JPS63126163A - アルカリ蓄電池 - Google Patents
アルカリ蓄電池Info
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Classifications
-
- 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
-
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- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
-
- 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
Landscapes
- 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蓄電池や銀−亜鉛蓄電池などの
亜鉛極を備えたアルカリ蓄電池に関するものである。
亜鉛極を備えたアルカリ蓄電池に関するものである。
(ロ)従来の技術
負極活物質に亜鉛を用いたアルカリ蓄電池はエネルギー
密度が高く、安価である利点を右下る。
密度が高く、安価である利点を右下る。
しかし亜鉛極は可溶性電極であり、充放電反応で亜鉛が
溶出、析出を緑り返すものであるため、充放電サイクル
の進行とともに極板形状が変化したり、又充電時には亜
鉛が均一に電析せず樹枝状に生長し、この樹枝状亜鉛が
セパレータを貫通してしまうという欠点があった。これ
を改善するために特開昭57−7063号公報及び特公
昭54−25217号公報に記載きれたように、粒径数
〃の水酸化カルシウムの粉末を亜鉛活物質中に均一に混
合することによって得た亜鉛極を用いることで、放電に
伴って亜鉛極から溶出する亜鉛酸イオンを亜鉛酸カルシ
ウムCaZn(OH)4の形で固定することが提案され
ている。この亜鉛酸カルシウムの生成は亜鉛極中に添加
した水酸化カルシウムを核として反応が進行するため、
生成した亜鉛酸カルシウムの粒径は、添加した水酸化カ
ルシウムの粒径によって決定される。よって従来の数μ
の水酸化カルシウムを用いた場合、サイクル数の進行に
伴って亜鉛酸カルシウムが高密度化して電解液の亜鉛極
内部への拡散を阻害するので、亜鉛極の利用率が低下し
、電池特性の低下をもたらすという問題がある。
溶出、析出を緑り返すものであるため、充放電サイクル
の進行とともに極板形状が変化したり、又充電時には亜
鉛が均一に電析せず樹枝状に生長し、この樹枝状亜鉛が
セパレータを貫通してしまうという欠点があった。これ
を改善するために特開昭57−7063号公報及び特公
昭54−25217号公報に記載きれたように、粒径数
〃の水酸化カルシウムの粉末を亜鉛活物質中に均一に混
合することによって得た亜鉛極を用いることで、放電に
伴って亜鉛極から溶出する亜鉛酸イオンを亜鉛酸カルシ
ウムCaZn(OH)4の形で固定することが提案され
ている。この亜鉛酸カルシウムの生成は亜鉛極中に添加
した水酸化カルシウムを核として反応が進行するため、
生成した亜鉛酸カルシウムの粒径は、添加した水酸化カ
ルシウムの粒径によって決定される。よって従来の数μ
の水酸化カルシウムを用いた場合、サイクル数の進行に
伴って亜鉛酸カルシウムが高密度化して電解液の亜鉛極
内部への拡散を阻害するので、亜鉛極の利用率が低下し
、電池特性の低下をもたらすという問題がある。
くハ〉 発明が解決しようとする問題点本発明は前記問
題点に鑑みなされたものであって、樹枝状亜鉛の生長を
抑え、更には亜鉛酸カルンウムの高密度化を抑制した亜
鉛極を備え、サイクル特性に優れたアルカリ#電池を提
供せんとするものである。
題点に鑑みなされたものであって、樹枝状亜鉛の生長を
抑え、更には亜鉛酸カルンウムの高密度化を抑制した亜
鉛極を備え、サイクル特性に優れたアルカリ#電池を提
供せんとするものである。
〈ニン 問題点を解決するための手段
本発明は亜鉛極への添加剤として、粒径5oμ〜250
μの水酸化カルシウムを用いることを要旨とするも■で
ある。尚、亜鉛極の活物質は酸化亜鉛、イ)シ<は酸化
亜鉛と金属亜鉛の混合物を用いることができる。
μの水酸化カルシウムを用いることを要旨とするも■で
ある。尚、亜鉛極の活物質は酸化亜鉛、イ)シ<は酸化
亜鉛と金属亜鉛の混合物を用いることができる。
(ホ)作用
亜鉛極において溶出する亜鉛酸イオンを亜鉛酸カルシウ
ムの形で固定する場合、亜鉛酸イオ〉と水散化カルシウ
ムの反応が水酸化カルシウムの粒子を咳として進行する
ので、生成する亜鉛酸カルシウムの粒径は最初に流加す
る水酸化カルシウムの粒径によって決定される。ここで
添加せる水酸化カルシウムの粒径を50μ〜250μの
範囲に制限することにより、亜鉛酸カルシウムの高密度
を因とする亜鉛極内への電解液拡散の低下を抑制判るこ
