JPH0687417B2 - アルカリ亜鉛蓄電池 - Google Patents
アルカリ亜鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH0687417B2 JPH0687417B2 JP57060145A JP6014582A JPH0687417B2 JP H0687417 B2 JPH0687417 B2 JP H0687417B2 JP 57060145 A JP57060145 A JP 57060145A JP 6014582 A JP6014582 A JP 6014582A JP H0687417 B2 JPH0687417 B2 JP H0687417B2
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- JP
- Japan
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- zinc
- oxide
- storage battery
- tin
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- Prior art date
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- 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
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/42—Alloys based on zinc
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、ニッケル−亜鉛蓄電池、銀−亜鉛蓄電池など
のように負極活物質として亜鉛を用いるアルカリ亜鉛蓄
電池に関するものである。
のように負極活物質として亜鉛を用いるアルカリ亜鉛蓄
電池に関するものである。
負極活物質としての亜鉛は単位重量当りのエネルギー密
度が大きく且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り、充
電時にその亜鉛酸イオンが亜鉛極表面に樹枝状或いは海
綿状に電析するため、充放電を繰返すと、電析亜鉛がセ
パレータを貫通して対極に接して内部短絡を惹起するた
めサイクル寿命が短い欠点がある。
度が大きく且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り、充
電時にその亜鉛酸イオンが亜鉛極表面に樹枝状或いは海
綿状に電析するため、充放電を繰返すと、電析亜鉛がセ
パレータを貫通して対極に接して内部短絡を惹起するた
めサイクル寿命が短い欠点がある。
このサイクル寿命を改善するため、各種の金属あるいは
酸化物を活物質中あるいは電解液中に添加することが提
案されている。その１つに錫がある。錫は水素過電圧が
高く、且亜鉛の酸化還元電位より貴であるため、亜鉛の
樹枝状結晶の発生を抑制するだけでなく、導電材として
働き、さらに公害の虞れがないため、添加剤として有望
である。
酸化物を活物質中あるいは電解液中に添加することが提
案されている。その１つに錫がある。錫は水素過電圧が
高く、且亜鉛の酸化還元電位より貴であるため、亜鉛の
樹枝状結晶の発生を抑制するだけでなく、導電材として
働き、さらに公害の虞れがないため、添加剤として有望
である。
しかしながら長期にわたる充放電サイクルの結果、亜鉛
活物質だけでなく、錫も充放電反応に関与し、高密度化
して電析されるようになる。その結果亜鉛極の多孔度が
減少し、次第に亜鉛極の有効面積が減少すると共に電極
内部への電解液の拡散が困難になり、アルカリ亜鉛蓄電
池の放電容量を大巾に低下させていた。
活物質だけでなく、錫も充放電反応に関与し、高密度化
して電析されるようになる。その結果亜鉛極の多孔度が
減少し、次第に亜鉛極の有効面積が減少すると共に電極
内部への電解液の拡散が困難になり、アルカリ亜鉛蓄電
池の放電容量を大巾に低下させていた。
本発明はかかる点に鑑み発明されたものにして、亜鉛及
び酸化亜鉛を主成分とする亜鉛極であって、錫の酸化物
又は水酸化物に加えてインジウムの酸化物又は水酸化物
を添加することにより、添加剤としての錫の欠点を少な
くし、且亜鉛極における添加剤の最適割合を見出し、ア
ルカリ亜鉛蓄電池のサイクル寿命を長くせんとするもの
である。
び酸化亜鉛を主成分とする亜鉛極であって、錫の酸化物
又は水酸化物に加えてインジウムの酸化物又は水酸化物
を添加することにより、添加剤としての錫の欠点を少な
くし、且亜鉛極における添加剤の最適割合を見出し、ア
ルカリ亜鉛蓄電池のサイクル寿命を長くせんとするもの
である。
そこで本発明者は次の態様で多数の試作電池（ア）乃至
（ク）を作成した。即ち、 酸化亜鉛粉末Ｘ重量％、亜鉛粉末10重量％、添加剤とし
