JPS58137964A - アルカリ亜鉛蓄電池 - Google Patents
アルカリ亜鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPS58137964A JPS58137964A JP57020559A JP2055982A JPS58137964A JP S58137964 A JPS58137964 A JP S58137964A JP 57020559 A JP57020559 A JP 57020559A JP 2055982 A JP2055982 A JP 2055982A JP S58137964 A JPS58137964 A JP S58137964A
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- JP
- Japan
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- zinc
- cadmium
- compound
- material layer
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- 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.)
- Granted
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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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はニッケル−亜鉛電池、銀−亜鉛蓄電池のように
陰極活動質として亜鉛を用いるアルカリ亜鉛蓄電池に関
し、特に亜鉛板の改良に関する。
陰極活動質として亜鉛を用いるアルカリ亜鉛蓄電池に関
し、特に亜鉛板の改良に関する。
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さく、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綱扶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起す。ま
た亜鉛極は通常亜鉛活物質に結着剤を加え、混練し九ペ
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って
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
割合が増大して電導性及び含液性が低下することになね
、亜鉛極内部における反応が起り難くな沙電池容量が低
下するっ ・ 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っＺｎ
＋ ２０）ｒ −＋ ＺｎＯ＋ Ｈ２Ｏ＋ ２ｅ ・
・・・・・■Ｚｎ＋４０８ ＋Ｚｎ（ＯＨ）ｓ ＋
２ｅ＝■■式が主反応として生じるが０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杖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丸めに亜
鉛極表面の亜鉛層・度が低下するのである。。
重量当りのエネルギー密度が大さく、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綱扶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起す。ま
た亜鉛極は通常亜鉛活物質に結着剤を加え、混練し九ペ
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って
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
割合が増大して電導性及び含液性が低下することになね
、亜鉛極内部における反応が起り難くな沙電池容量が低
下するっ ・ 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っＺｎ
＋ ２０）ｒ −＋ ＺｎＯ＋ Ｈ２Ｏ＋ ２ｅ ・
・・・・・■Ｚｎ＋４０８ ＋Ｚｎ（ＯＨ）ｓ ＋
２ｅ＝■■式が主反応として生じるが０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杖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丸めに亜
鉛極表面の亜鉛層・度が低下するのである。。
従って、放電時忙生成される亜鉛酸イオンが電解雇中に
溶出するのを抑えることによりこの種電池のサイクル特
性を改善しうろことがわかる。
溶出するのを抑えることによりこの種電池のサイクル特
性を改善しうろことがわかる。
そこでカドミウム化合物を添加せる亜鉛活物質層の表面
に、カドミウム化合物層を形成してなる曲鉛極を備え九
アルカリ亜鉛蓄電池を先に提案した。この提案によれば
、亜鉛活物質層の表面のカドミウム化合物層は、初期充
電により金属力ドミクム層を形成し、亜鉛活物質層が電
解液の保持体であるセパレークもしくは電解液自体と直
接接していないので、放電反応により生成する亜鉛酸イ
オンが非常に少なくなる。このため充電反応により生ず
る樹枝状あるいは海綿状の電着亜鉛の生成が少く、ま九
亜鉛活物質層の表面部における亜鉛濃度の低下が抑制さ
