JPS63126176A - アルカリ亜鉛蓄電池 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明はニアケル−亜鉛部ＴＬ池、銀−亜鉛蓄′覗池な
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。

（ロ）従来の技術 負極活物質に亜鉛を用いたアルカリ蓄を池はユ不ルギー
密度が高く、高い作動電圧を有し、経済性に優れている
などの利点を有するが、サイクル寿命が短いという欠点
がある。この原因は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出し、充電時にこの亜鉛酸イオン
が亜鉛負極表面に樹枝状に金属亜鉛として電析するため
、充放電を繰り返ｔとこの樹枝状亜鉛が牛長しセパシ、
−夕を貫通して、正極と接し内部短絡を引き起すことに
起因する。

この樹枝状亜鉛の生長を抑制するため種々のセパレータ
材が検討されている力へセパシータカ１枚よりなるもの
においては抑制効果が十分でないので、セパレータを数
枚、￥１種類よりなるものより構成することが種々提案
されている。しかし、このようなセパレータの構成を用
いたとしても、亜鉛負極周辺部に余剰の電解液が存在し
たり、巾鉛負極周辺部に電流が集中するというエッヂ効
果によって、充放電サイクルの進行と共に亜鉛負極周辺
部の活物質が他の部分に電析して極板変形を生じたつ、
亜鉛負極周辺部に樹枝状亜鉛が生長しやすいという問題
がある。

そこで実開昭４９−３４３１７号公報では亜鉛負極周辺
部に耐アルカリ性樹脂層を設けることが提案されており
、亜鉛負極周辺部の電流集中を抑制する試みがなされて
いるが、耐アルカリ性樹脂と亜鉛負極が化学結合してい
るわけではなく単に物理的に接触しているものであるた
め、電解液が亜鉛負極周辺部に浸透して行さ、長期に夏
・・）てその効果を維持できなくなるという問題がある
。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は充放電サイクルの進行に仲って生じる亜鉛負極
周辺部の変形を抑制し、巨樹枝状亜鉛の生長を因とする
電池特性のサイクル劣化を抑制しようとするものである
。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明のアルカリ亜鉛蓄電池は亜鉛負極と正極間に、微
孔性フィルムと電解液保持体としての不織布とを含む複
数枚のセパレータを配設してなる電極体を備えたもので
あって、亜鉛負極の最も近くに配設した不織布の面積を
前記正負両極よりも小とし、他のセパレータ部材の面積
を前記正負両極よりも犬とした構成とするものである。

尚、亜鉛負極の最も近くに配設した不織布の面積を、前
記亜鉛負極の面積に対して８０〜９５％とすれば一暦の
効果を奏するものである。

くホ）作用 亜鉛負極の最も近くに配設した電解液保持体である不織
布の面積を正負両極よりも小さくすることで、亜鉛負極
周辺部における電解液量を制限し反応が集中するのを抑
え、エッチ効果による電流集中を緩和し、更に、周辺部
の電解液量が規制されているので、亜鉛負極周辺部の変
形及び樹枝状亜鉛の生長を抑制することが可能となる。

また亜鉛負極周辺部に不織布が存在しないことから、過
充電時に正極より発生する酸素ガスか、亜鉛負極と接し
やすくなり、Ｗｉ素ガスの吸収が速やかに行なわれるの
で過充電時の電池内圧上昇を抑制しうる。

（へ）　実施例 以下に本発明の一実施例を示し詳述する。

第１図は本発明のニッケルー亜鉛蓄電池の縦断面図であ
り、１は活物質としての酸化亜鉛及び添加剤としての酸
化インジウムの混合物にポリテトラフルオロエチレンの
ディスパージョンを加え工混練、圧延した活物質シート
をバ〉・チングメタル集寛体に圧着した亜鉛負極、２は
ポリプロピレン製の微孔性フィルム、３ａ、　３ｂはナ
イロン不織布、４は焼結式ニッケル正極である。ここで
亜鉛負極の最も近くに配設したナイロン不織布３ａの面
積は亜鉛負極の面積の９０％であり、亜鉛負極とニッケ
ル正極の面積は略同等である。また他のナイロン不織布
３ｂ及び微孔性フィルム２は正負両極よりも犬となって
おり、これを本発明電池Ａとした。

