JPH1126013A

JPH1126013A - 密閉形金属酸化物−亜鉛蓄電池およびその製造法

Info

Publication number: JPH1126013A
Application number: JP9179370A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kawano; 博志川野; Akira Miura; 晃三浦; Isao Matsumoto; 功松本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-07-04
Filing date: 1997-07-04
Publication date: 1999-01-29
Anticipated expiration: 2017-07-04
Also published as: JP3972417B2

Abstract

(57)【要約】【課題】負極反応特性を向上し、デンドライトを抑制
し、保存特性に優れた密閉形金属酸化物−亜鉛蓄電池を
提供することを目的とする。【解決手段】負極の電極支持体は銀，銅，錫，黄銅，
青銅から選ばれた一種の金属あるいは合金から成る三次
元網状金属多孔体とし、前記電池ケースの内面が前記電
極支持体と同一材料からなり、さらに前記負極が電池ケ
ースに直接接するように配する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は酸化ニッケル−亜鉛
蓄電池、酸化銀−亜鉛蓄電池などの負極とそれを収容す
る電池ケースに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アルカリ蓄電池用の負極活物質として用
いられる亜鉛は単位重量当たりのエネルギー密度が大き
く、安価で、かつ無公害であるという特徴を有すること
から研究開発が行われてきているが、未だ広く実用化に
至っていない。これは亜鉛が可溶性電極であることに起
因している。すなわち、放電時に亜鉛がアルカリ電解液
中に亜鉛酸イオンとして溶解し、つぎの充電時にこの亜
鉛酸イオンが亜鉛表面上に電析するものであって、放電
時に溶解した亜鉛が充電時に異なる部分に金属亜鉛とし
て電着する。充放電の繰り返しにより電着する亜鉛の形
状変形が起こり、充放電反応の不均一化が生じ、亜鉛の
放電容量低下を招くことになる。さらに、樹脂状亜鉛結
晶（デンドライト）と称される針状亜鉛の成長が起こ
り、セパレータを貫通し正極と電気的に接触し、内部短
絡を招き充放電が不可能となる。これらの課題解決に種
々の提案がなされてきたが、根本的に解決できる方法は
現状では見出されていない。前述した充放電反応の不均
一化により、亜鉛極の放電容量の低下を抑制するために
負極活物質中に放電可能な物質として金属亜鉛を含有さ
せておくことが効果的であることが言われている。これ
は活物質中に添加した金属亜鉛は酸化亜鉛から充電によ
り得られた金属亜鉛と共に放電に寄与できるためであ
る。

【０００３】しかし、出発物質である金属亜鉛は酸化亜
鉛に比べて粒径の小さい粉体が得られにくいため、充電
時に樹脂状結晶生長の核になりやすく、急速充電あるい
は高温下での充電で行う場合内部短絡を起こしやすいこ
とが開示されている（特開平2-30062号公報）。したが
って、出発物質として微細な亜鉛粉末だけを用いること
が可能になれば、内部短絡を抑制できることになる。

【０００４】しかしながら、通常の酸化亜鉛粉末は導電
性に乏しく特に初充電の充電効率の低下を招き、水素ガ
スの発生が起こり密閉形電池では内圧上昇が起こる。さ
らに大電流の放電により放電容量、放電電圧の低下が大
きくなる欠点があった。

【０００５】一方、充電により形成された金属亜鉛はア
ルカリ電解液が存在のもとで異種金属と接触することに
より、局部電池を形成し、酸化を受けて水素ガス発生が
起こる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】既存のニッケル・カド
ミウム蓄電池（以下Ni/Cd蓄電池と略記）、ニッケル・
水素蓄電池（以下Ni/MH蓄電池と略記）と同様に、保守
が容易で、広い用途展開を可能にするためには密閉形電
池構造にする必要がある。このためには、充電中あるい
は保存中にガス発生を極力少なくして電池内圧の上昇を
抑制する必要がある。

【０００７】ポータブル電子機器の小型・軽量化が強く
要望され、現在広く用いられているNi/Cd蓄電池、Ni/MH
蓄電池においても同様に小型・軽量化が求められてい
る。したがって、単位重量あるいは単位体積当たりのエ
ネルギー量が多い電池の高エネルギー密度化が活発に検
討されてきた。亜鉛極を用いた二次電池においても、密
閉化が可能で高エネルギー密度の電池の実現が同様な理
由から期待されている。

