JPS58197664A - アルカリ亜鉛二次電池 - Google Patents
アルカリ亜鉛二次電池Info
- Publication number
- JPS58197664A JPS58197664A JP57080494A JP8049482A JPS58197664A JP S58197664 A JPS58197664 A JP S58197664A JP 57080494 A JP57080494 A JP 57080494A JP 8049482 A JP8049482 A JP 8049482A JP S58197664 A JPS58197664 A JP S58197664A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- negative
- mixture
- secondary battery
- battery
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- 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)
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- 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】
本発明はニッケルー亜鉛電池、銀−曲船電池のように負
極活物質として亜鉛を用いるアルカリ亜鉛二次電池に係
り、特に亜鉛負極の改良に関するものである。
極活物質として亜鉛を用いるアルカリ亜鉛二次電池に係
り、特に亜鉛負極の改良に関するものである。
この種の電池において亜鉛は単位電量当りのエネルギー
密度が大さく、且低価格で無公害であるという利点を有
するが放電生成物でめる亜鉛酸イオンが電解液中に遊離
し、充電の際に金ｗ４畦鉛が樹枝状に１ｊｔ４Ｉすると
いう形ｉｉ＆をとり、光放電の繰返しにより電着＊鉛か
生長して対処に秘し内部短絡を引起すといや問題がある
っ このような問題に対処するために、従来では亜鉛活物質
表面に水酸化力ルシクム等のアルカリ土類金属の水酸化
物層を形成しｆ記の反応式に基づきＣ１Ｚｎ（ＯＨ）４
の形体で固定する方法が提案されている。
密度が大さく、且低価格で無公害であるという利点を有
するが放電生成物でめる亜鉛酸イオンが電解液中に遊離
し、充電の際に金ｗ４畦鉛が樹枝状に１ｊｔ４Ｉすると
いう形ｉｉ＆をとり、光放電の繰返しにより電着＊鉛か
生長して対処に秘し内部短絡を引起すといや問題がある
っ このような問題に対処するために、従来では亜鉛活物質
表面に水酸化力ルシクム等のアルカリ土類金属の水酸化
物層を形成しｆ記の反応式に基づきＣ１Ｚｎ（ＯＨ）４
の形体で固定する方法が提案されている。
Ｃａ（ＯＨ）２−ＦＺｎ（ＯＢ）！ −＋ＣａＺｎＣ０
Ｈ）ａ ＋０Ｈ− しかしながら、アルカリ土類金属の水酸化物層のみでは
遊離した亜鉛酸イオンを完全に固定することは不可能で
ある。なぜならばＬ述の反応式で明白なるように亜鉛酸
イオン１モルに対しアルカリ土類金属の水酸化物１モル
が必要となる。従って放電時に溶解、溶出してくる亜鉛
酸イオンを全て固定子るためには少くとも等モルのアル
カリ土類金属の水酸化物を必要とし、亜鉛負極における
アルカリ土類金属の水酸化物量が増大して電池活物質の
利用率の低下、云い換えれば電池容量の低下を招くこと
になるからである。
Ｈ）ａ ＋０Ｈ− しかしながら、アルカリ土類金属の水酸化物層のみでは
遊離した亜鉛酸イオンを完全に固定することは不可能で
ある。なぜならばＬ述の反応式で明白なるように亜鉛酸
イオン１モルに対しアルカリ土類金属の水酸化物１モル
が必要となる。従って放電時に溶解、溶出してくる亜鉛
酸イオンを全て固定子るためには少くとも等モルのアル
カリ土類金属の水酸化物を必要とし、亜鉛負極における
アルカリ土類金属の水酸化物量が増大して電池活物質の
利用率の低下、云い換えれば電池容量の低下を招くこと
になるからである。
又、ＣａＺｎＣ０Ｈ）ａの形体で固定されたはずの亜鉛
の一部については充放電反ｆ１５に関与することがあり
、その結果金属亜鉛；亜鉛酸イオンの反応を繰返し金風
亜鉛が樹枝状に生長して内部短絡を引起す懸念があろう 零発男／Ｉ′ｉ祈る点に鑑みてなされたものであり、そ
の要旨とするところは表面にポリアセチレン膜を配設し
た亜鉛負極を用いる点にあり、亜鉛酸イオンの溶出を有
効に阻止し、内部短絡の要因となる電蓄亜鉛の生長を抑
制することを目的とするっ以下本発明の実施例を図面に
基づき説明する。
の一部については充放電反ｆ１５に関与することがあり
、その結果金属亜鉛；亜鉛酸イオンの反応を繰返し金風
亜鉛が樹枝状に生長して内部短絡を引起す懸念があろう 零発男／Ｉ′ｉ祈る点に鑑みてなされたものであり、そ
の要旨とするところは表面にポリアセチレン膜を配設し
