JPH071695B2 - アルカリ亜鉛蓄電池 - Google Patents
アルカリ亜鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH071695B2 JPH071695B2 JP61271380A JP27138086A JPH071695B2 JP H071695 B2 JPH071695 B2 JP H071695B2 JP 61271380 A JP61271380 A JP 61271380A JP 27138086 A JP27138086 A JP 27138086A JP H071695 B2 JPH071695 B2 JP H071695B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- electrode
- powder
- battery
- active material
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/244—Zinc electrodes
-
- 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
Landscapes
- 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、ニッケル−亜鉛蓄電池や銀−亜鉛蓄電池な
どの、亜鉛極を陰極に用いて構成されるアルカリ亜鉛蓄
電池に関するものである。
どの、亜鉛極を陰極に用いて構成されるアルカリ亜鉛蓄
電池に関するものである。
〈従来の技術〉 上記アルカリ亜鉛蓄電池は、その陰極活物質として用い
られる亜鉛が単位重量当りのエネルギー密度が大きいこ
とから、高エネルギー密度の電池としての期待が大きい
ものの、長期のサイクル寿命が得にくく、未だ実用化さ
れるには至っていない。これは、その陰極である亜鉛極
が可溶性電極であることに起因している。つまり、この
アルカリ亜鉛蓄電池では、放電時に亜鉛極からアルカリ
電解液中に溶出して生じた亜鉛酸イオンが充電時には亜
鉛極表面に均一に電着せず、テンドライトと呼ばれる樹
枝状結晶となって電析する。そして、このデンドライト
がサイクル進行と共に漸次生長し、セパレータを貫通し
て対極に達する結果、内部短絡を引き起こし易く、それ
故、サイクル寿命が短くなってしまう。
られる亜鉛が単位重量当りのエネルギー密度が大きいこ
とから、高エネルギー密度の電池としての期待が大きい
ものの、長期のサイクル寿命が得にくく、未だ実用化さ
れるには至っていない。これは、その陰極である亜鉛極
が可溶性電極であることに起因している。つまり、この
アルカリ亜鉛蓄電池では、放電時に亜鉛極からアルカリ
電解液中に溶出して生じた亜鉛酸イオンが充電時には亜
鉛極表面に均一に電着せず、テンドライトと呼ばれる樹
枝状結晶となって電析する。そして、このデンドライト
がサイクル進行と共に漸次生長し、セパレータを貫通し
て対極に達する結果、内部短絡を引き起こし易く、それ
故、サイクル寿命が短くなってしまう。
このため、従来より、電解液量を制限して亜鉛酸イオン
の拡散を防止したり、酸化カドミウムなどの金属酸化物
あるいは水酸化カドミウムの如き金属水酸化物を亜鉛極
中に添加含有させることでデンドライトの生長を抑制す
る技術が用いられている。また、亜鉛極と、対極である
陽極との間に配するセパレータとして、複数枚のセパレ
ータを積重したものを用いることでデンドライトの対極
への生長を阻止するようにした構成もある。
の拡散を防止したり、酸化カドミウムなどの金属酸化物
あるいは水酸化カドミウムの如き金属水酸化物を亜鉛極
中に添加含有させることでデンドライトの生長を抑制す
る技術が用いられている。また、亜鉛極と、対極である
陽極との間に配するセパレータとして、複数枚のセパレ
ータを積重したものを用いることでデンドライトの対極
への生長を阻止するようにした構成もある。
ところで、この種の電池ではその亜鉛極は、一般に、酸
化亜鉛粉末に金属亜鉛粉末を混合した亜鉛活物質を出発
物質として用いて作製される。この金属亜鉛粉末を添加
することで、亜鉛極における導電性が向上してその充電
効率が高まる。またこの金属亜鉛粉末は所謂放電リザー
ブ、並びに酸素ガスの還元剤としても機能し、少量の亜
鉛活物質が電解液中に溶解し逸散した場合もこれによる
容量低下が抑えられるし、更に満充電時に陽極から発生
する酸素ガスの吸収性能が高まって電池内圧の上昇を有
効に抑制できるようになる。
化亜鉛粉末に金属亜鉛粉末を混合した亜鉛活物質を出発
物質として用いて作製される。この金属亜鉛粉末を添加
することで、亜鉛極における導電性が向上してその充電
効率が高まる。またこの金属亜鉛粉末は所謂放電リザー
