JPH0150063B2 - - Google Patents
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- JPH0150063B2 JPH0150063B2 JP56012145A JP1214581A JPH0150063B2 JP H0150063 B2 JPH0150063 B2 JP H0150063B2 JP 56012145 A JP56012145 A JP 56012145A JP 1214581 A JP1214581 A JP 1214581A JP H0150063 B2 JPH0150063 B2 JP H0150063B2
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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
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/244—Zinc electrodes
-
- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ニツケル−亜鉛電池や酸化銀−亜鉛
電池などのように、負極活物質として亜鉛を、電
解液としてアルカリ性水溶液を用いる亜鉛アルカ
リ二次電池の改良に関するものである。
電池などのように、負極活物質として亜鉛を、電
解液としてアルカリ性水溶液を用いる亜鉛アルカ
リ二次電池の改良に関するものである。
従来、負極活物質に亜鉛を用いた電池は、エネ
ルギー密度が高くかつ安価である利点を有する反
面、放電時に生成する酸化亜鉛ZnOが、亜鉛酸イ
オンZn（OH）4 2-となつてアルカリ電解液中に溶
解し拡散する結果、充電時の亜鉛の電析が不均一
となり、充放電サイクルの進行とともに極板の形
状変化が起こり、電池容量が減少する不具合、あ
るいは電析する際に亜鉛が針状結晶（デンドライ
ト）となつてセパレータを局部的に破損し、電池
が内部短絡を生じるといつた欠点があつた。これ
を改善するため、亜鉛活物質中に水酸化カルシウ
ムを混合すること等の提案がなされているが、亜
鉛活物質の利用率が低下する欠点もあり、未だ満
足すべき効果が得られていない。
ルギー密度が高くかつ安価である利点を有する反
面、放電時に生成する酸化亜鉛ZnOが、亜鉛酸イ
オンZn（OH）4 2-となつてアルカリ電解液中に溶
解し拡散する結果、充電時の亜鉛の電析が不均一
となり、充放電サイクルの進行とともに極板の形
状変化が起こり、電池容量が減少する不具合、あ
るいは電析する際に亜鉛が針状結晶（デンドライ
ト）となつてセパレータを局部的に破損し、電池
が内部短絡を生じるといつた欠点があつた。これ
を改善するため、亜鉛活物質中に水酸化カルシウ
ムを混合すること等の提案がなされているが、亜
鉛活物質の利用率が低下する欠点もあり、未だ満
足すべき効果が得られていない。
本発明は、亜鉛負極の表面に、酸化チタンの多
孔質の層を密着させることにより、亜鉛活物質の
利用率を損うことなく、充放電サイクル寿命が改
善された、亜鉛アルカリ二次電池を提供しようと
するものである。
孔質の層を密着させることにより、亜鉛活物質の
利用率を損うことなく、充放電サイクル寿命が改
善された、亜鉛アルカリ二次電池を提供しようと
するものである。
すなわち、微細な酸化チタンから成る多孔質層
を亜鉛極の反応面に配置することにより、亜鉛極
の放電時に生成する亜鉛酸イオンが電解液中に拡
散することなく、酸化チタンの多孔層の中に吸蔵
され固定化されるため、充放電サイクルの進行に
伴なう亜鉛活物質の偏在を生じることがなくなり
電池容量の低下を防ぐことができる。さらに、酸
化チタンはアルカリ電解液中で分解せず機械的強
度が強いので、充電時に生じる亜鉛の針状結晶
（デンドライト）を阻止するバリヤー層としても
有効に作用することに加えて、微細な酸化チタン
の粒子から成る多孔層は、曲りくねつた通路を形
成し亜鉛のデンドライトの成長を抑止するため、
セパレータの破損による内部短絡がなくなり、電
池寿命が著るしく改善される。なお酸化チタンは
アルカリ水溶液中でイオン伝導性を有する性質が
あるため、電池の内部抵抗の増加は極めて小さ
い。
を亜鉛極の反応面に配置することにより、亜鉛極
の放電時に生成する亜鉛酸イオンが電解液中に拡
散することなく、酸化チタンの多孔層の中に吸蔵
