JPS61277156A - 亜鉛沃素二次電池 - Google Patents
亜鉛沃素二次電池Info
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- JPS61277156A JPS61277156A JP60118720A JP11872085A JPS61277156A JP S61277156 A JPS61277156 A JP S61277156A JP 60118720 A JP60118720 A JP 60118720A JP 11872085 A JP11872085 A JP 11872085A JP S61277156 A JPS61277156 A JP S61277156A
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- 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
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- 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
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- 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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- Inorganic Chemistry (AREA)
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- Hybrid Cells (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】
〔技術分野〕
本発明は亜鉛−沃素二次電池において、電池の正極活物
質に使用するヨウ素の固定化材料に関するものであり、
詳しくは亜鉛−沃素二次電池に用いる新規な電極材に関
するものであり、さらに詳しくは特定の比表面積を有し
てなる炭素質材料からなる電極材に関するものである。
質に使用するヨウ素の固定化材料に関するものであり、
詳しくは亜鉛−沃素二次電池に用いる新規な電極材に関
するものであり、さらに詳しくは特定の比表面積を有し
てなる炭素質材料からなる電極材に関するものである。
ヨウ素は陰イオンになり易い物質であり、正極活物質と
して適当なものの一つである。このヨウ素は各種有機化
合物と電荷移動錯体な作ることが知られている。
して適当なものの一つである。このヨウ素は各種有機化
合物と電荷移動錯体な作ることが知られている。
かかるヨウ素の電荷移動錯体はヨウ素（アクセプター）
と各種電子供与性化合物（有機ドナー成分）とよりなり
、電子供与性化合物としてはフェノチアジン、カルバゾ
ール等のへテロ環；ピレン、ペリレン等の多環芳香族化
合物：ポリ−２−ビニルピリジン、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリウレタン
、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリエ
ーテル、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリピ
ロール、ポリアニリン等の有機ポリマーがある。
と各種電子供与性化合物（有機ドナー成分）とよりなり
、電子供与性化合物としてはフェノチアジン、カルバゾ
ール等のへテロ環；ピレン、ペリレン等の多環芳香族化
合物：ポリ−２−ビニルピリジン、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリウレタン
、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリエ
ーテル、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリピ
ロール、ポリアニリン等の有機ポリマーがある。
さらにより好ましいポリマーとしてはポリアクリロニト
リル、バレツクス樹脂、ポリビニルアルコール、ポリ酢
酸ビニル、ポリメチルメタアクリレート、ナイロン−６
、ナイロン６．６、ポリウレタン、ポリテトラメチレン
エーテル、ポリビニルピロリドン、ポリ−４−ビニルピ
リジン、ポリ−２−ビニルピリジン、ポリＮ−ビニルカ
ルバゾ−ルなどである。
リル、バレツクス樹脂、ポリビニルアルコール、ポリ酢
酸ビニル、ポリメチルメタアクリレート、ナイロン−６
、ナイロン６．６、ポリウレタン、ポリテトラメチレン
エーテル、ポリビニルピロリドン、ポリ−４−ビニルピ
リジン、ポリ−２−ビニルピリジン、ポリＮ−ビニルカ
ルバゾ−ルなどである。
しかしながら、それにもかかわらずヨウ素を正極活物質
として用いた蓄電池の実用化例はほとんど見られない。
として用いた蓄電池の実用化例はほとんど見られない。
この理由としては、これらヨウ素電荷移動錯体を正極合
剤の主成分として用いた蓄電池の電池性能特性が必ずし
も満足するものではなかったことがあげられる。
剤の主成分として用いた蓄電池の電池性能特性が必ずし
も満足するものではなかったことがあげられる。
すなわち、これらの有機化合物とヨウ素との電荷移動錯
体の電気伝導性が低（、ようやく半導体程度のものしか
得られないため、心臓のペースメーカー用のリチウム電
池程度の低出力の電池であればなんとか使用されるもの
の高出力の電池にはとうてい使用できなかったためであ
る。更に大きな問題として正極活物質であるヨウ素の含
有量により電荷移動錯体の電気伝導性が大巾に変化する
ことから二次電池には用いることが出来なかった。
体の電気伝導性が低（、ようやく半導体程度のものしか
得られないため、心臓のペースメーカー用のリチウム電
池程度の低出力の電池であればなんとか使用されるもの
の高出力の電池にはとうてい使用できなかったためであ
る。更に大きな問題として正極活物質であるヨウ素の含
有量により電荷移動錯体の電気伝導性が大巾に変化する
ことから二次電池には用いることが出来なかった。
本発明者らはかかる点に対し、該電荷移動錯体に炭素類
を添加することにより、これらの欠点を克服する方法を
丁でに見い出し先に提案した。
を添加することにより、これらの欠点を克服する方法を
丁でに見い出し先に提案した。
しかしながら、このためには該電荷移動錯体に炭素類を
均一に分散させる必要があり、電池の形状、用途によっ
ては製造工程上盛ずしも有利な方法とはいえない。
均一に分散させる必要があり、電池の形状、用途によっ
ては製造工程上盛ずしも有利な方法とはいえない。
本発明者らはかかる観点からヨウ素を活物質とする亜鉛
−沃素蓄電池について鋭意検討した結果、ある種の炭素
類がヨウ素と電荷移動錯体を作り、該電荷移動錯体のヨ
ウ素含有率も大きいという丁ぐれたヨウ素固定化材料に
なることを見い出し本発明を完成したものである。
−沃素蓄電池について鋭意検討した結果、ある種の炭素
類がヨウ素と電荷移動錯体を作り、該電荷移動錯体のヨ
ウ素含有率も大きいという丁ぐれたヨウ素固定化材料に
なることを見い出し本発明を完成したものである。
本発明に従って、亜鉛を負極活物質、ヨウ素をの比表面
積が５ ｒｒｌ ／ ｊｉ〜２５００ ｍｌ ｇの範囲
であることを特徴とする亜鉛−沃素二次電池が提供され
る。
積が５ ｒｒｌ ／ ｊｉ〜２５００ ｍｌ ｇの範囲
であることを特徴とする亜鉛−沃素二次電池が提供され
る。
本発明のヨウ素固定化材料に用いられる炭素類としては
カーボンブラック、アセチレンブラック、）ｋ グラファイト、ケＸチェンブラックなどであるが粉状、
リン片状、短繊維状など種々の形状が可能である。しか
しながらこれらの形状では正極を作製する時、電極に加
工するのが難しいのでテフロン樹脂、フェノール樹脂な
どをバンンダーとして正極に加工するのが便利である。
カーボンブラック、アセチレンブラック、）ｋ グラファイト、ケＸチェンブラックなどであるが粉状、
リン片状、短繊維状など種々の形状が可能である。しか