た亜鉛負極を用いる点にあり、亜鉛酸イオンの溶出を有
効に阻止し、内部短絡の要因となる電蓄亜鉛の生長を抑
制することを目的とするっ以下本発明の実施例を図面に
基づき説明する。
（１）は亜鉛負極であって、酸化亜鉛活物質粉末９０部
と酸化水銀粉末１０部との混合粉末にポリテトラフルオ
ロエチレン分数液を１０％加え水で希釈した後、混練し
数回ロール掛けして所定の厚みの亜鉛活物質シートを作
成し、これを負極集電体（２）の両面に圧着して構成さ
れている。
と酸化水銀粉末１０部との混合粉末にポリテトラフルオ
ロエチレン分数液を１０％加え水で希釈した後、混練し
数回ロール掛けして所定の厚みの亜鉛活物質シートを作
成し、これを負極集電体（２）の両面に圧着して構成さ
れている。
而して、（３）は亜鉛負極（１）の表面に配設されたポ
リアセチレン膜である。
リアセチレン膜である。
（４）Ｆｉ周知の方法で得られ九ニッグル正極、（５）
＃−ｉ゛アルカリ電解液を保持したセパレータ、（６）
は電槽、（７）は電槽蓋、（８１（９）は正負極外部端
子である。
＃−ｉ゛アルカリ電解液を保持したセパレータ、（６）
は電槽、（７）は電槽蓋、（８１（９）は正負極外部端
子である。
上記構成の本発明によるニッケルー亜鉛二次電池（Ａ）
と、比較のためにポリアセチレン膜を具備せぬ亜鉛負極
を用いた電池（Ｂ）と、亜鉛負極の表面に水酸化力ルシ
クム層を配設した電池（Ｃ）とを作成した。尚電池容量
はいづれも２ＡＨであるっそしてこれらの電池を０．２
５Ｃの電流で４時間充電、０．２５ Ｃの電流で６時間
放電の条件で充放電を繰返して比較したサイクル特性を
第２図に示す。＋１ｌＰＳ２図より本発明電池によれば
サイクル特性が飛躍的に改善されていることがわかるう
この理由を考察するに、比較電Ｍ（Ｂ）においては、放
電時゛に亜鉛がイオンとなって溶出して曲鉛負極峠 の表面に凹凸が形成され、その後の充′磁の際亜鉛イオ
ンが亜鉛負極の凸部に集中的に金属亜鉛とし−Ｃ電着し
、樹枝状に生長して内部短絡を引起し容量低下を招くっ 又、比較電池、（Ｃ）においては比較電池（Ｂ）よりも
サイクル特性は２０サイクル程度改良されるが、水酸化
力ルシクム層がＣａ Ｚｎ （ＯＨ） ４の形体になる
につれ、ＣａＺｎ（ＯＨ）ａの生成反応効率が悪くなり
、亜鉛酸イオンとなって亜鉛が溶解、溶出するため電着
亜鉛が樹枝状に生長して内部短絡を引起し容量の低下を
招く。
と、比較のためにポリアセチレン膜を具備せぬ亜鉛負極
を用いた電池（Ｂ）と、亜鉛負極の表面に水酸化力ルシ
クム層を配設した電池（Ｃ）とを作成した。尚電池容量
はいづれも２ＡＨであるっそしてこれらの電池を０．２
５Ｃの電流で４時間充電、０．２５ Ｃの電流で６時間
放電の条件で充放電を繰返して比較したサイクル特性を
第２図に示す。＋１ｌＰＳ２図より本発明電池によれば
サイクル特性が飛躍的に改善されていることがわかるう
この理由を考察するに、比較電Ｍ（Ｂ）においては、放
電時゛に亜鉛がイオンとなって溶出して曲鉛負極峠 の表面に凹凸が形成され、その後の充′磁の際亜鉛イオ
ンが亜鉛負極の凸部に集中的に金属亜鉛とし−Ｃ電着し
、樹枝状に生長して内部短絡を引起し容量低下を招くっ 又、比較電池、（Ｃ）においては比較電池（Ｂ）よりも
サイクル特性は２０サイクル程度改良されるが、水酸化
力ルシクム層がＣａ Ｚｎ （ＯＨ） ４の形体になる
につれ、ＣａＺｎ（ＯＨ）ａの生成反応効率が悪くなり
、亜鉛酸イオンとなって亜鉛が溶解、溶出するため電着
亜鉛が樹枝状に生長して内部短絡を引起し容量の低下を
招く。
これに対して本発明電池にあ・いては、充電時、亜鉛負
極の表面に配設されたポリアセチレン（ＣＨ）ｎが水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム又は水酸化リチウム等の
アルカリ電解液におけるアルカリ金属（ナトリウム、カ
リウム又はリチウム）と下記の反応に基づいてポリアセ
チレンとアルカリ金員の層間化合物が形成されるっ （ＣＨ）ｙｌ ＋ｘＭｅ＋−＋（ＣＨ）１−ｘＭｅ（こ
こでＭｅ ｔｄナトリクム、カリウム、リチウム等のア
ルカリ金属である） 次に放電時、亜鉛負極に生成した亜鉛酸イオンは上記層
間化合物に接して下記の反応か起り、亜鉛酸イオンは亜
鉛に還元され亜鉛負極表面に析出し、亜鉛酸イオンか電
解液中に溶出されるのが阻止される。
極の表面に配設されたポリアセチレン（ＣＨ）ｎが水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム又は水酸化リチウム等の
アルカリ電解液におけるアルカリ金属（ナトリウム、カ
リウム又はリチウム）と下記の反応に基づいてポリアセ
チレンとアルカリ金員の層間化合物が形成されるっ （ＣＨ）ｙｌ ＋ｘＭｅ＋−＋（ＣＨ）１−ｘＭｅ（こ
こでＭｅ ｔｄナトリクム、カリウム、リチウム等のア
ルカリ金属である） 次に放電時、亜鉛負極に生成した亜鉛酸イオンは上記層
