは、20nm〜500μmである。
なお、本発明の亜鉛負極は、上述した炭素を含有する層を備える限り、その他の部材を備えていてもよい。また、該その他の部材は、1種を含んでいてもよいし2種以上を含んでいてもよい。
The zinc negative electrode (zinc mixture electrode) thus obtained suppresses the decomposition of water in the zinc negative electrode, particularly when used as a negative electrode for a secondary battery. Deformation such as dendrite, deterioration due to passive formation, and generation of hydrogen in the process of use as a negative electrode of a battery can be suppressed to the maximum.
The film thickness of the zinc negative electrode is preferably 1 nm to 1000 μm from the viewpoint of the battery configuration and the suppression of peeling of the active material from the current collector. More preferably, it is 10 nm-600 micrometers, More preferably, it is 20 nm-500 micrometers.
In addition, as long as the zinc negative electrode of this invention is equipped with the layer containing carbon mentioned above, you may be equipped with the other member. Moreover, this other member may contain 1 type, and may contain 2 or more types.

本発明の亜鉛電極を用いた電池は、電解液として特に水含有電解液を用いることができるために、安全性の高い電池を得ることができる。
本発明の亜鉛電極を負極として用いた電池の形態としては、一次電池;充放電が可能な二次電池(蓄電池);メカニカルチャージ(亜鉛負極の機械的な交換)の利用;本発明の亜鉛負極と後述のような正極活物質より構成される正極とは別の第3極(例えば、充放電中に発生する酸素や水素を除去する極)の利用等、いずれの形態であってもよい。好ましくは二次電池(蓄電池)である。
このように、本発明の亜鉛負極、正極、及び、電解質を用いて構成される電池も、本発明の1つである。本発明の電池における亜鉛負極の好ましい構成は、上述した本発明の亜鉛負極の好ましい構成と同様である。
Since the battery using the zinc electrode of the present invention can use a water-containing electrolyte as the electrolyte, a highly safe battery can be obtained.
The form of the battery using the zinc electrode of the present invention as a negative electrode is as follows: primary battery; secondary battery (storage battery) capable of charge / discharge; use of mechanical charge (mechanical replacement of zinc negative electrode); zinc negative electrode of the present invention In addition, any form such as use of a third electrode (for example, an electrode for removing oxygen and hydrogen generated during charge / discharge) different from the positive electrode composed of the positive electrode active material as described later may be used. A secondary battery (storage battery) is preferable.
Thus, the battery comprised using the zinc negative electrode of this invention, a positive electrode, and electrolyte is also one of this invention. The preferable configuration of the zinc negative electrode in the battery of the present invention is the same as the preferable configuration of the zinc negative electrode of the present invention described above.

上記本発明の電池は、上記亜鉛負極以外に、正極、電解質等を含むことができる。また、電解質としては、後述のように水含有電解液が好ましい。
そこで、本発明の亜鉛負極、正極、及び、水含有電解液を有してなる電池も、本発明の1つである。本発明の電池は、これらの各成分をそれぞれ1種含むものであってもよいし、2種以上を含んでいてもよい。
The battery of the present invention can include a positive electrode, an electrolyte, and the like in addition to the zinc negative electrode. Further, as the electrolyte, a water-containing electrolytic solution is preferable as described later.
Therefore, a battery comprising the zinc negative electrode, the positive electrode, and the water-containing electrolyte of the present invention is also one aspect of the present invention. The battery of the present invention may include one of each of these components, or may include two or more.

上記正極としては、一次電池や二次電池の正極活物質として通常用いられるものを用いて形成することができ、特に制限されないが、例えば、酸素(酸素が正極活物質となる場合、正極は、酸素の還元や水の酸化が可能なペロブスカイト型化合物、コバルト含有化合物、鉄含有化合物、銅含有化合物、マンガン含有化合物、バナジウム含有化合物、ニッケル含有化合物、イリジウム含有化合物、白金含有化合物;パラジウム含有化合物;金含有化合物;銀化合物;炭素含有化合物等より構成される空気極となる);オキシ水酸化ニッケル、水酸化ニッケル、コバルト含有水酸化ニッケル等のニッケル含有化合物;二酸化マンガン等のマンガン含有化合物;酸化銀;コバルト酸リチウム等のリチウム含有化合物;鉄含有化合物等が挙げられる。 The positive electrode can be formed using a material normally used as a positive electrode active material of a primary battery or a secondary battery, and is not particularly limited. For example, oxygen (when oxygen becomes a positive electrode active material, the positive electrode is Perovskite compounds capable of reducing oxygen and oxidizing water, cobalt-containing compounds, iron-containing compounds, copper-containing compounds, manganese-containing compounds, vanadium-containing compounds, nickel-containing compounds, iridium-containing compounds, platinum-containing compounds; palladium-containing compounds; Gold-containing compounds; silver compounds; air electrodes composed of carbon-containing compounds, etc.); nickel-containing compounds such as nickel oxyhydroxide, nickel hydroxide, cobalt-containing nickel hydroxide; manganese-containing compounds such as manganese dioxide; oxidation Silver; lithium-containing compounds such as lithium cobaltate; iron-containing compounds and the like.

