JPS61104564A - アルカリ亜鉛蓄電池 - Google Patents
アルカリ亜鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPS61104564A JPS61104564A JP59224719A JP22471984A JPS61104564A JP S61104564 A JPS61104564 A JP S61104564A JP 59224719 A JP59224719 A JP 59224719A JP 22471984 A JP22471984 A JP 22471984A JP S61104564 A JPS61104564 A JP S61104564A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- oxide
- indium
- hydroxide
- electrode
- 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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/244—Zinc electrodes
-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (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電池、銀−亜鉛電池などのよう
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
亜鉛極の改良に関する。
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
亜鉛極の改良に関する。
（ロ））従来の技術
負極活物質としての亜鉛株単位重量あたりのエネルギー
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Ｉこ溶出して亜鉛酸イオンとな
り充電゛峙にその亜鉛酸イオンが亜鉛極表面に樹枝状あ
る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に接して内部短絡を引き
起こし、これによってサイクル寿命が短かくなるという
欠点がある。
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Ｉこ溶出して亜鉛酸イオンとな
り充電゛峙にその亜鉛酸イオンが亜鉛極表面に樹枝状あ
る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に接して内部短絡を引き
起こし、これによってサイクル寿命が短かくなるという
欠点がある。
このサイクル寿命を改善するために特公昭５１−３２３
６５号公報では各種金属あるいは金属の酸化物を亜鉛極
中に添加することが提案されておシ、この添加剤の１つ
にインジウム力する。インジウムは亜鉛の水素過電、圧
を高めて亜鉛の樹枝状結晶の生長を抑制すると共にアル
カリ電解液への溶解度が小さく亜鉛極の活物質中から抜
は出し難い大め、長期にわｉｂインジウムの添加効果を
充分に発揮しサイクル寿命を向上させることができる。
６５号公報では各種金属あるいは金属の酸化物を亜鉛極
中に添加することが提案されておシ、この添加剤の１つ
にインジウム力する。インジウムは亜鉛の水素過電、圧
を高めて亜鉛の樹枝状結晶の生長を抑制すると共にアル
カリ電解液への溶解度が小さく亜鉛極の活物質中から抜
は出し難い大め、長期にわｉｂインジウムの添加効果を
充分に発揮しサイクル寿命を向上させることができる。
ところがこのインジウムを添加した亜鉛極に於いても充
放電サイクルが進行すると放電中にその表面に不動１１
１１Ｍ膜が形成されていき容量劣化を起こし、これが原
因となってサイクル寿命が短かくなることがわかっｆＣ
。
放電サイクルが進行すると放電中にその表面に不動１１
１１Ｍ膜が形成されていき容量劣化を起こし、これが原
因となってサイクル寿命が短かくなることがわかっｆＣ
。
また特公昭５４−３２１３４号公報では亜鉛極１月こイ
ンジウムの酸化物または水酸化物に加え、ビスマスの酸
化物または水酸化物を添加することが提案されている。
