JPS59189563A - アルカリ亜鉛蓄電池 - Google Patents
アルカリ亜鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPS59189563A JPS59189563A JP58062635A JP6263583A JPS59189563A JP S59189563 A JPS59189563 A JP S59189563A JP 58062635 A JP58062635 A JP 58062635A JP 6263583 A JP6263583 A JP 6263583A JP S59189563 A JPS59189563 A JP S59189563A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- electrode
- indium
- storage battery
- oxide
- 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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、ニッケルー亜鉛蓄電池、銀−亜鉛蓄電池など
のように負極活物質として亜鉛を用いるアルカリ亜鉛蓄
電池に関する。
のように負極活物質として亜鉛を用いるアルカリ亜鉛蓄
電池に関する。
１）従来技術
負極活物質としての亜鉛は、単位Ｍ紙当りのエネルギー
密度が大きく且安価である利点を有する反面、放電時に
亜鉛がアルカリ電解液に溶出して亜鉛酸イオンとなり、
充電時にその亜鉛酸イオンが亜鉛極表面に樹枝状或いは
海綿状に電析するため、充放電を繰返すと、電析亜鉛が
セパレータを貫通して対極に接して内部短絡を惹起する
ためサイクル寿命が短い欠点がある。
密度が大きく且安価である利点を有する反面、放電時に
亜鉛がアルカリ電解液に溶出して亜鉛酸イオンとなり、
充電時にその亜鉛酸イオンが亜鉛極表面に樹枝状或いは
海綿状に電析するため、充放電を繰返すと、電析亜鉛が
セパレータを貫通して対極に接して内部短絡を惹起する
ためサイクル寿命が短い欠点がある。
このサイクル寿命を改善するため、電解液量を規制して
亜鉛酸イオンの拡散を防止する七井に亜鉛極に添加され
る各種の添加剤が検討されている。
亜鉛酸イオンの拡散を防止する七井に亜鉛極に添加され
る各種の添加剤が検討されている。
その１つに酸化タリウム及び酸化インジウムからなる２
成分系添加剤、あるいは更に金属インジウムを加えたろ
成分系添加剤があげられる。インジウムは亜鉛の水素過
電圧を高めて、亜鉛の樹枝状結晶の生長を防止すると共
にタリウムの電解液中への溶出を抑制し、タリウムの添
加効果、即ち亜鉛の樹枝状結晶の生長防止及び極板変形
防止の効果を充分に発揮させ、このような添加剤を使用
しない従来のものに比しサイクル寿命の向上に天きく寄
与している。また金属インジウムを添加することにより
、亜鉛極内の導電剤として作用し、アルカリ亜鉛蓄電池
の充放電効率を向上させることができる。この充放電効
率の低下防止のためには、亜鉛極に導電剤を含有させれ
ばよく、この導電剤トシてインジウム以外に、錫、カド
ミウム、コバルト、鉛、ビスマス等があるが、亜鉛極内
のインジウムの酸化物または水酸化物とこれらの導市、
剤を混合共存させると、インジウム以外の金属、では異
種金属接触によシ局部電池を形成し、導電剤としての金
属は酸化物または水酸化物に変換されて充分な効果が得
られなく、導電剤として金属インジウムを使用するのが
好ましい。
成分系添加剤、あるいは更に金属インジウムを加えたろ
成分系添加剤があげられる。インジウムは亜鉛の水素過
電圧を高めて、亜鉛の樹枝状結晶の生長を防止すると共
にタリウムの電解液中への溶出を抑制し、タリウムの添
加効果、即ち亜鉛の樹枝状結晶の生長防止及び極板変形
防止の効果を充分に発揮させ、このような添加剤を使用
しない従来のものに比しサイクル寿命の向上に天きく寄
与している。また金属インジウムを添加することにより
、亜鉛極内の導電剤として作用し、アルカリ亜鉛蓄電池
