JPS5966068A - ニツケル亜鉛電池 - Google Patents
ニツケル亜鉛電池Info
- Publication number
- JPS5966068A JPS5966068A JP57176878A JP17687882A JPS5966068A JP S5966068 A JPS5966068 A JP S5966068A JP 57176878 A JP57176878 A JP 57176878A JP 17687882 A JP17687882 A JP 17687882A JP S5966068 A JPS5966068 A JP S5966068A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- zinc
- nickel
- plate
- sack
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- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/24—Alkaline accumulators
- H01M10/30—Nickel accumulators
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (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】
本発明は袋状に加工し１こセパレータを２つ以上重ね、
その中に例えば亜鉛晦仮を挿入し、セパレータの外側に
ニッケルー板を配し１こニッケル亜鉛電池に関才ろもの
である。
その中に例えば亜鉛晦仮を挿入し、セパレータの外側に
ニッケルー板を配し１こニッケル亜鉛電池に関才ろもの
である。
本発明の目的とするところは重ねｆこ袋状セパレータの
内部であり、目、っ−仮の周縁部に位置する部分にニッ
ケルメッキを細こしておくことにより、充電中に亜１４
Ｆ！！Ｉ！仮から成長して来る亜鉛デンドライトによる
正負ｔｉｈｌ板間の内部ショートを防比し、寿命の長い
電池を提供才ろことにある。
内部であり、目、っ−仮の周縁部に位置する部分にニッ
ケルメッキを細こしておくことにより、充電中に亜１４
Ｆ！！Ｉ！仮から成長して来る亜鉛デンドライトによる
正負ｔｉｈｌ板間の内部ショートを防比し、寿命の長い
電池を提供才ろことにある。
従来のニッケル亜鉛電池は、例えば焼結式水酸化ニッケ
ルｉＴＥｔｉＭ板と酸化亜鉛などの亜鉛酸化物の粉末を
合成樹脂の結着剤と共に練り、これを集電体に塗布しｆ
こ負動板とを老パレータを介してＷＬｌｌ！１円に対向
させて配置し、酸化亜鉛なとｂ飽和させｆこ苛性カリ水
溶液からなる電解液を注入して構成されている。この電
池は外部の直流電力により充電をうける場合には、０式
に示す様に石から左へ電気の化学反応がおこり、放電の
場合には、光電とは逆に左から右への電気化学反応がお
こる。
ルｉＴＥｔｉＭ板と酸化亜鉛などの亜鉛酸化物の粉末を
合成樹脂の結着剤と共に練り、これを集電体に塗布しｆ
こ負動板とを老パレータを介してＷＬｌｌ！１円に対向
させて配置し、酸化亜鉛なとｂ飽和させｆこ苛性カリ水
溶液からなる電解液を注入して構成されている。この電
池は外部の直流電力により充電をうける場合には、０式
に示す様に石から左へ電気の化学反応がおこり、放電の
場合には、光電とは逆に左から右への電気化学反応がお
こる。
２Ｎｉ００Ｈ−１−Ｚｎ−１−ＨｇＯ磐−可２Ｎｉ（Ｕ
ＨＪ２＋Ｚｎ（Ｊ 、−、、＋１）充電 そして充電が完了すると、正動板からは酸素ガスが、負
（至）仮からは水素ガスが発生する。
ＨＪ２＋Ｚｎ（Ｊ 、−、、＋１）充電 そして充電が完了すると、正動板からは酸素ガスが、負
（至）仮からは水素ガスが発生する。
充放電の出来る電池としては、鉛゛岨池、ニッケルカド
ミウム電池が代表的なものであるが、これらの電池にく
らべてニッケル亜鉛がもつ最大の問題点は負動板の活物
質である亜鉛あるいは放電状態の活物質酸化亜鉛（Ｚｎ
（ＪＪおよび水酸化加給（Ｚｎ （ＯＨ） ２）がＷＬ
