JPS5935358A - 亜鉛アルカリ蓄電池 - Google Patents
亜鉛アルカリ蓄電池Info
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- JPS5935358A JPS5935358A JP57145202A JP14520282A JPS5935358A JP S5935358 A JPS5935358 A JP S5935358A JP 57145202 A JP57145202 A JP 57145202A JP 14520282 A JP14520282 A JP 14520282A JP S5935358 A JPS5935358 A JP S5935358A
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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】
〔技術分野〕
本発明は正極活物質として酸化銀、酸化二／ケルなどを
用い、電解液としてアルカリ溶液を用いる亜鉛アルカリ
蓄電池に関し、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表面に電導性物質の
薄膜層を形成することにより、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表面の不動態化を防止し、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亜鉛アルカリ
蓄電池に関し、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表面に電導性物質の
薄膜層を形成することにより、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表面の不動態化を防止し、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
ム極に比べて卑な電位を有することから、エネルギー密
度が高く、且公害の心配か少ないことから、多くの実用
化検Ｓ；ＪがなされてきＩ：、。
池は、亜鉛が安価であり、アルカリ電解液中でカドミウ
ム極に比べて卑な電位を有することから、エネルギー密
度が高く、且公害の心配か少ないことから、多くの実用
化検Ｓ；ＪがなされてきＩ：、。
ところが、充放電ナイクル途中における亜鉛テン１！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
けるごと及び充放電サイクルによる亜鉛極の変形か著し
いために長期のす゛イク ゝが得られにくいこと等の
欠点かある。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。
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
けるごと及び充放電サイクルによる亜鉛極の変形か著し
いために長期のす゛イク ゝが得られにくいこと等の
欠点かある。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〃の粒径であり、−あ
酸化亜鉛は十分の数μの粒径であり、金属亜鉛に比し２
乃至３桁小さい粒径である。このように従来の金属亜鉛
の粒径か酸化亜鉛の粒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、粒径の大ききの差が２乃至
３桁と大きいたｄ〕、金属亜鉛と酸化亜鉛が均一に混合
しない。第２に、粒径が大さいため同量の金属亜鉛を混
入しても、粒子数が少なく電析の核となる数が少ないの
で、放電生成物である亜鉛酸イオンが次の充電時に元の
位置に電着し難くなる。
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〃の粒径であり、−あ
酸化亜鉛は十分の数μの粒径であり、金属亜鉛に比し２
乃至３桁小さい粒径である。このように従来の金属亜鉛
の粒径か酸化亜鉛の粒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、粒径の大ききの差が２乃至
３桁と大きいたｄ〕、金属亜鉛と酸化亜鉛が均一に混合
しない。第２に、粒径が大さいため同量の金属亜鉛を混
入しても、粒子数が少なく電析の核となる数が少ないの
で、放電生成物である亜鉛酸イオンが次の充電時に元の
位置に電着し難くなる。
第３に、元々の金属亜鉛の粒径が大きいので、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。
ライド発生の核となる粗大粒子亜鉛に早く成長する。
そ二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径を規制することを特願昭５７
−４１８４３号で提案した。即ち金属亜鉛粉末の粒径を
１〜６μ、酸化亜鉛粉末の粒径を０１〜０，５μとする
ものである。このように粒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径を規制することを特願昭５７
−４１８４３号で提案した。即ち金属亜鉛粉末の粒径を
１〜６μ、酸化亜鉛粉末の粒径を０１〜０，５μとする
ものである。このように粒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。
ところが充放電サイクルを繰返し、より長期にわたると
、規制され℃使用していた亜鉛粒子が徐々に粗大化して
ｊ６密度化するようになり、亜鉛電析の核となるへさ亜
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げられ、電導性
が低下するようになる。即ち不動態化現象が生し、この
現象は亜鉛極表面から除々に内部に進行することがわか
った。
、規制され℃使用していた亜鉛粒子が徐々に粗大化して
ｊ６密度化するようになり、亜鉛電析の核となるへさ亜
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げられ、電導性
が低下するようになる。即ち不動態化現象が生し、この
現象は亜鉛極表面から除々に内部に進行することがわか
った。
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
有する酸化亜鉛粉末と１〜６μの粒径を有する金属亜鉛
粉末の亜鉛活物質と、添加剤及び結着剤とにより亜鉛極
を構成すると共に亜鉛極の作用表面に電導性の薄膜層を
形成するものである。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径
を規制Ｖ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亜鉛極表面に電導性の薄
膜層を形成するため、亜鉛極表面の不動態化を防止せん
とするものである。
諸問題を緩和して、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
有する酸化亜鉛粉末と１〜６μの粒径を有する金属亜鉛
粉末の亜鉛活物質と、添加剤及び結着剤とにより亜鉛極
を構成すると共に亜鉛極の作用表面に電導性の薄膜層を
形成するものである。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径
を規制Ｖ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亜鉛極表面に電導性の薄
膜層を形成するため、亜鉛極表面の不動態化を防止せん
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０１〜０．５μの酸化亜鉛粉末１００重量％、粒径
１〜６〃の金属亜鉛粉末１０重１％、及び酸化水銀２重
置％を混合したｌ見合粉末物にポリ子ドラフルオロエチ
レンのディスバー〉３２１度６０％〉５重量％及び水５
０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、０ｍｍの厚みに圧延した
ペーストシートを陰極集電体の両面に当接し、圧延圧着
