JPH076758A - 亜鉛極板 - Google Patents
亜鉛極板Info
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- JPH076758A JPH076758A JP5171242A JP17124293A JPH076758A JP H076758 A JPH076758 A JP H076758A JP 5171242 A JP5171242 A JP 5171242A JP 17124293 A JP17124293 A JP 17124293A JP H076758 A JPH076758 A JP H076758A
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池などの負極に用
いられる亜鉛極板を改良し、その充放電サイクル寿命を
向上させる。 【構成】 銅または銅合金からなる多孔質マット、また
は樹脂製発泡体を銅メッキした多孔質マットに、金属亜
鉛または酸化亜鉛の少なくとも一方と結着剤とを含有さ
せてなる活物質を充填し、その厚みと前記多孔質マット
の厚みとがほぼ等しくなるようにする。 【効果】 集電体と活物質との間の電気伝導性を高くす
ることができ、亜鉛極板全体の電気伝導性を均一にする
ことができるので、活物質の利用率を向上させることが
でき、それによって充電時の金属亜鉛の析出が均一にな
り、デンドライトショートやシェイプチェンジが防止で
きる。
いられる亜鉛極板を改良し、その充放電サイクル寿命を
向上させる。 【構成】 銅または銅合金からなる多孔質マット、また
は樹脂製発泡体を銅メッキした多孔質マットに、金属亜
鉛または酸化亜鉛の少なくとも一方と結着剤とを含有さ
せてなる活物質を充填し、その厚みと前記多孔質マット
の厚みとがほぼ等しくなるようにする。 【効果】 集電体と活物質との間の電気伝導性を高くす
ることができ、亜鉛極板全体の電気伝導性を均一にする
ことができるので、活物質の利用率を向上させることが
でき、それによって充電時の金属亜鉛の析出が均一にな
り、デンドライトショートやシェイプチェンジが防止で
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は亜鉛極板に関するもの
で、さらに詳しく言えば、その集電体の構造に関するも
のである。
で、さらに詳しく言えば、その集電体の構造に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、可搬用として、軽量で高出力の密
閉形ニッケル−亜鉛蓄電池が注目され、その充放電サイ
クル寿命を向上させるために種々の研究がなされてい
る。
閉形ニッケル−亜鉛蓄電池が注目され、その充放電サイ
クル寿命を向上させるために種々の研究がなされてい
る。
【０００３】上記した研究のうち、特に注目されている
ものはその亜鉛極板に関するものである。
ものはその亜鉛極板に関するものである。
【０００４】従来、上記した密閉形ニッケル−亜鉛蓄電
池の負極に用いられている亜鉛極板としては、銅や銅合
金からなる薄板をパンチング加工した集電体にシート状
の活物質を両面から圧着したもの、前記集電体にペース
ト状の活物質を塗布したもの、または前記集電体に粉末
状の活物質をプレス成形したものが一般的であった。
池の負極に用いられている亜鉛極板としては、銅や銅合
金からなる薄板をパンチング加工した集電体にシート状
の活物質を両面から圧着したもの、前記集電体にペース
ト状の活物質を塗布したもの、または前記集電体に粉末
状の活物質をプレス成形したものが一般的であった。
【０００５】上記した負極の充放電反応は、放電時に負
極中に酸化亜鉛が生成し、この酸化亜鉛がアルカリ電解
液中に亜鉛酸イオンとして溶出する反応をし、充電時に
この亜鉛酸イオンが金属亜鉛として負極中に析出する反
応をするものと考えられている。
極中に酸化亜鉛が生成し、この酸化亜鉛がアルカリ電解
液中に亜鉛酸イオンとして溶出する反応をし、充電時に
この亜鉛酸イオンが金属亜鉛として負極中に析出する反
応をするものと考えられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記した負極の充放電
反応では、集電体と活物質中の金属亜鉛の接触によって
電子の授受が行なわれて集電体と活物質との間の、特に
厚さ方向の電気伝導性が不均一になるため、放電時に活
物質中に金属亜鉛が残留し、この金属亜鉛を核として次
の充電時に金属亜鉛が析出して樹枝状に成長し、それが
セパレータを貫通するデンドライトショートや、充放電
サイクルの反復に伴って負極の周辺部に酸化亜鉛の溶
解、金属亜鉛の析出が集中して反復し、それによるシェ
イプチェンジが発生するため、密閉形ニッケル−亜鉛蓄
電池の充放電サイクル寿命が短かくなるという問題があ
った。
反応では、集電体と活物質中の金属亜鉛の接触によって
電子の授受が行なわれて集電体と活物質との間の、特に
厚さ方向の電気伝導性が不均一になるため、放電時に活
物質中に金属亜鉛が残留し、この金属亜鉛を核として次
の充電時に金属亜鉛が析出して樹枝状に成長し、それが
