JP2014192078A - Electrolyte for alkali batteries, and alkali battery - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrolyte for alkali batteries and an alkali battery which allow superior charge and discharge cycle characteristics to be realized.SOLUTION: An electrolyte for alkali batteries comprises: a salt having a hydroxide ion conductivity; and water. As to the salt having a hydroxide ion conductivity, a molecular ion forms a cation, and a hydroxide ion makes an anion. An alkali battery comprises: a positive electrode; a negative electrode; and an electrolyte for alkali batteries. The electrolyte for alkali batteries includes: a salt having a hydroxide ion conductivity; and water. As to the salt having a hydroxide ion conductivity, a molecular ion forms a cation, and a hydroxide ion makes an anion.

Description

本発明は、アルカリ電池用電解質及びアルカリ電池に関する。更に詳細には、本発明は、例えば、空気−亜鉛二次電池やニッケル−亜鉛二次電池などのアルカリ二次電池に代表されるアルカリ電池に適用されるアルカリ電池用電解質に関する。   The present invention relates to an alkaline battery electrolyte and an alkaline battery. More specifically, the present invention relates to an alkaline battery electrolyte applied to an alkaline battery represented by an alkaline secondary battery such as an air-zinc secondary battery or a nickel-zinc secondary battery.

従来、負極表面での水素ガス発生が抑制された耐漏液性に優れるアルカリ亜鉛電池及び耐漏液性に優れるとともに負極における亜鉛析出形態が均一化されサイクル寿命に優れたアルカリ亜鉛電池が提案されている(特許文献1参照。)。   Conventionally, an alkaline zinc battery excellent in leakage resistance in which hydrogen gas generation on the negative electrode surface is suppressed, and an alkaline zinc battery excellent in leakage resistance and uniform zinc deposition in the negative electrode and excellent cycle life have been proposed. (See Patent Document 1).

このアルカリ亜鉛電池は、負極活物質として亜鉛あるいは亜鉛合金を含有する負極と、正極と、セパレータと、アルカリ電解液とを備える。そして、このアルカリ亜鉛電池においては、アルカリ電解液は、10重量%〜30重量%の水酸化カリウム水溶液にカチオン性有機物を含有させたものである。   This alkaline zinc battery includes a negative electrode containing zinc or a zinc alloy as a negative electrode active material, a positive electrode, a separator, and an alkaline electrolyte. In this alkaline zinc battery, the alkaline electrolyte is a solution in which a cationic organic substance is contained in a 10% to 30% by weight potassium hydroxide aqueous solution.

特開2003−297375号公報JP 2003-297375 A

しかしながら、上記特許文献1に記載されたアルカリ亜鉛電池にあっては、負極の亜鉛の放電生成物のアルカリ電解液への溶解を制御する効果が少なく、充放電によって負極の構造が変化するため充放電サイクル特性が低下するという問題点があった。   However, in the alkaline zinc battery described in Patent Document 1, there is little effect of controlling the dissolution of the zinc discharge product of the negative electrode in the alkaline electrolyte, and the structure of the negative electrode changes due to charge / discharge, so that the charge / discharge is performed. There was a problem that the discharge cycle characteristics deteriorated.

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明は、優れた充放電サイクル特性を実現し得るアルカリ電池用電解質及びアルカリ電池を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art. And an object of this invention is to provide the electrolyte for alkaline batteries and alkaline battery which can implement | achieve the outstanding charging / discharging cycling characteristics.

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた。そして、その結果、カチオンが分子性イオンであり、かつ、アニオンが水酸化物イオンである水酸化物イオン伝導性を有する塩と、水とを含む構成とすることにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。   The inventors of the present invention have made extensive studies in order to achieve the above object. As a result, the above object can be achieved by comprising a salt having hydroxide ion conductivity in which the cation is a molecular ion and the anion is a hydroxide ion, and water. The headline and the present invention were completed.

すなわち、本発明のアルカリ電池用電解質は、水酸化物イオン伝導性を有する塩と、水とを含む。そして、本発明のアルカリ電池用電解質においては、水酸化物イオン伝導性を有する塩は、カチオンが分子性イオンであり、かつ、アニオンが水酸化物イオンである。   That is, the alkaline battery electrolyte of the present invention contains a salt having hydroxide ion conductivity and water. In the alkaline battery electrolyte of the present invention, in the salt having hydroxide ion conductivity, the cation is a molecular ion and the anion is a hydroxide ion.

また、本発明のアルカリ電池は、正極と、負極と、アルカリ電池用電解質とを備える。そして、本発明のアルカリ電池においては、アルカリ電池用電解質が、水酸化物イオン伝導性を有する塩と、水とを含む。また、本発明のアルカリ電池においては、水酸化物イオン伝導性を有する塩は、カチオンが分子性イオンであり、かつ、アニオンが水酸化物イオンである。   Moreover, the alkaline battery of this invention is equipped with a positive electrode, a negative electrode, and the electrolyte for alkaline batteries. And in the alkaline battery of this invention, the electrolyte for alkaline batteries contains the salt which has hydroxide ion conductivity, and water. In the alkaline battery of the present invention, the salt having hydroxide ion conductivity has a cation that is a molecular ion and an anion that is a hydroxide ion.

本発明によれば、カチオンが分子性イオンであり、かつ、アニオンが水酸化物イオンである水酸化物イオン伝導性を有する塩と、水とを含む構成としたため、優れた充放電サイクル特性を実現し得るアルカリ電池用電解質及びアルカリ電池を提供することができる。   According to the present invention, since the cation is a molecular ion and the anion is a hydroxide ion, a salt having hydroxide ion conductivity and water are included, so that excellent charge / discharge cycle characteristics are achieved. It is possible to provide an alkaline battery electrolyte and an alkaline battery that can be realized.

各例の試験セル又は電池を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the test cell or battery of each example. 各例の亜鉛放電生成物の溶解性を示すグラフである。It is a graph which shows the solubility of the zinc discharge product of each example. 各例の水素過電圧測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the hydrogen overvoltage measurement result of each example. 各例における充放電試験前後の亜鉛負極の形状変化を示す走査型電子顕微鏡写真である。It is a scanning electron micrograph which shows the shape change of the zinc negative electrode before and after the charging / discharging test in each example.

以下、本発明の一形態に係るアルカリ電池用電解液及びこれを用いたアルカリ電池について説明する。   Hereinafter, an electrolytic solution for an alkaline battery and an alkaline battery using the same according to an embodiment of the present invention will be described.

