JPS60221974A - 亜鉛アルカリ二次電池の充電方式 - Google Patents
亜鉛アルカリ二次電池の充電方式Info
- Publication number
- JPS60221974A JPS60221974A JP59079041A JP7904184A JPS60221974A JP S60221974 A JPS60221974 A JP S60221974A JP 59079041 A JP59079041 A JP 59079041A JP 7904184 A JP7904184 A JP 7904184A JP S60221974 A JPS60221974 A JP S60221974A
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- JP
- Japan
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- zinc
- voltage
- charging
- battery
- current
- 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.)
- Pending
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-
- 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
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/00711—Regulation of charging or discharging current or voltage with introduction of pulses during the charging process
-
- 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)
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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】
（イ）産業上の利用分野
この発明は、亜鉛アルカリニ次電池の充電方式に関する
。
。
（ロ）従来技術
亜鉛アルカリニ次電池としては、正極として酸素極まだ
は空気極を用いた空気−亜鉛電池、あるいは正極活物質
として酸化鉛を用いた銀−亜鉛電池、正極活物質として
酸化ニッケルを用いたニッチルー亜鉛電池等があり、負
極亜鉛の異常溶解を防止するため電解液として酸化亜鉛
を飽和したアルカリ溶液が用いられる。このような亜鉛
電池を周知の定電流充電方式で充電を行なえば、負極面
に亜鉛が樹枝状に析出成長し短絡現象が生じると共に容
量低下の原因となっていた。第１図に充電時の亜鉛負極
面における亜鉛イオン濃度を示す。図中の実線は従来の
直流定電流充電方式を用いて電圧を印ヵロした場合の負
極面からの距離に対する電解液中の亜鉛イオン濃度を示
す。このような負極面近傍の濃度勾配（Ｃ−Ｄ）にもと
づき、負極面ではその濃度が小さくなっているために析
出亜鉛上に順次亜鉛が成長し、樹枝状亜鉛が局部的に生
成される原因となっている＠ このような樹枝状亜鉛が局部的に生成するのを抑制する
充電方式として、特公昭４６−８１７０２号公報に１所
望の大きさの直流の充電電流を通電したのち、この通電
の充電電気量を超過しない範囲内の電気量に相当する逆
方向の直流電流を通電し、これの通電を交互に反復させ
ながら通電する方法が開示されている。この発明はこの
ような充電法をさらに改善したものである。
は空気極を用いた空気−亜鉛電池、あるいは正極活物質
として酸化鉛を用いた銀−亜鉛電池、正極活物質として
酸化ニッケルを用いたニッチルー亜鉛電池等があり、負
極亜鉛の異常溶解を防止するため電解液として酸化亜鉛
を飽和したアルカリ溶液が用いられる。このような亜鉛
電池を周知の定電流充電方式で充電を行なえば、負極面
に亜鉛が樹枝状に析出成長し短絡現象が生じると共に容
量低下の原因となっていた。第１図に充電時の亜鉛負極
面における亜鉛イオン濃度を示す。図中の実線は従来の
直流定電流充電方式を用いて電圧を印ヵロした場合の負
極面からの距離に対する電解液中の亜鉛イオン濃度を示
す。このような負極面近傍の濃度勾配（Ｃ−Ｄ）にもと
づき、負極面ではその濃度が小さくなっているために析
出亜鉛上に順次亜鉛が成長し、樹枝状亜鉛が局部的に生
