JPH0241817Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案はニツケル−亜鉛蓄電池、銀−亜鉛蓄電
池などのように負極活物質として亜鉛を用いたア
ルカリ亜鉛蓄電池に関し、特に電極体に渦巻状の
ものを用いた場合の極板の構成の改良に関する。

(ロ) 従来技術 正負極板を渦巻状に巻回してなる電極体を有し
負極活物質に亜鉛を用いたアルカリ蓄電池は従来
第３図に示すように亜鉛極１と正極２の間にセパ
レータ３を介し正極２が電極体の最外周に位置す
るよう構成されるのが一般的であつた。これは亜
鉛極１を正極２によつて押さえることにより亜鉛
活物質の脱落を防ぎ容量劣化を抑えるためであ
る。しかしながら、最外周に位置する正極はその
片面のみ亜鉛極と対向するため、最外周に位置す
る正極と対向する部分の亜鉛極は他の部分より充
放電深度が深く放電時に放電生成物の亜鉛酸イオ
ンの溶出が多くなる。したがつて、充放電を繰り
返すと亜鉛極表面の亜鉛濃度が低下して結着剤濃
度が増大するため導電性及び電解液の含液性が低
下し亜鉛極の反応性が劣化する欠点があつた。

而して、特公昭57−5027号公報では、最外周に
亜鉛極が位置する渦巻状電極体とこの電極体を収
納する電槽との間に電解液を透過しない電気絶縁
層を介在させたアルカリ亜鉛蓄電池が提案されて
いる。このように電極体最外周に亜鉛極を位置さ
せることによつて前記欠点は抑制されるが、反面
次のような問題点も生じる。

電極体と電槽内面との間に介在させた電解液を
透過しない電気絶縁層により電槽内面部の金属の
溶出による亜鉛極の劣化は防止できるが、電槽内
壁と対向する部分の亜鉛活物質層表面には電解液
が存在するため、放電時にこの活物質層と導電性
芯体を介して反対側に圧着された亜鉛活物質層か
ら溶出した亜鉛酸イオンが、充電時に電槽と対向
する側の亜鉛活物質層表面に電析して、正極と対
向する部分の亜鉛活物質が減少し電池性能が劣化
する。

(ハ) 考案の目的 本考案はかかる点に鑑み渦巻状電極体の最外周
に位置する極板に亜鉛極を用いた際に、該最外周
に位置する亜鉛極の電槽内面に対向する部分に亜
鉛が電析することを抑制することにより亜鉛極の
変形を抑えより長期にわたるサイクル寿命に耐え
得るアルカリ亜鉛蓄電池を提供せしめんとするも
のである。

(ニ) 考案の構成 本考案のアルカリ亜鉛蓄電池は、最外周に位置
する極板が亜鉛極になるように渦巻状に巻回して
なる電極体を電槽に収納してなる電池であつて、
前記亜鉛極は電槽内面に対向する部分に於いて他
の部分に比しより撥水性処理が施こされたことを
特徴とするものであり、前記亜鉛極の電槽内面と
対向する部分に活物質層が形成されない無孔集電
体を露出させ、該露出部に撥水性処理を施こすこ
とにより一層の効果を生むものである。

(ホ) 実施例 以下に本考案の実施例を示し説明する。

〔実施例 １〕 酸化亜鉛粉末90重量％、添加剤としての酸化水
銀５重量％及び結着剤としてのフツ素樹脂粉末５
重量％よりなる混合粉末に水を加えて混練し、ロ
ーラにより圧延して活物質シートイを作製した。

また前記活物質シートイに於いてフツ素樹脂粉
末の添加量を10重量％とし、その増量分だけ酸化
亜鉛粉末を減少させ、その他は同一の活物質シー
トロを作製した。

次いで第４図に示すように全面に孔４を有する
銅などよりなる亜鉛極集電体ａの片側全面に前記
シートイを付着させ、他方の面のうち電極体構成
時に最外周に位置する部分にシートロを、その他
の部分にシートイを付着させた後加圧乾燥して亜
鉛極を作製した。

このようにして得た亜鉛極と公知の焼結式ニツ
ケル極とを組み合わせ、この亜鉛極の活物質シー
トロの部分が電極体の最外周に位置し、且つ亜鉛
極とニツケル極の巻き終わり端が一致するよう巻
回して第１図に示すような渦巻状電極体を構成
し、この電極体を電槽内に収納してニツケル−亜
鉛蓄電池Ａを作製した。第１図に於いて２はニツ
ケル極、３はセパレータ、１は亜鉛極、５は亜鉛
極集電体、６は活物質シートイ、７は活物質シー
トロである。

〔実施例 ２〕 第５図に示す様に電極体構成時に最外周に位置
する部分が無孔部８であり、その他の部分には多
数の孔４が設けられた銅などよりなる亜鉛極集電
体ｂの片側全面及び他方の面の孔を有する部分に
前記活物質シートイを付着させ、他方の面の無孔
部分にフツ素樹脂を塗布した後加圧乾燥して亜鉛
極を作製した。