まず、本発明の一形態に係るアルカリ電池用電解質について詳細に説明する。本形態のアルカリ電池用電解質は、水酸化物イオン伝導性を有する塩と、水とを含み、水酸化物イオン伝導性を有する塩のカチオンが分子性イオンであり、かつ、アニオンが水酸化物イオンであるものである。例えば、詳しくは後述する空気−亜鉛二次電池やニッケル−亜鉛二次電池などのアルカリ電池に本発明のアルカリ電池用電解質を適用したとき、本発明のアルカリ電池用電解質は、充電時の負極での亜鉛の再配置における阻害を抑制するため、充放電による負極の構造変化を抑制することができる。その結果、アルカリ電池は、優れた充放電サイクル特性を実現し得る。   First, an alkaline battery electrolyte according to an embodiment of the present invention will be described in detail. The electrolyte for an alkaline battery according to the present embodiment includes a salt having hydroxide ion conductivity and water, the cation of the salt having hydroxide ion conductivity is a molecular ion, and the anion is a hydroxide. It is an ion. For example, when the alkaline battery electrolyte of the present invention is applied to an alkaline battery such as an air-zinc secondary battery or a nickel-zinc secondary battery, which will be described in detail later, the alkaline battery electrolyte of the present invention is a negative electrode during charging. In order to suppress the inhibition of zinc rearrangement, the structural change of the negative electrode due to charge / discharge can be suppressed. As a result, the alkaline battery can realize excellent charge / discharge cycle characteristics.

現時点においては、以下のようなメカニズムにより、その効果が得られていると考えている。   At present, we believe that the effect is obtained by the following mechanism.

分子性カチオンでない金属イオン(例えば、カリウムカチオン)と水酸化物イオンとからなる塩と、同モル濃度の分子性カチオンと水酸化物イオンとからなる塩を使用した場合、一般に、分子性カチオンは金属イオンに比べて分子量が大きい又は嵩高いため、電解質中の水分子の量が減少(活量が低下)する。水の活量が低下することによって、負極の亜鉛の放電生成物がアルカリ電解液に溶解し難く、亜鉛の析出時に発生するデンドライトや亜鉛の形状変化を抑制することが可能となり、アルカリ電池の長期の充放電サイクル特性が向上すると考えられる。   When a salt composed of a metal ion that is not a molecular cation (for example, potassium cation) and a hydroxide ion, and a salt composed of a molecular cation and a hydroxide ion at the same molar concentration, generally, the molecular cation is Since the molecular weight is large or bulky compared to metal ions, the amount of water molecules in the electrolyte decreases (activity decreases). By reducing the water activity, the zinc discharge product of the negative electrode is difficult to dissolve in the alkaline electrolyte, and it becomes possible to suppress dendrite and zinc shape changes that occur during the deposition of zinc. It is considered that the charge / discharge cycle characteristics of the are improved.

また、分子性カチオンを適用すると、金属イオンと比較して、同じ電荷でもイオン半径が大きく、すなわちイオンの大きさが大きく(嵩高く)なり、イオンの電荷密度が小さくなる。一方で、イオンが大きくなることによってイオン間の距離は大きくなる。ここで、静電気力の大きさは電荷密度に比例し、イオン間の距離に反比例する。そのため、イオンが大きくなることによって静電気力は小さくなり、イオン同士の静電気的な相互作用が弱まることとなる。その結果、金属イオンを含む塩は、高濃度にすると固体となり、電解質として使用困難となる一方、分子性カチオンを含む塩は、より高濃度(逆に言うと水の量が少ない)でも液体の状態を維持することが可能となり、水の活量を低下させることも可能となる。そして、水の活量が低下することによって、負極の亜鉛の放電生成物がアルカリ電解液に溶解し難く、亜鉛の析出時に発生するデンドライトや亜鉛の形状変化を抑制することが可能となり、アルカリ電池の長期の充放電サイクル特性が向上すると考えられる。   In addition, when a molecular cation is applied, the ion radius is large even with the same charge, that is, the ion size is large (bulky) and the ion charge density is small as compared with the metal ion. On the other hand, the distance between ions increases as ions increase. Here, the magnitude of the electrostatic force is proportional to the charge density and inversely proportional to the distance between ions. For this reason, as the ions become larger, the electrostatic force becomes smaller and the electrostatic interaction between the ions becomes weaker. As a result, salts containing metal ions become solid at high concentrations and are difficult to use as electrolytes, while salts containing molecular cations are liquid even at higher concentrations (in other words, less water). The state can be maintained, and the water activity can be reduced. And, by reducing the activity of water, the discharge product of the zinc of the negative electrode is difficult to dissolve in the alkaline electrolyte, and it becomes possible to suppress dendrite and zinc shape changes that occur during the deposition of zinc. It is considered that the long-term charge / discharge cycle characteristics are improved.

但し、上記のメカニズムはあくまでも推測に基づくものである。従って、上記のメカニズム以外のメカニズムにより上述のような効果が得られていたとしても、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。   However, the above mechanism is based on estimation. Therefore, it goes without saying that even if the above-described effect is obtained by a mechanism other than the above-described mechanism, it is included in the scope of the present invention.

また、本形態のアルカリ電池用電解質における水酸化物イオン伝導性を有する塩のカチオンとしては、イミダゾリウム誘導体カチオン、ピリジニウム誘導体カチオン、ピペリジニウム誘導体カチオン、アンモニウム誘導体カチオン、ホスホニウム誘導体カチオン若しくはスルホニウム誘導体カチオン又はこれらの任意の組み合わせに係るカチオンを挙げることができる。これらのカチオンを含む塩は、電解質塩として用いた場合に、高いイオン伝導性を発揮することができる。そのため、アルカリ電池用電解質として適用した場合にエネルギー効率を向上させることができる。   In addition, as a cation of a salt having hydroxide ion conductivity in the alkaline battery electrolyte of the present embodiment, an imidazolium derivative cation, a pyridinium derivative cation, a piperidinium derivative cation, an ammonium derivative cation, a phosphonium derivative cation or a sulfonium derivative cation, or these The cation which concerns on arbitrary combinations of these can be mentioned. A salt containing these cations can exhibit high ionic conductivity when used as an electrolyte salt. Therefore, energy efficiency can be improved when applied as an alkaline battery electrolyte.

ここで、イミダゾリウム誘導体カチオンは、下記一般式(1)で表すことができる。   Here, the imidazolium derivative cation can be represented by the following general formula (1).

Figure 2014192078
Figure 2014192078

(式中のR1及びR3は、それぞれ同一であっても異なってもよい、アルキル基及びフルオロアルキル基の少なくとも一方を示し、R2、R4及びR5は、それぞれ同一であっても異なってもよい、水素、アルキル基及びフルオロアルキル基からなる群より選ばれる少なくとも1種を示す。) (In the formula, R1 and R3 are the same or different, and each represents at least one of an alkyl group and a fluoroalkyl group, and R2, R4, and R5 may be the same or different. And at least one selected from the group consisting of hydrogen, alkyl groups and fluoroalkyl groups.)