セパレータを貫通するデンドライトショートや、充放電
サイクルの反復に伴って負極の周辺部に酸化亜鉛の溶
解、金属亜鉛の析出が集中して反復し、それによるシェ
イプチェンジが発生するため、密閉形ニッケル−亜鉛蓄
電池の充放電サイクル寿命が短かくなるという問題があ
った。
【０００７】
【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、金属亜鉛または酸化亜鉛の少なくとも一
方と結着剤とを含有させてなる活物質が集電体の空孔に
充填された亜鉛極板において、前記集電体が銅または銅
合金からなる金属繊維を焼結した多孔質マット、または
樹脂製発泡体を銅メッキした多孔質マットであり、この
多孔質マットに前記活物質を充填し、その厚みと多孔質
マットの厚みとをほぼ等しくしたことを特徴とするもの
である。
め、本発明は、金属亜鉛または酸化亜鉛の少なくとも一
方と結着剤とを含有させてなる活物質が集電体の空孔に
充填された亜鉛極板において、前記集電体が銅または銅
合金からなる金属繊維を焼結した多孔質マット、または
樹脂製発泡体を銅メッキした多孔質マットであり、この
多孔質マットに前記活物質を充填し、その厚みと多孔質
マットの厚みとをほぼ等しくしたことを特徴とするもの
である。
【０００８】
【作 用】従って、本発明は、銅または銅合金からなる
金属繊維を焼結した多孔質マット、または樹脂製発泡体
を銅メッキした多孔質マットを集電体とし、この集電体
に活物質を充填しているので、集電体と活物質との間の
電気伝導性を均一に高めることができ、これによって亜
鉛極板全体の電気伝導性を高め、活物質の利用率を向上
させることができ、充放電サイクルの反復に伴う亜鉛極
板の周辺部における酸化亜鉛の溶解、金属亜鉛の析出が
集中して反復することがなくなる。
金属繊維を焼結した多孔質マット、または樹脂製発泡体
を銅メッキした多孔質マットを集電体とし、この集電体
に活物質を充填しているので、集電体と活物質との間の
電気伝導性を均一に高めることができ、これによって亜
鉛極板全体の電気伝導性を高め、活物質の利用率を向上
させることができ、充放電サイクルの反復に伴う亜鉛極
板の周辺部における酸化亜鉛の溶解、金属亜鉛の析出が
集中して反復することがなくなる。
【０００９】また、本発明は亜鉛極板全体の電気伝導性
を均一にするとができるので、活物質の利用率を向上さ
せることができ、充電時に活物質中に残留する金属亜鉛
を核として金属亜鉛が樹枝状に成長することがなくな
る。
を均一にするとができるので、活物質の利用率を向上さ
せることができ、充電時に活物質中に残留する金属亜鉛
を核として金属亜鉛が樹枝状に成長することがなくな
る。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。
【００１１】図１は、本発明の亜鉛極板を負極に用いた
密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池の断面図である。
密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池の断面図である。
【００１２】図１において、１は負極で、金属亜鉛と酸
化亜鉛とを主成分とし、結着剤としてポリテトラフルオ
ロエチレンを添加した活物質を、銅繊維を焼結した多孔
質マットからなる集電体に充填し、その厚みを多孔質マ
ットの厚みとほぼ等しくしたもの、２は水酸化ニッケル
を主成分とする正極、３は微孔性フィルムからなるセパ
レータ、４は、ポリプロピレン不織布、ナイロン不織
布、セルロース不織布などからなる保液層で、前記正極
２の上方を除く三方が包囲されるようにヒートシールさ
れるとともに、前記負極１を介在させて積層され、電槽
５内に収容されてなる。
化亜鉛とを主成分とし、結着剤としてポリテトラフルオ
ロエチレンを添加した活物質を、銅繊維を焼結した多孔
質マットからなる集電体に充填し、その厚みを多孔質マ
ットの厚みとほぼ等しくしたもの、２は水酸化ニッケル
を主成分とする正極、３は微孔性フィルムからなるセパ
レータ、４は、ポリプロピレン不織布、ナイロン不織
布、セルロース不織布などからなる保液層で、前記正極
２の上方を除く三方が包囲されるようにヒートシールさ
れるとともに、前記負極１を介在させて積層され、電槽
５内に収容されてなる。
【００１３】そして、前記電槽５内には電解液としての
８モル／ｌの水酸化カリウム水溶液が、負極１、正極
２、セパレータ３および保液層４による占有空間を除い
た残存空間の８０〜９５％に注入されて容量が１０Ａｈ
の密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池が構成されてなる。
８モル／ｌの水酸化カリウム水溶液が、負極１、正極
２、セパレータ３および保液層４による占有空間を除い
た残存空間の８０〜９５％に注入されて容量が１０Ａｈ
の密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池が構成されてなる。
【００１４】なお、前記負極１を構成する集電体にはあ
らかじめ銅製の集電端子が溶接されてなり、繊維長さが