とができる。尚、50μより小さい粒径の水酸化カルシ
ウムを用いた場合、サイクル数の進行に伴ない亜鉛酸カ
ルシウムが高密度化し、亜鉛極内への電解液の拡散が低
下するので′電池特性が劣化する。また一方、粒径が2
50μよりも大きいと水酸化カルシウム粒子間のずさ間
が大きくなって亜鉛酸イオンの透過が容易となり、水酸
化カルシウムによる亜鉛酸イ°オンの固定が十分に発揮
できなくなる。
ムの形で固定する場合、亜鉛酸イオ〉と水散化カルシウ
ムの反応が水酸化カルシウムの粒子を咳として進行する
ので、生成する亜鉛酸カルシウムの粒径は最初に流加す
る水酸化カルシウムの粒径によって決定される。ここで
添加せる水酸化カルシウムの粒径を50μ〜250μの
範囲に制限することにより、亜鉛酸カルシウムの高密度
を因とする亜鉛極内への電解液拡散の低下を抑制判るこ
とができる。尚、50μより小さい粒径の水酸化カルシ
ウムを用いた場合、サイクル数の進行に伴ない亜鉛酸カ
ルシウムが高密度化し、亜鉛極内への電解液の拡散が低
下するので′電池特性が劣化する。また一方、粒径が2
50μよりも大きいと水酸化カルシウム粒子間のずさ間
が大きくなって亜鉛酸イオンの透過が容易となり、水酸
化カルシウムによる亜鉛酸イ°オンの固定が十分に発揮
できなくなる。
(へ)実施例
〔実施例1〕
活物質としての酸化亜鉛粉末45重1部及び金属亜鉛粉
末45重量部と、水素過電圧を上げるだめの酸化水銀5
重量部と、添加剤としての粒径50s〜250μの水酸
化カルシウム5!rriL36(活物質に対する比)、
膨張黒鉛2重量%(同〉及びリグニンスルボン酸カルシ
ウム0.5重量%(同)を用いて十分に混合した後、ポ
リテトラフルオロ、ニチレンディスバージdン5重身部
と水を加λて混線し、活物質ペーストを得た。このペー
ストをローラーにて圧延し、シート状にしたものをパン
チングメタル集電体の両面に配設して加圧成型したのら
、乾燥して本発明の亜鉛極を得た。この亜鉛極を用い、
公知の焼結式ニッケル極と組み合わせてQjニサfズの
ニッケルー亜鉛蓄電池を得、本発明電池Aとした。第1
図は本発明電池の縦断面図であり、1は一ツケル極、2
は粒径50μ〜250μの水酸化力ルンウムを添加した
亜鉛極であり、これらは多層セパレータ3を介して渦巻
状に捲回されて′il極群を構成している。これらの亜
鉛極2、ニッケルail及びセパレータ3には苛性カリ
水溶液からなるアルカリ電解液が保持きれており、電池
内には遊離の電解液が殆んど存在しない構成となっ℃い
る。
末45重量部と、水素過電圧を上げるだめの酸化水銀5
重量部と、添加剤としての粒径50s〜250μの水酸
化カルシウム5!rriL36(活物質に対する比)、
膨張黒鉛2重量%(同〉及びリグニンスルボン酸カルシ
ウム0.5重量%(同)を用いて十分に混合した後、ポ
リテトラフルオロ、ニチレンディスバージdン5重身部
と水を加λて混線し、活物質ペーストを得た。このペー
ストをローラーにて圧延し、シート状にしたものをパン
チングメタル集電体の両面に配設して加圧成型したのら
、乾燥して本発明の亜鉛極を得た。この亜鉛極を用い、
公知の焼結式ニッケル極と組み合わせてQjニサfズの
ニッケルー亜鉛蓄電池を得、本発明電池Aとした。第1
図は本発明電池の縦断面図であり、1は一ツケル極、2
は粒径50μ〜250μの水酸化力ルンウムを添加した
亜鉛極であり、これらは多層セパレータ3を介して渦巻
状に捲回されて′il極群を構成している。これらの亜
鉛極2、ニッケルail及びセパレータ3には苛性カリ
水溶液からなるアルカリ電解液が保持きれており、電池
内には遊離の電解液が殆んど存在しない構成となっ℃い
る。
また4は陰極端子兼用の電池缶、5はガス抜き機m (
図示せず)を具備した陽極端子兼用の封口体であり、こ
れらはそれぞれ亜鉛極2、ニッケル極1に1気的に接続
きれている。尚、6は絶縁パフキングである。
図示せず)を具備した陽極端子兼用の封口体であり、こ
れらはそれぞれ亜鉛極2、ニッケル極1に1気的に接続
きれている。尚、6は絶縁パフキングである。
〔比較例1〕
粒径5〜45μの水酸化カルシウムを用いた他は実施例
1と同様して得た亜鉛極を用い、比較電池Bを得た。
1と同様して得た亜鉛極を用い、比較電池Bを得た。
〔比較例2〕
粒径300p〜600μの水酸化カルシウムを用いた他
は実施例1と同様にして得た亜鉛極を用い、比較電池C
を得た。
は実施例1と同様にして得た亜鉛極を用い、比較電池C
を得た。
これらの電池を用い360IIIAの電流で5時間充電
した後、360mAで電池電圧が1.OVに達するまで
放電するという条件で充放電サイクルを繰り返した時の
、サイクル特性を比較した。第1図は、この結果の電池
のサイクル特性比較図である。
した後、360mAで電池電圧が1.OVに達するまで