ンジウムの酸化物または水酸化物に加え、ビスマスの酸
化物または水酸化物を添加することが提案されている。
このようにインジウムの酸化物または水酸化物に加え第
二成分の添加剤であるビスマスの酸化物ｔｉは水酸化物
を添加することにより不動態被膜の形成を防止すること
ができるが、亜鉛の樹枝状結晶の生長を抑制するという
インジウムの効果が弱められ充分なサイクル寿命の向」
二がみられなかった。
二成分の添加剤であるビスマスの酸化物ｔｉは水酸化物
を添加することにより不動態被膜の形成を防止すること
ができるが、亜鉛の樹枝状結晶の生長を抑制するという
インジウムの効果が弱められ充分なサイクル寿命の向」
二がみられなかった。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
本発明は亜鉛極にインジウムの酸化物または水酸化物と
共に含有させる添加剤及びこれら添加剤の配合比率を選
定することによって、亜鉛の樹枝状結晶の生長及び亜鉛
極表面の不動態被膜の形成を効果的に抑制しより長期に
わたるサイクル寿命を有するアルカリ亜鉛蓄電池を得よ
うとするものである。
共に含有させる添加剤及びこれら添加剤の配合比率を選
定することによって、亜鉛の樹枝状結晶の生長及び亜鉛
極表面の不動態被膜の形成を効果的に抑制しより長期に
わたるサイクル寿命を有するアルカリ亜鉛蓄電池を得よ
うとするものである。
←）問題点を解決するための手段
本発明のアルカリ亜鉛蓄電池は、インジウムの酸化物ま
たは水酸化物及び水銀、鉛、ビスマス、カドミウムから
なる金属群から選ばれた少なくとも一種の酸化物または
水酸化物を亜鉛極に含有させると共に前記金属群から選
ばれた少なくとも一種の酸化物または水酸化物に対する
前記インジウムの酸化物または水酸化物の配合比率を２
乃至９としたものである。
たは水酸化物及び水銀、鉛、ビスマス、カドミウムから
なる金属群から選ばれた少なくとも一種の酸化物または
水酸化物を亜鉛極に含有させると共に前記金属群から選
ばれた少なくとも一種の酸化物または水酸化物に対する
前記インジウムの酸化物または水酸化物の配合比率を２
乃至９としたものである。
（ホ）作 用
上記手段によって亜鉛の樹枝状結晶の生長及び亜鉛極表
面の不動態被膜の形成を同時に効果的に抑制することが
できる。
面の不動態被膜の形成を同時に効果的に抑制することが
できる。
（へ）実施例
酸化亜鉛粉末１００重量部、亜鉛粉末１０重量部、結着
剤としてのフッ素樹脂粉末５重量部及び添加剤としての
酸化鉛及び水酸化インジウムからなる混合粉末に水を加
えて混練した後ローラにより圧延してシート状とし、こ
のシート状活物質を銅などよりなる集電体の両面に付着
し加圧圧着した後乾燥して添加剤の酸化鉛と水酸化イン
ジウムの配合比率が異なる亜鉛極を種々作製した。この
酸化鉛と水酸化インジウムの添加針及び酸化鉛に対する
水酸化インジウムの配合比率は表１に示すとおりである
。
剤としてのフッ素樹脂粉末５重量部及び添加剤としての
酸化鉛及び水酸化インジウムからなる混合粉末に水を加
えて混練した後ローラにより圧延してシート状とし、こ
のシート状活物質を銅などよりなる集電体の両面に付着
し加圧圧着した後乾燥して添加剤の酸化鉛と水酸化イン
ジウムの配合比率が異なる亜鉛極を種々作製した。この
酸化鉛と水酸化インジウムの添加針及び酸化鉛に対する
水酸化インジウムの配合比率は表１に示すとおりである
。
表 １
次いで前記亜鉛極を焼結式ニッケル極と組み合わせてニ
ッケルー亜鉛蓄電池を組み立てた。第１図はこのニッケ
ルー亜鉛蓄電池の縦断面図であり、（１）ハ亜鉛極、（
２）はニッケル極、（３）はセパレータ。
ッケルー亜鉛蓄電池を組み立てた。第１図はこのニッケ
ルー亜鉛蓄電池の縦断面図であり、（１）ハ亜鉛極、（
２）はニッケル極、（３）はセパレータ。
（４）は保液層、（５）は市、伽、（６）は電槽蓋、（
７）＋８１は正、負極端子である。
７）＋８１は正、負極端子である。
また、前記添加剤を酸化水銀及び水酸化インジウム、酸
化ビスマス及び水酸化インジウム、酸化ムの配合比率及
び添加Ｂを、酸化鉛と水酸化インジウムを添加剤として
用いた表１と同様にしてニッケルー亜鉛蓄電池を作製し
に０ 第２図（ａ）乃至（ｄ）は夫々亜鉛極の添加剤として酸
化鉛及び水酸化インジウム、酸化水銀及び水酸化インジ
