JPS6081777A - ニツケル−亜鉛蓄電池 - Google Patents
ニツケル−亜鉛蓄電池Info
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- JPS6081777A JPS6081777A JP58190443A JP19044383A JPS6081777A JP S6081777 A JPS6081777 A JP S6081777A JP 58190443 A JP58190443 A JP 58190443A JP 19044383 A JP19044383 A JP 19044383A JP S6081777 A JPS6081777 A JP S6081777A
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- Japan
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- electrode plate
- nickel
- negative electrode
- positive
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- 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
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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
- H01M10/24—Alkaline accumulators
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- 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】
（イ）産業上の利用分野
本発明はニッケルー亜鉛蓄電池の陽極板及び陰極板の構
成に関する。
成に関する。
（ロ） 従来技術
ニッケルー亜鉛蓄電池の陰極活物質としての亜鉛は、単
位重量当り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
もとの位置に電着せず亜鉛極表面に不均一に析出するた
め、充放電を繰り返すと亜鉛の溶出の多い部分は集電体
の地肌が露出し、逆に亜鉛の析出する部分は亜鉛が多量
に蓄積し厚みを増し、亜鉛極は部分的に厚みの差が生じ
る。この様な亜鉛極の変形がおこると亜鉛活物質が蓄積
した部分がセパレータを強く押圧し、セパレータを破損
して内部短絡を惹起する。一方、亜鉛活物質のなくなっ
た部分では充電時に集電体表面から水素ガス発生を伴い
内部ガス圧上昇の原因となり、またデンドライトが生長
し易くなりセパレータを直通して内部短絡を惹起する。
位重量当り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
もとの位置に電着せず亜鉛極表面に不均一に析出するた
め、充放電を繰り返すと亜鉛の溶出の多い部分は集電体
の地肌が露出し、逆に亜鉛の析出する部分は亜鉛が多量
に蓄積し厚みを増し、亜鉛極は部分的に厚みの差が生じ
る。この様な亜鉛極の変形がおこると亜鉛活物質が蓄積
した部分がセパレータを強く押圧し、セパレータを破損
して内部短絡を惹起する。一方、亜鉛活物質のなくなっ
た部分では充電時に集電体表面から水素ガス発生を伴い
内部ガス圧上昇の原因となり、またデンドライトが生長
し易くなりセパレータを直通して内部短絡を惹起する。
かかる問題を解決するため各種方法が試みられている。
第１に亜鉛極を厚くしニッケル極に対する理論容量を大
きくする方法は、亜鉛極を厚くすると、亜鉛活物質のな
くなる部分と蓄積する部分とで極板の厚みの差が大きく
なり、亜鉛極の変形の程度が大きくなる。すなわち、集
電体の地肌が現われるのは遅くなるが、これに対し亜鉛
の蓄積量か大きくなり、蓄積部分に於いて内部短絡を惹
起し、また亜鉛の理論容量を大きくするのにも限度があ
る。第２に亜鉛極を薄くすることにより、亜鉛極とニッ
ケル極との理論容量比を小さくする方法は、亜鉛活物質
がなくなる部分に於いて、すぐに集電体の地肌が現われ
水素ガス発生による内部ガス圧の上昇及びデンドライト
の生長による内部短絡を惹起する。また、第５の方法と
して亜鉛極の充填密度を大きくすることにより亜鉛活物
質の移動を抑制する方法も提案されているが、充填密度
をあまり大きくすると電極の多孔度が小さくなり、電解
液が電極内部まで浸入出来なくなるため充放電効率が悪
くなる。それに充填密１「を大きくすることにも限界が
ある。
きくする方法は、亜鉛極を厚くすると、亜鉛活物質のな
くなる部分と蓄積する部分とで極板の厚みの差が大きく
なり、亜鉛極の変形の程度が大きくなる。すなわち、集
電体の地肌が現われるのは遅くなるが、これに対し亜鉛
の蓄積量か大きくなり、蓄積部分に於いて内部短絡を惹
起し、また亜鉛の理論容量を大きくするのにも限度があ
