JPH05182686A - 密閉形ニッケル亜鉛蓄電池 - Google Patents
密閉形ニッケル亜鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH05182686A JPH05182686A JP3359626A JP35962691A JPH05182686A JP H05182686 A JPH05182686 A JP H05182686A JP 3359626 A JP3359626 A JP 3359626A JP 35962691 A JP35962691 A JP 35962691A JP H05182686 A JPH05182686 A JP H05182686A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- active material
- collector
- electrode
- storage battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/24—Alkaline accumulators
- H01M10/30—Nickel accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
-
- 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
Abstract
(57)【要約】
【目的】 サイクル寿命性能の改良を目的とする。
【構成】 集電体の間に亜鉛活物質を配置した亜鉛極を
有することを特徴とする。そして、前記集電体の開口率
が４０％〜７０％であることが好ましい。また、前記集
電体のニッケル極側は導電性のない耐アルカリ、耐酸性
の樹脂でコーティングされていることが好ましい。
有することを特徴とする。そして、前記集電体の開口率
が４０％〜７０％であることが好ましい。また、前記集
電体のニッケル極側は導電性のない耐アルカリ、耐酸性
の樹脂でコーティングされていることが好ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、可搬用、電気自動車用
或はスターター用などの電源として用いられるニッケル
亜鉛二次電池の亜鉛極の改良に関するものである。
或はスターター用などの電源として用いられるニッケル
亜鉛二次電池の亜鉛極の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、エレクトロニクスの進歩はめざま
しく、ポータブルタイプ、コードレスタイプの機器が非
常な勢いで普及しつつあるこれらの分野で求められてい
る電源として再充電可能な二次電池の需要が急速に高ま
っている。機器の小型化、軽量化に伴い、電池も又、小
型化軽量化が要求されている。即ち、エネルギー密度の
高い電池が求められている。ニッケル亜鉛蓄電池は亜鉛
極高エネルギー密度、高出力特性に優れ、特に密閉型ニ
ッケル亜鉛蓄電池はメインテナンスの容易さよりその需
要は大である。しかしながら亜鉛の溶解度が高いため
に、充電時亜鉛のデンドライトが成長し、セパレーター
の貫通ショートを起こし、或は形状変化のために利用率
の低下を招く。又、亜鉛極に接触したセパレータ及び補
液層は酸化に依って分解され、従来の機能を維持しなく
なると云う欠点を有し、これらによりサイクル寿命が低
下していた。従来このデンドライト、及びシェープチェ
ンジ防止に対して、セパレーターの改良、亜鉛析出防止
剤、充電方式等の種々の改良が提案されているが、実用
に供するまでには至っていない。
しく、ポータブルタイプ、コードレスタイプの機器が非
常な勢いで普及しつつあるこれらの分野で求められてい
る電源として再充電可能な二次電池の需要が急速に高ま
っている。機器の小型化、軽量化に伴い、電池も又、小
型化軽量化が要求されている。即ち、エネルギー密度の
高い電池が求められている。ニッケル亜鉛蓄電池は亜鉛
極高エネルギー密度、高出力特性に優れ、特に密閉型ニ
ッケル亜鉛蓄電池はメインテナンスの容易さよりその需
要は大である。しかしながら亜鉛の溶解度が高いため
に、充電時亜鉛のデンドライトが成長し、セパレーター
の貫通ショートを起こし、或は形状変化のために利用率
の低下を招く。又、亜鉛極に接触したセパレータ及び補
