JPS58198855A - 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
- JPS58198855A JPS58198855A JP57083504A JP8350482A JPS58198855A JP S58198855 A JPS58198855 A JP S58198855A JP 57083504 A JP57083504 A JP 57083504A JP 8350482 A JP8350482 A JP 8350482A JP S58198855 A JPS58198855 A JP S58198855A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- active material
- negative electrode
- material layer
- 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)
- 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】
本発明はニッケルー亜鉛電池、銀−亜鉛電池のように負
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
シ、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
シ、特に亜鉛負極の改良に関するものである。
この棟の電池において亜鉛は単位型１当りのエネルギー
密度が大きく、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ある亜鉛酸イオンが電解液中に遊離
し、充電の際に金線亜鉛が樹枝状に１！看するという形
態をとり、充放電の繰返しにより電着亜鉛が生長して対
極に接し内部短絡を引起すという問題がある。
密度が大きく、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ある亜鉛酸イオンが電解液中に遊離
し、充電の際に金線亜鉛が樹枝状に１！看するという形
態をとり、充放電の繰返しにより電着亜鉛が生長して対
極に接し内部短絡を引起すという問題がある。
このような問題に対ｆｉＴるために従来では亜鉛活物質
表面に水酸化カルシクム等のアルカリ土類金属の水酸化
物層を形成し下記の反応式に基づきＣａＺｎ （ＯＨ）
４の形体で固定する方法が提案されている。
表面に水酸化カルシクム等のアルカリ土類金属の水酸化
物層を形成し下記の反応式に基づきＣａＺｎ （ＯＨ）
４の形体で固定する方法が提案されている。
Ｃａ（ＯＨ）ｚ＋Ｚｎ（ＯＨ）４−４Ｃ＆Ｚｎ（ＯＨ）
４＋２０Ｈ−しかしながら一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。なぜ々らば、上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Ｑて放電時に溶解して
くる亜鉛酸イオンを全て固定す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置の低下を
招くことになるからである。
４＋２０Ｈ−しかしながら一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。なぜ々らば、上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Ｑて放電時に溶解して
くる亜鉛酸イオンを全て固定す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置の低下を
招くことになるからである。
又、ＣａＺｎ（ＯＨ）４の形体で固定されたは各
ずの亜鉛の一部については充放電１反応に関することが
あり、その結果金属亜鉛二亜鉛酸イオンの反応を繰返し
金属亜鉛が樹枝状に生長して内部短絡な引起す懸念があ
る。
あり、その結果金属亜鉛二亜鉛酸イオンの反応を繰返し
金属亜鉛が樹枝状に生長して内部短絡な引起す懸念があ
る。
このような不都合を解消するために、本発明者等は従来
のアルカリ土類金属の水酸化物層に代えてポリアセチレ
ン膜を表面に配設じた亜鉛負極を用いることを既に提案
している。
のアルカリ土類金属の水酸化物層に代えてポリアセチレ
ン膜を表面に配設じた亜鉛負極を用いることを既に提案
している。
この考えは、充電時にポリアセチレン（Ｃ，Ｉ（）ｎが
アルカリ電解液におけるアルカリ金属と下記の反応に基
づいてポリアセチレンとアルカリ金属の層間化合物が形
成されろ１ （ＣＨ）ｎ＋ｘＭ６ →（ＣＨ）１− ｘＭａ（ここ
でＭθはナト９ウム、カリワム、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に基つき還元δれ亜鉛とし
て亜鉛負極中に固定され、亜鉛酸：１： イオンが電解液中に溶出するのが抑制される結果、電着
亜鉛の生長が抑えられるという考えに基づくものである
。
アルカリ電解液におけるアルカリ金属と下記の反応に基
づいてポリアセチレンとアルカリ金属の層間化合物が形
成されろ１ （ＣＨ）ｎ＋ｘＭ６ →（ＣＨ）１− ｘＭａ（ここ
でＭθはナト９ウム、カリワム、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に基つき還元δれ亜鉛とし
て亜鉛負極中に固定され、亜鉛酸：１： イオンが電解液中に溶出するのが抑制される結果、電着