成される原因となっている＠ このような樹枝状亜鉛が局部的に生成するのを抑制する
充電方式として、特公昭４６−８１７０２号公報に１所
望の大きさの直流の充電電流を通電したのち、この通電
の充電電気量を超過しない範囲内の電気量に相当する逆
方向の直流電流を通電し、これの通電を交互に反復させ
ながら通電する方法が開示されている。この発明はこの
ような充電法をさらに改善したものである。
（ハ）発明の目的
この発明は、亜鉛アルカリニ次電池の充電時に発生する
亜鉛の樹枝状成長を一層抑制することによって、電池の
短絡や容量低下を防止し電池性能の向上をはかることを
目的とする。
亜鉛の樹枝状成長を一層抑制することによって、電池の
短絡や容量低下を防止し電池性能の向上をはかることを
目的とする。
（ニ） 発明の構成
この発明は、負極活物質に亜鉛を用いる亜鉛アルカリニ
次電池に、電流値が時間の経過に伴って連続的に変化す
る正方向電流と負方向電流が交互に反復すると共に平均
電流値が１７４ Ｃ〜２Ｃの範囲内である非対称交流電
圧を印加して充電を行なうことを特徴とする亜鉛アルカ
リニ次電池の充電方式を提供するものである。こ＼にお
いてＣとは充電対象の亜鉛アルカリニ次電池の公称容量
を表す数値であり、充電電流の平均電流値をこの倍数で
表した□ この発明によれば、負極面における樹枝状亜鉛の生成は
次のように抑制される。
次電池に、電流値が時間の経過に伴って連続的に変化す
る正方向電流と負方向電流が交互に反復すると共に平均
電流値が１７４ Ｃ〜２Ｃの範囲内である非対称交流電
圧を印加して充電を行なうことを特徴とする亜鉛アルカ
リニ次電池の充電方式を提供するものである。こ＼にお
いてＣとは充電対象の亜鉛アルカリニ次電池の公称容量
を表す数値であり、充電電流の平均電流値をこの倍数で
表した□ この発明によれば、負極面における樹枝状亜鉛の生成は
次のように抑制される。
先に示した第１図の亜鉛イオン濃度特性図において、こ
の発明の方式では正逆非対称す醜電圧を印加するので、
この逆方向電位によって濃度勾配が逆転して（Ｃ’−Ｄ
）の如くなる。従って負極面に近い部分で亜鉛イオン濃
度が大となり、負極面全面に亜鉛が均一に析出しやすい
状態に保たれる。このようにして交流電圧により亜鉛イ
オンの濃度勾配（Ｃ−Ｄ）が撹乱され、樹枝状亜鉛の成
長を阻止して負極面に均一に亜鉛を析出させることがで
きる。しかし、交流電圧を印加して充電を行なう場合に
おいて充電電流が大きすぎた場合（２Ｃ充電以上）は、
負極近傍の亜鉛イオン濃度が小さくなって濃度勾配が大
になり、また、充電電流が小さすぎた場合（１７４Ｃ以
下）は濃度勾配の撹乱中が小さくなり、いづれの場合に
も良好な効果が得られない。
の発明の方式では正逆非対称す醜電圧を印加するので、
この逆方向電位によって濃度勾配が逆転して（Ｃ’−Ｄ
）の如くなる。従って負極面に近い部分で亜鉛イオン濃
度が大となり、負極面全面に亜鉛が均一に析出しやすい
状態に保たれる。このようにして交流電圧により亜鉛イ
オンの濃度勾配（Ｃ−Ｄ）が撹乱され、樹枝状亜鉛の成
長を阻止して負極面に均一に亜鉛を析出させることがで
きる。しかし、交流電圧を印加して充電を行なう場合に
おいて充電電流が大きすぎた場合（２Ｃ充電以上）は、
負極近傍の亜鉛イオン濃度が小さくなって濃度勾配が大
になり、また、充電電流が小さすぎた場合（１７４Ｃ以
下）は濃度勾配の撹乱中が小さくなり、いづれの場合に
も良好な効果が得られない。
（ホ）実施例
第２図と第８図にこの発明の充電方式で印加される交流
電圧の例の波形図を示した。
電圧の例の波形図を示した。
第２図における充電に用いる交流電圧（２）は、直流′
電圧（Ｉ）とこの１を圧の２〜８倍の波高値を有する交
流電圧（１１）とを゛重畳したものであり、第４図に示
すような充電回路で印加される。
電圧（Ｉ）とこの１を圧の２〜８倍の波高値を有する交
流電圧（１１）とを゛重畳したものであり、第４図に示
すような充電回路で印加される。
また第８図の交流電圧（実線）は第５図に示すような充
電回路で印加することができる。
電回路で印加することができる。
図中（Ａｃ）は開用交流電源、（Ｔ）は降圧トランス、
（Ｄｏ ）は全波整流器、（Ｃ）は平滑コンデンサー、
（Ｃｓ）はｉｆ流切断コンデンサ、（１〕）と（ＶＲ）
は分流回路に設けたダイオードと可変抵抗、及び（ＢＥ
）は充電中の亜鉛−アルカリ二次５Ｉｉ池である。
（Ｄｏ ）は全波整流器、（Ｃ）は平滑コンデンサー、
（Ｃｓ）はｉｆ流切断コンデンサ、（１〕）と（ＶＲ）
は分流回路に設けたダイオードと可変抵抗、及び（ＢＥ