液層は酸化に依って分解され、従来の機能を維持しなく
なると云う欠点を有し、これらによりサイクル寿命が低
下していた。従来このデンドライト、及びシェープチェ
ンジ防止に対して、セパレーターの改良、亜鉛析出防止
剤、充電方式等の種々の改良が提案されているが、実用
に供するまでには至っていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた密
閉形ニッケル亜鉛蓄電池は、亜鉛極が集電体を亜鉛活物
質で挟み込む形態のものであり、シェープチェンジが進
行した場合、活物質の付着しない周囲の集電体は保液層
から完全に分離されて亜鉛の再結晶化が行われなくな
り、更にシェープチェンジを促進させてしまうと云う問
題点があった。更に、亜鉛極は保液層、セパレータと全
面が接触し充放電の際の反応に依って、これらの層を分
解し機能を大幅に低下させてサイクル寿命を低下する問
題点を有していた。
閉形ニッケル亜鉛蓄電池は、亜鉛極が集電体を亜鉛活物
質で挟み込む形態のものであり、シェープチェンジが進
行した場合、活物質の付着しない周囲の集電体は保液層
から完全に分離されて亜鉛の再結晶化が行われなくな
り、更にシェープチェンジを促進させてしまうと云う問
題点があった。更に、亜鉛極は保液層、セパレータと全
面が接触し充放電の際の反応に依って、これらの層を分
解し機能を大幅に低下させてサイクル寿命を低下する問
題点を有していた。
【０００４】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、密閉
型ニッケル亜鉛蓄電池に於けるサイクル寿命性能の改良
を目的としたものである。
型ニッケル亜鉛蓄電池に於けるサイクル寿命性能の改良
を目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は上記の目
的を達成するため、亜鉛極活物質を集電体２枚で挟み込
む構造としたものである。そして、前記集電体の開口率
を４０％〜７０％とし、ニッケル極側に不導電体の耐ア
ルカリ、耐酸性の樹脂をコーティングすることが好まし
い。
的を達成するため、亜鉛極活物質を集電体２枚で挟み込
む構造としたものである。そして、前記集電体の開口率
を４０％〜７０％とし、ニッケル極側に不導電体の耐ア
ルカリ、耐酸性の樹脂をコーティングすることが好まし
い。
【０００６】
【作用】常に亜鉛極集電体が保液層と接触しているた
め、ガス吸収の偏在が起こり亜鉛極の周囲が酸化亜鉛リ
ッチになり活物質の導電性が低下しても、極板周囲の充
電放電の反応が速やかに進行し、シェープチェンジの進
行を抑制することが出来る。また、保液層、セパレータ
ー層の亜鉛極活物質の接触面積を低下させ、亜鉛の充放
電反応を亜鉛極内部で起こさせるために、保液層、セパ
レーターの分解を大幅に抑制することが出来る。さら
に、集電体のニッケル極側に不導電性の耐アルカリ耐酸
性樹脂をコートすることに依って集電体が亜鉛極活物質
に埋まる事なく、亜鉛の充電反応は集電体内部の集電体
に近傍でのみ発生させ、ガス吸収は集電体の開口部分近
傍で行うことが出来る。この為、亜鉛のデンドライトは
開口部分の酸化亜鉛リッチの活物質層を通過することが
出来ず、発生を完全に抑制することが出来る。
め、ガス吸収の偏在が起こり亜鉛極の周囲が酸化亜鉛リ
ッチになり活物質の導電性が低下しても、極板周囲の充
電放電の反応が速やかに進行し、シェープチェンジの進
行を抑制することが出来る。また、保液層、セパレータ
ー層の亜鉛極活物質の接触面積を低下させ、亜鉛の充放
電反応を亜鉛極内部で起こさせるために、保液層、セパ
レーターの分解を大幅に抑制することが出来る。さら
に、集電体のニッケル極側に不導電性の耐アルカリ耐酸
性樹脂をコートすることに依って集電体が亜鉛極活物質
に埋まる事なく、亜鉛の充電反応は集電体内部の集電体
に近傍でのみ発生させ、ガス吸収は集電体の開口部分近
傍で行うことが出来る。この為、亜鉛のデンドライトは
開口部分の酸化亜鉛リッチの活物質層を通過することが
出来ず、発生を完全に抑制することが出来る。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は本発明の一実施例を示す断面図、図２は
図１の亜鉛極の拡大図である。１はシンター式ニッケル
極、２は保液層、３は亜鉛極、４は金属亜鉛、酸化亜鉛