る。第２に亜鉛極を薄くすることにより、亜鉛極とニッ
ケル極との理論容量比を小さくする方法は、亜鉛活物質
がなくなる部分に於いて、すぐに集電体の地肌が現われ
水素ガス発生による内部ガス圧の上昇及びデンドライト
の生長による内部短絡を惹起する。また、第５の方法と
して亜鉛極の充填密度を大きくすることにより亜鉛活物
質の移動を抑制する方法も提案されているが、充填密度
をあまり大きくすると電極の多孔度が小さくなり、電解
液が電極内部まで浸入出来なくなるため充放電効率が悪
くなる。それに充填密１「を大きくすることにも限界が
ある。
（ハ）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、陽極板
及び陰極板の厚みと陽陰極板の理論容量比を規制し、更
に陽極板及び陰極板の充填密度を規制することにより、
亜鉛極の変形を抑制し、蓄電池の充放電サイクル寿命を
向上させることを目的とする。
及び陰極板の厚みと陽陰極板の理論容量比を規制し、更
に陽極板及び陰極板の充填密度を規制することにより、
亜鉛極の変形を抑制し、蓄電池の充放電サイクル寿命を
向上させることを目的とする。
に）発明の構成
本発明のニッケルー亜鉛蓄電池は、陽極板と陰極板の厚
みを夫々０．３〜１．２詐〜にすると共に陰極板の理論
容置を陽極板の理論容量の２．５〜８倍番ご規制された
ものであって、更に陽極板の充填密度を０．２〜０．６
ＡＬＴ ／ｌｙｎ” に、また陰極板の充填密度を１
．０〜２． Ｑ ＡＨ／ａ＋＋ に規制すること番とよ
って、より一層の効果を奏するものである。
みを夫々０．３〜１．２詐〜にすると共に陰極板の理論
容置を陽極板の理論容量の２．５〜８倍番ご規制された
ものであって、更に陽極板の充填密度を０．２〜０．６
ＡＬＴ ／ｌｙｎ” に、また陰極板の充填密度を１
．０〜２． Ｑ ＡＨ／ａ＋＋ に規制すること番とよ
って、より一層の効果を奏するものである。
（ホ）実施例
酸化亜鉛粉末８５重量％、亜鉛粉末１０重県％、添加剤
として酸化カドミウム２．５重量秀、結着剤として７・
フ素樹脂粉末２．５爪附憾よりｆＬる混合粉末に水を加
え混練した後、ローラによりシート状に形成した。この
シートを銅等よりなる集電体の両面に付着し、しかる後
に充填密度１．５ ＡＨ／ａ＋＋ 、厚みＯ−９ＫＮに
なる様加圧成型し亜鉛極とする。次いで充填密度０．４
ＡＨｌｏｌ 、厚み０、嘔佛の公知の焼結式ニッケル
極と上記の亜鉛極とを組み合わせ理論容量比（陰極／陽
極）６．８のニッケルー亜鉛蓄電池体）を作成した。第
１図はこの蓄電池の断面図であり、図面に於いて（１）
は亜鉛極、（２）はニラ乞ル極、（３）はセパレータ、
（４）は保液層、（５）は電槽、（６）は電槽蓋、＋７
１ ＋８１は陽陰極端子板である。
として酸化カドミウム２．５重量秀、結着剤として７・
フ素樹脂粉末２．５爪附憾よりｆＬる混合粉末に水を加
え混練した後、ローラによりシート状に形成した。この
シートを銅等よりなる集電体の両面に付着し、しかる後
に充填密度１．５ ＡＨ／ａ＋＋ 、厚みＯ−９ＫＮに
なる様加圧成型し亜鉛極とする。次いで充填密度０．４
ＡＨｌｏｌ 、厚み０、嘔佛の公知の焼結式ニッケル
極と上記の亜鉛極とを組み合わせ理論容量比（陰極／陽
極）６．８のニッケルー亜鉛蓄電池体）を作成した。第
１図はこの蓄電池の断面図であり、図面に於いて（１）
は亜鉛極、（２）はニラ乞ル極、（３）はセパレータ、
（４）は保液層、（５）は電槽、（６）は電槽蓋、＋７
１ ＋８１は陽陰極端子板である。
〔実験１〕
上記蓄電池（Ｎに於いて、亜鉛極と二、ソケル極の極板
厚みを夫々０．！Ｉ、１．２．１．６．２．０と変化さ
せ、他は同一の方法により同様な構成のニッケルー亜鉛
蓄電池（Ｂｌ、（Ｃ１、ＣＤ＋、（目を作成した。
厚みを夫々０．！Ｉ、１．２．１．６．２．０と変化さ
せ、他は同一の方法により同様な構成のニッケルー亜鉛
蓄電池（Ｂｌ、（Ｃ１、ＣＤ＋、（目を作成した。
第２図はこうして作成された蓄電池（Ａｌ乃至（目の極
板厚みによるサイクル特性図である。サイクル条件は１
００ｍＡで５時間充電を行ない、その後１００ｍＡで４
時間放電を行なうものであり、放電容量が初期容量の７
５％を切った時点のサイクルを電池寿命とした。第２図
より極板厚みは０．９１匹前後に最適値があり、特に０
．３〜１．２１０範囲に於いてサイクル寿命が良好であ
ることがわかる。
板厚みによるサイクル特性図である。サイクル条件は１
００ｍＡで５時間充電を行ない、その後１００ｍＡで４
時間放電を行なうものであり、放電容量が初期容量の７
５％を切った時点のサイクルを電池寿命とした。第２図
より極板厚みは０．９１匹前後に最適値があり、特に０
．３〜１．２１０範囲に於いてサイクル寿命が良好であ
ることがわかる。
〔実験２〕
上記蓄電池低）に於いて、亜鉛極の充填密度を０．８．
１．２．２，０．２．５Ｍし−と変化させ、他は同一の
方法により同様な構成の二、２ケル−亜鉛蓄電池ｔＦｌ
、ｔＧｌ、（均、（Ｉｌを作成した。
１．２．２，０．２．５Ｍし−と変化させ、他は同一の
方法により同様な構成の二、２ケル−亜鉛蓄電池ｔＦｌ
