JPH06124706A - 密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池 - Google Patents
密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH06124706A JPH06124706A JP4296306A JP29630692A JPH06124706A JP H06124706 A JPH06124706 A JP H06124706A JP 4296306 A JP4296306 A JP 4296306A JP 29630692 A JP29630692 A JP 29630692A JP H06124706 A JPH06124706 A JP H06124706A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- particle size
- sealed nickel
- metallic
- storage battery
- 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.)
- Pending
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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
-
- 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
- H01M10/30—Nickel accumulators
-
- 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)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 水銀を添加せずに水素の発生を抑制でき、保
存特性と充放電サイクル寿命特性とにすぐれた密閉形ニ
ッケル−亜鉛蓄電池を得る。 【構成】 粒径が１０〜２５μの金属亜鉛粉末と粒径が
０．３μ以上の酸化亜鉛粉末とを主成分とする亜鉛負極
を用いる。 【効果】 金属亜鉛粉末の粒径を小さくしたので、水素
の発生を抑制することができ、これによって放置後の充
放電サイクル寿命を向上させることができる。
存特性と充放電サイクル寿命特性とにすぐれた密閉形ニ
ッケル−亜鉛蓄電池を得る。 【構成】 粒径が１０〜２５μの金属亜鉛粉末と粒径が
０．３μ以上の酸化亜鉛粉末とを主成分とする亜鉛負極
を用いる。 【効果】 金属亜鉛粉末の粒径を小さくしたので、水素
の発生を抑制することができ、これによって放置後の充
放電サイクル寿命を向上させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、密閉形ニッケル−亜鉛
蓄電池に関するもので、さらに詳しく言えば、その亜鉛
極の改良に関するものである。
蓄電池に関するもので、さらに詳しく言えば、その亜鉛
極の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ポータブルタイプやコードレスタ
イプのエレクトロニクス機器の普及により、再充電可能
な二次電池の需要が高まってきている。
イプのエレクトロニクス機器の普及により、再充電可能
な二次電池の需要が高まってきている。
【０００３】このような二次電池は、機器の小型化、軽
量化に伴ってエネルギー密度が高く、メンテナンスが容
易であるものが注目され、特に密閉形ニッケル−亜鉛蓄
電池が注目されている。
量化に伴ってエネルギー密度が高く、メンテナンスが容
易であるものが注目され、特に密閉形ニッケル−亜鉛蓄
電池が注目されている。
【０００４】上記した密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池にお
ける亜鉛負極は、亜鉛の溶解度が高いために充電時に亜
鉛のデンドライトが成長してセパレータの貫通ショート
を起こしたり、シェイプチェンジによって利用率が低下
するという問題があり、充放電サイクル寿命が短くなる
原因になっていた。
ける亜鉛負極は、亜鉛の溶解度が高いために充電時に亜
鉛のデンドライトが成長してセパレータの貫通ショート
を起こしたり、シェイプチェンジによって利用率が低下
するという問題があり、充放電サイクル寿命が短くなる
原因になっていた。
【０００５】従来、このようなデンドライトやシェイプ
チェンジの発生を防止するため、粒径が１〜１０μの金
属亜鉛と粒径が０．３μ以上の酸化亜鉛を用いて電着を