また、イミダゾリウム誘導体カチオンの好適例としては、上記一般式(1)において、R1、R2及びR3が、それぞれ同一であっても異なってもよい、アルキル基及びフルオロアルキル基の少なくとも一方であるものを挙げることができる。このようなカチオンは、アルカリ電池用電解質中での分解作用に対する耐久性が高く、アルカリ電池の長期の充放電サイクル特性が向上する。なお、R4及びR5は、溶解性の観点から、水素であることが好ましいが、これに限定されるものではない。   In addition, as a preferable example of the imidazolium derivative cation, in the general formula (1), R1, R2, and R3 may be the same or different and each is at least one of an alkyl group and a fluoroalkyl group. Can be mentioned. Such a cation has high durability against the decomposition action in the electrolyte for alkaline batteries, and the long-term charge / discharge cycle characteristics of the alkaline battery are improved. R4 and R5 are preferably hydrogen from the viewpoint of solubility, but are not limited thereto.

なお、アルキル基及びフルオロアルキル基は、それぞれ炭素数1〜21のものを挙げることができ、アルキル基及びフルオロアルキル基の好適例としては、炭素数1〜6のものを挙げることができる。   In addition, an alkyl group and a fluoroalkyl group can mention a C1-C21 thing, respectively, As a suitable example of an alkyl group and a fluoroalkyl group, a C1-C6 thing can be mentioned.

また、ピリジニウム誘導体カチオンは、下記一般式(2)で表すことができる。   The pyridinium derivative cation can be represented by the following general formula (2).

Figure 2014192078
Figure 2014192078

(式中のR6は、アルキル基及びフルオロアルキル基の一方を示し、R7〜R11は、それぞれ同一であっても異なってもよい、水素、アルキル基及びフルオロアルキル基からなる群より選ばれる少なくとも1種を示す。) (In the formula, R6 represents one of an alkyl group and a fluoroalkyl group, and R7 to R11 may be the same or different, and at least one selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group, and a fluoroalkyl group. Indicates the species.)

なお、アルキル基及びフルオロアルキル基は、それぞれ炭素数1〜21のものを挙げることができ、アルキル基及びフルオロアルキル基の好適例としては、炭素数1〜6のものを挙げることができる。   In addition, an alkyl group and a fluoroalkyl group can mention a C1-C21 thing, respectively, As a suitable example of an alkyl group and a fluoroalkyl group, a C1-C6 thing can be mentioned.

更に、ピペリジニウム誘導体カチオンは、下記一般式(3)で表すことができる。   Further, the piperidinium derivative cation can be represented by the following general formula (3).

Figure 2014192078
Figure 2014192078

(式中のR12及びR13は、それぞれ同一であっても異なってもよい、アルキル基及びフルオロアルキル基の少なくとも一方を示し、R14〜R18は、それぞれ同一であっても異なってもよい、水素、アルキル基及びフルオロアルキル基からなる群より選ばれる少なくとも1種を示す。) (In the formula, R12 and R13 each represent at least one of an alkyl group and a fluoroalkyl group, which may be the same or different, and R14 to R18 may be the same or different, hydrogen, It represents at least one selected from the group consisting of an alkyl group and a fluoroalkyl group.)

なお、アルキル基及びフルオロアルキル基は、それぞれ炭素数1〜21のものを挙げることができ、アルキル基及びフルオロアルキル基の好適例としては、炭素数1〜6のものを挙げることができる。   In addition, an alkyl group and a fluoroalkyl group can mention a C1-C21 thing, respectively, As a suitable example of an alkyl group and a fluoroalkyl group, a C1-C6 thing can be mentioned.

また、アンモニウム誘導体カチオンは、下記一般式(4)で表すことができる。   The ammonium derivative cation can be represented by the following general formula (4).

Figure 2014192078
Figure 2014192078

(式中のR19〜R22は、それぞれ同一であっても異なってもよい、アルキル基及びフルオロアルキル基の少なくとも一方を示す。) (R19 to R22 in the formula each represents at least one of an alkyl group and a fluoroalkyl group, which may be the same or different.)

なお、アルキル基及びフルオロアルキル基は、それぞれ炭素数1〜21のものを挙げることができ、アルキル基及びフルオロアルキル基の好適例としては、炭素数1〜6のものを挙げることができる。   In addition, an alkyl group and a fluoroalkyl group can mention a C1-C21 thing, respectively, As a suitable example of an alkyl group and a fluoroalkyl group, a C1-C6 thing can be mentioned.

更に、ホスホニウム誘導体カチオンは、下記一般式(5)で表すことができる。   Furthermore, the phosphonium derivative cation can be represented by the following general formula (5).

Figure 2014192078
Figure 2014192078

(式中のR23〜R26は、それぞれ同一であっても異なってもよい、アルキル基及びフルオロアルキル基の少なくとも一方を示す。) (R23 to R26 in the formula each represent at least one of an alkyl group and a fluoroalkyl group, which may be the same or different.)

なお、アルキル基及びフルオロアルキル基は、それぞれ炭素数1〜21のものを挙げることができ、アルキル基及びフルオロアルキル基の好適例としては、炭素数1〜6のものを挙げることができる。   In addition, an alkyl group and a fluoroalkyl group can mention a C1-C21 thing, respectively, As a suitable example of an alkyl group and a fluoroalkyl group, a C1-C6 thing can be mentioned.

更にまた、スルホニウム誘導体カチオンは、下記一般式(6)で表すことができる。   Furthermore, the sulfonium derivative cation can be represented by the following general formula (6).

Figure 2014192078
Figure 2014192078

(式中のR27〜R29は、それぞれ同一であっても異なってもよい、アルキル基及びフルオロアルキル基の少なくとも一方を示す。) (R27 to R29 in the formula each represent at least one of an alkyl group and a fluoroalkyl group, which may be the same or different.)

なお、アルキル基及びフルオロアルキル基は、それぞれ炭素数1〜21のものを挙げることができ、アルキル基及びフルオロアルキル基の好適例としては、炭素数1〜6のものを挙げることができる。   In addition, an alkyl group and a fluoroalkyl group can mention a C1-C21 thing, respectively, As a suitable example of an alkyl group and a fluoroalkyl group, a C1-C6 thing can be mentioned.

このようなカチオンは、アルカリ電池用電解質中での分解作用に対する耐久性が高く、アルカリ電池の長期の充放電サイクル特性が向上する。更に、充電時の副反応である水素発生の抑制に対しても効果的に機能するので、充放電効率の向上や水素発生による電池内部の圧力増加に伴う電解液の漏液の抑制にも有効である。   Such a cation has high durability against the decomposition action in the electrolyte for alkaline batteries, and the long-term charge / discharge cycle characteristics of the alkaline battery are improved. In addition, it effectively functions to suppress hydrogen generation, which is a side reaction during charging. It is.