放電するという条件で充放電サイクルを繰り返した時の
、サイクル特性を比較した。第1図は、この結果の電池
のサイクル特性比較図である。
これより比較電池B及び比較電池Cでは250サイクル
で容量が低下4−るのに対して、本発明電池Aは300
サイクル以上の優れたサイクル特性を示すことがわかる
。
で容量が低下4−るのに対して、本発明電池Aは300
サイクル以上の優れたサイクル特性を示すことがわかる
。
これは比較電池Bの亜鉛極においては、充放賞サイクル
の進行に伴って亜鉛酸カルシウムが高密度化し、電解液
の肉部拡散が阻害きれるのでサイクル特性が低下する。
の進行に伴って亜鉛酸カルシウムが高密度化し、電解液
の肉部拡散が阻害きれるのでサイクル特性が低下する。
また比較電池Cの亜鉛極においては、添加量る水酸化カ
ルシウムの粒径が300〃〜600pと大きく、粒子間
のすき間が粗になり亜鉛酸イ・オンが容易に透過して、
亜鉛酸イオンが亜鉛酸カルシウムの形で固定されにくく
、亜鉛極の変形の抑制効果が十分に発揮されなかったも
のである。これらに対し本発明電池Aの亜鉛極において
は、イ悉加せる水酸化カルシウムの粒径が50μ〜25
0μであってサイクル数の進行に伴い、生成した亜鉛酸
カルシウムの粒径が高密度化されにくい状態にあるので
、長期に亘るサイクル性能が発揮きれたものと考えられ
る。
ルシウムの粒径が300〃〜600pと大きく、粒子間
のすき間が粗になり亜鉛酸イ・オンが容易に透過して、
亜鉛酸イオンが亜鉛酸カルシウムの形で固定されにくく
、亜鉛極の変形の抑制効果が十分に発揮されなかったも
のである。これらに対し本発明電池Aの亜鉛極において
は、イ悉加せる水酸化カルシウムの粒径が50μ〜25
0μであってサイクル数の進行に伴い、生成した亜鉛酸
カルシウムの粒径が高密度化されにくい状態にあるので
、長期に亘るサイクル性能が発揮きれたものと考えられ
る。
次に亜鉛活物質に対する粒径50p〜250μの水酸化
カルシウムの添加量を3重量%とした亜鉛極を用いた以
外は、実施例1と開環の電池りを作成した。また前記と
同様にして粒径50μ〜250μの水酸化カルシウムの
添加量を10重量%、20重量%、30! ! ’!≦
及び無添加の亜鉛極を得、それぞれ電池E、電池F、電
池G及びTL池Hを作製した。
カルシウムの添加量を3重量%とした亜鉛極を用いた以
外は、実施例1と開環の電池りを作成した。また前記と
同様にして粒径50μ〜250μの水酸化カルシウムの
添加量を10重量%、20重量%、30! ! ’!≦
及び無添加の亜鉛極を得、それぞれ電池E、電池F、電
池G及びTL池Hを作製した。
これらの電池D−H及び実施例1で寿た電池Aを用いて
、前記と同様の充放電サイクルテストを行い、電池放電
容量のサイクル変化を調へた。この結果を第3図に示す
。
、前記と同様の充放電サイクルテストを行い、電池放電
容量のサイクル変化を調へた。この結果を第3図に示す
。
これより粒径が50μ〜250μの水酸化カルシウムを
3重量%〜20重量%添加した電池AおよびD〜Fの特
性が優れている。したがって粒径50μ〜250μの水
酸化カルシウムの好ましい添加はは亜鉛活物質に対し3
重量%〜20重量%であるここが理解される。尚、水酸
化カルシウムの添加量が3重量%よりも少なくなると、
亜鉛活物質に対し水酸化カルシウムの量が不足し、充分
に亜鉛酸カルシウムを固定できなくなり、また添加量が
20重量%よりも多いと、亜鉛極表面に亜鉛酸カルシウ
ムが多く生成して亜鉛極表面を閉そくし、電解液の拡散
を低下させると共に、亜鉛活物質量が減少するため、亜
鉛極の反応性が低下し、ナイクル寿命が短くなるものと
考えられる。
3重量%〜20重量%添加した電池AおよびD〜Fの特
性が優れている。したがって粒径50μ〜250μの水
酸化カルシウムの好ましい添加はは亜鉛活物質に対し3
重量%〜20重量%であるここが理解される。尚、水酸
化カルシウムの添加量が3重量%よりも少なくなると、
亜鉛活物質に対し水酸化カルシウムの量が不足し、充分
に亜鉛酸カルシウムを固定できなくなり、また添加量が
20重量%よりも多いと、亜鉛極表面に亜鉛酸カルシウ
ムが多く生成して亜鉛極表面を閉そくし、電解液の拡散
を低下させると共に、亜鉛活物質量が減少するため、亜
鉛極の反応性が低下し、ナイクル寿命が短くなるものと
考えられる。
(ト)発明の効果
本発明によれば亜鉛極に粒径50μ〜250μの水酸化
カルシウムを添加しているので、充放電サイクルの進行
に伴なう亜鉛酸カルシウムの高密度化が抑制されると共
に、亜鉛極の変形、樹枝状亜鉛生長が抑制されるので、
かかる亜鉛極を用いたアルカリ亜鉛蓄電池は長期に亘っ
て優れたサイクル特性を発揮することが可能となる。
カルシウムを添加しているので、充放電サイクルの進行
に伴なう亜鉛酸カルシウムの高密度化が抑制されると共
に、亜鉛極の変形、樹枝状亜鉛生長が抑制されるので、