１０ｍｍ、繊維直径が１００μｍの銅繊維を焼結させて
その気孔率が８５％に、厚さが１．２ｍｍになるように
している。
らかじめ銅製の集電端子が溶接されてなり、繊維長さが
１０ｍｍ、繊維直径が１００μｍの銅繊維を焼結させて
その気孔率が８５％に、厚さが１．２ｍｍになるように
している。
【００１５】上記した本発明の亜鉛極板を負極に用いた
密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池Ａに対し、厚さが０．１ｍ
ｍ、開口率が５０％の銅パンチングメタルからなる集電
体を準備し、金属亜鉛と酸化亜鉛とを主成分とし、結着
剤としてポリテトラフルオロエチレンを添加した活物質
をシート状に成形して前記集電体に圧着した従来の亜鉛
極板を負極に用いた密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池Ｂを作
製し、それぞれについて充放電サイクル寿命試験を行
い、その結果を図２に示す。
密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池Ａに対し、厚さが０．１ｍ
ｍ、開口率が５０％の銅パンチングメタルからなる集電
体を準備し、金属亜鉛と酸化亜鉛とを主成分とし、結着
剤としてポリテトラフルオロエチレンを添加した活物質
をシート状に成形して前記集電体に圧着した従来の亜鉛
極板を負極に用いた密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池Ｂを作
製し、それぞれについて充放電サイクル寿命試験を行
い、その結果を図２に示す。
【００１６】図２から、本発明の亜鉛極板を負極に用い
た密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池Ａと従来の亜鉛極板を負
極に用いた密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池Ｂとは、充放電
サイクルの初期においては、その容量差はほとんどなか
ったが、充放電サイクルの経過とともにその容量差は大
きくなり、容量が初期容量の８０％になるのが密閉形ニ
ッケル−亜鉛蓄電池Ａでは２００サイクルであったのに
対し、密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池Ｂでは１２０サイク
ルであったことがわかる。
た密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池Ａと従来の亜鉛極板を負
極に用いた密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池Ｂとは、充放電
サイクルの初期においては、その容量差はほとんどなか
ったが、充放電サイクルの経過とともにその容量差は大
きくなり、容量が初期容量の８０％になるのが密閉形ニ
ッケル−亜鉛蓄電池Ａでは２００サイクルであったのに
対し、密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池Ｂでは１２０サイク
ルであったことがわかる。
【００１７】このことは、本発明の亜鉛極板は集電体と
活物質との間の電気伝導性が高くなったために活物質の
利用率が向上し、亜鉛極板全体の電気伝導性が均一にな
ったために充電時の金属亜鉛の析出が均一になったこと
を示すと考えられる。
活物質との間の電気伝導性が高くなったために活物質の
利用率が向上し、亜鉛極板全体の電気伝導性が均一にな
ったために充電時の金属亜鉛の析出が均一になったこと
を示すと考えられる。
【００１８】なお、上記した本発明の亜鉛極板に用いた
集電体は、その気孔率が８０％未満では活物質の充填が
困難になり、９０％を越えると集電体が軟化して取り扱
いが困難になるため、銅繊維の長さが６〜１０ｍｍの短
繊維を用いて気孔率を８０〜９０％にするのが好まし
い。
集電体は、その気孔率が８０％未満では活物質の充填が
困難になり、９０％を越えると集電体が軟化して取り扱
いが困難になるため、銅繊維の長さが６〜１０ｍｍの短
繊維を用いて気孔率を８０〜９０％にするのが好まし
い。
【００１９】上記した実施例では、集電体として銅繊維
を焼結した多孔質マットを用いたが、樹脂性発泡体を銅
メッキした多孔質マットを用いても同様の効果が得られ
ることが確認された。
を焼結した多孔質マットを用いたが、樹脂性発泡体を銅
メッキした多孔質マットを用いても同様の効果が得られ
ることが確認された。
【００２０】
【発明の効果】上記した如く、本発明の亜鉛極板は、そ
れを用いた密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池などのデンドラ
イトショート、シェイプチェンジを防止することがで
き、その充放電サイクル寿命の向上に寄与するところが
大である。
れを用いた密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池などのデンドラ
イトショート、シェイプチェンジを防止することがで
き、その充放電サイクル寿命の向上に寄与するところが