【０００８】このような観点から前述したNi/Cd蓄電
池、Ni/MH蓄電池と同様な電池構造にすることが電池の
高容量化には有効な手段と考えられる。これらの電池と
同様にニッケル・亜鉛蓄電池を構成した場合、金属ケー
スに亜鉛極が接触することになる。通常、この種の電池
ケースは圧力上昇に対して耐えうる構造、アルカリ電解
液に対しても耐食性を有する材料、低コスト化が可能な
材料が必要であることから鉄製のケースにニッケルメッ
キを施した有底金属容器が広く用いられている。このた
めアルカリ電解液を介在させてニッケルメッキを施した
金属ケースと亜鉛極が接触することになる。

【０００９】このような構成においては、亜鉛の溶解に
よる自己放電が起こり、水素ガスの発生を伴い、放電容
量の低下、内圧上昇の悪影響につながる。亜鉛の溶解は
電気化学的な電極電位がニッケルに比べ卑な電位を示す
ためで、一種の局部電池を形成し亜鉛は酸化、ニッケル
は還元を受けるためである。

【００１０】したがって、亜鉛と接触してもこのような
現象が起こりにくい金属ケースを使用しなければならな
い。一方、亜鉛極は放電により金属亜鉛が酸化亜鉛、水
酸化亜鉛に変化するが電解液の主成分である水酸化カリ
ウム水溶液中に放電生成物である酸化亜鉛は溶解し、充
電により金属亜鉛として析出する。この過程において、
必ずしも基の金属亜鉛の場所へ析出するとは限らないこ
とから形状変化を起こす。

【００１１】したがって、このような現象が生じないよ
うに工夫することが電池のサイクル寿命を伸長させる有
効な方法であるが現状では大きな技術課題とされてい
る。

【００１２】本発明は上記の問題を解決するもので、負
極反応特性を向上し、デンドライトを抑制し、保存特性
に優れた密閉形金属酸化物−亜鉛蓄電池を提供すること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】高エネルギー密度で、サ
イクル寿命の長い金属酸化物−亜鉛蓄電池を構成するた
め本発明においては以下に示すような構成を採用した。

【００１４】亜鉛極を構成する電極支持体材料として、
金属亜鉛と接触しても局部電池が形成されにくい銀、
銅、錫あるいはこれらの合金を用いて、電池ケースの内
面も電極支持体と同じ材料を用いることで亜鉛の自己放
電を防止し、耐圧性に優れ、コストアップの少ない電池
ケースを採用した。

【００１５】一方、充放電による亜鉛極の形状変化に対
しては従来技術である電解液に放電生成物を予め溶解さ
せておく方法、電解液量を必要最少限に設定する方法に
加えて亜鉛の電極支持体に三次元の網状金属多孔体を用
いて、導電性の向上を図り、形状変化が起こりにくい微
細な酸化亜鉛粉末の適用を可能にしたものであり、好ま
しくは電極支持体に用いた同じ材料の粉末を亜鉛極に混
合したものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】本願発明は金属酸化物を主体とす
る活物質を有する正極、酸化亜鉛を主体とする活物質を
有する負極、正・負極間に介在するセパレータ、アルカ
リ電解液および有底金属容器を電池ケースに用いる金属
酸化物−亜鉛蓄電池において、前記負極の電極支持体は
銀，銅，錫，黄銅，青銅から選ばれた一種の金属あるい
は合金から成る三次元網状金属多孔体であって、前記電
池ケースの内面が前記電極支持体と同一材料からなり、
さらに前記負極が電池ケースに直接接するように配した
ことを特徴とする密閉形金属酸化物−亜鉛蓄電池であ
る。

