JPH04163857A - 密閉型アルカリ亜鉛二次電池 - Google Patents
密閉型アルカリ亜鉛二次電池Info
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- JPH04163857A JPH04163857A JP2291452A JP29145290A JPH04163857A JP H04163857 A JPH04163857 A JP H04163857A JP 2291452 A JP2291452 A JP 2291452A JP 29145290 A JP29145290 A JP 29145290A JP H04163857 A JPH04163857 A JP H04163857A
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- secondary battery
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- zinc
- alkaline zinc
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Links
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- 239000011701 zinc Substances 0.000 title claims description 22
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Cell Separators (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は亜鉛を負極活物質とする密閉型アルカリ亜鉛二
次電池に関するものである。
次電池に関するものである。
（従来の技術）
亜鉛を負極活物質とする電池は高エネルギー密度、高出
力密度を有しているが、負極活物質である亜鉛が放電時
にジンケートイオンとしてアルカリ電解液中に溶解し充
電時にこれがデンドライト状に析出するので、充放電の
繰り返しによりこのデンドライト状に析出した亜鉛が成
長し、ついには対極に到達して内部短絡を起こしサイク
ル寿命を短くするという欠点があった。
力密度を有しているが、負極活物質である亜鉛が放電時
にジンケートイオンとしてアルカリ電解液中に溶解し充
電時にこれがデンドライト状に析出するので、充放電の
繰り返しによりこのデンドライト状に析出した亜鉛が成
長し、ついには対極に到達して内部短絡を起こしサイク
ル寿命を短くするという欠点があった。
この為、密閉型アルカリ亜鉛二次電池のセパレーターと
しては保液用としての不織布の他に、デンドライト亜鉛
を微孔により遮り対極に到達しに＜＜シてデンドライト
亜鉛の成長を物理的に抑制すべく平均孔径０．０１μｍ
〜０．２μｍ程度の微孔性フィルムを用いている。
しては保液用としての不織布の他に、デンドライト亜鉛
を微孔により遮り対極に到達しに＜＜シてデンドライト
亜鉛の成長を物理的に抑制すべく平均孔径０．０１μｍ
〜０．２μｍ程度の微孔性フィルムを用いている。
（発明が解決しようとする課題）
本発明は、この種微孔性フィルムを使用した密閉型アル
カリ亜鉛二次電池において更にサイクル寿命の長いもの
を提供しようとするものである。
カリ亜鉛二次電池において更にサイクル寿命の長いもの
を提供しようとするものである。
（課題を解決する為の手段）
上記微孔性フィルムを用いた電池を寿命に到らしめる原
因を調査した結果、原因はデンドライト亜鉛による内部
短絡であった。この結果から発明者は微孔性フィルムの
空孔率に着目し、平均孔径が０．３．ｃｒｍ”１．Ｏｐ
ｍ、空孔率が６０％以上である微孔性フィルムを用いて
サイクル寿命のより長い二次電池を見出したものである
。
因を調査した結果、原因はデンドライト亜鉛による内部
短絡であった。この結果から発明者は微孔性フィルムの
空孔率に着目し、平均孔径が０．３．ｃｒｍ”１．Ｏｐ
ｍ、空孔率が６０％以上である微孔性フィルムを用いて
サイクル寿命のより長い二次電池を見出したものである
。
（作用）
従来の平均孔径が０．０１μｍ−０，２μｍ程度の微孔
性フィルムは空孔率が３０〜５０％と比較的低く、これ
によりイオンやガスの拡散が悪くなりこれが電池の分極
を増大させ、デンドライト亜鉛の析出をより増長させて
ついには寿命に到らしめているものと考え、微孔性フィ
ルムの空孔率を上げるべく種々検討した。しかしながら
、平均孔径がｏ、ｏｉμｍ−０，２μｍ程度の微孔性フ
ィルムの空孔率を上げることは出来ず、空孔率を上げる
には平均孔径は０．３μｍ以上必要であった。又平均孔
径を１．Ｏｐｍ超以上に大きくするとサイクル寿命が短
くなり好ましくない。更に空孔率は６０％以上で特にサ
イクル寿命の延長がもたらされた。
性フィルムは空孔率が３０〜５０％と比較的低く、これ
によりイオンやガスの拡散が悪くなりこれが電池の分極
を増大させ、デンドライト亜鉛の析出をより増長させて
ついには寿命に到らしめているものと考え、微孔性フィ
ルムの空孔率を上げるべく種々検討した。しかしながら
、平均孔径がｏ、ｏｉμｍ−０，２μｍ程度の微孔性フ
ィルムの空孔率を上げることは出来ず、空孔率を上げる
には平均孔径は０．３μｍ以上必要であった。又平均孔
径を１．Ｏｐｍ超以上に大きくするとサイクル寿命が短
くなり好ましくない。更に空孔率は６０％以上で特にサ
イクル寿命の延長がもたらされた。
