JPS60225373A - アルカリ亜鉛蓄電池 - Google Patents

アルカリ亜鉛蓄電池

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JPS60225373A
JPS60225373A JP59080515A JP8051584A JPS60225373A JP S60225373 A JPS60225373 A JP S60225373A JP 59080515 A JP59080515 A JP 59080515A JP 8051584 A JP8051584 A JP 8051584A JP S60225373 A JPS60225373 A JP S60225373A
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zinc
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zinc electrode
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Mitsuzo Nogami
光造 野上
Sanehiro Furukawa
古川 修弘
Kenji Inoue
健次 井上
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Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
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    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/24Alkaline accumulators
    • H01M10/28Construction or manufacture
    • H01M10/286Cells or batteries with wound or folded electrodes
    • YGENERAL 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
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 #II 従来技術 負極活物層)−1,での加鉛は嵐位重晋あt的のエネル
ギー密度が大きく且つ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、充放電を繰り返すと電析
亜鉛がセパレータを貫通して対極と接して内部帰路を起
すためにサイクル奔命が嘗い欠点がある。
このサイクル寿命を改善するために特開昭57−197
757号公報では、電解液量を実質的に遊離のものを存
在させない程度に制限して亜鉛酸イオンの拡散を防止す
ると共に複数枚の有機セパレータを積重して用いること
で負極に接するセパレータの電解液量を正極に接するセ
パレーターの電解液量より小とすることでサイクル寿命
を向上させることが提案されている。しかしながら放電
時に一旦亜鉛酸イオンとして溶解した亜鉛は充電時に元
の位置に電析することが困難なため、充放電を更に繰り
返すと亜鉛極の極板変形が著しくなり容量低下を招いて
より長期にわたる充放電に於いて性能を維持することが
できなかった。
この電池性能の劣化に起因する亜鉛極の極板変形が最も
著しい箇所は極板周縁であり、これは正極と負極間に圧
力がかかるため電極及びセパレータに含液された電解液
が電極@縁部に局在し易いこと及びエツジ効果に起因し
、亜鉛極の周縁部に電池反応には必要でない余剰の電解
液が存在することにより亜鉛活物質の電解液への溶出が
促進されると共に電流が極板周縁に集中するために生じ
るものである。
かかる問題点に対して種々の方法が提案されているが実
公昭57−41953号公報では亜鉛極の筒呟に耐アル
カリ性の絶縁層ヲ配することが開示されておりミこの方
法は亜鉛極局呟での撥水性を高めて上記問題点?抑制す
るのでサイクル寿命を向上させる。ところがこの方法に
於いても極板間軸が撥水性であるため亜鉛極の利用率が
減少しサイクル初期から容量が従来のものより低くなる
という欠点がある。
し1 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亜鉛極の