上記電解質としては、電池の電解質として通常用いられるものであれば特に制限されず、例えば、水含有電解液、有機溶剤系電解液等が挙げられ、水含有電解液が好ましい。水含有電解液とは、水のみを電解液原料として使用する電解液(水系電解液)や、水に有機溶剤を加えた液を電解液原料として使用する電解液を指す。
上記水系電解液としては、例えば、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液、硫酸亜鉛水溶液、硝酸亜鉛水溶液、リン酸亜鉛水溶液、酢酸亜鉛水溶液等が挙げられる。このように、電解質として特に制限されないが、水系電解液を使用する場合には、系中でイオン伝導を担う水酸化物イオンを発生させる化合物が好ましい。特にイオン伝導性の観点からは水酸化カリウム水溶液が好ましい。上記水系電解液は、1種でも2種以上でも使用することができる。また、上記水含有電解液は、有機溶剤系電解液に用いられる有機溶剤を含んでいてもよい。該有機溶剤としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、ジエトキシエタン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、アセトニトリル、ベンゾニトリル、イオン性液体、フッ素含有カーボネート類、フッ素含有エーテル類、ポリエチレングリコール類、フッ素含有ポリエチレングリコール類等が挙げられる。
The electrolyte is not particularly limited as long as it is usually used as a battery electrolyte, and examples thereof include water-containing electrolytes and organic solvent-based electrolytes, and water-containing electrolytes are preferred. The water-containing electrolytic solution refers to an electrolytic solution using only water as an electrolytic solution raw material (aqueous electrolytic solution) or an electrolytic solution using a solution obtained by adding an organic solvent to water as an electrolytic solution raw material.
Examples of the aqueous electrolyte include potassium hydroxide aqueous solution, sodium hydroxide aqueous solution, lithium hydroxide aqueous solution, zinc sulfate aqueous solution, zinc nitrate aqueous solution, zinc phosphate aqueous solution, and zinc acetate aqueous solution. Thus, although it does not restrict | limit especially as an electrolyte, When using aqueous electrolyte solution, the compound which generate | occur | produces the hydroxide ion which bears ion conduction in a system is preferable. In particular, an aqueous potassium hydroxide solution is preferable from the viewpoint of ion conductivity. The aqueous electrolyte solution can be used alone or in combination of two or more. Moreover, the said water containing electrolyte solution may contain the organic solvent used for an organic solvent type electrolyte solution. Examples of the organic solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone, dimethoxymethane, diethoxymethane, dimethoxyethane, tetrahydrofuran, methyltetrahydrofuran, diethoxyethane, dimethyl sulfoxide, sulfolane, acetonitrile, and benzonitrile. Ionic liquid, fluorine-containing carbonates, fluorine-containing ethers, polyethylene glycols, fluorine-containing polyethylene glycols and the like.

上記電解液の濃度は、電解質(例えば水酸化カリウム)の濃度が0.01〜50mol/Lであることが好ましい。このような濃度の電解液を用いることにより、良好な電池性能を発揮することができる。より好ましくは、1〜20mol/Lであり、更に好ましくは、3〜18mol/Lである。また、亜鉛含有化合物を負極とする水含有電解液を使用した一次電池や二次電池に対して下記水含有電解液を使用する場合には、電解液へ更に、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、リン酸亜鉛、ピロリン酸亜鉛、ホウ酸亜鉛、ケイ酸亜鉛、アルミン酸亜鉛、亜鉛金属、テトラヒドロキシ亜鉛イオン塩から選ばれる亜鉛化合物を少なくとも1種添加することが好ましい。これにより、電池の使用の過程での亜鉛極活物質の溶解に伴うシェイプチェンジやデンドライトといった電極活物質の形態変化の発生、成長や不動態の形成を更に抑制することができる。電解液中の上記亜鉛化合物は、0.0001mol/L〜飽和濃度であることが好ましい。なお、電解液は循環させてもよいし、させなくてもよい。 The concentration of the electrolytic solution is preferably 0.01 to 50 mol / L of an electrolyte (for example, potassium hydroxide). By using an electrolytic solution having such a concentration, good battery performance can be exhibited. More preferably, it is 1-20 mol / L, More preferably, it is 3-18 mol / L. In addition, when the following water-containing electrolyte is used for a primary battery or a secondary battery using a water-containing electrolyte having a zinc-containing compound as a negative electrode, zinc oxide, zinc hydroxide, phosphorous is further added to the electrolyte. It is preferable to add at least one zinc compound selected from zinc acid, zinc pyrophosphate, zinc borate, zinc silicate, zinc aluminate, zinc metal, and tetrahydroxy zinc ion salt. Thereby, generation | occurrence | production of the shape change of electrode active materials, such as a shape change and a dendrite accompanying the melt | dissolution of a zinc electrode active material in the process of use of a battery, growth, and formation of a passive state can further be suppressed. The zinc compound in the electrolytic solution is preferably from 0.0001 mol / L to a saturated concentration. Note that the electrolytic solution may or may not be circulated.