間化合物に接して下記の反応か起り、亜鉛酸イオンは亜
鉛に還元され亜鉛負極表面に析出し、亜鉛酸イオンか電
解液中に溶出されるのが阻止される。
Ｚｎ（’ＯＨ）： ＋（ＣＨ）ｎ−ｘＭｅ−＋Ｚｎ＋（
ＣＨ） ｎ・（ｘ−２）Ｍｅ＋２Ｍｅ” ＋４０Ｈ−一
般に樹枝状亜鉛の生長は電解液中に溶出した亜鉛酸イオ
ンが充電時に金属亜鉛として亜鉛負極［に電着する際に
生じるのであるが、本発明電池においては亜鉛酸イオン
の電解液中への溶出が抑制されるため、樹枝状亜鉛の生
長を因とする内部短絡が阻止されサイクル特性の向上が
計れるものである。
ＣＨ） ｎ・（ｘ−２）Ｍｅ＋２Ｍｅ” ＋４０Ｈ−一
般に樹枝状亜鉛の生長は電解液中に溶出した亜鉛酸イオ
ンが充電時に金属亜鉛として亜鉛負極［に電着する際に
生じるのであるが、本発明電池においては亜鉛酸イオン
の電解液中への溶出が抑制されるため、樹枝状亜鉛の生
長を因とする内部短絡が阻止されサイクル特性の向上が
計れるものである。
上述した如く、本発明によればアルカリ亜鉛二次電池の
重要な問題点である亜鉛の樹枝状生長を抑制してこの種
電池のサイクル特性を向上することができるものであり
、その工業的価値は極めて大であろう
重要な問題点である亜鉛の樹枝状生長を抑制してこの種
電池のサイクル特性を向上することができるものであり
、その工業的価値は極めて大であろう
【図面の簡単な説明】
第１凶は本発明電池の縦Ｗ１向図、第２図は本発明電油
、のサイクル特性図を示す。 （］）・・・畦亜鉛負極（３）・・・ポリアセチレン膜
、（４）・・・正憧、（５）・・・セパレータ、（８）
＋９１・・・正負極外部端子。
、のサイクル特性図を示す。 （］）・・・畦亜鉛負極（３）・・・ポリアセチレン膜
、（４）・・・正憧、（５）・・・セパレータ、（８）
＋９１・・・正負極外部端子。
Claims (1)
- ■ 正極と、アルカリ電解液と、表ｌ１ｌｉＫポリアセ
チレン膜を配設した亜鉛負極とを備えたアルカリ亜鉛二
次電池っ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57080494A JPS58197664A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | アルカリ亜鉛二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57080494A JPS58197664A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | アルカリ亜鉛二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58197664A true JPS58197664A (ja) | 1983-11-17 |
Family
ID=13719849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57080494A Pending JPS58197664A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | アルカリ亜鉛二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58197664A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0600718A3 (en) * | 1992-11-30 | 1995-11-15 | Canon Kk | Secondary battery. |
| EP3460884A1 (de) * | 2017-09-20 | 2019-03-27 | Justus-Liebig-Universität Gießen | Zinkelektrode |
-
1982
- 1982-05-12 JP JP57080494A patent/JPS58197664A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0600718A3 (en) * | 1992-11-30 | 1995-11-15 | Canon Kk | Secondary battery. |
| EP3460884A1 (de) * | 2017-09-20 | 2019-03-27 | Justus-Liebig-Universität Gießen | Zinkelektrode |
| WO2019057569A1 (de) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | Justus-Liebig-Universität Giessen | Zinkelektrode |
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