ウム、酸化ビスマス及び水酸化インジウム、酸化カドミ
ウム及び水酸化インジウムを用いた前記電池のサイクル
寿命と亜鉛極添加剤の配合比率との関係を示す図面であ
り、夫々５個の霜゛池を１５ＱｍＡで６時間充霜′した
後１５ ＱｍＡで放電し電池電圧が１．６Ｖに達する時
点で放電停止する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５０％に達した時点で充放
−゛、サイクルを終了してサイクル寿命とし、そのサイ
クル寿命の平均を図面に示している。これらの図面から
明らかなように何れの電池も酸化鉛、酸化水銀、酸化ビ
スマス及び酸化カドミウムに対する水酸化インジウムの
配合比率が２乃至９の範囲でサイクル寿命は向上し、こ
の範囲をはすれるとサイクル寿命は短くなる。
化ビスマス及び水酸化インジウム、酸化ムの配合比率及
び添加Ｂを、酸化鉛と水酸化インジウムを添加剤として
用いた表１と同様にしてニッケルー亜鉛蓄電池を作製し
に０ 第２図（ａ）乃至（ｄ）は夫々亜鉛極の添加剤として酸
化鉛及び水酸化インジウム、酸化水銀及び水酸化インジ
ウム、酸化ビスマス及び水酸化インジウム、酸化カドミ
ウム及び水酸化インジウムを用いた前記電池のサイクル
寿命と亜鉛極添加剤の配合比率との関係を示す図面であ
り、夫々５個の霜゛池を１５ＱｍＡで６時間充霜′した
後１５ ＱｍＡで放電し電池電圧が１．６Ｖに達する時
点で放電停止する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５０％に達した時点で充放
−゛、サイクルを終了してサイクル寿命とし、そのサイ
クル寿命の平均を図面に示している。これらの図面から
明らかなように何れの電池も酸化鉛、酸化水銀、酸化ビ
スマス及び酸化カドミウムに対する水酸化インジウムの
配合比率が２乃至９の範囲でサイクル寿命は向上し、こ
の範囲をはすれるとサイクル寿命は短くなる。
次いで亜鉛極に水酸化インジウムと共に更に二種類の無
機化合物を添加した場合について、その代表的なものと
して酸化鉛、酸化ビスマス及び水酸化インジウムの三成
分の添加剤を用いた例をと９あけ以下に説明する。
機化合物を添加した場合について、その代表的なものと
して酸化鉛、酸化ビスマス及び水酸化インジウムの三成
分の添加剤を用いた例をと９あけ以下に説明する。
前記実施例に於いて、添７Ｊ１湧りを酸化鉛、酸化ビス
マス及び水酸化インジウムの三成分に代え、その他の条
件は同一で添加剤の配合比が異なる亜鉛剤である酸化鉛
と酸化ビスマスの配合比は１対１で一定であり、酸化鉛
と酸化ビスマスの総和に対する水酸化インジウムの配合
比率及び添加剤の添加′ｈＪは表２に示すとおりである
。
マス及び水酸化インジウムの三成分に代え、その他の条
件は同一で添加剤の配合比が異なる亜鉛剤である酸化鉛
と酸化ビスマスの配合比は１対１で一定であり、酸化鉛
と酸化ビスマスの総和に対する水酸化インジウムの配合
比率及び添加剤の添加′ｈＪは表２に示すとおりである
。
表 ２
第６図はこうして作製された電池のサイクル寿命と亜鉛
＆ｆｆｉ≦加剤の配合比率との関係を示す図面であり、
サイクル寿晴Ｆｉ前述と同様の力払で測定し求めた。第
６図から明らかなように酸化鉛と酸化ビスマスの２Ｉｊ
ｉＩ類の添加剤の総和に刻する水酸化インジウムの配合
比率を２乃至９としｆｃ％’池のサイクル寿命が向上し
ている。
＆ｆｆｉ≦加剤の配合比率との関係を示す図面であり、
サイクル寿晴Ｆｉ前述と同様の力払で測定し求めた。第
６図から明らかなように酸化鉛と酸化ビスマスの２Ｉｊ
ｉＩ類の添加剤の総和に刻する水酸化インジウムの配合
比率を２乃至９としｆｃ％’池のサイクル寿命が向上し
ている。
上述のように水銀、鉛、ビスマス、カドミウムからなる
金属群から選ばれた少なくとも一種の酸ｔ″Ｊ− 化物ｔｉ水酸化物に対するインジウムの酸化物ま八 たけ水酸化物の配合比率を２乃至９とした場合に電池の
サイクル寿命が向上するのけ、インジウムによって亜鉛
の樹枝状結晶の生長が抑制されると共に他の無機化合物
によって亜鉛極表面の不動態被膜の形成が抑制されるか
らであり、亜鉛の樹枝状結晶の生長は充電時に樹枝状亜
鉛の生長点にインジウムが電析してその生長を抑制して
いた。これに対して他の無機化合物の添加量を増し前記
配合比率を２より小さくした場合は亜鉛極表面の不動態