上記電解液は、亜鉛以外の、上記周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を含む化合物を添加剤として含んでいてもよい。水系電解液を用いた場合には、熱力学的に通常起こり得る、水の分解反応が進行して水素が発生する電池の使用の過程での副反応や、亜鉛極活物質の形態変化、不動態形成を抑制することができる。これは、添加剤が酸化亜鉛上の表面と好適に相互作用し、副反応、亜鉛極活物質の形態変化、不動態形成を抑制するものと考えられる。
添加剤としては、例えば水酸化カリウムを電解質に使用した水系電解液の場合には、水酸化マグネシウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化バリウム、塩化カルシウム、フッ化カリウム、ホウ酸カリウム、ホウ酸水素カリウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸水素ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸水素カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウム、ヒ酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、水酸化インジウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウム、水酸化リチウム、硫化ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム、チオ硫酸ナトリウム、酸化カドミウム、水酸化コバルト、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化リチウム、酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ビスマス、水酸化ビスマス、水酸化亜鉛、酸化鉛、酢酸鉛、酸化テルル、酸化鉄、酸化ゲルマニウム、酸化錫、水酸化錫、塩化錫、酸化インジウム、酸化ランタノイド、酸化ニオブ、酸化クロム、酸化銅、酸化ガリウム、酸化タリウム、酸化アンチモン、ソルビトール等の糖類、第四級アンモニウム塩、第四級ホスホニウム塩、カプロラクタム化合物、キレート剤、メタノール、エタノール、ブタノール、カルボン酸、カルボン酸塩、スルホン酸、スルホン酸塩、スルホンアミド、スルホン、スルホキシド、ポリマー、ゲル化合物、カルボキシラート基、及び/又は、スルホナート基、及び/又は、第四級アンモニウム塩、及び/又は、第四級ホスホニウム塩を有するポリマーやゲル化合物等が挙げられる。
上記周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物を電解液に添加してもよい。添加剤は、1種でも2種以上でも使用することができる。
The electrolytic solution may contain, as an additive, a compound containing at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table other than zinc. In the case of using an aqueous electrolyte, side reactions in the process of using a battery in which hydrogen is generated by the progress of a water decomposition reaction, which usually occurs thermodynamically, the shape change of the zinc electrode active material, the Dynamic formation can be suppressed. It is considered that this is because the additive suitably interacts with the surface on the zinc oxide to suppress side reactions, morphological change of the zinc electrode active material, and passive formation.
As an additive, for example, in the case of an aqueous electrolyte using potassium hydroxide as an electrolyte, magnesium hydroxide, barium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium chloride, barium chloride, calcium chloride, potassium fluoride, potassium borate Potassium hydrogen borate, sodium borate, sodium hydrogen borate, potassium phosphate, potassium hydrogen phosphate, sodium phosphate, sodium hydrogen phosphate, potassium arsenate, lithium carbonate, potassium carbonate, sodium carbonate, magnesium carbonate, carbonic acid Calcium, barium carbonate, indium hydroxide, potassium silicate, sodium silicate, lithium hydroxide, sodium sulfide, potassium sulfate, sodium sulfate, potassium thiosulfate, sodium thiosulfate, cadmium oxide, cobalt hydroxide, titanium oxide, zirconium oxide , Aluminum fluoride, lithium oxide, sodium oxide, lithium hydroxide, sodium hydroxide, magnesium oxide, calcium oxide, barium oxide, bismuth oxide, bismuth hydroxide, zinc hydroxide, lead oxide, lead acetate, tellurium oxide, iron oxide, oxidation Germanium, tin oxide, tin hydroxide, tin chloride, indium oxide, lanthanoid oxide, niobium oxide, chromium oxide, copper oxide, gallium oxide, thallium oxide, antimony oxide, sorbitol and other sugars, quaternary ammonium salts, quaternary Phosphonium salt, caprolactam compound, chelating agent, methanol, ethanol, butanol, carboxylic acid, carboxylate, sulfonic acid, sulfonate, sulfonamide, sulfone, sulfoxide, polymer, gel compound, carboxylate group, and / or sulfonate Group and / or They are quaternary ammonium salts, and / or a polymer or gel compound having a quaternary phosphonium salt.
A compound having at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table may be added to the electrolytic solution. One type or two or more types of additives can be used.

本発明の電池において電解質は、ゲル電解質であってもよい。 In the battery of the present invention, the electrolyte may be a gel electrolyte.

本発明の電池は、更に、セパレーターを使用することもできる。セパレーターとは、正極と負極を隔離し、電解液を保持して正極と負極との間のイオン伝導性を確保する部材である。 The battery of the present invention can further use a separator. The separator is a member that separates the positive electrode and the negative electrode and holds the electrolyte solution to ensure ionic conductivity between the positive electrode and the negative electrode.

