JPH0522343B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

(イ) 産業上の利用分野 本発明は、ニツケル−亜鉛蓄電池、銀−亜鉛蓄
電池などのように負極活物質として亜鉛を用いる
アルカリ亜鉛蓄電池に関するものである。 (ロ) 従来技術 負極活物質としての亜鉛は、単位重量当りのエ
ネルギー密度が大きく、且安価である利点を有す
る反面、放電時に亜鉛がアルカリ電解液に溶出し
て亜鉛酸イオンとなり、充電時にその亜鉛酸イオ
ンが亜鉛極表面に樹枝状或いは海綿状に電析する
ため、充放電を繰返すと、電析亜鉛がセパレータ
を貫通して対極に接して内部短絡を惹起するため
サイクル寿命が短い欠点がある。 このサイクル寿命を改善するため、各種の金属
あるいは酸化物を亜鉛極中に添加することが検討
されている。その１つにタリウムがある。 タリウムは無公害物質であると共に、亜鉛の水
素過電圧を高めて自己放電を抑制し、更に亜鉛の
樹枝状デンドライドの生長を抑制して短絡を防止
する特徴がある。このため、従来の添加剤（たと
えば水銀）に比べて、サイクル寿命が向上してい
た。 しかしながら、充放電サイクルがより長期にわ
たると、亜鉛活物質が不活性化して、それ以上の
サイクル向上が得られない。この理由は、タリウ
ムが電解液中に溶解する性質があるため、充放電
中に、タリウムが溶解、電析を繰り返し、極板中
で不均一分布が生じ、添加剤が存在しないところ
では亜鉛デンドライドの生長による短絡、異常ガ
ス発生、活物質移動による極板変形等を引き起こ
していたため、サイクル向上が得られないものと
考えられる。 (ハ) 発明の目的 本発明はかかる点に鑑み発明されたものにし
て、亜鉛極の添加剤として、タリウムの酸化物又
は水酸化物に加えて、インジウムの酸化物又は水
酸化物を併せて使用すると共にこれらの添加剤の
割合を選定することにより、タリウムの溶解、逸
酸を少なくしてタリウム添加の特徴を充分に発揮
させ、タリウム単独添加の場合に比し、アルカリ
亜鉛蓄電池のサイクル寿命を改善せんとするもの
である。 (ニ) 発明の構成 かかる目的を達成するため、本発明によるアル
カリ亜鉛蓄電池は、亜鉛及び酸化亜鉛を主成分と
する亜鉛極であり、タリウム及びインジウムの酸
化物又は水酸化物よりなる添加剤を１乃至15重量
％含有する亜鉛極を備えて構成される。 (ホ) 実施例 本発明者は次の態様で多数の試作電池(a)乃至(g)
を作成した。即ち、 酸化亜鉛粉末Ｘ重量％、亜鉛粉末10重量％、添
加剤として酸化タリウムＹ重量％及び酸化インジ
ウムＺ重量％、結着剤としてフツ素樹脂粉末５重
量％よりなる混合粉末に水を加え、混練した後、
ローラによりシート状にしたものを、銅等よりな
る集電体の両面に付着し、加圧成型し乾燥して亜
鉛極を作成する。 このように作成した亜鉛極と公知の焼結式ニツ
ケル極とを組合せてニツケル−亜鉛蓄電池を組立
てた。この蓄電池の断面図を第１図に示す。この
図面において、１は亜鉛極、２はニツケル極、酸
はセパレータ、４は保液層、５は電槽、６は電槽
蓋、７，８は正負極端子である。 而して酸化亜鉛粉末Ｘ重量％、添加剤としての
酸化タリウムＹ重量％及び酸化インジウムＺ重量
％の総量の具体的割合を、試作電池(a)乃至(g)毎に
第１表に示す値にした。また第１表には添加剤と
して酸化タリウム５重量％のみ添加した比較電池
(h)をも示す。

