JPS5935360A - 亜鉛極 - Google Patents
亜鉛極Info
- Publication number
- JPS5935360A JPS5935360A JP57145203A JP14520382A JPS5935360A JP S5935360 A JPS5935360 A JP S5935360A JP 57145203 A JP57145203 A JP 57145203A JP 14520382 A JP14520382 A JP 14520382A JP S5935360 A JPS5935360 A JP S5935360A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- electrode
- particle size
- powder
- active material
- 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.)
- Granted
Links
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
- H01M4/62—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】
〔技術分野〕
本発明は正極活物質として酸化銀、酸化ニッケルなどを
用い、電解液としてアルカリ溶液を用いるアルカリ蓄電
池に適用することができる亜鉛極に関し、亜鉛負極の活
物質である金属亜鉛と酸化亜鉛の粒径を規制すると共に
親水性の短繊維を添加することにより、充放電サイクル
による負極活物質の結晶径の粗大化を防止し、亜鉛極板
の変形を抑制すると共に亜鉛極内への電解液の供給を円
滑にし、電池容量の減少を僅少にして、電池のサイクル
寿命を向上することを目的とする。
用い、電解液としてアルカリ溶液を用いるアルカリ蓄電
池に適用することができる亜鉛極に関し、亜鉛負極の活
物質である金属亜鉛と酸化亜鉛の粒径を規制すると共に
親水性の短繊維を添加することにより、充放電サイクル
による負極活物質の結晶径の粗大化を防止し、亜鉛極板
の変形を抑制すると共に亜鉛極内への電解液の供給を円
滑にし、電池容量の減少を僅少にして、電池のサイクル
寿命を向上することを目的とする。
従来より負極に金属亜鉛を活物質として用いた亜鉛蓄電
池は、亜鉛が安価であり、アルカリ電解液中でカドミウ
ム極に比へて卑な１位を有することから、エネルギー密
度が高く、且公害の心配が少ないことから、多くの実用
化検討がなきれてきた。
池は、亜鉛が安価であり、アルカリ電解液中でカドミウ
ム極に比へて卑な１位を有することから、エネルギー密
度が高く、且公害の心配が少ないことから、多くの実用
化検討がなきれてきた。
ところが、充放電サイクル途中における亜鉛テンドライ
トによる正負極間の短絡現象が起こるため信頼性に欠け
ること及び充放電サイクルによる亜鉛極の変形が著しい
ために長期のサイクル寿命が得られにくいこと等の欠点
がある。この原因は亜鉛がアルカリ電解液中に可溶する
電極であることに起因している。
トによる正負極間の短絡現象が起こるため信頼性に欠け
ること及び充放電サイクルによる亜鉛極の変形が著しい
ために長期のサイクル寿命が得られにくいこと等の欠点
がある。この原因は亜鉛がアルカリ電解液中に可溶する
電極であることに起因している。
而して、亜鉛活物質として金属亜鉛と酸化亜鉛の混合物
を使用することが知られている。しかし従来から使用さ
れる金属亜鉛は、数十ｐ乃至数百１の粒径であり、−実
際化亜鉛は十分の数μの粒径であり、金属亜鉛に比し２
乃至３桁小さい粒径である。このように従来の金属亜鉛
の粒径が酸化亜鉛の粒径に比し特に大きいことにより次
の欠点か夛）る。即ち第１に、粒径の大きさの差が２乃
至３桁と大きいため、金属亜鉛と酸化亜鉛が均一に混合
しない。第２に、粒径が大きいため同量の金属亜鉛を混
入しても、籾子数か少なく電析の核とｒｚる数か少ない
ので、放電生成物である亜鉛酸イオンか次の充電時に元
の位置に電着し難くなる。
を使用することが知られている。しかし従来から使用さ
れる金属亜鉛は、数十ｐ乃至数百１の粒径であり、−実
際化亜鉛は十分の数μの粒径であり、金属亜鉛に比し２
乃至３桁小さい粒径である。このように従来の金属亜鉛
の粒径が酸化亜鉛の粒径に比し特に大きいことにより次
の欠点か夛）る。即ち第１に、粒径の大きさの差が２乃
至３桁と大きいため、金属亜鉛と酸化亜鉛が均一に混合
しない。第２に、粒径が大きいため同量の金属亜鉛を混
入しても、籾子数か少なく電析の核とｒｚる数か少ない
ので、放電生成物である亜鉛酸イオンか次の充電時に元
