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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- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 22
- 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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