JPS58126667A - ニツケル亜鉛電池 - Google Patents

ニツケル亜鉛電池

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JPS58126667A
JPS58126667A JP57007946A JP794682A JPS58126667A JP S58126667 A JPS58126667 A JP S58126667A JP 57007946 A JP57007946 A JP 57007946A JP 794682 A JP794682 A JP 794682A JP S58126667 A JPS58126667 A JP S58126667A
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JP
Japan
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zinc
nickel
separators
nickel layer
bag
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Application number
JP57007946A
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English (en)
Inventor
Katsuji Iwai
岩井 克「あ」
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Japan Storage Battery Co Ltd
Nihon Denchi KK
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
Nihon Denchi KK
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Publication date
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    • H01M10/24Alkaline accumulators
    • H01M10/30Nickel accumulators
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水岬化ニッケルを活物質とずろ正働仮と・虫沿
を活物べとする負礪仮々びセパレータ等から(阿成さ!
する、憚り返し充放電の可能なニッケル亜鉛、[相に関
するものである。本発明の目的とするところは、外fl
liこ多孔性のニッケルーを自゛する不4市の袋に正碓
仮を挿入する構成をとることにより、光電中に負鳴板の
亜鉛から成長して米ろ亜鉛デンドライトによる正負−板
間の内部ショートをう15IJ:fろことにある。
従采のニッケル亜鉛電池は、例えば焼結式水酸化ニッケ
ル正−仮と酸化*沿!1どのa給酸化物の粉末を合Fi
、樹脂の結着剤と共に砿りこれを雫°イ体に*ff1L
J:負鴎板とをセパレータを介してt−内に対向させて
配置し、酸化曲E1などhI@相させTコ苛性カリ水6
欣からなる電m孜を圧入して構成されている。この電池
は外部の直流電力にまり光電を受ける場合には0式に示
す様1こ右から左への電気化学反応がおこり、放電の場
合には、光イとは逆に左から右への電気化学反応がおこ
る。
そして充電が完了すると、正礒仮からは酸素ガスが、負
鴫仮からは水素ガスが@化する。
充放電の出来るt池としては、ait亀、ニッケルカド
ミウム電池が代表的なものであるが、これらのtaにく
らべてニッケル曲fi[池がもつ鏝大の問題点は、負鳴
仮の活物べである亜鉛あるいは放電状態の活ワ質酸化亜
鉛(ZnO)および水酸化亜@ (Zn(Ofi)g)
が電解孜齋こ可削性であるということである。このこと
は充放電によって常に負噛板の杉状か変化することであ
る。まfこ光電においては光イ嵯流の分布の不均一など
によって、vL龜仮の表面に部分的に樹枝状の亜鉛が析
出し、才なわら、いわゆる曲鉛テ゛ンドライトが成長し
、その先端が正晦仮へ+1!すると、内部ショートをお
こし電池の寿命を短縮する。これを防+hする1こめに
、市負倫仮には数十〜eiオングストロームの細孔を葺