上記セパレーターとしては、特に制限はないが、不織布、濾紙、ポリエチレンやポリプロピレン等の炭化水素部位含有ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン部位含有ポリマー、ポリフッ化ビニリデン部位含有ポリマー、セルロース、フィブリル化セルロース、ビスコースレイヨン、酢酸セルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール含有ポリマー、セロファン、ポリスチレン等の芳香環部位含有ポリマー、ポリアクリロニトリル部位含有ポリマー、ポリアクリルアミド部位含有ポリマー、ポリハロゲン化ビニル部位含有ポリマー、ポリアミド部位含有ポリマー、ポリイミド部位含有ポリマー、ナイロン等のエステル部位含有ポリマー、ポリ(メタ)アクリル酸部位含有ポリマー、ポリ(メタ)アクリル酸塩部位含有ポリマー、ポリイソプレノールやポリ(メタ)アリルアルコール等の水酸基含有ポリマー、ポリカーボネート等のカーボネート基含有ポリマー、ポリエステル等のエステル基含有ポリマー、ポリウレタン等のカルバメートやカルバミド基部位含有ポリマー、寒天、ゲル化合物、有機無機ハイブリッド(コンポジット)化合物、イオン交換膜性ポリマー、環化ポリマー、スルホン酸塩含有ポリマー、第四級アンモニウム塩含有ポリマー、第四級ホスホニウム塩ポリマー、環状炭化水素基含有ポリマー、エーテル基含有ポリマー、セラミックス等の無機物等が挙げられる。なお、上記セパレーターが上記ポリマーから構成される場合に、ポリマーが特定の部位・官能基を含有するとは、ポリマーが、その一部において当該部位・官能基を有する単量体単位を含むものであればよく、当該部位・官能基を有さない単量体単位を含むものであってもよい。言い換えれば、ポリマーは、コポリマーであってもよい。
上記セパレーターは、上記周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物を含んでいてもよい。上記セパレーターがポリマーから構成される場合に、ポリマーが官能基を有する場合には、該官能基は主鎖にあっても側鎖にあってもよい。また、主鎖がエステル結合、アミド結合、イオン結合、ファンデルワールス結合、アゴスチック相互作用、水素結合、アセタール結合、ケタール結合、エーテル結合、ペルオキシド結合、炭素−炭素結合、炭素−窒素結合、カルバメート結合、チオカルバメート結合、カルバミド結合、チオカルバミド結合、オキサゾリン部位含有結合、トリアジン結合等を介して架橋されていてもよい。
上記セパレーターは、1種でも2種以上でも使用することができ、抵抗が上昇し電池性能が低下しなければ、任意の枚数を使用することができる。セパレーターは、細孔、微細孔やガス拡散層を有していてもよい。水含有電解液を使用する場合、界面活性剤導入等により、セパレーターの親水処理を施すことが好ましい。水含有電解液と、固体電解質とを併用してもよい。
The separator is not particularly limited, but non-woven fabric, filter paper, polymer containing hydrocarbon moiety such as polyethylene and polypropylene, polymer containing polytetrafluoroethylene moiety, polymer containing polyvinylidene fluoride, cellulose, fibrillated cellulose, viscose rayon. , Cellulose acetate, hydroxyalkyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol-containing polymer, cellophane, polystyrene-containing aromatic ring moiety-containing polymer, polyacrylonitrile moiety-containing polymer, polyacrylamide moiety-containing polymer, polyhalogenated vinyl moiety-containing polymer, polyamide moiety-containing Polymers, polyimide site-containing polymers, ester site-containing polymers such as nylon, poly (meth) acrylic acid site-containing polymers, poly ( T) Acrylate moiety-containing polymers, hydroxyl group-containing polymers such as polyisoprenol and poly (meth) allyl alcohol, carbonate group-containing polymers such as polycarbonate, ester group-containing polymers such as polyester, carbamate and carbamide group moieties such as polyurethane Polymer, agar, gel compound, organic-inorganic hybrid (composite) compound, ion exchange membrane polymer, cyclized polymer, sulfonate-containing polymer, quaternary ammonium salt-containing polymer, quaternary phosphonium salt polymer, cyclic hydrocarbon group Inorganic substances such as containing polymers, ether group-containing polymers, ceramics and the like. In the case where the separator is composed of the polymer, the polymer contains a specific site / functional group if the polymer includes a monomer unit having the site / functional group in part. What is necessary is just to include the monomer unit which does not have the said site | part and functional group. In other words, the polymer may be a copolymer.
The separator may include a compound having at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table. When the separator is composed of a polymer, when the polymer has a functional group, the functional group may be in the main chain or in the side chain. The main chain is ester bond, amide bond, ionic bond, van der Waals bond, agostic interaction, hydrogen bond, acetal bond, ketal bond, ether bond, peroxide bond, carbon-carbon bond, carbon-nitrogen bond, carbamate bond. , A thiocarbamate bond, a carbamide bond, a thiocarbamide bond, an oxazoline moiety-containing bond, a triazine bond, and the like.
The separator can be used singly or in combination of two or more, and any number can be used as long as the resistance increases and the battery performance does not deteriorate. The separator may have pores, micropores, and a gas diffusion layer. When using a water-containing electrolyte, it is preferable to perform a hydrophilic treatment on the separator by introducing a surfactant or the like. A water-containing electrolytic solution and a solid electrolyte may be used in combination.

上述のように、上記亜鉛負極合剤より調製した亜鉛負極を有する電池も、本発明の一つである。また、正極としては、ニッケル極、マンガン極、又は、空気極であることがより好ましい。ここでは、ニッケル極を例に取り、ニッケル・亜鉛蓄電池の構成を以下に説明する。
上記ニッケル・亜鉛電池は、上記亜鉛負極、ニッケル正極、正極と負極を隔てるセパレーター、電解質や電解液、それらを含むアッセンブリ、及び、保持容器から成る。
ニッケル極としては、特に制限はなく、ニッケル・水素電池、ニッケル・金属水素化物電池(Ni−水素吸蔵合金電池)、ニッケル・カドミウム電池等に使用されるニッケル極を使用することも可能である。アッセンブリや保持容器の内壁は、腐食や電池の使用の過程での反応等により劣化しない物質を使用する。アルカリ電池や空気亜鉛電池に使用される容器を使用することも可能である。蓄電池は、単一型、単二型、単三型、単四型、単五型、単六型、R123A型、R−1/3N型等の円筒型;9V型、006P型等の角型;ボタン型;コイン型;ラミネート型;積層型;短冊状に成形した正負極板をプリーツ加工したセパレーターに交互に挟み込んだ型等でも良く、また、密閉型や開放型でもよいし、ベント型でもよい。電池の使用の過程で発生する気体をリザーブする部位を有していてもよい。
As described above, a battery having a zinc negative electrode prepared from the zinc negative electrode mixture is also one aspect of the present invention. The positive electrode is more preferably a nickel electrode, a manganese electrode, or an air electrode. Here, taking the nickel electrode as an example, the configuration of the nickel / zinc storage battery will be described below.
The nickel-zinc battery includes the zinc negative electrode, a nickel positive electrode, a separator that separates the positive electrode and the negative electrode, an electrolyte and an electrolytic solution, an assembly including them, and a holding container.
There is no restriction | limiting in particular as a nickel electrode, It is also possible to use the nickel electrode used for a nickel * hydrogen battery, a nickel * metal hydride battery (Ni-hydrogen storage alloy battery), a nickel * cadmium battery, etc. The inner walls of the assembly and the holding container are made of a material that does not deteriorate due to corrosion or reaction in the process of using the battery. It is also possible to use a container used for an alkaline battery or a zinc-air battery. The storage battery is a single type, single type, single type, single type, single type, single type, single type, R123A type, cylindrical type such as R-1 / 3N type, etc .; square type such as 9V type, 006P type, etc. A button type; a coin type; a laminate type; a laminated type; a type in which positive and negative plates formed in a strip shape are alternately sandwiched between pleated separators, a sealed type, an open type, or a bent type Good. You may have the site | part which reserves the gas generated in the process of using a battery.

