JPH0685322B2 - アルカリ亜鉛蓄電池 - Google Patents
アルカリ亜鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH0685322B2 JPH0685322B2 JP58038851A JP3885183A JPH0685322B2 JP H0685322 B2 JPH0685322 B2 JP H0685322B2 JP 58038851 A JP58038851 A JP 58038851A JP 3885183 A JP3885183 A JP 3885183A JP H0685322 B2 JPH0685322 B2 JP H0685322B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- indium
- storage battery
- electrode
- electrode plate
- 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.)
- Expired - Lifetime
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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
- 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、ニツケル−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。
（ロ）従来技術 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。
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。
このサイクル寿命を改善するため、電解液量を規制して
亜鉛酸イオンの拡散を防止すると共に複数枚の有機ある
いは無機セパレータを使用することによりサイクル寿命
がかなり向上する。しかしながら放電時に一旦亜鉛酸イ
オンとして溶解した亜鉛は、充電時に元の位置に電析す
ることがほとんどないため、更に充放電を繰り返すと、
亜鉛極の極板変形が著しくなり、容量低下を招いてより
長期にわたる充放電に耐えられなくなっていた。
亜鉛酸イオンの拡散を防止すると共に複数枚の有機ある
いは無機セパレータを使用することによりサイクル寿命
がかなり向上する。しかしながら放電時に一旦亜鉛酸イ
オンとして溶解した亜鉛は、充電時に元の位置に電析す
ることがほとんどないため、更に充放電を繰り返すと、
亜鉛極の極板変形が著しくなり、容量低下を招いてより
長期にわたる充放電に耐えられなくなっていた。
この極板変形に対して、いろいろな改善案が提案されて
いく。その１つに酸化あるいは水酸化インジウムと共に
金属インジウムを添加することがあげられる。これらは
亜鉛の水素過電圧を高めて亜鉛の樹枝状結晶の生長を防
止すると共に長期にわたり極板変形を防止するので、サ
イクル寿命の向上に大きく寄与する。
いく。その１つに酸化あるいは水酸化インジウムと共に
金属インジウムを添加することがあげられる。これらは
亜鉛の水素過電圧を高めて亜鉛の樹枝状結晶の生長を防
止すると共に長期にわたり極板変形を防止するので、サ
イクル寿命の向上に大きく寄与する。
ところが充放電サイクルがより長期にわたると、亜鉛極
内の溶解度が小さいと云われるインジウムも徐々に電解
液中に溶出していき、インジウム添加の効果を維持でき
なくなり、極板変形を抑止することができなくなる。
内の溶解度が小さいと云われるインジウムも徐々に電解
液中に溶出していき、インジウム添加の効果を維持でき
なくなり、極板変形を抑止することができなくなる。
（ハ）発明の目的 本発明はかかる点に鑑み発明されたものにして、亜鉛極
の極板変形が周縁部から始まることに着目して亜鉛極中
央部と周縁部のインジウム濃度を変えて亜鉛極の極板変
形をより一層少なくし、より長期にわたるサイクル寿命
に耐え得るアルカリ亜鉛蓄電池を提供せんとするもので
ある。
の極板変形が周縁部から始まることに着目して亜鉛極中
央部と周縁部のインジウム濃度を変えて亜鉛極の極板変
形をより一層少なくし、より長期にわたるサイクル寿命
に耐え得るアルカリ亜鉛蓄電池を提供せんとするもので
ある。
（ニ）発明の構成 かかる目的を達成するため、本発明によるアルカリ亜鉛
蓄電池は、金属亜鉛及び酸化亜鉛を主成分とし、金属イ
ンジウム及びインジウム化合物の少なくとも一種を含有
し、且極板中央部より極板周縁部のインジウム濃度を大
きくした亜鉛極を備えて構成される。
蓄電池は、金属亜鉛及び酸化亜鉛を主成分とし、金属イ