被膜の形成は抑制されるものの、樹枝状亜鉛の生長点に
インジウムが電析する以前に他の無機化合物が電析して
しまうようになるため、インジウムによる亜鉛の樹枝状
結晶の生長の抑制が行なわれなくなりサイクル寿命が短
くなる。また、インジウム化合物の添加量を増し前記配
合比率を９ ゛より大きくすると、インジウムによる亜
鉛の樹枝状結晶の生長は抑制されるものの、亜鉛極表面
の不動態被膜の形成が抑制されないためサイクル寿命が
短くなる。したがって前記配合比率は樹枝状亜鉛の生長
点に他の無機化合物が電析する以前にインジウムが電析
し亜鉛の樹枝状結晶の生長を抑制でき、且つ亜鉛極表面
の不動態被膜の形成が抑制できる２乃至９の範囲である
必要があり、電池のサイクル寿命がピークとなる４乃至
６の範囲であることが望ましい。
金属群から選ばれた少なくとも一種の酸ｔ″Ｊ− 化物ｔｉ水酸化物に対するインジウムの酸化物ま八 たけ水酸化物の配合比率を２乃至９とした場合に電池の
サイクル寿命が向上するのけ、インジウムによって亜鉛
の樹枝状結晶の生長が抑制されると共に他の無機化合物
によって亜鉛極表面の不動態被膜の形成が抑制されるか
らであり、亜鉛の樹枝状結晶の生長は充電時に樹枝状亜
鉛の生長点にインジウムが電析してその生長を抑制して
いた。これに対して他の無機化合物の添加量を増し前記
配合比率を２より小さくした場合は亜鉛極表面の不動態
被膜の形成は抑制されるものの、樹枝状亜鉛の生長点に
インジウムが電析する以前に他の無機化合物が電析して
しまうようになるため、インジウムによる亜鉛の樹枝状
結晶の生長の抑制が行なわれなくなりサイクル寿命が短
くなる。また、インジウム化合物の添加量を増し前記配
合比率を９ ゛より大きくすると、インジウムによる亜
鉛の樹枝状結晶の生長は抑制されるものの、亜鉛極表面
の不動態被膜の形成が抑制されないためサイクル寿命が
短くなる。したがって前記配合比率は樹枝状亜鉛の生長
点に他の無機化合物が電析する以前にインジウムが電析
し亜鉛の樹枝状結晶の生長を抑制でき、且つ亜鉛極表面
の不動態被膜の形成が抑制できる２乃至９の範囲である
必要があり、電池のサイクル寿命がピークとなる４乃至
６の範囲であることが望ましい。
（ト）発明の効果
本発明のアルカリ亜鉛蓄電池は、亜鉛活物質を主成分と
し、インジウムの酸化物マタは水酸化物及ヒ水銀、鉛、
ビスマス、カドミウムからなる金属群から選ばれた少な
くとも一種の酸化物または水酸化物を含有すると共に前
記金属群から選ばれた少なくとも一種の酸化物または水
酸化物に対する前記インジウムの酸化物または水酸化物
の配合比率を２乃至１０とした亜鉛極を備えたものであ
るから、添加剤のインジウムにより亜鉛の樹枝状結晶の
生成が抑制されるとともに他の無機化合物によシ亜鉛極
表面の不動態被膜の形成が抑制され、より長期にわたる
サイクル寿命を得ることができる。
し、インジウムの酸化物マタは水酸化物及ヒ水銀、鉛、
ビスマス、カドミウムからなる金属群から選ばれた少な
くとも一種の酸化物または水酸化物を含有すると共に前
記金属群から選ばれた少なくとも一種の酸化物または水
酸化物に対する前記インジウムの酸化物または水酸化物
の配合比率を２乃至１０とした亜鉛極を備えたものであ
るから、添加剤のインジウムにより亜鉛の樹枝状結晶の
生成が抑制されるとともに他の無機化合物によシ亜鉛極
表面の不動態被膜の形成が抑制され、より長期にわたる
サイクル寿命を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例に於けるアルカリ亜鉛蓄電池
の縦断面図、第２図（ａ’ｌ乃至（（１）及び第６図は
電池のサイクル寿命と亜鉛極添加剤の配合比率との関係
を示す図面である。 （１）・・・・・・亜鉛極、（２）・・・・・・ニッケ
ル！、（３１・・・・・・士パレータ、（４）・・・・
・・保液層、（５）・・・・・・霜槽、（６）・・・・
・・石“槽蓋、＋７１（８）・・・・・・正、ｊｌ極端
子。
の縦断面図、第２図（ａ’ｌ乃至（（１）及び第６図は
電池のサイクル寿命と亜鉛極添加剤の配合比率との関係
を示す図面である。 （１）・・・・・・亜鉛極、（２）・・・・・・ニッケ
ル！、（３１・・・・・・士パレータ、（４）・・・・
・・保液層、（５）・・・・・・霜槽、（６）・・・・
・・石“槽蓋、＋７１（８）・・・・・・正、ｊｌ極端