され固定化されるため、充放電サイクルの進行に
伴なう亜鉛活物質の偏在を生じることがなくなり
電池容量の低下を防ぐことができる。さらに、酸
化チタンはアルカリ電解液中で分解せず機械的強
度が強いので、充電時に生じる亜鉛の針状結晶
（デンドライト）を阻止するバリヤー層としても
有効に作用することに加えて、微細な酸化チタン
の粒子から成る多孔層は、曲りくねつた通路を形
成し亜鉛のデンドライトの成長を抑止するため、
セパレータの破損による内部短絡がなくなり、電
池寿命が著るしく改善される。なお酸化チタンは
アルカリ水溶液中でイオン伝導性を有する性質が
あるため、電池の内部抵抗の増加は極めて小さ
い。
以下、一実施例について詳説する。まず、酸化
亜鉛末70重量％、亜鉛末25重量％、フツ素樹脂デ
イスパージヨン５重量％から成る混合物を混練り
したのち、圧延ロールを用いて厚み0.8mmのシー
ト状に圧延した負極活物質を、所定の形状に裁断
し銀の網状集電体を埋込み和紙で包んで亜鉛極と
する。この亜鉛極の表面に平均粒径0.02μの酸化
チタン末80重量％に、フツ素樹脂デイスパージヨ
ン20重量％を加えて混練りしたのち、圧延ロール
により0.3mmに圧延した酸化チタンの多孔シート
を前記の亜鉛極の表面に密着させる。
亜鉛末70重量％、亜鉛末25重量％、フツ素樹脂デ
イスパージヨン５重量％から成る混合物を混練り
したのち、圧延ロールを用いて厚み0.8mmのシー
ト状に圧延した負極活物質を、所定の形状に裁断
し銀の網状集電体を埋込み和紙で包んで亜鉛極と
する。この亜鉛極の表面に平均粒径0.02μの酸化
チタン末80重量％に、フツ素樹脂デイスパージヨ
ン20重量％を加えて混練りしたのち、圧延ロール
により0.3mmに圧延した酸化チタンの多孔シート
を前記の亜鉛極の表面に密着させる。
なお、酸化チタンの多孔層を形成する方法は、
酸化チタン末を２重量％のポリビニルアルコール
（PVA）水溶液で練り、スラリー状としたものを
ハケ又はローラーを用いて、前記の亜鉛極の表面
に塗布し、乾燥させたのち所定の厚みにプレスす
る方法でもよい。
酸化チタン末を２重量％のポリビニルアルコール
（PVA）水溶液で練り、スラリー状としたものを
ハケ又はローラーを用いて、前記の亜鉛極の表面
に塗布し、乾燥させたのち所定の厚みにプレスす
る方法でもよい。
この酸化チタンの多孔層を表面に密着させた亜
鉛極と、ニツケル極にナイロン不織布とポリプロ
ピレン製微孔膜（商品名：ジユラガード）のセパ
レータを巻いたものとを組み合わせ、比重1.30の
水酸化カリウム水溶液から成る電解液を遊離の液
がない程度の量注液し、電池とした。第１図は、
本発明によるニツケル−亜鉛電池を示し１は網状
集電体を含む亜鉛極、２は酸化チタンの多孔質
層、３は微孔性セパレータ、４は保液層、５は水
酸化ニツケルから成るニツケル極である。
鉛極と、ニツケル極にナイロン不織布とポリプロ
ピレン製微孔膜（商品名：ジユラガード）のセパ
レータを巻いたものとを組み合わせ、比重1.30の
水酸化カリウム水溶液から成る電解液を遊離の液
がない程度の量注液し、電池とした。第１図は、
本発明によるニツケル−亜鉛電池を示し１は網状
集電体を含む亜鉛極、２は酸化チタンの多孔質
層、３は微孔性セパレータ、４は保液層、５は水
酸化ニツケルから成るニツケル極である。
第２図は、ニツケル−亜鉛電池の充放電サイク
ル特性を示し、Ａは本発明の構造の電池で、Ｂは
酸化チタンの多孔質層を用いないほかは、Ａと同
一の構造の従来型電池である。電池はいずれも初
期容量50Ahを有し、充放電サイクル試験は、電
流5Aで端子電圧2.0Vまで充電したあと電流10A
で端子電圧1.0Vまで放電するサイクルをくり返
した。
ル特性を示し、Ａは本発明の構造の電池で、Ｂは
酸化チタンの多孔質層を用いないほかは、Ａと同
一の構造の従来型電池である。電池はいずれも初
期容量50Ahを有し、充放電サイクル試験は、電
流5Aで端子電圧2.0Vまで充電したあと電流10A
で端子電圧1.0Vまで放電するサイクルをくり返
した。
図から明らかなように、本発明の亜鉛極表面
に、酸化チタンの多孔質の層を密着させた構造の
電池は、充放電サイクルの進行に伴なう電池容量
の減少が改善され、かつ電池寿命が長い。
に、酸化チタンの多孔質の層を密着させた構造の
電池は、充放電サイクルの進行に伴なう電池容量
の減少が改善され、かつ電池寿命が長い。
上述のように、本発明によれば、亜鉛酸イオン