しながらこれらの形状では正極を作製する時、電極に加
工するのが難しいのでテフロン樹脂、フェノール樹脂な
どをバンンダーとして正極に加工するのが便利である。
なお、更に好ましい炭素類の形状としては、不織布ある
いは織布として繊維状（布状）にそれらをそのまま正極
材料として用いるのが特に好適である。
いは織布として繊維状（布状）にそれらをそのまま正極
材料として用いるのが特に好適である。
更に本発明に用いる炭素類について詳しく述べると、炭
素類はメソ相質炭素類、非晶質炭素類、黒鉛化炭素類な
どであり、またプラズマ処理などにより表面処理された
ものでもよい。
素類はメソ相質炭素類、非晶質炭素類、黒鉛化炭素類な
どであり、またプラズマ処理などにより表面処理された
ものでもよい。
また炭素類の由来もガスブラック、オイルブラック、ナ
フタリンブラック、アセチレンブラック、タール、ピッ
チ系炭素類、セルロースなど天然繊維系由来の炭素類、
ポリアクリロニトリル樹脂、フェノール樹脂など合成樹
脂系由来の炭素類などの炭素類が使用される。
フタリンブラック、アセチレンブラック、タール、ピッ
チ系炭素類、セルロースなど天然繊維系由来の炭素類、
ポリアクリロニトリル樹脂、フェノール樹脂など合成樹
脂系由来の炭素類などの炭素類が使用される。
すなわち、実質的にそれらの炭素類の比表面積が５ｒｒ
ｌ／／ｌ〜２５００ ｔｒｙ／１７であればよく、さら
に好ましい範囲は１００ｍ／ｇ〜２０００ぜ／Ｉである
。
ｌ／／ｌ〜２５００ ｔｒｙ／１７であればよく、さら
に好ましい範囲は１００ｍ／ｇ〜２０００ぜ／Ｉである
。
比表面積がこれ未満では容量が小さく、サイクル寿命が
決定的に短くなる。また、比表面積の上限は特に限定す
るものでないが、この値を越えると製造が困難になり入
手がむずかしくなる。
決定的に短くなる。また、比表面積の上限は特に限定す
るものでないが、この値を越えると製造が困難になり入
手がむずかしくなる。
次に本発明で述べる電池の一般的作製法について説明す
る。
る。
上記の高い比表面積を有する炭素類より選ばれた好まし
くは繊維（布）状正極炭素材料を正極とし、亜鉛を負極
とし両者の間に沃化亜鉛を含む液体の電解質を介して両
者を接触させればよい。これを充電することにより該布
状正極炭素材料に正極活物質であるヨウ素が電荷移動錯
体として吸着し蓄電池が形成される。
くは繊維（布）状正極炭素材料を正極とし、亜鉛を負極
とし両者の間に沃化亜鉛を含む液体の電解質を介して両
者を接触させればよい。これを充電することにより該布
状正極炭素材料に正極活物質であるヨウ素が電荷移動錯
体として吸着し蓄電池が形成される。
本二次電池における電解質はもちろん、放電によって生
成する沃化亜鉛であるが、そのほかに塩化アンモニウム
、塩化ナトリウム、塩化亜鉛、臭化ナトリウム、臭化カ
リ、ヨウ化リチウム、ヨウ化アンモニウム等の電解質溶
液を補助電解質として使用してもよい。
成する沃化亜鉛であるが、そのほかに塩化アンモニウム
、塩化ナトリウム、塩化亜鉛、臭化ナトリウム、臭化カ
リ、ヨウ化リチウム、ヨウ化アンモニウム等の電解質溶
液を補助電解質として使用してもよい。
かかる電解質溶液は支持体たるガラス短繊維マントの如
き液体保持量の大きい多孔性の材料に含浸して使用する
のが好ましい。このような電解質溶液を含浸せしめた多
孔性材料はそのまま前記した正極と負極の間にはさみ込
んで蓄電池を組み立てることができるという利点がある
。
き液体保持量の大きい多孔性の材料に含浸して使用する
のが好ましい。このような電解質溶液を含浸せしめた多
孔性材料はそのまま前記した正極と負極の間にはさみ込
んで蓄電池を組み立てることができるという利点がある
。
さらに自己放電を防ぐため多孔性セパレーターを両活物
質の間にはさみ込むことも好ましい。この場合、本発明
者らがすでに特願昭５９−７７号で提案しているように
、陽イオン交換膜を隔膜として電解中に挿入して設ける
技術を適用すれば自己放電は効率よ（防止できる。
質の間にはさみ込むことも好ましい。この場合、本発明
者らがすでに特願昭５９−７７号で提案しているように
