JPS6177255A - 円筒形アルカリ亜鉛蓄電池 - Google Patents
円筒形アルカリ亜鉛蓄電池Info
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- JPS6177255A JPS6177255A JP59198097A JP19809784A JPS6177255A JP S6177255 A JPS6177255 A JP S6177255A JP 59198097 A JP59198097 A JP 59198097A JP 19809784 A JP19809784 A JP 19809784A JP S6177255 A JPS6177255 A JP S6177255A
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- Japan
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- zinc
- active material
- electrode
- negative electrode
- material layer
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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
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- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/244—Zinc electrodes
-
- 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
- H01M10/28—Construction or manufacture
- H01M10/286—Cells or batteries with wound or folded 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
-
- 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
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (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
この発明はニッケル亜鉛蓄電池、銀皿鉛電池などのよう
な負極活物質として亜鉛を用いる電池であって帯状の正
負両極をセパレータを介して巻回してなる渦巻形電極体
を備えた円筒形アルカリ蓄１寵池に関する。
な負極活物質として亜鉛を用いる電池であって帯状の正
負両極をセパレータを介して巻回してなる渦巻形電極体
を備えた円筒形アルカリ蓄１寵池に関する。
（ロ）従来の技術
上記の電池において、負極活物質としての亜鉛は、単位
重量あたりのエネルギー密度が大きくかつ安価である利
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るために充放電を繰返すと電極の
形状が変形するという欠点がある。またこの負極活物質
は、充放電にともなってその容積が収縮、膨張を操返す
ので、負極上で移動し負極の形状変化が加速度的に進行
しこの電池のサイクル寿命低下の原因となっている。こ
のような負極の形状変化を抑制するために亜鉛負極集電
体としては、活物質が移動しやすいメツシュ（網）では
なくて開孔率が比較的小さい５０％以下の活物質の移動
しにくい孔あき金属板が用いられてきた。しかしながら
この負極の形状変化防止は満足すべきものではない。
重量あたりのエネルギー密度が大きくかつ安価である利
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るために充放電を繰返すと電極の
形状が変形するという欠点がある。またこの負極活物質
は、充放電にともなってその容積が収縮、膨張を操返す
ので、負極上で移動し負極の形状変化が加速度的に進行
しこの電池のサイクル寿命低下の原因となっている。こ
のような負極の形状変化を抑制するために亜鉛負極集電
体としては、活物質が移動しやすいメツシュ（網）では
なくて開孔率が比較的小さい５０％以下の活物質の移動
しにくい孔あき金属板が用いられてきた。しかしながら
この負極の形状変化防止は満足すべきものではない。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
この発明は上記の事情に鑑みなされたもので、亜鉛負極
の形状変化を抑制してサイクル寿命の長いアルカリ亜鉛
電池を目的とするものである。
の形状変化を抑制してサイクル寿命の長いアルカリ亜鉛
電池を目的とするものである。
に）問題点を解決するための手段
この発明の発明者らは、孔あき金属板の集電体の両面に
負極活物質層を設けた帯状亜鉛極と帯状正価とをセパレ
ータを介して巻回した渦巻形電極体を備えた円筒形アル
カリ亜鉛蓄電池の亜鉛負極の劣化状態を研究した結果、
前記集電体を中心して渦巻形電極体の外面側に位置する
負極活物質層が主として劣化減容していることを見出し
た。
負極活物質層を設けた帯状亜鉛極と帯状正価とをセパレ
