JPS632254A - アルカリ亜鉛蓄電池用亜鉛極の製造方法 - Google Patents
アルカリ亜鉛蓄電池用亜鉛極の製造方法Info
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- JPS632254A JPS632254A JP61145467A JP14546786A JPS632254A JP S632254 A JPS632254 A JP S632254A JP 61145467 A JP61145467 A JP 61145467A JP 14546786 A JP14546786 A JP 14546786A JP S632254 A JPS632254 A JP S632254A
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- active material
- electrode
- nickel
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- 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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
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- H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
- H01M4/80—Porous plates, e.g. sintered carriers
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- 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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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (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】
〈産業上の利用分野〉
この発明は、亜鉛極を陰極として用いるアルカリ亜鉛蓄
電池に関するものである。
電池に関するものである。
〈従来の技術〉
ニッケル−亜鉛蓄電池や銀−亜鉛蓄電清などのアルカリ
亜鉛蓄電池で陰極に用いられる亜鉛極には、集電並びに
活物質保持を煎ねるシート状の集電体の表面に亜鉛活物
質を付着させた構成のものが一般に使用されている。そ
して、例えば円筒形ニッケル亜鉛蓄電池では、シート状
の亜鉛極とニッケル極とをセパレータを介して渦巻状に
巻回して用いる構成としている。上記集電体としては、
従来より、例えばニッケル−カドミウム蓄電池の極板な
どに用いられるのと同様な、ニッケルパンチング板やニ
ッケルメッキ多孔板などのニッケル基板からなる開孔率
の大きな多孔性集電体が用いられている。
亜鉛蓄電池で陰極に用いられる亜鉛極には、集電並びに
活物質保持を煎ねるシート状の集電体の表面に亜鉛活物
質を付着させた構成のものが一般に使用されている。そ
して、例えば円筒形ニッケル亜鉛蓄電池では、シート状
の亜鉛極とニッケル極とをセパレータを介して渦巻状に
巻回して用いる構成としている。上記集電体としては、
従来より、例えばニッケル−カドミウム蓄電池の極板な
どに用いられるのと同様な、ニッケルパンチング板やニ
ッケルメッキ多孔板などのニッケル基板からなる開孔率
の大きな多孔性集電体が用いられている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
ところで、上記亜鉛極においては、充電状態では硬い亜
鉛活物質が放電状態になると酸化亜鉛を主成分とする軟
らかい組成となる。このため、上述のように亜鉛極を渦
巻状に巻回して使用すると、集電体の弾性変形によって
押された亜鉛活物質が放電時に軟らかくなった際に集電
体の開孔部を通って集電体の他面側に移行するので、亜
鉛極が変形してサイクル劣化が助長されてしまうという
欠点がある。
鉛活物質が放電状態になると酸化亜鉛を主成分とする軟
らかい組成となる。このため、上述のように亜鉛極を渦
巻状に巻回して使用すると、集電体の弾性変形によって
押された亜鉛活物質が放電時に軟らかくなった際に集電
体の開孔部を通って集電体の他面側に移行するので、亜
鉛極が変形してサイクル劣化が助長されてしまうという
欠点がある。
亜鉛極の上記変形を抑止するため無孔集電体に亜鉛活物
質を付着させるｈ１成としたり、あるいは多孔性集電体
の穴径及び開孔度を上記変形が生じない程度に制限して
しまうことも考えられる。ところがこの場合には集電体
と活物質層との結着力が弱くなるので活物質の脱落や剥
離の起きる度合が大きくなってこれまたサイクル劣化し
易くなってしまうという問題がある。
質を付着させるｈ１成としたり、あるいは多孔性集電体
の穴径及び開孔度を上記変形が生じない程度に制限して