次に、本発明の一形態に係るアルカリ電池について、アルカリ電池としてアルカリ二次電池を例に挙げて詳細に説明する。本形態のアルカリ二次電池は、正極と、負極と、上述した電解質とを備えるものである。このような構成にすると、例えば、空気−亜鉛二次電池やニッケル−亜鉛二次電池などのアルカリ二次電池に適用したとき、アルカリ電池用電解質が、充電時の負極での亜鉛の再配置における阻害を抑制するため、充放電による負極の構造変化を抑制することができる。その結果、アルカリ電池は、優れた充放電サイクル特性を実現し得る。なお、電解質は、液体状態であっても、液体を保持し得る高分子材料に含浸されて形成される、いわゆるゲル体の状態であってもよく、いずれの場合も本発明の範囲に含まれる。   Next, an alkaline battery according to one embodiment of the present invention will be described in detail using an alkaline secondary battery as an example of the alkaline battery. The alkaline secondary battery according to this embodiment includes a positive electrode, a negative electrode, and the above-described electrolyte. With such a configuration, for example, when applied to an alkaline secondary battery such as an air-zinc secondary battery or a nickel-zinc secondary battery, the alkaline battery electrolyte is used in the rearrangement of zinc at the negative electrode during charging. In order to suppress inhibition, the structural change of the negative electrode due to charge / discharge can be suppressed. As a result, the alkaline battery can realize excellent charge / discharge cycle characteristics. The electrolyte may be in a liquid state or in a so-called gel state formed by impregnating a polymer material capable of holding a liquid, and any case is included in the scope of the present invention. .

以下、上述した電解質以外の各構成要素について詳細に説明する。   Hereinafter, each component other than the electrolyte described above will be described in detail.

正極としては、炭素材料と酸素還元触媒と結着剤で構成された空気極や、オキシ水酸化ニッケルを主たる成分とする金属水酸化物と発泡ニッケルなどの集電体とで構成されたニッケル極などを好適例として挙げることができる。しかしながら、これらに限定されるものではなく、アルカリ二次電池の正極として用いられる従来公知の材料を適宜用いることができる。   The positive electrode includes an air electrode composed of a carbon material, an oxygen reduction catalyst, and a binder, and a nickel electrode composed of a metal hydroxide mainly composed of nickel oxyhydroxide and a current collector such as nickel foam. Etc. can be mentioned as a suitable example. However, it is not limited to these, The conventionally well-known material used as a positive electrode of an alkaline secondary battery can be used suitably.

負極としては、エネルギー密度や充放電効率、サイクル寿命を考慮すると、亜鉛及び亜鉛化合物(例えば酸化亜鉛など。)のいずれか一方又は双方を負極活物質として含むものであることが良い。しかしながら、これらに限定されるものではなく、アルカリ二次電池の負極として用いられる従来公知の材料を適宜用いることができる。   In consideration of energy density, charge / discharge efficiency, and cycle life, the negative electrode preferably contains one or both of zinc and a zinc compound (such as zinc oxide) as the negative electrode active material. However, the material is not limited to these, and a conventionally known material used as a negative electrode of an alkaline secondary battery can be appropriately used.

以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples.

(実施例1)
<電解質の作製(1.5M 1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムヒドロキシド(1−Ethyl−2,3−dimethylimidazolium hydroxide)水溶液)>
1.5M 1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムヒドロキシド水溶液の調製は、イオン交換樹脂を用いたアニオン交換法で行った。まず、強塩基性イオン交換樹脂(アンバーライト IRA−400 OH型)をイオン交換水に一晩浸漬した後、そのイオン交換樹脂をカラム管にセットした。次いで、カラム管に1M 水酸化カリウム(KOH)水溶液を徐々に滴下してイオン交換樹脂の初期再生処理を行った(イオン交換樹脂の対イオンをOHとした。)。更に、イオン交換水をカラム管に徐々に滴下してイオン交換樹脂を洗浄した(カラム管下部からの流出液のpHが7になったことを確認した。)。更に、イオン交換水に溶解した1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムブロマイド(1−Ethyl−2,3−dimethylimidazolium bromide)をカラム管に滴下した。しかる後、カラム管下部の流出液のpHを確認して、流出液のpHが上昇したら流出液の回収を開始した(1−Ethyl−2,3−dimethylimidazolium hydroxideのアニオン交換により水酸化物イオンがアニオンとなったためpHが上昇した。)。なお、pHが7に近づくまで流出液を回収した。得られた1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムヒドロキシド水溶液中の水の一部をエバポレーターで除去した。そして、その水溶液中のOHイオン濃度を0.1M塩酸を用いた中和滴定により求めた後に、1.5M 1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムヒドロキシド水溶液となるように、イオン交換水を追加して、本例の電解質を得た。
Example 1
<Production of electrolyte (1.5M 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium hydroxide aqueous solution)>
The 1.5M 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium hydroxide aqueous solution was prepared by an anion exchange method using an ion exchange resin. First, a strong basic ion exchange resin (Amberlite IRA-400 OH type) was immersed in ion exchange water overnight, and then the ion exchange resin was set in a column tube. Subsequently, 1M potassium hydroxide (KOH) aqueous solution was gradually dropped into the column tube to perform an initial regeneration treatment of the ion exchange resin (the counter ion of the ion exchange resin was OH ). Further, ion exchange water was gradually dropped onto the column tube to wash the ion exchange resin (confirmed that the pH of the effluent from the lower part of the column tube was 7). Furthermore, 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium bromide (1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium bromide) dissolved in ion-exchanged water was added dropwise to the column tube. Thereafter, the pH of the effluent at the bottom of the column tube was confirmed, and when the pH of the effluent increased, recovery of the effluent was started (hydroxide ions were formed by anion exchange of 1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium hydroxide). Since it became an anion, pH rose.) The effluent was collected until the pH approached 7. A part of the water in the obtained 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium hydroxide aqueous solution was removed by an evaporator. Then, after determining the OH ion concentration in the aqueous solution by neutralization titration using 0.1M hydrochloric acid, ion exchange is performed so that the aqueous solution becomes 1.5M 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium hydroxide. Water was added to obtain the electrolyte of this example.