ータを介して巻回した渦巻形電極体を備えた円筒形アル
カリ亜鉛蓄電池の亜鉛負極の劣化状態を研究した結果、
前記集電体を中心して渦巻形電極体の外面側に位置する
負極活物質層が主として劣化減容していることを見出し
た。
この発明は上記の知見に基づいてなされたものであって
、帯状亜鉛負極と帯状正極とをセパレータを介して巻回
した渦巻形電極体を備えた電池であって、亜鉛負極が孔
あき金属板の集電体の両面に亜鉛活物質層を具備し、前
記集電体を中心にして前記電極体の外面側に位置する亜
鉛活物質層の厚みをその反対側の亜鉛活物質層の厚みの
１．２〜１．５倍であることを特徴とする円筒形アルカ
リ亜鉛蓄電池を提供するものである。
、帯状亜鉛負極と帯状正極とをセパレータを介して巻回
した渦巻形電極体を備えた電池であって、亜鉛負極が孔
あき金属板の集電体の両面に亜鉛活物質層を具備し、前
記集電体を中心にして前記電極体の外面側に位置する亜
鉛活物質層の厚みをその反対側の亜鉛活物質層の厚みの
１．２〜１．５倍であることを特徴とする円筒形アルカ
リ亜鉛蓄電池を提供するものである。
この発明の亜鉛負極の集電体としては従来用いられてい
る開孔率が５０％以下の金属板が用いられる。また亜鉛
活物質Ｉ−の集電体の前記外面側の厚みが内面側のそれ
の１．２倍未満の場合は外面側の劣化減容が著しくサイ
クル寿命が低下しまた１、８倍を超えると内面側か薄す
ぎてかえってサイクル寿命が低下する。
る開孔率が５０％以下の金属板が用いられる。また亜鉛
活物質Ｉ−の集電体の前記外面側の厚みが内面側のそれ
の１．２倍未満の場合は外面側の劣化減容が著しくサイ
クル寿命が低下しまた１、８倍を超えると内面側か薄す
ぎてかえってサイクル寿命が低下する。
（ホ）作用
この発明によれば亜鉛負極の形状変化を抑制することが
できサイクル寿命の長いアルカリ亜鉛電池が得られる。
できサイクル寿命の長いアルカリ亜鉛電池が得られる。
（へ）実施例
酸化亜鉛粉末８５重世％、亜鉛粉末１０重取％、添加剤
の酸化カドミウム２．５重量％、結着剤のフッ素樹脂粉
末２．５重量％よりなる混合粉末に水を加え混練した後
ローラにより０．４．８．０．４８．０．５５．０．６
０．０．６５．０．７２及び０．７７閂の７種の厚みの
シートを作成した。これらのシートを第１表に示す各種
の組合わせで、孔径１，５ｍｍφの透孔を開孔率２２％
で設けた幅４０隨長さ２００騙厚みｏ、 ｏ ｓ ａｓ
の鉄板（負極集電体）の両面に圧着して全体の厚みを０
．７（Ｅ１ｍ！としてこれを乾繰させて第１図に示すよ
うな亜鉛負極を作製した。
の酸化カドミウム２．５重量％、結着剤のフッ素樹脂粉
末２．５重量％よりなる混合粉末に水を加え混練した後
ローラにより０．４．８．０．４８．０．５５．０．６
０．０．６５．０．７２及び０．７７閂の７種の厚みの
シートを作成した。これらのシートを第１表に示す各種
の組合わせで、孔径１，５ｍｍφの透孔を開孔率２２％
で設けた幅４０隨長さ２００騙厚みｏ、 ｏ ｓ ａｓ
の鉄板（負極集電体）の両面に圧着して全体の厚みを０
．７（Ｅ１ｍ！としてこれを乾繰させて第１図に示すよ
うな亜鉛負極を作製した。
（第１図において（１）は集電体、（２）と（２）は活
物質層であり（２Ｊ’の方が厚みが大きい）。また得ら
れた負極の果電体両面上の活物質層の厚みの比率の測定
結果を第１表に示した。
物質層であり（２Ｊ’の方が厚みが大きい）。また得ら
れた負極の果電体両面上の活物質層の厚みの比率の測定
結果を第１表に示した。
第１表
次いで第２図に示すように、得られた帯状負極ａ、ｂ、
ｃ又はｄ（６）と焼結式ニッケルの帯状正極時をナイロ
ン不織布のセパレータ（１荀を介して巻回して渦巻形！
橋体（至）を作製した。なお帯状負極のａｌ ｂ又はＣ
を用いた場合は負極ｓ電体の両面の負極活物質層の厚み
は電極体の外面側の方が厚くなるように巻回した。上記
ａ％ ｂ％ ’又はｄの負極を用いて作製した電極体
と水酸化カリウムの電解液を用いて、１５５０ｍＡＨの
円筒形アルカリ亜鉛蓄電池ＡＳＢ１０及びＤを各々１ｏ
セル作製した。これらの各電池を充電電流４００ ｍＡ
で４時間３０分充電し、放電電流４００ｍＡで４時間放
電する充放電を繰返し、１．４Ｖ以上の電池電圧を８時
間以上維持できなくなるまでの充放電サイクル数を測定
した。各電池１０セルのうち上記充放電サイクル数の最
小のものから順に８個の電池を除いた残りの７セルの上
記充放電サイクル数の平均値をその電池のサイクル寿命
とし、これをグラフにして第８図に示した。
ｃ又はｄ（６）と焼結式ニッケルの帯状正極時をナイロ
ン不織布のセパレータ（１荀を介して巻回して渦巻形！
橋体（至）を作製した。なお帯状負極のａｌ ｂ又はＣ
を用いた場合は負極ｓ電体の両面の負極活物質層の厚み
は電極体の外面側の方が厚くなるように巻回した。上記
ａ％ ｂ％ ’又はｄの負極を用いて作製した電極体
と水酸化カリウムの電解液を用いて、１５５０ｍＡＨの
円筒形アルカリ亜鉛蓄電池ＡＳＢ１０及びＤを各々１ｏ
セル作製した。これらの各電池を充電電流４００ ｍＡ
で４時間３０分充電し、放電電流４００ｍＡで４時間放
電する充放電を繰返し、１．４Ｖ以上の電池電圧を８時
間以上維持できなくなるまでの充放電サイクル数を測定
した。各電池１０セルのうち上記充放電サイクル数の最
小のものから順に８個の電池を除いた残りの７セルの上
記充放電サイクル数の平均値をその電池のサイクル寿命