ブ、並びに酸素ガスの還元剤としても機能し、少量の亜
鉛活物質が電解液中に溶解し逸散した場合もこれによる
容量低下が抑えられるし、更に満充電時に陽極から発生
する酸素ガスの吸収性能が高まって電池内圧の上昇を有
効に抑制できるようになる。
〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、金属亜鉛粉末を添加した上記の亜鉛極で
は、電池の組立後の初期化成時などの充電時において、
極板中の酸化亜鉛が充電により還元（ZnO→Zn）される
反応と共に、金属亜鉛粉末の粒子上に亜鉛が電着する反
応が起こり、この電着によって粗大化した金属亜鉛粒子
がデンドライトの核となり、ここから生長するデンドラ
イトにより内部短絡が生じ易くなるという問題がある。
そして、このデンドライトによる内部短絡の度合は一様
でなく、電池毎に大きくなることから、電池のサイクル
寿命のバラツキが著しく、安定した性能が得にくい。
は、電池の組立後の初期化成時などの充電時において、
極板中の酸化亜鉛が充電により還元（ZnO→Zn）される
反応と共に、金属亜鉛粉末の粒子上に亜鉛が電着する反
応が起こり、この電着によって粗大化した金属亜鉛粒子
がデンドライトの核となり、ここから生長するデンドラ
イトにより内部短絡が生じ易くなるという問題がある。
そして、このデンドライトによる内部短絡の度合は一様
でなく、電池毎に大きくなることから、電池のサイクル
寿命のバラツキが著しく、安定した性能が得にくい。
〈問題点を解決するための手段〉 この発明のアルカリ亜鉛蓄電池は、酸化亜鉛粉末と金属
亜鉛粉末とを混合してなる亜鉛活物質層を集電体に保持
させた亜鉛極を備え、前記亜鉛活物質層は集電体表面側
の内層と亜鉛極表面側の外層との少なくとも２層とから
構成されており、前記内層のおける金属亜鉛粉末の濃度
を前記外層より高くしたことを要旨とする。
亜鉛粉末とを混合してなる亜鉛活物質層を集電体に保持
させた亜鉛極を備え、前記亜鉛活物質層は集電体表面側
の内層と亜鉛極表面側の外層との少なくとも２層とから
構成されており、前記内層のおける金属亜鉛粉末の濃度
を前記外層より高くしたことを要旨とする。
〈作用〉 上記手段を採ることで、内層の導電性が向上してその反
応性が高まり内層における活物質の利用率が増大して放
電反応のゾーンが深くなる結果、亜鉛極表面での集中的
な反応が緩和される。加えて、デンドライト生長の核と
なる金属亜鉛粉末の亜鉛極表面部分における濃度が低減
することから、亜鉛極表面からのデンドライト生長が抑
制されて内部短絡が生じにくくなり、また電池のサイク
ル寿命のバラツキが小さく抑えられる。尚、このように
金属亜鉛粉末を亜鉛極内部に多く存在させた場合でも、
放電リザーブとしての性能は同様であり、これによる亜
鉛極の放電容量の低下抑制の効果は同じであることは言
うまでもない。
応性が高まり内層における活物質の利用率が増大して放
電反応のゾーンが深くなる結果、亜鉛極表面での集中的
な反応が緩和される。加えて、デンドライト生長の核と
なる金属亜鉛粉末の亜鉛極表面部分における濃度が低減
することから、亜鉛極表面からのデンドライト生長が抑
制されて内部短絡が生じにくくなり、また電池のサイク
ル寿命のバラツキが小さく抑えられる。尚、このように
金属亜鉛粉末を亜鉛極内部に多く存在させた場合でも、
放電リザーブとしての性能は同様であり、これによる亜
鉛極の放電容量の低下抑制の効果は同じであることは言
うまでもない。
〈実施例〉 酸化亜鉛粉末60重量％と金属亜鉛粉末35重量％とからな
る亜鉛活物質に添加剤である酸化カドミウム５重量％を
混合した粉末に、水と結着剤であるポリテトラフルオロ
エチレンを加え混練して活物質ペーストを作り、この活
物質ペーストを所定寸法に圧延して活物質シート（シー
ト）を作製した。また、酸化亜鉛粉末90重量％と金属
亜鉛粉末５重量％からなる亜鉛活物質を用いた他は同様
にして活物質シート（シート）を作製した。
る亜鉛活物質に添加剤である酸化カドミウム５重量％を
混合した粉末に、水と結着剤であるポリテトラフルオロ
エチレンを加え混練して活物質ペーストを作り、この活
物質ペーストを所定寸法に圧延して活物質シート（シー
ト）を作製した。また、酸化亜鉛粉末90重量％と金属
亜鉛粉末５重量％からなる亜鉛活物質を用いた他は同様
にして活物質シート（シート）を作製した。
そして、ニッケルメッキを施したパッキングメタルから
なる集電体の両面に夫々、シートが集電体表面に接し
またシートが外側に位置するように、上記のシート
，を圧着し、乾燥して、添付図面に示したように、
集電体の両面に内槽２と外槽３の２槽の活物質をそれぞ
れ保持させてなる亜鉛極を作った。次に、この亜鉛極を
陰極として、陽極には公知の焼結式ニッケル極を用い
