JPH01163967A - 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】 「ノ　産業上の利用分野 本発明は、ニッケルー亜鉛蓄電池や銀−亜鉛蓄電池等の
隘極として用いらｎる、亜鉛価の製造方法に関するもの
である。

に）従来の技術 亜鉛価で、活物質として用いら几る亜鉛は、単位重量る
之りのエネルギー密度が大きく、かつ安価であるという
利点がある。ところが、この種のアルカリ蓄電池に用い
らｎる亜鉛極では、放電時に亜鉛がアルカリ電解液中に
溶出して、生じた亜鉛酸イオンが、光電時には、亜鉛極
表面に樹枝状あるいは海線状に電析し成長する。し次が
って充放電の繰り返しにより、との電析亜鉛が、セパレ
ータを貫通し、陽極に接触して電池内部短絡を引き起こ
したり、あるいは、亜鉛極表面が高密度化して電池放電
容量が低下する結果、電池のす・ｆクル寿命が非常に短
くなるという欠点がある。

この欠点に対処し、電池のサイクル寿命を改善する方法
として１例えば特公昭５４−９６９６号公報に記載され
ているように、亜鉛活物質の利用率を上げる働きをする
カドミウム、鉛、インジクム、スズ等の金属と共に、亜
鉛極中に水酸化カルシウムを添加、含有させることが提
案さｎている。

亜鉛極の放電生成物である上記亜鉛酸イオンは、この水
酸化カルシウムと反応して、不溶化合物である亜鉛酸カ
ルシウム（ＣａＺｎｚ（ＯＨ）６・２ｆ（ｚｏ）となっ
て、亜鉛極中に固足さ几る。その結果放電時の亜鉛酸イ
オンの溶出、逸散が抑制さｎ、光放電に伴う電析亜鉛の
生長や、亜鉛極表面のｉ密度化が効果的に防止されて、
アルカリ蓄電池の長寿命化が図れる。

しかしながら、上記水酸他方ルシウムの亜鉛極への添加
、含有は、亜鉛酸イオンの固定によって。

電池特注特にナイクル寿命の向上に寄与する働きがある
ものの、放電時に生成し之亜鉛酸カルシクムが、久の光
ＩＥ時に元の亜鉛と水酸化カルシウムに戻る反応がおこ
りに＜＜、尤ｔｔ圧の上昇を招くという問題点があった
。この問題点は急速光電を行なった時等に顕著に現わｎ
１逆に水酸化カルシウムを添加しない時エフもサイクル
待命が短くなるとい５問題があった。

この問題点を解決するために、本発明者らは特開昭６２
−２４３２５３号公報に示した様に、水酸化カルシウム
とともにタリウムあるいは、タリウム化合物を、亜鉛価
に含有させることを提案した。このようにすることで、
タリウムは、亜鉛酸カルシウムの分散全促進し、光電反
応、すなわち亜鉛酸カルシウムが水酸化カルシウムと亜
鉛になる反応を円滑にさせることが可能ｔなる。このた
め、急速光１時にも、従来のＬうに光電電圧の上昇を招
くことはなくなＪ。

このようにして水酸化カルシウムを添加した時の光放電
反応に関する問題点は解決さｎ、ｅ。

一方１通常亜鉛極はある程度の放電リデープを呆持し、
ま良電子伝導性を良くする目的で、亜鉛粉末を添加する
。ところで亜鉛粉末と水酸化カルヒ シクムを両方含んだ粉末に、水を加えて混練し、八 活物質ペーストを作成すると、このペーストが乾燥する
過程で、水と酸素と亜鉛と水酸化カルシウムが反応し、
亜鉛酸カルシウムが生成する。この時にペーストは急激
に固化する九めに、活物質ペーストと集電体とのはく離
が生じる。集電体とのはく離が生じると、集電が不充分
となり、サイクル初期から光分な容量が得らｎない。

このようなペースト乾燥時の固化を防止する方法として
は、酸素のない雰囲気で乾燥させる方法。

有機溶媒で混練する方法等が考えられるが、前者は作業
、操作が複雑化し、後者は有機溶媒が亜鉛Ｗ電極反応の
妨害物質になるという欠点がある。

またペースト乾燥時の固化を防止する方法としては、特
開昭５１−１５１２５号公報に開示さｎているように、
亜鉛酸カルシウムを出発物質とする方法がある。しかし
、前述した様に亜鉛酸カルシウムは光電されにくいため
、亜鉛極製造時の出発物質としては不適当である。

（／９　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たものであって、活物質ペーストの固
化を抑制し、集電体からのはく離を抑え、ナイクル特注
にｆｎた、アルカリ蓄電池用亜鉛極を提供しようとする
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シ池用亜鉛極の製造方法は、亜鉛と
、水酸化カルシウムと、酸化タリウムと、水とを混練し
、乾燥後粉砕して粉末を得％該粉末に亜鉛粉末と、酸化
亜鉛粉末と、添加剤と、結着剤とを混練して活物質ペー
ストをｆ′Ｆ：成し、該活物質ペーストを集電体に塗着
することを特徴とするものである。

