JPS6079678A - 再充電可能な二酸化マンガン／亜鉛電池 - 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】 技術分野 本明細書は、再充電可能な電、池、特に亜鉛／二酸化マ
ンガン電池を指向している。

背景技術および従来技術の説明 米国特許局、商標局または他の調査機関において本明細
書の主題に関しての探索は行なわなかった。発明者等は
、以下に説明する事項より適切な本明細書の主題に関す
るいかなる従来技術も知らない。

本明細書の譲受人であるフォードモーター社は、また改
良電極物質に関する２種の特許出願、すなわら、１９８
５年８月８日出願の出かり番号第５２１．４７３号Ｆ再
充電できる二酸（Ｉ７．マンガン電極物質−ＩＪおよび
１９８３年８月８日出願の出願番号簿５２１，４７４号
［再充電可能な酸化マンガン電極物質］の譲受人でもあ
る。これら２種の出願を本明細書の参考にされたい。

要約すれば、前記の第１の出願は、従来の公知の二酸化
マンガン電極物質より反応体の利用度が高く、実質的に
高い循環法で放電状態と充電状態との間を循環させるこ
とができる物儒である改善された二酸化マンガン電極物
質を指向している。

この改善された二酸化マンガン電極物質は、ビスマス、
鉛およびビスマスと鉛との混合物から成る群から選ばわ
る重金属が化学反応によって電極物質中に含まれている
ことを特徴とする。

前記の第２の出願は、改善された酸化マンガン電極物質
を指向している。その酸化マンガン電極物質は、従来の
公知の二酸化マンガン電接物質より反応体の利用度が高
く、実質的に高い循環数で放電状態と充電状態との間を
循環させることができる。その酸「ヒマンガン電極物質
は、ビスマス、鉛、ｔ６よびビスマスと鉛との混合物か
ら成る群から選はねる重金属が電極成分の初期反応なし
にその電極物質中に含まれていることを特徴とする。

水門＋２１に示した発明は、前記の２種の特許出願に開
示されているような改善された二酸化マンガンまたは酸
ｒヒマンガン電極である陽極と亜鉛陰極とから成る再充
電できる雷、池である。前記の出願中にさらに詳細に論
議されているように放電した未改良の二酸化マンガン電
極は再充電しても比較的少ない数の深度の浅い放電しか
できないが、前記の出願において示した改良された二酸
化マンガンまたは酸化マンガン電極は亜塩酸イオンの不
存在下では約２００〜３００倍も深度の高い再充電が可
能である。しかし、前記の出願中に教示されているよう
に再充電可能なアルカリ性亜鉛含有電池に存在するのに
相当する亜塩酸塩濃度の存在下では、約２０回またはこ
れより少ない回数内で深く放電された状態から再充電さ
れる能力を失う。

発明者等は、亜塩酸塩濃度を０．１モルより低く抑制す
ることによって陽極として改良された二酸化マンガンま
たは酸ｒヒマンガン物質を、陰極として亜鉛を含有する
再充電可能なアルカリ性電池を構成できることを見出し
た。

発明の開示 本発明は、再充電可能な電池、さらに特別には、次の方
法を特徴とする再充電可能な電池に関する。

陽極は、鉛、ビスマス、および鉛とビスマスとの混合物
から成る群から選ばれる重金属を含有する酸化マンガン
電極物質から形成されている。陰極は亜鉛から形成され
ている。前記の陽極と陰極との間には隔離板が置かれて
いる。有機液体（アルコールのような）とアルカリ性水
酸化物とから本質的に成るアルカリ性電解液が、陽極と
陰極との両者に接触している。

本発明のある好ましい態様の詳細な教示によれば、前記
の有機液体はメタノールであり、前記のアルカリ性水酸
化物は水酸化カリウムである。一般に、これらの２種の
物質は、等容量比で混合してアルカリ性電解液を形成す
ることができる。

ある種の有機物質の添加によって亜鉛酸塩イオンの形成
を抑制しうることが見出されている。

本発明の特色と見做される新規の特徴は、添付の特許請
求の範囲に示されている。その機構および作動方法を含
む本発明自体並びに付加的の目的およびその利点は、実
施例に示した各種の試験物についての［再充電循環数と
函数としての反応体の利用率］のグラフである添付の図
面を関連させて次の説明および特定の態様を読むことに
よって最も良く理解されるであろう。

最良の方式および工業的適用性 次の説明は、発明者等が好ましい態様と考えている亜鉛
陰極を有する再充電可能な電池である。

次の説明で発明者等の改善された再充電可能な電　−池
の製造の際の最良と考えている方法も示す。好ましい態
様である次の説明は、亜鉛陰極を有するこの再充電可能
な電池の比較的広い原理を如何なる方法においても制限
するものではなく、法則の要求に基づいて再充電用能な
電池の部分を形成するのに好ましい物質が使用されるが
、他の物質がこの再充電可能な電池に使用できないこと
を意味しない。