の充放電効率を向上させることができる。この充放電効
率の低下防止のためには、亜鉛極に導電剤を含有させれ
ばよく、この導電剤トシてインジウム以外に、錫、カド
ミウム、コバルト、鉛、ビスマス等があるが、亜鉛極内
のインジウムの酸化物または水酸化物とこれらの導市、
剤を混合共存させると、インジウム以外の金属、では異
種金属接触によシ局部電池を形成し、導電剤としての金
属は酸化物または水酸化物に変換されて充分な効果が得
られなく、導電剤として金属インジウムを使用するのが
好ましい。
しかしながら、金属インジウムを亜鉛極に含有させる場
合においても、アルカリ亜鉛蓄電池の充放電サイクルが
よシ長期にわたると、亜鉛圏内のタリウム及びインジウ
ムの分布が偏在化するようになシ、インジウム添加の本
来の効果を維持できなくなシ、部分的に水素過電圧が低
い部分が生ずる。その結果水素ガス発生が生じるように
なシ、電解液量を規制した電池系では、ガスの対流によ
シミ解液の不均一分布が顕著になる。このため電解液不
足になる部分、特に亜鉛極の中央部では不活性化（不動
態化）が進行し、よシ長期にわたる充放電反応に耐えら
れなくなる。
合においても、アルカリ亜鉛蓄電池の充放電サイクルが
よシ長期にわたると、亜鉛圏内のタリウム及びインジウ
ムの分布が偏在化するようになシ、インジウム添加の本
来の効果を維持できなくなシ、部分的に水素過電圧が低
い部分が生ずる。その結果水素ガス発生が生じるように
なシ、電解液量を規制した電池系では、ガスの対流によ
シミ解液の不均一分布が顕著になる。このため電解液不
足になる部分、特に亜鉛極の中央部では不活性化（不動
態化）が進行し、よシ長期にわたる充放電反応に耐えら
れなくなる。
ｅ→発明の目的
本発明はかかる点に鑑み発明されたものにして、より長
期にわたるサイクル寿命に耐え得るアルカリ亜鉛蓄電池
を提供せんとするものである。
期にわたるサイクル寿命に耐え得るアルカリ亜鉛蓄電池
を提供せんとするものである。
に）発明の構成
かかる目的を達成するため、本発明によるアルカリ亜鉛
蓄電池は、亜鉛及び酸化亜鉛を主成分とし、タリウムの
酸化物または水酸化物、インジウムの酸化物または水酸
化物、金属インジウム、湿潤剤及び結着剤を含有する亜
鉛極を備えてなる。
蓄電池は、亜鉛及び酸化亜鉛を主成分とし、タリウムの
酸化物または水酸化物、インジウムの酸化物または水酸
化物、金属インジウム、湿潤剤及び結着剤を含有する亜
鉛極を備えてなる。
←）実施例
以下本発明の一実施例及び比較例を説明する。
酸化亜鉛粉本７４重量％、亜鉛粉末１０重音量、添加剤
として酸化タリウム５重量％、酸化インジウム２，５重
量％、金属インジウム２．５重ｆｉ：％、ポリビニルア
ルコール１重量％及び結着剤としてフッ素樹脂粉末５重
量％よシなる混合粉末に水を加え、混練した後、ローラ
によりシート状に形成したものを銅等よりなる集電体の
両面に付着する。
として酸化タリウム５重量％、酸化インジウム２，５重
量％、金属インジウム２．５重ｆｉ：％、ポリビニルア
ルコール１重量％及び結着剤としてフッ素樹脂粉末５重
量％よシなる混合粉末に水を加え、混練した後、ローラ
によりシート状に形成したものを銅等よりなる集電体の
両面に付着する。
しかる後加圧成型し、乾燥して亜鉛極を作成した。
このようにして得た亜鉛極と公知の焼結式ニッケル極と
を組合せ、アルカリ電解液を用いてニッケルー亜鉛蓄電
池（’ Ａ ）を作成した。第１図はこの蓄電池の断面
図である。この図面において、（１）は亜鉛極、（２）
はニッケル極、（３）はセパレータ、（４）は保液層、
（５）は電槽、（６）は電槽蓋、（７１（８１は正負極
端子である。
を組合せ、アルカリ電解液を用いてニッケルー亜鉛蓄電
池（’ Ａ ）を作成した。第１図はこの蓄電池の断面
図である。この図面において、（１）は亜鉛極、（２）
はニッケル極、（３）はセパレータ、（４）は保液層、
（５）は電槽、（６）は電槽蓋、（７１（８１は正負極
端子である。
比較のため、ポリビニルアルコールを含有せず、実施例
におけるポリビニルアルコールの取量５分だけ酸化亜鉛
粉末の軍律％を増大した点を除いて、他は実施例におけ
