JPS63155556A - アルカリ蓄電池 - Google Patents

アルカリ蓄電池

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Publication number
JPS63155556A
JPS63155556A JP61302303A JP30230386A JPS63155556A JP S63155556 A JPS63155556 A JP S63155556A JP 61302303 A JP61302303 A JP 61302303A JP 30230386 A JP30230386 A JP 30230386A JP S63155556 A JPS63155556 A JP S63155556A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zinc
calcium hydroxide
particle size
calcium
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
Application number
JP61302303A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Ueda
上田 高士
Yoshikazu Ishikura
石倉 良和
Sanehiro Furukawa
古川 修弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP61302303A priority Critical patent/JPS63155556A/ja
Publication of JPS63155556A publication Critical patent/JPS63155556A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/24Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/244Zinc electrodes
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy 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。

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。
(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、安価である利点を有する。
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kn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
全改善するために特開昭57−7065号公報及び特公
昭54−25217号公報に記載されたように、粒径数
μ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力1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n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。
(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nたちのであって、樹枝
状亜鉛の生長を抑え、更には亜鉛酸カルシウムの高密度
化を抑制した亜鉛極を備え、サイクル特性に優1″した
アルカリ蓄電池を提供せんとするものである。
に)問題点を解決するための手段 本発明のアルカリ蓄電池は、正極と、亜鉛極と、アルカ
リ電解液を備えるものであって、前記亜鉛極内部に粒径
50〜300μmの水酸化カルシウム全添加すると共に
、前記亜鉛極表面に粒径50〜300μmの水酸化カル
シウムよりなる水酸化カルシウム層を設けたこと全要旨
とするものである。
(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、亜鉛酸イオンと水酸化カルシウ
ムの反応が水酸化カルシウムの粒子を核として進行する
ので、生成する亜鉛酸カルシウムのa径は最初に添加す
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50〜300μm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
化全回とする亜鉛極内への電解液拡散の低下をかなり抑
制することが可能となる。しかし、亜鉛酸カルシウムの
生成は亜鉛1モルに対して水酸化カルシウム1モルが反
応して起こると一般的に考えら几でおり、亜鉛極におい
て亜鉛活物質と同モルの水酸化カルシウムを添加する必
要がある。このように亜鉛極中に添加する水酸化カルシ
ウム量を増大させることは電極活物質量が減少するため
反応が低下し逆に電極寿命が短かくなる。そこで亜鉛極
内部に粒径50〜300μmの水酸化カルシウムを添加
することと、更に前記亜鉛極表面に粒径50〜600μ
mの水酸化カルシウムよりなる水酸化カルシウム層全設
けることとの相乗効果で、亜鉛極から溶出する亜鉛酸イ
オンの固定及び亜鉛酸カルシウムの高密度化に基づく亜
鉛極内への電解液拡散の低下をきわめて効惠良く抑制し
うる。尚、5CJpm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300
μmよりも大きいと水酸化カルシウム粒子間のすき間が
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。
覗1・・パ□)、=□a、、−p例 活物質としての酸化亜鉛粉末455重量及び台1亜鉛粉
末45重景部と、水素過′シ圧を上げるための酸化水銀
5重を部と、飽加剤としての粒径50〜300μmの水
酸化カルシウム5重量%(活物質に対する比)、膨張黒
鉛2M量%(同)及びリグニンスルホン酸カルシウム0
.5重量%(同)全円いて十分に混合した後、ポリテト
ラフルオロエチレンディスバージョン5重量部と水を加
えて混練し、活物質ペーストを得之。このペーストをロ
ーラーにて圧延し、シート状(て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ち、乾燥
し、更に、この表面に水に分散させた水酸化カルシウム
(a径50〜300μm)を塗着(電接単位面積当り5
 ”9/cl )、乾燥し本発明に係る亜鉛1を得た。
この亜鉛極を用い、公知の焼結式ニッケル極と相み合わ
せて単二サイズのニッケルー亜鉛蓄電池を得、本発明電
池へとした。
第1図は本発明電池の縦断面図であり、1はニッケル極
、2(喧粒径50〜300μmの水酸化カルシウム全添
加した亜鉛極であり、これら′は多7・1セバレーメ3
全介して、溝巻状に捲回されて11群全構成している。
こnらの亜鉛極2、ニッケルう1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さnてお
り、′1池内には遊?笛の電解液が殆んど存在しない1
1球となっている。
また4は陰極端子兼用の電池缶、5はガス浅き機構(図
示せず)を具備した:揚極端子兼用の封口体であり、こ
れらはそnぞfL亜鉛極2、ニッケル極1に電気的シて
接続さnている。尚、5は唯縁バッキングである。
一方、亜鉛極において亜鉛極内部に添加する水酸化カル
シウムの粒径、及び表面に塗着する水酸化カルシウムの
粒径を次表の如く変えた以外は、本発明電池と同一の比
較電池B−Fを得た。
表 こnらの電池を用い360mAの電流で5時間充電した
後、360mAで電池゛電圧がtOv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2図は、この結果の電池のサ
イクル特性比較図である。
この結果より、本発明電池Aが最も優f’L、350サ
イクル以上のサイクル性能を示した。これに対して比較
電池B及び比較電池Eでは、5〜50μmの水酸化カル
シウム粒子を用いているので、亜鉛酸イオンと水酸化カ
ルシウムが反応して生成した亜鉛酸カルシウムの粒子径
も小さく、サイクル数の進行に伴って高密度化し、亜鉛
活物質の反応面積を縮小させ、電解液の亜鉛極内部への
拡散全阻害するため、電池特性が低下する。また、比較
電池りは、用いた水酸化カルシウムの粒径が300〜4
00μmと大きく、粒子間のすき間が粗になシ亜鉛酸イ
オンをトラップすることができず容易に亜鉛酸イオンが
透過し、亜鉛極の形状変化を防止しえなかったものであ
る。また、比較電池Cでは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を適当な大きさに保持し、
高密度化を抑制するものの、溶出変形を完全に抑制する
には至っていない。また、比較電池Fについても、比較
電池りと同様で表面に塗着した水酸化カルシウムの粒径
が大きく、粒子間のすき間が粗になり亜鉛酸イオンが容
易に透過してしまい、表面に水酸化カルシウム層全設は
念効果が十分に発揮さ几ていない。一方、本発明電池A
では、溶出した亜鉛酸イオンを亜鉛酸カルシウムの形で
固定し、さらに生成した亜鉛酸カルシウムの粒径を適当
な大きさに維持し、高密度化を抑制するため、長期に亘
る充放電サイクルが可能となったものである。
尚、ここで亜鉛極内部に添加せる水酸化カルシウムのf
は、亜鉛活物質に対して3重量%〜20重量%とじ、ま
た亜鉛極表面に設ける水酸化カルシウムの量は1.5〜
e〜7〜−とするのが電極性能上好ましいことが、実験
で確認さnた。
(ト)発明の効果 本発明によnば、亜鉛極内部に粒径50〜300μmの
水酸化カルシウムが添加さnたこと、更に亜鉛極表面に
粒径50〜300μmの水酸化カルシウムよりなる水酸
化カルシウム層が設けらnたこととの相乗効果で、充放
電サイクルの進行に伴う亜鉛酸カルシウムの高密度化が
抑制さnると共に、亜鉛極の変形、樹枝状亜鉛生長が抑
制さnるので、かかる亜鉛極を用いたアルカリ蓄電池は
長期に亘ってきわめて優れ念サイクル特性を発揮しうる
ちのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明電池の縦所面図、第2図は電池のサイク
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・・・本発明電池、  B% Os DSE% F・
・・比較電池。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (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、前記亜鉛極内部に粒径50〜300μmの水
    酸化カルシウムを添加すると共に、前記亜鉛極表面に粒
    径50〜300μmの水酸化カルシウムよりなる水酸化
    カルシウム層を設けたことを特徴とするアルカリ蓄電池
JP61302303A 1986-12-18 1986-12-18 アルカリ蓄電池 Pending JPS63155556A (ja)

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JP61302303A JPS63155556A (ja) 1986-12-18 1986-12-18 アルカリ蓄電池

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017188213A (ja) * 2016-04-01 2017-10-12 日立化成株式会社 ニッケル亜鉛電池用亜鉛極合材ペーストの製造方法、ニッケル亜鉛電池用亜鉛極の製造方法及びニッケル亜鉛電池の製造方法
WO2019093125A1 (ja) * 2017-11-08 2019-05-16 シャープ株式会社 電池用負極、電池および電池の製造方法

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