れるので、サイクル特性が向上するものである。
に、カドミウム化合物層を形成してなる曲鉛極を備え九
アルカリ亜鉛蓄電池を先に提案した。この提案によれば
、亜鉛活物質層の表面のカドミウム化合物層は、初期充
電により金属力ドミクム層を形成し、亜鉛活物質層が電
解液の保持体であるセパレークもしくは電解液自体と直
接接していないので、放電反応により生成する亜鉛酸イ
オンが非常に少なくなる。このため充電反応により生ず
る樹枝状あるいは海綿状の電着亜鉛の生成が少く、ま九
亜鉛活物質層の表面部における亜鉛濃度の低下が抑制さ
れるので、サイクル特性が向上するものである。
ところがその後の研究によれば、表面のカドミウム化合
物層は、サイクルが進むにつれて不働態化現象がみられ
、不倫ＩＩ膜カドミクム層が抵抗となり、電池性能を劣
下させることが判明したつ本発明はかかる点Ｋｆｌｉｔ
み発明されたものにして、亜鉛活物質層の表面に、カド
ミウム化合物とインジクム化合物の混合層を形成してな
るや船種を備え九アルカリ亜鉛蓄電池を提供せんとする
ものであ抄、カドミウム化合物とインジクム化合物とを
使用することにより、カドミウムの不働塾化を防止する
ものである。
物層は、サイクルが進むにつれて不働態化現象がみられ
、不倫ＩＩ膜カドミクム層が抵抗となり、電池性能を劣
下させることが判明したつ本発明はかかる点Ｋｆｌｉｔ
み発明されたものにして、亜鉛活物質層の表面に、カド
ミウム化合物とインジクム化合物の混合層を形成してな
るや船種を備え九アルカリ亜鉛蓄電池を提供せんとする
ものであ抄、カドミウム化合物とインジクム化合物とを
使用することにより、カドミウムの不働塾化を防止する
ものである。
以下本発明の詳細な説明する。
実施例１
酸化曲船粉末８０重量％、金属亜鉛粉末８重量％、添加
剤として酸化力ドミクム５重量％及び水酸化インジウム
２重量％を十分混合し、この混合粉末にフッ素樹脂（Ｐ
ＴＦＥ）デスバージョン（濃度６０％）５重量％と水５
０重量％を加え、混練してペースト状となし、仁のペー
ストを銅又は鉄工りなる集電体に塗着・乾燥して亜鉛活
物質層を形成する。ついで酸化力ドミクム８０重量％、
金属力ドミクム１０重量％及び水酸化インジクム５重量
％を十分混合し、この混合粉末にフッ素樹脂デスバージ
ョン（濃度６０％）５重量％と水を加え、混練してペー
スト状にづる。このペーストを亜鉛活物質層の表面に塗
着し、乾燥させてカドミウム化合物の薄層を形成した後
圧着して曲鉛極とする。
剤として酸化力ドミクム５重量％及び水酸化インジウム
２重量％を十分混合し、この混合粉末にフッ素樹脂（Ｐ
ＴＦＥ）デスバージョン（濃度６０％）５重量％と水５
０重量％を加え、混練してペースト状となし、仁のペー
ストを銅又は鉄工りなる集電体に塗着・乾燥して亜鉛活
物質層を形成する。ついで酸化力ドミクム８０重量％、
金属力ドミクム１０重量％及び水酸化インジクム５重量
％を十分混合し、この混合粉末にフッ素樹脂デスバージ
ョン（濃度６０％）５重量％と水を加え、混練してペー
スト状にづる。このペーストを亜鉛活物質層の表面に塗
着し、乾燥させてカドミウム化合物の薄層を形成した後
圧着して曲鉛極とする。
このように形成した曲鉛極の断面図を第１図に示すっこ
の図面において、亜鉛極（１）は、カドミウム化合物と
インジクム化合物を添加した亜鉛活物質層（２１と、カ
ドミウム化合物とインジクム化合物の混合層（３）とか
らなり、該混合層の厚みは亜鉛活物質層（２）の厚みの
約省 〜酩程度であろう（４）は集電体であろう 第２図は上記曲鉛極（１１と公知のニッケル極を組合せ
て形成したニッケルー曲船蓄電池（３）の断面図である
。この図面において、（５）はニッケル極、（６）はセ
パレータ、（７）は保液層、（８）ａ電槽、（９）は電
槽蓋、ｕＩａυは正負極端子である。
の図面において、亜鉛極（１）は、カドミウム化合物と
インジクム化合物を添加した亜鉛活物質層（２１と、カ
ドミウム化合物とインジクム化合物の混合層（３）とか
らなり、該混合層の厚みは亜鉛活物質層（２）の厚みの
約省 〜酩程度であろう（４）は集電体であろう 第２図は上記曲鉛極（１１と公知のニッケル極を組合せ
て形成したニッケルー曲船蓄電池（３）の断面図である
。この図面において、（５）はニッケル極、（６）はセ
パレータ、（７）は保液層、（８）ａ電槽、（９）は電
槽蓋、ｕＩａυは正負極端子である。
実施例２
実施例１における亜鉛活物質層（１）の表ＥｉｉＫ１酸
化〃ドミクム、金属カドミウム及び水酸化インジウムと
の混合粉末を均一に分散配置して後圧着したものを亜鉛
極とし、他は実施例１と同様にアルカリ亜鉛蓄電池（Ｂ
）を作成した。
化〃ドミクム、金属カドミウム及び水酸化インジウムと
の混合粉末を均一に分散配置して後圧着したものを亜鉛
極とし、他は実施例１と同様にアルカリ亜鉛蓄電池（Ｂ
）を作成した。
そして比較のため、実施例１において亜鉛活物質層（２
）及び混合層（３）Ｋ大々水酸化インジクムを含まない
亜鉛極を備え、他の点は実施例１と同様の比較電池（ｅ
）を作成し九っ尚この比較電池において水酸化インジウ
ムの含有量に等しい分だけ、亜鉛活物質層（２）及び混
合層（３）における酸化カドミウムを増量した。
）及び混合層（３）Ｋ大々水酸化インジクムを含まない
亜鉛極を備え、他の点は実施例１と同様の比較電池（ｅ
）を作成し九っ尚この比較電池において水酸化インジウ
ムの含有量に等しい分だけ、亜鉛活物質層（２）及び混
合層（３）における酸化カドミウムを増量した。
第３図はこれらの蓄、電池のサイクル特性比較図であり
、特性囚乃至（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時間先題した後、１５０ｍＡで放電