大である。
【図１】本発明の亜鉛極板を負極に用いた密閉形ニッケ
ル−亜鉛蓄電池の断面図である。
ル−亜鉛蓄電池の断面図である。
【図２】本発明の亜鉛極板を負極に用いた密閉形ニッケ
ル−亜鉛蓄電池と従来の亜鉛極板を負極に用いた密閉形
ニッケル−亜鉛蓄電池とについて、充放電サイクル試験
を行った結果を示す図である。
ル−亜鉛蓄電池と従来の亜鉛極板を負極に用いた密閉形
ニッケル−亜鉛蓄電池とについて、充放電サイクル試験
を行った結果を示す図である。
１ 負極 ２ 正極 ３ セパレータ ４ 保液層 ５ 電槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山根 三男 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 (3)
- 【請求項１】 金属亜鉛または酸化亜鉛の少なくとも一
方と結着剤とを含有させてなる活物質が集電体の空孔に
充填された亜鉛極板において、前記集電体が銅または銅
合金からなる金属繊維を焼結した多孔質マット、または
樹脂製発泡体を銅メッキした多孔質マットであり、この
多孔質マットに前記活物質を充填し、その厚みと多孔質
マットの厚みとをほぼ等しくしたことを特徴とする亜鉛
極板。 - 【請求項２】 銅または銅合金からなる金属繊維は、そ
の繊維長さが６〜１０mmの短繊維であることを特徴とす
る請求項第１項記載の亜鉛極板。 - 【請求項３】 多孔質マットの気孔率が８０〜９０％で
あることを特徴とする請求項第１項の亜鉛極板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17124293A JP3387158B2 (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 亜鉛極板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17124293A JP3387158B2 (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 亜鉛極板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH076758A true JPH076758A (ja) | 1995-01-10 |
| JP3387158B2 JP3387158B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=15919683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17124293A Expired - Fee Related JP3387158B2 (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 亜鉛極板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3387158B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0801432A1 (en) * | 1996-04-12 | 1997-10-15 | Rayovac Corporation | Rechargeable alkaline electrochemical cell |
| JPH1126013A (ja) * | 1997-07-04 | 1999-01-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉形金属酸化物−亜鉛蓄電池およびその製造法 |
| WO2003088384A1 (en) * | 2002-04-08 | 2003-10-23 | Powergenix Systems, Inc. | High rate, thin film, bipolar nickel zinc battery |
| JP2004538599A (ja) * | 1999-11-24 | 2004-12-24 | エヴァレディー バッテリー カンパニー インコーポレイテッド | 電気化学的電池の構造及びその製造方法 |
| WO2016063905A1 (ja) * | 2014-10-22 | 2016-04-28 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅多孔質焼結体、銅多孔質複合部材、銅多孔質焼結体の製造方法及び銅多孔質複合部材の製造方法 |
| JP2016199809A (ja) * | 2016-07-29 | 2016-12-01 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅多孔質焼結体及び銅多孔質複合部材 |
| WO2017187938A1 (ja) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅多孔質体、銅多孔質複合部材、銅多孔質体の製造方法、及び、銅多孔質複合部材の製造方法 |