、陽イオン交換膜を隔膜として電解中に挿入して設ける
技術を適用すれば自己放電は効率よ（防止できる。
以上のごとくして形成した蓄電池を充電することにより
電解質たる沃化亜鉛は電気分解をうけ、負極では亜鉛が
析出し、正極ではヨウ素が生成し、該生成したヨウ素は
布状正極炭素材料に吸着され取り込まれる。このように
充゛亀状態になった蓄電池は放電することにより負極で
は亜鉛イオンが、正極ではヨウ素イオンがそれぞれ生成
し、これが結合して電解質（放電生成物）たる沃化亜鉛
となるのである。
電解質たる沃化亜鉛は電気分解をうけ、負極では亜鉛が
析出し、正極ではヨウ素が生成し、該生成したヨウ素は
布状正極炭素材料に吸着され取り込まれる。このように
充゛亀状態になった蓄電池は放電することにより負極で
は亜鉛イオンが、正極ではヨウ素イオンがそれぞれ生成
し、これが結合して電解質（放電生成物）たる沃化亜鉛
となるのである。
すなわち、本発明の蓄電池において、充電に際して直流
電圧を印加し、正極側にヨウ素を析出させ、負極側に亜
鉛を析出させるようにすると、正極に析出したヨウ素は
正極の主成分である布状炭素材料と容易に電荷移動錯体
を形成し、とりこまれる。しかして充電終了後、直流印
加を切って両極端子を負荷を介して接続することにより
放電がおこり、該負荷に電力が得られるのである。
電圧を印加し、正極側にヨウ素を析出させ、負極側に亜
鉛を析出させるようにすると、正極に析出したヨウ素は
正極の主成分である布状炭素材料と容易に電荷移動錯体
を形成し、とりこまれる。しかして充電終了後、直流印
加を切って両極端子を負荷を介して接続することにより
放電がおこり、該負荷に電力が得られるのである。
以下、本発明の作用効果をまとめて述べる。
丁でに述べたように、従来、ヨウ素とある種のポリマー
の錯体は、それぞれの単体よりはるかに優れた電気伝導
性をもつ物質になることが知られており、例えばポリ−
２−ビニルピリジン、ヨウ素錯体は心臓ペースメーカー
用の一次電池の正極合剤として用いられている。しかし
ながらこれらの錯体は放電するに従い、ヨウ素を失なっ
て導電率が急激に減少し、これを使用した電池の内部抵
抗が顕著に増大する欠点を有していた。特にこの錯体を
二次電池の正極合剤に用いた場合は放電により正極合剤
中のヨウ素が極めて少なくなるので放電終了後、この電
池を充電しようとしても電極の導電性は上記のごと（失
なわれているので充電は不可能となった。
の錯体は、それぞれの単体よりはるかに優れた電気伝導
性をもつ物質になることが知られており、例えばポリ−
２−ビニルピリジン、ヨウ素錯体は心臓ペースメーカー
用の一次電池の正極合剤として用いられている。しかし
ながらこれらの錯体は放電するに従い、ヨウ素を失なっ
て導電率が急激に減少し、これを使用した電池の内部抵
抗が顕著に増大する欠点を有していた。特にこの錯体を
二次電池の正極合剤に用いた場合は放電により正極合剤
中のヨウ素が極めて少なくなるので放電終了後、この電
池を充電しようとしても電極の導電性は上記のごと（失
なわれているので充電は不可能となった。
本発明によれば、かかる欠点は完全に解決される。すな
わち、本発明による高比表面積を有してなる正極炭素材
料とヨウ素との電荷移動錯体は放電によりヨウ素を離脱
するわけであるが、離脱後の正極炭素材料自体周知のご
とくもともと電気伝導性の高い材料であるので放電する
ことによる正極の電気伝導性の低下はほとんどない。こ
のことにより放電特性のすぐれた蓄電池を提供すること
ができるのである。
わち、本発明による高比表面積を有してなる正極炭素材
料とヨウ素との電荷移動錯体は放電によりヨウ素を離脱
するわけであるが、離脱後の正極炭素材料自体周知のご
とくもともと電気伝導性の高い材料であるので放電する
ことによる正極の電気伝導性の低下はほとんどない。こ
のことにより放電特性のすぐれた蓄電池を提供すること
ができるのである。
このように正極炭素材料の比表面積が大きいとすぐれた
沃素亜鉛蓄電池ができることの理由としては以下のごと
く推定される。
沃素亜鉛蓄電池ができることの理由としては以下のごと
く推定される。