このようにして得た亜鉛極と公知の焼結式ニツ
ケル極とを組み合わせ、この亜鉛極の活物質シー
トイが圧着されていない部分が電極体の最外周に
位置し、且つ亜鉛極とニツケル極の巻き終わり端
が一致するよう巻回して第２図に示すような渦巻
状電極体を構成し、この電極体を電槽内に収納し
てニツケル−亜鉛蓄電池Ｂを作製した。第２図に
於いて、９はフツ素樹脂であり、第１図と同一構
成物には同一符号を付した。

〔比較例 １〕 前記集電体ａの両側全面に前記活物質シートイ
を付着し、加圧乾燥して亜鉛極を作製し、このよ
うにして得た亜鉛極と公知の焼結式ニツケル極と
を組み合わせ、亜鉛極が電極体最外周に位置し、
且つ亜鉛極とニツケル極の巻き終わり端が一致す
るよう巻回して電極体を構成し、この電極体を用
いて比較電池Ｃを作製した。

〔比較例 ２〕 実施例２に於いて、亜鉛極の活物質シートイが
圧着されない部分の集電体にフツ素樹脂を塗布せ
ず、その他は同一で比較電池Ｄを作製した。

〔比較例 ３〕 比較例１に於いて、電極体最外周に位置する極
板をニツケル極とし、その他は同一で比較電池Ｅ
を作製した。

第６図は本考案による蓄電池Ａ及びＢと比較電
池Ｃ乃至Ｅのサイクル特性図であり、サイクル条
件は100mAで５時間充電した後100mAで放電し、
電池電圧が1.0Vに達した時点で停止するもので
ある。第６図より明らかなように本考案電池Ａ及
びＢは比較電池Ｃ乃至Ｅに比しサイクル特性が改
善されていることがわかる。

この理由を考察するに、まず比較電池Ｃ及びＤ
が比較電池Ｅに比しサイクル特性が良いのは、電
極体最外周に亜鉛極が位置するため最外周に陽極
が位置する場合に比し亜鉛極の巻き終り付近の部
分に於ける放電深度が浅くなり亜鉛酸イオンの溶
出が抑制され、また電極反応が全体に均一化し放
電深度の深いところで電解液が多く消費されるこ
とに起因する電解液の移動が改善されたことによ
ると考えられる。

本考案電池Ａ及びＢが比較電池Ｃ及びＤに比し
サイクル特性が良好となつているのは、比較電池
Ｃ及びＤの場合亜鉛極の電槽内面と対向する部分
に電解液が存在するので他の部分から溶出した亜
鉛酸イオンが充電時にその電槽内面と対向する部
分の亜鉛極表面に析出し、電池反応に関与する亜
鉛活物質が減少するのに対し、本考案電池Ａ及び
Ｂは亜鉛極の電槽内面と対向する部分に他の部分
に較べてより撥水処理が施されているので電解液
が存在し難くなり亜鉛酸イオンの流入による析出
が抑制されたと考えられる。

また、比較電池Ｄが比較電池Ｃより優れ、本考
案電池Ｂが本考案電池Ａより優れたのは、電池Ｂ
及びＤの亜鉛極は電槽内面と対向する部分に亜鉛
活物質が圧着されない無孔集電体が露出している
ため、電極反応に関与しない活物質が取り除かれ
ると共に放電時に軟化する亜鉛活物質が集電体の
孔を通つて電槽内面と対向する部分に移動するこ
とがないためである。

尚、実施例では電極体最外周に位置する亜鉛極
を電槽内面と直接対向させたが、セパレータや絶
縁物を介して対向させても本考案を何ら逸脱する
ものではない。

(ヘ) 考案の効果 本考案のアルカリ亜鉛蓄電池は、最外周に位置
する極板が亜鉛極になるように渦巻状に巻回して
構成された電極体を電槽内に収納してなる電池で
あつて、前記亜鉛極が電槽内面と対向する部分に
於いて他の部分に比しより撥水性処理を施された
ものであるから、前記電槽内面と対向する亜鉛極
表面に亜鉛が電析することを抑制し亜鉛極の変形
を抑えることができ、更に前記電槽内面と対向す
る部分に活物質層が形成されない無孔集電体を露
出させ、該露出部に撥水性処理を施すと、従来の
ように集電体に設けられた透孔を通して活物質が
移動することがなくなり亜鉛極の変形がより一層
抑えられて長期にわたるサイクル寿命を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案のアルカリ亜鉛蓄電
池に用いられる電極体の断面図、第３図は従来の
電極体の断面図、第４図及び第５図は負極集電体
の平面図、第６図はサイクル特性図である。 １……亜鉛極、２……ニツケル極、３……セパ
レータ、９……フツ素樹脂。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 最外周に位置する極板が亜鉛極になるように
   渦巻状に巻回して構成された電極体を電槽内に
   収納してなる電池であつて、前記亜鉛極は電槽
   内面と対向する部分に於いて他の部分に比しよ
   り撥水性処理が施こされていることを特徴とす
   るアルカリ亜鉛蓄電池。 (2) 前記亜鉛極の電槽内面と対向する部分には活
   物質層が形成されていない無孔集電体が位置し
   ている実用新案登録請求の範囲第(1)項記載のア
   ルカリ亜鉛蓄電池。