本発明の負極合剤は、負極活物質及びポリマーを含むものであってもよい。負極合剤をこのような構成とすることにより、電極活物質のシェイプチェンジやデンドライトといった形態変化や不動態の形成を効果的に抑制することができる。 The negative electrode mixture of the present invention may contain a negative electrode active material and a polymer. By adopting such a configuration for the negative electrode mixture, it is possible to effectively suppress the form change and the formation of passive state such as shape change and dendrite of the electrode active material.

本発明の電池の製造工程は、湿式工程でもよいし、乾式工程でもよい。湿式工程は、例えば、正極集電体と負極集電体を、それぞれ、正極材料のペーストあるいはスラリー、負極材料のペーストあるいはスラリーで被覆し、被覆した電極シートを乾燥・圧縮し、カッティングとクリーニングの後、カッティングした電極とセパレーターを層状に重ね、電池アッセンブリを形成する。乾式工程は、例えば、スラリーやペーストの代わりに、電極成分の粉末や顆粒状乾燥混合物を用いる工程で、(1)負極材料を集電体に塗布、(2)乾燥状態で正極材料を集電体に塗布、(3)(1)と(2)のシートの間にセパレーターを配置して層状構造を作り、電池アッセンブリを形成、(4)(3)の電池アッセンブリを巻きつけ、あるいは、折りたたむ等して三次元構造を形成、等の工程を経るものである。電極は、セパレーターやゲル電解質等で包んだり、それらでコートしたりしてもよい。正極や負極は電池を構成する容器を兼ねていてもよい。端子を取り付ける工程としては、スポット溶接、超音波溶接、レーザー溶接、はんだ付け、端子と集電体の材料に適したその他任意の導電接合法が選ばれる。電池の製造工程や保存時においては、該電池は充電状態であってもよいし、放電状態であってもよい。 The battery manufacturing process of the present invention may be a wet process or a dry process. In the wet process, for example, the positive electrode current collector and the negative electrode current collector are respectively coated with a paste or slurry of a positive electrode material and a paste or slurry of a negative electrode material, and the coated electrode sheet is dried and compressed, and cutting and cleaning are performed. Thereafter, the cut electrodes and separators are stacked in layers to form a battery assembly. The dry process is a process using, for example, electrode component powder or a granular dry mixture instead of slurry or paste. (1) The negative electrode material is applied to a current collector, and (2) the positive electrode material is collected in a dry state. (3) A separator is placed between the sheets of (1) and (2) to form a layered structure to form a battery assembly, and (4) the battery assembly of (3) is wrapped or folded. The three-dimensional structure is formed through the same process. The electrode may be wrapped with a separator or gel electrolyte, or coated with them. The positive electrode and the negative electrode may also serve as a container constituting the battery. As the step of attaching the terminal, spot welding, ultrasonic welding, laser welding, soldering, or any other conductive joining method suitable for the material of the terminal and the current collector is selected. During the battery manufacturing process or storage, the battery may be in a charged state or a discharged state.

本発明の電池が蓄電池である場合、蓄電池の充放電レートとしては、0.01C以上、100C以下であることが好ましい。より好ましくは、0.05C以上、80C以下であり、更に好ましくは、0.1C以上、60C以下であり、特に好ましくは、0.1C以上、30C以下である。蓄電池は地球上の寒冷地及び熱帯地の両方で使用できることが好ましく、−50℃〜100℃の温度で使用できることが好ましい。 When the battery of the present invention is a storage battery, the charge / discharge rate of the storage battery is preferably 0.01 C or more and 100 C or less. More preferably, it is 0.05C or more and 80C or less, More preferably, it is 0.1C or more and 60C or less, Especially preferably, it is 0.1C or more and 30C or less. It is preferable that the storage battery can be used in both a cold region and a tropical region on the earth, and it is preferable that the storage battery can be used at a temperature of −50 ° C. to 100 ° C.

