JPH046120Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案は負極活物質として亜鉛を用いる扁平形
アルカリ亜鉛蓄電池に関する。

(ロ) 従来の技術 アルカリ亜鉛蓄電池の負極として用いられる亜
鉛極では、放電時に活物質である亜鉛がアルカリ
電解液に溶出して亜鉛酸イオンとなり、充電時に
亜鉛極表面に亜鉛となつて析出する反応が起こ
る。この反応は特にエツジ効果などにより電流が
集中し易い亜鉛極周辺部に起こり易く、亜鉛極周
辺部では亜鉛の析出の際にデンドライトが生長し
たり、また亜鉛極中央部分の活物質が周辺部に移
動して極板変形を起こしたりし、充放電サイクル
が経過して行くと、前記デンドライトがセパレー
タを貫通して対極に到達して内部短絡を起こすた
め、電池のサイクル寿命が短くなるという問題点
があつた。

これに対処するために、実公昭38−5245号公報
では亜鉛極周辺部に耐アルカリ性の絶縁被膜を塗
着することにより形成することが提案されてお
り、特開昭53−109138号公報では亜鉛極周辺部に
エポキシ樹脂と防水剤との混合物を塗着すること
が提案されている。このように亜鉛極周辺部に絶
縁塗膜を形成すると、周辺部に於ける電流集中が
緩和され周辺部からのデンドライトの生長も抑制
される。ところが、亜鉛極の変形を完全に抑える
ことはできず、充放電サイオルが長期にわたる
と、亜鉛極周辺部に徐々に活物質が集中するよう
になり絶縁塗膜の下面に位置する亜鉛極周辺部が
部分的にもり上がる現象が起こる。また、絶縁塗
膜は亜鉛極表面に強固に密着しており、前記もり
上がり部分は絶縁塗膜の比較的強度が低い部分に
生じるため、前記もり上がり現象が生じた場合に
は、それに接する絶縁塗膜の比較的強度の低い部
分のみもり上がり、絶縁塗膜のその周辺部分は亜
鉛極に密着しているためこれに伴つてもり上がる
ことがないので、絶縁塗膜の前記比較的強度の低
い部分に極端に集中してこのもり上がりによる応
力がかかり絶縁塗膜に亀裂が入いるという問題点
がある。このため絶縁塗膜に亀裂が入いると、そ
の亀裂が生じた部分に電流が集中して流れてデン
ドライトが生長し電池性能が低下していた。

また、上気亜鉛極周辺部の変形は特に正、負極
が片面のみ対向し亜鉛極表面の電流密度が大きく
なる扁平形電池で生じ易かつた。

(ハ) 考案が解決しようとする問題点 本考案は扁平形電池に於ける亜鉛極周辺部から
のデンドライトの生長及び亜鉛極中央部の活物質
が周辺部に移動することによつて生じる極板変形
を抑制し、サイクル寿命を向上させようとするも
のである。

(ニ) 問題点を解決するための手段 本考案の扁平形アルカリ亜鉛蓄電池は、亜鉛極
の正極と対向する面の周辺部分に絶縁性リングを
載置してなるものである。

(ホ) 作用 亜鉛極の正極と対向する面の周辺部分に絶縁性
リングを載置すると、亜鉛極周辺部の電流集中が
緩和され亜鉛極表面の電流分布が均一化される。
また、充放電サイクルが長期にわたり亜鉛極周辺
部に徐々に活物質が移動して来ても前記絶縁性リ
ングは亜鉛極表面に強固に密着したものではない
ので、全体的に正極側に押し出されるのみであ
り、絶縁塗膜を形成した場合のようにある一定の
部分に極端に応力が加わることがないため絶縁性
リングが破損することがなく、電流集中の抑制と
いう効果をより長期にわたつて維持することがで
きる。

(ヘ) 実施例 以下に本考案の一実施例を示し説明する。

第１図は本考案の扁平形アルカリ亜鉛蓄電池の
断面図であり、１は負極活物質としての酸化亜鉛
及び添加剤としての酸化水銀とを混合し、更にポ
リテトラフルオロエチレン乳化液を加えて混練し
て得た亜鉛活物質シートをニツケルメツシユ芯体
に圧着した後円形に打ち抜いて作製した亜鉛極、
２は周知の焼結式ニツケル極を円形に打ち抜いて
作製したニツケル極、３はポリエチレンシートを
ドーナツ状に打ち抜いて作製した絶縁性リングで
あり、負極端子兼用電池外装缶４の内底部に収納
された亜鉛極１の上面周辺部に載置されている。
前記亜鉛極１の上面側にはセパレータ５を介して
亜鉛極１より外径が小なるニツケル極２が載置さ
れている。尚、ニツケル極２と亜鉛極１は互いの
外縁が対向しない様に配されており、これによつ
て亜鉛極周辺部の電流集中が緩和される。また６
は電池外装缶５の開口部に絶縁パツキング７を介
してかしめ固定された正極端子兼用封口蓋で、こ
の封口蓋６とニツケル極２との間にはこれらを電
気的に接続する弾性を有する正極集電体８が介在
している。

また、比較として前記絶縁性リング３を用い
ず、その他は前記本考案電池と同一の構成の比較
電池を作製し、これら本考案電池及び比較電池を
用いてサイクル試験を行なつた。尚、サイクル条
件は夫々20mAHの電池を2mAの電流にて11時間
充電した後2mAの電流にて10時間充電するもの
でる。この試験の結果を各電池の初期容量を100
として第２図に示す。

第３図から明らかなように本考案電池のサイク
ル特性は従来電池に比し大幅に向上している。サ
イクル試験終了後の本考案電池及び従来電池を分
解して観察したところ、比較電池では亜鉛極周辺
部からデンドライトが生長し、且つ亜鉛極周辺部
に活物質が移動し隆起していたが、本考案電池で
は亜鉛極は外観上変化は認められなかつた。つま
り、本考案電池は亜鉛極周辺部の電流集中が抑制
されデンドライトの生長や周辺変形による内部短
絡が防止でき、その結果すぐれたサイクル特性が
得られるものである。また充放電サイクルが長期
にわたつた場合に於いても、亜鉛極周辺部に絶縁
塗膜を形成した場合に生じる絶縁塗膜の亀裂によ
る破損が本考案電池に於ける絶縁リングには生じ
ることがなく、より長期にわたつて亜鉛極周辺部
の電流集中を抑制し、亜鉛極の変形を抑制する。

(ト) 考案の効果 本考案の扁平形アルカリ亜鉛蓄電池は亜鉛極の
正極に対向する面の周辺部分に、絶縁性リングを
載置してなるものであるから、亜鉛極周辺部から
デンドライトの生長及び亜鉛極周辺部に活物質が
移動することにより生じる変形を抑制することが
でき、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図は本考案の扁平形アルカリ亜鉛蓄電池の
断面図、第２図は本考案電池と比較電池のサイク
ル特性図である。 １……亜鉛極、２……ニツケル極（正極）、３
……絶縁性リング、４……負極端子兼用電池外装
缶、５……セパレータ、６……正極端子兼用封口
蓋、７……絶縁パツキング、８……正極集電体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 亜鉛極の正極と対向する面の周辺部分に、絶縁
   性リングを載置してなる扁平形アルカリ亜鉛蓄電
   池。