<電気化学測定セルの組み付け(1.5M 1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムヒドロキシド水溶液)>
まず、作用極を作製した。亜鉛板(厚さ:1mm)を所定の大きさに切り出し、表面をエタノールで洗浄して、本例で用いる作用極とした。次いで、対極を作製した。発泡ニッケルを集電体とし、これにオキシ水酸化ニッケルペーストを定着させ、成型して、本例で用いる対極とした。なお、Hg/HgO電極を参照電極とした。しかる後、これらを用いて、図1に示すような本例の試験セルを作製した。
<Assembly of electrochemical measurement cell (1.5M 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium hydroxide aqueous solution)>
First, a working electrode was produced. A zinc plate (thickness: 1 mm) was cut into a predetermined size, and the surface was washed with ethanol to obtain a working electrode used in this example. Next, a counter electrode was produced. Nickel foam was used as a current collector, and a nickel oxyhydroxide paste was fixed to the current collector and molded into a counter electrode used in this example. The Hg / HgO electrode was used as a reference electrode. Thereafter, using these, a test cell of this example as shown in FIG. 1 was produced.

すなわち、図1は試験セルを模式的に示した断面図である。1は作用極であり、2は対極であり、3は電解質であり、4は参照電極である。試験セルは、円筒形の躯体5の底部に作用極1を配置し、底部ホルダー6を締め付けて装着した。次いで、作用極1を装着した円筒形の躯体5の内部に電解液3を満たし、対極2と参照電極4を装着した蓋7を円筒形の躯体5に回転させ、装着し、組み立てた。   That is, FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a test cell. 1 is a working electrode, 2 is a counter electrode, 3 is an electrolyte, and 4 is a reference electrode. In the test cell, the working electrode 1 was disposed at the bottom of a cylindrical housing 5 and the bottom holder 6 was tightened. Next, the inside of the cylindrical casing 5 on which the working electrode 1 was mounted was filled with the electrolytic solution 3, and the lid 7 on which the counter electrode 2 and the reference electrode 4 were mounted was rotated on the cylindrical casing 5 and mounted and assembled.

[アノード分極試験(亜鉛放電生成物の溶解性評価)]
亜鉛のアノード反応(放電反応)は、反応時にZn(OH) 2−が中間可溶成分として生成し(下式[1])、反応の進行に伴い電極表面のZn(OH) 2−の濃度が上昇、飽和することによって、ZnOとして電極表面に析出する(下式[2])溶解析出反応である。そこで、亜鉛の放電生成物の溶解性の評価は、定電流アノード分極試験を行うことによって、下式[1]の反応時間を測定し、その時間を亜鉛放電生成物の溶解性として評価した。
[Anode polarization test (evaluation of solubility of zinc discharge products)]
In the anodic reaction (discharge reaction) of zinc, Zn (OH) 4 2− is generated as an intermediate soluble component during the reaction (the following formula [1]), and Zn (OH) 4 2− on the electrode surface as the reaction proceeds. This is a dissolution precipitation reaction that precipitates on the electrode surface as ZnO (the following formula [2]). Accordingly, the solubility of the zinc discharge product was evaluated by measuring the reaction time of the following formula [1] by conducting a constant current anodic polarization test, and evaluating the time as the solubility of the zinc discharge product.

Zn+4OH=Zn(OH) 2−+2e(E=−1.25V)・・・[1]
Zn(OH) 2−=ZnO+HO+2OH・・・[2]
Zn + 4OH = Zn (OH) 4 2 + 2e (E 0 = −1.25 V) [1]
Zn (OH) 4 2− = ZnO + H 2 O + 2OH [2]

具体的なアノード分極試験は、試験セルの開回路電圧が安定するのを待って、電気化学測定システムを用い、1mAの定電流でアノード分極を行い、作用極の電位が−1.18V(対Hg/HgO、以下同様。)となった時点で試験を終了し、その時点までの時間を測定した。比較例1の電解質でのアノード分極試験から算出した亜鉛放電生成物の溶解性を1とした場合の、本例の亜鉛放電生成物の溶解性の評価結果を図2に示す。   In a specific anodic polarization test, after the open circuit voltage of the test cell is stabilized, an electrochemical measurement system is used to perform anodic polarization at a constant current of 1 mA, and the potential of the working electrode is −1.18 V (vs. The test was terminated when Hg / HgO, the same applies hereinafter), and the time until that time was measured. FIG. 2 shows the evaluation results of the solubility of the zinc discharge product of this example when the solubility of the zinc discharge product calculated from the anodic polarization test with the electrolyte of Comparative Example 1 is 1.

[水素過電圧測定]
水素過電圧測定は、試験セルの開回路電圧が安定するのを待って、電気化学測定システムを用い、開回路電圧から1mV/secの走査速度で−1.50Vまで電位を走査する方法で行った。水素発生電流の測定結果を図3に示す。
[Hydrogen overvoltage measurement]
The hydrogen overvoltage measurement was performed by a method of scanning the potential from the open circuit voltage to −1.50 V at a scanning speed of 1 mV / sec using an electrochemical measurement system after waiting for the open circuit voltage of the test cell to stabilize. . The measurement result of the hydrogen generation current is shown in FIG.

<電池の作製(1.5M 1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムヒドロキシド水溶液)>
まず、正極を作製した。発泡ニッケルを集電体とし、これにオキシ水酸化ニッケルペーストを定着させ、成型して、本例で用いる正極とした。次いで、負極を作製した。負極活物質としての亜鉛板(厚さ:1mm)を所定の大きさに切り出し、表面をエタノールで洗浄して、本例で用いる負極とした。なお、Hg/HgO電極を参照電極とした。しかる後、これらを用いて、図1に示すような本例の電池を作製した。
<Production of battery (1.5M 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium hydroxide aqueous solution)>
First, a positive electrode was produced. Nickel foam was used as a current collector, and a nickel oxyhydroxide paste was fixed to the current collector and molded to obtain a positive electrode used in this example. Next, a negative electrode was produced. A zinc plate (thickness: 1 mm) as a negative electrode active material was cut into a predetermined size, and the surface was washed with ethanol to obtain a negative electrode used in this example. The Hg / HgO electrode was used as a reference electrode. Thereafter, using these, a battery of this example as shown in FIG. 1 was produced.

すなわち、図1は電池を模式的に示した断面図である。1は負極であり、2は正極であり、3は電解質であり、4は参照電極である。試験セルは、円筒形の躯体5の底部に負極1を配置し、底部ホルダー6を締め付けて装着した。次いで、負極1を装着した円筒形の躯体5の内部に電解質3を満たし、正極2と参照電極4を装着した蓋7を円筒形の躯体5に回転させ、装着し、組み立てた。   That is, FIG. 1 is a sectional view schematically showing the battery. 1 is a negative electrode, 2 is a positive electrode, 3 is an electrolyte, and 4 is a reference electrode. In the test cell, the negative electrode 1 was disposed at the bottom of the cylindrical casing 5 and the bottom holder 6 was tightened. Next, the inside of the cylindrical casing 5 on which the negative electrode 1 was mounted was filled with the electrolyte 3, and the lid 7 on which the positive electrode 2 and the reference electrode 4 were mounted was rotated on the cylindrical casing 5 and mounted and assembled.