とし、これをグラフにして第８図に示した。
その結果、亜鉛極活物質層の厚みの外面側／内面側の比
率が１．２〜１．５のもののサイクル寿命が優れている
ことが分かる。
率が１．２〜１．５のもののサイクル寿命が優れている
ことが分かる。
上記の結果が得られた理由としては次のことが考えられ
る。
る。
前記のごとき渦巻形電極体において、亜鉛負極の内面側
の方が外面側より曲率が小さいので前者の方が圧縮され
て活物質層の厚みが大きくなり、後者の方が伸長されて
厚みが薄くなる。しかも亜鉛負極の外面側に対向する正
極の面積は同じ亜鉛負極の内面側に対向する正極の面積
よりもはるかに大きくなる。したがって亜鉛負極の活物
質層の充放電深度は外面側の方が内面側よりはるかに大
きくなり、外面側の方が活物質層の劣化減容が大きくな
ると考えられる。そしてこの傾向は特に渦巻形電極体の
中央の巻回開始部で著しい。一方渦巻形電極体の最外周
の正極は、その外面側に負極が存在していないので、こ
の最外周の正極の内面側の亜鉛負極に対する容量が他の
部分より大きい。
の方が外面側より曲率が小さいので前者の方が圧縮され
て活物質層の厚みが大きくなり、後者の方が伸長されて
厚みが薄くなる。しかも亜鉛負極の外面側に対向する正
極の面積は同じ亜鉛負極の内面側に対向する正極の面積
よりもはるかに大きくなる。したがって亜鉛負極の活物
質層の充放電深度は外面側の方が内面側よりはるかに大
きくなり、外面側の方が活物質層の劣化減容が大きくな
ると考えられる。そしてこの傾向は特に渦巻形電極体の
中央の巻回開始部で著しい。一方渦巻形電極体の最外周
の正極は、その外面側に負極が存在していないので、こ
の最外周の正極の内面側の亜鉛負極に対する容量が他の
部分より大きい。
したがってこの部分の亜鉛負極も特に外面側の充放電深
度が深くなり劣化減容が大きくなり形状変形が大きくな
る。いずれにしても亜鉛負極の外面側の活物質の利用率
が内面側よりも大きくなり劣化減容が大きいので、外面
側の活物質層の厚みを内面側の厚みより適度に厚くする
ことによって外面側の劣化減容による形状変形が抑制さ
れその結果電池のサイクル寿命が向上する。
度が深くなり劣化減容が大きくなり形状変形が大きくな
る。いずれにしても亜鉛負極の外面側の活物質の利用率
が内面側よりも大きくなり劣化減容が大きいので、外面
側の活物質層の厚みを内面側の厚みより適度に厚くする
ことによって外面側の劣化減容による形状変形が抑制さ
れその結果電池のサイクル寿命が向上する。
（ト）発明の効果
この発明によれば、亜鉛負極の形状変形が抑制されサイ
クル寿命の大きいアルカリ亜鉛蓄電池が得られる。
クル寿命の大きいアルカリ亜鉛蓄電池が得られる。
第１図はこの発明の一実施例の電池の亜鉛負極の縦断面
図、第２図はこの発明の一実施例の電池の渦巻形電極体
の横断面図、第３図はこの発明の実施例及び比較例の電
池における亜鉛負祇集電体の両面の活物質層の厚みの比
率と電池のサイクル寿命との関係を示すグラフである。 （ｇａ′４・・・孔あき負極集電体、 （２）（２γ・・・負極活物質層、０１）・・・負極、
θ擾 ・・・正極、 （ロ）・・・セパレ
ータ、０υ ・・・渦巻形電極体。 ヘヘ 手続補正書 昭和５９年９月２９日 ２、発明の名称 円筒形アルカリ亜鉛蓄電池 ３、補正をする者 名 称 （１８８）三洋電機株式会社代表者 井
植 薫 ４、代理人 〒５３０ ５、補正命令の日付 自 発 ６、補正の対象 図面の第３図 ７、補正の内容 別紙のとおり
図、第２図はこの発明の一実施例の電池の渦巻形電極体
の横断面図、第３図はこの発明の実施例及び比較例の電
池における亜鉛負祇集電体の両面の活物質層の厚みの比
率と電池のサイクル寿命との関係を示すグラフである。 （ｇａ′４・・・孔あき負極集電体、 （２）（２γ・・・負極活物質層、０１）・・・負極、
θ擾 ・・・正極、 （ロ）・・・セパレ
ータ、０υ ・・・渦巻形電極体。 ヘヘ 手続補正書 昭和５９年９月２９日 ２、発明の名称 円筒形アルカリ亜鉛蓄電池 ３、補正をする者 名 称 （１８８）三洋電機株式会社代表者 井
植 薫 ４、代理人 〒５３０ ５、補正命令の日付 自 発 ６、補正の対象 図面の第３図 ７、補正の内容 別紙のとおり
Claims (1)
- １、帯状亜鉛負極と帯状正極とをセパレータを介して巻
回した渦巻形電極体を備えた電池であつて、亜鉛負極が
孔あき金属板の集電体の両面に亜鉛活物質層を具備し、
前記集電体を中心にして前記電極体の外面側に位置する
亜鉛活物質層の厚みをその反対側の亜鉛活物質層の厚み
の１．２〜１．５倍であることを特徴とする円筒形アル
カリ亜鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59198097A JPS6177255A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 円筒形アルカリ亜鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59198097A JPS6177255A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 円筒形アルカリ亜鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6177255A true JPS6177255A (ja) | 1986-04-19 |
