JPH073793B2 - アルカリ亜鉛蓄電池 - Google Patents
アルカリ亜鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH073793B2 JPH073793B2 JP57181901A JP18190182A JPH073793B2 JP H073793 B2 JPH073793 B2 JP H073793B2 JP 57181901 A JP57181901 A JP 57181901A JP 18190182 A JP18190182 A JP 18190182A JP H073793 B2 JPH073793 B2 JP H073793B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- indium
- storage battery
- electrode
- alkaline
- 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
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/24—Alkaline accumulators
-
- 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
Description
【発明の詳細な説明】 〔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。
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。
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。
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、電解液量を規制して
亜鉛酸イオンの拡散を防止すると共に各種の金属あるい
は酸化物を活物質中あるいは電解液中に添加することが
提案されている。その１つに酸化あるいは水酸化インジ
ウムがあげられる。これらは亜鉛の水素過電圧を高め
て、亜鉛の樹枝状結晶の生長を防止すると共にアルカリ
電解液への溶解度が小さいため、亜鉛極の活物質中から
抜け出すことがほとんどなく、長期にわたりインジウム
の添加効果を充分に発揮し、サイクル寿命の向上に大き
く寄与している。
亜鉛酸イオンの拡散を防止すると共に各種の金属あるい
は酸化物を活物質中あるいは電解液中に添加することが
提案されている。その１つに酸化あるいは水酸化インジ
ウムがあげられる。これらは亜鉛の水素過電圧を高め
て、亜鉛の樹枝状結晶の生長を防止すると共にアルカリ
電解液への溶解度が小さいため、亜鉛極の活物質中から
抜け出すことがほとんどなく、長期にわたりインジウム
の添加効果を充分に発揮し、サイクル寿命の向上に大き
く寄与している。
ところが酸化または水酸化インジウムは、充放電時に亜
鉛極の活物質中に不良導電体として存在し、充放電効率
を低下させる。即ちアルカリ亜鉛蓄電池の充電電圧が高
くなる割に、この蓄電池の放電電圧が低くなる。
鉛極の活物質中に不良導電体として存在し、充放電効率
を低下させる。即ちアルカリ亜鉛蓄電池の充電電圧が高
くなる割に、この蓄電池の放電電圧が低くなる。
この充放電効率の低下を防止するために、亜鉛極に金属
インジウムを含有することが考えられる。充放電効率の
低下防止のためには、亜鉛極に導電剤を含有させればよ
く、この導電剤としてインジウム以外に、錫、カドミウ
ム、コバルト、鉛、ビスマス等があるが、亜鉛極内のイ
ンジウムの酸化物または水酸化物とこれらの導電剤を混
合共存させると、インジウム以外の金属では異種金属接
触により局部電池を形成し、導電剤としての金属は酸化
物または水酸化物に変換されて充分な添加効果が得られ
なく、導電剤として金属インジウムを使用するのが好ま
しい。
インジウムを含有することが考えられる。充放電効率の
低下防止のためには、亜鉛極に導電剤を含有させればよ
く、この導電剤としてインジウム以外に、錫、カドミウ
ム、コバルト、鉛、ビスマス等があるが、亜鉛極内のイ
ンジウムの酸化物または水酸化物とこれらの導電剤を混
合共存させると、インジウム以外の金属では異種金属接
触により局部電池を形成し、導電剤としての金属は酸化
物または水酸化物に変換されて充分な添加効果が得られ
なく、導電剤として金属インジウムを使用するのが好ま
しい。
しかしながら、金属インジウムを亜鉛極に含有させる場
合においても、アルカリ亜鉛蓄電池の充放電サイクルが
より長期にわたると、亜鉛極内の溶解度の小さいインジ
ウムが徐々に電解液中に溶出していく。特に亜鉛極の表
面近傍ではインジウム濃度が亜鉛極内部と比べて低くな
り、インジウム添加の本来の効果を維持できなくなり、
亜鉛極表面からは水素発生あるいは樹脂状結晶が生長す
るようになる。たとえ樹脂状結晶による内部短絡が惹起
しないとしても、活物質の移動による変形、脱落が起こ
り、亜鉛極内のインジウムの不均一分布が一層激しくな
り、インジウム添加の効果がなくなり、より長期にわた
る充放電反応に耐えられなくなる。
合においても、アルカリ亜鉛蓄電池の充放電サイクルが
より長期にわたると、亜鉛極内の溶解度の小さいインジ
ウムが徐々に電解液中に溶出していく。特に亜鉛極の表
面近傍ではインジウム濃度が亜鉛極内部と比べて低くな
り、インジウム添加の本来の効果を維持できなくなり、
亜鉛極表面からは水素発生あるいは樹脂状結晶が生長す
るようになる。たとえ樹脂状結晶による内部短絡が惹起
しないとしても、活物質の移動による変形、脱落が起こ
り、亜鉛極内のインジウムの不均一分布が一層激しくな
り、インジウム添加の効果がなくなり、より長期にわた
る充放電反応に耐えられなくなる。
本発明はかかる点に鑑み発明されたものにして、より長
期にわたるサイクル寿命に耐え得るアルカリ亜鉛蓄電池
を提供せんとするものである。
期にわたるサイクル寿命に耐え得るアルカリ亜鉛蓄電池
を提供せんとするものである。
本発明によるアルカリ亜鉛蓄電池は、亜鉛及び酸化亜鉛
を主成分とし、インジウムの酸化物または水酸化物及び
金属インジウムを出発活物質として含有する亜鉛極と、
インジウムイオンを含むアルカリ電解液とを具備するも
のである。尚インジウムイオンとは、インジウムの酸化
物または水酸化物、インジウムの塩たとえば硝酸塩、硫
酸塩等を電解液中に溶解させたインジウムの形態を意味
する。
を主成分とし、インジウムの酸化物または水酸化物及び
金属インジウムを出発活物質として含有する亜鉛極と、
インジウムイオンを含むアルカリ電解液とを具備するも
のである。尚インジウムイオンとは、インジウムの酸化
物または水酸化物、インジウムの塩たとえば硝酸塩、硫
酸塩等を電解液中に溶解させたインジウムの形態を意味
する。
以下本発明の一実施例を説明する。
出発活物質として、酸化亜鉛粉末75重量％、亜鉛粉末10
重量％、添加剤として酸化インジウム５重量％、金属イ
