JPH0714604A - 密閉形アルカリ亜鉛二次電池 - Google Patents
密閉形アルカリ亜鉛二次電池Info
- Publication number
- JPH0714604A JPH0714604A JP5176184A JP17618493A JPH0714604A JP H0714604 A JPH0714604 A JP H0714604A JP 5176184 A JP5176184 A JP 5176184A JP 17618493 A JP17618493 A JP 17618493A JP H0714604 A JPH0714604 A JP H0714604A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- secondary battery
- electrode plate
- negative electrode
- sealed alkaline
- liquid retaining
- 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
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 充放電サイクル寿命が向上できる密閉形アル
カリ亜鉛二次電池を得る。 【構成】 正極板２が、内側より保液層４２、保液材５
を介挿したセパレータ３１，３２、保液層４１の順で包
囲され、前記保液層４１と他の正極板２を包囲した保液
層４１との間に負極板１を介挿し、最外部にも負極板１
が位置するように積層してなる。 【効果】 保液材によって正極板と負極板との間に十分
な量の電解液を保持することができ、充電末期や過充電
時に正極で発生する酸素の量を抑制することができ、負
極による酸素の吸収を良好に行うことができる。
カリ亜鉛二次電池を得る。 【構成】 正極板２が、内側より保液層４２、保液材５
を介挿したセパレータ３１，３２、保液層４１の順で包
囲され、前記保液層４１と他の正極板２を包囲した保液
層４１との間に負極板１を介挿し、最外部にも負極板１
が位置するように積層してなる。 【効果】 保液材によって正極板と負極板との間に十分
な量の電解液を保持することができ、充電末期や過充電
時に正極で発生する酸素の量を抑制することができ、負
極による酸素の吸収を良好に行うことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は密閉形アルカリ亜鉛二次
電池に関するもので、さらに詳しく言えば、その保液層
とセパレータの構成に関するものである。
電池に関するもので、さらに詳しく言えば、その保液層
とセパレータの構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、エレクトロニクス機器や種々の可
搬用、据置用機器の電源としては、軽量でメンテナンス
が容易な密閉形アルカリ亜鉛二次電池が注目されてい
る。
搬用、据置用機器の電源としては、軽量でメンテナンス
が容易な密閉形アルカリ亜鉛二次電池が注目されてい
る。
【０００３】このような密閉形アルカリ亜鉛二次電池
は、正極に用いられるニッケル極などの充電受け入れ効
率が１００％にならず、完全な充電を行うためには過充
電を必要とする。
は、正極に用いられるニッケル極などの充電受け入れ効
率が１００％にならず、完全な充電を行うためには過充
電を必要とする。
【０００４】一方、このような密閉形アルカリ亜鉛二次
電池は、密閉化するためには過充電時に正極から発生す
る酸素を負極で吸収させる必要があるため、電解液量が
制限され、該電解液はセパレータや保液層に保持されて
いる。
電池は、密閉化するためには過充電時に正極から発生す
る酸素を負極で吸収させる必要があるため、電解液量が
制限され、該電解液はセパレータや保液層に保持されて
いる。
【０００５】そして、このように密閉化すると、負極中
の酸化亜鉛の減少を抑制することができ、このことによ
って亜鉛のデンドライトの成長によるセパレータや保液
層の貫通ショートの発生やシェイプチェンジによる負極
活物質の利用率の低下を抑制することができる。
の酸化亜鉛の減少を抑制することができ、このことによ
って亜鉛のデンドライトの成長によるセパレータや保液
層の貫通ショートの発生やシェイプチェンジによる負極
活物質の利用率の低下を抑制することができる。
【０００６】上記した密閉形アルカリ亜鉛二次電池の従
来例を図２により説明する。
来例を図２により説明する。
【０００７】図２の電池は、亜鉛と酸化亜鉛とを主体と
する負極活物質を銅製パンチングメタルの集電体の両面
に塗布した負極板１、前記負極板１と同寸法で、水酸化
ニッケルを主体とする焼結式ニッケルからなる正極板２
を準備し、前記正極板２は内側よりナイロン不織布、ポ
リプロピレン不織布またはセルロース不織布からなる保
液層４２、微孔性フィルムからなるセパレータ３、ナイ
ロン不織布、ポリプロピレン不織布またはセルロース不
織布からなる保液層４１の順で包囲されてなり、前記保
液層４１と他の正極板２を包囲した保液層４１との間に
前記負極板１を介挿し、最外部にも負極板１が位置する
ように積層し、電槽６内に電解液とともに収納されて構
成されてなる。
する負極活物質を銅製パンチングメタルの集電体の両面
に塗布した負極板１、前記負極板１と同寸法で、水酸化
ニッケルを主体とする焼結式ニッケルからなる正極板２
を準備し、前記正極板２は内側よりナイロン不織布、ポ
リプロピレン不織布またはセルロース不織布からなる保
液層４２、微孔性フィルムからなるセパレータ３、ナイ
ロン不織布、ポリプロピレン不織布またはセルロース不
織布からなる保液層４１の順で包囲されてなり、前記保
液層４１と他の正極板２を包囲した保液層４１との間に
前記負極板１を介挿し、最外部にも負極板１が位置する
ように積層し、電槽６内に電解液とともに収納されて構
成されてなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の密閉形
アルカリ亜鉛二次電池の負極板は亜鉛と酸化亜鉛とを主
体としているため、酸素の吸収能が高く、充電末期や過
充電時に正極から発生する酸素のほとんどが負極板の周
辺部で吸収される傾向があり、その結果、負極の周辺部
に酸化亜鉛が、中央部に金属亜鉛が存在しやすくなって
充放電サイクルの初期に放電容量が低下するという問題
があった。
アルカリ亜鉛二次電池の負極板は亜鉛と酸化亜鉛とを主
体としているため、酸素の吸収能が高く、充電末期や過
充電時に正極から発生する酸素のほとんどが負極板の周
辺部で吸収される傾向があり、その結果、負極の周辺部
に酸化亜鉛が、中央部に金属亜鉛が存在しやすくなって
充放電サイクルの初期に放電容量が低下するという問題
があった。
【０００９】また、上記した従来の密閉形アルカリ亜鉛
二次電池では、遊離電解液が生じない程度に電解液量が
制限されているため、正極に用いられるニッケル極など
の充電受け入れ効率が低下する傾向があり、充電末期や
過充電時に発生する酸素の量が増大して上記した問題を
助長させる原因になっていた。
二次電池では、遊離電解液が生じない程度に電解液量が
制限されているため、正極に用いられるニッケル極など
の充電受け入れ効率が低下する傾向があり、充電末期や
過充電時に発生する酸素の量が増大して上記した問題を
助長させる原因になっていた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、亜鉛または酸化亜鉛の少なくとも一方を
主体とする負極板と、保液層とセパレータによって包囲
された正極板とが交互に積層されてなる密閉形アルカリ
亜鉛二次電池において、前記保液層が正極板に接する側
と負極板に接する側とに設けられ、かつこの保液層間に
２枚の微孔性フィルムからなるセパレータを配するとと
もに、この２枚のセパレータの間に前記微孔性フィルム
より保液能力が高い保液材を介挿したことを特徴とする
ものである。
め、本発明は、亜鉛または酸化亜鉛の少なくとも一方を
主体とする負極板と、保液層とセパレータによって包囲
された正極板とが交互に積層されてなる密閉形アルカリ
亜鉛二次電池において、前記保液層が正極板に接する側
と負極板に接する側とに設けられ、かつこの保液層間に
２枚の微孔性フィルムからなるセパレータを配するとと
もに、この２枚のセパレータの間に前記微孔性フィルム
より保液能力が高い保液材を介挿したことを特徴とする
ものである。
【００１１】
【作 用】従って、本発明は、２枚のセパレータの間に
保液材を介挿しているので、遊離電解液が生じない程度
に電解液量を制限しても、正極板と負極板との間に十分
な量の電解液を保持することができ、充電末期や過充電
時に正極で発生する酸素の量を抑制することができ、負
極による酸素の吸収を良好に行うことができる。
保液材を介挿しているので、遊離電解液が生じない程度
に電解液量を制限しても、正極板と負極板との間に十分
な量の電解液を保持することができ、充電末期や過充電
時に正極で発生する酸素の量を抑制することができ、負
極による酸素の吸収を良好に行うことができる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の密閉形アルカリ亜鉛二次電池