を捕捉する酸化チタンの微孔を有する多孔質層
が、亜鉛極表面に密着して形成されているので、
亜鉛活物質の利用率を低下させることがなく、か
つ亜鉛極の形状変化を有効に防止する特徴を有
し、亜鉛アルカリ二次電池のサイクル寿命の改善
に大きな効果が得られる。
を捕捉する酸化チタンの微孔を有する多孔質層
が、亜鉛極表面に密着して形成されているので、
亜鉛活物質の利用率を低下させることがなく、か
つ亜鉛極の形状変化を有効に防止する特徴を有
し、亜鉛アルカリ二次電池のサイクル寿命の改善
に大きな効果が得られる。
第１図は、本発明亜鉛アルカリ二次電池の縦断
面図、第２図は同上電池の充放電サイクル特性図
である。 １……亜鉛極、２……酸化チタン多孔層、３…
…セパレータ、４……保液層、５……ニツケル
極。
面図、第２図は同上電池の充放電サイクル特性図
である。 １……亜鉛極、２……酸化チタン多孔層、３…
…セパレータ、４……保液層、５……ニツケル
極。
Claims (1)
- １ 亜鉛を活物質とする負極の表面に、酸化チタ
ンの多孔質の層を密着せしめたことを特徴とする
亜鉛アルカリ二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56012145A JPS57126068A (en) | 1981-01-28 | 1981-01-28 | Zinc alkaline secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56012145A JPS57126068A (en) | 1981-01-28 | 1981-01-28 | Zinc alkaline secondary battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57126068A JPS57126068A (en) | 1982-08-05 |
| JPH0150063B2 true JPH0150063B2 (ja) | 1989-10-27 |
Family
ID=11797324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56012145A Granted JPS57126068A (en) | 1981-01-28 | 1981-01-28 | Zinc alkaline secondary battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57126068A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2943127B2 (ja) * | 1992-11-30 | 1999-08-30 | キヤノン株式会社 | 二次電池 |
| CA2110097C (en) * | 1992-11-30 | 2002-07-09 | Soichiro Kawakami | Secondary battery |
| US20140107275A1 (en) | 2011-06-02 | 2014-04-17 | The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. | Coating agent composition for battery electrode or separator |
| JP6576462B2 (ja) * | 2015-11-06 | 2019-09-18 | 日産自動車株式会社 | 二次電池用亜鉛負極材 |
| JP2020061222A (ja) * | 2018-10-05 | 2020-04-16 | 日立化成株式会社 | ニッケル亜鉛電池用負極及びニッケル亜鉛電池 |
| CN113046795B (zh) * | 2021-03-09 | 2022-02-18 | 山东大学 | 一种三维钛结构和长寿命的三维柔性锌负极及其制备方法和应用 |
-
1981
- 1981-01-28 JP JP56012145A patent/JPS57126068A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57126068A (en) | 1982-08-05 |
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