し、蓄電池電圧がｔＯｖに連すると色、放電を停止する
ものである。このサイクル特性比較図から明らかなよう
に、本発明による蓄電池囚又は俤）は比較電池（Ｃ）に
比し、サイクル特性が向上するつ この理由を考察するに、亜鉛活物質層（２）及びその表
面の混合層（３）におけるカドミウム化合物の不艶感化
を、インジウムが防止しているためと考えられる。即ち
、混合層（３）に添加した水酸化インジウムは、カドニ
ウムが充放電する際、その表面で水酸イオン（０）ｒ）
と反応して生成する複雑なカドミウム峻化物あるい
け水酸化物を結晶化学的に歪を持った半導体的性質の組
成物に変えて、固相内におけるカドミクムイオンの輸送
や遊離した電子の移１を容易にし、抵抗上なる表面力ド
ミクムの不倫［１１１！形成を防止するっまた亜鉛活物
質層（２）に添加し九水峻化インジクムは、添加剤の酸
化力ドミクムの不動１他を防止すると共に亜鉛の金属１
°−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っ以上の如く
本発明は、カドミクム化合物とインジウム化合物を添加
せる亜鉛活物質層の表面に、カドミクム化合物とインジ
ウム化合物の混合層を形成してなる亜鉛極を用いるもの
であるから、アルカリ亜鉛蓄電池のサイクル特性を改善
することができ、その工業的価値大なるものである。
、特性囚乃至（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時間先題した後、１５０ｍＡで放電
し、蓄電池電圧がｔＯｖに連すると色、放電を停止する
ものである。このサイクル特性比較図から明らかなよう
に、本発明による蓄電池囚又は俤）は比較電池（Ｃ）に
比し、サイクル特性が向上するつ この理由を考察するに、亜鉛活物質層（２）及びその表
面の混合層（３）におけるカドミウム化合物の不艶感化
を、インジウムが防止しているためと考えられる。即ち
、混合層（３）に添加した水酸化インジウムは、カドニ
ウムが充放電する際、その表面で水酸イオン（０）ｒ）
と反応して生成する複雑なカドミウム峻化物あるい
け水酸化物を結晶化学的に歪を持った半導体的性質の組
成物に変えて、固相内におけるカドミクムイオンの輸送
や遊離した電子の移１を容易にし、抵抗上なる表面力ド
ミクムの不倫［１１１！形成を防止するっまた亜鉛活物
質層（２）に添加し九水峻化インジクムは、添加剤の酸
化力ドミクムの不動１他を防止すると共に亜鉛の金属１
°−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っ以上の如く
本発明は、カドミクム化合物とインジウム化合物を添加
せる亜鉛活物質層の表面に、カドミクム化合物とインジ
ウム化合物の混合層を形成してなる亜鉛極を用いるもの
であるから、アルカリ亜鉛蓄電池のサイクル特性を改善
することができ、その工業的価値大なるものである。
第１図は本発明による亜鉛極の断面図、第２図は同曲船
橋を用いたニッケルー亜鉛蓄電池の断面図、第３図は本
発明による蓄電池と比較電池のサイクル特性比較図であ
る。 （２１・・・亜鉛活物質層、（３）・・・混合層、（１
）・・・亜鉛極。
橋を用いたニッケルー亜鉛蓄電池の断面図、第３図は本
発明による蓄電池と比較電池のサイクル特性比較図であ
る。 （２１・・・亜鉛活物質層、（３）・・・混合層、（１
）・・・亜鉛極。
Claims (1)
- （１）カドミクム化合物とインジクム化合物を添加せる
亜鉛活物質層の表面に、カドミクム化合物とインジウム
化合物の混合層を形成してなる亜鉛極を備えたアルカリ
亜鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57020559A JPS58137964A (ja) | 1982-02-09 | 1982-02-09 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57020559A JPS58137964A (ja) | 1982-02-09 | 1982-02-09 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58137964A true JPS58137964A (ja) | 1983-08-16 |
| JPH0252386B2 JPH0252386B2 (ja) | 1990-11-13 |
Family
ID=12030511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57020559A Granted JPS58137964A (ja) | 1982-02-09 | 1982-02-09 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58137964A (ja) |
Cited By (1)
| 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 |
-
1982
- 1982-02-09 JP JP57020559A patent/JPS58137964A/ja active Granted
Cited By (1)
| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0252386B2 (ja) | 1990-11-13 |
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