【００１７】前記亜鉛極を構成する電極支持体は以下の
ような工程により作製した。導電性を有する炭素粉末と
水を混合し、ペースト状にして発泡状ウレタン樹脂に充
填することにより発泡状ウレタン樹脂表面に導電性を付
与させる。ついで、銀、銅、錫などのメッキ液を用いて
表面に前記金属のメッキ層をを形成させ、銀および銅メ
ッキを行ったものは空気中で加熱することにより発泡ウ
レタン、炭素を燃焼させ金属の多孔体を形成させる。こ
の過程により金属の一部が酸化を受けるため、還元雰囲
気中で焼結することにより強固な金属多孔体を形成させ
る。

【００１８】錫メッキした場合は、錫の融点が低いた
め、還元あるいは不活性雰囲気で加熱後、有機溶媒によ
りポリウレタンを溶解させて作製する。

【００１９】また、メッキが不可能な合金を電極支持体
に使用する場合は、合金の粉末を直接、発泡状ウレタン
樹脂中へ充填し空気中で焙焼、還元雰囲気中で焼結を行
うことにより合金の多孔体を形成した。この方法は合金
に限らず金属粉末（銅、銀など）を出発物質として使用
することも可能である。

【００２０】以上の方法により得られた金属あるいは合
金の三次元網状の金属多孔体に亜鉛華（酸化亜鉛の粉
末）と結着剤の水溶液でペースト状にして充填を行い乾
燥後加圧プレスにより亜鉛極を作製する。

【００２１】一方、発電要素を収納する電池ケースは、
鋼板あるいはニッケルメッキ鋼板を絞り加工により有底
筒形容器に形成し、ニッケルメッキしてない鋼板の場合
は加工後、防食を目的にニッケルメッキを施す。このよ
うな有底筒形容器の内面に前記亜鉛の電極支持体に用い
た同じ金属材料（銀、銅、錫）のメッキ層を形成させ
る。メッキが不可能な合金材料は、ニッケルメッキ鋼板
と合金板をクラッド加工した材料を有底筒形容器に加工
する方法により作製した。

【００２２】

【実施例】以下に本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００２３】亜鉛極と有底筒形容器のほかに、公知の金
属酸化物正極としてニッケル極、セパレータ、電解液を
使用し、図１に示す円筒密閉形電池を構成し、本発明の
効果を詳細に調べた。

【００２４】負極端子を兼ねるニッケルメッキ鋼板を機
械的な引き絞り加工により有底金属容器を作製し、必要
な脱脂を行ったのちに、図２に示すような装置により、
有底金属容器内にメッキ液を循環させて内面だけに銅メ
ッキを施しメッキ厚が6〜9μmになるまで行ったケース
ａを作製した。同様にして銀および錫のメッキを施した
ケースｂ、ケースｃを作製した。

【００２５】一方、有底金属容器内に合金層を形成させ
るためにはニッケルメッキ鋼板と黄銅板あるいはニッケ
ルメッキ鋼板と青銅板をクラッド加工により一体化させ
た金属板を用いて絞り加工により有底金属容器ケース
ｄ、ケースｅを作製した。比較例としてはNi/Cd蓄電
池、Ni/MH蓄電池で使用されている単３サイズの有底金
属容器ケースｆを使用した（ニッケルメッキ鋼板を引き
絞り加工により有底円筒金属容器としたもの）。

【００２６】亜鉛極の電極支持体の作製方法とそれを用
いた亜鉛極の作製方法について詳述する。銅、銀、錫の
三次元網状多孔体は、以下のようにして作製した。

【００２７】シート状に加工された発泡状のポリウレタ
ンを黒鉛粉末とカルボキシルメチルセルロースの水溶液
により泥状にしたペースト内へ浸漬し、真空含浸の工程
を経て発泡体の孔内へ黒鉛粉末を充填し、その後乾燥さ
せる。この結果、発泡状ウレタンの表面に黒鉛とカルボ
キシルメチルセルロース混合層が形成され、絶縁材料で
あったポリウレタンが導電性を有するようになる。

【００２８】つぎに銅、銀、錫の各電気メッキ液を用い
て、黒鉛で被覆されたポリウレタン表面にそれぞれの金
属のメッキを施した。この時のメッキ後のポリウレタン
の重量が銅の場合で68〜74mg/cm²、銀の場合で83〜89mg
/cm²、錫の場合で48〜54mg/cm²になるようにメッキ量を
調整した。メッキ後の銅と銀の発泡体を空気中で加熱
し、ポリウレタン、黒鉛、バインダー等を焙焼により取
り除き、一部酸化された金属部分の還元と金属層を強固
に結合させる目的で還元雰囲気中で焼結を行い銅及び銀
の三次元網状金属多孔体Cu-1、Ag-1を作製した。

