JPS5966061A - アルカリ亜鉛蓄電池の亜鉛極 - Google Patents
アルカリ亜鉛蓄電池の亜鉛極Info
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- JPS5966061A JPS5966061A JP57177162A JP17716282A JPS5966061A JP S5966061 A JPS5966061 A JP S5966061A JP 57177162 A JP57177162 A JP 57177162A JP 17716282 A JP17716282 A JP 17716282A JP S5966061 A JPS5966061 A JP S5966061A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
-
- 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
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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】
〔産業上の利［ＩＪＯジ’ｆ ）
不発［ＦＪは正イ販活物質として酸化銀、酸化ニッケル
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ｒ１１：油１に適用することができる亜鉛極に関す
る。
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ｒ１１：油１に適用することができる亜鉛極に関す
る。
従来より負極に金属亜鉛を活物質として用いたアルカリ
亜鉛蓄？ｊｉ’、池は、亜鉛が安価であり、アルカリ電
解液中でカドミクム碌に比べて卑な電位をイ］すること
から、エネルギー密度が高く、月公害の必配が少ないこ
とから、多くの実用化倹約がなされてきた。
亜鉛蓄？ｊｉ’、池は、亜鉛が安価であり、アルカリ電
解液中でカドミクム碌に比べて卑な電位をイ］すること
から、エネルギー密度が高く、月公害の必配が少ないこ
とから、多くの実用化倹約がなされてきた。
ところが、充放電サイクル途中における亜鉛デンドライ
トによる正負極間の短絡現象が起るため信頼性ｉ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。特に亜鉛のデンドライト
の生長によるセパレータ貫通の正負極間の内部短絡は防
ぎ切れない問題である。この点を少しでも改善するため
（、電解液はを規制することが考Ｒられる。
トによる正負極間の短絡現象が起るため信頼性ｉ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。特に亜鉛のデンドライト
の生長によるセパレータ貫通の正負極間の内部短絡は防
ぎ切れない問題である。この点を少しでも改善するため
（、電解液はを規制することが考Ｒられる。
即ち遊廓の電解液をなくし、亜鉛様の溶解を極力抑える
様にして放電生成物である亜鉛酸イオン（Ｚｎ（ＯＨ）
４）を、電極界面の近傍に止まらせ、次の充電時に
元の位置に出来る限り均一に電着せしめんとするもので
ある。この改善案はサイクル寿命を大巾に引き延ばすこ
とが可能であるが、負標活Ｓ質の中に金属亜鉛の粗大々
粒子が混入されていると、この粗大粒子が核となり、亜
鉛の結晶が生長し易くサイクル途中での正負電標間の内
部短絡を起し易い問題は解決され斤い。また低温Ｃの高
率放Ｆは特性ケ高めるには、活物質の金属Ａ１１鉛は、
粗大粒子より微小粒子な用いる方が電流密度が小さくな
シ、高率放電が可能となる。
様にして放電生成物である亜鉛酸イオン（Ｚｎ（ＯＨ）
４）を、電極界面の近傍に止まらせ、次の充電時に
元の位置に出来る限り均一に電着せしめんとするもので
ある。この改善案はサイクル寿命を大巾に引き延ばすこ
とが可能であるが、負標活Ｓ質の中に金属亜鉛の粗大々
粒子が混入されていると、この粗大粒子が核となり、亜
鉛の結晶が生長し易くサイクル途中での正負電標間の内
部短絡を起し易い問題は解決され斤い。また低温Ｃの高
率放Ｆは特性ケ高めるには、活物質の金属Ａ１１鉛は、
