JPH034449A - 二次電池用亜鉛極板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分針 本発明は、銅亜鉛電池、ニッケμ亜鉛電油等の負極に亜
鉛極板を用い、電解液として主にアμカリ溶液を用いる
アμカリ亜鉛二次電池に関し、特に亜鉛極板の集電体の
改良に関するものである。

従来の技術 従来、銀あるいは鉄、銅に亜鉛、スズ、カドミウム、鉛
、タリウム、インジウム、水銀等水素過電圧の高い金属
をメツキした集電体を用いた二次電池用亜鉛極板がある
・さらに、集電体として青銅即ち、銅−スズ合金を用い
る提案がある。

発明が解決しようとするａｉｉｔ アμカリ亜鉛極板の集電体としては従来銀あるいは銅金
属のネット、工等スパントメタ〃及びパンチドメタμ等
が知られている。さらに鉄、銅に水素過電圧の高い金属
をメツキすることが知られている。

銀を集電体とする場合は、活物質である亜鉛に比し高価
でありコスト面で間層がある。

一方、銅は比較的安価で電気伝導性が優れているが、銅
を集電体として用いた場合、画板製造時の集電体表面に
銅の酸化物が生成し、該酸化物が電池の中で溶解する。

さらに電池使用の際、放電深度の深い放電を繰り返した
場合や、電池に負荷を接続したま一装置した場合等では
、集電体の電気化学的な腐蝕を招き、銅が酸化溶解する
。或は銅の表面が銅酸化物で覆われ電気伝導性が低下す
る。

又１このＷ！溶出した銅イオンは、充電により負極上に
再析出する。この析出した鉤は、表面積が大きく亜鉛極
の水素：ａｗＬ圧を低下せしめ、亜鉛の自己放電を招き
易い。さら１ｃｖＢ閉電池では、自己放電の際に発生す
る水素ガスのため七〜内部の圧力上昇をきたし、漏液な
どの原因となる。

その他、安価で比較的電気伝導性の良い金属として鉄が
知られているが、鉄は水素過電圧が低く、鉄単独では亜
鉛の自己放電が激しく使用不可能であり、電気化学的な
耐蝕性も悪いという欠点があった。

これらの欠点を補うため、前述の水素過電圧の高い金属
をメツキすることにより、表面被覆する方法がある。

しかしこの表面処理は、被覆の厚みにムラがあり、さら
に処理後にキズが生じたりすることにより、銅や鉄醇の
素地金属が露出する。これにより亜鉛極の自己放電や容
量低下を引き起こす。被覆金属の中で特にカドミウム、
水銀、タリクム尋は毒性が強く無公害化の点からできる
だけ使用を避けなければならない。

スズは、初期にはかなり良好な特性を示すが、深放電の
繰り返しや、負極を接続したま一装置する使用では、表
面被覆が徐々にはがれ、次第に素地金属が露出するとい
う欠点を有する。

集電体金属に青銅即ち銅−スズ合金を用いることも知ら
れている。市販の青銅は安価でしかも電気化学的な耐蝕
性が銅に比べ良く、また水素過電圧も高いという特徴が
ある。

しかし、銅−スズ合金の場合、スズ含有量が％以上の場
合、硬く、脆い性質がある。従って、圧延等によりｙ　
−）化できないという欠点を有している。（Ｖ−Ｆ化で
きる青銅のスズ含有量は８ｖｔ％までか市販されている
。） 本発明は上記間騙点に鑑みなされたものであり、耐蝕性
を向上し、寿命性能の優れた、自己放電量を減少した、
安価な二次電池用亜鉛極板を提供することを目的とする
。

ｇＡｊｉｉを解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、スズ含有量が１０
ｖｔ≦以上、４０ｖｔ％以下である銅、スズの合金を集
電体に用いることを！Ｖ！黴とする二次電池用亜鉛極板
である。

又、前記集電体が鋳造によ・りなる二次電池用亜鉛極板
である。

実施例 以下本発明の詳細について、実施例により説明する。

集電体に用いる金属材料として種々の割合の銅−スズ合
金を作製した。以下にその一例を示す。

銅金属を窒素ガス雰囲気中で１０９３±１０℃で溶解し
、その中に金属スズを加え溶融する◇銅６２ｖｔ％１　
スズ３８ｖｔ％の銅−スズ合金を作製した。これを格子
状の鋳造金型に流し込み、厚みＱ、５ｍ、開孔率５０％
の格子状集電体を得た。

第１図に格子体の斜視図を示した。この集電体の電気化
学的な耐蝕性を定電位電解法により調査した。その結果
、本発明に用いる集電体は、良好な耐蝕性を有すること
が分った。

また水素過電圧は約５０ｍＶの向上が認められた。尚、
スズ含有量が４０！ｔ％より多い場合は、ひびか入るな
どの間−を生じ、鋳造出来にくい。

又、スズ含有量が１０ｖｔ％より少ない場合は、耐蝕性
が不充分で集電体として不適である。

耐蝕性が最も良好なスズ含有量は３８　ｗｔ　％である
。この組成の集電体に、亜鉛を主成分とする活物質ペー
ストを塗着し、Ｈ５０Ｘ　Ｗ２ＯＸｔ　１．０−の亜鉛
極板を得た。亜鉛１１ｉ４枚と同寸法のニッケ／Ｌ’極
３枚を微孔性フィμふとセロファン膜及びナイロン不織
布からなるセパレータを介して交互に積重ね、電池容量
３ＡＨのニッケル亜鉛電池を作製した。本発明の電池を
ムと、集電体に一銀を用いた電池Ｂ（集電体以外の構成
はムに同じ）、集電体に銅を用いた電池０（集電体以外
の構成はムに同じ）を用いて性能比較を行った。

電気化学的腐蝕の起こり易い、長時間連続負荷接続によ
り、放電深度の深い充放電サイクル試験を試みた。試験
条件として、充電０．１Ｃム×１２Ｈ１放″［０，１０
Ａ相当負荷抵抗に２０Ｈ接続するものである。

この結果を第２図に示した。

第２図から分るように従来から用いられている集電体の
中では銀を用いた電池Ｂが最も優れた特性である。

本発明の亜鉛極板を用いた電池ムは銀を用いた電池Ｂと
ほぼ同様の性能である。

銅、スズ合金を用いることにより水素過電圧が高く、し
かも耐蝕性に優れた集電体となり、且つコストも銀に比
べてたいへん安価である。

尚、銅、スズ合金の中に水素過電圧の高い金属、例えば
カドミウム、インジウム、鉛、タリウム、ビスマス、亜
鉛、水銀、銀などが微ｉ混入しても前述の性能に影響す
るものではない。

発明の効果 上述した如く、本発明は耐蝕性を向上し、寿命性能の優
れた、自己放電量を減少した、安価 な二次電池用亜鉛極板を提供することが出来るので、 その工業的価値は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる鋳造格子体の斜視図、第２図は
本発明の亜鉛極板を用いた電池と従来品の集電体による
亜鉛極板を用いた電池の充放電サイクμ特性の比較図で
ある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）スズ含有量が１０ｗｔ％以上、４０ｗｔ％以下で
   ある銅、スズの合金を集電体に用いることを特徴とする
   二次電池用亜鉛極板。
2. （２）集電体が鋳造によりなる請求項１記載の二次電池
   用亜鉛極板。