JPS6352745B2 - - Google Patents
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- JPS6352745B2 JPS6352745B2 JP55108642A JP10864280A JPS6352745B2 JP S6352745 B2 JPS6352745 B2 JP S6352745B2 JP 55108642 A JP55108642 A JP 55108642A JP 10864280 A JP10864280 A JP 10864280A JP S6352745 B2 JPS6352745 B2 JP S6352745B2
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- zinc
- calcium hydroxide
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- tin compound
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- Expired
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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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はニツケル―亜鉛電池、銀―亜鉛電池の
ように陰極活物質として亜鉛を用いるアルカリ亜
鉛二次電池に係り、特に亜鉛陰極の改良に関する
ものである。
ように陰極活物質として亜鉛を用いるアルカリ亜
鉛二次電池に係り、特に亜鉛陰極の改良に関する
ものである。
この種の電池において亜鉛は単位重量当りのエ
ネルギー密度が大きく、且低価格であるという利
点を有するが、放電生成物である亜鉛酸イオンが
電解液中に遊離し、充電の際に金属亜鉛が樹枝状
に電着する形態をとり、充放電の繰返しにより電
着亜鉛が生長して対極に接し内部短絡を引起すと
いう問題があつた。
ネルギー密度が大きく、且低価格であるという利
点を有するが、放電生成物である亜鉛酸イオンが
電解液中に遊離し、充電の際に金属亜鉛が樹枝状
に電着する形態をとり、充放電の繰返しにより電
着亜鉛が生長して対極に接し内部短絡を引起すと
いう問題があつた。
このような問題に対処するために従来では亜鉛
活物質層の表面に水酸化カルシウム層を形成し、
下記の反応式に基づきCaZz（OH）4の形体で固定
する方法が提案されている。
活物質層の表面に水酸化カルシウム層を形成し、
下記の反応式に基づきCaZz（OH）4の形体で固定
する方法が提案されている。
Ca（OH）＋Zn（OH）2- 4→CaZn（OH）4＋20H-
しかしながら、水酸化カルシウム層のみでは遊
離した亜鉛酸イオンを完全に固定することは不可
能である。何故なら上述の反応式で明らかなよう
に亜鉛酸イオン１モルに対して水酸化カルシウム
１モルが必要となる。従つて放電時に溶解してく
る亜鉛酸イオンを全て固定するためには少くとも
等モルの水酸化カルシウムを必要とし、悪鉛陰極
における水酸化カルシウム量が増大して電極活物
質の利用率の低下を招くことになる。
離した亜鉛酸イオンを完全に固定することは不可
能である。何故なら上述の反応式で明らかなよう
に亜鉛酸イオン１モルに対して水酸化カルシウム
１モルが必要となる。従つて放電時に溶解してく
る亜鉛酸イオンを全て固定するためには少くとも
等モルの水酸化カルシウムを必要とし、悪鉛陰極
における水酸化カルシウム量が増大して電極活物
質の利用率の低下を招くことになる。
又、CaZn（OH）4の形で固定されたはずの亜鉛
の一部については充放電反応に関与することがあ
り、その結果金属亜鉛亜鉛酸イオンの反応を繰
返し金属亜鉛が樹枝状に生長する懸念がある。
の一部については充放電反応に関与することがあ
り、その結果金属亜鉛亜鉛酸イオンの反応を繰
返し金属亜鉛が樹枝状に生長する懸念がある。
このため、一方では水酸化カルシウム層と併用
してアルカリ電解液中にスズ化合物を添加するこ
とが、例えば特公昭48―27100号公報に記載され
ている。この方法は亜鉛酸イオンが金属亜鉛とし
て電着する際に亜鉛―スズの共析物の形態で電着
させることにより金属亜鉛の樹枝状生長を阻止す
ることを目的とするものであるが、この方法にお
いては添加するスズ化合物の有効量は電解液に対
して10-3〜10-2重量％という微量であるため、長
期の充放電繰返しを行うとその効果が得られなく
なる。即ち充電により亜鉛と共に電着したスズが