【００２９】錫の場合は融点が低いため前述したような
方法では作製できないため、還元性あるいは不活性雰囲
気中で加熱し錫の一部を溶融させ、強固な層を形成させ
たあとで有機溶媒によりポリウレタンを溶解および分離
し、三次元網状金属多孔体Sn-2を作製した。

【００３０】三次元網状金属多孔体は単一の元素で構成
される場合においてはメッキ法により、作製が可能であ
るが合金の場合は均一組成の合金層を得ることが困難で
あるため、つぎに示すような方法により作製した。

【００３１】黄銅（銅90%、亜鉛10%）、青銅（銅90%、
錫10%）の合金粉末をカルボキシルメチルセルロースの
水溶液と混合し、流動性を有するペースト状にして、前
述したシート状に加工された発泡状ポリウレタン樹脂内
へ真空含浸させ、多孔体内へ合金粉末を充填する。充填
量は乾燥後のポリウレタン重量が68〜74mg/cm²になるよ
うに設定した。それ以降の工程はメッキ法により得られ
た銅、銀の三次元発泡状金属多孔体と同様で焙焼、焼結
を行いCu-Zn-1、 Cu-Sn-1を作製した。

【００３２】以上のようにして作製した三次元網状金属
多孔体の種類と物性を表１にまとめて記載し、比較例と
してニッケルを使用した三次元網状多孔体Ni-1と銅板を
機械加工により作製した穴径1.7mm、開口率42%のパンチ
ングメタルも同表に示す。

【００３３】

【表１】これらの多孔体を用いて亜鉛極を作製した方法をつぎに
示す。

【００３４】表１に示した三次元網状金属多孔体を100
×80mmに切断し、予めローラプレスにより0.8mmの厚さ
に加工した。これらの多孔体を用いて酸化亜鉛粉末（平
均粒子径：0.4μm）とカルボキシルメチルセルロースの
水溶液でペースト状にしたものを多孔体内へ充填し、乾
燥後0.5mmまで加圧プレスを行った。

【００３５】また、銅製の多孔体については酸化亜鉛だ
けでなく従来例である金属亜鉛粉末（蒸溜法により作製
した平均粒子径5μm、純度99.9以上）を酸化亜鉛に対し
て10wt%、20wt%添加した電極も作製した。さらに、本発
明である三次元網状金属多孔体と同じ材料の粉末を導電
性を向上させる目的で、酸化亜鉛粉末に対して10wt%添
加した電極も作製し、比較例の一つとして銅製のパンチ
ングメタルを中央に配して酸化亜鉛粉末をカルボキシメ
チルセルロース水溶液でペースト状にしたものを塗着す
ることにより電極を作製した。

【００３６】これらの電極を単３型電池を構成するため
に39×80mmに切断し、得られた電極A〜Pの諸元を表２に
示す。表中の充填密度は金属亜鉛、酸化亜鉛の添加量か
ら電気化学的な理論容量（亜鉛：820mAh/g、酸化亜鉛：
659mAh/g）より算出した計算値である。

【００３７】

【表２】これらの亜鉛極を用いて円筒密閉電池である単３形電池
を試作し、電池特性を評価し本発明の効果について説明
する。正極としては公知の非焼結式ニッケル電極である
発泡状ニッケル多孔体に水酸化ニッケル粉末と金属コバ
ルト粉末、コバルト化合物粉末を添加した電極を用い83
5〜895mAhの電気化学的理論容量を有する電極を用い
た。

【００３８】セパレータにはポリアミド製の不織布とポ
リエチレンに親水性モノマーをグラフト共重合した膜を
併用した。ニッケル電極と亜鉛電極の間に２枚のセパレ
ータを配して渦巻き状に巻き、亜鉛電極に使用した電極
支持体と同じ材料が有底金属容器ケースの内面に形成さ
れた電池ケースと組み合わせ図１に示すような電池を構
成した。電解液には7Nの水酸化カリウム水溶液に水酸化
リチウム一水和物(LiOH・H₂O)を10g/l、酸化亜鉛粉末を
飽和溶解させたものを使用し１セル当たり2.0ml注液し
た。