電解液回層性であるということである。このことは光放
電に誹って常に負罎仮の形状が斐化することである。ま
ｒこ充電においては充電々流の分布の不均一などによっ
て負−仮の特に周縁部に部分的に樹枝状の亜鉛が析出し
、すなわち、いわゆる亜鉛デンドライトが成長し、その
先端がｉＥＦ？！板の同じく周縁部に達すると内部ショ
ートをおこし電池の寿命を短縮する。これを防止ｆこめ
に、正負歯間には数十〜数百オンクストロームの細孔を
何するポリエチレン、ポリプロピレンあるいはセルロー
ズからなる膜がセパレータとして挿入されるのが、又、
これのセパレータは袋状に加工さｌ、その中にＩＥ−又
は負極が挿入さ第１．るのが一般的である。］７かし、
これらのセパレータを２〜３軍に正負動量に配しても、
面沿デンドライトによる内部ショートを防ぐことは出来
ないのが現実である。又、こｌらの一ヒバレータをさら
に多重に使用才ろとショートのおこる確率は低くなるが
、この種のセパレータは細孔の大きさが上述の様に小さ
い１こめ、正負１間に介在させｒコ場合、！、池の内部
抵抗が大きくなり、ｔＰｉ？［特性を著しく悪くすると
いうあらｆこな問題が発生する。
ミウム電池が代表的なものであるが、これらの電池にく
らべてニッケル亜鉛がもつ最大の問題点は負動板の活物
質である亜鉛あるいは放電状態の活物質酸化亜鉛（Ｚｎ
（ＪＪおよび水酸化加給（Ｚｎ （ＯＨ） ２）がＷＬ
電解液回層性であるということである。このことは光放
電に誹って常に負罎仮の形状が斐化することである。ま
ｒこ充電においては充電々流の分布の不均一などによっ
て負−仮の特に周縁部に部分的に樹枝状の亜鉛が析出し
、すなわち、いわゆる亜鉛デンドライトが成長し、その
先端がｉＥＦ？！板の同じく周縁部に達すると内部ショ
ートをおこし電池の寿命を短縮する。これを防止ｆこめ
に、正負歯間には数十〜数百オンクストロームの細孔を
何するポリエチレン、ポリプロピレンあるいはセルロー
ズからなる膜がセパレータとして挿入されるのが、又、
これのセパレータは袋状に加工さｌ、その中にＩＥ−又
は負極が挿入さ第１．るのが一般的である。］７かし、
これらのセパレータを２〜３軍に正負動量に配しても、
面沿デンドライトによる内部ショートを防ぐことは出来
ないのが現実である。又、こｌらの一ヒバレータをさら
に多重に使用才ろとショートのおこる確率は低くなるが
、この種のセパレータは細孔の大きさが上述の様に小さ
い１こめ、正負１間に介在させｒコ場合、！、池の内部
抵抗が大きくなり、ｔＰｉ？［特性を著しく悪くすると
いうあらｆこな問題が発生する。
本発明はこれらの欠点を除去し、Ｊｌ ｔｌ特性の才ぐ
１ｒこ、１つ寿命の長いｔａを得ようとするもので、以
下その実施例について詳述する。
１ｒこ、１つ寿命の長いｔａを得ようとするもので、以
下その実施例について詳述する。
第１図は、本発明によるニッケル亜鉛電池の摺成の一実
施例を示す図である。（１１（１１が水酸、化ニッケル
を活物質とオ多ニッケル除数で（２＋ ＋２１が該画数
のリードで正一端子となろ。（８）が亜鉛１醜で（４）
が正画端子となるそのリードである。これらの１佃仮は
必典に°より枚数をさらに多くして交互に配置してもよ
い。（５）はｔ病で一般的には合成樹脂からなり（６）
が注液口栓である。（７）が本発明に係る袋状に加工さ
れＴこセパレータを２枚以上重ね、そｔｌ、４の少なく
心も一内面であり且つ動板の周縁部に位置する部分にニ
ッケルメッキを施こしＴこセパレータである。このセパ
レータ（７）については第２図に於いてさらに詳述する
。＋ｓ＋ｔｇ（は電解液である。
施例を示す図である。（１１（１１が水酸、化ニッケル
を活物質とオ多ニッケル除数で（２＋ ＋２１が該画数
のリードで正一端子となろ。（８）が亜鉛１醜で（４）
が正画端子となるそのリードである。これらの１佃仮は
必典に°より枚数をさらに多くして交互に配置してもよ
い。（５）はｔ病で一般的には合成樹脂からなり（６）
が注液口栓である。（７）が本発明に係る袋状に加工さ
れＴこセパレータを２枚以上重ね、そｔｌ、４の少なく