亜鉛の生長が抑えられるという考えに基づくものである
。
Ｚｎ（ＯＨ） ４＋（ＣＨ）ｎ−ｘＭｅ−Ｚｎ＋（ＣＨ
）ｎ−（ｘ−２）Ｍｅ＋２Ｍｅ＋４０Ｈ 本発明はポリアセチレン膜を用いる方式の改良に関する
。前述したよう【表面にのみポリアセチレン膜を配設し
た場合には亜鉛酸イオンが電解液中に溶出するのを有効
に抑制しうる効果があるが、亜鉛活物質内には充電時に
亜鉛酸イオンが生成するのは阻止できないものであり、
この亜鉛酸イオンが亜鉛に還元されるのであり、亜鉛活
物質内の一部に集中的に亜鉛酸イオンが存在すると亜鉛
に還元ざ１．る際ｒＣＣ郡部に生長し、その結果長期に
亘る充放電の繰返しにおいて内部短絡を引起すことにな
る。
）ｎ−（ｘ−２）Ｍｅ＋２Ｍｅ＋４０Ｈ 本発明はポリアセチレン膜を用いる方式の改良に関する
。前述したよう【表面にのみポリアセチレン膜を配設し
た場合には亜鉛酸イオンが電解液中に溶出するのを有効
に抑制しうる効果があるが、亜鉛活物質内には充電時に
亜鉛酸イオンが生成するのは阻止できないものであり、
この亜鉛酸イオンが亜鉛に還元されるのであり、亜鉛活
物質内の一部に集中的に亜鉛酸イオンが存在すると亜鉛
に還元ざ１．る際ｒＣＣ郡部に生長し、その結果長期に
亘る充放電の繰返しにおいて内部短絡を引起すことにな
る。
本発明は祈る点に着目してなされたものであり、その要
旨とするところは、亜鉛負極として亜鉛活物質層がポリ
アセチレン膜によって複数層に分離さｒ、た積層体で構
成し且積層体の外側面にポリアセチレン膜を配設した構
造とＴる点にあシ、亜鉛負極中に生成する亜鉛酸イオン
の分布を均一化して亜鉛負極中において亜鉛酸イオンが
局部的に亜鉛に還元δれて生長するのを抑制し、この種
電池のサイクル特性を更に改善することを目的とするも
のである。
旨とするところは、亜鉛負極として亜鉛活物質層がポリ
アセチレン膜によって複数層に分離さｒ、た積層体で構
成し且積層体の外側面にポリアセチレン膜を配設した構
造とＴる点にあシ、亜鉛負極中に生成する亜鉛酸イオン
の分布を均一化して亜鉛負極中において亜鉛酸イオンが
局部的に亜鉛に還元δれて生長するのを抑制し、この種
電池のサイクル特性を更に改善することを目的とするも
のである。
以下本発明の一実施例を図面ＶＣ基づき説明Ｔる。
（１）は亜鉛負極でありて、次のように構成されている
。即ち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散液を１
０％加え水で希釈し友後混練し、数回ロール掛けして所
定厚みの亜鉛活物質層を形成する。そして負極集電体（
３）の両面に大々第１の前記亜鉛活物質層（２ａ）を圧
着したのち、その外園に第１のポリアセプレン膜（４ｔ
Ｌ）％第２の亜鉛活物質層σｂ〉及び第２のポリアセチ
レン膜（４ｂ ） ＶＩＥ着してなる。
。即ち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散液を１
０％加え水で希釈し友後混練し、数回ロール掛けして所
定厚みの亜鉛活物質層を形成する。そして負極集電体（
３）の両面に大々第１の前記亜鉛活物質層（２ａ）を圧
着したのち、その外園に第１のポリアセプレン膜（４ｔ
Ｌ）％第２の亜鉛活物質層σｂ〉及び第２のポリアセチ
レン膜（４ｂ ） ＶＩＥ着してなる。
（５）は例えばニッケルーカド【ウム電池で公知の焼結
式ニッケル極、（６）はアルカリ電解液を含浸保持し九
セパレータ、（７）は電槽、（８）は電槽蓋、（９）皿
は正負極外部端子である。
式ニッケル極、（６）はアルカリ電解液を含浸保持し九
セパレータ、（７）は電槽、（８）は電槽蓋、（９）皿
は正負極外部端子である。
上記構成の本発明ｒＣよるニッケルー亜鉛二次電池（ん
と比較のために亜鉛活物質層単独で構成した亜鉛負極を
用いた電池０、亜鉛活物質層の表面に水酸化カルシウム
層を配設した亜鉛負極を用いた電池０及び亜鉛活物質層
の表面のみにポリアセチレン膜を配設した亜鉛負極を用
いた電池０を夫々作成した。向、電池容量はいづれも２
ＡＨである。
と比較のために亜鉛活物質層単独で構成した亜鉛負極を
用いた電池０、亜鉛活物質層の表面に水酸化カルシウム
層を配設した亜鉛負極を用いた電池０及び亜鉛活物質層
の表面のみにポリアセチレン膜を配設した亜鉛負極を用
いた電池０を夫々作成した。向、電池容量はいづれも２
ＡＨである。
そしてこれらの電池をα２５Ｇの電流で４時間充ａｓ
Ｏ，２５Ｃ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３図に示すＯ 第５図よりポリアセチレン膜を亜鉛活物質層の表面に配
設した亜鉛負極を用いた比較電池０は他の比較電池（−
〇に比してサイクル特性が向上しているのが認められ、
その理由はポリアセチレン膜を配設したことによる前述
の作用効果によるものである。
Ｏ，２５Ｃ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３図に示すＯ 第５図よりポリアセチレン膜を亜鉛活物質層の表面に配
設した亜鉛負極を用いた比較電池０は他の比較電池（−
〇に比してサイクル特性が向上しているのが認められ、
その理由はポリアセチレン膜を配設したことによる前述
の作用効果によるものである。
しかし々から、本発明電池囚によれば比較電池ＯＫ比し
て更にサイクル特性が改善されている。
て更にサイクル特性が改善されている。
この理由を考察するに、本発明電池（ト）の亜鉛負極に
おけるポリアセチレン膜の作用効果は比較電池向の場合