本発明における特定の正極炭素材料とヨウ素が反応して
電荷移動錯体な形成するとき、正極炭素材料の比表面積
が十分大きいため、実質的な反応に供せられる界面が増
加し、正極活物質であるヨウ素の固定化量が顕著に増大
して、高電気容量の蓄電池となり得ると思われる。
電荷移動錯体な形成するとき、正極炭素材料の比表面積
が十分大きいため、実質的な反応に供せられる界面が増
加し、正極活物質であるヨウ素の固定化量が顕著に増大
して、高電気容量の蓄電池となり得ると思われる。
また、該正極炭素材料は上記のごとく集電体の役割も果
たすのであるから、該比表面積が大きいことは実質的に
電極の表面積を増加せしめることと等価であり、それゆ
え電気を取り出す（放電）あるいは充電する速度を十分
向上せしめることが可能となり高出力の蓄電池ができる
Ｘとも考えられるのである。
たすのであるから、該比表面積が大きいことは実質的に
電極の表面積を増加せしめることと等価であり、それゆ
え電気を取り出す（放電）あるいは充電する速度を十分
向上せしめることが可能となり高出力の蓄電池ができる
Ｘとも考えられるのである。
もちろん該正極炭素材料のヨウ素吸着量は、その原料の
種類あるいは製造法によってもある程度具なりうるが、
本発明者らが見出したように比表面積がこれを支配する
最も犬なる因子であり、これに比例して増加する。
種類あるいは製造法によってもある程度具なりうるが、
本発明者らが見出したように比表面積がこれを支配する
最も犬なる因子であり、これに比例して増加する。
本発明によりこのようにして得られた沃素亜鉛蓄電池は
、正極活物質であるヨウ素が正極中に固定化されるので
他の液循環型蓄電池である塩素岨鉛蓄電池や臭素亜鉛蓄
電池に比べて非常にコンパクトな高性能蓄電池を組み上
げることができるという利点を有する。
、正極活物質であるヨウ素が正極中に固定化されるので
他の液循環型蓄電池である塩素岨鉛蓄電池や臭素亜鉛蓄
電池に比べて非常にコンパクトな高性能蓄電池を組み上
げることができるという利点を有する。
以下実施例によって本発明の好ましい実施の態様をさら
に具体的に説明するがこれらはあくまで例示であり、特
許法第７０条に規定する本発明の技術的範囲がこれらに
よって制限的に解釈されるものと解してはならない。
に具体的に説明するがこれらはあくまで例示であり、特
許法第７０条に規定する本発明の技術的範囲がこれらに
よって制限的に解釈されるものと解してはならない。
実施例１
正極炭素材料に用いられる代表的な炭素材料をヨウ素を
含む電解液中に入れ、ヨウ素吸着量をしらべた。実験は
３種の電解質濃度、（１） ０．２モル／ｌ沃化唾鉛、
０．０２５モル／ｌヨウ素、（２）０２モル／ｌ沃化亜
鉛、０．０５モル／ｌヨウ素、（３） ０．２モル／ｌ
沃化亜鉛、０．２モル／ｌヨウ素である電解質溶液を用
意し、１００１ＦＬｔ三角フラスコにそれぞれ５０ＷＬ
ｌとり、これに約１ｇの異なる比表面積をもつ炭素材料
を入れた。２５℃の温度で２４時間放置後、電解液中の
ヨウ素濃度変化をヨウ素滴定法より求め、その時の吸着
量を求めた。
含む電解液中に入れ、ヨウ素吸着量をしらべた。実験は
３種の電解質濃度、（１） ０．２モル／ｌ沃化唾鉛、
０．０２５モル／ｌヨウ素、（２）０２モル／ｌ沃化亜
鉛、０．０５モル／ｌヨウ素、（３） ０．２モル／ｌ
沃化亜鉛、０．２モル／ｌヨウ素である電解質溶液を用
意し、１００１ＦＬｔ三角フラスコにそれぞれ５０ＷＬ
ｌとり、これに約１ｇの異なる比表面積をもつ炭素材料
を入れた。２５℃の温度で２４時間放置後、電解液中の
ヨウ素濃度変化をヨウ素滴定法より求め、その時の吸着
量を求めた。
結果を吸着ヨウ素量、ｐ／１００，９サンプル炭素材料
として求め第１表に示した。
として求め第１表に示した。
また参考まで電解液中の平衡ヨウ素濃度と平衡ヨウ素吸
着量（ｘＪ／１ｏｏｇサンプル炭素材料）との関係を第
１表から第５図に示した。
着量（ｘＪ／１ｏｏｇサンプル炭素材料）との関係を第
１表から第５図に示した。
実施例２
以下、第１表に示す炭素類を使用し第１図に示すごとき
電池を組立てて試験を行った。
電池を組立てて試験を行った。