ンジウム５重量％、及び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形成したものを銅等よりなる集電体
の両面に付着する。しかる後加圧成型し、乾燥して亜鉛
極を作成する。
重量％、添加剤として酸化インジウム５重量％、金属イ
ンジウム５重量％、及び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形成したものを銅等よりなる集電体
の両面に付着する。しかる後加圧成型し、乾燥して亜鉛
極を作成する。
このようにして得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（Ａ）を作成した。使
用した電解液は、水酸化インジウムを30％濃度の水酸化
カリウム溶液に溶かしたものであり、濃度は10-4モル/l
である。濃度としては、10-3モル/lでほぼ飽和溶解度に
近いもので、10-5モル/l〜10-3モル/lが好ましい。第１
図はこの蓄電池の断面図である。この図面において、
（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。
を組合せてニツケル−亜鉛蓄電池（Ａ）を作成した。使
用した電解液は、水酸化インジウムを30％濃度の水酸化
カリウム溶液に溶かしたものであり、濃度は10-4モル/l
である。濃度としては、10-3モル/lでほぼ飽和溶解度に
近いもので、10-5モル/l〜10-3モル/lが好ましい。第１
図はこの蓄電池の断面図である。この図面において、
（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。
また比較のため、アルアリ電解液にインジウムイオンを
含有しない点を除いて、他は実施例の蓄電池と同一の比
較電池（Ｂ）を作成した。
含有しない点を除いて、他は実施例の蓄電池と同一の比
較電池（Ｂ）を作成した。
第２図は本発明による蓄電池（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５時
間充電した後、150mAで放電し電池電解が1.2Vに達する
時点で放電停止するものである。この図から明らかなよ
うに本発明による蓄電池（Ａ）は、比較電池（Ｂ）に対
しサイクル特性が改善されていることがわかる。
サイクル特性図である。サイクル条件は、150mAで５時
間充電した後、150mAで放電し電池電解が1.2Vに達する
時点で放電停止するものである。この図から明らかなよ
うに本発明による蓄電池（Ａ）は、比較電池（Ｂ）に対
しサイクル特性が改善されていることがわかる。
思うに、蓄電池の充放電サイクルがより長期にわたる
と、亜鉛極の表面近傍のインジウムが徐々にアルカリ電
解液に溶出して、亜鉛極表面のインジウム濃度が低下
し、蓄電池の劣化が生ずるが、蓄電池（Ａ）では充電時
に、電解液中のインジウムイオンが亜鉛極表面にインジ
ウムとして電析されるため、亜鉛極表面のインジウム濃
度の低下を抑制していると考えられる。
と、亜鉛極の表面近傍のインジウムが徐々にアルカリ電
解液に溶出して、亜鉛極表面のインジウム濃度が低下
し、蓄電池の劣化が生ずるが、蓄電池（Ａ）では充電時
に、電解液中のインジウムイオンが亜鉛極表面にインジ
ウムとして電析されるため、亜鉛極表面のインジウム濃
度の低下を抑制していると考えられる。
本発明は、亜鉛及び酸化亜鉛を主成分とし、インジウム
の酸化物または水酸化物及び金属インジウムを出発活物
質として含有する亜鉛極と、インジウムイオンを含むア
ルカリ電解液とを備えてなるものであるから、従来のア
ルカリ亜鉛蓄電池のサイクル寿命を大巾に向上すること
ができる。
の酸化物または水酸化物及び金属インジウムを出発活物
質として含有する亜鉛極と、インジウムイオンを含むア
ルカリ電解液とを備えてなるものであるから、従来のア
ルカリ亜鉛蓄電池のサイクル寿命を大巾に向上すること
ができる。
第１図は本発明によるアルカリ亜鉛蓄電池の一実施例を
示す断面図、第２図は本発明による蓄電池と比較電池の
サイクル特性図である。
示す断面図、第２図は本発明による蓄電池と比較電池の
サイクル特性図である。
Claims (1)
- 【請求項１】亜鉛及び酸化亜鉛を主成分とし、インジウ
ムの酸化物または水酸化物及び金属インジウムを出発活
物質として含有する亜鉛極と、インジウムイオンを含む
アルカリ電解液とを備えてなるアルカリ亜鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57181901A JPH073793B2 (ja) | 1982-10-15 | 1982-10-15 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57181901A JPH073793B2 (ja) | 1982-10-15 | 1982-10-15 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5971265A JPS5971265A (ja) | 1984-04-21 |
| JPH073793B2 true JPH073793B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=16108860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57181901A Expired - Lifetime JPH073793B2 (ja) | 1982-10-15 | 1982-10-15 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH073793B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5626988A (en) * | 1994-05-06 | 1997-05-06 | Battery Technologies Inc. | Sealed rechargeable cells containing mercury-free zinc anodes, and a method of manufacture |
| 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 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5385349A (en) * | 1977-01-07 | 1978-07-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Nickel zinc storage battery |
-
1982
- 1982-10-15 JP JP57181901A patent/JPH073793B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5971265A (ja) | 1984-04-21 |
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