| US10478896B2 (en) | 2015-06-12 | 2019-11-19 | Mitsubishi Materials Corporation | Porous copper body, porous copper composite part, method for manufacturing porous copper body, and method for manufacturing porous copper composite part |
| US10493528B2 (en) | 2015-06-12 | 2019-12-03 | Mitsubishi Materials Corporation | Porous copper body, porous copper composite part, method for manufacturing porous copper body, and method for manufacturing porous copper composite part |
-
1993
- 1993-06-16 JP JP17124293A patent/JP3387158B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0801432A1 (en) * | 1996-04-12 | 1997-10-15 | Rayovac Corporation | Rechargeable alkaline electrochemical cell |
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| JP2016079495A (ja) * | 2014-10-22 | 2016-05-16 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅多孔質焼結体、銅多孔質複合部材、銅多孔質焼結体の製造方法及び銅多孔質複合部材の製造方法 |
| US10532407B2 (en) | 2014-10-22 | 2020-01-14 | Mitsubishi Materials Corporation | Porous copper sintered material, porous copper composite part, method of producing porous copper sintered material, and method of producing porous copper composite part |
| CN107073585A (zh) * | 2014-10-22 | 2017-08-18 | 三菱综合材料株式会社 | 铜多孔烧结体、铜多孔复合部件、铜多孔烧结体的制造方法及铜多孔复合部件的制造方法 |
| US10478896B2 (en) | 2015-06-12 | 2019-11-19 | Mitsubishi Materials Corporation | Porous copper body, porous copper composite part, method for manufacturing porous copper body, and method for manufacturing porous copper composite part |
| US10493528B2 (en) | 2015-06-12 | 2019-12-03 | Mitsubishi Materials Corporation | Porous copper body, porous copper composite part, method for manufacturing porous copper body, and method for manufacturing porous copper composite part |
| JP2017197811A (ja) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅多孔質体、銅多孔質複合部材、銅多孔質体の製造方法、及び、銅多孔質複合部材の製造方法 |
| WO2017187938A1 (ja) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅多孔質体、銅多孔質複合部材、銅多孔質体の製造方法、及び、銅多孔質複合部材の製造方法 |
| JP2016199809A (ja) * | 2016-07-29 | 2016-12-01 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅多孔質焼結体及び銅多孔質複合部材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3387158B2 (ja) | 2003-03-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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