JPS5971260A - アルカリ亜鉛蓄電池の亜鉛極 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔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
電池の亜鉛極に関する。

〔従来技術〕

負極活物質としての亜鉛は、単位重断当りのエネルギー
密度が大きく１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、充放電な繰返すと、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と共に各種の金属あるい
はその酸化物を活物質中あるいは電解液中に添加するこ
とが提案されている。その１つに酸化あるいは水酸化イ
ンジウムがあげられる。これらは亜鉛の水素過電圧な高
めて、亜鉛の樹枝状結晶の生長を防止すると共にアルカ
リ電解液への溶解度が小さいため、亜鉛極の活物質中か
ら抜は出すことがほとんどなく、長期にわたりインジウ
ムの添加効果を充分に発揮し、サイクル寿命の向上に大
きく寄与している。

ところが酸化または水酸化インジウムは、充放電時に亜
鉛極の活物質中に不良導電体として存在し、充放電効率
？低下させる。即ちアルカリ亜鉛蓄電池の充電電圧が高
くなる割に、この蓄電池の放電電圧が低くなる。

この充放電効率の低下を防止するために、亜鉛極に金属
インジウムを含有することが考えられる。

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、この導電剤とし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
の導電剤を混合共存させると、インジウム以外の金属で
は、異種金属接触により局部電池を形成し、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添
加効果が得られなく、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、亜鉛の移動によシ亜鉛極内のイン
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。その結果水素発生が生じるように
なり、電解液酸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ｖｃ力る部分、特に亜鉛極の中央部では、不活性化（
不動態化）が進行し、より長期にわたる充放電反応に耐
λ、られなくなる。

〔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、アルカ
リ亜鉛蓄電池のよシ長期にわたるサイクル寿命に耐え得
る亜鉛極を提供せんとするものである。

〔発明の槁成〕

本発明による亜鉛極は、亜鉛及び酸化亜鉛を主成分とし
、インジウムの酸化Ｓまたは水酸化物、金属インジウム
及びアルカリ土類金属のケイ酸塩を含有し゛Ｃ構成され
る。

〔実施例〕

以下不発明の詳細な説明する。

実施例 酸化亜鉛粉末７００重酸、亜鉛粉末１０重匿金属インジ
クム２．５重社％、ケイ酸つム１０重量％及び結着剤と
してフッ素樹脂粉末５重酸％よシなる混合粉末に水を加
え、混練した後、ローラによシ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する口 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°屯解液を用いてニッケルー亜鉛蓄
電池（勾な作成した。第１図はこの蓄電池の断面図であ
る。この図面において、（１ｊは亜鉛ｔＦｊ、％（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、１７１１８１は正負極
端子である。

−）第２実施例 第１実施例におけるケイ酸カルシウムの代シに、同重醗
％のケイ酸マグネνクムを使用して、亜鉛極を作成し、
第１実施例と同様の蓄電池（均を作成した・ （イ）第３実施例 第１実施例におけるケイ酸カルシウムの代シｖＣ％同重
敵％のケイ酸バリウムを使用して、亜鉛極を作成し、第
１実施例と同様の蓄電池（Ｃ）を作成した。

に）比較例 比較のため、アルカリ土類金属のケイ酸塩を含有せず、
第１実施例におけるケイ酸カルシウムの重量部分だけ酸
化亜鉛粉木酸を増大して亜鉛極を作成し、他は第１実施
例の蓄電池と同一の比較電池（Ｄ）を作成した。

５ＱｍＡで放電し電池電圧がｔ２Ｖに達する時点で放電
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ＦＡ）β）（ＣＩは、比較電池のに対しサ
イクル特性が改善されていることがわかるＯ この理由？考えると、充放電サイクルがよシ長期にわた
ると、比較電池（Ｄにかいては、亜鉛極内における電解
液の不均一分布に基ずく電解液不足置所での不活性化に
よる劣化が生じてサイクル寿命が尽きるに対し、蓄電池
（Ａ）（Ｂ）（Ｃ１では亜鉛極内におけるアルカリ土類
金属のケイ酸塩がアルカリ電解液に不溶性であシ、また
電解液保持性がある九め、亜鉛極内における°４解液の
移動を少なくシ。

電解液不足箇所の出現を抑制しているためと考えられる
。向亜鉛極におけるアルカリ土類金属のケイ酸塩の含有
割合は、６重置％以下ではほとんど添加効果がなく、１
５ｉｌｆ％以上では含液瞼が多くなシすぎると共に活物
質の充填鼠が減少する等で好ましくない。

〔発明の効果〕

本発明は、亜鉛及び酸化亜鉛を主成分とし、インジウム
の酸化ｅＩまたは水酸化物、金嘱インジウム及びアルカ
リ土類金属のケイ酸塩を含有するものであるから、イン
ジウムの酸化ｈｔ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プ改善すると共に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、−！
たアルカリ亜鉛蓄電池の充放電サイクルがよシ長期にわ
たるとき、亜鉛極内の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
動な、アルカリ土類金属のケイ酸塩の存在により少々く
することができ、亜鉛極内の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。

【図面の簡単な説明】

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
池の一実施例を示す断面図、Ｗ５２図は木幹１１１によ
る亜鉛極を有する蓄電池と比較電池のサイクル特性図で
ある。 区 絵 区 ｑ 派 墾　ν　や　豐　３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１１亜鉛及び酸化亜鉛を主成分とし、インジウムの酸
   化物または水酸化物、金属インジウム及びアルカリ土類
   金属のケイ酸塩を含有するアルカリ亜鉛蓄電池の亜鉛板
   。