均一に行うことが提案されている。
チェンジの発生を防止するため、粒径が１〜１０μの金
属亜鉛と粒径が０．３μ以上の酸化亜鉛を用いて電着を
均一に行うことが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の密閉形
ニッケル−亜鉛蓄電池では、金属亜鉛の粒径が小さいた
め、表面積が大きくなり、保存時に金属亜鉛の腐食によ
って水素を発生させやすく、水銀を添加してこのような
水素の発生を抑制していた。しかしながら、水銀を使用
することは環境上好ましいものではなく、水銀に代わる
他の物質も種々提案されているが、コスト面で満足でき
ないという問題があった。
ニッケル−亜鉛蓄電池では、金属亜鉛の粒径が小さいた
め、表面積が大きくなり、保存時に金属亜鉛の腐食によ
って水素を発生させやすく、水銀を添加してこのような
水素の発生を抑制していた。しかしながら、水銀を使用
することは環境上好ましいものではなく、水銀に代わる
他の物質も種々提案されているが、コスト面で満足でき
ないという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、酸化亜鉛および金属亜鉛を主成分とする
亜鉛負極と、ニッケル正極と、前記亜鉛負極とニッケル
正極との間に介挿されたセパレータと、このセパレータ
に含浸された電解液とを有する極群からなる密閉形ニッ
ケル−亜鉛蓄電池において、金属亜鉛粉末の粒径が１０
〜２５μで、酸化亜鉛粉末の粒径が０．３μ以上である
ことを特徴とするものである。
め、本発明は、酸化亜鉛および金属亜鉛を主成分とする
亜鉛負極と、ニッケル正極と、前記亜鉛負極とニッケル
正極との間に介挿されたセパレータと、このセパレータ
に含浸された電解液とを有する極群からなる密閉形ニッ
ケル−亜鉛蓄電池において、金属亜鉛粉末の粒径が１０
〜２５μで、酸化亜鉛粉末の粒径が０．３μ以上である
ことを特徴とするものである。
【０００８】
【作 用】従って、本発明は、均一な電着を損なうこと
なく金属亜鉛の粒子の表面積を減少させることができる
ので、水素の発生を抑制することができる。
なく金属亜鉛の粒子の表面積を減少させることができる
ので、水素の発生を抑制することができる。
【０００９】また、本発明は、金属亜鉛のＢＥＴ法によ
る比表面積が０．１ｍ2 ／ｇ以下にすることにより、そ
の表面積の増大を小さくすることができる。
る比表面積が０．１ｍ2 ／ｇ以下にすることにより、そ
の表面積の増大を小さくすることができる。
【００１０】また、本発明は、酸化亜鉛粉末の粒径を
０．３μ以上にしているので、接触による水素の発生を
抑制することができる。
０．３μ以上にしているので、接触による水素の発生を
抑制することができる。
【００１１】
【実施例】以下本発明の詳細を実施例により説明する。
【００１２】本発明の密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池に用
いる亜鉛負極は、粒径が１０〜２５μ（平均粒径１７
μ）の金属亜鉛粉末２０重量％と、粒径が０．３μ以上
の酸化亜鉛粉末８０重量％とにポリテトラフルオロエチ
レン粒子を混合し、エタノール等の有機溶媒を用いて混
練して乾燥させる。なお、上記金属亜鉛粉末は、還元雰
囲気下で金属亜鉛を蒸発させてから冷却して凝集したも
ので、得られる金属亜鉛粒子が球状であるため、その表
面積の増大を最小限にすることができ、ＢＥＴ法による
比表面積を０．１ｍ2 ／ｇ以下にすることによって水素
の発生を抑制することが可能である。
いる亜鉛負極は、粒径が１０〜２５μ（平均粒径１７
μ）の金属亜鉛粉末２０重量％と、粒径が０．３μ以上
の酸化亜鉛粉末８０重量％とにポリテトラフルオロエチ
レン粒子を混合し、エタノール等の有機溶媒を用いて混
練して乾燥させる。なお、上記金属亜鉛粉末は、還元雰
囲気下で金属亜鉛を蒸発させてから冷却して凝集したも
ので、得られる金属亜鉛粒子が球状であるため、その表
面積の増大を最小限にすることができ、ＢＥＴ法による
比表面積を０．１ｍ2 ／ｇ以下にすることによって水素
の発生を抑制することが可能である。
【００１３】上記乾燥時に金属亜鉛が酸化してその微粒
子が金属亜鉛の表面に形成されないようにするため、前
記溶媒からできるだけ水を除去してからペースト状にす
る。
子が金属亜鉛の表面に形成されないようにするため、前
記溶媒からできるだけ水を除去してからペースト状にす
る。
【００１４】次に、上記ペーストを厚みが０．１ｍｍの
銅集電体に塗布し、乾燥、プレスして厚みが１ｍｍ、活
物質密度が２．０〜３．８ｇ／ｃｍ3 の亜鉛負極とす