粗大粒子より微小粒子な用いる方が電流密度が小さくな
シ、高率放電が可能となる。
而して、亜鉛活物質として金属亜鉛と酸化！（ＩＩ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の粒径であり
、一方酸化亜鉛は十分の数戸の粒径であり、金属亜鉛に
比し２乃至３指手さい粒径である。このように従来の金
属亜鉛の粒径が酸化亜鉛の粒径に比し！ｌ′Ｊｒに大き
いことにより次の欠点がある。即ち第１に、粒警径の大
きさの差が２乃至６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６第２ＶＣ１粒径が大きいため１
Ｎ晴の金属亜鉛？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ＶＣｉｆｆ１着し難くなる。
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の粒径であり
、一方酸化亜鉛は十分の数戸の粒径であり、金属亜鉛に
比し２乃至３指手さい粒径である。このように従来の金
属亜鉛の粒径が酸化亜鉛の粒径に比し！ｌ′Ｊｒに大き
いことにより次の欠点がある。即ち第１に、粒警径の大
きさの差が２乃至６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６第２ＶＣ１粒径が大きいため１
Ｎ晴の金属亜鉛？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ＶＣｉｆｆ１着し難くなる。
第′５に、元々の金属亜鉛の粒径が大きいので、デンド
クイン発生の核となる粗大粒子亜鉛に早くなる。
クイン発生の核となる粗大粒子亜鉛に早くなる。
そこで活物質である金属亜鉛と酸化亜鉛の粒径を規制す
ることが考えられる。即ち粒径の規制により、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ｋ ７１１１１ｉｉ１１ Ｌ、月容頃減少を
僅少にし、７１１曲、サイクル寿命の向上を期すことが
考えられる。
ることが考えられる。即ち粒径の規制により、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ｋ ７１１１１ｉｉ１１ Ｌ、月容頃減少を
僅少にし、７１１曲、サイクル寿命の向上を期すことが
考えられる。
ところがより長期にわたり使用していると、粒径を規制
した亜鉛微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べき亜鉛微粒子が減少する。
した亜鉛微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べき亜鉛微粒子が減少する。
このため電析が不均一と々す、亜鉛極の作用有効面積が
減少して多孔度が減少し、亜鉛極内Ｎ（への電解２１ν
の拡散が困雉になる。
減少して多孔度が減少し、亜鉛極内Ｎ（への電解２１ν
の拡散が困雉になる。
従って電解液不足箇所が生じ、その筒所における不動態
化を惹起し、よシ長期にわたる充放電サイクルに耐えら
れ々くなる。
化を惹起し、よシ長期にわたる充放電サイクルに耐えら
れ々くなる。
本発明はかかる点ＶＣ鑑み発明されたものにして、活物
質である金属亜鉛及び酸化亜鉛の粒径を規制することに
よシ、金属亜鉛及び酸化亜鉛の均一混合を可能にすると
共に亜鉛％１析による結晶径の粗大化を遅らせ、また保
ｉｔｋ性のよいアルカリ土類金属のケイ酸塩を含有する
ことにより、亜鉛棟内の電解液不足ｆｌｉｔ所の発生を
少なくしでサイクル寿命をより一層向−ヒせんとするも
のである。
質である金属亜鉛及び酸化亜鉛の粒径を規制することに
よシ、金属亜鉛及び酸化亜鉛の均一混合を可能にすると
共に亜鉛％１析による結晶径の粗大化を遅らせ、また保
ｉｔｋ性のよいアルカリ土類金属のケイ酸塩を含有する
ことにより、亜鉛棟内の電解液不足ｆｌｉｔ所の発生を
少なくしでサイクル寿命をより一層向−ヒせんとするも
のである。
本発明による亜鉛イ板は、０，１〜０５μの粒径を有す
る酸化亜鉛粉末及び１〜６μの粒径をイーＺする金属亜
鉛粉末を主成分とし、アルカリ土類金属のケイ酸塩を含
有してなるものである。