る蓄電池と同一の比較電池（Ｂ）を作成した。
におけるポリビニルアルコールの取量５分だけ酸化亜鉛
粉末の軍律％を増大した点を除いて、他は実施例におけ
る蓄電池と同一の比較電池（Ｂ）を作成した。
第２図は本発明による蓄電池（Ａ）と比較電池（１％）
のサイクル特性図である。この図中の記号（Ａ）（Ｂ）
は同一記号の軍６池の特性を示す。サイクル条件は、１
５０ｍＡで６時間充電した後、１５［ＪｎｔＡで放電し
電池市５圧が１．２ＶＫ達する時点で放電停止するもの
である。この図から明らかなように本発明による蓄電池
（Ａ）は、比較市。
のサイクル特性図である。この図中の記号（Ａ）（Ｂ）
は同一記号の軍６池の特性を示す。サイクル条件は、１
５０ｍＡで６時間充電した後、１５［ＪｎｔＡで放電し
電池市５圧が１．２ＶＫ達する時点で放電停止するもの
である。この図から明らかなように本発明による蓄電池
（Ａ）は、比較市。
池（１３）に対し±イクル特性が改善されていることが
わかる。
わかる。
との理由を考察すると、充放１１１ザイクルがよシ長期
にわたると、比較電池（Ｂ）においては、亜鉛枠内にお
ける電解液の不均一分布に基ずく電解液不足箇所での不
活性化（不動態化）による劣化が生じてサイクル寿命が
尽きるに′ＡＬ、、ｇ電池（Ａ）では亜鉛極内において
ポリビニルアルコールにより電解液の移動が少なくなり
、ｗｉ： Ｆｌγ液不足箇所の出現を抑制していると考
えられる。
にわたると、比較電池（Ｂ）においては、亜鉛枠内にお
ける電解液の不均一分布に基ずく電解液不足箇所での不
活性化（不動態化）による劣化が生じてサイクル寿命が
尽きるに′ＡＬ、、ｇ電池（Ａ）では亜鉛極内において
ポリビニルアルコールにより電解液の移動が少なくなり
、ｗｉ： Ｆｌγ液不足箇所の出現を抑制していると考
えられる。
尚、実施例では湿柵材としてポリビニルアルコールの例
を示したが、湿潤性があり、市、池性能に悪影響を及は
さないのであれば、他の湿潤材、たとえはカルボギシメ
チルセルロース、メチル士ルロース、ヒト［ＩＮジプロ
ピル→ニルロース、アルギン酸ソータ、グルコン酸等の
イａ’ Ｍ 物、ジルコニウム、マクネシウム、カルシ
ウム、アルミニウム、ケイ素等の酸化物、水酸化物ある
いは酸塩（たとえばケイ酸ナトリウム）等の無機物を用
いることができ、いずれも同様の効果が認められる。こ
れらの湿潤材の含有割合は０．１軍律１％以１ではほと
んどその効果がなく、２５重量％以上では亜鉛活物質の
充てん量を減少させると共に亜鉛極の内部抵抗の増大を
引き起すので、ｏｏ１〜２５ｆｆｉ量％位がよく、より
好ましくは［１１，３〜１０重景％重量る。
を示したが、湿潤性があり、市、池性能に悪影響を及は
さないのであれば、他の湿潤材、たとえはカルボギシメ
チルセルロース、メチル士ルロース、ヒト［ＩＮジプロ
ピル→ニルロース、アルギン酸ソータ、グルコン酸等の
イａ’ Ｍ 物、ジルコニウム、マクネシウム、カルシ
ウム、アルミニウム、ケイ素等の酸化物、水酸化物ある
いは酸塩（たとえばケイ酸ナトリウム）等の無機物を用
いることができ、いずれも同様の効果が認められる。こ
れらの湿潤材の含有割合は０．１軍律１％以１ではほと
んどその効果がなく、２５重量％以上では亜鉛活物質の
充てん量を減少させると共に亜鉛極の内部抵抗の増大を
引き起すので、ｏｏ１〜２５ｆｆｉ量％位がよく、より
好ましくは［１１，３〜１０重景％重量る。
（へ）発明の効果
本発明は亜鉛及び酸化亜鉛を主成分とし、タリウムの酸
化物または水酸化物、インジウムの酸化物または水酸化
物、金属インジウム、湿潤剤及び結着剤を含有する亜鉛
極を備えてなるものであるから、タリウム及びインジウ
ムの酸化物または水酸化物の導電剤としての欠点を、金
属インジウムによシ改善すると共に２種以上の添加物に
おける異種金属接触による局部電池も生ぜず、またアル
カリ亜鉛蓄電池の充放電サイクルがより長期にわたると
き、亜鉛極内のタリウム及びインジウムの分布が偏在化
することに基すき、発生する水素ガスの対流による電解
液の移動を、湿潤剤の存在により少なくすることができ