て、密閉円筒形のニッケル−亜鉛蓄電池（本発明電池
Ａ）を作った。
なる集電体の両面に夫々、シートが集電体表面に接し
またシートが外側に位置するように、上記のシート
，を圧着し、乾燥して、添付図面に示したように、
集電体の両面に内槽２と外槽３の２槽の活物質をそれぞ
れ保持させてなる亜鉛極を作った。次に、この亜鉛極を
陰極として、陽極には公知の焼結式ニッケル極を用い
て、密閉円筒形のニッケル−亜鉛蓄電池（本発明電池
Ａ）を作った。
一方、亜鉛極において集電体両面に設ける上記の内層並
びに外層として、第１表に示す組合せの活物質シート
（シート，）を夫々用いた他は本発明電池Ａと同様
にして、公称容量1.5Ahで密閉円筒形のニッケル−亜鉛
蓄電池（比較電池Ｂ〜Ｄ）をぞれ作製した。
びに外層として、第１表に示す組合せの活物質シート
（シート，）を夫々用いた他は本発明電池Ａと同様
にして、公称容量1.5Ahで密閉円筒形のニッケル−亜鉛
蓄電池（比較電池Ｂ〜Ｄ）をぞれ作製した。
これら電池Ａ〜Ｄについて、450mAの電流で４時間30分
充電し、その後直ちに1.8Aの電流で１時間放電するとい
う操作を連続して繰返し、各電池のサイクル寿命を測定
した。尚、サイクル寿命は各電池について夫々10セルず
つの結果である。また、放電時に1.4Vの電池電圧を45分
以上維持できなくなった時点を電池のサイクル寿命とし
た。結果は第２表に示した。
充電し、その後直ちに1.8Aの電流で１時間放電するとい
う操作を連続して繰返し、各電池のサイクル寿命を測定
した。尚、サイクル寿命は各電池について夫々10セルず
つの結果である。また、放電時に1.4Vの電池電圧を45分
以上維持できなくなった時点を電池のサイクル寿命とし
た。結果は第２表に示した。
上記の結果より、本発明電池Ａでは比較電池Ｂ〜Ｄに較
べてサイクル寿命が非常に長く、またそのバラツキも小
さく抑えられている。これに対し、内外層における金属
亜鉛粉末の濃度を逆とした比較電池Ｂ、あるいは内層及
び外層の両層に金属亜鉛粉末の濃度の高いシートを用
いた亜鉛極を使用してなる比較電池Ｄでは、サイクル寿
命はかなり良いものの、そのバラツキが非常に大きい。
また、金属亜鉛粉末の濃度の低いシートを両層に用い
た亜鉛極を使用した比較電池Ｃでは、バラツキは小さい
もののサイクル寿命が非常に短い。
べてサイクル寿命が非常に長く、またそのバラツキも小
さく抑えられている。これに対し、内外層における金属
亜鉛粉末の濃度を逆とした比較電池Ｂ、あるいは内層及
び外層の両層に金属亜鉛粉末の濃度の高いシートを用
いた亜鉛極を使用してなる比較電池Ｄでは、サイクル寿
命はかなり良いものの、そのバラツキが非常に大きい。
また、金属亜鉛粉末の濃度の低いシートを両層に用い
た亜鉛極を使用した比較電池Ｃでは、バラツキは小さい
もののサイクル寿命が非常に短い。
比較電池B,Dにおいてサイクル寿命のバラツキが大きい
のは、これらの電池ではその亜鉛極表面に金属亜鉛粉末
が多量に存在し、この金属亜鉛粉末が核となって起きる
デンドライトの度合が著しいことに起因するものと思わ
れる。また、比較電池Ｃの場合、放電リザーブとして機
能する金属亜鉛粉末の濃度が低いため、亜鉛極での容量
低下が大きく、このため早期サイクルで必要な容量が得
られなくなるためにサイクル寿命が短いと考えられる。
のは、これらの電池ではその亜鉛極表面に金属亜鉛粉末
が多量に存在し、この金属亜鉛粉末が核となって起きる
デンドライトの度合が著しいことに起因するものと思わ
れる。また、比較電池Ｃの場合、放電リザーブとして機
能する金属亜鉛粉末の濃度が低いため、亜鉛極での容量
低下が大きく、このため早期サイクルで必要な容量が得
られなくなるためにサイクル寿命が短いと考えられる。
尚、亜鉛活物質層における内層と外層との金属亜鉛粉末
の濃度差は30重量％以上が好ましく、これより少ない場
合には亜鉛極表面からのデンドライト発生を有効に防止
できず、サイクル寿命の低下を招く。また、上記の内層
における金属亜鉛粉末と酸化亜鉛粉末との濃度（重量
％）の比（金属亜鉛粉末：酸化亜鉛粉末）は、3:7〜5:5
の範囲がデンドライト防止上の観点から好適であること
が知得されている。
の濃度差は30重量％以上が好ましく、これより少ない場
合には亜鉛極表面からのデンドライト発生を有効に防止
できず、サイクル寿命の低下を招く。また、上記の内層
における金属亜鉛粉末と酸化亜鉛粉末との濃度（重量
％）の比（金属亜鉛粉末：酸化亜鉛粉末）は、3:7〜5:5
の範囲がデンドライト防止上の観点から好適であること
が知得されている。
〈発明の効果〉 以上のように、この発明によれば、亜鉛極表面からのデ
ンドライトの生長が有効に抑制でき、バラツキが小さ
く、また長期なサイクル寿命のアルカリ亜鉛蓄電池を得
ることができる。
ンドライトの生長が有効に抑制でき、バラツキが小さ