の断面図である。
の断面図である。
【００１３】本発明の特徴は、水酸化ニッケルを主体と
する焼結式ニッケルからなる正極板２が、内側よりナイ
ロン不織布、ポリプロピレン不織布またはセルロース不
織布からなる保液層４２、ガラス繊維多孔体からなる保
液材５が介挿された微孔性フィルムからなるセパレータ
３１，３２、ナイロン不織布、ポリプロピレン不織布ま
たはセルロース不織布からなる保液層４１によってこの
順で包囲され、この保液層４１と他の正極板２を包囲し
た保液層４１との間に、銅製パンチングメタルの集電体
の両面に亜鉛と酸化亜鉛とを主体とする負極活物質を塗
布した負極板１を介挿し、最外部にも前記負極板１が位
置するように積層して電解液とともに電槽６内に収納さ
れてなる。
する焼結式ニッケルからなる正極板２が、内側よりナイ
ロン不織布、ポリプロピレン不織布またはセルロース不
織布からなる保液層４２、ガラス繊維多孔体からなる保
液材５が介挿された微孔性フィルムからなるセパレータ
３１，３２、ナイロン不織布、ポリプロピレン不織布ま
たはセルロース不織布からなる保液層４１によってこの
順で包囲され、この保液層４１と他の正極板２を包囲し
た保液層４１との間に、銅製パンチングメタルの集電体
の両面に亜鉛と酸化亜鉛とを主体とする負極活物質を塗
布した負極板１を介挿し、最外部にも前記負極板１が位
置するように積層して電解液とともに電槽６内に収納さ
れてなる。
【００１４】上記した密閉形アルカリ亜鉛二次電池の容
量は１０Ａｈで、その電解液は水酸化リチウムを添加し
た比重が１．３５の水酸化カリウム水溶液で、積層され
た極群の全残存空間の８０〜９５％まで注液されてな
る。
量は１０Ａｈで、その電解液は水酸化リチウムを添加し
た比重が１．３５の水酸化カリウム水溶液で、積層され
た極群の全残存空間の８０〜９５％まで注液されてな
る。
【００１５】上記した本発明電池Ａに対し、保液材５に
セルロース不織布を用いた他の本発明電池Ｂおよび図２
に示した従来電池Ｃを準備し、各電池について、充放電
サイクル寿命試験を行った。なお、試験条件は、２５℃
の温度下で０．１Ｃの電流で充電した後、０．５Ｃの電
流で容量の８０％まで放電したもので、その結果を示し
たものが図３である。
セルロース不織布を用いた他の本発明電池Ｂおよび図２
に示した従来電池Ｃを準備し、各電池について、充放電
サイクル寿命試験を行った。なお、試験条件は、２５℃
の温度下で０．１Ｃの電流で充電した後、０．５Ｃの電
流で容量の８０％まで放電したもので、その結果を示し
たものが図３である。
【００１６】図３から、本発明の電池Ａと他の本発明電
池Ｂとは、充放電サイクルの初期に放電容量が低下しな
かったのに対し、従来電池Ｃは充放電サイクルの初期に
放電容量が低下することがわかった。その結果、放電容
量が初期容量の８０％まで低下するまでの充放電サイク
ル数は、本発明電池Ａが約３００サイクル、他の本発明
電池Ｂが約２８０サイクルであったのに対し、従来電池
Ｃが約１２０サイクルであることがわかった。
池Ｂとは、充放電サイクルの初期に放電容量が低下しな
かったのに対し、従来電池Ｃは充放電サイクルの初期に
放電容量が低下することがわかった。その結果、放電容
量が初期容量の８０％まで低下するまでの充放電サイク
ル数は、本発明電池Ａが約３００サイクル、他の本発明
電池Ｂが約２８０サイクルであったのに対し、従来電池
Ｃが約１２０サイクルであることがわかった。
【００１７】また、上記した充放電サイクル試験の途中
で、最外部の負極板の負極活物質の均一性を調査したと
ころ、表１のような結果が得られた。なお、表１は、最
初の放電開始前に、負極活物質が均一に存在している極
板面積を１００％とし、充放電サイクルの経過とともに
その面積が変化する割合を示したものである。
で、最外部の負極板の負極活物質の均一性を調査したと
ころ、表１のような結果が得られた。なお、表１は、最
初の放電開始前に、負極活物質が均一に存在している極
板面積を１００％とし、充放電サイクルの経過とともに
その面積が変化する割合を示したものである。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１から、本発明電池Ａは５０サイクル経
過時でも負極板に負極活物質が均一に存在している割合
は１００％で、３００サイクル経過時で８０％であり、
他の本発明電池Ｂは５０サイクル経過時で負極板に負極
活物質が均一に存在している割合は９８％で、２５０サ
イクル経過時で８３％であったのに対し、従来電池Ｃで
は１００サイクル経過時に負極板に負極活物質が均一に
存在している割合はすでに８２％になることがわかっ