を主成分とするシート状亜鉛活物質、５は銅パンチング
集電体、６は集電体にコーティングした密着性のナイロ
ンコーティング層、７は電槽、８は耐アルカリ性の不導
電性物質層、９は圧力弁である。本発明の電池は焼結式
ニッケル極板（１）３枚、酸化亜鉛と金属亜鉛を主成分
とした粉末をポリ４弗化エチレン繊維で保持させたシー
ト式亜鉛極活物質を集電体でサンドイッチした亜鉛極
（３）４枚を微孔性ＰＰとセロハンを組み合わせたセパ
レーター層とセルロースとＰＰを組み合わせた保液層２
からなる公称容量７Ａｈの密閉型ニッケル亜鉛蓄電池で
ある。電解液は比重１．３〜１．４の水酸化カリウムを
主成分とする水溶液で正極、負極、セパレーター及び保
液紙の全空孔の８０〜９５％を満たす液量を注入する。
明する。図１は本発明の一実施例を示す断面図、図２は
図１の亜鉛極の拡大図である。１はシンター式ニッケル
極、２は保液層、３は亜鉛極、４は金属亜鉛、酸化亜鉛
を主成分とするシート状亜鉛活物質、５は銅パンチング
集電体、６は集電体にコーティングした密着性のナイロ
ンコーティング層、７は電槽、８は耐アルカリ性の不導
電性物質層、９は圧力弁である。本発明の電池は焼結式
ニッケル極板（１）３枚、酸化亜鉛と金属亜鉛を主成分
とした粉末をポリ４弗化エチレン繊維で保持させたシー
ト式亜鉛極活物質を集電体でサンドイッチした亜鉛極
（３）４枚を微孔性ＰＰとセロハンを組み合わせたセパ
レーター層とセルロースとＰＰを組み合わせた保液層２
からなる公称容量７Ａｈの密閉型ニッケル亜鉛蓄電池で
ある。電解液は比重１．３〜１．４の水酸化カリウムを
主成分とする水溶液で正極、負極、セパレーター及び保
液紙の全空孔の８０〜９５％を満たす液量を注入する。
【０００８】この電池を用いて、周囲温度２５℃放電電
流１．４Ａで放電深度１００％、充電電流０．７Ａで充
電量を公称容量の１０５％とした時の、充放電サイクル
数と放電容量の関係を図３に示した。尚、電池Ａは従来
の亜鉛極を用いた密閉形ニッケル亜鉛蓄電池、電池Ｂは
亜鉛極活物質を開口率５０％の銅パンチング集電体２枚
で挟み込んだ本発明の密閉形ニッケル亜鉛蓄電池、電池
Ｃは電池Ｂの亜鉛極集電体のニッケル極対向面に密着性
ナイロンをコーティングした本発明の電池である。図３
より、本発明の電池Ｂ，Ｃが従来の電池Ａよりサイクル
寿命が優れていることが分る。また、本発明の電池Ｂ，
Ｃのうち亜鉛極集電体のニッケル極側にナイロンをコー
ティングした電池Ｃの方が優れていることが分る。
流１．４Ａで放電深度１００％、充電電流０．７Ａで充
電量を公称容量の１０５％とした時の、充放電サイクル
数と放電容量の関係を図３に示した。尚、電池Ａは従来
の亜鉛極を用いた密閉形ニッケル亜鉛蓄電池、電池Ｂは
亜鉛極活物質を開口率５０％の銅パンチング集電体２枚
で挟み込んだ本発明の密閉形ニッケル亜鉛蓄電池、電池
Ｃは電池Ｂの亜鉛極集電体のニッケル極対向面に密着性
ナイロンをコーティングした本発明の電池である。図３
より、本発明の電池Ｂ，Ｃが従来の電池Ａよりサイクル
寿命が優れていることが分る。また、本発明の電池Ｂ，
Ｃのうち亜鉛極集電体のニッケル極側にナイロンをコー
ティングした電池Ｃの方が優れていることが分る。
【０００９】次に、本発明のナイロンコートを施した銅
パンチング集電体の開口率と初期容量、及び開口率とサ
イクル寿命との関係を調べた。その結果を図４、図５に
示す。尚、初期容量は開口率５０％の時と対比して表わ
した。図４、図５より開口率が４０％〜７０％であれ
ば、初期容量とサイクル寿命が共に優れていることが分
る。
パンチング集電体の開口率と初期容量、及び開口率とサ
イクル寿命との関係を調べた。その結果を図４、図５に
示す。尚、初期容量は開口率５０％の時と対比して表わ
した。図４、図５より開口率が４０％〜７０％であれ
ば、初期容量とサイクル寿命が共に優れていることが分
る。
【００１０】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので次に記載する効果を奏する。 （１）請求項１記載の構成によれば、サイクル寿命の優
れた密閉形ニッケル亜鉛蓄電池を提供できる。 （２）請求項２記載の構成によれば、初期容量とサイク
ル寿命の優れた密閉形ニッケル亜鉛蓄電池を提供でき
る。 （３）請求項３記載の構成によれば、請求項１記載の構
