JPS6319767A - アルカリ蓄電池用亜鉛極の製造方法 - Google Patents

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、銀−亜鉛蓄電池などの
アルカリ蓄電池に用いられる亜鉛極の製造方法に関する
ものである。

（ロ）従来の技術 負極活物質に亜鉛を用い次アルカリ蓄電ａ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、析出を繰り返すものであるな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
レータを貫通し対極と短絡してしまうという欠点があっ
た。これ全改善するなめに例えば特公昭５４−９６９６
号公報に開示されているように、負極の亜鉛活物質中に
水酸化カルシウムの粉末を均一に混合することにより、
放電反応に伴って負極から溶出する亜鉛酸イオンを亜鉛
酸カルシウムＣａｊｎ（ＯＨ）４の形で固定することが
提案されている。しかしながら亜鉛活物質中忙水酸化力
〜シウム粉末を混合し、水を加えてに一スト状にする際
、亜鉛酸カルシウムの生成がおこりペーストの硬化が発
生し製造工程上における作業性の低下、集電体上活物質
の密着任が低下しはく離しやすいといった問題点がある
。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 末完Ｆ！Ａは、亜鉛極の形状変化や樹枝状亜鉛の生長を
抑制すると共に、亜鉛櫃袈造時における亜鉛活物質ペー
ストの硬化を抑制すること全目的とする。

に））間呟点を解決する之めの手段 不発Ｅ！Ａは、グルコン酸力μシウム全添加した亜鉛活
物質ペーストを極板芯体に塗着、乾燥することを特徴と
するものである。尚、グルコン酸カルシウムの添加量と
しては亜鉛活物質に対して１０〜２０重蛍％が好適する
。

←）作用 グルコン酸カルシウムｔＣ加した亜鉛活物質ペーストを
極板芯体に塗着、乾燥する本発明によるアルカリ蓄電池
用亜鉛極の製造方法によれば、亜鉛極の裂遺段階では水
酸化力Ａ／Ｓ／ウムが存在しないのでペーストの硬化が
抑制され、作業性の低下や、集電体と活物質との密着性
が低下するといった問題が解消されると共に、祈る方法
で製造し之亜鉛様を電池に組込むと亜鉛極中のグルコン
酸カルシウムがアルカリ電解液と反応して水酸化カルシ
ウムを生成し、従来のように初期から水酸化カルシウム
を添加する場合と同様に水酸化カルシウムの存在によっ
て放電時に亜鉛極から溶出する亜鉛酸イオンを亜鉛酸力
〜シウムとして固定することができ、亜鉛極の形状変化
による容量低下、樹枝状亜鉛の生長による内部短絡全防
止しうる。

また、グルコン酸カルシウムの湿潤作用により亜鉛活物
質ペースト充填時の充填密度の向上が計れる。

（へ）実施例 亜鉛活物質として酸化亜鉛粉末４５重量モ亜鉛粉末４５
重量形、添加剤として酸化水銀粉末５重量％、そしてグ
ルコン酸力ＩＶＶウム全亜鉛つ物質に対して１５重ｊｌ
ｑ６（水酸化力〜シウム換算で２．５重量り添加し、十
分に混合し念後、ポリテト、Ｆ７Ａ／オロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ　）ディヌハーションを５重量９６添加し、更に
水を加え混練した。この活物質ペーストチローラにて圧
延して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ち、乾燥して亜鉛極を得
意。

このようにして得られ九亜鉛＃、七公知の焼結式ニッケ
ル極とを組み合わせて、単二サイズのニッケルー亜鉛蓄
電池（本発明電池Ａ）を得念。第１図はこの電池の縦断
面図であり（１）はニッケル極、（２）は亜鉛極であっ
てこれら電＃１．は多層セパレータ＋３１を介して渦巻
状に巻回されて渦巻電極体全構成しており、これらの正
、負極及びセパレータには電解液（ＫＯＨ”）が保持さ
れており遊陪の電解液が殆んど存在しない構成となって
いる。（４）は負極端子兼用の電池缶、（５）はガス抜
き機構（図示せず）全具備し念正極端子兼用の封口体で
あり、これらはそれぞれ亜鉛極、ニッケ／Ｌ／極ｔ／ｃ
電気的に接続され、絶縁バッキング（６）ヲ介して密閉
されている。

比較例１・どして、グルコン酸カルシウム１ｋｉ加しな
い以外は、実施例と同様の方法で得意亜鉛権を用い之比
較電也Ｂを作製した。

比較例２として、グルコン酸カルシウムの代りに水酸化
カルシウム２．５重量％を用いた以外は、実施例と同様
の方法で得た亜鉛極を用いた比較電池Ｃを作製し友。

第２図は本発明電池Ａと比較電池Ｂ、Ｃのサイクル特性
比較図である。サイク／Ｌ／条件ば３６０ｍＡで５時間
充電し、３６０ｍＡで電池電圧が１．０ＶＫ達する迄放
電するというものである。第２図より明らかなように、
本発明電池Ａのサイクル特性が優れている。これは、比
奴′４池Ｂに２いては放電時に亜鉛が亜鉛酸イオンとし
て溶解し充電時に初期形態に電析せず、亜鉛極表面に樹
枝状あるいは海綿状に亜鉛が析出し、充放電サイクルの
進行に伴って正極方向に生長し内部短絡を引きルこして
いると考えられる、一方、比較電池Ｃにおいては、亜鉛
活物質のペーストを集電体に加圧成型する以前にペース
トの硬化が発生し、活物質ペーストと集電体との密着性
が悪く、活物質ペーストの剥離が発生し、水酸化カルシ
ウムの効果を発揮しないままサイクル特性が低下したと
考えられる。

これらに対して本発明電池Ａば、亜鉛極製造時において
グルコン酸カルシウムを添加しているので亜鉛酸カルシ
ウムが生成されず、亜鉛活物質ペーストの硬化が抑制さ
れ芯体と活物質との密着性が向上し之こと、又グルコン
酸カルシウムの湿潤作用により亜鉛活物質ペースト中の
単位含水敏全無添加のものに比べ約１０％減少させるこ
とができたので亜鉛極の充填密度が向上したこと、更に
は、本発明電池Ａの亜鉛極においてはアルカリ電解液を
注入し之時にグルコン酸カルシウムがアルカリ電解液と
反応し水酸化カルシウムを生成し、この水酸化カルシウ
ムが放電の際に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、亜鉛極の変形や樹枝状亜鉛による内部
短絡を抑制することにより長期【亘る充放電サイクルを
可能にしたと考えられるっ 次に、本発明電池において亜鉛活物質に対するグルコン
酸カルシウムの添加量を種々変化させたときのサイクル
特性比較図？第３図に示す。

測定は３６０ｍＡで５時間充電し、３６０ｍＡで放電終
止電圧’ｔ　１．　ＯＶとするサイクル条件にて比較検
討全行っな。第３図より明らかなように、グルコン酸カ
ルシウム添加量が１０〜２０重量％であるときが擾れて
いるのがわかる。こればグルコン酸カルシウムの添加量
が５重量％以下であるとグルコン酸カルシウムから解離
して生成する水酸化カルシウムの量が放電時に溶出する
亜鉛酸イオンを亜鉛酸カルシウムとして固定するのに十
分でないためと考えられる。またグルコン酸カルシウム
の添加量が２５重量を以上にｉると、グルコン酸カルシ
ウムの亜鉛極中に占める割合が増大し亜鉛極の容量の低
下をもたらすと同時に、グルコン酸カ／レつウムから生
成する水酸化力〃シウムが亜鉛活物質全体を包み込んで
しまい活物質の反応性を低下させ早期劣化すると考えら
れる。

（ト）発明の効果 本発明のｇ！遣方法により得られた亜鉛極を用いること
で、アルカリ電解液お反応し生成し之水酸化カルシウム
が、亜鉛酸イオンを亜鉛酸カルシウムの形で固定するの
で充放１サイクルの進行に伴う亜鉛極の変形や樹枝状亜
鉛の生長を抑制することができる。また、亜沿極裂造時
においては、亜鉛酸カルシウムが生成されないので、亜
鉛活物質ペーストの硬化が抑制され、芯体と活物質との
密着性が向上し、グルコン酸カルシウムのｆｆ１１Ｍ作
用により活物質ペースト中の単位含水量を低下させるこ
とができ亜鉛極の充填密度が同上する等、種々の効果を
奏し長期に亘るサイクルが可能となるものであってその
工業的価値はきわめて大きい。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明電池の縦断面図、第２、第３図はサイク
ル特性比較図である。 Ａ・・・本発明電池、　　Ｂ％Ｃ・・・比較電池、１・
・・ニック／Ｉ／極、２・・・亜鉛極、３・・・多層セ
パレータ、４・・・電池缶、５・・・封口体、６・・・
絶縁バッキング。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）グルコン酸カルシウムを添加した亜鉛活物質ペー
   ストを極板芯体に塗着、乾燥してなるアルカリ蓄電池用
   亜鉛極の製造方法。
2. （２）前記グルコン酸カルシウムの添加量が亜鉛活物質
   に対して１０〜２０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用亜鉛極の
   製造方法。