極板変形が極板周縁部に電解液が溜り易く電流が集中す
ることに起因することに着目して、電極中央部の電解液
保持量を多くして電流分布の均一化をはかり、亜鉛極の
極板変形を一層抑制することによってより長期にわたる
サイクル寿命に耐え得るアルカリ亜鉛蓄電池を提供せし
めんとするものである。
に)発明の構成 本発明のアルカリ亜鉛蓄1!池はセパレータを介して正
極と対向する亜鉛極表面の少なくとも巾方向−の両端縁
を除く中央部に、再生セルロースrt−配したものであ
る0 (ホ)実施例 酸化亜鉛粉末80重量%、金属亜鉛粉末10重量%、添
加剤として酸化カドミウム5重量%及び結着剤として耐
アルカリ性撥水性のフッ素樹脂粉末5重量%からなる混
合粉末に水を加えて混練した後圧延して亜鉛活物質シー
トを作製し、次いでこのシートr銅網からなる集電体の
両面に圧着して縦40M、横200厘の亜鉛極を作製し
た。こうして作製された亜鉛極の表面中央部[第1図に
とセロファン模の中心線が一致するように配電した後、
微孔性セパレータ、含液布及び焼結式ニッケル極と組み
合わせて巻き取り電極体を構成し、この電極体を電池外
装缶に挿入して前記亜鉛極及びニッケル極のリードを夫
々封口体及び外装缶に溶接して電解液の注液及び封口全
行なって円筒形ニッケル亜鉛蓄1.池を作製する。ここ
に於いて前記電極体は第2図の要部分解断面図に示すよ
うに亜鉛極111と二・フケル極(21との間に亜鉛極
11+4tillから順にセロファン模(31、微孔性
セパレータ(4)、保液層(5)、微孔性セパレータ1
41、保液層15+が介挿されて構成されており、セロ
ファンIIH31は巻回圧によって亜鉛極表面中央部に
保持されている。
上述の二・ソケル亜鉛蓄電池から帯状セロファンを除き
その他に同一の従来電池を作製し、また上述の二・ンケ
ル亜鉛蓄電池を帯状セロハンの巾を変え6種類作製して
第1表に示す様に夫々電池A〜Gとする。尚、第1表に
於いて接触面積とはセロファン襖が亜鉛極と接する面積
を、亜鉛極の表面積に対する百分率で表わしたものであ
る。
槙1表 上記電池A乃至Gを夫々10セルずつ作製しサイクルテ
ストを行なった。充放電サイクル条件は充電電流400
mAで5時間充電した後、ただちに放電電流400mA
で放電を行ない電池電圧が1.2vに達し友時点で放電
を停止するものである。
第3図はこの充放電サイクル条件で充放電を繰り返し行
ない放電容量が初期容量の約6096以下、すなわち1
200mAH以下になった時点のサイクル数の最大値と
最小値を示した図面であり、また@2表は上記サイクル
テストに於ける20サイクル経過時と100サイクル経
過時の放電容量を示したものである。
第2表 第2表より電池A乃至Gは何れも100サイクル経過時
までは放電容量にほとんど差が生じていないことがわか
る。しかしながら第3図から明らかなようにサイクル寿
命については帯状セロファンの巾が8a+−34ffの
電池C乃至Fが電池A、B及びGに比し優れた性能を有
している。この時のセロファン膜と亜鉛極とが接する面
積を亜鉛極の面積に対する百分率で表わすと20〜85
%である。
この様に亜鉛極の中心部分に再生セルロース模を配する
ことによりアルカリ亜鉛蓄電池のサイクル寿命が延びる
のは以下の理由による。
再生セルロース嗅はアルカリ性電解液に対して膨潤性を
有し電解液を保持するため、再生セルロース模と接する
亜鉛極中央部上では水酸イオンがリウチとなりイオン導
電性が増すことによりこの部分での一電極反応速度が増
大する。したがって、従来電池では電極筒縁部lC!解
液かたまり、エツジ効果による電流集中が起こり極板の
形状変形の進行による電池性能の劣化が多々あったが、
亜鉛極の中心部分に再生セルロースを配した本発明電池
では亜鉛極中央部に電解液を多く保持させることができ
、その結果亜鉛極中央部の電極反応を増大させるので、
電極1縁のエツジ効果と相まって亜鉛極表面の電流分布
を均一化して、亜鉛極の形状変形の進行を緩和させサイ
クル寿命を延ばすことができると考えられる。
次いで、前述のニッケル亜鉛蓄電池では亜鉛極上の再生
セルロース膜fIニア1J−の状態で巻き取りを行なう
のが困難であるため、予め帯状の再生セルロース@を亜
鉛極に付着させることで電池の製造を容易にして電池を
作製してサイクル寿命の測定を行なった。
即ち、前記再生セルロース模をポリビニルアルコール水
溶液でmll接極貼り付けて用い、その他は同一の電油