子。
Claims (1)
- （１）亜鉛活物質を主成分とし、インジウムの酸化物ま
たは水酸化物及び水銀、鉛、ビスマス、カドミウムから
なる金属群から選ばれた少なくとも一種の酸化物または
水酸化物を含有すると共に前記金属群から選ばれた少な
くとも一種の酸化物または水酸化物に対する前記インジ
ウムの酸化物または水酸化物の配合比率が２乃至９であ
る亜鉛極を備えたアルカリ亜鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59224719A JPS61104564A (ja) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59224719A JPS61104564A (ja) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61104564A true JPS61104564A (ja) | 1986-05-22 |
Family
ID=16818173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59224719A Pending JPS61104564A (ja) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61104564A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007116413A1 (en) | 2006-04-12 | 2007-10-18 | Thothathri Sampath Kumar | A nanosized electrochemical dispersion for rechargeable alkaline zinc batteries |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5132365A (ja) * | 1974-09-13 | 1976-03-18 | Toshihiro Goto | Denryokuryokinhyojisochi |
| JPS5432134A (en) * | 1977-08-17 | 1979-03-09 | Hitachi Ltd | Holding device equipped with molding board removing apparatus |
| JPS58137966A (ja) * | 1982-02-09 | 1983-08-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 亜鉛極 |
-
1984
- 1984-10-25 JP JP59224719A patent/JPS61104564A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5132365A (ja) * | 1974-09-13 | 1976-03-18 | Toshihiro Goto | Denryokuryokinhyojisochi |
| JPS5432134A (en) * | 1977-08-17 | 1979-03-09 | Hitachi Ltd | Holding device equipped with molding board removing apparatus |
| JPS58137966A (ja) * | 1982-02-09 | 1983-08-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 亜鉛極 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007116413A1 (en) | 2006-04-12 | 2007-10-18 | Thothathri Sampath Kumar | A nanosized electrochemical dispersion for rechargeable alkaline zinc batteries |
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