る酸化亜鉛粉末及び１〜６μの粒径をイーＺする金属亜
鉛粉末を主成分とし、アルカリ土類金属のケイ酸塩を含
有してなるものである。
この横′成から＃Ｊらかなように本発明で使用される金
属亜鉛粉末の粒径は１〜６μのものであり、従来使ＩＩ
Ｊされている金属亜鉛粉末の粒径数＋乃至数百μに比し
、きわめて小径である。
属亜鉛粉末の粒径は１〜６μのものであり、従来使ＩＩ
Ｊされている金属亜鉛粉末の粒径数＋乃至数百μに比し
、きわめて小径である。
従来の金属亜鉛粉末は、還元＃υ１１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ばして製循され
るものである。これに対し、本分り１で使用される金属
亜鉛粉末は、還元雰ｒｊ［（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。本発明で使用
される金属亜鉛粉末と従来から使用されている金属亜鉛
粉末の比較表を上表に示す。
一旦溶融してノズルから噴霧状に吹き飛ばして製循され
るものである。これに対し、本分り１で使用される金属
亜鉛粉末は、還元雰ｒｊ［（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。本発明で使用
される金属亜鉛粉末と従来から使用されている金属亜鉛
粉末の比較表を上表に示す。
（実施例〕
以下本発明の詳細な説明する。
（イ）第１実施例
粒径０．１〜０．５μの酸化亜鉛粉末７３０χｉｔ％、
粒径１〜６μ、平均約２μの金属亜鉛粉末１０爪駄％酸
化水銀２取量％及びケイ酸カルシウム１０装置％を混合
した混合粉末ｌ拗ＶＣ、ポリテトラフルオロエチレンの
ディスパージョン（態度６０％）５重臓％及び水５０重
は％を加え、剪断力を与えつり混練する。得られた混線
物を圧延ローラにより１．０鰭の厚みに圧延したペース
トシー１陰極が車体の両面に当接し、１王地圧着して厚
み１，５朋のこの亜鉛極と周知の焼結式ニッケル権と組
み合せ、アルカリ准解散を１羽いてニッケルー亜鉛蓄電
池（Ｎを作成し、た。第１図はこの蓄峨曲１（勾の断面
図である。この図面１（おいて、（１）は亜鉛極、（２
）はニッケル械、（：３）はセパレータ、（４）は保液
層、（５）は電槽、］Ｃ６は弗１ｉ１１ｊ４．？、″５
１（７）（８）は正負極端子である。・（ロ）第２実施
例 第１実施例においてケイ酸カルシウムの代わシに、回爪
咀％のケイ酸マグネシウムを使用して亜鉛極を作成し、
その１世鉛極を使用して第１実施例と同様の蓄’ｔｊ、
ｙｌｌ＋、（Ｅ９ ｆ！：ｎ” Ｉｔｋ シ＊。
粒径１〜６μ、平均約２μの金属亜鉛粉末１０爪駄％酸
化水銀２取量％及びケイ酸カルシウム１０装置％を混合
した混合粉末ｌ拗ＶＣ、ポリテトラフルオロエチレンの
ディスパージョン（態度６０％）５重臓％及び水５０重
は％を加え、剪断力を与えつり混練する。得られた混線
物を圧延ローラにより１．０鰭の厚みに圧延したペース
トシー１陰極が車体の両面に当接し、１王地圧着して厚
み１，５朋のこの亜鉛極と周知の焼結式ニッケル権と組
み合せ、アルカリ准解散を１羽いてニッケルー亜鉛蓄電
池（Ｎを作成し、た。第１図はこの蓄峨曲１（勾の断面
図である。この図面１（おいて、（１）は亜鉛極、（２
）はニッケル械、（：３）はセパレータ、（４）は保液
層、（５）は電槽、］Ｃ６は弗１ｉ１１ｊ４．？、″５
１（７）（８）は正負極端子である。・（ロ）第２実施
例 第１実施例においてケイ酸カルシウムの代わシに、回爪
咀％のケイ酸マグネシウムを使用して亜鉛極を作成し、
その１世鉛極を使用して第１実施例と同様の蓄’ｔｊ、
ｙｌｌ＋、（Ｅ９ ｆ！：ｎ” Ｉｔｋ シ＊。
（ハ）第５実施例
第１実施例においてケイ酸カルシウムの代わりに、同取
殴％のケイ酸バリウムを使用して亜鉛ｆｉＩｉｉを作Ｉ
Ａ？： ｌ、 、七の亜鉛極を使用して第１実倣ｊ例と
同様の蓄電？ｌｌ＋、（Ｃ１をイ′「成した。
殴％のケイ酸バリウムを使用して亜鉛ｆｉＩｉｉを作Ｉ
Ａ？： ｌ、 、七の亜鉛極を使用して第１実倣ｊ例と
同様の蓄電？ｌｌ＋、（Ｃ１をイ′「成した。
に）第１比較例
第１実施例において、アルカリ土類金属のケイ酸塩を含
有せず、ケイ酸カルνウノ＼のｒ：（ｆＦ＆％分だけ酸
化亜鉛粉末ａＩ増駁し九亜鉛撒を作成し、この亜鉛極を
