JPS5933756A - 亜鉛極 - Google Patents
亜鉛極Info
- Publication number
- JPS5933756A JPS5933756A JP14412282A JP14412282A JPS5933756A JP S5933756 A JPS5933756 A JP S5933756A JP 14412282 A JP14412282 A JP 14412282A JP 14412282 A JP14412282 A JP 14412282A JP S5933756 A JPS5933756 A JP S5933756A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- particle size
- powder
- active material
- electrode
- 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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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
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】
〔技術分野〕
本発明は正極活物質として酸化銀、酸化ニラゲルなどを
用い、電解液としてアルカリ溶液を用いるアルカリ蓄電
池に適用することができる亜鉛極に関し、亜鉛負極の活
物質である金属亜鉛と酸化亜鉛の粒径を規制すると共に
亜鉛極に導電性物質を添加することにより、充放電サイ
クルによる負極活物質の結晶径の粗大化を防止し、亜鉛
極板の変形を抑制すると共に亜鉛極内の導電性の低下を
少なくし、電池容量の減少を僅少にして、電池のサイク
ル寿命を向上することを目的とする。
用い、電解液としてアルカリ溶液を用いるアルカリ蓄電
池に適用することができる亜鉛極に関し、亜鉛負極の活
物質である金属亜鉛と酸化亜鉛の粒径を規制すると共に
亜鉛極に導電性物質を添加することにより、充放電サイ
クルによる負極活物質の結晶径の粗大化を防止し、亜鉛
極板の変形を抑制すると共に亜鉛極内の導電性の低下を
少なくし、電池容量の減少を僅少にして、電池のサイク
ル寿命を向上することを目的とする。
従来より負極に金属亜鉛を活物質として用いた亜鉛蓄電
池は、亜鉛が安価であり、アルカリ電解液中でカドミウ
ム極に比へて卑な電位を有することから、エネルギー密
度が高く、且公害の心配が少ないことから、多くの実用
化検討がなされてきた。
池は、亜鉛が安価であり、アルカリ電解液中でカドミウ
ム極に比へて卑な電位を有することから、エネルギー密
度が高く、且公害の心配が少ないことから、多くの実用
化検討がなされてきた。
ところが、充放電サイクル途中における亜鉛テンドライ
トによる正負極間の短絡現象が起こるため信頼性に欠け
ること及び充放電サイクルによる、亜鉛極の変形が著し
いために長期のサイクル寿命が得られにくいこと等の欠
点がある。この原因は亜鉛がアルカリ電解液中に可溶す
る電極であることに起因している。
トによる正負極間の短絡現象が起こるため信頼性に欠け
ること及び充放電サイクルによる、亜鉛極の変形が著し
いために長期のサイクル寿命が得られにくいこと等の欠
点がある。この原因は亜鉛がアルカリ電解液中に可溶す
る電極であることに起因している。
而して、亜鉛活物質として金属亜鉛と酸化亜鉛の混合物
を使用することが知られている。しかし従来から使用さ
れる金属亜鉛は、数十μ乃至数百μの粒子径であり、−
実際化亜鉛は十分の数μの粒子径であり、金属亜鉛に比
し２乃至３桁小さい粒子径である。このように従来の金
属亜鉛の粒子径が酸化亜鉛の粒子径に比し特に大きいこ
とにより次の欠点かある。即ち第１に、粒子径の大きさ
の差が２乃至３桁と大きいため、金属亜鉛と酸化亜鉛が
均一に混合しない。第２に、粒子径が大きいため同量の
金属亜鉛を混入しても、粒子数か少なく電析の核となる
数が少ないので、放電生成物工ある亜鉛酸イ才）・か次
の充電時に元の位置に電着し難くなる。第３に、元々の
金属亜鉛の粒子径か大きいのて、デ〉ドライド発生の核
となる粗大粒子亜鉛に早く成長する。
を使用することが知られている。しかし従来から使用さ
れる金属亜鉛は、数十μ乃至数百μの粒子径であり、−
実際化亜鉛は十分の数μの粒子径であり、金属亜鉛に比
し２乃至３桁小さい粒子径である。このように従来の金
属亜鉛の粒子径が酸化亜鉛の粒子径に比し特に大きいこ
とにより次の欠点かある。即ち第１に、粒子径の大きさ
の差が２乃至３桁と大きいため、金属亜鉛と酸化亜鉛が
均一に混合しない。第２に、粒子径が大きいため同量の
金属亜鉛を混入しても、粒子数か少なく電析の核となる
数が少ないので、放電生成物工ある亜鉛酸イ才）・か次
の充電時に元の位置に電着し難くなる。第３に、元々の
金属亜鉛の粒子径か大きいのて、デ〉ドライド発生の核
となる粗大粒子亜鉛に早く成長する。
そこでかかる問題に対処すべく、活物質である金属亜鉛