て酸化錫Ｙ重量％及び酸化インジウムＺ重量％、結着剤
としてフッ素樹脂粉末５重量％よりなる混合粉末に水を
加え、混練した後、ローラによりシート状にしたもの
を、銅等よりなる集電体の両面に付着し、加圧成型し乾
燥して亜鉛極を作成する。
（ク）を作成した。即ち、 酸化亜鉛粉末Ｘ重量％、亜鉛粉末10重量％、添加剤とし
て酸化錫Ｙ重量％及び酸化インジウムＺ重量％、結着剤
としてフッ素樹脂粉末５重量％よりなる混合粉末に水を
加え、混練した後、ローラによりシート状にしたもの
を、銅等よりなる集電体の両面に付着し、加圧成型し乾
燥して亜鉛極を作成する。
このように作成した亜鉛極と公知の焼結式ニッケル極と
を組合せてニッケル−亜鉛蓄電池（Ａ）を組立てた。こ
の蓄電池の断面図を第１図に示す。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。
を組合せてニッケル−亜鉛蓄電池（Ａ）を組立てた。こ
の蓄電池の断面図を第１図に示す。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。
而して酸化亜鉛粉末Ｘ重量％、添加剤としての酸化錫Ｙ
重量％及び酸化インジウムＺ重量％の総量の具体的割合
を、試作電池（ア）乃至（ク）毎に第１表に示す値にし
た。また第１表には添加剤として酸化錫５重量％のみ添
加した比較電池をも示す。
重量％及び酸化インジウムＺ重量％の総量の具体的割合
を、試作電池（ア）乃至（ク）毎に第１表に示す値にし
た。また第１表には添加剤として酸化錫５重量％のみ添
加した比較電池をも示す。
これらの試作電池（ア）乃至（ク）及び比較電池（ヒ）
を夫々５個づつ作成し、各電池のサイクル特性を実験
し、各電池の平均値を第２図に示す。この図面におい
て、横軸は添加剤である酸化錫及び酸化インジウムの重
量％であり、縦軸はサイクル数である。第２図から明ら
かな如く、亜鉛極の添加剤として酸化錫に加えて酸化イ
ンジウムを添加した試作電池（ア）乃至（ク）はいずれ
も比較電池（ヒ）のサイクル特性よりも向上している。
特に酸化錫と酸化インジウムの総量として２乃至15重量
％の試作電池（イ）乃至（キ）のサイクル特性がよい。
尚第１表の各試作電置は、酸化インジウムに対する酸化
錫の配合比を４としたものである。またサイクル条件
は、150mAで６時間充電した後、150mAで放電し電池電圧
が1.0Vに達する時点で放電を停止し、放電容量が初期容
量の50％になる時点でサイクルテストを停止した。
を夫々５個づつ作成し、各電池のサイクル特性を実験
し、各電池の平均値を第２図に示す。この図面におい
て、横軸は添加剤である酸化錫及び酸化インジウムの重
量％であり、縦軸はサイクル数である。第２図から明ら
かな如く、亜鉛極の添加剤として酸化錫に加えて酸化イ
ンジウムを添加した試作電池（ア）乃至（ク）はいずれ
も比較電池（ヒ）のサイクル特性よりも向上している。
特に酸化錫と酸化インジウムの総量として２乃至15重量
％の試作電池（イ）乃至（キ）のサイクル特性がよい。
尚第１表の各試作電置は、酸化インジウムに対する酸化
錫の配合比を４としたものである。またサイクル条件
は、150mAで６時間充電した後、150mAで放電し電池電圧
が1.0Vに達する時点で放電を停止し、放電容量が初期容
量の50％になる時点でサイクルテストを停止した。
試作電池（ア）乃至（ク）は、いずれも酸化インジウム
に対する酸化錫の配合比を４にしたものであるが、亜鉛
極における酸化亜鉛粉末Ｘ＝80重量％とし、添加剤とし
ての酸化錫と酸化インジウムの総重量％を５％とし、そ
の配合比を第２表に示す如く変えた場合の試作電池
（ケ）乃至（ツ）を作成した。
に対する酸化錫の配合比を４にしたものであるが、亜鉛
極における酸化亜鉛粉末Ｘ＝80重量％とし、添加剤とし
ての酸化錫と酸化インジウムの総重量％を５％とし、そ
の配合比を第２表に示す如く変えた場合の試作電池
（ケ）乃至（ツ）を作成した。
これらの試作電池（ケ）乃至（ツ）を夫々５個づつ作成
し、各電池のサイクル特性（サイクル条件は前述と同
じ）を、実験し、その各電池の平均値を第３図に示す。
この図面において横軸は酸化インジウムの重量％に対す
る酸化錫の重量％の配合比（Y/Z）を示し、縦軸はサイ
クル数を示す。この図面から明らかなように、配合比が
９倍から1/6倍迄の配合比でサイクル特性の向上が見ら
れるが、この範囲を外ずれると、サイクル特性が好まし
くない。
し、各電池のサイクル特性（サイクル条件は前述と同
じ）を、実験し、その各電池の平均値を第３図に示す。
この図面において横軸は酸化インジウムの重量％に対す
る酸化錫の重量％の配合比（Y/Z）を示し、縦軸はサイ
クル数を示す。この図面から明らかなように、配合比が
９倍から1/6倍迄の配合比でサイクル特性の向上が見ら
れるが、この範囲を外ずれると、サイクル特性が好まし
くない。
この理由を考察すると、酸化インジウムは電解液に対す
る濡れがよいため、電解液が亜鉛極中に均一に保持され
ることにより、亜鉛の電析を均一化すると共に亜鉛の有
効表面積を増大させ、又充電時における錫の高密度化を
抑制するためと考えられる。インジウムが少量即ち配合
比が９より大きいと、これらの効果が得られないと考え
られる。またインジウムが多量即ち配合比が1/4より小
さいと、インジウムの導電性が悪いため、充放電効率が
減少してサイクル特性を低下させると共に錫の添加量の
減少により錫の添加効果が十分に発揮していないためと
考えられる。
る濡れがよいため、電解液が亜鉛極中に均一に保持され
ることにより、亜鉛の電析を均一化すると共に亜鉛の有
効表面積を増大させ、又充電時における錫の高密度化を
抑制するためと考えられる。インジウムが少量即ち配合
比が９より大きいと、これらの効果が得られないと考え
られる。またインジウムが多量即ち配合比が1/4より小
さいと、インジウムの導電性が悪いため、充放電効率が
減少してサイクル特性を低下させると共に錫の添加量の
減少により錫の添加効果が十分に発揮していないためと
考えられる。
尚以上の試作電池では錫とインジウムの酸化物を用いた
が酸化物に代って水酸化物を用いても同じである。
が酸化物に代って水酸化物を用いても同じである。
以上の如く本発明は、亜鉛及び酸化亜鉛を主成分とする
亜鉛極であって、錫及びインジウムの酸化物又は水酸化
物よりなる添加剤を２乃至15重量％含有する亜鉛極を備
えるものであるから、添加剤の添加効果を高め、アルカ
リ亜鉛蓄電池のサイクル特性を従来の比較電池に比し向
上することができ、その工業的価値大なるものである。
亜鉛極であって、錫及びインジウムの酸化物又は水酸化
物よりなる添加剤を２乃至15重量％含有する亜鉛極を備
えるものであるから、添加剤の添加効果を高め、アルカ
リ亜鉛蓄電池のサイクル特性を従来の比較電池に比し向
上することができ、その工業的価値大なるものである。
第１図は本発明によるアルカリ亜鉛蓄電池の断面図、第
２図は亜鉛極における酸化錫及び酸化インジウムの総重
量％を変えた場合のアルカリ亜鉛蓄電池のサイクル特性
比較図、第３図は酸化錫と酸化インジウムの配合比を異
にする場合のアルカリ亜鉛蓄電池のサイクル特性比較図
である。 （１）……亜鉛極。
２図は亜鉛極における酸化錫及び酸化インジウムの総重
量％を変えた場合のアルカリ亜鉛蓄電池のサイクル特性
比較図、第３図は酸化錫と酸化インジウムの配合比を異
にする場合のアルカリ亜鉛蓄電池のサイクル特性比較図
である。 （１）……亜鉛極。
Claims (2)
- 【請求項１】亜鉛及び酸化亜鉛を主成分とする亜鉛極で
あって、錫及びインジウムの酸化物又は水酸化物よりな
る添加剤を２乃至15重量％含有する亜鉛極を備えたアル
カリ亜鉛蓄電池。 - 【請求項２】インジウムの酸化物又は水酸化物に対する
錫の酸化物又は水酸化物の配合比を1/6乃至10にしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアルカリ亜
鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57060145A JPH0687417B2 (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57060145A JPH0687417B2 (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58176870A JPS58176870A (ja) | 1983-10-17 |
| JPH0687417B2 true JPH0687417B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=13133679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57060145A Expired - Lifetime JPH0687417B2 (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0687417B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61281460A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-12-11 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ亜鉛蓄電池 |
-
1982
- 1982-04-09 JP JP57060145A patent/JPH0687417B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58176870A (ja) | 1983-10-17 |
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