心も一内面であり且つ動板の周縁部に位置する部分にニ
ッケルメッキを施こしＴこセパレータである。このセパ
レータ（７）については第２図に於いてさらに詳述する
。＋ｓ＋ｔｇ（は電解液である。
ｍ２図は＠１図のセパレータ（７）が３つの袋状に加工
されｔこセパレータ＋７＋’＋７７ （７’（’からな
っている場合の説明図である。これらのセ１＜レータは
４ぞリエチレンあるいはポリプロピレンのマイクロポー
ラスフィルム、半透膜、イオン交換嘆等からなる溶解１
ｒこ面沿化合物を谷褐に通過させることはなし）材質が
一般に使用されろ。本実施例では袋状０）セ１＜レータ
（７１に亜鉛−仮（３）を挿入し、こｉｌを袋状のセパ
レータ（７′１に挿入Ｅ７、次いで（７）に挿入する。
されｔこセパレータ＋７＋’＋７７ （７’（’からな
っている場合の説明図である。これらのセ１＜レータは
４ぞリエチレンあるいはポリプロピレンのマイクロポー
ラスフィルム、半透膜、イオン交換嘆等からなる溶解１
ｒこ面沿化合物を谷褐に通過させることはなし）材質が
一般に使用されろ。本実施例では袋状０）セ１＜レータ
（７１に亜鉛−仮（３）を挿入し、こｉｌを袋状のセパ
レータ（７′１に挿入Ｅ７、次いで（７）に挿入する。
そしてセパレータ（７）の（９）がニッケルメッキ部分
を示す。
を示す。
ニッケルメッキ（９）は電解法でもよいが化学メッキ、
いわゆる無電解メッキが適切であろう。ニッケルメッキ
（９）を施こす部分は、ＩＴ！沿１板＋ａ＋Ｍｓセノ實
レータ（７５と共に挿入され１こ時に一板の周縁部−こ
位置オ＊ａ’ｈ ５τ呟に限らｔｌろ。さらに具体的に説明すると、周縁
部に位置する部分のニッケルメッキの幅ＬＷ）は励仮の
大きさによっても異なるが１０肩贋程度もあｔｌばよい
。又ニッケルメツ片の厚さは数μｍもあｆｌ、ば十分で
ある。本実施例では３つの袋状セ／（’レータを用いた
場合を示しｆこが、もし２つの袋状セパレータの場合は
セパレータ（７）に（７）と同様＄こメッキを施こすが
、製作が困難となるかセパレータ（７１の円面に施こし
てもよい。又、メッキは必ずしも一面である必要はない
。つ、袋状セパレータの材質は前述しＴこが同じ種類の
袋状セパレータを用イル他、異なつ１こｍｍの袋状に加
工しｆ：Ｉ−セグレータを組合せて使用してもよい。次
に本発明による充電中の亜鉛デンドライトの生成による
内部ショートを防止する原理について説明する。
いわゆる無電解メッキが適切であろう。ニッケルメッキ
（９）を施こす部分は、ＩＴ！沿１板＋ａ＋Ｍｓセノ實
レータ（７５と共に挿入され１こ時に一板の周縁部−こ
位置オ＊ａ’ｈ ５τ呟に限らｔｌろ。さらに具体的に説明すると、周縁
部に位置する部分のニッケルメッキの幅ＬＷ）は励仮の
大きさによっても異なるが１０肩贋程度もあｔｌばよい
。又ニッケルメツ片の厚さは数μｍもあｆｌ、ば十分で
ある。本実施例では３つの袋状セ／（’レータを用いた
場合を示しｆこが、もし２つの袋状セパレータの場合は
セパレータ（７）に（７）と同様＄こメッキを施こすが
、製作が困難となるかセパレータ（７１の円面に施こし
てもよい。又、メッキは必ずしも一面である必要はない
。つ、袋状セパレータの材質は前述しＴこが同じ種類の
袋状セパレータを用イル他、異なつ１こｍｍの袋状に加
工しｆ：Ｉ−セグレータを組合せて使用してもよい。次
に本発明による充電中の亜鉛デンドライトの生成による
内部ショートを防止する原理について説明する。
第１図の電池を繰り返し充放電にかけると亜鉛画板（３
）中の活物質は溶解、析出を繰り返すが充放電の初期に
おいては、セパレータ（７］も十分にすぐれ ｆこ特性
を有する１こめ溶解１． ｆニー亜鉛がセパレータ（７
）の中に進入しても内部ショー）・に至ることはない。
）中の活物質は溶解、析出を繰り返すが充放電の初期に
おいては、セパレータ（７］も十分にすぐれ ｆこ特性
を有する１こめ溶解１． ｆニー亜鉛がセパレータ（７
）の中に進入しても内部ショー）・に至ることはない。
しかし、数百サイクルの充放電が繰り返さｊ、ろとセパ
レータも次第に劣化するｆこめ、亜鉛がセパレータｑ）