粉末と酸化亜鉛粉末の粒子径を規制することを特願昭５
７−４’１８４３号で提案した。即ち金属子径を規制す
ることにより、充放電サイクルによる活物質の結晶径の
粗大化を防止すると共に極板の変形を抑制し、容量減少
を僅少にして電池のサイクル寿命を向上させることがで
きる。
粉末と酸化亜鉛粉末の粒子径を規制することを特願昭５
７−４’１８４３号で提案した。即ち金属子径を規制す
ることにより、充放電サイクルによる活物質の結晶径の
粗大化を防止すると共に極板の変形を抑制し、容量減少
を僅少にして電池のサイクル寿命を向上させることがで
きる。
ところか充放電サイクルを繰返し、より長期にわたると
、規制きれて使用していた亜鉛粒子が徐々に粗大化して
高密度化するようになり、亜鉛電析の核となるへき亜鉛
粒子の数が減少する。その結果、不均一な電析が起こる
ようになり、亜鉛極の作用有効面積が減少して多孔度が
減少するため、電解液の内部拡散が妨けられ、導電性が
低下するようになる。即ち不動態化現象が生し、充放電
を繰り返すにつれて加速的に活物質の利用率の悪化を招
いていた。
、規制きれて使用していた亜鉛粒子が徐々に粗大化して
高密度化するようになり、亜鉛電析の核となるへき亜鉛
粒子の数が減少する。その結果、不均一な電析が起こる
ようになり、亜鉛極の作用有効面積が減少して多孔度が
減少するため、電解液の内部拡散が妨けられ、導電性が
低下するようになる。即ち不動態化現象が生し、充放電
を繰り返すにつれて加速的に活物質の利用率の悪化を招
いていた。
本発明はかかる点に鑑み発明されたものにして、上述の
諸問題を緩和して、蓄電池に適用するときの蓄電池のサ
イクル寿命を向上せんとするものである。即ち本発明は
０．１〜０５μの粒径を有する金属亜鉛粉末と１〜６μ
の粒径を有する金属亜鉛粉末の亜鉛活物質と、導電性物
質と、添加剤及び結着剤とにより亜鉛極を構成するもの
である。この構成から明らかなように本発明は、活物質
である金属亜鉛粉末と酸化亜鉛粉末の粒子径を規制する
ことにより、亜鉛極の変形を抑制して電池のサイクル寿
命を向上すると共に導電性物質の存在により活物質の利
用率の低下を抑制してサイクル寿命をより一層向上せん
とするものである。
諸問題を緩和して、蓄電池に適用するときの蓄電池のサ
イクル寿命を向上せんとするものである。即ち本発明は
０．１〜０５μの粒径を有する金属亜鉛粉末と１〜６μ
の粒径を有する金属亜鉛粉末の亜鉛活物質と、導電性物
質と、添加剤及び結着剤とにより亜鉛極を構成するもの
である。この構成から明らかなように本発明は、活物質
である金属亜鉛粉末と酸化亜鉛粉末の粒子径を規制する
ことにより、亜鉛極の変形を抑制して電池のサイクル寿
命を向上すると共に導電性物質の存在により活物質の利
用率の低下を抑制してサイクル寿命をより一層向上せん
とするものである。
以下本発明の詳細な説明しあわせて比較例を説明する。
実施例１
粒径０．１〜０．５μの酸化亜鉛粉末１００重量％、粒
径１〜６ｐの金属亜鉛粉末１０重量％、酸化水銀２重量
％及び炭素繊維２重量％を混合した混合粉末物にポリテ
トラフルオロエチレンのディスパージョン（ａ度６ひ％
）５重量％及び水５０重量％を加え、剪断力を与えつつ
混練する。得られた混練物を圧延ローラにより１． Ｏ
ｍｍの厚みに圧延してペーストシートを陰極集電体の両
面に当接し、圧延圧着して厚み１．５ｍｍの亜鉛極を得
る。
径１〜６ｐの金属亜鉛粉末１０重量％、酸化水銀２重量
％及び炭素繊維２重量％を混合した混合粉末物にポリテ
トラフルオロエチレンのディスパージョン（ａ度６ひ％
）５重量％及び水５０重量％を加え、剪断力を与えつつ
混練する。得られた混練物を圧延ローラにより１． Ｏ
ｍｍの厚みに圧延してペーストシートを陰極集電体の両
面に当接し、圧延圧着して厚み１．５ｍｍの亜鉛極を得
る。
（Ａ＞を作成した。
尚、従来の数十μ乃至数百μの金属亜鉛粉末は、還元雰
囲気中で金属亜鉛を一旦溶融してノズルから噴霧状に吹
き飛はして製造きれるものであるのに対し、本発明で使
用される１〜６μの金属亜鉛粉末は、還元雰囲気中で金
属亜鉛を溶融した後蒸発させ、それを凝縮したものであ
る。
囲気中で金属亜鉛を一旦溶融してノズルから噴霧状に吹
き飛はして製造きれるものであるのに対し、本発明で使
用される１〜６μの金属亜鉛粉末は、還元雰囲気中で金
属亜鉛を溶融した後蒸発させ、それを凝縮したものであ
る。
第１図はこの蓄電池（Ａ）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、（７）（８）は正負極端子である。
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、（７）（８）は正負極端子である。
実施例２
実施例１において炭素繊維に代えて炭素粉末を使用した
点を除いて、他は実施例１における蓄電池（Ａ）と同一
の蓄電池（Ｂ）を作成した。
点を除いて、他は実施例１における蓄電池（Ａ）と同一
の蓄電池（Ｂ）を作成した。
比較例
比較のため、実施例１において、炭素繊維を使用しない
