JPH0582023B2 - - Google Patents

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JPH0582023B2
JPH0582023B2 JP59217002A JP21700284A JPH0582023B2 JP H0582023 B2 JPH0582023 B2 JP H0582023B2 JP 59217002 A JP59217002 A JP 59217002A JP 21700284 A JP21700284 A JP 21700284A JP H0582023 B2 JPH0582023 B2 JP H0582023B2
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JP
Japan
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oxide
zinc
battery
thallium
hydroxide
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JP59217002A
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JPS6196666A (ja
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Sanehiro Furukawa
Shuzo Murakami
Yoshiki Fujiwara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP59217002A priority Critical patent/JPS6196666A/ja
Publication of JPS6196666A publication Critical patent/JPS6196666A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/24Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/244Zinc electrodes
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

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。 (ロ) 従来の技術 負極活物質としての亜鉛は単位重量あたりのエ
ネルギー密度が大きく且つ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中に溶出
して亜鉛酸イオンとなる充電時にこの亜鉛酸イオ
が亜鉛極表面に樹枝状あるいは海綿状に電析する
ため、充放電を繰り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に各種の金属
あるいは金属酸化物または水酸化物を亜鉛極中に
添加することが提案されている。この亜鉛極への
添加物として特公昭51−36450号公報では水酸化
インジウムまたは酸化インジウムが、また特願昭
58−62634号公報ではタリウムの酸化物または水
酸化物に加えインジウムの酸化物または水酸化物
を添加物として亜鉛極に添加することが提案され
ている。インジウム及びタリウムは水素過電圧が
高く且つ亜鉛の酸化還元電位より貴であるため亜
鉛の樹枝状結晶の発生を抑制し極板変形を抑える
ことができ、また、インジウム及びタリウムの酸
化物または水酸化物を添加した亜鉛極を備えた電
池はインジウムの添加によりタリウムの電解液中
への溶解が抑えられるのでサイクル寿命の大巾な
向上がみられた。しかしながら、インジウム及び
タリウムの酸化物または水酸化物を添加した亜鉛
極を用いても長期にわたる充放電サイクルを行な
うと、亜鉛活物質だけでなくインジウム及びタリ
ウムも充放電に関与しそれらの分布が偏在化する
と共に亜鉛活物質の不活性化が進行して電極の有
効反応面積が減少し電池容量が低下した。 (ハ) 発明が解決しようとする問題点 本考案は亜鉛極の添加剤及び添加量を検討する
ことによつてインジウム及びタリウムの酸化物ま
たは水酸化物を亜鉛極に添加してなるアルカリ蓄
電池より、より長期にわたるサイクル寿命を有す
るアルカリ亜鉛蓄電池を得ようとするものであ
る。 (ニ) 問題点を解決するための手段 本発明によるアルカリ亜鉛蓄電池は添加剤とし
てのインジウムの酸化物または水酸化物、タリウ
ムの酸化物または水酸化物及びガリウム、カドミ
ウム、鉛、錫、ビスマス、水銀よりなる金属群か
ら選ばれた少なくとも一種の酸化物または水酸化
物を含有する亜鉛極を備え、且つ前記添加剤の総
量が亜鉛極に対して1乃至15重量%のものであ
り、好ましくは前記金属群から選ばれた少なくと
も一種の酸化物に対する前記インジウム及びタリ