【００３９】このようにして作製した亜鉛電極A〜Pを使
用した電池をそれぞれA-1〜P-1とし、比較例の一部とし
てA〜Dの亜鉛電極を使用し、実用化されているNi/Cd蓄
電池やNi/MH蓄電池に使用されている電池ケース（ニッ
ケルメッキ鋼板を機械加工により作製し、内面はニッケ
ルメッキ層が形成された電池ケース）を用いたA-2〜D-2
もそれぞれ同様に構成した。これらの電池を用いて20℃
の雰囲気で充電電流を0.1C(80mA)に設定し、12時間に行
い１時間休止を設け、その後0.2C(160mA)の電流で放電
を行い電池電圧が1.2Vになるまで続けた。このような過
程を１サイクルとして、５回繰り返した。

【００４０】この結果、得られた電池の種類と放電容量
の関係を表３に示す。また、６サイクル目の放電電流を
1C(800mA)に、７サイクル目の放電電流を3C(2400mA)に
増大させて放電容量を測定した結果と５サイクル目の放
電容量に対する比率を同表に示す。

【００４１】

【表３】これらの試験結果より亜鉛電極の電極支持体として銅、
電池ケースの内面に銅を形成した電池A-1〜D-1と同様な
電極支持体の内面にニッケルを形成させた電池A-2〜D-2
を比較した場合、1〜5サイクル目の放電容量に大きな差
が認められる。この原因は、充放電中に図１に示した安
全弁から電解液の放出が認められたことからニッケルと
亜鉛の接触により亜鉛が溶解して水素ガスの発生を伴い
電池内圧が上昇したものと考えられ、この現象により電
解液が不足し充放電の繰り返しにより放電容量の低下が
増大したと考えられる。

【００４２】したがって、電池ケースの内面にはニッケ
ル層が形成され、群構成された最外周へ亜鉛極を設けた
電池系ではガス発生が大きく放電容量が得られにくくな
り本発明のようにアルカリ電解液の在存下でも銅のよう
に金属亜鉛との接触においても水素発生が起こりにくい
電池構成法を選択することはニッケル−亜鉛蓄電池とく
に密閉形電池では重要な要素となる。また、比較例であ
るM-1の電池においても同様な現象が認められ充放電の
繰り返しにより放電容量の低下が大きくなったことか
ら、電極支持体にニッケル多孔体を用いたため前述した
ガス発生が起こったことが大きな原因と考えられる。本
発明であるE-1〜L-1の電池は1〜5サイクル目までの放電
容量には大きな変化は認められないことから前述したガ
ス発生の悪影響は認められず良好な結果が得られた。こ
のことから電池ケース内面材料と電極支持体を同じ材料
にする本発明が有効であることが実証できた。

【００４３】さらに、E-1とF-1、G-1とH-1、I-1とJ-1、
K-1とL-1の比較において、亜鉛電極中に電極支持体と同
じ材料の粉末を添加することは１から５サイクル目まで
の充電容量には大きな差は認められないが６サイクル
目、７サイクル目の放電容量が大きくなる結果が得られ
た。この原因は、電極内の電子伝導性が粉末添加により
向上し、放電電圧が上昇したこと、活物質（金属亜鉛）
の周囲に導電材の存在割合が多くなったことによる活物
質利用率の向上したものと考えられ高率放電特性を改善
できる金属あるいは合金粉末の添加は有効な手段である
ことが言える。

【００４４】亜鉛電極の電極支持体として、比較例であ
る平面的な金属多孔体である銅製のパンチングメタルを
使用した電極で電池を構成したN-1の電池では、0.2Cの
放電電流では本発明であるA-1に比べて大きな差は認め
られないが大電流の放電により放電容量の低下がおおき
くなる傾向を示した。同様なパンチングメタルを用い銅
の粉末添加したO-1、P-1の電池では若干の特性の向上は
認められるが三次元網状金属多孔体に比べ放電容量が小
さくなった。これらの原因は前述した電子伝導性が低下
したもので、とくに電極の厚み方向の導電性が平面上の
多孔体であるがため悪くなったものと考えられる。