点を除いて、他は実施例１の蓄電池（Ａ）と同一の蓄電
池（Ｃ）を作成した。
点を除いて、他は実施例１の蓄電池（Ａ）と同一の蓄電
池（Ｃ）を作成した。
第２図は本発明による亜鉛極を用いた蓄電池（Ａ）及び
（Ｂ）と比較電池＜Ｃ＞の充放電サイクル特性図である
。その充放電条件は、４００ｍＡで５時間充電した後、
５００ｍＡで電池電圧が１．（ＩＶに達するまて放電す
るものである。第２図は放電容量として初期容量を１０
０として示す。
（Ｂ）と比較電池＜Ｃ＞の充放電サイクル特性図である
。その充放電条件は、４００ｍＡで５時間充電した後、
５００ｍＡで電池電圧が１．（ＩＶに達するまて放電す
るものである。第２図は放電容量として初期容量を１０
０として示す。
第２図より本発明による亜鉛極を用いた蓄電池（Ａ）及
び（Ｂ）のサイクル特性が比較電池（Ｃ）のサイクル特
性に比し改善されることがわかる。
び（Ｂ）のサイクル特性が比較電池（Ｃ）のサイクル特
性に比し改善されることがわかる。
この改善理由は、炭素繊維や炭素粉末が導電性物質であ
るため、亜鉛活物質の不動態化を有効に防止するためと
考えられる。実施例では炭素繊維と炭素粉末の２例を示
したが、導電性があり、電池性能に悪影響を及ぼさない
ものでおれば他の導電性物質たとえばインジウム、スス
等の金属を用いることができる。導電性物質の含有割合
は、０゜１重量％以下ではほとんとその効果がなく、２
５重量％以上では亜鉛活物質の充填量を減少させるので
、０．１〜２５重量％位がよく、好ましくは０．３〜１
０重量％である。
るため、亜鉛活物質の不動態化を有効に防止するためと
考えられる。実施例では炭素繊維と炭素粉末の２例を示
したが、導電性があり、電池性能に悪影響を及ぼさない
ものでおれば他の導電性物質たとえばインジウム、スス
等の金属を用いることができる。導電性物質の含有割合
は、０゜１重量％以下ではほとんとその効果がなく、２
５重量％以上では亜鉛活物質の充填量を減少させるので
、０．１〜２５重量％位がよく、好ましくは０．３〜１
０重量％である。
に導電性物質を添加することにより、充放電サイクルに
よる負極活物質の結晶径の粗大化を防止すると共に亜鉛
極の変形を抑制することができ、また活物質の利用率の
低下を抑制し、この亜鉛極を用いた蓄電池のサイクル寿
命を大きくすることができる等工業的価値大なるもので
ある。
よる負極活物質の結晶径の粗大化を防止すると共に亜鉛
極の変形を抑制することができ、また活物質の利用率の
低下を抑制し、この亜鉛極を用いた蓄電池のサイクル寿
命を大きくすることができる等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を用いたアルカリ亜鉛蓄電
池の断面図、第２図は本発明による亜鉛極を用いたアル
カリ亜鉛蓄電池と比較電池のサイクル特性図である。 出願人 三洋電機株式会社 代理人 弁理士 佐野靜夫 、い −
池の断面図、第２図は本発明による亜鉛極を用いたアル
カリ亜鉛蓄電池と比較電池のサイクル特性図である。 出願人 三洋電機株式会社 代理人 弁理士 佐野靜夫 、い −
Claims (1)
- （１）０．１〜０．５μの粒径を有する酸化亜鉛粉末と
１〜６μの粒径を市する金属亜鉛粉末の亜鉛活物質と、
誰加剤、結着剤及び導電性物質とからなる亜鉛極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14412282A JPS5933756A (ja) | 1982-08-19 | 1982-08-19 | 亜鉛極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14412282A JPS5933756A (ja) | 1982-08-19 | 1982-08-19 | 亜鉛極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5933756A true JPS5933756A (ja) | 1984-02-23 |
| JPH0423380B2 JPH0423380B2 (ja) | 1992-04-22 |
Family
ID=15354701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14412282A Granted JPS5933756A (ja) | 1982-08-19 | 1982-08-19 | 亜鉛極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5933756A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6272895A (ja) * | 1985-09-26 | 1987-04-03 | 東急建設株式会社 | 推進工法における排土方法および排土装置 |
