JPH0125479Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案は水生成用のガス吸収触媒極を備えたニ
ツケル亜鉛蓄電池に関する。

(ロ) 従来技術 従来ニツケル亜鉛蓄電池では、充放電時の副反
応、過充電、過放電、電極活物質の自己放電等に
より、水素ガス及び酸素ガスが発生し、電池の内
部圧力が上昇し、電池缶の膨張、漏液の障害が生
じ、蓄電池の密閉化を困難としていた。これらの
ガス吸収対処に２通りの方法がなされてきた。

１つはニツケルカドミウム電池において、充電
時に陽極から先に酸素ガスを発生するように、陽
極容量を設定し、この酸素ガスをカドミウム極で
吸収するノイマン方法である。しかし従来、亜鉛
はカドミウムと異なり溶解析出電位が著しく卑で
あり、電析亜鉛は活性なために自己放電による水
素ガス発生を防止することはできない。また、ニ
ツケルカドミウム電池と異なり、デントライト発
生を防止するため微孔性の通気性の悪いセパレー
タを使用しており、ノイマン方法は採用できな
い。

もう一つの方法は、触媒極により酸素ガスと水
素ガスを１対２の割合いで化学的に結合させて水
に戻す方法、あるいは酸素ガスあるいは水素ガス
を単独に触媒極を用いて電気化学的に水に戻す方
法である。

ニツケル亜鉛アルカリ蓄電池に於いては、触媒
極を用いて水に戻す方法が探求されている。

触媒極の問題点は、H₂＋１／２O₂→H₂Oの反応に より生成した水が触媒極より除去されることなく
触媒極上にとどまり、反応活性面が水で覆われ、
しだいにガス吸収能力を喪失する。アルカリ電解
液を用いて陽極接続により水素ガス吸収を行う場
合、H₂＋2OH^-→2H₂O＋2eの電気化学反応によ
り水が生成する。この水が効率よく除去されない
と、ガス吸収能力が喪失し触媒極の寿命が短かく
なり、電池寿命も短かくなることが問題であつ
た。

(ハ) 考案の目的 本考案はかかる点に鑑み考案されたものにし
て、水生成用のガス吸収触媒極を巻始端として渦
巻電極群を形成することにより、触媒極の触媒能
力を最大限に発揮させ、触媒極から水の除去を早
め、電解液の少ない電極部へ水を早く供給するこ
とにより触媒極の能力寿命を向上し、蓄電池のサ
イクル寿命を向上することを目的とする。

(ニ) 考案の構成 かかる目的を達成するため、本考案によるニツ
ケル亜鉛電池は、ニツケル化合物を活物質とする
ニツケル極と、亜鉛化合物を主成分とする亜鉛極
と、防水処理を施した水生成用のガス吸収触媒極
とを具備し、この触媒極を亜鉛極もしくはニツケ
ル極をつつむ袋状セパレータ内の巻始端側に前記
亜鉛極もしくは前記ニツケル極と隔離、配置して
渦巻電極群を形成し、該渦巻電極群の中心に前記
触媒極を位置せしめたことを特徴とするものであ
る。

(ホ) 実施例 活物質としての酸化亜鉛と添加剤としての酸化
水銀を混合し、この混合物にポリテトラフルオロ
エチレン乳化液を加え、混練してペースト状とす
る。このペーストを圧延して亜鉛活物質シートを
作成した。このシートを集電板の両面に圧着して
亜鉛極とする。多孔質ニツケル焼結体に白金を含
浸させ、防水処理のためポリテトラフルオロエチ
レンを結着させ、触媒極とする。ニツケル極は周
知の焼結ニツケル極とする。

第１図は電極の断面図であり、１は亜鉛極、２
はニツケル極、であり、夫々袋状セパレータ３′，
３″でつつまれている。４は触媒極にして、亜鉛
極１の巻始端側に位置し、セパレータ３′でつつ
まれている。又、触媒極４と亜鉛極１とは直接接
しないよう隔離、配置されている。触媒極４をま
ず巻き始め、続いて亜鉛極１とニツケル極２をセ
パレータ３′，３″を介して渦巻状に巻き、渦巻電
極体を形成し、第２図に示す如く負極兼用の円筒
外装缶５にこの渦巻電極体を挿入し、アルカリ電
解液を電極体に含浸される程度に注入した後正極
兼用封口板６をパツキン７を介して封口してニツ
ケル亜鉛蓄電池Ａを作成した。第２図中３はセパ
レータである。