亜鉛負極に用いられる電極下地層であって、上記電極下地層は、集電体層、及び、炭素を含有する層を備え、上記炭素を含有する層は、集電体層の表面の一部又は全部を覆う電極下地層も、本発明の1つである。このような電極下地層を含んで構成される亜鉛負極を用いて電池を形成した場合に、電極下地層と亜鉛を含む負極活物質層との解離を抑制し、電池性能を充分に向上させることができる。
本発明の電極下地層における上記炭素を含有する層は、集電体層のいずれか一方の主面の一部又は全部を覆うものであればよい。
本発明の電極下地層における好ましい構成は、上述した本発明の亜鉛負極、電池における電極下地層の好ましい構成と同様である。
An electrode base layer used for a zinc negative electrode, wherein the electrode base layer includes a current collector layer and a layer containing carbon, and the carbon-containing layer is a part of a surface of the current collector layer. Or the electrode base layer which covers all is also one of this invention. When a battery is formed using a zinc negative electrode including such an electrode base layer, dissociation between the electrode base layer and the negative electrode active material layer containing zinc is suppressed, and the battery performance is sufficiently improved. Can do.
The layer containing carbon in the electrode underlayer of the present invention may be any one that covers a part or all of one of the main surfaces of the current collector layer.
The preferable structure in the electrode base layer of the present invention is the same as the preferable structure of the electrode negative layer in the zinc negative electrode and battery of the present invention described above.

本発明の亜鉛負極は、上述の構成よりなり、これを用いて電池を形成すると、亜鉛負極を用いた従来の電池に比べて、電極下地層と亜鉛を含む負極活物質層との解離を抑制し、電池性能を充分に向上させることができる。また、水含有電解液を用いる場合には安全性の高い電池となる。 The zinc negative electrode of the present invention has the above-described configuration. When a battery is formed using this, the dissociation between the electrode base layer and the negative electrode active material layer containing zinc is suppressed as compared with a conventional battery using a zinc negative electrode. In addition, battery performance can be sufficiently improved. In addition, when a water-containing electrolyte is used, the battery is highly safe.

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
本明細書中、炭素を含有する層は、通常は、該炭素を含有する層を形成するのに用いる組成物から溶媒を除去した後に得られる固形物をいう。
なお、ある部材とある部材との密着性とは、両部材の間に結着剤成分を介するものであってもよい。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples.
In the present specification, the carbon-containing layer usually refers to a solid obtained after removing the solvent from the composition used to form the carbon-containing layer.
In addition, the adhesiveness between a certain member and a certain member may be through a binder component between both members.

(実施例1)
(操作A)
天然黒鉛(1.0g)、12%ポリフッ化ビニリデン/N−メチルピロリドン溶液(0.97g)、N−メチルピロリドン(1.5g)をガラスバイアルに加え、スターラーバーを用いて、スターラーで一夜間撹拌した。得られたスラリーを銅箔に自動塗工装置を用いて塗工し、80℃で12時間乾燥することにより、炭素を含有する層をその上に持つ銅箔を得た。
Example 1
(Operation A)
Add natural graphite (1.0 g), 12% polyvinylidene fluoride / N-methylpyrrolidone solution (0.97 g), N-methylpyrrolidone (1.5 g) to a glass vial and use a stirrer bar with a stirrer overnight. Stir. The obtained slurry was coated on a copper foil using an automatic coating apparatus and dried at 80 ° C. for 12 hours to obtain a copper foil having a carbon-containing layer thereon.

(操作B)
酸化亜鉛(1.84g)、アセチレンブラック(0.21g)、酸化セリウム(IV)(0.16g)、12%ポリフッ化ビニリデン/N−メチルピロリドン溶液(2.42g)、N−メチルピロリドン(3g)をガラスバイアルに加え、スターラーバーを用いて、スターラーで一夜間撹拌した。得られたスラリーを、上記(実施例1・操作A)で得た炭素を含有する層を持つ銅箔に自動塗工装置を用いて塗工し、80℃で12時間乾燥した後、3tのプレス圧でプレスした。これを打ち抜き機(直径:15.95mm)で打ち抜くことにより、炭素を含有する層が銅箔における活物質層側の表面の全部を覆う亜鉛合剤電極とし、見かけ面積0.48cmのワーキング電極(亜鉛合剤重さ:1.46mg)となるようにして使用した。カウンター電極には亜鉛板、リファレンス電極には亜鉛線、電解液には酸化亜鉛を飽和するまで溶解させた4mol/L水酸化カリウム水溶液を使用し、三極セルを用いて0.96mAの電流値で充放電試験を行った(充放電時間:各1時間/−0.1V及び0.4Vでカットオフ)。60サイクル後の電極をSEM観察したところ、集電体上にデンドライト状の亜鉛種は殆ど観察されなかった。
(Operation B)
Zinc oxide (1.84 g), acetylene black (0.21 g), cerium (IV) oxide (0.16 g), 12% polyvinylidene fluoride / N-methylpyrrolidone solution (2.42 g), N-methylpyrrolidone (3 g) ) Was added to a glass vial and stirred with a stirrer overnight using a stir bar. The obtained slurry was applied to a copper foil having a carbon-containing layer obtained in the above (Example 1, operation A) using an automatic coating apparatus, dried at 80 ° C. for 12 hours, and then 3 t. Pressed with pressing pressure. By punching this with a punching machine (diameter: 15.95 mm), a carbon-containing layer is used as a zinc mixture electrode covering the entire surface of the active material layer side of the copper foil, and a working electrode having an apparent area of 0.48 cm 2 (Zinc mixture weight: 1.46 mg). A zinc electrode is used for the counter electrode, a zinc wire is used for the reference electrode, and a 4 mol / L potassium hydroxide aqueous solution in which zinc oxide is dissolved to saturation is used for the electrolyte, and a current value of 0.96 mA using a triode cell. (Charge / discharge time: 1 hour each / -0.1V and 0.4V cut off). When the electrode after 60 cycles was observed with an SEM, almost no dendritic zinc species were observed on the current collector.