と同様であるが、本発明電池の亜鉛負極は特に亜鉛活物
質層がポリアセチレン膜によって複数１−に分離された
積層体で構成され且積層体の外側面にポリアセチレン膜
が配設された構造であるため、充電時に亜鉛負極中に生
成される亜鉛酸イオンは各亜鉛活物質層毎に分布して均
一化されるため、比較電池０のように亜鉛活物質層内に
生成する亜鉛酸イオンが局部的に集中し、亜鉛酸イオン
が亜鉛に還元される際に局部的に生長するという不都合
が解消されるため、サイクル特性の向上が計れると考オ
、られる。
おけるポリアセチレン膜の作用効果は比較電池向の場合
と同様であるが、本発明電池の亜鉛負極は特に亜鉛活物
質層がポリアセチレン膜によって複数１−に分離された
積層体で構成され且積層体の外側面にポリアセチレン膜
が配設された構造であるため、充電時に亜鉛負極中に生
成される亜鉛酸イオンは各亜鉛活物質層毎に分布して均
一化されるため、比較電池０のように亜鉛活物質層内に
生成する亜鉛酸イオンが局部的に集中し、亜鉛酸イオン
が亜鉛に還元される際に局部的に生長するという不都合
が解消されるため、サイクル特性の向上が計れると考オ
、られる。
向、本発明の要点は亜鉛負極が放射方向に複数の亜鉛活
物質層とポリアセチレン膜を積層した構造であり、実施
例で示したもの以外に帯状の亜鉛活物質の一側面にポリ
アセチレン膜を配設し、これらを渦巻状に巻回して亜鉛
負極を構成するものでも良い。但しこの場合にも亜鉛負
極の最外側にはポリアセチレン膜が位置することが必要
である。
物質層とポリアセチレン膜を積層した構造であり、実施
例で示したもの以外に帯状の亜鉛活物質の一側面にポリ
アセチレン膜を配設し、これらを渦巻状に巻回して亜鉛
負極を構成するものでも良い。但しこの場合にも亜鉛負
極の最外側にはポリアセチレン膜が位置することが必要
である。
上述した如く、本発明は極９でサイクル特性に優れたア
ルカリ亜鉛二次電池を提供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なるものである。
ルカリ亜鉛二次電池を提供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なるものである。
第１図は本発明電池の縦断面図、第２図は亜鉛負極の斜
視図、Ｗ！Ｊ３図は本発明電池と比較電池とのサイクル
特性比較図である。 （１）・・・亜鉛負極、（２ａ）（２ｂ）・・・亜鉛活
物質層、（４ａ）（４ｂ）・・・ポリアセチレン膜、（
５）・・・正ｉ、＋６１・・・セパレータ、（９）叫・
・・正負極外部端子。 出願人三洋電機株式会社 代理人弁理士佐野静夫 １１
視図、Ｗ！Ｊ３図は本発明電池と比較電池とのサイクル
特性比較図である。 （１）・・・亜鉛負極、（２ａ）（２ｂ）・・・亜鉛活
物質層、（４ａ）（４ｂ）・・・ポリアセチレン膜、（
５）・・・正ｉ、＋６１・・・セパレータ、（９）叫・
・・正負極外部端子。 出願人三洋電機株式会社 代理人弁理士佐野静夫 １１
Claims (1)
- ■ 亜鉛を生活物質とする負極と、正極と、アルカリ電
解液とを備え、前記負極は亜鉛活物質層がポジアセチレ
ン膜によって複数層に分離された積層体で構成され、且
該積層体の外側面にはポリアセチレン膜が配設式れてい
ることを特徴とするアルカリ亜鉛二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57083504A JPS58198855A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | アルカリ亜鉛二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57083504A JPS58198855A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | アルカリ亜鉛二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58198855A true JPS58198855A (ja) | 1983-11-18 |
Family
ID=13804306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57083504A Pending JPS58198855A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | アルカリ亜鉛二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58198855A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970004137A (ko) * | 1995-06-29 | 1997-01-29 | 김광호 | 니켈아연 2차전지 및 그 제조방법 |
-
1982
- 1982-05-17 JP JP57083504A patent/JPS58198855A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970004137A (ko) * | 1995-06-29 | 1997-01-29 | 김광호 | 니켈아연 2차전지 및 그 제조방법 |
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