JPH079804B2 - 亜鉛極 - Google Patents
亜鉛極Info
- Publication number
- JPH079804B2 JPH079804B2 JP57020560A JP2056082A JPH079804B2 JP H079804 B2 JPH079804 B2 JP H079804B2 JP 57020560 A JP57020560 A JP 57020560A JP 2056082 A JP2056082 A JP 2056082A JP H079804 B2 JPH079804 B2 JP H079804B2
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- JP
- Japan
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- zinc
- electrode
- cadmium
- zinc electrode
- indium hydroxide
- Prior art date
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- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明はニツケル−亜鉛電池、銀−亜鉛電池のようなア
ルカリ亜鉛蓄電池の亜鉛極の改良に関する。
ルカリ亜鉛蓄電池の亜鉛極の改良に関する。
この種電池において、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、次のような欠点がある。即ち、亜鉛極の
放電生成物である亜鉛酸イオンが電解液中に遊離し、充
電の際に金属亜鉛が樹枝状あるいは海綿状に電着する形
態をとり、充放電の繰返しにより電着亜鉛が生長してセ
パレータを貫通し、対極に接して内部短絡を引越す。ま
た亜鉛極は通常亜鉛活物質に結着剤を加え、混練したペ
ーストを芯体（集電体）に塗着乾燥して作成されている
が、放電時に亜鉛極表面の亜鉛が亜鉛酸イオンとなつて
溶出するため、充放電を繰返すと亜鉛極表面と亜鉛極内
部とでは、亜鉛濃度に差が生じ、亜鉛極表面の結着剤の
割合が増大して導電性及び含液性が低下することにな
り、亜鉛極内部における反応が起り難くなり電池容量が
低下する。
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、次のような欠点がある。即ち、亜鉛極の
放電生成物である亜鉛酸イオンが電解液中に遊離し、充
電の際に金属亜鉛が樹枝状あるいは海綿状に電着する形
態をとり、充放電の繰返しにより電着亜鉛が生長してセ
パレータを貫通し、対極に接して内部短絡を引越す。ま
た亜鉛極は通常亜鉛活物質に結着剤を加え、混練したペ
ーストを芯体（集電体）に塗着乾燥して作成されている
が、放電時に亜鉛極表面の亜鉛が亜鉛酸イオンとなつて
溶出するため、充放電を繰返すと亜鉛極表面と亜鉛極内
部とでは、亜鉛濃度に差が生じ、亜鉛極表面の結着剤の
割合が増大して導電性及び含液性が低下することにな
り、亜鉛極内部における反応が起り難くなり電池容量が
低下する。
これらの現象が生じる原因を詳細に考察すると、放電時
において亜鉛極は下記の反応が生じている。
において亜鉛極は下記の反応が生じている。
Zn＋20H-→ZnO＋H2O＋2e …… Zn＋40H-Zn（OH▲）−− ４▼＋2e …… 式が主反応として生じるが式の反応が同時に進行
し、亜鉛酸イオンとして電解液中に溶解する。この亜鉛
酸イオンが充電時に樹枝状或いは海綿状に電着するもの
であり、又亜鉛酸イオンとして溶解するために亜鉛極表
面の亜鉛濃度が低下するのである。
し、亜鉛酸イオンとして電解液中に溶解する。この亜鉛
酸イオンが充電時に樹枝状或いは海綿状に電着するもの
であり、又亜鉛酸イオンとして溶解するために亜鉛極表
面の亜鉛濃度が低下するのである。
従つて、放電時に生成される亜鉛酸イオンが電解液中に
溶出するのを抑えることによりの種電池のサイクル特性
を改善しうることがわかる。そこで亜鉛極にカドミウム
化合物を添加することが提案されている。この提案によ
れば、亜鉛極のカドミウム化合物は、初期充電により金
属カドミウムを形成し、この金属カドミウムの導電度が
高く、又カドミウムの添加により亜鉛の作用表面積が増
大することにより亜鉛活物質の溶解脱落、収縮、結晶化
を防止してアルカリ亜鉛蓄電池のサイクル寿命を向上す
るものである。
溶出するのを抑えることによりの種電池のサイクル特性
を改善しうることがわかる。そこで亜鉛極にカドミウム
化合物を添加することが提案されている。この提案によ
れば、亜鉛極のカドミウム化合物は、初期充電により金
属カドミウムを形成し、この金属カドミウムの導電度が
高く、又カドミウムの添加により亜鉛の作用表面積が増
大することにより亜鉛活物質の溶解脱落、収縮、結晶化
を防止してアルカリ亜鉛蓄電池のサイクル寿命を向上す
るものである。
ところがその後の研究によれば、カドミウム化合物は、
サイクルが進むにつれて不働態化現象がみられ、不働態
膜カドミウム層が抵抗となり、電池性能を劣化させるこ
とが判明した。
サイクルが進むにつれて不働態化現象がみられ、不働態
膜カドミウム層が抵抗となり、電池性能を劣化させるこ
とが判明した。
本発明はかかる点に鑑み発明されたものにして、酸化カ
ドミウムと水酸化インジウムを亜鉛活物質中に現在した
亜鉛極を提供せんとするものであり、酸化カドミウムと
水酸化インジウムとを使用することにより、カドミウム
の不働態化を防止するものである。
ドミウムと水酸化インジウムを亜鉛活物質中に現在した
亜鉛極を提供せんとするものであり、酸化カドミウムと
水酸化インジウムとを使用することにより、カドミウム
の不働態化を防止するものである。
以下本発明の一実施例を説明する。
実施例 酸化亜鉛粉末80重量％、金属亜鉛粉末８重量％、添加剤
として酸化カドミウム５重量％及び水酸化インジウム２
重量％を十分混合し、この混合粉末にフツ素樹脂（PTF
E）デスパージヨン（濃度60％）５重量％と水50重量％
を加え、混練してペースト状となし、このペーストを多
孔性金属集電体に塗着・乾燥して亜鉛極を形成する。
として酸化カドミウム５重量％及び水酸化インジウム２
重量％を十分混合し、この混合粉末にフツ素樹脂（PTF
E）デスパージヨン（濃度60％）５重量％と水50重量％
を加え、混練してペースト状となし、このペーストを多
孔性金属集電体に塗着・乾燥して亜鉛極を形成する。
ついでこの亜鉛極を用いてニツケル−亜鉛蓄電池（Ａ）
を作成した。この陽極は焼結式ニツケル極を用い、セパ
レータとしては、セロフアンと多孔性ナイロン不織布を
重ね合せて用いた。
を作成した。この陽極は焼結式ニツケル極を用い、セパ
レータとしては、セロフアンと多孔性ナイロン不織布を
重ね合せて用いた。
比較のため、実施例における添加剤として酸化カドミウ
ム一種のみを使用した亜鉛極を形成し、この亜鉛極を用
いて他の条件は実施例と同一のニツケル−亜鉛蓄電池
（Ｂ）を作成した。また実施例における添加剤として水
酸化インジウム一種のみを使用した亜鉛極を形成し、こ
の亜鉛極を用いて他の条件は実施例と同一のニツケル−
亜鉛蓄電池（Ｃ）を作成した。
ム一種のみを使用した亜鉛極を形成し、この亜鉛極を用
いて他の条件は実施例と同一のニツケル−亜鉛蓄電池
（Ｂ）を作成した。また実施例における添加剤として水
酸化インジウム一種のみを使用した亜鉛極を形成し、こ
の亜鉛極を用いて他の条件は実施例と同一のニツケル−
亜鉛蓄電池（Ｃ）を作成した。
図面はこれらの蓄電池のサイクル特性比較図であり、特
性（Ａ）乃至（Ｃ）は、同一符号を付した蓄電池のサイ
クル特性である。充放電条件は、容量800mAHの蓄電池を
150mAで６時間充電した後、150mAで放電し、蓄電池電圧
が1.0Vに達するとき放電を停止するものである。この比
較図から、亜鉛極に酸化カドミウムと水酸化インジウム
を混在した本発明による亜鉛極を用いた蓄電池のサイク
ル特性（Ａ）が、亜鉛極にその一方の添加剤のみを用い
たもの（Ｂ）及び（Ｃ）に比し、優れることがわかる。
性（Ａ）乃至（Ｃ）は、同一符号を付した蓄電池のサイ
クル特性である。充放電条件は、容量800mAHの蓄電池を
150mAで６時間充電した後、150mAで放電し、蓄電池電圧
が1.0Vに達するとき放電を停止するものである。この比
較図から、亜鉛極に酸化カドミウムと水酸化インジウム
を混在した本発明による亜鉛極を用いた蓄電池のサイク
ル特性（Ａ）が、亜鉛極にその一方の添加剤のみを用い
たもの（Ｂ）及び（Ｃ）に比し、優れることがわかる。
この理由は次の点にあると考えられる。
第１に、酸化カドミウムは電極の導電材として使用され
るもので、酸化還元電位が亜鉛より貴である。このため
充電時に酸化亜鉛より先に充電されて金属カドミウムに
還元され、この金属カドミウムが電極の導電材として働
らく。
るもので、酸化還元電位が亜鉛より貴である。このため
充電時に酸化亜鉛より先に充電されて金属カドミウムに
還元され、この金属カドミウムが電極の導電材として働
らく。
第２に、酸化カドミウム及び水酸化インジウムは亜鉛よ
り水素過電圧が高いので、亜鉛の自己放電を防止し、亜
鉛極からの水素ガス発生を防止する。
り水素過電圧が高いので、亜鉛の自己放電を防止し、亜
鉛極からの水素ガス発生を防止する。
第３に、水酸化インジウムは添加剤の酸化カドミウムの
不働態化を防止すると共に充電時亜鉛の金属格子中にイ
ンジウムが電析し、これが次の亜鉛電析の核となり、均
一な亜鉛の電析が行なわれる。
不働態化を防止すると共に充電時亜鉛の金属格子中にイ
ンジウムが電析し、これが次の亜鉛電析の核となり、均
一な亜鉛の電析が行なわれる。
第４に水酸化インジウムは電解液に対する馴染みがよ
く、この水酸化インジウムが亜鉛極に均一に分散されて
いるため、電解液が亜鉛極中に均一に拡散され易くな
り、亜鉛の両電着が均一化すると共に亜鉛の有効面積を
増大させ、放電特性を良好にする。
く、この水酸化インジウムが亜鉛極に均一に分散されて
いるため、電解液が亜鉛極中に均一に拡散され易くな
り、亜鉛の両電着が均一化すると共に亜鉛の有効面積を
増大させ、放電特性を良好にする。
以上の如く本発明は、亜鉛活物質中に酸化カドミウムと
水酸化インジウムを混在したことを特徴とする亜鉛極で
あるから、水酸化インジウムにより酸化カドミウムの不
働態化を防止することにより、上記亜鉛極のサイクル寿
命を改善することができ、その工業的価値大なるもので
ある。
水酸化インジウムを混在したことを特徴とする亜鉛極で
あるから、水酸化インジウムにより酸化カドミウムの不
働態化を防止することにより、上記亜鉛極のサイクル寿
命を改善することができ、その工業的価値大なるもので
ある。
図面は本発明による亜鉛極及び本発明の前提となる亜鉛
極を用いたニツケル−亜鉛蓄電池のサイクル特性比較図
である。
極を用いたニツケル−亜鉛蓄電池のサイクル特性比較図
である。
Claims (1)
- 【請求項１】亜鉛活物質中に酸化カドミニウムと水酸化
インジウムとを混在したことを特徴とする亜鉛極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57020560A JPH079804B2 (ja) | 1982-02-09 | 1982-02-09 | 亜鉛極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57020560A JPH079804B2 (ja) | 1982-02-09 | 1982-02-09 | 亜鉛極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58137966A JPS58137966A (ja) | 1983-08-16 |
| JPH079804B2 true JPH079804B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=12030540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57020560A Expired - Lifetime JPH079804B2 (ja) | 1982-02-09 | 1982-02-09 | 亜鉛極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079804B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61104564A (ja) * | 1984-10-25 | 1986-05-22 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49112125A (ja) * | 1973-02-28 | 1974-10-25 |
-
1982
- 1982-02-09 JP JP57020560A patent/JPH079804B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49112125A (ja) * | 1973-02-28 | 1974-10-25 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58137966A (ja) | 1983-08-16 |
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