・用いて比較電池；（Ｄｌを作成した。
有せず、ケイ酸カルνウノ＼のｒ：（ｆＦ＆％分だけ酸
化亜鉛粉末ａＩ増駁し九亜鉛撒を作成し、この亜鉛極を
・用いて比較電池；（Ｄｌを作成した。
（ホ）ｆＪｒ；２比較例
第１比較例において、粒径１〜６μ、平均２μの金１％
ｉ亜鉛粉末に代って、従来から使用されている２００μ
程度の粒径を釘する金属亜鉛粉末な用いて亜鉛ｉ ｆ！
：ｔ’＋・成し、この亜鉛極を用いて比較電池（Ｆｌを
作成した。
ｉ亜鉛粉末に代って、従来から使用されている２００μ
程度の粒径を釘する金属亜鉛粉末な用いて亜鉛ｉ ｆ！
：ｔ’＋・成し、この亜鉛極を用いて比較電池（Ｆｌを
作成した。
第２図は本発明による亜鉛極を用いた蓄電１１＋、（Ｎ
Ｏバｑと比較電油； （ＩＪＩ ＜勾の充放電サイクル
特性図である。その充放゛市条件は、１５０ｍＡで５時
間充ｒｌ先した後、１５０ｍＡで電池１電ＩＪ三が１．
２ Ｖに達するまで放電するものである。第２図は放゛
峨容にとして初期容駄を１ ｔｌ Ｏどして示す。
Ｏバｑと比較電油； （ＩＪＩ ＜勾の充放電サイクル
特性図である。その充放゛市条件は、１５０ｍＡで５時
間充ｒｌ先した後、１５０ｍＡで電池１電ＩＪ三が１．
２ Ｖに達するまで放電するものである。第２図は放゛
峨容にとして初期容駄を１ ｔｌ Ｏどして示す。
！Ｓ２図より不発Ｆ月による亜鉛、瞳を用いた蓄電ｌｆ
ｌ］。
ｌ］。
（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）のサイクル特性が比較、４ノｌ１１
、（用ト）のサイクル特性に比し改善されることがわか
る。
、（用ト）のサイクル特性に比し改善されることがわか
る。
この改善理由として次の点が考えられる。
（１）酸化亜鉛粒子と金属亜鉛粉末を結着剤とす（に混
練する時、酸化亜鉛粒子と金属亜鉛粒子の粒径の差が従
来の場合に比し少くなるため、より均一な混練が可能で
あり、均質に混合した亜鉛極になる。
練する時、酸化亜鉛粒子と金属亜鉛粒子の粒径の差が従
来の場合に比し少くなるため、より均一な混練が可能で
あり、均質に混合した亜鉛極になる。
＋２Ｊ 金属亜鉛粉末の粒径が小さいため、回じ直噴
における粒子数が多く、亜鉛電析の核となる金属亜鉛が
均−ＶＣ亜鉛負極に分布するので、電析亜鉛も均一にな
り易い。
における粒子数が多く、亜鉛電析の核となる金属亜鉛が
均−ＶＣ亜鉛負極に分布するので、電析亜鉛も均一にな
り易い。
（３〕 金属＋１１１鉛粒子が小さいため、デンドラ
イト発生の核となる粗大粒子亜鉛に成長するには、長い
時間が必要となシ、粗大粒子化が遅れる。
イト発生の核となる粗大粒子亜鉛に成長するには、長い
時間が必要となシ、粗大粒子化が遅れる。
（４）金Ｉべ亜鉛の粒子形状力）゛球形なために、亜鉛
粒子形状が均一でありその粗大化が起シにくい。
粒子形状が均一でありその粗大化が起シにくい。
（５） アルカリ土類金属のケイ酸塩は、アルカリ電
解７ｔｌに不溶性であると共に電解液保持性が優れるた
め、亜鉛極内の曜解法不足箇所の発生を抑制し、不！Ｉ
ＩＩＩ態化を抑制する。
解７ｔｌに不溶性であると共に電解液保持性が優れるた
め、亜鉛極内の曜解法不足箇所の発生を抑制し、不！Ｉ
ＩＩＩ態化を抑制する。
尚、アルカリ土類金ＩＭＩの含イ１割合は、３へＵ％以
トでは添υ１１効果がなく、また１５眼−１％以上では
、含液ｌが多くなりすぎると共に活物質の充填１１【が
減少することになυ好ましくない。
トでは添υ１１効果がなく、また１５眼−１％以上では
、含液ｌが多くなりすぎると共に活物質の充填１１【が
減少することになυ好ましくない。
以上の如く不発１ｖＪによれば、粒径の規制により金属
匪鉛及び酸化亜鉛の均一混合な可能にすると共に亜鉛電
析による結晶径の粗大化を遅らせ、また保液性のよいア
ルカリ土類金属のケイ酸塩を含有することによシ、亜鉛
極内の４解法不足箇所の発生を少なくしてサイクル寿爺
をより一層向上させることができる。
匪鉛及び酸化亜鉛の均一混合な可能にすると共に亜鉛電
析による結晶径の粗大化を遅らせ、また保液性のよいア
ルカリ土類金属のケイ酸塩を含有することによシ、亜鉛
極内の４解法不足箇所の発生を少なくしてサイクル寿爺
をより一層向上させることができる。