る。
銅集電体に塗布し、乾燥、プレスして厚みが１ｍｍ、活
物質密度が２．０〜３．８ｇ／ｃｍ3 の亜鉛負極とす
る。
【００１５】こうして得られた亜鉛負極４枚と、シンタ
ー式ニッケル正極３枚とに微孔性ポリプロピレンセパレ
ータとセルロースとを組み合わせた補液層を挟んで配置
し、電解液として比重が１．３〜１．４の水酸化リチウ
ムを添加した水酸化カリウム水溶液を用いて容量が７Ａ
ｈの本発明の密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池を製作した。
ー式ニッケル正極３枚とに微孔性ポリプロピレンセパレ
ータとセルロースとを組み合わせた補液層を挟んで配置
し、電解液として比重が１．３〜１．４の水酸化リチウ
ムを添加した水酸化カリウム水溶液を用いて容量が７Ａ
ｈの本発明の密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池を製作した。
【００１６】上記した本発明電池Ａと、同じ方法で得た
粒径が１〜１０μ（平均粒径４μ、比表面積０．３６ｍ
2 ／ｇ）の金属亜鉛を用いた比較電池Ｂと、還元雰囲気
下で溶融亜鉛をノズルから噴霧して得た粒径が４０〜７
４μの金属亜鉛（比表面積０．０８ｍ2 ／ｇ）を用いた
従来電池Ｃと、上記本発明電池Ａに用いた金属亜鉛の１
０％を空気酸化して０．３μ以下の酸化亜鉛を形成して
なる比較電池Ｄと、還元雰囲気下で金属亜鉛を蒸発させ
てから冷却して凝集した粒径が２５〜４０μ（平均粒径
３５μ、比表面積０．０７ｍ2 ／ｇ）の金属亜鉛を用い
た比較電池Ｅとについて、充放電サイクル数、保存特性
を調査した。なお、還元雰囲気下で溶融亜鉛をノズルか
ら噴霧して得た金属亜鉛は、粒子の粒径が４０μ以上と
いう大粒子になるという特徴がある。
粒径が１〜１０μ（平均粒径４μ、比表面積０．３６ｍ
2 ／ｇ）の金属亜鉛を用いた比較電池Ｂと、還元雰囲気
下で溶融亜鉛をノズルから噴霧して得た粒径が４０〜７
４μの金属亜鉛（比表面積０．０８ｍ2 ／ｇ）を用いた
従来電池Ｃと、上記本発明電池Ａに用いた金属亜鉛の１
０％を空気酸化して０．３μ以下の酸化亜鉛を形成して
なる比較電池Ｄと、還元雰囲気下で金属亜鉛を蒸発させ
てから冷却して凝集した粒径が２５〜４０μ（平均粒径
３５μ、比表面積０．０７ｍ2 ／ｇ）の金属亜鉛を用い
た比較電池Ｅとについて、充放電サイクル数、保存特性
を調査した。なお、還元雰囲気下で溶融亜鉛をノズルか
ら噴霧して得た金属亜鉛は、粒子の粒径が４０μ以上と
いう大粒子になるという特徴がある。
【００１７】図１は、上記各電池について、周囲温度２
５℃において、放電電流を１．４Ａ、放電深度を１００
％とし、充電電流を０．７Ａ、充電量を放電量の１０５
％とした時の充放電サイクル数と放電容量との関係を示
したものである。
５℃において、放電電流を１．４Ａ、放電深度を１００
％とし、充電電流を０．７Ａ、充電量を放電量の１０５
％とした時の充放電サイクル数と放電容量との関係を示
したものである。
【００１８】図１から、本発明電池Ａと、比較電池Ｂ，
Ｄは充放電サイクル数が２５０サイクル以上になること
がわかる。
Ｄは充放電サイクル数が２５０サイクル以上になること
がわかる。
【００１９】図２は、上記各電池について、周囲温度６
０℃において、２０日間放置した時の重量の変化を示し
たものである。
０℃において、２０日間放置した時の重量の変化を示し
たものである。
【００２０】図２から、本発明電池Ａと比較電池Ｅとは
ほとんど重量の変化がないことがわかる。このことは、
還元雰囲気下で溶融金属亜鉛を蒸発させてから冷却して
凝集することによって得た粒子の比表面積が０．１ｍ2
／ｇ以下であり、このような金属亜鉛粒子を用いた場合
には水素の発生量を少なくできることを意味している。
ほとんど重量の変化がないことがわかる。このことは、
還元雰囲気下で溶融金属亜鉛を蒸発させてから冷却して
凝集することによって得た粒子の比表面積が０．１ｍ2
／ｇ以下であり、このような金属亜鉛粒子を用いた場合
には水素の発生量を少なくできることを意味している。
【００２１】図３は、上記放置した電池について、周囲
温度２５℃において、放電電流を１．４Ａ、放電深度を
１００％とし、充電電流を０．７Ａ、充電量を放電量の
１０５％とした時の放電容量の関係を示したものであ
る。
温度２５℃において、放電電流を１．４Ａ、放電深度を
１００％とし、充電電流を０．７Ａ、充電量を放電量の
１０５％とした時の放電容量の関係を示したものであ
る。
【００２２】図３から、本発明電池Ａは放置後の性能も
優れていることがわかる。
優れていることがわかる。