[充放電試験]
充放電試験は、電池の開回路電圧が安定するのを待って、電気化学測定システムを用い、−1.18V〜−1.46Vの電圧範囲、1mAの電流値で10分間の休止をはさみ、室温下、放電から開始して充放電試験を行った。5サイクルの充放電試験の後、亜鉛負極を取り出し、イオン交換水で洗浄し、乾燥し、走査型電子顕微鏡を使用して、亜鉛負極の形状の変化を観察した。その結果を図5(b)に示す。また、図5には、充放電試験前の亜鉛負極も併せて示す(図5(a)参照。)。
[Charge / discharge test]
The charge / discharge test waits for the open circuit voltage of the battery to stabilize, uses an electrochemical measurement system, sandwiches a pause of 10 minutes at a current range of −1.18 V to −1.46 V and a current value of 1 mA, A charge / discharge test was conducted starting from discharge at room temperature. After the 5-cycle charge / discharge test, the zinc negative electrode was taken out, washed with ion-exchanged water, dried, and the change in the shape of the zinc negative electrode was observed using a scanning electron microscope. The result is shown in FIG. FIG. 5 also shows the zinc negative electrode before the charge / discharge test (see FIG. 5A).

(実施例2)
<電解質の作製(1.5M テトラブチルアンモニウムヒドロキシド(Tetrabutylammonium hydroxide)水溶液)>
1.5M テトラブチルアンモニウムヒドロキシド水溶液の調製は、市販のテトラブチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて行った。まず、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド水溶液中の水の一部をエバポレーターにより除去した。次いで、その水溶液中のOHイオン濃度を0.1M塩酸を用いた中和滴定により求めた。しかる後、1.5M テトラブチルアンモニウムヒドロキシド水溶液となるように、イオン交換水を追加して、本例の電解質を得た。
(Example 2)
<Production of Electrolyte (1.5 M Tetrabutylammonium Hydroxide Aqueous Solution)>
Preparation of 1.5M tetrabutylammonium hydroxide aqueous solution was performed using commercially available tetrabutylammonium hydroxide aqueous solution. First, a part of water in the tetrabutylammonium hydroxide aqueous solution was removed by an evaporator. Subsequently, the OH ion concentration in the aqueous solution was determined by neutralization titration using 0.1M hydrochloric acid. Thereafter, ion-exchanged water was added to obtain a 1.5M tetrabutylammonium hydroxide aqueous solution to obtain an electrolyte of this example.

<電気化学測定セルの組み付け(1.5M テトラブチルアンモニウムヒドロキシド水溶液)>
実施例1の電解質に代えて、本例の電解質を使用した他は、実施例1と同様のセル構成とした。
<Assembly of electrochemical measurement cell (1.5M tetrabutylammonium hydroxide aqueous solution)>
A cell configuration similar to that of Example 1 was used except that the electrolyte of this example was used instead of the electrolyte of Example 1.

[アノード分極試験(亜鉛放電生成物の溶解性評価)]
実施例1と同様の方法でアノード分極試験を実施した。アノード分極試験から算出した亜鉛放電生成物の溶解性の評価結果を図2に示す。
[Anode polarization test (evaluation of solubility of zinc discharge products)]
An anodic polarization test was carried out in the same manner as in Example 1. The evaluation results of the solubility of the zinc discharge product calculated from the anodic polarization test are shown in FIG.

[水素過電圧測定]
実施例1と同様の方法で水素過電圧測定を実施した。水素発生電流の測定結果を図3に示す。
[Hydrogen overvoltage measurement]
Hydrogen overvoltage measurement was carried out in the same manner as in Example 1. The measurement result of the hydrogen generation current is shown in FIG.

(実施例3)
<電解質の作製(1.5M テトラブチルホスホニウムヒドロキシド(Tetrabutylphosphonium hydroxide)水溶液)>
1.5M テトラブチルホスホニウムヒドロキシド水溶液の調製は、市販のテトラブチルホスホニウムヒドロキシド水溶液を用いて行った。まず、テトラブチルホスホニウムヒドロキシド水溶液中の水の一部をエバポレーターにより除去した。次いで、その水溶液中のOHイオン濃度を0.1M塩酸を用いた中和滴定により求めた。しかる後、1.5M テトラブチルホスホニウムヒドロキシド水溶液となるように、イオン交換水を追加して、本例の電解質を得た。
(Example 3)
<Production of Electrolyte (1.5M Tetrabutylphosphonium Hydroxide Aqueous Solution)>
The 1.5M tetrabutylphosphonium hydroxide aqueous solution was prepared using a commercially available tetrabutylphosphonium hydroxide aqueous solution. First, a part of water in the tetrabutylphosphonium hydroxide aqueous solution was removed by an evaporator. Subsequently, the OH ion concentration in the aqueous solution was determined by neutralization titration using 0.1M hydrochloric acid. Thereafter, ion-exchanged water was added so as to obtain a 1.5 M tetrabutylphosphonium hydroxide aqueous solution to obtain an electrolyte of this example.

<電気化学測定セルの組み付け(1.5M テトラブチルホスホニウムヒドロキシド水溶液)>
実施例1の電解質に代えて、本例の電解液を使用した他は、実施例1と同様のセル構成とした。
<Assembly of electrochemical measurement cell (1.5M tetrabutylphosphonium hydroxide aqueous solution)>
A cell configuration similar to that of Example 1 was used except that the electrolyte solution of this example was used instead of the electrolyte of Example 1.

[アノード分極試験(亜鉛放電生成物の溶解性評価)]
実施例1と同様の方法でアノード分極試験を実施した。アノード分極試験から算出した亜鉛放電生成物の溶解性の評価結果を図2に示す。
[Anode polarization test (evaluation of solubility of zinc discharge products)]
An anodic polarization test was carried out in the same manner as in Example 1. The evaluation results of the solubility of the zinc discharge product calculated from the anodic polarization test are shown in FIG.

[水素過電圧測定]
実施例1と同様の方法で水素過電圧測定を実施した。水素発生電流の測定結果を図3に示す。
[Hydrogen overvoltage measurement]
Hydrogen overvoltage measurement was carried out in the same manner as in Example 1. The measurement result of the hydrogen generation current is shown in FIG.

(比較例1)
<電解質の作製(1.5M 水酸化カリウム(KOH)水溶液)>
1.5M 水酸化カリウム(KOH)水溶液の調製は、市販の水酸化カリウム(KOH)を用いて行った。1.5M 水酸化カリウム(KOH)水溶液となるように、水酸化カリウム(KOH)及びイオン交換水を、計量、メスフラスコ中で混合し、本例の電解質を得た。
(Comparative Example 1)
<Preparation of electrolyte (1.5M potassium hydroxide (KOH) aqueous solution)>
Preparation of 1.5M potassium hydroxide (KOH) aqueous solution was performed using commercially available potassium hydroxide (KOH). Potassium hydroxide (KOH) and ion-exchanged water were weighed and mixed in a volumetric flask so as to obtain a 1.5M potassium hydroxide (KOH) aqueous solution to obtain an electrolyte of this example.

<電気化学測定セルの組み付け(1.5M 水酸化カリウム(KOH)水溶液)>
実施例1の電解質に代えて、本例の電解質を使用した他は、実施例1と同様のセル構成とした。
<Assembly of electrochemical measurement cell (1.5M potassium hydroxide (KOH) aqueous solution)>
A cell configuration similar to that of Example 1 was used except that the electrolyte of this example was used instead of the electrolyte of Example 1.

[アノード分極試験(亜鉛放電生成物の溶解性評価)]
実施例1と同様の方法でアノード分極試験を実施した。アノード分極試験から算出した亜鉛放電生成物の溶解性の評価結果を図2に示す。
[Anode polarization test (evaluation of solubility of zinc discharge products)]
An anodic polarization test was carried out in the same manner as in Example 1. The evaluation results of the solubility of the zinc discharge product calculated from the anodic polarization test are shown in FIG.

[水素過電圧測定]
実施例1と同様の方法で水素過電圧測定を実施した。水素発生電流の測定結果を図3に示す。
[Hydrogen overvoltage measurement]
Hydrogen overvoltage measurement was carried out in the same manner as in Example 1. The measurement result of the hydrogen generation current is shown in FIG.

<電池の作製(1.5M 水酸化カリウム(KOH)水溶液)>
実施例1の電解質に代えて、本例の電解質を使用した他は、実施例1と同様の電池構成とした。
<Production of battery (1.5M potassium hydroxide (KOH) aqueous solution)>
The battery configuration was the same as that of Example 1, except that the electrolyte of this example was used instead of the electrolyte of Example 1.

[充放電試験]
実施例1と同様の方法で充放電試験を実施した。5サイクルの充放電試験の後、亜鉛負極を取り出し、実施例1と同様の方法で洗浄し、乾燥し、走査型電子顕微鏡を使用して、亜鉛負極の形状の変化を観察した。その結果を図5(c)に示す。
[Charge / discharge test]
A charge / discharge test was carried out in the same manner as in Example 1. After the 5-cycle charge / discharge test, the zinc negative electrode was taken out, washed in the same manner as in Example 1, dried, and the change in the shape of the zinc negative electrode was observed using a scanning electron microscope. The result is shown in FIG.

(比較例2)
<電解質の作製(1.5M 水酸化カリウム(KOH)+10質量%テトラ−n−ブチルアンモニウムブロマイド(tetra−n−butylammonium bromide)水溶液)>
1.5M 水酸化カリウム(KOH)と、10質量%テトラ−n−ブチルアンモニウムブロマイドの混合水溶液となるように、4M 水酸化カリウム(KOH)水溶液、テトラ−n−ブチルアンモニウムブロマイド及びイオン交換水を、計量、メスフラスコ中で混合し、本例の電解質を得た。
(Comparative Example 2)
<Preparation of electrolyte (1.5 M potassium hydroxide (KOH) +10 mass% tetra-n-butylammonium bromide aqueous solution)>
4M potassium hydroxide (KOH) aqueous solution, tetra-n-butylammonium bromide and ion-exchanged water were added so that a mixed aqueous solution of 1.5M potassium hydroxide (KOH) and 10% by mass tetra-n-butylammonium bromide was obtained. , Weighed and mixed in a volumetric flask to obtain the electrolyte of this example.

<電気化学測定セルの組み付け(1.5M 水酸化カリウム(KOH)+10質量%テトラ−n−ブチルアンモニウムブロマイド水溶液)>
実施例1の電解質に代えて、本例の電解液を使用した他は、実施例1と同様のセル構成とした。
<Assembly of electrochemical measurement cell (1.5 M potassium hydroxide (KOH) +10 mass% tetra-n-butylammonium bromide aqueous solution)>
A cell configuration similar to that of Example 1 was used except that the electrolyte solution of this example was used instead of the electrolyte of Example 1.

[アノード分極試験(亜鉛放電生成物の溶解性評価)]
実施例1と同様の方法でアノード分極試験を実施した。アノード分極試験から算出した亜鉛放電生成物の溶解性の評価結果を図2に示す。
[Anode polarization test (evaluation of solubility of zinc discharge products)]
An anodic polarization test was carried out in the same manner as in Example 1. The evaluation results of the solubility of the zinc discharge product calculated from the anodic polarization test are shown in FIG.

[水素過電圧測定]
実施例1と同様の方法で水素過電圧測定を実施した。水素発生電流の測定結果を図3に示す。
[Hydrogen overvoltage measurement]
Hydrogen overvoltage measurement was carried out in the same manner as in Example 1. The measurement result of the hydrogen generation current is shown in FIG.

図2のアノード分極試験による亜鉛放電生成物の溶解性評価の結果から、本発明の範囲に属する実施例1〜3のカチオンが分子性イオンであり、かつ、アニオンが水酸化物イオンである水酸化物イオン伝導性を有する塩を用いた電解質は、本発明外の比較例1のカチオンがカリウムイオンである塩を用いた電解質に比べて、亜鉛放電生成物の溶解性を効果的に制御していることが分かる。また、本発明の範囲に属する実施例1〜3のカチオンが分子性イオンであり、かつ、アニオンが水酸化物イオンである水酸化物イオン伝導性を有する塩を用いた電解質は、本発明外の比較例2のカチオンが分子性イオンであっても、アニオンが水酸化物イオンでない塩を用いた電解質に比べても、亜鉛放電生成物の溶解性を効果的に制御していることが分かる。   From the results of the solubility evaluation of the zinc discharge product by the anodic polarization test in FIG. 2, the cations of Examples 1 to 3 belonging to the scope of the present invention are molecular ions and the anions are hydroxide ions. The electrolyte using the salt having oxide ion conductivity effectively controls the solubility of the zinc discharge product as compared with the electrolyte using the salt in which the cation of Comparative Example 1 outside the present invention is potassium ion. I understand that An electrolyte using a salt having hydroxide ion conductivity in which the cation of Examples 1 to 3 belonging to the scope of the present invention is a molecular ion and the anion is a hydroxide ion is not included in the present invention. It can be seen that the solubility of the zinc discharge product is effectively controlled even when the cation of Comparative Example 2 is a molecular ion or compared with an electrolyte using a salt whose anion is not a hydroxide ion. .