するポリエチレン、ポリプロピレノ、あるいはセルロー
ズからなる横がセパレータとして挿入されるのが一般I
下1である。しかし、Oれらのセパレータを1〜3ボに
IE負極間に配しても、昨鉛デンドライトによる内部シ
ョートを防ぐことは出来なイ(1)か現実でbる。又、
これらのセパレータヲサら1こ多重に使用するとショー
トのおこる確率は低くなるが、この種のセパレータは細
孔の大きさが?fの様に小七いアコめ、正負−間に介在
させた場合成他の内部抵抗が大きくなり、放電特性を著
しく態くするというあらにな問題が発生する。
本発明はこれらの欠点を除去し、放電特性のすぐれ1こ
、辻つ寿命の長い電池を得ようとするもので、第1図は
本発明による二′ノケル唾船電池の嘴成の1実烏例をボ
て図である。(1)が焼結式水酸化ニッケル極などで代
表されるニッケルiE a 仮で、(2)が該1仮のリ
ードである。(sr、(sIが酸化亜鉛などの亜鉛峻化
物と結着剤などとの混線物を金−網等からなろ集電体に
塗布しtコ亜鉛負極板で、(41(4(が該慟ン 仮のリードである。(5)はtfllで一般には今成廻
噛からなり(6)が圧欣栓である。(7)は4.@欣で
ある。
(81(FI)+9+ +9′+が従来のニッケル亜鉛
W1.池1こ一般的lこ使)ツノ 用されろセパレータ鮮である。これらの中で+81 (
srは[解触を吸収保持するためのセパレータで、一般
にはナイロンIa帷、ポリプロピレン4A維あるいは、
両者の毘合噛維からなる01〜o、 a m程度の厚さ
を有する不織布が使用される。+91 +9+が#沿デ
ノ ンドライトによるショートを防I):fる1こめのセパ
レータで、セロファン没びポリエチレンあるいはポリプ
ロピレンからなる数十ないし数aオングストロームの細
孔を有する微孔性膜状セパレータでこれらを2′@ある
いは8tにかさねで使用されるのが一般的である。尚、
以ヒのflIなt池構成であれば、従来のニッケル亜鉛
を池である。
(10)は、外側に多孔性のニッケル+d(11)を有
するナイロン、ポリプロピレン@維ちるいは両者の混合
塙m等の不織布で袋状に成形されており、その内容及び
製作5法の具体例は欠の通りである。
〔例 1〕 j学さ0.8 ffのナイロン礒維叉はポリプロピレン
*惟の不織布の片面に、カーボニルニッケル粉末(例え
ばインコ社製、タイプ255ニッケル扮未)をl w1
%のCM C水溶液に電臆比にしてl:lの割合で加え
よく攪拌したものをスプレーガンで肉眼で不織布の硼維
が見えなくなる程度に吹つけ、50〜81)℃にて屹燥
才ろ。欠にニッケル層の島る(Il!lを外にして、不
織布の熱溶着にマノ袋状に成形する。尚、不織布を熱溶
着にて袋状に成形して後、その外(則にF述の方法でニ
ッケル粉末の吹つけ、乾燥の操作を行r(つても同様で
ある。又いずれの場合も吹つけ1:ニッケルが袋の円面
にまで達しない様番こ注意する乙とが必要である。
〔例 2〕 カーボニルニッケル粉末1こテフロン4A脂扮未のディ
スパージョン液を加えてペースト状とし、これをロール
を用いてショート状にしTこ侵、n訳本織布に圧着する
。その後、例1と同様乾燥して袋状に成形する。ディス
パージョンの電は1例として、ニッケル粉末20gに対
して10C’l’1jltである。
又、ニッケルのノートの厚さとしては、01〜08−程
度が適当である。
尚、不織布の表面+?、、4孔性ニッケルJ−を形成す
る方法は各檀接′II剤を使用するなど多くあり、本発
明に於いてはその方法を限定するものではない。
多孔性ニッケル層は電解液、各種イオンを自由に通過さ
せるもので正1板(11とは不織布(10月こよって電
気的に絶縁されていなければならない。
欠に本発明Iこおける充電中の亜鉛デンドライトの生成
にまる内部ショートを防止才ろ1東理について説明する
1111図の電池を繰り返し充放電にかけると曲鉛負崗
板ts+、ta(中の亜鉛活物活物質は、比較的初期に
電解触IQ IIV保持用セパレータ(8)、(8’)
の内に進入するが、敵孔性慢伏セパレータ+9+、t9
i中には、容易に進入しない。しかし、光放電が数釘す
イクル繰り返されると亜鉛は漢状セパレータ+91.(
91の中にも進入し、これに1伏セパレータ(91,+
91の劣化がかさなると、亜鉛がセパレータL91 (
cfiを貫通し、従来の電池では1こち(ち+Em板(