この様に空孔率を上げることによりイオンやガスの拡散
が良（なりデンドライト亜鉛の析出を防止するものと考
える。
が良（なりデンドライト亜鉛の析出を防止するものと考
える。
（実施例）
以下本発明の一実施例を詳細に説明する。
第１図に示す如く、発砲ニンケル基板に水酸化二・７ケ
ルを主体とした二・７ケル活物質を充填して作製した正
極（１）２枚と、金属亜鉛４７重量％及び酸化亜鉛５０
重量％からなる亜鉛活物質とポリテトラフルオロエチレ
ン３重量％とを適量の水と共に混練したペーストを圧延
ローラーでシート状に形成し、このシートを銅製の多孔
板に圧着充填して作製した負極（２）３枚を用い、これ
ら正極（１）と負極（２）を交互に積層すると共に、各
極板（１及）び２）個々をポリプロピレンからなる不織
布（３）でＵ字状に包被し、更に、界面活性剤で処理し
たポリプロピレンからなる微孔性フィルム（４）２枚を
重ねて正極（１）をＵ字状に包被して正極（１）と負極
（２）間に４層構造からなるセパレーター（５）として
配し極板群を構成した。そして、これらを電槽に入れ、
電解液として１重量％の水酸化リチウムを添加した７Ｍ
の水酸化カリウム水溶液を極板群の全空孔体積の８０％
に相当する量だけ注液して、公称容量２ＡＨの角型の密
閉型アルカリ亜鉛二次電池を得た。
ルを主体とした二・７ケル活物質を充填して作製した正
極（１）２枚と、金属亜鉛４７重量％及び酸化亜鉛５０
重量％からなる亜鉛活物質とポリテトラフルオロエチレ
ン３重量％とを適量の水と共に混練したペーストを圧延
ローラーでシート状に形成し、このシートを銅製の多孔
板に圧着充填して作製した負極（２）３枚を用い、これ
ら正極（１）と負極（２）を交互に積層すると共に、各
極板（１及）び２）個々をポリプロピレンからなる不織
布（３）でＵ字状に包被し、更に、界面活性剤で処理し
たポリプロピレンからなる微孔性フィルム（４）２枚を
重ねて正極（１）をＵ字状に包被して正極（１）と負極
（２）間に４層構造からなるセパレーター（５）として
配し極板群を構成した。そして、これらを電槽に入れ、
電解液として１重量％の水酸化リチウムを添加した７Ｍ
の水酸化カリウム水溶液を極板群の全空孔体積の８０％
に相当する量だけ注液して、公称容量２ＡＨの角型の密
閉型アルカリ亜鉛二次電池を得た。
上記実施例において、ポリプロピレンからなる微孔性フ
ィルムの平均孔径と空孔率を下表第１表に示す如く種種
の微孔性フィルムを使用した密閉型アルカリ亜鉛二次電
池について充電効率試験とサイクル寿命試験を行った。
ィルムの平均孔径と空孔率を下表第１表に示す如く種種
の微孔性フィルムを使用した密閉型アルカリ亜鉛二次電
池について充電効率試験とサイクル寿命試験を行った。
第１表
尚、平均孔径と空孔率は水銀ポロシメーターで測定した
。
。
充電効率試験は、比較的大きい１／２Ｃの電流で２時間
１２分充電後、１１５Ｃの電流で電池電圧が１．２■に
達するまで放電してその放電容量を比較した。その結果
を第２図に示す。又、サイクル寿命試験は、１１５Ｃの
電流で５時間充電後更に１／ＩＯＣの電流で１時間充電
し、ＩＣの電流で電池電圧が１．２ｖに達するまで放電
してｌサイクルとし、これを公称容量の５０％以下にな
るまで行った。その結果を第３図に示す。図において、
Ａ、Ｂ、Ｃ・・はそれぞれ微孔性フィルム番号ａ、ｂ、
ｃ・・を使用した二次電池の特性曲線を示す。
１２分充電後、１１５Ｃの電流で電池電圧が１．２■に
達するまで放電してその放電容量を比較した。その結果
を第２図に示す。又、サイクル寿命試験は、１１５Ｃの
電流で５時間充電後更に１／ＩＯＣの電流で１時間充電
し、ＩＣの電流で電池電圧が１．２ｖに達するまで放電
してｌサイクルとし、これを公称容量の５０％以下にな
るまで行った。その結果を第３図に示す。図において、
Ａ、Ｂ、Ｃ・・はそれぞれ微孔性フィルム番号ａ、ｂ、
ｃ・・を使用した二次電池の特性曲線を示す。
図からも明らかな如く、それぞれ微孔性フィルム（番号
ａ、ｂ、ｃ）を使用した本発明二次電池（曲線Ａ、Ｂ、
Ｃ）は充電効率、サイクル特性ともそれぞれ微孔性フィ
ルム（番号ｆ、ｇ）を使用した従来の二次電池（曲線Ｆ
、Ｇ）に比べ放電容量においては公称の２．０ＡＨ以上
が得られ充電効率が良いことが、又、サイクル数の増加
も認められた。
ａ、ｂ、ｃ）を使用した本発明二次電池（曲線Ａ、Ｂ、
Ｃ）は充電効率、サイクル特性ともそれぞれ微孔性フィ
ルム（番号ｆ、ｇ）を使用した従来の二次電池（曲線Ｆ
、Ｇ）に比べ放電容量においては公称の２．０ＡＨ以上
が得られ充電効率が良いことが、又、サイクル数の増加
も認められた。
更に、微孔性フィルム（番号ｄ、ｅ）を使用した比較二
次電池（曲線り、Ｅ）は、空孔率が６０％に満たない微
孔性フィルム（番号ｄ）を使用した二次電池（曲線Ｄ）
は放電容量において公称の２．ＯＡＨを満たさなかった
。又、平均孔径が１．０μｍを越える微孔性フィルム（
番号ｅ）を使用した二次電池（曲線Ｅ）は、放電容量に
おいて良好な結果を得ることは出来たが、サイクル数の
増加が少しだけであった。これは、空孔率が低い場合は
、イオンやガス拡散が充分に行えない為に充分な放電容
量を取り出せず、又、平均孔径が大きくなるとデンドラ
イト亜鉛の物理的抑制効果が余り期待出来なくなること
によると考える。
次電池（曲線り、Ｅ）は、空孔率が６０％に満たない微
孔性フィルム（番号ｄ）を使用した二次電池（曲線Ｄ）
は放電容量において公称の２．ＯＡＨを満たさなかった
。又、平均孔径が１．０μｍを越える微孔性フィルム（
番号ｅ）を使用した二次電池（曲線Ｅ）は、放電容量に
