JPS587773A - 亜鉛−ハロゲン電池 - Google Patents
亜鉛−ハロゲン電池Info
- Publication number
- JPS587773A JPS587773A JP56105640A JP10564081A JPS587773A JP S587773 A JPS587773 A JP S587773A JP 56105640 A JP56105640 A JP 56105640A JP 10564081 A JP10564081 A JP 10564081A JP S587773 A JPS587773 A JP S587773A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- halogen
- electrolyte
- period
- dendrite
- 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
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
- H01M10/365—Zinc-halogen 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は亜鉛−ハロゲン電池に関するもので、特に亜鉛
のデ゜ンドライト析出を防止したものである。
のデ゜ンドライト析出を防止したものである。
亜鉛−ハロゲン電池は、亜鉛極を負極、／％ロゲン極を
正極とし、ハロゲン化亜鉛を主成分とする水溶液を電解
液に用いて、充電時に負極に亜鉛を析出し、放電時に析
出した亜鉛を溶解させる電池であり、亜鉛は負極活物質
として安価で、エネルギー密度が高く、優れた特性を示
す。
正極とし、ハロゲン化亜鉛を主成分とする水溶液を電解
液に用いて、充電時に負極に亜鉛を析出し、放電時に析
出した亜鉛を溶解させる電池であり、亜鉛は負極活物質
として安価で、エネルギー密度が高く、優れた特性を示
す。
−しかしながら充電時に亜鉛は平滑に析出せず、−１７
状、いわゆるデンドライト析出となって正短絡したり、
析出したものが脱落するなど，リ１欠点がある。亜鉛の
デンドライト析出防止にＮｕてはアルカリ系の電池、た
とえばニッケルη一亜鉛電池などにおいて既に多く検討
され、有１効な添加剤が見い出されている。しかしなが
ら亜鉛一ハロゲン電池は酸性電解液を使用する電池であ
り、酸性系における添加・剤の挙動はアルカリ系とはま
ったく異っている。たとえばアルカリ系電池でデンドラ
イト析出防止に効果があると報告されている鉛を酸性系
電池に添加するとデンドライト析出はかえって助長され
てしまう。従って酸性系電池で有効な添加剤はアルカリ
系とはまったく別（二見い出すことが必要である。亜鉛
一ハロゲン電池の添加剤としては、最近有機化合物であ
る可溶性ポリエーテル化合物やアミ゛ンとエビクロルヒ
ドリンとの反応生成物を電解液に添加する方法が提案さ
れ、実際｛二相当の効果を上げている。しかしながら亜
鉛一ノ１ロゲン電池の電解液には極めて反応性が大きい
ｍゲカ高濃度で溶解してしるため前己有化合物は使用中
塩素により反応又は分解を起、亜鉛のデンドライト析出
を防止する効果が失なわれ、初期の効果を長期間持続す
ることができなかった。
状、いわゆるデンドライト析出となって正短絡したり、
析出したものが脱落するなど，リ１欠点がある。亜鉛の
デンドライト析出防止にＮｕてはアルカリ系の電池、た
とえばニッケルη一亜鉛電池などにおいて既に多く検討
され、有１効な添加剤が見い出されている。しかしなが
ら亜鉛一ハロゲン電池は酸性電解液を使用する電池であ
り、酸性系における添加・剤の挙動はアルカリ系とはま
ったく異っている。たとえばアルカリ系電池でデンドラ
イト析出防止に効果があると報告されている鉛を酸性系
電池に添加するとデンドライト析出はかえって助長され
てしまう。従って酸性系電池で有効な添加剤はアルカリ
系とはまったく別（二見い出すことが必要である。亜鉛
一ハロゲン電池の添加剤としては、最近有機化合物であ
る可溶性ポリエーテル化合物やアミ゛ンとエビクロルヒ
ドリンとの反応生成物を電解液に添加する方法が提案さ
れ、実際｛二相当の効果を上げている。しかしながら亜
鉛一ノ１ロゲン電池の電解液には極めて反応性が大きい
ｍゲカ高濃度で溶解してしるため前己有化合物は使用中
塩素により反応又は分解を起、亜鉛のデンドライト析出
を防止する効果が失なわれ、初期の効果を長期間持続す
ることができなかった。
本発明はこれに鑑み、高い耐ハロゲン性が期１される無
機早添加剤って電池の充電時おける亜鉛のデンドライト
析出防止効果を鋭研究の結果、長期間安定して亜鉛のデ