しまうことも考えられる。ところがこの場合には集電体
と活物質層との結着力が弱くなるので活物質の脱落や剥
離の起きる度合が大きくなってこれまたサイクル劣化し
易くなってしまうという問題がある。
〈問題点を解決するための手段〉
この発明のアルカリ亜鉛蓄電池は、表面に施したニッケ
ル−亜鉛共析メッキから亜鉛を溶出させてなる多孔性集
電体に亜鉛活物質を付着した亜鉛極を用いたことを要旨
とする。
ル−亜鉛共析メッキから亜鉛を溶出させてなる多孔性集
電体に亜鉛活物質を付着した亜鉛極を用いたことを要旨
とする。
く作 用〉
上記手段の如く多孔性集電体に施したニッケル亜鉛共析
メッキから亜鉛を溶出させることによって、この集電体
表面の多孔度が増大し、亜鉛活物質との接触面積が著し
く大きくなって亜鉛活物質と集電体との結着力が著しく
増す。この結果、多孔性集電体の穴径及び開孔率を亜鉛
極の前記変形が実質的に生じない程度に制限しても亜鉛
活物質の脱落や剥離がほとんど起こらなくなる。
メッキから亜鉛を溶出させることによって、この集電体
表面の多孔度が増大し、亜鉛活物質との接触面積が著し
く大きくなって亜鉛活物質と集電体との結着力が著しく
増す。この結果、多孔性集電体の穴径及び開孔率を亜鉛
極の前記変形が実質的に生じない程度に制限しても亜鉛
活物質の脱落や剥離がほとんど起こらなくなる。
また、集電体の穴径を０．４〜０．８ｍｍ、開孔率を１
０〜１５％とすることで、無孔集電体を用いた場合とほ
ぼ同様に、亜鉛極の前記変形が効果的に抑止されること
が知得されている。
０〜１５％とすることで、無孔集電体を用いた場合とほ
ぼ同様に、亜鉛極の前記変形が効果的に抑止されること
が知得されている。
〈実施例〉
塩化亜鉛５０ｑ／β、塩化ニッケル３００Ｍ℃、ホウ酸
６０ｇ／β及び塩化ナトリウム６ｇ／（に調製したメッ
キ浴を作製し、このメッキ浴を温度６０’Ｃに加熱した
状態で第１表に示したＡ〜Ｇのニッケルパンチング板を
浸漬し、メッキ電流密度５０ｍＡ／ｃＩ２で１時間メッ
キ処理を行なって、ニッケルパンチング板の表面にニッ
ケル−亜鉛共析メッキを施した。次いでこのメッキ処理
をしたニッケルパンチング板をメッキ浴より取出し、水
洗いした後、３０重量％の水酸化カリウム水溶液中に浸
漬し、別のニッケル板を対極として用い、この対極との
間に溶解電流２ＱｍＡ／ｃ１を通電させ、ニッケルパン
チング板表面のニッケル−亜鉛共析メッキ中の共析亜鉛
を溶出させた。共析亜鉛の溶出が終了するまで通電を続
けた後、ニッケルパンチング板を水酸化カリウム水溶液
より取出し、水洗いした。
６０ｇ／β及び塩化ナトリウム６ｇ／（に調製したメッ
キ浴を作製し、このメッキ浴を温度６０’Ｃに加熱した
状態で第１表に示したＡ〜Ｇのニッケルパンチング板を
浸漬し、メッキ電流密度５０ｍＡ／ｃＩ２で１時間メッ
キ処理を行なって、ニッケルパンチング板の表面にニッ
ケル−亜鉛共析メッキを施した。次いでこのメッキ処理
をしたニッケルパンチング板をメッキ浴より取出し、水
洗いした後、３０重量％の水酸化カリウム水溶液中に浸
漬し、別のニッケル板を対極として用い、この対極との
間に溶解電流２ＱｍＡ／ｃ１を通電させ、ニッケルパン
チング板表面のニッケル−亜鉛共析メッキ中の共析亜鉛
を溶出させた。共析亜鉛の溶出が終了するまで通電を続
けた後、ニッケルパンチング板を水酸化カリウム水溶液
より取出し、水洗いした。
ホ無孔ニッケル板
一方、活物質としての酸化亜鉛８５重良％と亜鉛粉末１
０重量％及び添加剤としての酸化カドミウム２．５ｆｆ
ｌｆｆ１％を混合し、この混合物にポリテトラフルオロ
エチレン乳液２．５重ｆ５ｉ％を加えて混練した後、ロ
ーうにより圧延して亜鉛活物質シートを作製した。そし
て、前記処理により得たニッケルパンチング板を集電体
として用い、この集電体の両面に上記亜鉛活物質シート
をそれぞれ圧着して亜鉛極Ａ−Ｇを作った。そして、こ
の亜鉛極Ａ−Ｇとセパレータを介して公知の焼結式ニッ
ケル極とを組合せ、これらを−緒に渦巻状に巻回して電
極体を作り、この電極体を円筒容器に挿入し、電極群に
含浸される程度のアルカリ電解液を注入した後に封口し
て、公称容量１．５ＡＩ＋のニッケル−亜鉛蓄電池（電
池Ａ〜Ｇ）を作製した。
０重量％及び添加剤としての酸化カドミウム２．５ｆｆ
ｌｆｆ１％を混合し、この混合物にポリテトラフルオロ
エチレン乳液２．５重ｆ５ｉ％を加えて混練した後、ロ
ーうにより圧延して亜鉛活物質シートを作製した。そし
て、前記処理により得たニッケルパンチング板を集電体
として用い、この集電体の両面に上記亜鉛活物質シート
をそれぞれ圧着して亜鉛極Ａ−Ｇを作った。そして、こ
の亜鉛極Ａ−Ｇとセパレータを介して公知の焼結式ニッ
ケル極とを組合せ、これらを−緒に渦巻状に巻回して電
極体を作り、この電極体を円筒容器に挿入し、電極群に
含浸される程度のアルカリ電解液を注入した後に封口し
て、公称容量１．５ＡＩ＋のニッケル−亜鉛蓄電池（電
池Ａ〜Ｇ）を作製した。
一方、ニッケル−亜鉛共析メッキを施さないニッケルパ
ンチング板を集電体として用いた他は電池Ａ−Ｇと同様
にして比較用のニッケル−亜鉛蓄電池ａ〜ｑをそれぞれ
作製した。