| JPH0560219B2 JPH0560219B2 (ja) | 1993-09-01 |
Family
ID=16385443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59198097A Granted JPS6177255A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 円筒形アルカリ亜鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6177255A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01107464A (ja) * | 1987-10-19 | 1989-04-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 円筒型アルカリ亜鉛蓄電池 |
| JPH0412471A (ja) * | 1990-04-28 | 1992-01-17 | Sony Corp | 非水電解質二次電池 |
| EP0704921A1 (en) * | 1994-09-07 | 1996-04-03 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Nonaqueous secondary battery |
| EP0814525A3 (en) * | 1996-06-19 | 2005-11-09 | Toshiba Battery Co., Ltd. | Electrode plate for nonaqueous electrolyte battery, method of manufacture and apparatus |
| KR100601561B1 (ko) | 2004-07-28 | 2006-07-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 권취형 전극 조립체 및 이를 구비하는 원통형 리튬 이차전지 |
| JP2006269139A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 捲回型密閉式鉛蓄電池 |
| EP1883127A1 (en) * | 2005-04-25 | 2008-01-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of rolling electrode hoop |
| WO2008023347A2 (en) * | 2006-08-23 | 2008-02-28 | The Gillette Company | Battery electrodes |
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| US8739400B2 (en) | 2010-10-04 | 2014-06-03 | Lg Chem, Ltd. | Press assembly and method for bending electrical terminals of battery cells |
| JP2017188212A (ja) * | 2016-04-01 | 2017-10-12 | 日立化成株式会社 | ニッケル亜鉛蓄電池用亜鉛電極及びその製造方法 |
| JP2020170652A (ja) * | 2019-04-04 | 2020-10-15 | 日立化成株式会社 | 亜鉛電池用負極の製造方法、及び亜鉛電池用負極 |
| WO2022195959A1 (ja) * | 2021-03-15 | 2022-09-22 | 日本碍子株式会社 | 負極及び亜鉛二次電池 |
-
1984
- 1984-09-20 JP JP59198097A patent/JPS6177255A/ja active Granted
Cited By (19)
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| JP4529750B2 (ja) * | 2005-03-23 | 2010-08-25 | 新神戸電機株式会社 | 捲回型密閉式鉛蓄電池 |
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| WO2008023347A2 (en) * | 2006-08-23 | 2008-02-28 | The Gillette Company | Battery electrodes |
| US7867553B2 (en) | 2006-08-23 | 2011-01-11 | The Gillette Company | Method of making cathode including iron disulfide |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0560219B2 (ja) | 1993-09-01 |
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