おいて良好な結果を得ることは出来たが、サイクル数の
増加が少しだけであった。これは、空孔率が低い場合は
、イオンやガス拡散が充分に行えない為に充分な放電容
量を取り出せず、又、平均孔径が大きくなるとデンドラ
イト亜鉛の物理的抑制効果が余り期待出来なくなること
によると考える。
（発明の効果）
以上の如く、本発明によれば密閉型アルカリ亜鉛二次電
池の微孔性フィルムとして、平均孔径が０．３μｍ〜１
．０μｍ、空孔率が６０％以上である微孔性フィルムを
用いたので、充電効率及びサイクル特性の向上を成し得
られ等の効果を奏するものである。
池の微孔性フィルムとして、平均孔径が０．３μｍ〜１
．０μｍ、空孔率が６０％以上である微孔性フィルムを
用いたので、充電効率及びサイクル特性の向上を成し得
られ等の効果を奏するものである。
第１図は本発明の一実施例極板群の構成図、第２図は充
電効率特性図、第３図はサイクル寿命試験特性図である
。
電効率特性図、第３図はサイクル寿命試験特性図である
。
Claims (1)
- １）正極と、亜鉛を活物質とする負極と、これら正負極
間に介在させたセパレータとを備える密閉型アルカリ亜
鉛二次電池において、セパレータとして不織布と微孔性
フィルムとを用いると共に、該微孔性フィルムとして、
平均孔径が０．３μｍ〜１．０μｍ、空孔率が６０％以
上である微孔性フィルムを用いたことを特徴とする密閉
型アルカリ亜鉛二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2291452A JPH04163857A (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | 密閉型アルカリ亜鉛二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2291452A JPH04163857A (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | 密閉型アルカリ亜鉛二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04163857A true JPH04163857A (ja) | 1992-06-09 |
Family
ID=17769051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2291452A Pending JPH04163857A (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | 密閉型アルカリ亜鉛二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04163857A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8945753B2 (en) * | 2005-01-26 | 2015-02-03 | Medtronic, Inc. | Implantable battery having thermal shutdown separator |
| WO2019077953A1 (ja) * | 2017-10-20 | 2019-04-25 | 日本碍子株式会社 | 亜鉛二次電池 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5663771A (en) * | 1979-10-26 | 1981-05-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Alkaline battery |
| JPH02155159A (ja) * | 1988-12-07 | 1990-06-14 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ亜鉛蓄電池 |
-
1990
- 1990-10-29 JP JP2291452A patent/JPH04163857A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5663771A (en) * | 1979-10-26 | 1981-05-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Alkaline battery |
| JPH02155159A (ja) * | 1988-12-07 | 1990-06-14 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8945753B2 (en) * | 2005-01-26 | 2015-02-03 | Medtronic, Inc. | Implantable battery having thermal shutdown separator |
| WO2019077953A1 (ja) * | 2017-10-20 | 2019-04-25 | 日本碍子株式会社 | 亜鉛二次電池 |
| US11342551B2 (en) | 2017-10-20 | 2022-05-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Zinc secondary battery |
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