(実施例2)
(操作A)
アセチレンブラック(0.3g)、アクリル酸樹脂(アクリル酸エチルとメタクリル酸リチウムとの共重合体)とスチレンマレイン酸ポリマーを3%含有する水溶液(0.97g)、水(1.5g)、エタノール(1.0g)をガラスバイアルに加え、スターラーバーを用いて、スターラーで一夜間撹拌した。得られたスラリーを銅箔に自動塗工装置を用いて塗工し、80℃で12時間乾燥することにより、炭素を含有する層をその上に持つ銅箔を得た。
(Example 2)
(Operation A)
Acetylene black (0.3 g), an acrylic resin (copolymer of ethyl acrylate and lithium methacrylate) and an aqueous solution (0.97 g) containing 3% of styrene maleic acid polymer, water (1.5 g), ethanol (1.0 g) was added to a glass vial and stirred with a stirrer overnight using a stir bar. The obtained slurry was coated on a copper foil using an automatic coating apparatus and dried at 80 ° C. for 12 hours to obtain a copper foil having a carbon-containing layer thereon.

(操作B)
酸化亜鉛(1.84g)、アセチレンブラック(0.21g)、酸化セリウム(IV)(0.16g)、12%ポリフッ化ビニリデン/N−メチルピロリドン溶液(2.42g)、N−メチルピロリドン(3g)をガラスバイアルに加え、スターラーバーを用いて、スターラーで一夜間撹拌した。得られたスラリーを上記(実施例2・操作A)で得た炭素を含有する層をその上に持つ銅箔に自動塗工装置を用いて塗工し、80℃で12時間乾燥した後、3tのプレス圧でプレスした。これを打ち抜き機(直径:15.95mm)で打ち抜くことにより、炭素を含有する層が銅箔における活物質層側の表面の全部を覆う亜鉛合剤電極とし、見かけ面積0.48cmのワーキング電極(亜鉛合剤重さ:2.31mg)となるようにして使用した。カウンター電極には亜鉛板、リファレンス電極には亜鉛線、電解液には酸化亜鉛を飽和するまで溶解させた4mol/L水酸化カリウム水溶液を使用し、三極セルを用いて1.52mAの電流値で充放電試験を行った(充放電時間:各1時間/−0.1V及び0.4Vでカットオフ)。60サイクル後の電極をSEM観察したところ、集電体層と炭素を含有する層との密着性は非常に高く、また集電体上にデンドライト状の亜鉛種は殆ど観察されなかった。
(Operation B)
Zinc oxide (1.84 g), acetylene black (0.21 g), cerium (IV) oxide (0.16 g), 12% polyvinylidene fluoride / N-methylpyrrolidone solution (2.42 g), N-methylpyrrolidone (3 g) ) Was added to a glass vial and stirred with a stirrer overnight using a stir bar. The obtained slurry was coated on the copper foil having the carbon-containing layer obtained in the above (Example 2, operation A) using an automatic coating apparatus and dried at 80 ° C. for 12 hours. Pressing was performed at a press pressure of 3 t. By punching this with a punching machine (diameter: 15.95 mm), a carbon-containing layer is used as a zinc mixture electrode covering the entire surface of the active material layer side of the copper foil, and a working electrode having an apparent area of 0.48 cm 2 (Zinc mixture weight: 2.31 mg). A zinc electrode is used for the counter electrode, a zinc wire is used for the reference electrode, and a 4 mol / L aqueous potassium hydroxide solution in which zinc oxide is dissolved to saturation is used for the electrolyte, and a current value of 1.52 mA using a three-electrode cell. (Charge / discharge time: 1 hour each / -0.1V and 0.4V cut off). When the electrode after 60 cycles was observed with an SEM, the adhesion between the current collector layer and the carbon-containing layer was very high, and almost no dendritic zinc species were observed on the current collector.

(比較例1)
酸化亜鉛(1.84g)、アセチレンブラック(0.21g)、酸化セリウム(IV)(0.16g)、12%ポリフッ化ビニリデン/N−メチルピロリドン溶液(2.42g)、N−メチルピロリドン(3g)をガラスバイアルに加え、スターラーバーを用いて、スターラーで一夜間撹拌した。得られたスラリーを銅箔に自動塗工装置を用いて塗工し、80℃で12時間乾燥した後、3tのプレス圧でプレスした。これを打ち抜き機(直径:15.95mm)で打ち抜くことにより電極下地層が炭素を含有する層を備えない亜鉛合剤電極とし、見かけ面積0.48cmのワーキング電極(亜鉛合剤重さ:1.46mg)となるようにして使用した。カウンター電極には亜鉛板、リファレンス電極には亜鉛線、電解液には酸化亜鉛を飽和するまで溶解させた4mol/L水酸化カリウム水溶液を使用し、三極セルを用いて0.96mAの電流値で充放電試験を行った(充放電時間:各1時間/−0.1V及び0.4Vでカットオフ)。60サイクル後の電極をSEM観察したところ、一部集電体上にデンドライト状の亜鉛種が観察された。
(Comparative Example 1)
Zinc oxide (1.84 g), acetylene black (0.21 g), cerium (IV) oxide (0.16 g), 12% polyvinylidene fluoride / N-methylpyrrolidone solution (2.42 g), N-methylpyrrolidone (3 g) ) Was added to a glass vial and stirred with a stirrer overnight using a stir bar. The obtained slurry was coated on a copper foil using an automatic coating apparatus, dried at 80 ° C. for 12 hours, and then pressed with a 3 t press pressure. By punching this out with a punching machine (diameter: 15.95 mm), the electrode underlayer is a zinc mixture electrode not including a carbon-containing layer, and a working electrode having an apparent area of 0.48 cm 2 (zinc mixture weight: 1) .46 mg). A zinc electrode is used for the counter electrode, a zinc wire is used for the reference electrode, and a 4 mol / L potassium hydroxide aqueous solution in which zinc oxide is dissolved to saturation is used for the electrolyte, and a current value of 0.96 mA using a triode cell. (Charge / discharge time: 1 hour each / -0.1V and 0.4V cut off). When the electrode after 60 cycles was observed with an SEM, dendritic zinc species were observed on a part of the current collector.