成よりさらにサイクル寿命の優れた密閉形ニッケル亜鉛
蓄電池を提供できる。
ので次に記載する効果を奏する。 （１）請求項１記載の構成によれば、サイクル寿命の優
れた密閉形ニッケル亜鉛蓄電池を提供できる。 （２）請求項２記載の構成によれば、初期容量とサイク
ル寿命の優れた密閉形ニッケル亜鉛蓄電池を提供でき
る。 （３）請求項３記載の構成によれば、請求項１記載の構
成よりさらにサイクル寿命の優れた密閉形ニッケル亜鉛
蓄電池を提供できる。
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】図１の亜鉛極の拡大斜視図である。
【図３】本発明の電池Ｂ、Ｃと従来の電池Ａのサイクル
寿命特性図である。
寿命特性図である。
【図４】本発明電池の集電体の開口率と初期容量との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図５】本発明電池の集電体の開口率とサイクル寿命と
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
３ 亜鉛極 ４ 亜鉛活物質 ５ 集電体 ６ コーティング層
Claims (3)
- 【請求項１】 集電体の間に亜鉛活物質を配置した亜鉛
極を有することを特徴とする密閉形ニッケル亜鉛蓄電
池。 - 【請求項２】 請求項１記載の集電体の開口率が４０％
〜７０％であることを特徴とする密閉形ニッケル亜鉛蓄
電池。 - 【請求項３】 請求項１記載の集電体のニッケル極側は
導電性のない耐アルカリ・耐酸性の樹脂でコーティング
されていることを特徴とする密閉形ニッケル亜鉛蓄電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3359626A JPH05182686A (ja) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | 密閉形ニッケル亜鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3359626A JPH05182686A (ja) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | 密閉形ニッケル亜鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05182686A true JPH05182686A (ja) | 1993-07-23 |
Family
ID=18465461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3359626A Pending JPH05182686A (ja) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | 密閉形ニッケル亜鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05182686A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016046118A (ja) * | 2014-08-22 | 2016-04-04 | 株式会社日本触媒 | 電極及びそれを用いて構成される電池 |
| JP2017188212A (ja) * | 2016-04-01 | 2017-10-12 | 日立化成株式会社 | ニッケル亜鉛蓄電池用亜鉛電極及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-12-28 JP JP3359626A patent/JPH05182686A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016046118A (ja) * | 2014-08-22 | 2016-04-04 | 株式会社日本触媒 | 電極及びそれを用いて構成される電池 |
| JP2017188212A (ja) * | 2016-04-01 | 2017-10-12 | 日立化成株式会社 | ニッケル亜鉛蓄電池用亜鉛電極及びその製造方法 |
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