比較例として、前記実施例のナイロン不織布３３が他の
ナイロン不織布と同一の太き許のものを用いた他は同一
構成の比較電池Ｂを作製した。

〕れらの電池を用い充！電流２５０ｍＡで４時間３０分
充電し、直ちに２５０ｍ　Ａで放電終止電圧１．ＯＶま
で放電を行うという一連の充放電サイクル試験を行い、
初期容量の５０％を維持できなくなったところを電池寿
命とした。

第２図はこれら電池のサイクル特性比較図である。第２
図より本発明電池Ａのサイクル特性が優れているのがわ
かり、これは亜鉛負極の最も近くに配設した電解液保持
体である不織布の面積を亜鉛負極よりも小さくしている
ため、亜鉛負極周辺部の変形、樹枝状亜鉛の生長が抑制
されたことに基づくものである。

次に本発明電池Ａ、比較電池Ｂを２５０ｍＡの充１電流
で２０時間充電した時の電池内圧を比較した結果を、第
３図に示す。

第３図より本発明電池Ａは過充電により発生した酸素ガ
スの吸収が速く、電池内圧が５ｋｇ／ｃｍ２で一定とな
っている。しかし比較電池Ｂは酸素ガスの吸収が遅いた
め電池内圧が１０ｋｇ／ｃｍ’以上となり、安全弁が作
動し、電解液量が減少するという現象が発生する。

次に亜鉛負極の最も近くに配設したナイロン不織布の大
きさについて種々検討した。亜鉛負極の面積を１００と
しナイロン不織布の大きさを１３０．１００．９５．９
０．８０．７０の６種類を用いて前述のニンケルー亜鉛
蓄電池を組み立て、前述と同様のサイクル試験を行った
。

この結果を第４図に示す。これより亜鉛負極に対し９５
〜８０％の面積を有する不織布を用いる２サイクル寿命
の向上が計れる。ナイロン不織布の面積を８０％以下と
すると亜鉛負極の利用面積が小さくなるので急にサイク
ル寿命が短くなる。また１００％以上になると亜鉛負極
周辺部の変形、樹枝状亜鉛の生長が抑制きれず、サイク
ル寿命が低下する。

尚、実施例では不織布としてナイロン不織布を用いたが
、ポリプロピレン、レーヨン、ビニロン、コツトンなど
の不織布を用いても同様の効果が得られる。また微孔性
フィルムとしては実施例で用いたポリプロピレン製のも
の以外に、セルロース製のセロハン、ポリエチレン類の
ものなどを用いることができる。

（ト）発明の効果 本発明の構成とすることで、亜鉛負極周辺部の変形及び
樹枝状亜鉛の生長が抑制でき、更には過充電時の醜素ガ
ス吸収性能を向セさせることができるので、サイクル特
性に優れたアルカリ亜鉛蓄電池が提供でき、その工業的
価値はきわめて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明電池の縦断面図、第２図は電池のサイク
ル特性比較図、第３図は電池内圧比較図、第４図は不織
布の犬、！きを変えｒこと島の７［泄のサイクル寿命比
較図Ｃある。 １・・・亜鉛負極、２・・・微孔性フィルム、３ａ、３
ｂ・・・ナイロン不織布、４・・・、ＳツケルＥｉ、Ａ
・・・本発明電池、Ｂ・・・比較ＴＬ池。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）亜鉛負極と正極間に、微孔性フィルムと電解液保
   持体としての不織布とを含む複数枚のセパレータを配設
   してなる電極体を備えたものであって、亜鉛負極の最も
   近くに配設した不織布の面積を前記正負両極よりも小と
   し、他のセパレータ部材の面積を前記正負両極よりも大
   とすることを特徴とするアルカリ亜鉛蓄電池。
2. （２）亜鉛負極の最も近くに配設した不織布の面積を、
   前記亜鉛負極の面積に対して８０〜９５％とすることを
   特徴とするアルカリ亜鉛蓄電池。