| WO2006079280A1 (en) * | 2005-01-28 | 2006-08-03 | Byd Company Limited | A zinc negative electrode for zinc-nickel secondary batteries, a preparation method thereof, and a zinc-nickel secondary battery containing the same |
| JP2013502026A (ja) * | 2009-08-07 | 2013-01-17 | パワージェニックス・システムズ・インコーポレーテッド | 炭素繊維亜鉛電極 |
| JP2014026951A (ja) * | 2011-08-23 | 2014-02-06 | Nippon Shokubai Co Ltd | 亜鉛負極合剤及び該亜鉛負極合剤を使用した電池 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3923544A (en) * | 1974-03-11 | 1975-12-02 | Electrochem Inc | Zinc electrode and method of making same |
| US4084047A (en) * | 1976-11-29 | 1978-04-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Stable alkaline zinc electrode |
| JPS58158867A (ja) * | 1982-03-16 | 1983-09-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 亜鉛極 |
-
1982
- 1982-08-19 JP JP14412282A patent/JPS5933756A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3923544A (en) * | 1974-03-11 | 1975-12-02 | Electrochem Inc | Zinc electrode and method of making same |
| US4084047A (en) * | 1976-11-29 | 1978-04-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Stable alkaline zinc electrode |
| JPS58158867A (ja) * | 1982-03-16 | 1983-09-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 亜鉛極 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2006079280A1 (en) * | 2005-01-28 | 2006-08-03 | Byd Company Limited | A zinc negative electrode for zinc-nickel secondary batteries, a preparation method thereof, and a zinc-nickel secondary battery containing the same |
| CN100449823C (zh) * | 2005-01-28 | 2009-01-07 | 比亚迪股份有限公司 | 用于二次锌镍电池的锌负极及其制备方法和含该锌负极的二次锌镍电池 |
| US7713661B2 (en) * | 2005-01-28 | 2010-05-11 | Byd Company Limited | Negative electrodes for zinc nickel secondary batteries and their fabrication methods |
| JP2013502026A (ja) * | 2009-08-07 | 2013-01-17 | パワージェニックス・システムズ・インコーポレーテッド | 炭素繊維亜鉛電極 |
| US9947919B2 (en) | 2009-08-07 | 2018-04-17 | Zincfive Power, Inc. | Carbon fiber zinc negative electrode |
| US10763495B2 (en) | 2009-08-07 | 2020-09-01 | Zincfive Power, Inc. | Carbon fiber zinc negative electrode |
| JP2014026951A (ja) * | 2011-08-23 | 2014-02-06 | Nippon Shokubai Co Ltd | 亜鉛負極合剤及び該亜鉛負極合剤を使用した電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0423380B2 (ja) | 1992-04-22 |
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