を貫通し、従来の電池では１こちまちニッケル１ｉｌｉ
ｔ ＆に到達し内部ショートをおこす。内部ショートも
はじめは小さい場合もあるが、小さい内部ショートでも
、それは大電流が流れるｒコめ部分的な発熱がおこり、
これによってセパレータが溶けついｔこは大きな内部シ
ョートになり′電池を寿命ｆζい１こら（７める。この
現象はいわゆる＠鉛デンドライトの発生、成長（こよる
ものであるが、このデンドライトは充電の電流がより集
中己”やすい―仮の周縁部に発生する確立が−めで高い
。
レータも次第に劣化するｆこめ、亜鉛がセパレータｑ）
を貫通し、従来の電池では１こちまちニッケル１ｉｌｉ
ｔ ＆に到達し内部ショートをおこす。内部ショートも
はじめは小さい場合もあるが、小さい内部ショートでも
、それは大電流が流れるｒコめ部分的な発熱がおこり、
これによってセパレータが溶けついｔこは大きな内部シ
ョートになり′電池を寿命ｆζい１こら（７める。この
現象はいわゆる＠鉛デンドライトの発生、成長（こよる
ものであるが、このデンドライトは充電の電流がより集
中己”やすい―仮の周縁部に発生する確立が−めで高い
。
しかしながら本発明の如く、重ね１こ袋状セパレータの
内部で、且つ竜仮の周縁部に位置する部分ｌζニンケル
メソキを旌こしておくことにより、第２Ｉ ＃ 図（７）ｔ７＋のセパレータの周縁部を貫通して東１こ
亜鉛デンドライトがニッケルメッキ（９）の部分子ζ接
触すると０式の反応によりニンケル表面ユリ水素ガスを
発生して亜鉛は酸化亜鉛に変化し酸化亜鉛は次第にｗＬ
解液中にとけて消失する。しγこがって従来のニッケル
１用船′ｆＷ、／ｌ１８のようにセパレータ（７）Ｚｎ
−１−１４１１０−＋ ＺｎＵ 十Ｈ’ｌ↑ ・
・・・・・■カ劣化１，１こ後も、亜鉛デンドライトに
よる内部シヨ、→トを防ｉヒし、寿命の長い′電池が得
られる。
内部で、且つ竜仮の周縁部に位置する部分ｌζニンケル
メソキを旌こしておくことにより、第２Ｉ ＃ 図（７）ｔ７＋のセパレータの周縁部を貫通して東１こ
亜鉛デンドライトがニッケルメッキ（９）の部分子ζ接
触すると０式の反応によりニンケル表面ユリ水素ガスを
発生して亜鉛は酸化亜鉛に変化し酸化亜鉛は次第にｗＬ
解液中にとけて消失する。しγこがって従来のニッケル
１用船′ｆＷ、／ｌ１８のようにセパレータ（７）Ｚｎ
−１−１４１１０−＋ ＺｎＵ 十Ｈ’ｌ↑ ・
・・・・・■カ劣化１，１こ後も、亜鉛デンドライトに
よる内部シヨ、→トを防ｉヒし、寿命の長い′電池が得
られる。
本発明の効果を実証するＴコめに、ニンケルＦｌｌｌｌ
板として大きさ１５０ Ｘ １５０Ｘ １５の焼結式ニ
ッケル１板６枚と大きさが１５０ Ｘ １５０ Ｘ Ｏ
，８ｆｌのＭ鉛１仮ヲ用イ、セパレータ＋７： ＋ｉ＋
（’７としてポリプロビレ゛／のマイクロポーラスセ
パレータを用い、本発明都内には、第２図の（ルセパレ
ータに示し１こ様に、厚さ２μｍのニッケルメッキを無
電解性にて施こ踵これらのセパレータ円に亜鉛１８１１
９ｉを１枚ずつ挿入し、６枚のニッケル＋Ｉｓ板と交互
に積層して公称容量１００ Ａｈのニッケル！Ｉｌｉ鉛
電池とし１こ。又、従来品Ｂとして、同じ動板及び同じ
士パレータを用いニッケルメッキのみを施こさずに１０
０Ａｈの電池を同時ｔζ製作しｆこ。
板として大きさ１５０ Ｘ １５０Ｘ １５の焼結式ニ
ッケル１板６枚と大きさが１５０ Ｘ １５０ Ｘ Ｏ
，８ｆｌのＭ鉛１仮ヲ用イ、セパレータ＋７： ＋ｉ＋
（’７としてポリプロビレ゛／のマイクロポーラスセ
パレータを用い、本発明都内には、第２図の（ルセパレ
ータに示し１こ様に、厚さ２μｍのニッケルメッキを無
電解性にて施こ踵これらのセパレータ円に亜鉛１８１１
９ｉを１枚ずつ挿入し、６枚のニッケル＋Ｉｓ板と交互
に積層して公称容量１００ Ａｈのニッケル！Ｉｌｉ鉛
電池とし１こ。又、従来品Ｂとして、同じ動板及び同じ
士パレータを用いニッケルメッキのみを施こさずに１０
０Ａｈの電池を同時ｔζ製作しｆこ。
コレラの！池（５））Φ）をまず２５°′Ｃにおいて８
ＯＡで４時間充電し１こ後５０Ａで電池電圧が１．２ｖ
になるまで放電し初期放電特性を調べ１こ。