群栄化学（株）Ｍ炭素繊維（０Ｆ−１６０３）１２６ダ
を長さ２ ｃｍ Ｘ巾２ ｃｍのフェルト状にして正極
１０として用いた。負極２０としては０．６間厚亜勢板
（三井金属鉱業（株）製ノを用いた。電解液はＮＨ，Ｃ
１０，５モル／ｌ、沃化亜鉛０，５１モル／ｌでこれを
２枚のガラス繊維口紙３０に１ ｍｌ含浸させ、その間
にセパレーター４０として旭硝子（株）製セレミオンＯ
ＭＶ膜（陽イオン交換膜）をはさみ込んだ。このものを
両極の間に入れ電池とした。
を長さ２ ｃｍ Ｘ巾２ ｃｍのフェルト状にして正極
１０として用いた。負極２０としては０．６間厚亜勢板
（三井金属鉱業（株）製ノを用いた。電解液はＮＨ，Ｃ
１０，５モル／ｌ、沃化亜鉛０，５１モル／ｌでこれを
２枚のガラス繊維口紙３０に１ ｍｌ含浸させ、その間
にセパレーター４０として旭硝子（株）製セレミオンＯ
ＭＶ膜（陽イオン交換膜）をはさみ込んだ。このものを
両極の間に入れ電池とした。
なお第１図において５０．５０′は支持体、６０はパツ
キン、７０はリード線、８０は白金集電板である。実験
は窒素気流下２５℃で行な℃・、５ｍＡの定電流の薬件
下、充電より始めた。充電は終止電圧１．５ｖまで行な
い、放電は終止電圧０．９ｖまで行なった。最初の放電
時の初期短絡電流（ＸＳＣ）は２ ［１ｓ ｍＡ／ｃｒ
Ａであった。またこの時の開放電圧は１．３５７であっ
た。
キン、７０はリード線、８０は白金集電板である。実験
は窒素気流下２５℃で行な℃・、５ｍＡの定電流の薬件
下、充電より始めた。充電は終止電圧１．５ｖまで行な
い、放電は終止電圧０．９ｖまで行なった。最初の放電
時の初期短絡電流（ＸＳＣ）は２ ［１ｓ ｍＡ／ｃｒ
Ａであった。またこの時の開放電圧は１．３５７であっ
た。
その後、終止電圧１．５ｖまで充電し、終止電圧０．９
ｖまで放電する充放電テストをくり返した。
ｖまで放電する充放電テストをくり返した。
２００サイクル後でもエネルギー効率、電流効率は変化
な（行なわれた。また初期容量に対して２００サイクル
後の電気容量もほぼ１００チであり、第２図に示すよう
にほとんど変化しなかった。
な（行なわれた。また初期容量に対して２００サイクル
後の電気容量もほぼ１００チであり、第２図に示すよう
にほとんど変化しなかった。
このことはこの電池が蓄電池として実用レベルにあるこ
とを示している。
とを示している。
実施例３
東洋紡績（株）製炭素繊維ＫＦ−７エル）（ＫＦ−１５
００）１２７１１１９を長さ２Ｃｍ×巾２Ｃｒｎの７
工、／Ｉ／ト状にして正極として用いた。負極としては
０．３間厚亜鉛板（三井金属鉱業（株）製〕を用いた。
００）１２７１１１９を長さ２Ｃｍ×巾２Ｃｒｎの７
工、／Ｉ／ト状にして正極として用いた。負極としては
０．３間厚亜鉛板（三井金属鉱業（株）製〕を用いた。
電解液はＮＨ，０ＩＩ０．５モル／ｌ、沃化徂鉛０．５
モル／ｅでこれを２枚のガラス繊維口紙に１プ含浸させ
、その間にセパレーターとして旭硝子（株）製セレミオ
ンＯＭＶ膜（陽イオン交換膜）をはさみ込んだ。
モル／ｅでこれを２枚のガラス繊維口紙に１プ含浸させ
、その間にセパレーターとして旭硝子（株）製セレミオ
ンＯＭＶ膜（陽イオン交換膜）をはさみ込んだ。
このものを両極の間に入れ電池とした。
電池の構成は実施例２と同様であり、第１図に示す。実
験は窒素気流下２５℃で行ない、５ｍＡの定電流の条件
下、充電より始めた。充電は終止電圧１．５ｖまで行な
い、放電は終止電圧０．９ｖまで行なった。最初の放電
時の初期短絡電流（ＩＳＯ）は１ａｏｍＡ／ｄであった
。またこの時の開放電圧は１． ！ｌ ４ Ｖであった
。
験は窒素気流下２５℃で行ない、５ｍＡの定電流の条件
下、充電より始めた。充電は終止電圧１．５ｖまで行な
い、放電は終止電圧０．９ｖまで行なった。最初の放電
時の初期短絡電流（ＩＳＯ）は１ａｏｍＡ／ｄであった
。またこの時の開放電圧は１． ！ｌ ４ Ｖであった
。
その後、終止電圧１．５ｖまで充電し、終止電圧０．９
ｖまで放電する充放電テストをくり返した。
ｖまで放電する充放電テストをくり返した。
２００サイクル後でもエネルギー効率、電流効率は変化