、ｔＧｌ、（均、（Ｉｌを作成した。
第３図はこうして作成された蓄電池（Ｆｌ乃至（Ｉｌ及
び（Ａｌの亜鉛極充填密度によるサイクル特性図であり
、サイクル条件は実験１と同様な操作により行なった。
び（Ａｌの亜鉛極充填密度によるサイクル特性図であり
、サイクル条件は実験１と同様な操作により行なった。
第５図より亜鉛極の充填密度は１．５ ＡＨ／σ贅近に
最適値があり、１．０〜２．ＯＡＨ／ｃＭ の範囲の充
填密度に於いて亜鉛極の変形が抑制されていることがわ
かる。
最適値があり、１．０〜２．ＯＡＨ／ｃＭ の範囲の充
填密度に於いて亜鉛極の変形が抑制されていることがわ
かる。
〔実験５〕
上記蓄電池ＩＡ）に於いて、ニッケル極の充填密度を０
．２．０．６．０．８と変化させ、他は同一の方法によ
り同様な構成のニッケルー亜鉛蓄電池σλ（ＫＩＪＬＩ
を作成した。
．２．０．６．０．８と変化させ、他は同一の方法によ
り同様な構成のニッケルー亜鉛蓄電池σλ（ＫＩＪＬＩ
を作成した。
第４図はこうして作成された蓄電池ｆＪｌ乃至（Ｌｌ及
ヒｌＡｌのニッケル極充填密度によるサイクル特性図で
あり、サイクル条件は実験１と同様な操作によがわかる
。
ヒｌＡｌのニッケル極充填密度によるサイクル特性図で
あり、サイクル条件は実験１と同様な操作によがわかる
。
第５図は実験２及び５の結果を理論容量比（陰極／陽極
）に対するサイクル数に置き換えて示したサイクル特性
図であり、石Ｌ＃は亜鉛極充填密度を変化させたときの
もの、実線はニッケル極充填密度を変化させたときのも
のである。第５図より同じ理論容量比であってもニッケ
ル極と亜鉛極の充填密度の差によりサイクル寿命が変化
することがわかる。すなわち、サイクル特性が向上する
ためには理論谷険比の他の要因も関与していることがわ
かる。また、ニッケル極充填密度を変化させ理論容量比
を変えた時の方が亜鉛極の充填密度を変化させ理論容量
比を変えた時よりサイクル寿命が向上している理由は、
亜鉛極充填密度を変化させた場合にサイクル寿命劣化の
要因となる亜鉛極充填密度と理論容量比の両方の影響を
受け、理論容量比が最適値をはずれるのと同時に亜鉛極
充填密度も最適値をはずれ、サイクル寿命が大きく劣化
するのに対し、ニッケル極充填密度を変化させた場合に
は、亜鉛極充填密度を最適値に保った状態で理論容量比
が変化しており、また二・シケル充填密度の変化は理論
容量比にのみ関係していると考えられるため、サイクル
寿命劣化の要因が理論容量比のみに影響され、サイクル
寿命が亜鉛極充填密度を変化させた場合に比し優れてい
ると考えられる。したがって第４図実線よりサイクル寿
命が良好であるための理論容量比（陰極／陽極）は２．
５〜Ｂの範囲である必要がある。
）に対するサイクル数に置き換えて示したサイクル特性
図であり、石Ｌ＃は亜鉛極充填密度を変化させたときの
もの、実線はニッケル極充填密度を変化させたときのも
のである。第５図より同じ理論容量比であってもニッケ
ル極と亜鉛極の充填密度の差によりサイクル寿命が変化
することがわかる。すなわち、サイクル特性が向上する
ためには理論谷険比の他の要因も関与していることがわ
かる。また、ニッケル極充填密度を変化させ理論容量比
を変えた時の方が亜鉛極の充填密度を変化させ理論容量
比を変えた時よりサイクル寿命が向上している理由は、
亜鉛極充填密度を変化させた場合にサイクル寿命劣化の
要因となる亜鉛極充填密度と理論容量比の両方の影響を
受け、理論容量比が最適値をはずれるのと同時に亜鉛極
充填密度も最適値をはずれ、サイクル寿命が大きく劣化
するのに対し、ニッケル極充填密度を変化させた場合に
は、亜鉛極充填密度を最適値に保った状態で理論容量比
が変化しており、また二・シケル充填密度の変化は理論
容量比にのみ関係していると考えられるため、サイクル
寿命劣化の要因が理論容量比のみに影響され、サイクル
寿命が亜鉛極充填密度を変化させた場合に比し優れてい
ると考えられる。したがって第４図実線よりサイクル寿
命が良好であるための理論容量比（陰極／陽極）は２．
５〜Ｂの範囲である必要がある。
（（へ）発明の効果
本発明により陽極板と陰極板の厚みを夫々０３〜１．２
ｍ肌とすると共に陰極板の理論容詠を陽極板の２．５〜
８倍に規制し、更に陽極板の充填密度を０．２〜０．６
ＡＨ／α に、また陰極板の充填密度を１．０〜２．
０ ＡＨ／ｃＭ” に規制することで、亜鉛極の変形に
よる内部短絡を防止し充放電効率が向上し且つサイクル
寿命が向上したニッケルー亜鉛蓄電池を提供することが
できる効果がある。
ｍ肌とすると共に陰極板の理論容詠を陽極板の２．５〜
８倍に規制し、更に陽極板の充填密度を０．２〜０．６
ＡＨ／α に、また陰極板の充填密度を１．０〜２．
０ ＡＨ／ｃＭ” に規制することで、亜鉛極の変形に
よる内部短絡を防止し充放電効率が向上し且つサイクル
寿命が向上したニッケルー亜鉛蓄電池を提供することが
できる効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示すニッケルー亜鉛蓄電池
の断面図、第２図乃至第５図はサイクル特性図である。 （１）・・・亜ｍＦＵ、１２１・・・ニッケル極、（３