亜鉛陰極の下部に沈積してしまい、充放電反応に
関与するスズ化合物がほとんどなくなつてしまう
からである。
してアルカリ電解液中にスズ化合物を添加するこ
とが、例えば特公昭48―27100号公報に記載され
ている。この方法は亜鉛酸イオンが金属亜鉛とし
て電着する際に亜鉛―スズの共析物の形態で電着
させることにより金属亜鉛の樹枝状生長を阻止す
ることを目的とするものであるが、この方法にお
いては添加するスズ化合物の有効量は電解液に対
して10-3〜10-2重量％という微量であるため、長
期の充放電繰返しを行うとその効果が得られなく
なる。即ち充電により亜鉛と共に電着したスズが
亜鉛陰極の下部に沈積してしまい、充放電反応に
関与するスズ化合物がほとんどなくなつてしまう
からである。
本発明は斯る点に鑑みてなされたものであり、
その要旨とするところは亜鉛活物質層の表面に水
酸化カルシウムとスズ化合物とを混合して得た混
合物層を形成する点にあり、水酸化カルシウムに
より亜鉛酸イオンが溶出するのを抑えて金属亜鉛
が樹枝状に生長することを抑制する。更に、前記
水酸化カルシウムによつて阻止できずに生長した
樹枝状金属亜鉛を、スズ化合物と接触させること
により、金属亜鉛を酸化させて酸化亜鉛とし、も
つて樹枝状金属亜鉛の生長を因とする内部短絡の
阻止を計るものである。ここでスズ化合物が金属
亜鉛を酸化させるという挙動は、樹枝状金属亜鉛
が生長しやすい亜鉛活物質表面において観察され
る固有の現象であり、本願特有の構成に基づくも
のである。そして、スズ化合物を導電性の低い水
酸化カルシウムの導電性の低い層中に存在させて
いるので、スズ化合物は単なる充放電サイクル中
においては金属スズに還元され難く、その添加効
果の維持が可能である。
その要旨とするところは亜鉛活物質層の表面に水
酸化カルシウムとスズ化合物とを混合して得た混
合物層を形成する点にあり、水酸化カルシウムに
より亜鉛酸イオンが溶出するのを抑えて金属亜鉛
が樹枝状に生長することを抑制する。更に、前記
水酸化カルシウムによつて阻止できずに生長した
樹枝状金属亜鉛を、スズ化合物と接触させること
により、金属亜鉛を酸化させて酸化亜鉛とし、も
つて樹枝状金属亜鉛の生長を因とする内部短絡の
阻止を計るものである。ここでスズ化合物が金属
亜鉛を酸化させるという挙動は、樹枝状金属亜鉛
が生長しやすい亜鉛活物質表面において観察され
る固有の現象であり、本願特有の構成に基づくも
のである。そして、スズ化合物を導電性の低い水
酸化カルシウムの導電性の低い層中に存在させて
いるので、スズ化合物は単なる充放電サイクル中
においては金属スズに還元され難く、その添加効
果の維持が可能である。
尚、亜鉛活物質層表面にスズ化合物層、次に水
酸化カルシウム層とした場合には、スズ化合物は
導電性の高い亜鉛活物質層表面に接しているの
で、充放電サイクル中において、金属スズに還元
されてしまい、その添加効果を発揮できない。
酸化カルシウム層とした場合には、スズ化合物は
導電性の高い亜鉛活物質層表面に接しているの
で、充放電サイクル中において、金属スズに還元
されてしまい、その添加効果を発揮できない。
更に、亜鉛活物質層表面に水酸化カルシウム
層、次にスズ化合物層とした場合には、水酸化カ
ルシウム層中で生長した樹枝状金属亜鉛により、
スズ化合物層と亜鉛活物質層とが電気的に接続さ
れ、前記同様、充放電サイクル中においてスズ化
合物層中では加速度的に金属スズが生じ、ここか
ら樹枝状亜鉛が発生しやすい。
層、次にスズ化合物層とした場合には、水酸化カ
ルシウム層中で生長した樹枝状金属亜鉛により、
スズ化合物層と亜鉛活物質層とが電気的に接続さ
れ、前記同様、充放電サイクル中においてスズ化
合物層中では加速度的に金属スズが生じ、ここか
ら樹枝状亜鉛が発生しやすい。
以下本発明の実施例を図面に基づき説明する
に、１は亜鉛活物質層２とその表面に形成した混
合物層３よりなる亜鉛陰極であつて、前記亜鉛活
物質層２は酸化亜鉛活物質粉末にポリテトラフル
オロエチレン分散液を５〜10％加え水で希釈し混
練した後、数回ロール掛けして所定厚みの亜鉛シ
ートを作成し、これを陰極集電板４の両面に圧着
してなる。又前記混合物層３は水酸化カルシウム
10部、酸化スズ２部を十分混合した混合物にポリ
テトラフルオロエチレン分散液を10部加え水で希
釈し混練した後、ロール掛けしてシート状とな
し、これを亜鉛活物質層２の表面に圧着して形成
されている。
に、１は亜鉛活物質層２とその表面に形成した混
合物層３よりなる亜鉛陰極であつて、前記亜鉛活
物質層２は酸化亜鉛活物質粉末にポリテトラフル
オロエチレン分散液を５〜10％加え水で希釈し混
練した後、数回ロール掛けして所定厚みの亜鉛シ
ートを作成し、これを陰極集電板４の両面に圧着