、亜鉛枠内における電解液不均一分布による電解液不足
箇所の不活性化の出現を抑制することができ、アルカリ
亜鉛蓄電池のサイクル寿命を比較電池に比しより長期化
することができる。
化物または水酸化物、インジウムの酸化物または水酸化
物、金属インジウム、湿潤剤及び結着剤を含有する亜鉛
極を備えてなるものであるから、タリウム及びインジウ
ムの酸化物または水酸化物の導電剤としての欠点を、金
属インジウムによシ改善すると共に２種以上の添加物に
おける異種金属接触による局部電池も生ぜず、またアル
カリ亜鉛蓄電池の充放電サイクルがより長期にわたると
き、亜鉛極内のタリウム及びインジウムの分布が偏在化
することに基すき、発生する水素ガスの対流による電解
液の移動を、湿潤剤の存在により少なくすることができ
、亜鉛枠内における電解液不均一分布による電解液不足
箇所の不活性化の出現を抑制することができ、アルカリ
亜鉛蓄電池のサイクル寿命を比較電池に比しより長期化
することができる。
第１図は本発明によるアルカリ亜鉛蓄電池の一実施例を
示す断面図、第２図は実施例による亜鉛極を冶する蓄電
池と比較電池のサイクル特性図である。 （１）・・・・・・亜鉛極。 出願人５洋電機株式会社 ７□、−９゜代岬人 弁理士
佐野静夫 ；′、゛・・″ 、：〜ニー；７
示す断面図、第２図は実施例による亜鉛極を冶する蓄電
池と比較電池のサイクル特性図である。 （１）・・・・・・亜鉛極。 出願人５洋電機株式会社 ７□、−９゜代岬人 弁理士
佐野静夫 ；′、゛・・″ 、：〜ニー；７
Claims (1)
- （１）亜鉛及び酸化亜鉛を主成分とし、タリウムの酸化
物または水酸化物、インジウムの酸化物または水酸化物
、金属インジウム、湿潤剤及び結着剤を含有する亜鉛極
を備えて女るアルカリ亜鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58062635A JPH0782846B2 (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58062635A JPH0782846B2 (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59189563A true JPS59189563A (ja) | 1984-10-27 |
| JPH0782846B2 JPH0782846B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=13205976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58062635A Expired - Lifetime JPH0782846B2 (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0782846B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000228198A (ja) * | 1999-01-27 | 2000-08-15 | Scps Soc De Conseil & De Prospective Scient Sa | 亜鉛陽極のアルカリ性二次的電気化学発生器 |
-
1983
- 1983-04-08 JP JP58062635A patent/JPH0782846B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000228198A (ja) * | 1999-01-27 | 2000-08-15 | Scps Soc De Conseil & De Prospective Scient Sa | 亜鉛陽極のアルカリ性二次的電気化学発生器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0782846B2 (ja) | 1995-09-06 |
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