ンチング板を集電体として用いた他は電池Ａ−Ｇと同様
にして比較用のニッケル−亜鉛蓄電池ａ〜ｑをそれぞれ
作製した。
これらの電池Ａ−Ｇ及び電池ａ〜Ωを、４時量率の電流
で５時間充電した後に同じく４時間率の電流で電池電圧
がｉ、ｏｖになるまで放電するという一連の充放電サイ
クルを行ない、電池のサイクル寿命をそれぞれ求めた。
で５時間充電した後に同じく４時間率の電流で電池電圧
がｉ、ｏｖになるまで放電するという一連の充放電サイ
クルを行ない、電池のサイクル寿命をそれぞれ求めた。
尚、放電容量が初期容量の６０％以下になった時点をサ
イクル寿命とした。結果を添付図面に示した。
イクル寿命とした。結果を添付図面に示した。
この実験結果より、電池Ａ−Ｇ必るいは電池ａ−ｇにお
いて、使用する集電体として穴径０、９ｍｍ、開孔率２
０％のものを用いた時はサイクル寿命の伸びが最も大き
いことがわかる。これは、この付近の値を境として集電
体の性質が無孔板としての性質からパンチング板として
の性質に変化しているためである。また、穴径及び開孔
率がこの付近の値より大きくなった場合、電池ａ−ｇで
はサイクル寿命に変化はないが、電池Ａ−Ｇではサイク
ル寿命が大きく低下している。電池Ａ−Ｇでこのような
サイクル寿命の変化がみられるのは、亜鉛極に用いる集
電体の穴径及び開孔率が上記付近の値より大きくなると
亜鉛極の前記形状変化が顕著となり、これが原因で亜鉛
極のサイクル劣化が加速されるためと思われる。そして
、本発明者の研究によれば、４００サイクル程度以上の
長いサイクル寿命を１ｑるためには、亜鉛極の集電体と
してその穴径が０．４〜０．８ｍｍで開孔率が１０〜１
５％程度の範囲のものを用いればよいことが知得されて
いる。
いて、使用する集電体として穴径０、９ｍｍ、開孔率２
０％のものを用いた時はサイクル寿命の伸びが最も大き
いことがわかる。これは、この付近の値を境として集電
体の性質が無孔板としての性質からパンチング板として
の性質に変化しているためである。また、穴径及び開孔
率がこの付近の値より大きくなった場合、電池ａ−ｇで
はサイクル寿命に変化はないが、電池Ａ−Ｇではサイク
ル寿命が大きく低下している。電池Ａ−Ｇでこのような
サイクル寿命の変化がみられるのは、亜鉛極に用いる集
電体の穴径及び開孔率が上記付近の値より大きくなると
亜鉛極の前記形状変化が顕著となり、これが原因で亜鉛
極のサイクル劣化が加速されるためと思われる。そして
、本発明者の研究によれば、４００サイクル程度以上の
長いサイクル寿命を１ｑるためには、亜鉛極の集電体と
してその穴径が０．４〜０．８ｍｍで開孔率が１０〜１
５％程度の範囲のものを用いればよいことが知得されて
いる。
上記サイクル試験後に電池Ａ−Ｇを分解して亜鉛極を取
出し、その状態をそれぞれ観察した所、電池Ａ、Ｂの亜
鉛極では亜鉛極両面間の活物質の移動はみられないのも
の活物質の脱落あるいは剥離が生じていた。また電池Ｅ
−Ｇに用いた亜鉛極にあっては活物質の脱落や剥離はな
いが亜鉛極両面間の活物質移動が観察されその形状変化
が大きかった。−方、電池Ｃの亜鉛極では活物質の脱落
や剥離はまったり１ｉ１察されず、また亜鉛極両面間の
活物質移動は極くわずかでその形状変化が効果的に抑制
されていた。また電池りでは電池Ｃより活物質移動の度
合がやや大きい程度であった。
出し、その状態をそれぞれ観察した所、電池Ａ、Ｂの亜
鉛極では亜鉛極両面間の活物質の移動はみられないのも
の活物質の脱落あるいは剥離が生じていた。また電池Ｅ
−Ｇに用いた亜鉛極にあっては活物質の脱落や剥離はな
いが亜鉛極両面間の活物質移動が観察されその形状変化
が大きかった。−方、電池Ｃの亜鉛極では活物質の脱落
や剥離はまったり１ｉ１察されず、また亜鉛極両面間の
活物質移動は極くわずかでその形状変化が効果的に抑制
されていた。また電池りでは電池Ｃより活物質移動の度
合がやや大きい程度であった。
このように電池Ｃにおいてサイクル寿命が非常に大きく
改善されたのは次の理由によると考えられる。即ち、電
池Ｃの集電体では前記メッキ及び溶出処理によって表面
の多孔度が著しく増大し、このため集電体と亜鉛活物質
との接触面積が増大して活物質と集電体との結着が強固
になり、亜鉛極におけるサイクル中での活物質脱落が非
常に生じにくくなったためである。また、このような集
電体表面の多孔度増大によって集電体の表面積が著しく
大きくなり、このため亜鉛極内の実質の電流密度が小さ
くなり、電流分布が均一化したことも亜鉛活物質の形状
劣化抑制に効果があり、サイクル寿命改善に役立つもの
と思われる。
改善されたのは次の理由によると考えられる。即ち、電
池Ｃの集電体では前記メッキ及び溶出処理によって表面
の多孔度が著しく増大し、このため集電体と亜鉛活物質
との接触面積が増大して活物質と集電体との結着が強固
になり、亜鉛極におけるサイクル中での活物質脱落が非
常に生じにくくなったためである。また、このような集
電体表面の多孔度増大によって集電体の表面積が著しく
大きくなり、このため亜鉛極内の実質の電流密度が小さ
くなり、電流分布が均一化したことも亜鉛活物質の形状
劣化抑制に効果があり、サイクル寿命改善に役立つもの