ウムの酸化物また水酸化物の配合比率が1/6乃
至9のものである。 (ホ) 作用 上記手段によつてインジウム及びタリウムの分
布の偏在化が抑制されると共に亜鉛活物質の不活
性化が抑制される。 (ヘ) 実施例 酸化亜鉛粉末70重量%、亜鉛粉末20重量%、添
加剤としての酸化インジウム1.5重量%、酸化タ
リウム2.5重量%及び酸化ガリウム1重量%、結
着剤としてのフツ素樹脂粉末5重量%よりなる混
合粉末に水を加えて混練した後、ローラによりシ
ート状にしたものを銅など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製する。
こうして作製された亜鉛極と公知の焼結式ニツケ
ル極とを組み合せて本発明のニツケル−亜鉛蓄電
池Aを組み立てた。第1図はこの電池Aの縦断面
図であり、1は亜鉛極、2はニツケル極、3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。 また比較として上記実施例に於ける亜鉛極の添
加剤を酸化インジウム2重量%及び酸化タリウム
3重量%に代え、その他は同一の比較電池Bを作
製した。 第2図は本発明による電池Aと比較電池Bのサ
イクル特性図である。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
1.0Vに達する時点で放電停止するものである。
第2図から明らかなように本発明による電池Aは
比較電池Bに比較してサイクル寿命が延びている
ことがわかる。比較電池Bの亜鉛極は充放電サイ
クルが長期になると添加剤のインジウム及びタリ
ウムも充放電に関与し、これら添加剤の分布が偏
在化するため添加剤が存在しないところに亜鉛の
樹枝状結晶が生長すると共に、活物質の不活性化
が進行して亜鉛極の有効反応面積が減少したため
容量劣化が比較的早く起きたものと考えられる。
一方、本発明による電池Aの亜鉛極は添加剤とし
て前記酸化インジウム及び酸化タリウムに加えて
酸化ガリウムも添加していることにより、前記イ
ンジウム及びタリウムの分布の偏在化が抑制さ
れ、且つ亜鉛活物質の不活性化も抑制されて添加
剤の添加効果が維持されたためサイクル寿命が改
善されたものと考えられる。 次いで、添加剤の亜鉛極への添加量の総量につ
いて説明する。 酸化亜鉛粉末W重量%、亜鉛粉末15重量%、添
加剤としての酸化インジウムX重量%、酸化タリ
ウムY重量%及び酸化ガリウムZ重量%、添加剤
としてのフツ素樹脂粉末5重量%とからなる混合
粉末を、前記実施例に於ける亜鉛極作製時に用い
た混合粉末に代えて使用し、W、X、Y、Zの値
を第1表の(ア)乃至(ケ)のように変化させて同様
にして電池を作製した。尚、添加剤の配合比率は
X/Y=1、(X+Y)/Z=4と条件を一定と
している。酸化インジウムに対する酸化タリウム
の配合比率(Tl2O3/In2O3)を1としたのは、
添加剤を酸化インジウム及び酸化タリウムとした
ときは配合比率(Tl2O3/In2O3)が1/6乃至
9の範囲で良好なサイクル寿命が得られたためで
ある。
【表】 第3図はこれら電池を用い亜鉛極の添加剤の総
量(酸化インジウム、酸化タリウム及び酸化ガリ
ウムの総重量%)に対する電池のサイクル寿命を
測定したときの結果を示す図面であり、前述した
サイクル条件で充放電を繰り返し、放電容量が初
期容量の50%に到達した時点で充放電サイクルを
終了しサイクル寿命とした。第3図から明らかな
ように添加剤の総量が1乃至15重量%の電池のサ
イクル寿命が長く良好であることがわかる。 また更に添加剤の配合比率及び酸化インジウム
及び酸化タリウムと共に添加する酸化ガリウムと
同様な効果を有する金属酸化物について以下に説
明する。 酸化亜鉛粉末80重量%、亜鉛粉末10重量%、
添加剤としての酸化インジウムx重量%、酸化
タリウムy重量%及び酸化ガリウムz重量%、
結着剤としてのフツ素樹脂粉末5重量%とから
なる混合粉末を用い、添加剤の総量を5重量%
としてx、y、zの値を第2表の(コ)乃至
(テ)のように変化させて前述と同様に亜鉛極
を作製すると共にこの亜鉛極を用いて同様の操
作で電池を組み立てた。この電池をaとする。
【表】 前記電池aに於ける酸化ガリウムに代えて酸
化カドミウムを用い、その他は同一の電池bを
作製した。 前記電池aに於ける酸化ガリウムに代えて酸
化鉛を用いその他は同一の電池cを作製した。 前記電池aに於ける酸化ガリウムに代えて酸
化錫を用い、その他は同一の電池dを作製し
た。 前記電池aに於ける酸化ガリウムに代えて酸
化ビスマスを用い、その他は同一の電池eを作
製した。 前記電池aに於ける酸化ガリウムに代えて酸
化水銀を用い、その他は同一の電池fを作製し
た。 第4図はこれら電池a乃至fの亜鉛極の添加剤
の配合比率〔酸化ガリウム等の前記金属酸化物の
量(z)に対する酸化インジウム及び酸化タリウムの
総量(x+y)の配合比〕に対する電池のサイク
ル寿命を示す図面であり、前述と同様の操作でサ