ンドラト析出を起さない亜鉛−ハロゲン電池を開発した
もので、亜鉛極を負極、ハロゲン極を正極ハロゲン化亜
鉛を主成分とする水溶液を電解液とする電池において、
電解液に周期律表第璽族第４〜第６周期に属する元素又
はその化合物を１種又は２種以上添加したことを特徴と
するものである。
機早添加剤って電池の充電時おける亜鉛のデンドライト
析出防止効果を鋭研究の結果、長期間安定して亜鉛のデ
ンドラト析出を起さない亜鉛−ハロゲン電池を開発した
もので、亜鉛極を負極、ハロゲン極を正極ハロゲン化亜
鉛を主成分とする水溶液を電解液とする電池において、
電解液に周期律表第璽族第４〜第６周期に属する元素又
はその化合物を１種又は２種以上添加したことを特徴と
するものである。
即ち本発明は、亜鉛極を正極、ハロゲン極を負極とし、
八アゲン化亜鉛を主成分とする水溶液を電解液に用い、
充電時に負極に亜鉛を析出し、放電時に析出した亜鉛を
溶解させる亜鉛一ハロゲン電池の電解液《二、周期律表
第璽族第４〜第６周期に属する元素、例えばガリウム（
Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、タリウムＣＴｌ）、又は
その化合物例えば塩化物、硫酸塩、硝酸塩の何れが１種
又は２種以上を添加したものである。
八アゲン化亜鉛を主成分とする水溶液を電解液に用い、
充電時に負極に亜鉛を析出し、放電時に析出した亜鉛を
溶解させる亜鉛一ハロゲン電池の電解液《二、周期律表
第璽族第４〜第６周期に属する元素、例えばガリウム（
Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、タリウムＣＴｌ）、又は
その化合物例えば塩化物、硫酸塩、硝酸塩の何れが１種
又は２種以上を添加したものである。
周期律表第ｌ族第４〜１６周期に属する元素又はその化
合物は、何れも電解液中に溶けて単独のカテオン又は錯
イオンを形成し、電池の充電時における亜鉛のデンドラ
イト析出を防止する。しかしてこれ等元素又は化合物の
添加濃度１１種又は２種以上のそれそれの元素つりｌＯ
−’〜ｌｏ−’ｍｏｌ／ｌの範囲で用いるコトがＢｉ．
！，Ｉましく、これより添加濃度が薄いと無添加の一 場合と同様亜鉛のデンドライト析出が起り、また添加濃
度が濃いと添加しだ元素が金属として析出し、電池の充
放電効率を低下する。
合物は、何れも電解液中に溶けて単独のカテオン又は錯
イオンを形成し、電池の充電時における亜鉛のデンドラ
イト析出を防止する。しかしてこれ等元素又は化合物の
添加濃度１１種又は２種以上のそれそれの元素つりｌＯ
−’〜ｌｏ−’ｍｏｌ／ｌの範囲で用いるコトがＢｉ．
！，Ｉましく、これより添加濃度が薄いと無添加の一 場合と同様亜鉛のデンドライト析出が起り、また添加濃
度が濃いと添加しだ元素が金属として析出し、電池の充
放電効率を低下する。
電解液には従来同様八ロゲン化亜鉛単独の水溶液又はこ
れに電導性を増すための強電解質としてハロゲン化ナト
リウム、ハロゲン化カリウム等を加えたもので、ｐＨＯ
〜５、望ましくは０１〜ｌの範囲のものが用いられる。
れに電導性を増すための強電解質としてハロゲン化ナト
リウム、ハロゲン化カリウム等を加えたもので、ｐＨＯ
〜５、望ましくは０１〜ｌの範囲のものが用いられる。
また電流密度の範囲は５〜１００ｍＡ／ＴＩ、電解液の
温度は特に限定するものではないが、室温から７０℃位
までが望ましい。
温度は特に限定するものではないが、室温から７０℃位
までが望ましい。
尚インジウムを添加する場合には、インジウムを塩酸、
硫酸等の酸性溶液に溶解し、ｐＨを０〜５に調整してか
ら電解液に添加混合すればよい。
硫酸等の酸性溶液に溶解し、ｐＨを０〜５に調整してか
ら電解液に添加混合すればよい。
以下本発明を実施例について説明する。
実施例（１）
］多孔質グフファイト板を正極硬質グフファト板を負極
とし、電解液に塩化亜鉛２ｍＯｌ／１塩化カリウムｌｍ
ｏｌ／ｌをｌ含む水溶液を用い、一で■れ１周期律表第
ｌ族第６周期のタノウムの塩物を１０−’ｍ０１／ｌ添
加し、ｐＨを０．ＩＣ調整だ。この電池を用いて電流密
度３０ｍＡ／＋ｆ、一“一 液温２７℃で４時間充電し、正極上に亜鉛を析出させた
ところ参考写真１お゛よび第１図に示すように正極ｌ上
の電析亜鉛２には亜鉛のデンド，−一ヨイト析出は全く
認められなかった。またこれ４１放電した後同一条件で
再充電することを４０・（ ．嗜繰返したが亜鉛のデンドライト析出は全く認一．！
−’Ｊられなかった。
とし、電解液に塩化亜鉛２ｍＯｌ／１塩化カリウムｌｍ
ｏｌ／ｌをｌ含む水溶液を用い、一で■れ１周期律表第
ｌ族第６周期のタノウムの塩物を１０−’ｍ０１／ｌ添
加し、ｐＨを０．ＩＣ調整だ。この電池を用いて電流密