た。このことは、本発明電池Ａおよび他の本発明電池Ｂ
が保液材５によって多くの電解液を保持できたため、正
極の充電受け入れ効率を高くすることができ、充電末期
や過充電時に正極から発生する酸素が少なくなって負極
による酸素の吸収が均一になったためと考えられる。
過時でも負極板に負極活物質が均一に存在している割合
は１００％で、３００サイクル経過時で８０％であり、
他の本発明電池Ｂは５０サイクル経過時で負極板に負極
活物質が均一に存在している割合は９８％で、２５０サ
イクル経過時で８３％であったのに対し、従来電池Ｃで
は１００サイクル経過時に負極板に負極活物質が均一に
存在している割合はすでに８２％になることがわかっ
た。このことは、本発明電池Ａおよび他の本発明電池Ｂ
が保液材５によって多くの電解液を保持できたため、正
極の充電受け入れ効率を高くすることができ、充電末期
や過充電時に正極から発生する酸素が少なくなって負極
による酸素の吸収が均一になったためと考えられる。
【００２０】
【発明の効果】上記とおりであるから、本発明電池は、
正極の充電受け入れ効率を低下させずに負極による酸素
の吸収を均一に行うことができるので、その充放電サイ
クル寿命を向上させることができる。
正極の充電受け入れ効率を低下させずに負極による酸素
の吸収を均一に行うことができるので、その充放電サイ
クル寿命を向上させることができる。
【図１】本発明の密閉形アルカリ亜鉛二次電池の断面図
である。
である。
【図２】従来の密閉形アルカリ亜鉛二次電池の断面図で
ある。
ある。
【図３】充放電サイクル寿命試験を行った結果を示す図
である。
である。
１ 負極板 ２ 正極板 ３，３１，３２ セパレータ ４１，４２ 保液層 ５ 保液材 ６ 電槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坊ケ内 丈仁 大阪府高槻市城西町６番６号 株式会社ユ アサコーポレーション内
Claims (4)
- 【請求項１】 亜鉛または酸化亜鉛の少なくとも一方を
主体とする負極板と、保液層とセパレータによって包囲
された正極板とが交互に積層されてなる密閉形アルカリ
亜鉛二次電池において、前記保液層が正極板に接する側
と負極板に接する側とに設けられ、かつこの保液層間に
２枚の微孔性フィルムからなるセパレータを配するとと
もに、この２枚のセパレータの間に前記微孔性フィルム
より保液能力が高い保液材を介挿したことを特徴とする
密閉形アルカリ亜鉛二次電池。 - 【請求項２】 保液材がアルカリ電解液に対して膨潤性
をもつ三次元多孔体であることを特徴とする請求項第１
項記載の密閉形アルカリ亜鉛二次電池。 - 【請求項３】 保液材がガラス繊維多孔体であることを
特徴とする請求項第１項記載の密閉形アルカリ亜鉛二次
電池。 - 【請求項４】 保液材がセルロース系の多孔性不織布で
あることを特徴とする請求項第１項記載の密閉形アルカ
リ亜鉛二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5176184A JPH0714604A (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 密閉形アルカリ亜鉛二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5176184A JPH0714604A (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 密閉形アルカリ亜鉛二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0714604A true JPH0714604A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=16009123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5176184A Pending JPH0714604A (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 密閉形アルカリ亜鉛二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0714604A (ja) |
-
1993
- 1993-06-22 JP JP5176184A patent/JPH0714604A/ja active Pending
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