【００２３】上記した結果から、本発明電池Ａは、金属
亜鉛の表面積を小さくしたことにより、水素の発生を抑
制することができ、これによって放置後の充放電サイク
ル寿命を向上させることができる。
亜鉛の表面積を小さくしたことにより、水素の発生を抑
制することができ、これによって放置後の充放電サイク
ル寿命を向上させることができる。
【００２４】
【発明の効果】上記した如く、本発明の密閉形ニッケル
−亜鉛蓄電池は、保存特性と充放電サイクル寿命とにす
ぐれ、しかも水銀を添加しなくても水素の発生を抑制す
ることができる。
−亜鉛蓄電池は、保存特性と充放電サイクル寿命とにす
ぐれ、しかも水銀を添加しなくても水素の発生を抑制す
ることができる。
【図１】充放電サイクル数と放電容量との関係を示した
図である。
図である。
【図２】放置後の重量変化の関係を示した図である。
【図３】放置後の充放電サイクル数と放電容量との関係
を示した図である。
を示した図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 酸化亜鉛及び金属亜鉛を主成分とする亜
鉛負極と、ニッケル正極と、前記亜鉛負極とニッケル正
極との間に介挿されたセパレータと、このセパレータに
含浸された電解液とを有する極群からなる密閉形ニッケ
ル−亜鉛蓄電池において、金属亜鉛粉末の粒径が１０〜
２５μで、酸化亜鉛粉末の粒径が０．３μ以上であるこ
とを特徴とする密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池。 - 【請求項２】 金属亜鉛のＢＥＴ法による比表面積が
０．１ｍ2 ／ｇ以下であることを特徴とする請求項第１
項記載の密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4296306A JPH06124706A (ja) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | 密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4296306A JPH06124706A (ja) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | 密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06124706A true JPH06124706A (ja) | 1994-05-06 |
Family
ID=17831847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4296306A Pending JPH06124706A (ja) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | 密閉形ニッケル−亜鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06124706A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002035617A3 (de) * | 2000-10-06 | 2002-12-05 | Pk Bauelemente | Wiederaufladbare zink-nickel batterie |
| JP2015046335A (ja) * | 2013-08-29 | 2015-03-12 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 | デンドライトの生成を抑えた亜鉛二次電池 |
-
1992
- 1992-10-07 JP JP4296306A patent/JPH06124706A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002035617A3 (de) * | 2000-10-06 | 2002-12-05 | Pk Bauelemente | Wiederaufladbare zink-nickel batterie |
| JP2015046335A (ja) * | 2013-08-29 | 2015-03-12 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 | デンドライトの生成を抑えた亜鉛二次電池 |
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