度３０ｍＡ／＋ｆ、一“一 液温２７℃で４時間充電し、正極上に亜鉛を析出させた
ところ参考写真１お゛よび第１図に示すように正極ｌ上
の電析亜鉛２には亜鉛のデンド，−一ヨイト析出は全く
認められなかった。またこれ４１放電した後同一条件で
再充電することを４０・（ ．嗜繰返したが亜鉛のデンドライト析出は全く認一．！
−’Ｊられなかった。
比較のため、電解液にタリウムの塩化物を添加すること
なく、ｐＨを０１に調整して同一条件で充電し、正極上
に亜鉛を析出させたところ、参考写真２および第２図に
示すよう《二正極１上の電析亜鉛２には亜鉛のデンドラ
イト析出３が生じ、デンドライトの長さは約２ｍ１１で
あった。
なく、ｐＨを０１に調整して同一条件で充電し、正極上
に亜鉛を析出させたところ、参考写真２および第２図に
示すよう《二正極１上の電析亜鉛２には亜鉛のデンドラ
イト析出３が生じ、デンドライトの長さは約２ｍ１１で
あった。
またタリウムの塩化物を添加することなく、電解液１二
非イオン系界面活性剤エマルゲン９０９（商品名、花王
石鹸）を０．ＯＩＶＯｌ％添加し、ｐＨを０．１に調整
して同一条件で充電し、正極＝２ｐに亜鉛を析出させた
ところ亜鉛のデノトライ析出は認められなかった。しか
し同様の充放｛，＋；，’Ｉ、奥を繰返したところ５回
目で亜鉛のデンドライ摺］析出が認められた。
非イオン系界面活性剤エマルゲン９０９（商品名、花王
石鹸）を０．ＯＩＶＯｌ％添加し、ｐＨを０．１に調整
して同一条件で充電し、正極＝２ｐに亜鉛を析出させた
ところ亜鉛のデノトライ析出は認められなかった。しか
し同様の充放｛，＋；，’Ｉ、奥を繰返したところ５回
目で亜鉛のデンドライ摺］析出が認められた。
１１
１“ｔ施例（２）
冒，，’ｉ−ｉｊ実施例（１）において、タリウムの塩
化物に代え１、周期律表第璽族弟５周期のインジウムの
塩化物と同族第６周期のタリウムの塩化物をそれぞれ１
ｏ−’ｍｏｌ／ｌ添加し、ｐＨを０．１１ｍ調整してか
ら実施例（１）と同一条件で充電し、正極に亜鉛を析出
させたところ、参考写真３および第一に示すように正極
ｌ上の亜鉛電析２には亜鉛のデンドライト析出は全く認
められながった。また同一条件の充放電を４０回繰り返
したが、亜鉛のデンドライト析出は全く認められず、長
期間亜鉛のデンドライト析出を防止し得ることが判る。
化物に代え１、周期律表第璽族弟５周期のインジウムの
塩化物と同族第６周期のタリウムの塩化物をそれぞれ１
ｏ−’ｍｏｌ／ｌ添加し、ｐＨを０．１１ｍ調整してか
ら実施例（１）と同一条件で充電し、正極に亜鉛を析出
させたところ、参考写真３および第一に示すように正極
ｌ上の亜鉛電析２には亜鉛のデンドライト析出は全く認
められながった。また同一条件の充放電を４０回繰り返
したが、亜鉛のデンドライト析出は全く認められず、長
期間亜鉛のデンドライト析出を防止し得ることが判る。
実施例（３）
周期律表弟■族第５周期のインジウム１１Ｉ９を１ｍｏ
ｌ／Ｉｔの塩酸２０ｍ７に溶解し、これに蒸留水を加え
、更に塩化亜鉛、塩化カリウム及び塩酸を加えて、塩化
亜鉛濃度を２ｍＯｌ／１！、塩化カリウムを１ｍｏＪ／
ｌ，ｐＨを０．１に調整して電］７液を作成した。この
電解液を用い、正極に多質グラファイト板、負極に硬質
グラファイト」板を用いて電池を形成し、実施例（１）
と同じ条件で充電し、正極上に亜鉛を析出させたところ
、亜鉛のデンドライト析出は全く認められなかった。ま
た実施例（１１と同様ｉ二して充放電を４０回繰り返し
たが、亜鉛のデンドライト析出は全く１められな力った
。
ｌ／Ｉｔの塩酸２０ｍ７に溶解し、これに蒸留水を加え
、更に塩化亜鉛、塩化カリウム及び塩酸を加えて、塩化
亜鉛濃度を２ｍＯｌ／１！、塩化カリウムを１ｍｏＪ／
ｌ，ｐＨを０．１に調整して電］７液を作成した。この
電解液を用い、正極に多質グラファイト板、負極に硬質
グラファイト」板を用いて電池を形成し、実施例（１）
と同じ条件で充電し、正極上に亜鉛を析出させたところ
、亜鉛のデンドライト析出は全く認められなかった。ま
た実施例（１１と同様ｉ二して充放電を４０回繰り返し
たが、亜鉛のデンドライト析出は全く１められな力った
。
このように本発明電池は、亜鉛のデンドライー′・“；
ｌ ・」析Ｉ′１″′長期間防′Ｊ″Ｌ＊ｔ（７）”Ｃ・９
池０充放電７・・１ 一一一効率を高め、電池の寿命を著しく向上し得る等、
顕著な効果を奏するものである。
ｌ ・」析Ｉ′１″′長期間防′Ｊ″Ｌ＊ｔ（７）”Ｃ・９
池０充放電７・・１ 一一一効率を高め、電池の寿命を著しく向上し得る等、
顕著な効果を奏するものである。
第１図はタリウムを添加した場合の電析状態断面図、第
２図は無添加の場合の電析状態断面図、第３図はインジ
ウムータリウムニ成分系を添加した場合の電析状態断面