ＯＡで４時間充電し１こ後５０Ａで電池電圧が１．２ｖ
になるまで放電し初期放電特性を調べ１こ。
本発明都内と従来品（均とは全く差は認めらｊ、なかつ
１こ。次に８ＯＡで４時間充電し、８０Ａで電池電圧が
１．２７＃どなるまで放電する充放電を３５”Ｃに於い
て繰り返し行ない電池の容量低下の様子を調べｙ、＝。
１こ。次に８ＯＡで４時間充電し、８０Ａで電池電圧が
１．２７＃どなるまで放電する充放電を３５”Ｃに於い
て繰り返し行ない電池の容量低下の様子を調べｙ、＝。
結果は第８図に示す様に、いず第１の電池も容量は次第
に低下するが、従来品（１３）は約２００回で内部ショ
ートにより寿命がつきＴこ。しかし、本発明品ｔＡｌは
約５００回経過してもＦ［は公称＠欺１００ＡＩＩの約
９０％を維持し、内部ショートの徴４１１は全く認めら
れなかつ１こ。以上の様に本発明は内部ショートを防止
し長寿命のニッケル亜鉛電池を提供するものである。
に低下するが、従来品（１３）は約２００回で内部ショ
ートにより寿命がつきＴこ。しかし、本発明品ｔＡｌは
約５００回経過してもＦ［は公称＠欺１００ＡＩＩの約
９０％を維持し、内部ショートの徴４１１は全く認めら
れなかつ１こ。以上の様に本発明は内部ショートを防止
し長寿命のニッケル亜鉛電池を提供するものである。
第１図は本発明によるニッケル亜鉛電池の一実施例を示
す肉で、第２図は第１図（力のセパレータについての説
明図、第８図は本発明による電池と従来の電池との特性
の比較図である。 １・・・・・・ニッケルー板、 ８・・・・・・亜鉛＆
＆。 ５・・・・・・Ｗｅ’１１． ７・・・−・−セパレー
タ部。 ７．７．７・・・・・・セパレータ（７）を構成する各
セパレータ。 ９・・・・・・ニッケルメッキ。
す肉で、第２図は第１図（力のセパレータについての説
明図、第８図は本発明による電池と従来の電池との特性
の比較図である。 １・・・・・・ニッケルー板、 ８・・・・・・亜鉛＆
＆。 ５・・・・・・Ｗｅ’１１． ７・・・−・−セパレー
タ部。 ７．７．７・・・・・・セパレータ（７）を構成する各
セパレータ。 ９・・・・・・ニッケルメッキ。
Claims (1)
- 袋状に加工し１こセパレータを２つ以上重ねその中に亜
鉛融成又はニッケル動板を、１９人し、セパレータの外
側に対（至）となるニッケルー板又は亜ｍ４坂を配し１
こニッケル亜鉛ｗＬ油において、重ね１こセパレータの
内部であり、且つ、動板の周縁部多こ位ＩＩＩ？る部分
Ｃζニッケルメッキを施こしｔこことを特徴とイ゛るニ
ッケル＋ 鉛ｔｔ ａ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57176878A JPS5966068A (ja) | 1982-10-06 | 1982-10-06 | ニツケル亜鉛電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57176878A JPS5966068A (ja) | 1982-10-06 | 1982-10-06 | ニツケル亜鉛電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5966068A true JPS5966068A (ja) | 1984-04-14 |
Family
ID=16021350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57176878A Pending JPS5966068A (ja) | 1982-10-06 | 1982-10-06 | ニツケル亜鉛電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5966068A (ja) |
-
1982
- 1982-10-06 JP JP57176878A patent/JPS5966068A/ja active Pending
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