ンジウム及びインジウム化合物の少なくとも一種を含有
し、且極板中央部より極板周縁部のインジウム濃度を大
きくした亜鉛極を備えて構成される。
（ホ）実施例 〔実施例１〕 酸化亜鉛粉末81重量％、亜鉛粉末10重量％、添加剤とし
て酸化インジウム２重量％、金属インジウム２重量％及
び結着剤としてフツ素樹脂粉末５重量％よりなる混合粉
末に、水を加えて混練した後、ローラにより加圧して縦
36mm横45mmの第１シートを作成した。
て酸化インジウム２重量％、金属インジウム２重量％及
び結着剤としてフツ素樹脂粉末５重量％よりなる混合粉
末に、水を加えて混練した後、ローラにより加圧して縦
36mm横45mmの第１シートを作成した。
この第１シートにおける水酸化インジウム及び金属イン
ジウムを夫々５重量％とし、その増量分だけ酸化亜鉛粉
末の量を減らし、第１シートと同様にして、巾4mmの縦
桟、巾5mmの横桟の枠状の第２シートを作成した。
ジウムを夫々５重量％とし、その増量分だけ酸化亜鉛粉
末の量を減らし、第１シートと同様にして、巾4mmの縦
桟、巾5mmの横桟の枠状の第２シートを作成した。
銅等よりなる縦40mm、横50mmの集電体の両面に、第１シ
ートを中央部に、第２シートをその周縁部に夫々配して
付着させ、加圧成型し乾燥して亜鉛極を作成した。
ートを中央部に、第２シートをその周縁部に夫々配して
付着させ、加圧成型し乾燥して亜鉛極を作成した。
このようにして得た亜鉛極と公知の焼結式ニツケル極と
を組合せて角型ニツケル−亜鉛蓄電池（Ａ）を作成し
た。第１図はこの蓄電池の断面図である。この図面にお
いて、（１）は亜鉛極、（２）はニツケル極、（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。
を組合せて角型ニツケル−亜鉛蓄電池（Ａ）を作成し
た。第１図はこの蓄電池の断面図である。この図面にお
いて、（１）は亜鉛極、（２）はニツケル極、（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。
〔実施例２〕 第１の実施例の第１シートを用いると共に、水酸化イン
ジウム及び金属インジウムを夫々６重量％にし、第１の
実施例に比し、その増量分だけ酸化亜鉛粉末の量を減ら
した第２シートを作成し、以下第１の実施例と同様にし
てニツケル−亜鉛蓄電池（Ｂ）を作成した。
ジウム及び金属インジウムを夫々６重量％にし、第１の
実施例に比し、その増量分だけ酸化亜鉛粉末の量を減ら
した第２シートを作成し、以下第１の実施例と同様にし
てニツケル−亜鉛蓄電池（Ｂ）を作成した。
〔実施例３〕 第１の実施例の第１シートを用いると共に、水酸化イン
ジウム及び金属インジウムを夫々３重量％にし、第１の
実施例に比し、その減量分だけ酸化亜鉛粉末の量を増や
した第２シートを作成し、以下第１の実施例と同様にし
てニツケル−亜鉛蓄電池（Ｃ）を作成した。
ジウム及び金属インジウムを夫々３重量％にし、第１の
実施例に比し、その減量分だけ酸化亜鉛粉末の量を増や
した第２シートを作成し、以下第１の実施例と同様にし
てニツケル−亜鉛蓄電池（Ｃ）を作成した。
水酸化インジウム及び金属インジウムを夫々2.5重量％
添加し、第１の実施例の第１シートに比し、これらの添
加量を多くし、その増量だけ、酸化亜鉛粉末の量を減ら
した縦40mm、横50mmの第１シートを作成し、この第１シ
ートを集電体の両面の全面に、付着させて加圧成型し、
乾燥して亜鉛極を作成した。この亜鉛極を用いて、他は
第１の実施例と同じにして比較電池（Ｄ）を作成した。
添加し、第１の実施例の第１シートに比し、これらの添
加量を多くし、その増量だけ、酸化亜鉛粉末の量を減ら
した縦40mm、横50mmの第１シートを作成し、この第１シ
ートを集電体の両面の全面に、付着させて加圧成型し、
乾燥して亜鉛極を作成した。この亜鉛極を用いて、他は
第１の実施例と同じにして比較電池（Ｄ）を作成した。
第２図は本発明による蓄電池（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）と比較
電池（Ｄ）のサイクル特性図である。サイクル条件は、
150mAで５時間充電した後、150mAで放電し電池電圧が1.
2Vに達する時点で放電停止するものである。この図から
明らかなように本発明による蓄電池（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）
は、比較電池（Ｄ）に対しサイクル寿命が改善されてい
ることがわかる。また極板中央部より極板周縁部のイン
ジウム濃度を２倍以上にする方が、サイクル寿命がより
一層向上することがわかる。
電池（Ｄ）のサイクル特性図である。サイクル条件は、
150mAで５時間充電した後、150mAで放電し電池電圧が1.