と思われる。
〈発明の効果〉
以上のように構成されるこの発明のアルカリ亜鉛蓄電池
によれば、集電体の穴径や開孔率を亜鉛活物質の前記変
形が実質的に生じない程度に制限した場合においても、
亜鉛極における亜鉛活物質の脱落や剥離を効果的に抑制
できて電池のサイクル寿命の向上を図ることができる。
によれば、集電体の穴径や開孔率を亜鉛活物質の前記変
形が実質的に生じない程度に制限した場合においても、
亜鉛極における亜鉛活物質の脱落や剥離を効果的に抑制
できて電池のサイクル寿命の向上を図ることができる。
添付図面は亜鉛極に用いる集電体の穴径並びに開孔率を
変えた場合の電池サイクル寿命の変化を示したグラフで
ある。
変えた場合の電池サイクル寿命の変化を示したグラフで
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、表面に施したニッケル−亜鉛共析メッキから亜鉛を
溶出させてなる多孔性集電体に亜鉛活物質を付着した亜
鉛極を用いたことを特徴とするアルカリ亜鉛蓄電池。 ２、多孔性集電体の穴径が０．４〜０．８ｍｍで開孔率
が１０〜１５％であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のアルカリ亜鉛蓄電池。 ３、多孔性集電体がニッケル基板からなることを特徴と
する特許請求の範囲第１項または第２項記載のアルカリ
亜鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61145467A JPH0799694B2 (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | アルカリ亜鉛蓄電池用亜鉛極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61145467A JPH0799694B2 (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | アルカリ亜鉛蓄電池用亜鉛極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS632254A true JPS632254A (ja) | 1988-01-07 |
| JPH0799694B2 JPH0799694B2 (ja) | 1995-10-25 |
Family
ID=15385913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61145467A Expired - Lifetime JPH0799694B2 (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | アルカリ亜鉛蓄電池用亜鉛極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0799694B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998053512A1 (fr) * | 1997-05-20 | 1998-11-26 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Procede de fabrication de toles en acier perforees, noyaux pour plaques electrodes de piles secondaires, et piles secondaires comprenant un tel noyau |
| JP2017188212A (ja) * | 2016-04-01 | 2017-10-12 | 日立化成株式会社 | ニッケル亜鉛蓄電池用亜鉛電極及びその製造方法 |
-
1986
- 1986-06-20 JP JP61145467A patent/JPH0799694B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998053512A1 (fr) * | 1997-05-20 | 1998-11-26 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Procede de fabrication de toles en acier perforees, noyaux pour plaques electrodes de piles secondaires, et piles secondaires comprenant un tel noyau |
| JP2017188212A (ja) * | 2016-04-01 | 2017-10-12 | 日立化成株式会社 | ニッケル亜鉛蓄電池用亜鉛電極及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0799694B2 (ja) | 1995-10-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |