JPH01105457A - アルカリ亜鉛蓄電池 - Google Patents
アルカリ亜鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH01105457A JPH01105457A JP62262450A JP26245087A JPH01105457A JP H01105457 A JPH01105457 A JP H01105457A JP 62262450 A JP62262450 A JP 62262450A JP 26245087 A JP26245087 A JP 26245087A JP H01105457 A JPH01105457 A JP H01105457A
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- JP
- Japan
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- microporous
- storage battery
- negative electrode
- zinc
- hydrophilicity
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- Pending
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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
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/24—Alkaline accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
- H01M50/491—Porosity
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
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- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Cell Separators (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ニッケルー亜鉛電池、銀−亜鉛電池等の如く
、負極活物質として亜鉛を用いたアルカリ亜鉛蓄電池に
関する。
、負極活物質として亜鉛を用いたアルカリ亜鉛蓄電池に
関する。
かかるアルカリ亜鉛蓄電池は、エネルギ密度が高いこと
、高い作動電圧を有すること、経済性に優れていること
等、種々の利点を有するが、サイクル寿命が短いという
欠点を有する。このサイクル寿命を短くする原因は、放
電時に負極の亜鉛が電解液中に溶解し、充電時にこれが
電析して樹枝状亜鉛又は脱落し易い海綿状亜鉛となって
内部短絡又は負極の変形を惹起する点にあると考えられ
ている。
、高い作動電圧を有すること、経済性に優れていること
等、種々の利点を有するが、サイクル寿命が短いという
欠点を有する。このサイクル寿命を短くする原因は、放
電時に負極の亜鉛が電解液中に溶解し、充電時にこれが
電析して樹枝状亜鉛又は脱落し易い海綿状亜鉛となって
内部短絡又は負極の変形を惹起する点にあると考えられ
ている。
かかる欠点を解消するために、特公昭５７−１９７７５
７号公報等にも開示されている如く、亜鉛負極側に微孔
性膜体を配し、正極側に不織布又は織布の繊維体を配し
てなる多層セパレータを両極間に設けて電極群を構成し
たアルカリ亜鉛蓄電池が提案されている。かかるアルカ
リ亜鉛蓄電池によれば、前記多層セパレータの存在によ
って亜鉛酸イオンの逸散が抑えられ、前記内部短絡又は
負極の変形が抑止される。そして上述の効果を一層確実
なものとするため、前記微孔性膜体は通常複数枚の微孔
性フィルムが重ねられた構造とされている。
７号公報等にも開示されている如く、亜鉛負極側に微孔
性膜体を配し、正極側に不織布又は織布の繊維体を配し
てなる多層セパレータを両極間に設けて電極群を構成し
たアルカリ亜鉛蓄電池が提案されている。かかるアルカ
リ亜鉛蓄電池によれば、前記多層セパレータの存在によ
って亜鉛酸イオンの逸散が抑えられ、前記内部短絡又は
負極の変形が抑止される。そして上述の効果を一層確実
なものとするため、前記微孔性膜体は通常複数枚の微孔
性フィルムが重ねられた構造とされている。
なお、前記微孔性フィルムは本来、疎水性であるため、
該微孔性フィルムに対して親水性を付与すべく界面活性
剤を施与する処理が施され、これによって前記微孔性膜
体は電極反応に必要な親水性が付与されている。
該微孔性フィルムに対して親水性を付与すべく界面活性
剤を施与する処理が施され、これによって前記微孔性膜
体は電極反応に必要な親水性が付与されている。
かかる従来のアルカリ亜鉛蓄電池にあっては、重ねられ
た微孔性フィルムの相互間に形成される隙間に電解液が
溜まり易いので電解液分布が不均一になり易く、これが
原因となって前述の内部短絡等の抑止効果が不十分とな
るという問題がある。
た微孔性フィルムの相互間に形成される隙間に電解液が
溜まり易いので電解液分布が不均一になり易く、これが
原因となって前述の内部短絡等の抑止効果が不十分とな
るという問題がある。
なお、電極群を巻き取って形成される円筒形電池におい
ては、その巻き取りに伴って生じるしわが大きな隙間を
形成し、そこに電解液が特に溜まり易いため、上述の問
題は一層顕著なものとなる。
ては、その巻き取りに伴って生じるしわが大きな隙間を
形成し、そこに電解液が特に溜まり易いため、上述の問
題は一層顕著なものとなる。
また前記アルカリ亜鉛蓄電池にあっては、前記微孔性フ
ィルムに施与されている界面活性剤が溶出し、これが亜
鉛負極の充電反応に対するインヒビタとして作用するた
め、充電電圧が上昇し、また負極容量が低下する結果、
電池容量の低下が著しくなるという問題が生じる。
ィルムに施与されている界面活性剤が溶出し、これが亜
鉛負極の充電反応に対するインヒビタとして作用するた
め、充電電圧が上昇し、また負極容量が低下する結果、
電池容量の低下が著しくなるという問題が生じる。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、上述
した如き問題を解消し得るアルカリ亜鉛蓄電池、即ち内
部短絡等を十分に抑止し電池容量の低下を可及的に少な
く抑え得るサイクル寿命の長いアルカリ亜鉛蓄電池を提
供することを目的とする。
した如き問題を解消し得るアルカリ亜鉛蓄電池、即ち内
部短絡等を十分に抑止し電池容量の低下を可及的に少な
く抑え得るサイクル寿命の長いアルカリ亜鉛蓄電池を提
供することを目的とする。
本発明に係るアルカリ亜鉛蓄電池は、亜鉛負極と正極と
の間に、親水性を有する微孔性膜体を亜鉛負極側に配し
、繊維体を正極側に配してなる多層セパレータを設ける
ことにより、電極群を構成したアルカリ亜鉛蓄電池にお
いて、親水性が付与されていない微孔性フィルムを含む
複数枚の微孔性フィルムを、前記親水性が付与されてい
ない微孔性フィルムが少なくとも一方の外面をなすよう
に積層することにより、前記微孔性膜体を一体的に形成
し、該微孔性膜体を、前記親水性が付与されていない微
孔性フィルムをして亜鉛負極に対面せしめるべく配置し
てあることを特徴とする。
の間に、親水性を有する微孔性膜体を亜鉛負極側に配し
、繊維体を正極側に配してなる多層セパレータを設ける
ことにより、電極群を構成したアルカリ亜鉛蓄電池にお
いて、親水性が付与されていない微孔性フィルムを含む
複数枚の微孔性フィルムを、前記親水性が付与されてい
ない微孔性フィルムが少なくとも一方の外面をなすよう
に積層することにより、前記微孔性膜体を一体的に形成
し、該微孔性膜体を、前記親水性が付与されていない微
孔性フィルムをして亜鉛負極に対面せしめるべく配置し
てあることを特徴とする。
かかるアルカリ亜鉛蓄電池にあっては、前記微孔性膜体
が複数枚の微孔性フィルムを積層することによって一体
化された構造となっているので、該微孔性フィルムの相
互間には隙間が形成されない結果、従来問題となってい
た電解液の不均一化は抑止される。
が複数枚の微孔性フィルムを積層することによって一体
化された構造となっているので、該微孔性フィルムの相
互間には隙間が形成されない結果、従来問題となってい
た電解液の不均一化は抑止される。
また前記微孔性膜体は、前記親水性が付与されていない
微孔性フィルムをして負極に対面せしめるべく配置され
ているため、該親水性が付与されていない微孔性フィル
ムの存在によって親水性が付与された微孔性フィルムか
ら溶出した界面活性剤が亜鉛負極の充電反応に対するイ
ンヒビタとして作用することが抑止される。
微孔性フィルムをして負極に対面せしめるべく配置され
ているため、該親水性が付与されていない微孔性フィル
ムの存在によって親水性が付与された微孔性フィルムか
ら溶出した界面活性剤が亜鉛負極の充電反応に対するイ
ンヒビタとして作用することが抑止される。
以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。
。
第１図は本発明に係るアルカリ亜鉛蓄電池の電極群の一
例を模式的に示す縦断面図であり、図中１は亜鉛負極を
示しており、該亜鉛負極１は、８０重量パーセントの酸
化亜鉛、１０重量パーセントの亜鉛、５重量パーセント
の酸化カドミウム及び５重量パーセントのポリテトラフ
ルオロエチレンディスバージョンからなる。また２は水
酸化ニッケルを含有する焼結式ニッケル極からなる正極
である。なお、本発明に係るアルカリ亜鉛蓄電池の電解
液としては９規定の水酸化カリウム溶液にＩＭ濃度の酸
化亜鉛を溶解させたものを用いた。
例を模式的に示す縦断面図であり、図中１は亜鉛負極を
示しており、該亜鉛負極１は、８０重量パーセントの酸
化亜鉛、１０重量パーセントの亜鉛、５重量パーセント
の酸化カドミウム及び５重量パーセントのポリテトラフ
ルオロエチレンディスバージョンからなる。また２は水
酸化ニッケルを含有する焼結式ニッケル極からなる正極
である。なお、本発明に係るアルカリ亜鉛蓄電池の電解
液としては９規定の水酸化カリウム溶液にＩＭ濃度の酸
化亜鉛を溶解させたものを用いた。
そして前記亜鉛負極１と前記正極２との間には多層セパ
レータ３が設けられることによって前記電極群が構成さ
れているが、該多層セパレータ３は電極反応に必要な親
水性を有する微孔性膜体３１が亜鉛負極１側に配される
一方、ナイロン不織布３２が正極２側に配されることに
よって構成されている。また前記微孔性膜体３１は、界
面活性剤が施与されることによって親水性が付与された
微孔性フィルム３１ａと、該親水性が付与されていない
微孔性フィルム３１ｂとを、熱溶着による方法、接着剤
を用いて接着する方法等を採用して積層することによっ
て一体的に形成されている。従って該微孔性膜体３１は
全体として親水性を示す。しかも、該微孔性膜体３１は
、前記親水性が付与されていない微孔性フィルム３１ｂ
をして亜鉛負極１に対面せしめるべく配置されている。
レータ３が設けられることによって前記電極群が構成さ
れているが、該多層セパレータ３は電極反応に必要な親
水性を有する微孔性膜体３１が亜鉛負極１側に配される
一方、ナイロン不織布３２が正極２側に配されることに
よって構成されている。また前記微孔性膜体３１は、界
面活性剤が施与されることによって親水性が付与された
微孔性フィルム３１ａと、該親水性が付与されていない
微孔性フィルム３１ｂとを、熱溶着による方法、接着剤
を用いて接着する方法等を採用して積層することによっ
て一体的に形成されている。従って該微孔性膜体３１は
全体として親水性を示す。しかも、該微孔性膜体３１は
、前記親水性が付与されていない微孔性フィルム３１ｂ
をして亜鉛負極１に対面せしめるべく配置されている。
かかるアルカリ亜鉛蓄電池にあっては、前記微孔性膜体
３１が２枚の微孔性フィルム３１ａ、３１ｂを積層する
ことによって一体化された構造となっているので、該微
孔性フィルム３１ａ、３１ｂの相互間には隙間が形成さ
れない結果、従来問題となっていた電解液の不均一化は
抑止される。
３１が２枚の微孔性フィルム３１ａ、３１ｂを積層する
ことによって一体化された構造となっているので、該微
孔性フィルム３１ａ、３１ｂの相互間には隙間が形成さ
れない結果、従来問題となっていた電解液の不均一化は
抑止される。
また前記微孔性膜体３１は、親水性が付与されていない
微孔性フィルム３１ｂをして亜鉛負極１に対面せしめる
べく配置されているため、該親水性が付与されていない
微孔性フィルム３１ｂの存在によって親水性が付与され
た微孔性フィルム３１ａから溶出した界面活性剤が亜鉛
負極１の充電反応に対するインヒビタとして作用するこ
とが抑止される。
微孔性フィルム３１ｂをして亜鉛負極１に対面せしめる
べく配置されているため、該親水性が付与されていない
微孔性フィルム３１ｂの存在によって親水性が付与され
た微孔性フィルム３１ａから溶出した界面活性剤が亜鉛
負極１の充電反応に対するインヒビタとして作用するこ
とが抑止される。
従って、上述した如きアルカリ亜鉛蓄電池を用いる場合
は、電解液が均一に分布することとなって内部短絡等が
十分に抑止され、また親水性が付与された微孔性フィル
ムから溶出した界面活性剤が充電反応時にインヒビタと
して作用することが抑えられて電池容量の低下を可及的
に少なく抑えることができることとなる。
は、電解液が均一に分布することとなって内部短絡等が
十分に抑止され、また親水性が付与された微孔性フィル
ムから溶出した界面活性剤が充電反応時にインヒビタと
して作用することが抑えられて電池容量の低下を可及的
に少なく抑えることができることとなる。
次に、上述のアルカリ亜鉛蓄電池（以下本発明電池とい
う）の電池容量の変化を従来のアルカリ亜鉛蓄電池（以
下比較電池という）のそれと対比した結果について説明
する。
う）の電池容量の変化を従来のアルカリ亜鉛蓄電池（以
下比較電池という）のそれと対比した結果について説明
する。
比較電池の電極群の構造は、上述の本発明電池のそれと
対比した場合、前記微孔性膜体の部分を除いて全く同様
である。なお比較電池の電極群における微孔性膜体は、
親水性が付与された２枚の微孔性フィルムが積層一体化
されずに単に並設されたものである。そして上述の本発
明電池の電極群及び比較電池の電極群を夫々巻き取って
公称容量７００＋＋Ａｈの円筒形電池を作成した。かか
る電池は本発明電池及び比較電池のいずれも１０個ずつ
作成した。
対比した場合、前記微孔性膜体の部分を除いて全く同様
である。なお比較電池の電極群における微孔性膜体は、
親水性が付与された２枚の微孔性フィルムが積層一体化
されずに単に並設されたものである。そして上述の本発
明電池の電極群及び比較電池の電極群を夫々巻き取って
公称容量７００＋＋Ａｈの円筒形電池を作成した。かか
る電池は本発明電池及び比較電池のいずれも１０個ずつ
作成した。
かくして作成された電池の全てにつき、１５抛Ａで５時
間充電した後に１５０ｍＡで放電して電池電圧が１．３
ｖに達した時点で放電を停止するという充放電条件の下
で連続サイクル試験を行った。
間充電した後に１５０ｍＡで放電して電池電圧が１．３
ｖに達した時点で放電を停止するという充放電条件の下
で連続サイクル試験を行った。
その結果を第２図に示す。即ち、第２図は横軸にサイク
ル数をとり縦軸に電池容量をとって両者の関係を示した
グラフであり、図においては、２本の実線にて上下限が
定められた領域によって本発明電池の結果が示され、２
本の破線にて上下限が定められた領域によって比較電池
の結果が示されている。この図からも明らかなように本
発明電池は、比較電池よりも電池容量の低下が少なく抑
えられることが分かり、本発明電池のサイクル寿命の向
上を確認することができる。
ル数をとり縦軸に電池容量をとって両者の関係を示した
グラフであり、図においては、２本の実線にて上下限が
定められた領域によって本発明電池の結果が示され、２
本の破線にて上下限が定められた領域によって比較電池
の結果が示されている。この図からも明らかなように本
発明電池は、比較電池よりも電池容量の低下が少なく抑
えられることが分かり、本発明電池のサイクル寿命の向
上を確認することができる。
なお上述の実施例においては、多層セパレータ３が微孔
性膜体３１及びナイロン不織布３２よりなるものとした
が、該ナイロン不織布３２は他の不織布又は織布の繊維
体に代替可能である。また前記微孔性膜体３１は２枚の
微孔性フィルム３１ａ、３１ｂが積層一体化されたもの
であったが、３枚以上の微孔性フィルムが積層一体化さ
れたものであってもよい。但し、親水性が付与されてい
ない微孔性フィルムは負極に面するように配置される必
要がある。
性膜体３１及びナイロン不織布３２よりなるものとした
が、該ナイロン不織布３２は他の不織布又は織布の繊維
体に代替可能である。また前記微孔性膜体３１は２枚の
微孔性フィルム３１ａ、３１ｂが積層一体化されたもの
であったが、３枚以上の微孔性フィルムが積層一体化さ
れたものであってもよい。但し、親水性が付与されてい
ない微孔性フィルムは負極に面するように配置される必
要がある。
以上詳述した如く本発明によれば、内部短絡等が十分に
抑止され、電池容量の低下が可及的に少なく抑えられ、
サイクル寿命の長い優れたアルカリ亜鉛蓄電池を得るこ
とができる。
抑止され、電池容量の低下が可及的に少なく抑えられ、
サイクル寿命の長い優れたアルカリ亜鉛蓄電池を得るこ
とができる。
第１図は本発明に係るアルカリ亜鉛蓄電池の電極群を模
式的に示す縦断面図、第２図は本発明に係るアルカリ亜
鉛蓄電池と従来のアルカリ亜鉛蓄電池とを電池容量の変
化において比較対比したグラフである。 １・・・亜鉛負極 ２・・・正極 ３・・・多層セパレ
ータ３１・・・微孔性膜体 ３１ａ・・・親水性が付与
された微孔性フィルム ３２・・・不織布 ３１ｂ・・
・親水性が付与されていない微孔性フィルム
式的に示す縦断面図、第２図は本発明に係るアルカリ亜
鉛蓄電池と従来のアルカリ亜鉛蓄電池とを電池容量の変
化において比較対比したグラフである。 １・・・亜鉛負極 ２・・・正極 ３・・・多層セパレ
ータ３１・・・微孔性膜体 ３１ａ・・・親水性が付与
された微孔性フィルム ３２・・・不織布 ３１ｂ・・
・親水性が付与されていない微孔性フィルム
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、亜鉛負極と正極との間に、親水性を有する微孔性膜
体を亜鉛負極側に配し、繊維体を正極側に配してなる多
層セパレータを設けることにより、電極群を構成したア
ルカリ亜鉛蓄電池において、 親水性が付与されていない微孔性フィルム を含む複数枚の微孔性フィルムを、前記親水性が付与さ
れていない微孔性フィルムが少なくとも一方の外面をな
すように積層することにより、前記微孔性膜体を一体的
に形成し、該微孔性膜体を、前記親水性が付与されて いない微孔性フィルムをして亜鉛負極に対面せしめるべ
く配置してあることを特徴とするアルカリ亜鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62262450A JPH01105457A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62262450A JPH01105457A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01105457A true JPH01105457A (ja) | 1989-04-21 |
Family
ID=17375955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62262450A Pending JPH01105457A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01105457A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6225465B2 (ja) * | 1980-05-22 | 1987-06-03 | Stopinc Ag |
-
1987
- 1987-10-16 JP JP62262450A patent/JPH01105457A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6225465B2 (ja) * | 1980-05-22 | 1987-06-03 | Stopinc Ag |
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