【表】 これらの試作電池(a)乃至(g)及び比較電池(h)を
夫々５個づつ作成し、各電池のサイクル特性を実
験し、各電池の平均値を第２図に示す。この図面
において、横軸は添加剤である酸化タリウム及び
酸化インジウムの総重量％であり、縦軸はサイク
ル数である。第２図から明らかな如く、亜鉛極の
添加剤として酸化タリウムに加えて酸化インジウ
ムを添加した試作電池(a)乃至(g)はいずれも比較電
池(h)のサイクル特性よりも向上している。添加剤
濃度が大きくなれば、活物質の充填密度が落ち、
蓄電池容量が少なくなる点を考慮すれば、添加剤
の総量として１乃至15重量％が好ましい。尚第１
表の各試作電池は、酸化インジウムに対する酸化
タリウムの配合比を２としたものである。またサ
イクル条件は、150mAで６時間充電した後、
150mAで放電し電池電圧が1.2Vに達する時点で
放電を停止し、放電容量が初期容量の50％になる
時点でサイクルテストを停止した。 試作電池(a)乃至(g)は，いずれも酸化インジウム
に対する酸化タリウムの配合比を２にしたもので
あるが、亜鉛極における酸化亜鉛粉末Ｘ＝80重量
％とし、添加剤としての酸化タリウムと酸化イン
ジウムの総重量％を５％とし、その配合比（Ｙ／
Ｚ）を第２表に示す如く変えた場合の試作電池(i)
乃至(q)を作成した。

【表】 これらの試作電池(i)乃至(q)を夫々５個づつ作成
し、各電池のサイクル特性（サイクル条件は前述
と同じ）を、実験し、その各電池の平均値を第３
図に示す。この図面において横軸は酸化インジウ
ムの重量％に対する酸化タリウムの重量％の配合
比（Ｙ／Ｚ）を示し、縦軸はサイクル数を示す。
この図面から明らかなように、配合比が９倍から
１／６倍迄の配合比でサイクル特性の向上が見られ
るが、この範囲を外ずれると、サイクル特性が好
ましくない。 この理由を考察すると、酸化インジウムを合せ
て添加することにより、酸化タリウムの電解液中
への溶解が抑制され、充電時における不均一分布
の電析が抑制されていると考えられる。尚インジ
ウムが少量、即ち配合比が９より大きいと、この
効果が得られないと考えられる。また、インジウ
ムが多量即ち配合比が1/4より小さいと、インジ
ウムは導電性が悪いため、充放電効率が減少して
サイクル特性を低下させると共に、タリウムの添
加量の減少によりタリウムの添加効果が十分に発
揮していないためと考えられる。尚以上の試作電
池ではタリウムとインジウムの酸化物を用いた
が、酸化物に代つて水酸化物を用いても同じであ
る。 (ヘ) 発明の効果 以上の如く本発明は、亜鉛及び酸化亜鉛を主成
分とする亜鉛極であつて、タリウム及びインジウ
ムの酸化物又は水酸化物よりなる添加剤を１乃至
15重量％含有する亜鉛極を備えるものであるか
ら、添加剤の効果を高め、アルカリ亜鉛蓄電池の
サイクル特性を従来の比較電池に比し向上するこ
とができ、その工業的価値大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるアルカリ亜鉛蓄電池の断
面図、第２図は亜鉛極における酸化タリウム及び
酸化インジウムの総重量％を変えた場合のアルカ
リ亜鉛蓄電池のサイクル特性比較図、第３図は酸
化タリウムと酸化インジウムの配合比を異にする
場合のアルカリ亜鉛蓄電池のサイクル特性比較図
である。 １……亜鉛極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 亜鉛及び酸化亜鉛を主成分とする亜鉛極であ
   つて、タリウム及びインジウムの酸化物又は水酸
   化物よりなる添加剤を１乃至15重量％含有する亜
   鉛極を備えたアルカリ亜鉛蓄電池。 ２ インジウムの酸化物又は水酸化物に対するタ
   リウムの酸化物又は水酸化物の配合比を1/6乃至
   ９にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のアルカリ亜鉛蓄電池。