11に到達しビ]部ショートをおこす。
内部ンヨートもirJ明の間は小さい場合もあるが、少
さい内部ノヨートでも、そこIこは大を流が流れるfこ
め1.部分的r(発熱がおこり、これによってセパレー
タがIイはついには、大きな内部ンヨートをおこして電
池を寿命にいたら1.める、この様な現象は光電によっ
て1尾された負捲仮の活物質である金−亜鉛1こよって
ひきおこされろ。
しかしζCがら、本発明の如く、多孔性のニッケルN4
(IIJをa−rる不繊布の袋(10)の中にiE働板
を配+dしておくと、幌伏セパレータ(9)(mlを通
過して来) fこ亜鉛デンドライトが多孔性のニッケル層に接触才ろ
と0式の反応によりニッケル表面より水素ガスが間中じ
て亜鉛は酸化亜鉛に変化し、酸化亜鉛Zn +HzO−
4ZnU 十Ht  ↑  ・・・・・・川・  ■(
21コがって従来のニッケル曲沿t7tllの様に鐵孔
性模状セパレータ(91,(9)が劣化しtこ侵、ある
いは何等かのtl由によって、これらのセパレータ(9
1+9!が損傷を受は亜鉛の通過の自由になった後でも
、亜鉛デンドライトによる内部ショートを1M+hする
ことが可能となる。
本発明の効果を実施するtコめに、@1図Iこ承1゜1
こ本発明による電池として、多孔性ニッケル層(11ン
をもうけた袋状の不*15(letを前述し1こ例1に
よって製作したものを用いた11L池A)例2によって
製作したものを用いた電池中)の2禰類を製作した。ニ
ッケルII (111の厚さは(勾は0.1m*(均は
0.2縛叉バネ嘩布(10)はいずれもポリプロピレン
の02Nのものを使用した。その他のセパレータ(8)
(81には、従来電池と同様ナイロンの厚さ02■の不
繊布を、(9)にはポリプロピレンの微孔性僕状セパレ
ータを2電に用いた。欠に従来形の電池として、セパレ
ータ+s+、tsfと(9)として本発明品と同様のセ
パレータをatに用いにもの伎び5′@(こ用い1こモ
ノを作1) @ Jj (D 19成)4電ヲ(cl*
酋1)l トI、f:。
尚、iE働画数はいずれも焼結式水酸化ニッケル離数、
負咄斂には酸化亜鉛を合成S脂結看材で練って根〇集イ
体に塗布しTコものを用い、′(池の公称容気としては
10Ahとした。
こtlら、/)[[@(A+(B)0)0をまず25℃
にわいて3Aで4時1川充電しfコ後、5Aで電池室1
王が1.、OVになるまで枚イし、籾朋放電特性を輌べ
た結果は第2図に承ずとおりで、本発明品(N世)と従
来品(qとは、はとんど差がなかつ−が、従来品(均(
こついては蝋孔畔横伏セパレータを5重(こかさねた1
こめ゛イ咄の内部抵抗が大% (f(す(〜(B+ (
(J !池より悪い特注を・六じfコ。欠に、3Aで4
時間光冒し、3Aで電池イI王がIOvになるまで放電
する充放買込35’Ctこおいて→り返し行ない、電池
の容竜の低下の1子を調べた。結果は第8閃に示す様に
、いずれの電池も谷蝋は次第に低下するが、従来品(Q
は約200回で内部ショートにより寿命がつき0は初期
から谷蝋が少なく、4つ約400回で0と同様、内部シ
ョートで寿命がつきfこ。しかし、本発明情(〜は約5
00回経過しても谷嫌は公称谷1tlOAhの約90%
を維持し、内部ショートの徴候は全<Mg−t>らであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本硝明(こよるニッケル亜;at池の1実施例
を示す図で、第2図、第8図は本発明にょる[/lit
と従来の電池との特性の比較図である。 1・・・・・正−仮、3,3・・・・−・負鴎仮、8,
8・・・・不織布カベなろセパレータ、  9.J・・
・ 微孔件嗅状セパレータ、lO・・・・・・袋状に成
形された不4i市。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 外1Illこ番孔性のニッケルーを何するナイロン−雄
    、ポリプロピレン繊維あるいは、両者の混合線f#咎の
    不・It市を袋状壕こ成形し、該袋内(こ正鴎仮を挿入
    し、その外1こセパレータ屏を介して負竜仮をへ己呟し
    fこ(4成を特徴と才ろニッケル0!沿醒池。
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