かかる亜鉛極を用いたアルカリ亜鉛蓄電池は長期に亘っ
て優れたサイクル特性を発揮することが可能となる。
第1図はオ1発明電池の縦断面図、第2図は電池のサイ
クル特性比較図、第3図は水酸化カルシウムの添加量を
変化移せたとさの電池のサイクル特性比較図である。 1・・・ニッケル極、2・・・亜鉛極、3・・・セパレ
ータ、4・・・電池缶、5・・・封口体、6・・・バッ
キング、A、D、E、F・・・本発明電池、B、C,G
、H・・・比較電池。
クル特性比較図、第3図は水酸化カルシウムの添加量を
変化移せたとさの電池のサイクル特性比較図である。 1・・・ニッケル極、2・・・亜鉛極、3・・・セパレ
ータ、4・・・電池缶、5・・・封口体、6・・・バッ
キング、A、D、E、F・・・本発明電池、B、C,G
、H・・・比較電池。
Claims (2)
- (1)正極と、亜鉛極と、アルカリ電解液を備えるもの
であって、前記亜鉛極の添加剤として粒径50μ〜25
0μの水酸化カルシウムを用いることを特徴とするアル
カリ蓄電池。 - (2)前記水酸化カルシウムの添加量が、前記亜鉛極の
活物質に対して3重量%〜20重量%であることを特徴
とする特許請求の範囲第(1)項記載のアルカリ蓄電池
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61272632A JPS63126163A (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | アルカリ蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61272632A JPS63126163A (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | アルカリ蓄電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63126163A true JPS63126163A (ja) | 1988-05-30 |
Family
ID=17516632
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61272632A Pending JPS63126163A (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | アルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63126163A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02139857A (ja) * | 1988-11-17 | 1990-05-29 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ蓄電池用亜鉛極の製造方法 |
WO2017047628A1 (ja) * | 2015-09-14 | 2017-03-23 | 日立マクセル株式会社 | アルカリ二次電池 |
CN113113596A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-07-13 | 山东交通学院 | 一种镍锌电池正极材料及其制备方法 |
-
1986
- 1986-11-14 JP JP61272632A patent/JPS63126163A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02139857A (ja) * | 1988-11-17 | 1990-05-29 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ蓄電池用亜鉛極の製造方法 |
WO2017047628A1 (ja) * | 2015-09-14 | 2017-03-23 | 日立マクセル株式会社 | アルカリ二次電池 |
JPWO2017047628A1 (ja) * | 2015-09-14 | 2017-09-21 | 日立マクセル株式会社 | アルカリ二次電池およびその製造方法 |
US10541450B2 (en) | 2015-09-14 | 2020-01-21 | Maxell Holdings, Ltd. | Alkaline secondary battery |
CN113113596A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-07-13 | 山东交通学院 | 一种镍锌电池正极材料及其制备方法 |
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