）は充電中の亜鉛−アルカリ二次５Ｉｉ池である。
亜鉛アルカリニ次電池として正極に空気極を用いた９Ｍ
１０ ＡＨの空気−亜鉛電池を、次のような各種充電
方式で満充電し、次いで２．５Ａの直流電流で放置電圧
が０．９Ｖになるまで放電し、この充放電サイクルを繰
返し、そのサイクラブ（特命特性）を第６図に示した。
１０ ＡＨの空気−亜鉛電池を、次のような各種充電
方式で満充電し、次いで２．５Ａの直流電流で放置電圧
が０．９Ｖになるまで放電し、この充放電サイクルを繰
返し、そのサイクラブ（特命特性）を第６図に示した。
注：実施例１と２及び比較例１と２の充電はいずれも第
４図の回路で行い、各充電電流の周波数は６０Ｈ２であ
る。
４図の回路で行い、各充電電流の周波数は６０Ｈ２であ
る。
また第７図に第４図の回路を用い各種の波形の交流で満
充電し２．５Ａの直流電流で放Ｙイ電圧放電効率）と充
電平均電流値との関係を示すグラフを示した。
充電し２．５Ａの直流電流で放Ｙイ電圧放電効率）と充
電平均電流値との関係を示すグラフを示した。
上記の結果から明らかなように実施例１と２の電池は、
比較例電池と比べて充放電サイクル寿命と充放電効率が
著しく高い。
比較例電池と比べて充放電サイクル寿命と充放電効率が
著しく高い。
また上記電池について実施例１と同じ充放電サイクルを
５サイクル行い、別の電池は６Ａの正方向直流電流を８
秒間次いで５Ａの逆方向の直流電流を１秒充電するサイ
クルを繰返して満充電し、次いで２．５Ａで放電電圧が
０．９Ｖになるまで放電する充放電サイクルを５サイク
ル行ったのちのそれぞれの亜鉛極の表面の亜鉛の析出状
態は、前者の実施例１の方が、後者のように正逆非対称
の直流電流で充電した場合よりも著しく均一であること
が判明し亜鉛析出状況の優れていることが分かった。
５サイクル行い、別の電池は６Ａの正方向直流電流を８
秒間次いで５Ａの逆方向の直流電流を１秒充電するサイ
クルを繰返して満充電し、次いで２．５Ａで放電電圧が
０．９Ｖになるまで放電する充放電サイクルを５サイク
ル行ったのちのそれぞれの亜鉛極の表面の亜鉛の析出状
態は、前者の実施例１の方が、後者のように正逆非対称
の直流電流で充電した場合よりも著しく均一であること
が判明し亜鉛析出状況の優れていることが分かった。
（へ）効果
この発明の充電方式によれば亜鉛負極を用いたアルカリ
蓄電池の充電時における樹枝状亜鉛の成長を阻止し、負
極面に均一に亜鉛を析出させることができ、したがって
電池の短絡現象および容量の低下を防止することができ
、亜鉛アルカＩＪ ｉ［池の充放電サイクル寿命及び充
放電効率の向上に極めて大なる効果を発揮するものであ
る・
蓄電池の充電時における樹枝状亜鉛の成長を阻止し、負
極面に均一に亜鉛を析出させることができ、したがって
電池の短絡現象および容量の低下を防止することができ
、亜鉛アルカＩＪ ｉ［池の充放電サイクル寿命及び充
放電効率の向上に極めて大なる効果を発揮するものであ
る・
第１図は、充電時の亜鉛負極面における亜鉛イオン濃度
を示すグラフ、第２図および第８・図はこの発明の充電
方式に用いられる交流電圧の例の波形図、第４図および
第５図はそれぞれ第２図および第８図の交流電圧を印加
するだめの充電回路図、第６図は各種充電条件によって
充電された電池の充放電サイクル特性曲線のグラフ、第
７図は充電条件と充放電効率との関係を示すグラフであ
る。 （Ａｃ）・・・商用交流電源、（Ｔ）・・・降圧トラン
ス、（ＤＯ）・・・全波整流器、 （Ｃ１・・・平滑コ
ンデンサー、（Ｃｓ）・・・直流切断コンデンサ、 （ＤＪ・・・ダイオード、 （ＶＲ）・・・可変抵抗、
（ＢＥ）・・・亜鉛アルカリ電池。 第２図 第４図
を示すグラフ、第２図および第８・図はこの発明の充電
方式に用いられる交流電圧の例の波形図、第４図および
第５図はそれぞれ第２図および第８図の交流電圧を印加
するだめの充電回路図、第６図は各種充電条件によって
充電された電池の充放電サイクル特性曲線のグラフ、第
７図は充電条件と充放電効率との関係を示すグラフであ
る。 （Ａｃ）・・・商用交流電源、（Ｔ）・・・降圧トラン
ス、（ＤＯ）・・・全波整流器、 （Ｃ１・・・平滑コ
ンデンサー、（Ｃｓ）・・・直流切断コンデンサ、 （ＤＪ・・・ダイオード、 （ＶＲ）・・・可変抵抗、
（ＢＥ）・・・亜鉛アルカリ電池。 第２図 第４図
Claims (1)
- １、負極活物質に亜鉛を用いる亜鉛アルカリニ次電池に
、電流値が時間の経過に伴って連続的に変化する正方向
電流と負方向電流が交互に反復すると共に平均電流値が