なく行なわれた。また初期容量に対して２００サイクル
後の電気容量も９６チであり、第３図に示すように変化
は少なかった。このことはこの電池が蓄電池として実用
レベルにあることを示している。
なく行なわれた。また初期容量に対して２００サイクル
後の電気容量も９６チであり、第３図に示すように変化
は少なかった。このことはこの電池が蓄電池として実用
レベルにあることを示している。
比較例１
県別化学（株）製炭素繊維ｐ−２００を１３０ｍ９を長
さ２０７＋Ｉ×巾２Ｃ１ｎのフェルト状にして正極とし
て用いた。負極としてはＱ、５ｒｎｍ厚亜鉛板（三井金
属鉱業（株）製〕を用いた。電解液はＮｌ（、Ｏ［０，
５モル／ｌ、沃化亜鉛０．５モル／ｌでこれを２枚のガ
ラス繊維口紙に１ ｍｌ含浸させ、その間に七）ぐレー
タ−として旭硝子（株）裂セレミオンＣＭＶ膜（陽イオ
ン交換膜）をはさみ込んだ。このものを両極の間に入れ
電池とした。電池の構成は実施例３と同様であり、第１
図に示す。
さ２０７＋Ｉ×巾２Ｃ１ｎのフェルト状にして正極とし
て用いた。負極としてはＱ、５ｒｎｍ厚亜鉛板（三井金
属鉱業（株）製〕を用いた。電解液はＮｌ（、Ｏ［０，
５モル／ｌ、沃化亜鉛０．５モル／ｌでこれを２枚のガ
ラス繊維口紙に１ ｍｌ含浸させ、その間に七）ぐレー
タ−として旭硝子（株）裂セレミオンＣＭＶ膜（陽イオ
ン交換膜）をはさみ込んだ。このものを両極の間に入れ
電池とした。電池の構成は実施例３と同様であり、第１
図に示す。
実験は窒素気流下２５℃で行ない、５ｍＡの定電流の条
件下、充電より始めた。充電は終止電圧１．５ｖまで行
ない、放電は終止電圧０．９Ｖまで行なった。最初の放
電時の初期短絡電流（ＩＳＣ）は１６５ ｍＡ／ＣＩ！
であった。またこの時の開放電圧は１．５５ Ｖであっ
た。その後、終止電圧１．５ｖまで充電し、終と電圧０
，９ｖまで放電する充放電テストをくり返した。２０サ
イクル後に電気容量が初期容量の２５％に低下してしま
った。結果を第４図に示した。このように比表面積の小
さい５ｄ／ｇ未満の正極炭素材料を用いた蓄電池はサイ
クル寿命において決定的な欠点をもっていることがわか
る。ヨウ素固定化能の全くない白金板を正極として用い
た時も同じ傾向が見られた。
件下、充電より始めた。充電は終止電圧１．５ｖまで行
ない、放電は終止電圧０．９Ｖまで行なった。最初の放
電時の初期短絡電流（ＩＳＣ）は１６５ ｍＡ／ＣＩ！
であった。またこの時の開放電圧は１．５５ Ｖであっ
た。その後、終止電圧１．５ｖまで充電し、終と電圧０
，９ｖまで放電する充放電テストをくり返した。２０サ
イクル後に電気容量が初期容量の２５％に低下してしま
った。結果を第４図に示した。このように比表面積の小
さい５ｄ／ｇ未満の正極炭素材料を用いた蓄電池はサイ
クル寿命において決定的な欠点をもっていることがわか
る。ヨウ素固定化能の全くない白金板を正極として用い
た時も同じ傾向が見られた。
以上述べたように、本発明による亜鉛−沃素二次電池は
正極活物質ヨウ素を正極に固定化できるので非常にコン
パクトな高性能二次電池を提供できる。これは従来より
開発されている他の亜鉛ハロゲン二次電池には見られな
いすぐれた特徴である。しかも正極に安定な素材として
知られている炭素材料を用いているのでサイクル寿命の
長い二次電池を可能にし、産業上の利用の可能性は極め
て高いものである。
正極活物質ヨウ素を正極に固定化できるので非常にコン
パクトな高性能二次電池を提供できる。これは従来より
開発されている他の亜鉛ハロゲン二次電池には見られな
いすぐれた特徴である。しかも正極に安定な素材として
知られている炭素材料を用いているのでサイクル寿命の
長い二次電池を可能にし、産業上の利用の可能性は極め
て高いものである。
第１図は本発明の二次電池の構成の一例を示す正面図で
ある。 第２図ないし４図は放電容量と充放電サイクルの関係を
示すグラフである。 第５図は平衡工、吸着量を示すグラフである。
ある。 第２図ないし４図は放電容量と充放電サイクルの関係を
示すグラフである。 第５図は平衡工、吸着量を示すグラフである。
Claims (1)