比較のため、実施例と同じ亜鉛極、ニツケル
極、触媒極及びセパレータを使用し、第３図に示
す如く触媒極４を亜鉛極１の巻終端側に配して、
渦巻電極体を形成し、この渦巻電極体を用いて、
実施例と同様に第４図に示す如くニツケル亜鉛蓄
電池Ｂを作成した。

第５図はこれらの蓄電池Ａ，Ｂのサイクル特性
比較図であり、充放電条件は1.5AHの蓄電池を５
時間率の電流（300mA）で充放電するものであ
る。本考案による触媒極配置の蓄電池Ａは比較電
池Ｂよりサイクル寿命が向上していることがわか
る。

而して渦巻状電極体は、中心から外周へ行くほ
ど巻き圧が小さく、電極間の押し圧が小さい。そ
のため注液した電解液の分布は中心部から外周へ
行くほど液量が多くなつている。そのため最外周
に触媒極を配することは、触媒極がもつともよく
ぬれることとなり、反応による水は取り除くこと
はむつかしい。また中心部の液量が少ないため充
電効率が悪く、ガス発生が外周部に比べて多いた
め、少ない液量がますます少なくなる。もし最外
周に触媒極を配すると中心部より発生したガス
が、外周部で水に変化するため中心部の液量が外
周部へ移動したのと同じことになり、外周部に液
がたまり、触媒極からの水の取り除きはますます
困難となる。さらに中心部は液がない状態となり
悪循環となり、電池寿命が短かくなる。しかし中
心部に触媒極を配すると、もつとも液量分布の少
ない所のため、反応による水もすぐ取り除かれ
る。またガス発生により液が少なくなつた所へ反
応の水をもどすため、中心部において液がなくな
ることはない。触媒極の配置を変えるだけで、触
媒能力を十分に発揮し、触媒極の寿命を向上し、
電池寿命の向上を計れる。

従来より、巻き取り芯のぬけ穴に触媒極をそう
入する提案があるが、それでは小さな触媒極しか
挿入出来ない。大きな触媒極を入れるには大きな
スペースが必要となる。また電極のセパレータ内
に触媒極が存在しないため、触媒極上の反応した
水は、速やかな電極部への移動が困難である。こ
れに対し本考案では触媒極を一方の電極とともに
１つの袋状セパレータでつつむため、電極部への
水の移動がスムースにおこなえる。実施例では触
媒極と電極は接触されていないが、抵抗もしくは
ダイオードで接続してもよい。

尚同一セパレータ内にある触媒極と電極は８部
を一部ヒートシールして分離してもよい。また実
施例では触媒極４を亜鉛極１とともに袋状セパレ
ータ３′でつつむようにしたが、触媒極４をニツ
ケル極２とともに袋状セパレータ３″でつつむよ
うにしてもよい。

(ヘ) 考案の効果 以上の如く本考案によるニツケル亜鉛蓄電池
は、ニツケル化合物を活物質とするニツケル極
と、亜鉛化合物を主成分とする亜鉛極と、防水処
理を施した水生成用のガス吸収触媒極とを具備
し、この触媒極を亜鉛極もしくはニツケル極をつ
つむ袋状セパレータ内の巻始端側に前記亜鉛極も
しくは前記ニツケル極と隔離、配置して渦巻電極
体を形成し、該渦巻電極体の中心に前記触媒極を
位置せしめたことを特徴とするものであるから、
前記触媒極から水の除去を早め、電解液の少ない
電極部へ水を早く供給することにより、前記触媒
極の触媒能力を最大限に発揮させ、蓄電池のサイ
クル寿命を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の一実施例を示し、
第１図は電極の断面図、第２図は蓄電池の断面図
である。第３図及び第４図は比較電池を示し、第
３図は電極の断面図、第４図は比較電池の断面図
である。第５図は実施例による蓄電池と比較電池
のサイクル特性比較図である。 ２……ニツケル極、１……亜鉛極、４……触媒
極、３，３′，３″……セパレータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ニツケル化合物を活物質とするニツケル極と、
   亜鉛化合物を主成分とする亜鉛極と、防水処理を
   施した水生成用のガス吸収触媒極とを具備し、こ
   の触媒極を亜鉛極もしくはニツケル極をつつむ袋
   状セパレータ内の巻始端側に前記亜鉛極もしくは
   前記ニツケル極と隔離、配置して渦巻電極体を形
   成し、該渦巻電極体の中心に前記触媒極を位置せ
   しめたことを特徴とするニツケル亜鉛蓄電池。