図である。
２図は無添加の場合の電析状態断面図、第３図はインジ
ウムータリウムニ成分系を添加した場合の電析状態断面
図である。
Claims (1)
- 骨鉛極を負極、ハロゲン極を正極、八ロゲン化亜鉛を主
成分とする水溶液を電解液とする電坤において、電解液
に周期律表第璽族弟４〜第′６周期に属する元素又はそ
の化合物を１種又は２一種以上添加したことを特徴と丁
る亜鉛−ハロゲン電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56105640A JPS587773A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | 亜鉛−ハロゲン電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56105640A JPS587773A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | 亜鉛−ハロゲン電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS587773A true JPS587773A (ja) | 1983-01-17 |
Family
ID=14413050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56105640A Pending JPS587773A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | 亜鉛−ハロゲン電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS587773A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60114165U (ja) * | 1984-01-09 | 1985-08-02 | 株式会社 昭和丸筒 | 糸巻用硬質ボビン |
| US10056636B1 (en) | 2013-10-03 | 2018-08-21 | Primus Power Corporation | Electrolyte compositions for use in a metal-halogen flow battery |
| US10062918B2 (en) | 2015-03-19 | 2018-08-28 | Primus Power Corporation | Flow battery electrolyte compositions containing a chelating agent and a metal plating enhancer |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5227338A (en) * | 1975-08-27 | 1977-03-01 | Advantest Corp | High harmonic waves selection unit |
-
1981
- 1981-07-08 JP JP56105640A patent/JPS587773A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5227338A (en) * | 1975-08-27 | 1977-03-01 | Advantest Corp | High harmonic waves selection unit |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60114165U (ja) * | 1984-01-09 | 1985-08-02 | 株式会社 昭和丸筒 | 糸巻用硬質ボビン |
| US10056636B1 (en) | 2013-10-03 | 2018-08-21 | Primus Power Corporation | Electrolyte compositions for use in a metal-halogen flow battery |
| US10062918B2 (en) | 2015-03-19 | 2018-08-28 | Primus Power Corporation | Flow battery electrolyte compositions containing a chelating agent and a metal plating enhancer |
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