（ホ）作用 亜鉛と、水酸化カルシウムと、酸化タリウムと、水とを
混練すると、乾燥時に、亜鉛と水酸化カルシウムと水と
酸素が反応して亜鉛酸カルシウムが生成するとともに、
金属亜鉛により酸化タリウムが還元されて金属タリウム
が析出する。こｎを粉砕して得ら几る粉末は、亜鉛酸カ
ルシウムの近傍にタリウムが析出した状態のものである
口この粉末と、亜鉛粉末、ｒＩＲ化亜鉛亜鉛粉末ｆＡ刀
■剤を混合し、水とで混練して得らｆ′Ｌ九活物質ペー
ストは、乾燥時にも固化しないので、集電体からのはく
離が生じに＜＜、亜鉛極における集電を損なうことはな
い。

しかも、亜鉛酸カルシウムを出発物質の一部としている
が、金属タリウムを近傍に存在させているために、可逆
的な光電反応が可能であり、電池＃性を損なうことなく
、しかも長寿命のナイクルが得ら几る。

ま九、亜鉛醗カルシクムの分子式は、ＣａＺｎ（ＯＨ）
６・２ＨｚＯで示さｎることがら明らかなように、粉末
化Ｗ、時の亜鉛と水酸化力ルシウムのモル比は、２以上
が好ましい。

（へ）実施例 以下に１本発明実施例と、比較例とを列６ｃＥ（、、詳
述する。

（実施例１） 亜鉛と、水酸化カルシウムと、酸化タリクムを、重量比
で、３０：１０：ＩＶ）割合で混合し、水で練って％８
０℃で乾燥させた。こ几を粉砕して、粉末を得た。この
ときの、亜鉛と水酸化力ルシウムのモル比は、２．６５
である。

久に酸化亜鉛粉末１００００重部対して、亜鉛粉末２０
重量部、上記粉末４１重量部、ＴＩ＃加剤としての酸化
水銀３重量部と結着剤とを混ぜて水で混練し、活物質ペ
ーストを作成した。このペーストを銅板（集電板〕に圧
清し九後、乾燥させて亜鉛極を得た。この亜鉛極を、本
発明電極Ａとした。

（比較例１） 比較例１として、酸化亜鉛粉末１００重量部に対して亜
鉛粉末５０重量部、水酸化力ルシウム１０重量部、酸化
水銀３重量部を使用し活物質ペーストを得、以下同様に
作成した亜鉛極を得た。

この亜鉛極を、比較室ＷＢとした。

（比較例２ン 比較例２として、設化亜鉛粉末１００重量部に対して亜
鉛粉末５０重部、水酸化力ルシウムｌＯ重量部、酸化タ
リウム１重量部、酸化水銀３重量部を使用し活物質ペー
ストを得、以下同様に作成し之亜鉛ｆｒ１を得比。この
亜鉛極を、比較１憧Ｃとし次。

（比較例・３，１） 比較例３として、亜鉛と水酸化力ルシウムだけを、水で
混練し、乾燥、粉砕した以外は、すべて実施例１と同様
の１ｍ極を作成し九。この亜鉛極を、比較１１ＣＦ！Ｈ
Ｄとした。

本発明電［Ａと、比較室［Ｂ、Ｄとを用い、公知の焼結
式ニッケル極と組合せ、夫々セパレータを介して渦巻電
極群を作製し、電池缶に収納し九後、アルカリ電解液を
注入してニッケル亜鉛蓄電池（公称容１１５００ｆｆＡ
Ｈ）を得た。こｎらの電池ｆｔｚｏ＠ずつ試作した。そ
してこｎらの電池について、４時間率の電流値で充放電
サイクルを繰り返し行な、九時の、初期不良率と、初期
不良をおこし次電池を除いた時の、平均サイクル寿命を
検討した。放！深ｆｆは１００％として行っている。

この結果を、？Ｘ、表に示す。

表 表から明らかなように、本発明の亜鉛極を備えたアルカ
リ蓄電池は、集電体と活物質のはく離による初期不良が
生じにくり、サイクル寿命も同上していることがわかる
。

（トノ発明の効果 本発明のアルカリ蓄［池用亜鉛侃の製造方法によｎば、
電ＦＭ襄造直後の組立不良がなく、かかる亜ｊ［を用い
たアルカリ蓄電池の高容量、長寿命化を可能とするもの
でろり、その工業的価値はきわめて大きい。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）亜鉛と、水酸化カルシウムと、酸化タリウムと、
   水とを混練し、乾燥後粉砕して粉末を得、該粉末に亜鉛
   粉末と、酸化亜鉛粉末と、添加剤と、結着剤とを混練し
   て活物質ペーストを作成し、該活物質ペーストを集電体
   に塗着することを特徴とするアルカリ蓄電池用亜鉛極の
   製造方法。
2. （２）前記亜鉛と水酸化カルシウムのモル比が、２以上
   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。