- （１）亜鉛を負極活物質、ヨウ素を正極活物質に用いる
二次電池において、正極にヨウ素を固定化しうる炭素類
を使用し、かつその炭素類の比表面積が５ｍ＾２／ｇ〜
２５００ｍ＾２／ｇの範囲であることを特徴とする亜鉛
−沃素二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60118720A JPS61277156A (ja) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | 亜鉛沃素二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60118720A JPS61277156A (ja) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | 亜鉛沃素二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61277156A true JPS61277156A (ja) | 1986-12-08 |
Family
ID=14743414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60118720A Pending JPS61277156A (ja) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | 亜鉛沃素二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61277156A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63168973A (ja) * | 1986-12-29 | 1988-07-12 | Kuraray Co Ltd | 電池 |
| JPH01183065A (ja) * | 1988-01-11 | 1989-07-20 | Meidensha Corp | 金属ハロゲン電池 |
| CN112563586A (zh) * | 2020-12-27 | 2021-03-26 | 西南大学 | 一种基于卤键作用提升锌碘电池性能的方法 |
| CN113036145A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-25 | 山东大学 | 一种高稳定的锌碘电池及电极材料的制备方法和应用 |
| CN113782710A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-12-10 | 中国计量大学 | 一种高性能可充放电水系锌碘电池及其制备方法 |
-
1985
- 1985-06-03 JP JP60118720A patent/JPS61277156A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63168973A (ja) * | 1986-12-29 | 1988-07-12 | Kuraray Co Ltd | 電池 |
| JPH01183065A (ja) * | 1988-01-11 | 1989-07-20 | Meidensha Corp | 金属ハロゲン電池 |
| CN112563586A (zh) * | 2020-12-27 | 2021-03-26 | 西南大学 | 一种基于卤键作用提升锌碘电池性能的方法 |
| CN113036145A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-25 | 山东大学 | 一种高稳定的锌碘电池及电极材料的制备方法和应用 |
| CN113782710A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-12-10 | 中国计量大学 | 一种高性能可充放电水系锌碘电池及其制备方法 |
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