を作製した。こうして作製された電池を亜鉛極表面に貼
り付けた再生セルロースの巾の違いにより、その巾が8
n、16a、34Mであるものを夫々電池H2I、Jと
する。尚、このときのセロファン慎が亜鉛極と接する面
積を亜鉛極表面積に対する百分率で表わすと夫々2o9
6.4096.8596となる。
前記電池A及びH,I、Jを夫々1oセルずつ作製し前
述と同様の充放電サイクル条件でサイクルテストを行な
った。第4図はこの充放電サイクル寿命で充放1!を繰
り返し行ない放電容量が1200mAH以下になった時
点のサイクル数の最大値と最小値を示す図面である。第
4図からセロファン*をポリビニルアルコール水溶液で
亜鉛極に貼り付けて用いた電池であってもセロファン喚
が亜鉛極と接する面積が亜鉛極表面の2096〜85%
である場合にはサイクル寿命が向上することがわかる。
コノ理由を推察するに、ポリビニルアルコールはアルカ
リ中で安定であるので電極反応妨害物質にならず1.ま
たポリビニルアルコール自体が親水性である、ので再生
セルロースと亜鉛極の接着面のイオン電導性を更に高め
る之め、前述した電池C乃至Fと同様優れたサイクル特
性を示したと考えられる。更にポリビニルアルコール水
溶液は亜鉛極と再生セルロース膜とを電極体構成時の巻
き取りに酎えるに充分な接着力で付着させることが可能
であり、電池製造が容易となる。この亜鉛極と再生セル
ロース嗅との接着は巻き取り強電やセパレータ構成に応
じてポリビニルアルコール水溶液を再生セルロース嗅の
一部あるいは全面に付着させて行なえばよい。
尚、上記実施例では電池製造の際の作業性を考船種の周
縁を除く中央部に配して用いる場合の方がより一層亜鉛
極表面の電流分布が均一化され効果的であることは云う
までもない。
(へ)発明の効果 本発明のアルカリ亜鉛蓄電、池はセパレータ全弁して正
極と対向する亜鉛極表面の少なくとも巾方向の両端eを
除く中央部分に、再生セルロース模を配したものである
から、電極中央部の電解液保持竜が多くなり電流分布が
均一化し亜鉛極の極板変形が抑1liIlされ、より長
期にわたるサイクル寿命が得られる効果がある。また、
前記再生セルロースを亜鉛極表面にポリビニルアルコー
ルを用いて貼り付けると、前記効果を維持しつつtIt
池の製造を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は亜鉛N上に帯状再生セルロース11/!を配置
したと専の状態説明図、第2肉は電極体の構成を示す要
部分解断面図、@3図及び@4図はサイクル特性図であ
る。 中・・・亜鉛極、(2)・・・ニッケル極、(31・・
・再生セルロース嗅、+41・・・微孔性セパレータ、
(51・・・保液層。 出願人三洋電機株式会社 代理人 弁理士 佐野静夫 第1図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) セパレータを介して正極と対向する亜鉛極表面
    の少なくとも巾方向の両端@を除く中央部分に、再生セ
    ルロース@を配したことを特徴とするアルカリ亜鉛蓄電
    池。 +21 前記再生セルロース膜が前記亜鉛極表面の面積
    の20〜8596と接する特許請求の範囲第111項記
    載のアルカリ亜鉛蓄電池っ (3: 前記再生セルロース襖が前記亜鉛極表面にポリ
    ビニルアルコールを用いて添着された特許請求の範囲第
    (1ν項またri第+21項記載のアルカリ亜鉛本発明
    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に関
    するワ
JP59080515A 1984-04-20 1984-04-20 アルカリ亜鉛蓄電池 Granted JPS60225373A (ja)

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JP2013504169A (ja) * 2009-09-08 2013-02-04 パワージェニックス・システムズ・インコーポレーテッド ニッケル−亜鉛セル用の熱密封セパレータ

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JPS568066U (ja) * 1979-06-29 1981-01-23

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