2Vに達する時点で放電停止するものである。この図から
明らかなように本発明による蓄電池（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）
は、比較電池（Ｄ）に対しサイクル寿命が改善されてい
ることがわかる。また極板中央部より極板周縁部のイン
ジウム濃度を２倍以上にする方が、サイクル寿命がより
一層向上することがわかる。
この理由は、極板周縁部には多量のインジウムが存在す
るので、活物質である亜鉛の溶解反応が抑制され、結果
的には極板中央部の溶解反応と同程度しか生じておら
ず、亜鉛極の周縁部から始まる極板変形を抑制すること
により、電池容量の低下を抑え、サイクル特性が改善す
るものと考えられる。
るので、活物質である亜鉛の溶解反応が抑制され、結果
的には極板中央部の溶解反応と同程度しか生じておら
ず、亜鉛極の周縁部から始まる極板変形を抑制すること
により、電池容量の低下を抑え、サイクル特性が改善す
るものと考えられる。
尚極板の全面に高濃度即ち多量のインジウムが均一に存
在する場合には、活物質の充填量が少なくなると共に多
量のインジウムが存在しても、極板の中央部及び周縁部
に関係なく均一に存在することになるため、いわゆるエ
ツジ効果を抑制することができず、また充放電曲線が２
段になる等の欠点がある。
在する場合には、活物質の充填量が少なくなると共に多
量のインジウムが存在しても、極板の中央部及び周縁部
に関係なく均一に存在することになるため、いわゆるエ
ツジ効果を抑制することができず、また充放電曲線が２
段になる等の欠点がある。
また実施例では、第２シートの巾を極板寸法の1/10にし
たが、極板形状により1/20乃至1/5にすることが考えら
れ、さらに本発明は角型極板に限らず、渦巻電極にも適
用できることは明らかである。
たが、極板形状により1/20乃至1/5にすることが考えら
れ、さらに本発明は角型極板に限らず、渦巻電極にも適
用できることは明らかである。
（ヘ）発明の効果 以上の如く本発明は、金属亜鉛及び酸化亜鉛を主成分と
し、金属インジウム及びインジウム化合物の少なくとも
一種を含有し、且極板中央部より極板周縁部のインジウ
ム濃度を大きくした亜鉛極を備えるものであるから、亜
鉛極の極板変形を従来の比較電池（Ｄ）に比し少なく
し、サイクル寿命を大巾に向上したアルカリ亜鉛蓄電池
を提供することができる。
し、金属インジウム及びインジウム化合物の少なくとも
一種を含有し、且極板中央部より極板周縁部のインジウ
ム濃度を大きくした亜鉛極を備えるものであるから、亜
鉛極の極板変形を従来の比較電池（Ｄ）に比し少なく
し、サイクル寿命を大巾に向上したアルカリ亜鉛蓄電池
を提供することができる。
第１図は本発明によるアルカリ亜鉛蓄電池の一実施例を
示す断面図、第２図は本発明による蓄電池と比較電池の
サイクル特性図である。
示す断面図、第２図は本発明による蓄電池と比較電池の
サイクル特性図である。
Claims (1)
- 【請求項１】金属亜鉛及び酸化亜鉛を主成分とし、金属
インジウム及びインジウム化合物の少なくとも一種を含
有し、且極板中央部より極板周縁部のインジウム濃度を
大きくした亜鉛極を備えたアルカリ亜鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58038851A JPH0685322B2 (ja) | 1983-03-08 | 1983-03-08 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58038851A JPH0685322B2 (ja) | 1983-03-08 | 1983-03-08 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59163760A JPS59163760A (ja) | 1984-09-14 |
| JPH0685322B2 true JPH0685322B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=12536696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58038851A Expired - Lifetime JPH0685322B2 (ja) | 1983-03-08 | 1983-03-08 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0685322B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5626988A (en) * | 1994-05-06 | 1997-05-06 | Battery Technologies Inc. | Sealed rechargeable cells containing mercury-free zinc anodes, and a method of manufacture |
-
1983
- 1983-03-08 JP JP58038851A patent/JPH0685322B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59163760A (ja) | 1984-09-14 |
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