実施例 鉛電池 ０．１４５　、！ｉ’の化学的に製造されたＢ１ＭｎＸ
０ｙ・２Ｈ２０を、１．３７７、！ｉ’のグラファイト
（ユニオンカーバイド社製５ｐ−１）、０．２２０．！
？のアセチレンブラック（シャウイニガン（Ｓｈａｗｉ
ｎｉｇａｎ　）化学会社製）を５〜１０分間スペックス
ーミキサー（８ｐｅｘ　−ｍｉｘθｒ）中で混合した。

次いで、この混合物を４重量％のビオずン（ＢｌＱｚａ
ｎ　）を含有する０、６０　ｇの９　Ｍ　ＫＯＨと共に
スペックスーミキサー中でさらに５分間混合した。

上記のペースト混合物をニッケルスクリーン上に置きダ
イ中で１０〜２０トン／平方インチで加圧して電極を製
造した。この電極を次いでペロン（Ｐｅ１ｌＯｎ　）　
１層、微孔性ポリプロピレン（セルガード（Ｏｒｌｇａ
ｒａ　）　３４０１　）　、１５層で包んだ、これらの
物質は隔離板の役目をする。

亜鉛反対電極はペロンで包んだ。組立てた電池をポリエ
チレンの袋中に密閉し、電解′液を導入し、−ｍ浸ｉし
た。この電解液は、９　Ｍ　ＫＯＨトメタノールとの等
容積混合物であった。０．１　Ａｇ　”Ｍｎの一定電流
密度におけるこの電池の循環の結果を図中に曲線１とし
て示す。この曲線は、この電池が２００回の循環後でも
理論的２電子容量（ｔｗ。

ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｃａｐａｃｉｔｙ　）のほぼ２５％
に近づく充電受入能力を有することを示している。

２、−μＤＨ＃’　Ｉ’ｐ　成る電解液を有する改良さ
れた二酸化マンガン／亜鉛電池 実施例１に記載のようにして組立てた電池をン］テリエ
チレン袋中に密封した。この袋に９ＭのＫＯ［（を添加
し、−晩浸漬した。９Ｍ’ＫＯＨ中のこの電池の循環の
結果は図の曲線に示す。この曲線は、電解液の一部とし
てアルコールを添加しないときは、その電池の再充電性
が極めて悪いことを示している。

アルカリ性電解液を形成する場合、メタノールは水酸化
カリウムと混合すべき物質であることが証明されたが、
当業者であればこれより高級なアルコール、グリコール
などのような他の有機物質およびそれらの誘導体も使用
でき、また水酸化ナトリウム、水酸化リチウムなどのよ
うな他のアルカリ性水酸化物物質も使用できることが容
易に理解されるであろう。これら物質を等容積比率で混
合するのが好ましいが、必ずしもその必要はない。

本発明の特別の態様を説明したが、当業者であれば本発
明から逸脱することなく種々の変法、改良法が明らかで
あろう、そしてかような改良法および同等のものは本発
明の真の精神および範囲内に入るものとして添付の特許
請求の範囲に含める積りである。

【図面の簡単な説明】

図面は再充電循環数の函数としての反応体の利用率を示
す。 １　９ＭＫＯＨとメタノールの等容積混合物の電解液か
ら成る改良ＭｎＯ２／Ｚｎ電池 ２　９　Ｍ　ＫＯＨ電解液から成る改良ＭｎＯ２／′ｚ
ｎ電池。 代理人　浅　村　皓 ｚ５４ヰｌμらり群酊 第１頁の続き ０発　明　者　ナーマル　クマー　グ プタ アメリカ合衆国ミシガン州カントン、グリーンウッド　
コート　４１５３６ 手続補正間（睦〕 昭和５９年１０月　デ日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第　１６９１８８号 ２、発明の名称 再充電可能な二酸化マンガン／亜鉛電池３、補正をする
者 事件との関係　特許出願人 ４４代理人 ５、補正命令の日イ」 昭和　年　月　１」 ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 明細書 ８、補正の内容　別紙のとおり 明細書の浄書（内容に変更なしン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｆｌ）　鉛、ビスマスおよびビスマスと鉛との混合物か
   ら成る群から選ばれる重金属を含有する酸化マンガン電
   接物質から形成されている陽極、亜鉛の陰極、 前記の陽極と前記の陰極との間の隔離板、および 前記の陽極と前記の陰極との両者に接触している有機物
   質とアルカリ性水酸化物とから本質的に成るアルカリ性
   電解液 を特徴とする再充電可能な電池６ （２）前記の有機物質が、メタノールであり、前記のア
   ルカリ性水酸化物が、水酸化カリウムである特許請求の
   範囲第１項に記載の再充電可能な電池。