し工厚み１．５ｍｍの亜鉛極を得る。この亜鉛極表面に
真空蒸着により炭素の薄膜層を形成した。
１〜６〃の金属亜鉛粉末１０重１％、及び酸化水銀２重
置％を混合したｌ見合粉末物にポリ子ドラフルオロエチ
レンのディスバー〉３２１度６０％〉５重量％及び水５
０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、０ｍｍの厚みに圧延した
ペーストシートを陰極集電体の両面に当接し、圧延圧着
し工厚み１．５ｍｍの亜鉛極を得る。この亜鉛極表面に
真空蒸着により炭素の薄膜層を形成した。
この亜鉛負極５枚と周知の焼結式ニッケル極４枚を用い
て容量２ＡＨのニッケルー亜鉛蓄電池（Ａ）を作成した
。
て容量２ＡＨのニッケルー亜鉛蓄電池（Ａ）を作成した
。
尚、従来の数ト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スルから噴霧状に吹
き飛はし一〇製造さ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スルから噴霧状に吹
き飛はし一〇製造さ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−７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−７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において炭素に代えてアセチレ〉フラ１７りを
使用した点を除いて、他は実施例１にお１づる蓄電池（
Ａ）と同一の蓄電／Ｉ！２（Ｂ ）を作成した。
使用した点を除いて、他は実施例１にお１づる蓄電池（
Ａ）と同一の蓄電／Ｉ！２（Ｂ ）を作成した。
比較例
比較のため、実施例１において、炭素の薄膜層を形成し
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。
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。
第２図は本発明による亜鉛極を用いた蓄電池〈Ａ）及０
（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、
５００ｍ Ａで電池電圧か１０■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１００
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、
５００ｍ Ａで電池電圧か１０■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１００
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がる。
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がる。
この改善理由は、戻素やアセチレンブラックが電導性物
質であるため、亜鉛極表面の不動態化を有効に防止する
ためと考えられる。実施ｆａｌｌでは戻素とアセチレン
ブラックの２例を示したが、電導性かあり、電池性能に
悪影響を及はさないものであれは他の電導性物質たとえ
ばインジウム、スス等の金属による薄膜層を形成しても
よい。また実施例では真空蒸着法を示したが、適当な溶
媒に分散さぜ、塗布あるいはスプレー後に溶媒をとはす
方法、あるいは電導性物質を亜鉛極表面に配置した後プ
レスする方法で、電導性薄膜層を形成するようにしても
よい。
質であるため、亜鉛極表面の不動態化を有効に防止する
ためと考えられる。実施ｆａｌｌでは戻素とアセチレン
ブラックの２例を示したが、電導性かあり、電池性能に
悪影響を及はさないものであれは他の電導性物質たとえ
ばインジウム、スス等の金属による薄膜層を形成しても
よい。また実施例では真空蒸着法を示したが、適当な溶
媒に分散さぜ、塗布あるいはスプレー後に溶媒をとはす
方法、あるいは電導性物質を亜鉛極表面に配置した後プ
レスする方法で、電導性薄膜層を形成するようにしても
よい。
以上の如く本発明は、亜鉛極の活物質である金属亜鉛粉
末と酸化亜鉛粉末の粒径を規制−すると共に亜鉛極の作
用表面に電導性の薄膜層を形成することにより、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づ−
ると共に亜鉛極の変形を抑制することができ、また亜鉛
極表面の不動態化を防止でき、この亜鉛極を用いた蓄電
池のザイクル寿命を大きくすることかできる等工業的価
値大なるものである。
末と酸化亜鉛粉末の粒径を規制−すると共に亜鉛極の作
用表面に電導性の薄膜層を形成することにより、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づ−
ると共に亜鉛極の変形を抑制することができ、また亜鉛
極表面の不動態化を防止でき、この亜鉛極を用いた蓄電
池のザイクル寿命を大きくすることかできる等工業的価
値大なるものである。
第１図は本発明による亜鉛アルカリ蓄電池の断面図、第
２図は本発明による亜鉛アルカリ蓄電池と比較電池のサ
イクル特性図である。
２図は本発明による亜鉛アルカリ蓄電池と比較電池のサ
イクル特性図である。
Claims (1)
- （１）０．１〜０．５μの粒径を有する酸化亜鉛粉末と
１〜６μの粒径を有する金属亜鉛粉末の亜鉛活物質と、
添加剤及び結着剤とよりなる亜鉛極の作用表面に電導性
物質の薄膜層を形成したことを特徴とする亜鉛アルカリ
蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57145202A JPS5935358A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | 亜鉛アルカリ蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57145202A JPS5935358A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | 亜鉛アルカリ蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5935358A true JPS5935358A (ja) | 1984-02-27 |
| JPH0423382B2 JPH0423382B2 (ja) | 1992-04-22 |
Family
ID=15379765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57145202A Granted JPS5935358A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | 亜鉛アルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5935358A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6783704B1 (en) * | 1999-05-15 | 2004-08-31 | Merck Patent Gmbh | Method and agent for producing hydrophobic layers on fluoride layers |
-
1982
- 1982-08-20 JP JP57145202A patent/JPS5935358A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6783704B1 (en) * | 1999-05-15 | 2004-08-31 | Merck Patent Gmbh | Method and agent for producing hydrophobic layers on fluoride layers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0423382B2 (ja) | 1992-04-22 |
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