イクル寿命を決定した。第4図から亜鉛極に酸化
インジウム及び酸化タリウムに加え酸化ガリウム
を添加した電池aと同様に、酸化ガリウムに代え
各種金属酸化物を添加した電池b乃至fのサイク
ル寿命が向上したことがわかる。これにより酸化
カドミウム、酸化鉛、酸化錫、酸化ビスマス及び
酸化水銀も酸化ガリウムと同じくインジウム及び
タリウムの分布の偏在化を抑制し且つ亜鉛活物質
の不活性化を抑制したものと考えらえる。また第
4図からこれら亜鉛極に用いられた添加剤の配合
比率(x+y/z)は1/6乃至9の範囲内で電
池のサイクル寿命が長く良好になることがわか
る。 尚、上記実施例では添加剤を酸化物の形態で亜
鉛極に添加したが、水酸化物の形態で添加しても
同様の効果が得られる。 (ト) 発明の効果 本発明によるアルカル亜鉛蓄電池は添加剤とし
てのインジウムの酸化物または水酸化物、タリウ
ムの酸化物または水酸化物及びガリウム、カドミ
ウム、鉛、錫、ビスマス、水銀よりなる金属群か
ら選ばれた少なくとも一種の酸化物または水酸化
物を含有する亜鉛極を備え、且つ前記添加剤の総
量が亜鉛極に対して1乃至15重量%のものである
ため、充放電を繰り返し行なつた際に生じるイン
ジウム及びタリウム分布の偏在化が抑制され且つ
亜鉛活物質の不活性化が抑制され、より長期にわ
たるサイクル寿命を有するアルカリ亜鉛蓄電池を
提供することができる。また、前記金属群から選
ばれた少なくとも一種の酸化物または水酸化物に
対する前記インジウム及びタリウムの酸化物また
は水酸化物の総和の配合比率を1/6乃至9とす
ると、上記効果をより一層ひきだすことが可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に於けるアルカリ亜
鉛蓄電池の縦断面図、第2図は本発明電池Aと比
較電池Bのサイクル特性図、第3図は亜鉛極の添
加剤の総量に対する電池のサイクル寿命を示す図
面、第4図は亜鉛極の添加剤の配合比率に対する
電池のサイクル寿命を示す図面である。 1……亜鉛極、2……ニツケル極、3……セパ
レータ、4……保液層、5……電槽、6……電槽
蓋、7,8……正、負極端子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 亜鉛または酸化亜鉛を主成分とし、添加剤と
    してインジウムの酸化物または水酸化物、タリウ
    ムの酸化物または水酸化物及びガリウム、カドミ
    ウム、鉛、錫、ビスマス、水銀よりなる金属群か
    ら選ばれた少なくとも一種の酸化物または水酸化
    物を含有する亜鉛極を備えると共に、前記添加剤
    の総量が亜鉛極に対して1乃至15重量%であるア
    リカリ亜鉛蓄電池。 2 前記金属群から選ばれた少なくとも一種の酸
    化物または水酸化物に対する前記インジウムの酸
    化物または水酸化物とタリウムの酸化物または水
    酸化物の総和の配合比率が1/6乃至9である特
    許請求の範囲第1項記載のアルカリ亜鉛蓄電池。
JP59217002A 1984-10-16 1984-10-16 アルカリ亜鉛蓄電池 Granted JPS6196666A (ja)

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JP59217002A JPS6196666A (ja) 1984-10-16 1984-10-16 アルカリ亜鉛蓄電池

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JP59217002A JPS6196666A (ja) 1984-10-16 1984-10-16 アルカリ亜鉛蓄電池

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JPS6196666A JPS6196666A (ja) 1986-05-15
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210109010A (ko) * 2019-01-29 2021-09-03 미쯔이가가꾸가부시끼가이샤 알루미늄계 금속 수지 복합 구조체, 알루미늄계 금속 부재, 알루미늄계 금속 부재의 제조 방법 및 알루미늄계 금속 수지 복합 구조체의 제조 방법

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JP5812403B2 (ja) * 2011-09-02 2015-11-11 日産自動車株式会社 アルカリ二次電池

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JPS4889342A (ja) * 1972-02-29 1973-11-22

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