【００４５】つぎにこれらの電池を、0.2C(160mA)の電
流で６時間充電し１時間の休止後に0.5C(400mA)の電流
で放電電圧が1.2Vまで放電する条件で充放電を繰り返し
た時の放電容量の変化を測定したサイクル寿命特性を表
４に示す。尚、初期特性の結果が好ましくなかったA-2
〜D-2、M-1の寿命特性の評価は行わなかった。

【００４６】

【表４】表４の結果より、亜鉛電極中に金属亜鉛を添加した電極
の影響がわかる本発明A-1と比較例B-1、C-1の比較にお
いて、A-1の電池のサイクル寿命が長くなり、B-1、C-1
は放電容量が得られなくなった。B-1、C-1の電池は亜鉛
極が充放電により変形とテ゛ント゛ライトの成長が起こり、セパ
レータを貫通し短絡現象が認められ、放電が不可能にな
ったものである。短絡現象の主原因は金属亜鉛の添加に
よるもので粒子径の大きい金属亜鉛がデントライトを形
成する核となりやすく放電により溶解したテトラハイド
ロオキシジンケートイオン(Zn(OH)₄ ^2-)が充電により金
属亜鉛粒子の表面に選択的に析出したと考えられる。

【００４７】以上のように金属亜鉛は導電性があり、亜
鉛電極の活物質として作用するが製法上酸化亜鉛に比べ
て微細粒子が得られにくいため二次電池用の亜鉛電極に
使用した場合、悪影響を与える。

【００４８】また、本発明である亜鉛電極の原材料とし
て酸化亜鉛、三次元網状金属多孔体を電極支持体とした
電極で構成した電池A-1、E-1、G-1、I-1、K-1のサイク
ル寿命試験は250回の充放電においても初期の放電容量
と比較して70%以上の放電容量を維持している。したが
って、三次元状の電極支持体で電極活物質が保持され電
極内で充放電反応が均一に進行し、変形・デンドライト
などが起こらなかったため電池寿命が伸長できたと考え
られる。

【００４９】さらに、本発明である三次元網状金属多孔
体と同材料の粉末を添加した電池D-1、F-1、H-1、J-1、
L-1においても電池寿命への悪影響は認められず前述し
た高率放電特性の改良が図れることから高性能な電池構
成手段であることが言える。添加量は実施例においては
10wt%に限定して示したがそれより少なくても効果は認
められ、逆に多くした場合は高率放電特性には効果的で
あることが予測できるが、電極活物質である酸化亜鉛の
充填量が減少することから、高容量の電池設計が不可能
になりおのずと上限値は限定される。

【００５０】一方、比較例である亜鉛電極の電極支持体
とに平面上金属多孔体の一部である銅製のパンチングメ
タルを使用し、作製した電極から構成した電池N-1、O-
1、P-1のサイクル寿命特性試験結果から明らかなよう
に、銅粉末を添加した電極においてもA-1、D-1の電池に
比べ充放電と共に放電容量の低下が大きくなっている。
この違いは電極支持体が平面状か三次元状によるもの
で、前者は後者に比べ集電性が低下し、充放電反応の不
均一化が生じやすいことに起因すると考えられる。ま
た、電極活物質層が電極支持体からの剥離現象も認めら
れ集電効果が劣化し、放電容量低下が助長されたと考え
られる。

【００５１】実施例においては、金属酸化物として水酸
化ニッケルを主体とするニッケル正極について説明した
が同じ金属酸化物の一つである酸化銀を用いた正極でも
同じような効果が認められ、本発明は有効であることが
言える。また、錫のような低融点の金属材料は実施例に
おいては発泡状ポリウレタンに電気メッキ法により錫の
層を形成させ発泡状ポリウレタンを有機溶媒で溶解・除
去する方法について示したが、銅の三次元網状多孔体を
使用し溶融した錫の中へ浸漬し表面層だけに錫を形成
（一般的には半田メッキと称されている）させた三次元
網状金属多孔体においても同様な効果が認められた。