１／ＩＣ〜２Ｃの範囲内である非対称交流電圧を印加し
て充電を行なうことを特徴とする亜鉛アルカリニ次電池
の充電方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59079041A JPS60221974A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 亜鉛アルカリ二次電池の充電方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59079041A JPS60221974A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 亜鉛アルカリ二次電池の充電方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60221974A true JPS60221974A (ja) | 1985-11-06 |
Family
ID=13678827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59079041A Pending JPS60221974A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 亜鉛アルカリ二次電池の充電方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60221974A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016504720A (ja) * | 2012-11-29 | 2016-02-12 | エレクトリシテ・ドゥ・フランス | 制限された電位を用いた亜鉛空気電池の充電方法 |
| JP2018153093A (ja) * | 2016-02-05 | 2018-09-27 | グァンドン オッポ モバイル テレコミュニケーションズ コーポレーション リミテッド | 端末のための充電システム、充電方法及び電源アダプタ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5719976A (en) * | 1980-07-11 | 1982-02-02 | Toshiba Corp | Charging method for zinc alkali battery |
-
1984
- 1984-04-18 JP JP59079041A patent/JPS60221974A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5719976A (en) * | 1980-07-11 | 1982-02-02 | Toshiba Corp | Charging method for zinc alkali battery |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016504720A (ja) * | 2012-11-29 | 2016-02-12 | エレクトリシテ・ドゥ・フランス | 制限された電位を用いた亜鉛空気電池の充電方法 |
| JP2017195187A (ja) * | 2012-11-29 | 2017-10-26 | エレクトリシテ・ドゥ・フランス | 制限された電位を用いた亜鉛空気電池の充電方法 |
| US10074877B2 (en) | 2012-11-29 | 2018-09-11 | Electricite De France | Method for charging a zinc-air battery with limited potential |
| JP2018153093A (ja) * | 2016-02-05 | 2018-09-27 | グァンドン オッポ モバイル テレコミュニケーションズ コーポレーション リミテッド | 端末のための充電システム、充電方法及び電源アダプタ |
| US11070076B2 (en) | 2016-02-05 | 2021-07-20 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Charging method, charging system, and power adapter |
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