してなる。又前記混合物層３は水酸化カルシウム
10部、酸化スズ２部を十分混合した混合物にポリ
テトラフルオロエチレン分散液を10部加え水で希
釈し混練した後、ロール掛けしてシート状とな
し、これを亜鉛活物質層２の表面に圧着して形成
されている。
５はニツケル陽極、６はアルカリ電解液を含浸
させたセパレータ、７及び８は陰、陽極外部端子
である。
させたセパレータ、７及び８は陰、陽極外部端子
である。
上記構成の本発明によるニツケル―亜鉛電池と
比較のため混合物層がスズ化合物を含有しない水
酸化カルシウムのみの単独層で、且電解液中に酸
化スズを0.01重量％溶解させた比較電池を作成し
た。尚、容量はいづれも4AHである。
比較のため混合物層がスズ化合物を含有しない水
酸化カルシウムのみの単独層で、且電解液中に酸
化スズを0.01重量％溶解させた比較電池を作成し
た。尚、容量はいづれも4AHである。
そしてこれら電池を0.25Cで４時間充電、0.25C
で３時間放電という条件で充放電を繰返したとこ
ろ、比較電池では50サイクル経過後、内部短絡す
るものがあつたが、本発明電池では100サイクル
経過してもそのような現象は認められなかつた。
で３時間放電という条件で充放電を繰返したとこ
ろ、比較電池では50サイクル経過後、内部短絡す
るものがあつたが、本発明電池では100サイクル
経過してもそのような現象は認められなかつた。
上述した如く、本発明電池に依れば亜鉛活物質
層の表面に、水酸化カルシウムとスズ化合物とを
混合して得た混合物層を形成したので、水酸化カ
ルシウムで阻止できなかつた樹枝状に生長する金
属亜鉛をスズと接触させて生長を阻止するという
両者の相乗効果によつて内部短絡現象を極端に抑
制しうるものであり、この種電池においてその工
業的価値は極めて大である。
層の表面に、水酸化カルシウムとスズ化合物とを
混合して得た混合物層を形成したので、水酸化カ
ルシウムで阻止できなかつた樹枝状に生長する金
属亜鉛をスズと接触させて生長を阻止するという
両者の相乗効果によつて内部短絡現象を極端に抑
制しうるものであり、この種電池においてその工
業的価値は極めて大である。
図面は本発明電池の縦断面図を示す。
１…亜鉛陰極、２…亜鉛活物質層、３…混合物
層、４…陰極集電板、５…ニツケル陽極、６…セ
パレータ、７，８…陰、陽極外部端子。
層、４…陰極集電板、５…ニツケル陽極、６…セ
パレータ、７，８…陰、陽極外部端子。
Claims (1)
- １ 亜鉛活物質層の表面に、水酸化カルシウムと
スズ化合物とを混合して得た混合物層を形成せる
亜鉛陰極を備えたアルカリ亜鉛二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10864280A JPS5732570A (en) | 1980-08-06 | 1980-08-06 | Alkali zinc secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10864280A JPS5732570A (en) | 1980-08-06 | 1980-08-06 | Alkali zinc secondary battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5732570A JPS5732570A (en) | 1982-02-22 |
| JPS6352745B2 true JPS6352745B2 (ja) | 1988-10-20 |
Family
ID=14489967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10864280A Granted JPS5732570A (en) | 1980-08-06 | 1980-08-06 | Alkali zinc secondary battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5732570A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60166923U (ja) * | 1984-04-13 | 1985-11-06 | 東神電気株式会社 | 電線緊縛部 |
-
1980
- 1980-08-06 JP JP10864280A patent/JPS5732570A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5732570A (en) | 1982-02-22 |
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