【００５２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば亜鉛電極の
電極支持体として三次元網状金属多孔体に微細な酸化亜
鉛粉末を充填して得られる電極を負極に用い、公知の金
属酸化物を主体とする正極と組み合わせ、有底金属容器
の内面に、前記三次元網状金属多孔体と同じ材料の金属
層を形成させた電池ケースと渦巻き状に巻かれた発電要
素の最外周に、負極が露出し電池ケースと直接接触する
電池構造にすることにより、導電性の乏しい酸化亜鉛粉
末の電極反応を向上させることが可能になりデンドライ
トによる悪影響も抑制できる。

【００５３】加えて、局部電池の形成による水素ガス発
生を少なくすることが可能になり、保存特性の改良が図
られ電池ケース内の体積を有効に利用できることから高
容量電池の構成ができる本発明は工業的価値が極めて大
きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に用いた単３形ニッケル−亜鉛蓄電池の
断面図

【図２】有底金属容器の内面にメッキを施す装置を示す
図

【符号の説明】

１ニッケル正極２亜鉛負極３セパレータ４負極端子を兼ねた電池ケース５封口板６電池ケースの内面に形成させた金属層７ガスケット（正・負極の絶縁とシール性の確保）８正極端子９正極集電体１０安全弁のゴム弁体１１有底金属容器１２メッキ用対極（メッキ層を形成する材料）１３メッキ用電源の陰極端子１４メッキ用電源の陽極端子１５メッキ液の循環用ポンプ１６メッキ液収納容器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属酸化物を主体とする活物質を有する
正極、酸化亜鉛を主体とする活物質を有する負極、正・
負極間に介在するセパレータ、アルカリ電解液および有
底金属容器である電池ケースを用いる金属酸化物−亜鉛
蓄電池において、前記負極の電極支持体は銀，銅，錫，
黄銅，青銅から選ばれた一種の金属あるいは合金から成
る三次元網状金属多孔体であって、前記電池ケースの内
面が前記電極支持体と同一材料からなり、さらに前記負
極が電池ケースに直接接するように配したことを特徴と
する密閉形金属酸化物−亜鉛蓄電池。
【請求項２】金属酸化物がニッケルの酸化物であるこ
とを特徴とする請求項１に記載された密閉形金属酸化物
−亜鉛蓄電池。
【請求項３】負極活物質中に電極支持体と同一材料の
粉末を含む請求項１または２記載の密閉形金属酸化物−
亜鉛蓄電池。
【請求項４】特許請求項１記載の密閉形金属酸化物−
亜鉛蓄電池に用いられる銀または銅の三次元網状金属多
孔体は、発泡状ポリウレタン樹脂表面に導電性を付与す
る工程、電気メッキにより、銀、銅のいずれかの金属層
を形成させる工程、発泡状ポリウレタン樹脂を焙焼さ
せ、その後還元性雰囲気で銀および銅を焼結させる工程
により製造したことを特徴とする密閉形金属酸化物−亜
鉛蓄電池の製造法。
【請求項５】特許請求項１記載の密閉形金属酸化物−
亜鉛蓄電池に用いられる、銀，銅，黄銅および青銅の何
れかからなる三次元網状金属多孔体は発泡状ポリウレタ
ン樹脂の内部に、銀、銅、黄銅および青銅から選ばれた
一種類の粉末を充填する工程、発泡状ポリウレタン樹脂
を焙焼させる工程、ついで還元性雰囲気で銀、銅、黄
銅、青銅を焼結させる工程により製造したことを特徴と
する密閉形金属酸化物−亜鉛蓄電池の製造法。
【請求項６】錫からなる特許請求項１記載の密閉形金
属酸化物−亜鉛蓄電池に用いられる三次元網状金属多孔
体は発泡状ポリウレタン樹脂の表面に導電性を付与する
工程、電気メッキにより、錫の層を形成させる工程、還
元性あるいは不活性雰囲気で熱処理する工程、発泡状ポ
リウレタン樹脂を有機溶媒により除去する工程により製
造したことを特徴とするの密閉形金属酸化物−亜鉛蓄電
池の製造法。