また、図3の水素過電圧測定結果から、本発明の範囲に属する実施例1〜3のカチオンが分子性イオンであり、かつ、アニオンが水酸化物イオンである水酸化物イオン伝導性を有する塩を用いた電解質は、本発明外の比較例1のカチオンがカリウムイオンである塩を用いた電解質に比べて、同じ電位で比較した場合の水素発生電流値が小さく、水素発生過電圧が大きいことがわかる。この結果から、本発明のアルカリ電池用電解質を用いることによって、亜鉛の充電時における水素発生を効果的に抑制し、亜鉛負極の充放電効率を上昇させ、更に水素ガス発生による電池の内部圧力増加による電解液の漏液を効果的に抑制できることが分かる。   Moreover, from the hydrogen overvoltage measurement result of FIG. 3, the salt which has hydroxide ion conductivity whose cation of Examples 1-3 which belong to the scope of the present invention is a molecular ion, and whose anion is a hydroxide ion. Compared with the electrolyte using the salt in which the cation of Comparative Example 1 outside the present invention is a potassium ion, the hydrogen generation current value is small and the hydrogen generation overvoltage is large. Recognize. From this result, by using the alkaline battery electrolyte of the present invention, the generation of hydrogen during the charging of zinc is effectively suppressed, the charge and discharge efficiency of the zinc negative electrode is increased, and the internal pressure of the battery is increased by the generation of hydrogen gas. It can be seen that the leakage of the electrolyte due to can be effectively suppressed.

更に、図4の走査型電子顕微鏡による充放電試験前後の亜鉛負極表面の観察結果から、本発明の範囲に属する実施例1のアルカリ電池用電解質(図4(b)参照。)は、本発明外の比較例1のアルカリ電池用電解質(図4(c)参照。)に比べて、充放電試験による亜鉛負極表面の形状の変化を効果的に抑制していることが分かる。つまり、充電時に亜鉛の負極での再配置が阻害され難くなっているため、充放電サイクル特性が向上しているという効果が得られる。   Furthermore, from the observation result of the surface of the zinc negative electrode before and after the charge / discharge test by the scanning electron microscope in FIG. 4, the alkaline battery electrolyte of Example 1 (see FIG. 4B) belonging to the scope of the present invention is present. Compared with the electrolyte for alkaline batteries of Comparative Example 1 (see FIG. 4C), it can be seen that the change in the shape of the zinc negative electrode surface by the charge / discharge test is effectively suppressed. That is, since the rearrangement of the zinc at the negative electrode is difficult to be inhibited during charging, the effect of improving the charge / discharge cycle characteristics can be obtained.

以上、本発明を若干の形態及び実施例によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。   The present invention has been described with some embodiments and examples. However, the present invention is not limited to these, and various modifications are possible within the scope of the gist of the present invention.

例えば、上述した実施例においては、アルカリ電池として、ニッケル−亜鉛二次電池を例に挙げて説明したが、空気−亜鉛二次電池などに本発明を適用することもできる。   For example, in the above-described embodiments, a nickel-zinc secondary battery has been described as an example of an alkaline battery, but the present invention can also be applied to an air-zinc secondary battery.

また、例えば、上述した各形態や実施例に記載した構成は、各形態や実施例毎に限定されるものではなく、例えば、各実施形態の構成を上述した各実施形態以外の組み合わせにしたり、作用極、対極、電解液の細部を変更したりすることができる。   Further, for example, the configurations described in the above-described embodiments and examples are not limited to the respective embodiments and examples. For example, the configurations of the embodiments may be combined other than the above-described embodiments, The details of the working electrode, the counter electrode, and the electrolyte can be changed.

1 作用極(又は負極)
2 対極(又は正極)
3 電解液
4 参照電極
5 躯体
6 底部ホルダー
7 蓋
1 Working electrode (or negative electrode)
2 Counter electrode (or positive electrode)
3 Electrolyte 4 Reference electrode 5 Housing 6 Bottom holder 7 Lid

Claims (4)

水酸化物イオン伝導性を有する塩と、水と、を含み、
上記水酸化物イオン伝導性を有する塩は、カチオンが分子性イオンであり、かつ、アニオンが水酸化物イオンである
ことを特徴とするアルカリ電池用電解質。
A salt having hydroxide ion conductivity and water,
In the electrolyte for alkaline batteries, the salt having hydroxide ion conductivity is characterized in that a cation is a molecular ion and an anion is a hydroxide ion.
上記水酸化物イオン伝導性を有する塩のカチオンが、イミダゾリウム誘導体カチオン、ピリジニウム誘導体カチオン、ピペリジニウム誘導体カチオン、アンモニウム誘導体カチオン、ホスホニウム誘導体カチオン及びスルホニウム誘導体カチオンからなる群より選ばれる少なくとも1種のカチオンであることを特徴とする請求項1に記載のアルカリ電池用電解質。   The cation of the salt having hydroxide ion conductivity is at least one cation selected from the group consisting of an imidazolium derivative cation, a pyridinium derivative cation, a piperidinium derivative cation, an ammonium derivative cation, a phosphonium derivative cation, and a sulfonium derivative cation. The electrolyte for alkaline batteries according to claim 1, wherein the electrolyte is used. 上記イミダゾリウム誘導体カチオンが、下記一般式(1)で表されるイミダゾリウム誘導体カチオンであることを特徴とする請求項2に記載のアルカリ電池用電解質。
Figure 2014192078
(式中のR1、R2及びR3は、それぞれ同一であっても異なってもよいアルキル基及びフルオロアルキル基の少なくとも一方を示し、R4及びR5は水素を示す。)
The alkaline battery electrolyte according to claim 2, wherein the imidazolium derivative cation is an imidazolium derivative cation represented by the following general formula (1).
Figure 2014192078
(In the formula, R1, R2 and R3 each represent at least one of an alkyl group and a fluoroalkyl group which may be the same or different, and R4 and R5 each represent hydrogen.)
正極と、負極と、アルカリ電池用電解質とを備え、
上記アルカリ電池用電解質が、水酸化物イオン伝導性を有する塩と、水とを含み、
上記水酸化物イオン伝導性を有する塩は、カチオンが分子性イオンであり、かつ、アニオンが水酸化物イオンである
ことを特徴とするアルカリ電池。
A positive electrode, a negative electrode, and an alkaline battery electrolyte;
The alkaline battery electrolyte includes a salt having hydroxide ion conductivity and water,
In the alkaline ion battery, the salt having hydroxide ion conductivity is characterized in that a cation is a molecular ion and an anion is a hydroxide ion.
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