の位置に電着し難くなる。
第３に、元々の金属亜鉛の粒子径が大きいので、デンド
ライト発生の核となる粗大粒子亜鉛に早く成長する。
ライト発生の核となる粗大粒子亜鉛に早く成長する。
そこでかかる問題に対処ｆへく、活物質である金属亜鉛
粉末と酸化亜鉛粉末の粒子を規制することを特願昭５７
−４１８４３号で提案した。即ち金属亜鉛粉末の粒径を
１〜６μ、酸化亜鉛粉末の粒径を０゜１〜０．５μとす
るものである。このように粒径を規制することにより、
充放電サイクルによる活物質の結晶径の粗大化を防止す
ると共に極板の変形を抑制し、容量減少を僅少にして電
池のサイクル寿命を向上させることができる。
粉末と酸化亜鉛粉末の粒子を規制することを特願昭５７
−４１８４３号で提案した。即ち金属亜鉛粉末の粒径を
１〜６μ、酸化亜鉛粉末の粒径を０゜１〜０．５μとす
るものである。このように粒径を規制することにより、
充放電サイクルによる活物質の結晶径の粗大化を防止す
ると共に極板の変形を抑制し、容量減少を僅少にして電
池のサイクル寿命を向上させることができる。
ところが充放電サイクルを繰返し、より長期にわたると
、規制されて使用していた亜鉛粒子が徐４に粗大化して
高密度化するようになり、亜鉛電析の核となるへき亜鉛
粒子の数が減少する。その結果、不均一な電析か起こる
ようになり、亜鉛極の作用有効面積が減少して多孔度が
減少するため、亜鉛極内部への電解液の供給拡散が妨げ
られ、放電容量の低下が著しくなる。
、規制されて使用していた亜鉛粒子が徐４に粗大化して
高密度化するようになり、亜鉛電析の核となるへき亜鉛
粒子の数が減少する。その結果、不均一な電析か起こる
ようになり、亜鉛極の作用有効面積が減少して多孔度が
減少するため、亜鉛極内部への電解液の供給拡散が妨げ
られ、放電容量の低下が著しくなる。
本発明はかかる点に鑑み発明されたものにして、上述の
諸問題を緩和して、蓄電池に適用するときの蓄電池のサ
イクル寿命を向上せんとするものである。即ち本発明は
０１〜０．５μの粒径を有する酸化亜鉛粉末と１〜６μ
の粒径を有する金属亜鉛粉末の亜鉛活物質と、親水性の
短繊維と、添加剤及び結着剤とにより亜鉛極を構成する
ものである。この構成から明らかなように本発明は、活
物質である金属亜鉛粉末と酸化亜鉛粉末の粒子径を規制
することにより、亜鉛極の変形を抑制して電池のサイク
ル寿命を向上すると共に親水性の短繊維の存在により、
亜鉛極内への電解液の供給拡散を円滑にしてサイクル寿
命をより一層向上せんとするものである。
諸問題を緩和して、蓄電池に適用するときの蓄電池のサ
イクル寿命を向上せんとするものである。即ち本発明は
０１〜０．５μの粒径を有する酸化亜鉛粉末と１〜６μ
の粒径を有する金属亜鉛粉末の亜鉛活物質と、親水性の
短繊維と、添加剤及び結着剤とにより亜鉛極を構成する
ものである。この構成から明らかなように本発明は、活
物質である金属亜鉛粉末と酸化亜鉛粉末の粒子径を規制
することにより、亜鉛極の変形を抑制して電池のサイク
ル寿命を向上すると共に親水性の短繊維の存在により、
亜鉛極内への電解液の供給拡散を円滑にしてサイクル寿
命をより一層向上せんとするものである。
以下本発明の詳細な説明しあわせて比較例を説明する。
実施例
討径０．１〜０．５μの酸化亜鉛粉末１００重量％、粒
径ｌ〜６μの金属亜鉛粉末１０重量％、酸化水銀２重置
％及びレーヨンの短Ｉｔ維１質量％を混合した混合粉末
物にポリ子ドラフルオロエチレンのティスパージョンく
濃度６０％）５重量％及び水５０重量％を加え、町晰力
を与えつつ混練する。得られた混練物を圧延ローラによ
り１． Ｑｍｍの厚みに圧延してペーストシートを陰極
集電体の両面に当接し、圧延圧着して厚み１．５ｍの亜
鉛極を得る。
径ｌ〜６μの金属亜鉛粉末１０重量％、酸化水銀２重置
％及びレーヨンの短Ｉｔ維１質量％を混合した混合粉末
物にポリ子ドラフルオロエチレンのティスパージョンく
濃度６０％）５重量％及び水５０重量％を加え、町晰力
を与えつつ混練する。得られた混練物を圧延ローラによ
り１． Ｑｍｍの厚みに圧延してペーストシートを陰極
集電体の両面に当接し、圧延圧着して厚み１．５ｍの亜
鉛極を得る。
この亜鉛負極５枚と周知の焼結式ニッケル極４秩を用い
て容量２ＡＨのニッケルー亜鉛蓄電池（Ａ＞を作成した
。
て容量２ＡＨのニッケルー亜鉛蓄電池（Ａ＞を作成した
。
尚、従来の数十μ乃至数百μの金属亜鉛粉末は、還元雰
囲気中で金属亜鉛を一旦溶融してノズルから噴霧状に吹
き飛はして製造きれるものであるのに対し、本発明で使
用される１〜６μの金属亜鉛粉末は、還元雰囲気中で金
属亜鉛を溶融した後蒸発させ、それを凝縮したものであ
る。
囲気中で金属亜鉛を一旦溶融してノズルから噴霧状に吹
き飛はして製造きれるものであるのに対し、本発明で使
用される１〜６μの金属亜鉛粉末は、還元雰囲気中で金
属亜鉛を溶融した後蒸発させ、それを凝縮したものであ
る。
第１図はこのＭ電池（Ａ＞の断面図である。この図面に
おいて、（１）は亜鉛極、（２）はニッケル極、（３）
はセパレータ、（４〉は保液層、（５）は電槽、（６）
は電槽蓋、（７）（８）は正負極端子である。
おいて、（１）は亜鉛極、（２）はニッケル極、（３）
はセパレータ、（４〉は保液層、（５）は電槽、（６）
は電槽蓋、（７）（８）は正負極端子である。
比較例
比較のため、実施例濁において、短繊維を使用用しない
点を除いて、他は実施例の蓄電／Ｉｔ２（Ａ＞と同一の
蓄電池（Ｂ）を作成した。
点を除いて、他は実施例の蓄電／Ｉｔ２（Ａ＞と同一の
蓄電池（Ｂ）を作成した。
第２図は本発明による亜鉛極を用いた蓄電池（Ａ）と比
較電７′ＩＩ！（Ｂ ）の充放電サイクル特性図である
。その充放電条件は、４００ｍＡで５時間充電した後、
５００ｍＡで電池電圧が１．ＯＶに達するまで放電する
ものである。第２図は放電容量として初期容置を１００
として示す。
較電７′ＩＩ！（Ｂ ）の充放電サイクル特性図である
。その充放電条件は、４００ｍＡで５時間充電した後、
５００ｍＡで電池電圧が１．ＯＶに達するまで放電する
ものである。第２図は放電容量として初期容置を１００
として示す。
第２図より本発明による亜鉛極を用いた蓄電池（Ａ）の
サイクル特性が比較電池（Ｂ）のサイクル特性に比し改
善されることかわかる。
サイクル特性が比較電池（Ｂ）のサイクル特性に比し改
善されることかわかる。
この改善理由は、レーヨンからなる短繊維は親水性であ
るため、電解液不足となった亜鉛極への電解液の供給拡
散を円滑にするためと考えられる。実施例ではし〜ヨ〉
′の短繊維の例を示したが、親水性で充放電反応に悪影
響を及はきないものであれは、他の親水性短繊維、たと
えはコツトンリンター、麻、コノトン等の天然繊維、ナ
イロ〉・、ポリプロビレ〉、ポリエチレン等の合成繊維
で親木処理を施したもの、あるいはそれらの混紡を用い
ることができる。また繊維の長さは均一な混合のため５
ｍｍ以下が望ましい。短繊維の含有割合は、０．１重
量％以下ではほとんとその効果がなく、２５重量％以上
では亜鉛活物質の充填量を減少させると共に亜鉛極の内
部抵抗の増大を引き起こすので、０．１〜２５重景％位
がよく、好ましくは０．３〜１０重量％である。
るため、電解液不足となった亜鉛極への電解液の供給拡
散を円滑にするためと考えられる。実施例ではし〜ヨ〉
′の短繊維の例を示したが、親水性で充放電反応に悪影
響を及はきないものであれは、他の親水性短繊維、たと
えはコツトンリンター、麻、コノトン等の天然繊維、ナ
イロ〉・、ポリプロビレ〉、ポリエチレン等の合成繊維
で親木処理を施したもの、あるいはそれらの混紡を用い
ることができる。また繊維の長さは均一な混合のため５
ｍｍ以下が望ましい。短繊維の含有割合は、０．１重
量％以下ではほとんとその効果がなく、２５重量％以上
では亜鉛活物質の充填量を減少させると共に亜鉛極の内
部抵抗の増大を引き起こすので、０．１〜２５重景％位
がよく、好ましくは０．３〜１０重量％である。
以上の如く本発明は、亜鉛極の活物質である金属亜鉛粉
末と酸化亜鉛粉末の粒仔を規制すると共に親水性の短繊
維を系加ず乙−とにより、充放電サイクルによる負極活
物質の結晶径の粗大化を防止すると共に亜鉛極の変形を
抑制することかて゛き、また亜鉛極内−・の電解液の供
給を円滑にし、この亜鉛極を用いた蓄電池のり゛イクル
寿命を人き・くすることができる等Ｔ業的価値大なるも
のである。
末と酸化亜鉛粉末の粒仔を規制すると共に親水性の短繊
維を系加ず乙−とにより、充放電サイクルによる負極活
物質の結晶径の粗大化を防止すると共に亜鉛極の変形を
抑制することかて゛き、また亜鉛極内−・の電解液の供
給を円滑にし、この亜鉛極を用いた蓄電池のり゛イクル
寿命を人き・くすることができる等Ｔ業的価値大なるも
のである。
第１図は本発明による亜鉛極を用いたアルカリ亜鉛蓄電
池の断面図、第２図は本発明による亜鉛極を用いたアル
カリ亜鉛蓄電池と比較電池のサイクル特性図である。 ＼−止一・′
池の断面図、第２図は本発明による亜鉛極を用いたアル
カリ亜鉛蓄電池と比較電池のサイクル特性図である。 ＼−止一・′
Claims (1)
- （ｌｊｏ、１〜０．５μの粒径を有する酸化亜鉛粉末と
１〜６μの粒径を有する金属亜鉛粉末の亜鉛活物質と、
親水性の短繊維と添加剤及び結着剤とからなる亜鉛極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57145203A JPS5935360A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | 亜鉛極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57145203A JPS5935360A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | 亜鉛極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5935360A true JPS5935360A (ja) | 1984-02-27 |
| JPH0423383B2 JPH0423383B2 (ja) | 1992-04-22 |
Family
ID=15379785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57145203A Granted JPS5935360A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | 亜鉛極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5935360A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0838870A1 (fr) * | 1996-10-24 | 1998-04-29 | Saft | Electrode hydrophile pour générateur électrochimique alcalin et son procédé de fabrication |
| WO2008123911A1 (en) | 2007-04-02 | 2008-10-16 | Eveready Battery Company, Inc. | Alkaline electrochemical cell |
| JP2014154260A (ja) * | 2013-02-05 | 2014-08-25 | Nippon Shokubai Co Ltd | 亜鉛負極合剤、亜鉛負極及び電池 |
| JP2021072267A (ja) * | 2019-11-01 | 2021-05-06 | 株式会社日本触媒 | 電極前駆体 |
-
1982
- 1982-08-20 JP JP57145203A patent/JPS5935360A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0838870A1 (fr) * | 1996-10-24 | 1998-04-29 | Saft | Electrode hydrophile pour générateur électrochimique alcalin et son procédé de fabrication |
| FR2755301A1 (fr) * | 1996-10-24 | 1998-04-30 | Accumulateurs Fixes | Electrode hydrophile pour generateur electrochimique alcalin et son procede de fabrication |
| WO2008123911A1 (en) | 2007-04-02 | 2008-10-16 | Eveready Battery Company, Inc. | Alkaline electrochemical cell |
| US8586244B2 (en) | 2007-04-02 | 2013-11-19 | Eveready Battery Co., Inc. | Alkaline electrochemical cell having a negative electrode with solid zinc oxide and a surfactant |
| JP2014154260A (ja) * | 2013-02-05 | 2014-08-25 | Nippon Shokubai Co Ltd | 亜鉛負極合剤、亜鉛負極及び電池 |
| JP2021072267A (ja) * | 2019-11-01 | 2021-05-06 | 株式会社日本触媒 | 電極前駆体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0423383B2 (ja) | 1992-04-22 |
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