く、また長期なサイクル寿命のアルカリ亜鉛蓄電池を得
ることができる。
添付図面は実施例の電池に用いる亜鉛極の断面図であ
る。 １……集電体、２……内層、３……外層。
る。 １……集電体、２……内層、３……外層。
Claims (1)
- 【請求項１】酸化亜鉛粉末と金属亜鉛粉末とを混合して
なる亜鉛活物質層を集電体に保持させた亜鉛極を備え、
前記亜鉛活物質層は集電体表面側の内層と亜鉛極表面側
の外層との少なくとも２層とから構成されており、前記
内層における金属亜鉛粉末の濃度を前記外層より高くし
たことを特徴とするアルカリ亜鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61271380A JPH071695B2 (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61271380A JPH071695B2 (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63126162A JPS63126162A (ja) | 1988-05-30 |
| JPH071695B2 true JPH071695B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=17499264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61271380A Expired - Lifetime JPH071695B2 (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071695B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6735539B2 (ja) * | 2015-03-25 | 2020-08-05 | 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 |
-
1986
- 1986-11-14 JP JP61271380A patent/JPH071695B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63126162A (ja) | 1988-05-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS5983347A (ja) | 密閉形ニツケル−カドミウム蓄電池 | |
| JPH071695B2 (ja) | アルカリ亜鉛蓄電池 | |
| JP3204275B2 (ja) | アルカリ蓄電池用ニッケル電極 | |
| JP2884570B2 (ja) | 密閉形アルカリ二次電池 | |
| JPH09199119A (ja) | アルカリ蓄電池 | |
| JPS6081777A (ja) | ニツケル−亜鉛蓄電池 | |
| JP3625655B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極及びニッケル水素蓄電池 | |
| JPS63158749A (ja) | アルカリ蓄電池用亜鉛極 | |
| JP2578633B2 (ja) | アルカリ蓄電池用亜鉛極 | |
| JPH01134862A (ja) | アルカリ亜鉛蓄電池 | |
| JP2762730B2 (ja) | ニッケル―カドミウム蓄電池 | |
| JP2589750B2 (ja) | ニッケルカドミウム蓄電池 | |
| JPS63126164A (ja) | アルカリ亜鉛蓄電池 | |
| JP2931316B2 (ja) | アルカリ亜鉛蓄電池の製造方法 | |
| JPS63126163A (ja) | アルカリ蓄電池 | |
| JPH1021904A (ja) | アルカリ蓄電池 | |
| JPS63124367A (ja) | アルカリ亜鉛蓄電池 | |
| JPH073793B2 (ja) | アルカリ亜鉛蓄電池 | |
| JPH079807B2 (ja) | アルカリ蓄電池用亜鉛極 | |
| JPH0685326B2 (ja) | アルカリ亜鉛二次電池 | |
| JPS60185372A (ja) | ニツケル−亜鉛蓄電池 | |
| JPH0582022B2 (ja) | ||
| JPS62108467A (ja) | アルカリ亜鉛蓄電池 | |
| JPH06223823A (ja) | 密閉型アルカリ蓄電池用負極板 | |
| JPS6084768A (ja) | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |