JPH1083830A - アルカリ二次電池 - Google Patents
アルカリ二次電池Info
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- JPH1083830A JPH1083830A JP8261417A JP26141796A JPH1083830A JP H1083830 A JPH1083830 A JP H1083830A JP 8261417 A JP8261417 A JP 8261417A JP 26141796 A JP26141796 A JP 26141796A JP H1083830 A JPH1083830 A JP H1083830A
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- 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
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Abstract
が高く、有害物質を含まず安全性に優れ、且つ安価なア
ルカリ亜鉛二次電池を実用化する。 【解決手段】平均粒子径１μｍの酸化亜鉛５０重量部と
平均粒子径５μｍの亜鉛粉５０重量部とを乾式撹拌し、
ＰＴＦＥをバインダーとして結着させた負極活物質シー
トを、空隙率が５０〜３３％となるように圧延ロール・
油圧プレスを用いて純銅エキスパンドメタルに圧着し、
集電体を含んだ負極１を得た。これを焼結式水酸化ニッ
ケル正極２とセパレータ３を介して捲回し、密閉型アル
カリ亜鉛電池を作成した。得られた電池の放電容量を測
定して、大幅なサイクル性の向上が確認された。
Description
に関し、さらに詳しくはサイクル寿命を向上できる亜鉛
負極を用いたアルカリ二次電池に関する。
ータブル電子機器が広く普及し、その駆動電源として軽
量、小型で高容量の二次電池が強く要求されている。こ
れらの要求に答えるものとして、負極に亜鉛を用いたア
ルカリ二次電池の研究が行われているが、放電時に亜鉛
がアルカリ電解液に溶解することから充電時に不均一な
亜鉛が析出し、樹枝状結晶（デンドライト）の成長によ
る短絡を生ずる。また、放電時に生成した導電性に乏し
い酸化物は、充電時に亜鉛に還元され難く、且つ充放電
サイクルの進行と共に実質的に活物質の減少を生じ、充
放電容量の低下の原因となっている。これらの対策とし
て、有機化合物を電解液に添加して亜鉛の溶解度を下げ
る試みや、電解液量を制限したり、あるいは溶解した亜
鉛イオンの拡散を制御すること等が提案されているが、
その効果は充分ではなくサイクル性の悪さから亜鉛極を
用いた二次電池は実用化がなされていない。
ルカリ亜鉛二次電池は、放電時における亜鉛の溶解性の
問題からサイクル特性が悪いという問題があった。この
ため本発明は、単位重量当たりのエネルギー密度と作動
電圧が高く、有害物質を含まず安全性に優れ、且つ安価
なアルカリ亜鉛二次電池の実用化を目的とするものであ
る。
題を解決するために鋭意研究したところ、負極活物質の
空隙率とアルカリ亜鉛二次電池のサイクル性との間に密
接な関係があることを見出し、本発明を提出することが
できた。すなわち本発明は、第１に、亜鉛または酸化亜
鉛の少なくとも一方を主成分とする負極活物質を用いた
亜鉛負極が５０％以下の空隙率を持つように負極活物質
を構成したことを特徴とするアルカリ二次電池；第２
に、亜鉛または酸化亜鉛の少なくとも一方を主成分とし
且つその粒子表面を銅で被覆した負極活物質を用いた亜
鉛負極が５０％以下の空隙率を持つように負極活物質を
構成したことを特徴とするアルカリ二次電池である。
いては現在のところ明確でないが、下記のように推測さ
れる。本発明においては、亜鉛負極中の空隙率が５０％
以下であるよう負極活物質を加圧成型しているため、充
放電時の電流分布が均一となり、不均一な亜鉛の析出お
よび溶解を抑制することができる。また、活物質と集電
体の密着性が向上することによって、酸化物の還元が容
易となり、充放電サイクルの進行に伴い実質的に活物質
が減少するという現象を抑制することができる。
よって定義される。 空隙率(%)＝［(Ｖall−Ｖcol−ＶZnO−ＶZn）／(Ｖall
−Ｖcol)］ × １００ Ｖall ：負極体積 Ｖcol ：集電体体積 ＶZnO ：酸化亜鉛体積＝酸化亜鉛配合量／５．６（ｇ／
ｃｍ3 ） ＶZn：亜鉛体積＝亜鉛配合量／７．１（ｇ／ｃｍ3 ） 亜鉛負極中の空隙率を３０％以下とした場合は、正極と
負極をセパレータを介して捲回した電池構造においては
活物質の剥離が目立ち好ましくないが、電池槽に板状の
正極と負極をセパレータを介して詰め込む構造であれ
ば、活物質の剥離を生ぜず空隙率が３０％以下の亜鉛負
極でも使用できる。以下実施例をもって詳細に説明する
が、本発明の範囲は以下に限定されるものではない。実
施例および比較例で用いた測定セルの断面を模式的に図
１に示す。
平均粒子径５μｍの亜鉛粉５０重量部とを乾式で３時間
撹拌し、ＰＴＦＥをバインダーとして結着させた負極活
物質シートを、空隙率が表１に示すように５０〜３３％
となるように必要に応じて圧延ロールや油圧プレスを用
いて、厚さ０．２８ｍｍの純銅エキスパンドメタルに圧
着し、寸法が３．５ｘ３．５ｃｍで、集電体を含んだ厚
みが０．９ｍｍの負極１を５組得た。得られた各負極１
を用いて、これを公知の焼結式水酸化ニッケル正極２と
セパレータ３を介して捲回し、公称容量５００ｍＡｈの
密閉型アルカリ亜鉛電池を作成した。なお、セパレータ
３としてナイロン製不織布およびセロファンを用い、電
解液として酸化亜鉛を飽和させた４５ｗｔ％のＫＯＨ水
溶液に０．５％水酸化インジウムを添加したものを用い
た。このようにして得た各密閉型アルカリ亜鉛電池Ｎ
ｏ．１〜５について、２０℃で、２６０ｍＡの充電電流
で２時間充電した後、２６０ｍＡの放電電流で１．２Ｖ
まで放電した時の放電容量を測定し、５０サイクル目お
よび１００サイクル目におけるこれらの結果を表１に併
せて示した。
撹拌しながら、これに硝酸銅水溶液を添加後乾燥して５
ｗｔ％の銅で被覆された亜鉛粉を製作した。この銅被覆
亜鉛粉を用いた以外は実施例１と同様にして、表１に示
すように空隙率４０％の密閉型アルカリ亜鉛電池Ｎｏ．
６を作成して５０サイクル目および１００サイクル目に
おける放電容量を測定し、その結果を表１に併せて示し
た。
様にして密閉型アルカリ二次電池Ｎｏ．７を得、５０サ
イクル目および１００サイクル目における放電容量を測
定し、その結果を表１に併せて示した。表１から、比較
例１の空隙率が５５％の場合に比べ、本発明のように空
隙率が５０〜３３％の場合には、放電容量の低下が緩や
かで大幅にサイクル性が向上していることが分かる。ま
た、銅被覆亜鉛粉を用いた実施例２の場合、１００サイ
クル経過後でも放電容量の低下が見られず、実施例１の
場合よりもさらにサイクル性が向上していることが確認
された。
亜鉛の溶解・析出を抑制できるため、デンドライトの発
生を抑制したり、不動態の還元が良好に行われるため、
充放電サイクルの進行に伴う活物質量の減少が抑制さ
れ、実用に耐え得る長寿命のアルカリ亜鉛二次電池を提
供できるようになった。
ルの断面模式図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 亜鉛または酸化亜鉛の少なくとも一方を
主成分とする負極活物質を用いた亜鉛負極が５０％以下
の空隙率を持つように負極活物質を構成したことを特徴
とするアルカリ二次電池。 - 【請求項２】 上記負極活物質は、活物質粒子の表面を
銅で被覆していることを特徴とする請求項１記載のアル
カリ二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26141796A JP3818705B2 (ja) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | アルカリ二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26141796A JP3818705B2 (ja) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | アルカリ二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1083830A true JPH1083830A (ja) | 1998-03-31 |
| JP3818705B2 JP3818705B2 (ja) | 2006-09-06 |
Family
ID=17361591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26141796A Expired - Lifetime JP3818705B2 (ja) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | アルカリ二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3818705B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014026951A (ja) * | 2011-08-23 | 2014-02-06 | Nippon Shokubai Co Ltd | 亜鉛負極合剤及び該亜鉛負極合剤を使用した電池 |
| CN110061194A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-07-26 | 镇江高吉能源科技有限公司 | 一种锌镍二次电池的锌负极结构及其制作工艺 |
-
1996
- 1996-09-10 JP JP26141796A patent/JP3818705B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014026951A (ja) * | 2011-08-23 | 2014-02-06 | Nippon Shokubai Co Ltd | 亜鉛負極合剤及び該亜鉛負極合剤を使用した電池 |
| CN110061194A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-07-26 | 镇江高吉能源科技有限公司 | 一种锌镍二次电池的锌负极结构及其制作工艺 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3818705B2 (ja) | 2006-09-06 |
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