）・・・セパレータ、１４）・・・保液層、（５）・・
・電槽、（６）・・・電槽蓋、＋７１ ＋８１・・・陽
陰極端子板。 ヤＶへ一２都 費刈へ→儒 ャーａ−
の断面図、第２図乃至第５図はサイクル特性図である。 （１）・・・亜ｍＦＵ、１２１・・・ニッケル極、（３
）・・・セパレータ、１４）・・・保液層、（５）・・
・電槽、（６）・・・電槽蓋、＋７１ ＋８１・・・陽
陰極端子板。 ヤＶへ一２都 費刈へ→儒 ャーａ−
Claims (2)
- （１） ニッケル陽極板と、亜鉛陰極板と、該陽陰極板
間に介在するセパレータとを有し、電解液としてアルカ
リ水溶液を用いるニッケル亜鉛蓄電池に於いて、前記陽
極板と陰極板の厚みが夫々０．３〜１．２％艶であると
共に、陰極板の理論容量が陽極板の理論容量の２．５〜
８倍であることを特徴とするニッケルー亜鉛蓄電池。 - （２）前記陰極板の充填密度が１．０〜２．０ ＡＨ／
（７１３である特許請求の範囲第１項記載のニッケルー
亜ある特許請求の範囲第（１）項または第（２１項記載
のニッケルー亜鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58190443A JPS6081777A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | ニツケル−亜鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58190443A JPS6081777A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | ニツケル−亜鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6081777A true JPS6081777A (ja) | 1985-05-09 |
Family
ID=16258215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58190443A Pending JPS6081777A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | ニツケル−亜鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6081777A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04329265A (ja) * | 1991-04-30 | 1992-11-18 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 開放型アルカリ蓄電池 |
| US7238447B2 (en) * | 2000-11-17 | 2007-07-03 | Toshiba Battery Co., Ltd. | Enclosed nickel-zinc primary battery its anode and production methods for them |
| JP2014154260A (ja) * | 2013-02-05 | 2014-08-25 | Nippon Shokubai Co Ltd | 亜鉛負極合剤、亜鉛負極及び電池 |
| CN108520985A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-09-11 | 烟台大学 | 一种提高锌电池循环寿命的方法及其应用 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4944240A (ja) * | 1972-09-06 | 1974-04-25 | ||
| JPS54102539A (en) * | 1978-01-27 | 1979-08-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Nickel electrode |
| JPS5590078A (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ni-zn battery |
| JPS5639510U (ja) * | 1979-09-05 | 1981-04-13 | ||
| JPS5639510A (en) * | 1979-09-07 | 1981-04-15 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | Behind the lens iris |
-
1983
- 1983-10-12 JP JP58190443A patent/JPS6081777A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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