第１図は本発明による亜鉛極の一実施例を用いたアルカ
リ亜鉛蓄電曲、の断面図、第２図は不発１１１１による
亜鉛Ｊｉｉ Ｑｅ用いた蓄ｒ３曲１と比較屯４１Ｊ４の
サイクル特性図である。
リ亜鉛蓄電曲、の断面図、第２図は不発１１１１による
亜鉛Ｊｉｉ Ｑｅ用いた蓄ｒ３曲１と比較屯４１Ｊ４の
サイクル特性図である。
Claims (1)
- ｉｌＩ Ｏ，１〜０．５μの粒径を有する酸化亜鉛粉
末及び１〜６１Ｌの粒径を有する金属亜鉛粉末を主成分
とし、アルカリ土類金属のケイ酸塩を含有してなるアル
カリ亜鉛蓄電曲１の亜鉛極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57177162A JPH06101326B2 (ja) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | アルカリ亜鉛蓄電池の亜鉛極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57177162A JPH06101326B2 (ja) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | アルカリ亜鉛蓄電池の亜鉛極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5966061A true JPS5966061A (ja) | 1984-04-14 |
| JPH06101326B2 JPH06101326B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=16026260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57177162A Expired - Lifetime JPH06101326B2 (ja) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | アルカリ亜鉛蓄電池の亜鉛極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06101326B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6284410B1 (en) | 1997-08-01 | 2001-09-04 | Duracell Inc. | Zinc electrode particle form |
| JP2014154260A (ja) * | 2013-02-05 | 2014-08-25 | Nippon Shokubai Co Ltd | 亜鉛負極合剤、亜鉛負極及び電池 |
| CN110931785A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-03-27 | 河南创力新能源科技股份有限公司 | 一种锌镍电池负极硅酸盐晶体材料的制备方法 |
-
1982
- 1982-10-07 JP JP57177162A patent/JPH06101326B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6284410B1 (en) | 1997-08-01 | 2001-09-04 | Duracell Inc. | Zinc electrode particle form |
| JP2014154260A (ja) * | 2013-02-05 | 2014-08-25 | Nippon Shokubai Co Ltd | 亜鉛負極合剤、亜鉛負極及び電池 |
| CN110931785A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-03-27 | 河南创力新能源科技股份有限公司 | 一种锌镍电池负极硅酸盐晶体材料的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06101326B2 (ja) | 1994-12-12 |
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