実施例の結果から、以下のことが分かった。
電極下地層と、該電極下地層と結着し、亜鉛種を含む活物質層とを含んで構成される亜鉛負極であって、電極下地層は、集電体層、及び、炭素を含有する層を備え、炭素を含有する層は、集電体層における活物質層側の表面の一部又は全部を覆う亜鉛負極は、電極下地層を構成する集電体層と亜鉛種を含む活物質層との間の通電性を充分に優れたものとしたうえで、電池の負極としての使用の過程で、電極下地層と亜鉛を含む負極活物質層との解離が抑制され、電池性能を充分に向上することができることが実証された。
なお、上記実施例においては、炭素を含有する層が、特定の導電性炭素を用いて形成されているが、本発明の亜鉛負極が、電極下地層を構成する集電体層と亜鉛種を含む活物質層との間の通電性を充分に優れたものとしたうえで、電池の負極としての使用の過程での、電極下地層と亜鉛を含む負極活物質層との解離が抑制され、電池性能を充分に向上することができることは、炭素を含有する層を用いた場合には全て同様である。
また、上記実施例においては、炭素を含有する層が、集電体層における活物質層側の表面の全部を覆っているが、炭素を含有する層が、集電体層における活物質層側の表面の一部を覆うものであれば、電極下地層を構成する集電体層と亜鉛種を含む活物質層との間の通電性を充分に優れたものとすることは勿論、電池の負極としての使用の過程での、電極下地層と亜鉛を含む負極活物質層との解離が抑制し、電池性能を向上する本発明の作用効果が発揮されると言える。
従って、上記実施例の結果から、本発明の技術的範囲全般において、また、本明細書において開示した種々の形態において本発明が適用でき、有利な作用効果を発揮することができると言える。
The following was found from the results of the examples.
A zinc negative electrode comprising an electrode underlayer and an active material layer bound to the electrode underlayer and containing a zinc species, the electrode underlayer containing a current collector layer and carbon The zinc-containing negative electrode that covers a part or all of the surface of the current collector layer on the active material layer side of the current collector layer is an active material containing a current collector layer constituting the electrode base layer and a zinc species. In the process of use as the negative electrode of the battery, dissociation between the electrode underlayer and the negative electrode active material layer containing zinc is suppressed, and the battery performance is sufficiently improved. It was proved that it can be improved.
In the above embodiment, the carbon-containing layer is formed using specific conductive carbon. However, the zinc negative electrode of the present invention uses the current collector layer and the zinc species constituting the electrode base layer. In the process of use as the negative electrode of the battery, dissociation between the electrode base layer and the negative electrode active material layer containing zinc is suppressed after sufficiently improving the electrical conductivity between the active material layer including The battery performance can be sufficiently improved in the same manner when the carbon-containing layer is used.
Further, in the above embodiment, the carbon-containing layer covers the entire surface of the current collector layer on the active material layer side, but the carbon-containing layer is on the active material layer side of the current collector layer. If it covers a part of the surface of the battery, of course, the current-carrying property between the current collector layer constituting the electrode base layer and the active material layer containing zinc species is sufficiently excellent. It can be said that the effect of the present invention that improves the battery performance is suppressed by suppressing dissociation between the electrode base layer and the negative electrode active material layer containing zinc in the process of use as the negative electrode.
Therefore, it can be said from the results of the above-described embodiments that the present invention can be applied in the entire technical scope of the present invention and in various forms disclosed in this specification, and can exhibit advantageous effects.

Claims (3)

電極下地層と、該電極下地層と結着し、亜鉛種を含む活物質層とを含んで構成される亜鉛負極であって、
該電極下地層は、集電体層、及び、炭素を含有する層を備え、
該炭素を含有する層は、集電体層における活物質層側の表面の一部又は全部を覆う
ことを特徴とする亜鉛負極。
A zinc negative electrode comprising an electrode underlayer and an active material layer bound to the electrode underlayer and containing a zinc species,
The electrode underlayer includes a current collector layer and a layer containing carbon,
The zinc-containing negative electrode characterized in that the carbon-containing layer covers part or all of the surface of the current collector layer on the active material layer side.
請求項1に記載の亜鉛負極、正極、及び、電解質を用いて構成される
ことを特徴とする電池。
A battery comprising the zinc negative electrode according to claim 1, a positive electrode, and an electrolyte.
亜鉛負極に用いられる電極下地層であって、
該電極下地層は、集電体層、及び、炭素を含有する層を備え、
該炭素を含有する層は、集電体層の表面の一部又は全部を覆う
ことを特徴とする電極下地層。
An electrode underlayer used for a zinc negative electrode,
The electrode underlayer includes a current collector layer and a layer containing carbon,
The electrode-containing layer, wherein the carbon-containing layer covers part or all of the surface of the current collector layer.
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