[go: up one dir, main page]

JP6148873B2 - Zinc negative electrode mixture, zinc negative electrode and battery - Google Patents

Zinc negative electrode mixture, zinc negative electrode and battery Download PDF

Info

Publication number
JP6148873B2
JP6148873B2 JP2013020803A JP2013020803A JP6148873B2 JP 6148873 B2 JP6148873 B2 JP 6148873B2 JP 2013020803 A JP2013020803 A JP 2013020803A JP 2013020803 A JP2013020803 A JP 2013020803A JP 6148873 B2 JP6148873 B2 JP 6148873B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zinc
negative electrode
oxide
battery
containing polymer
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.)
Active
Application number
JP2013020803A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014154260A (en
Inventor
弘子 原田
弘子 原田
博信 小野
博信 小野
康行 高澤
康行 高澤
米原 宏司
宏司 米原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Shokubai Co Ltd filed Critical Nippon Shokubai Co Ltd
Priority to JP2013020803A priority Critical patent/JP6148873B2/en
Publication of JP2014154260A publication Critical patent/JP2014154260A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6148873B2 publication Critical patent/JP6148873B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Description

本発明は、亜鉛負極合剤、亜鉛負極及び電池に関する。より詳しくは、亜鉛を負極活物質とし、経済性、安全性に優れ、性能が高い電池の負極形成に好適に用いることができる亜鉛負極合剤、これを用いて形成される亜鉛負極及び電池に関する。 The present invention relates to a zinc negative electrode mixture, a zinc negative electrode, and a battery. More specifically, the present invention relates to a zinc negative electrode mixture that uses zinc as a negative electrode active material, is excellent in economy and safety, and can be suitably used for forming a negative electrode of a battery, and relates to a zinc negative electrode and a battery formed using the same. .

負極合剤は、負極活物質を含んで構成され、電池の負極を形成する材料であり、中でも、負極活物質として亜鉛を用いた亜鉛負極合剤は、電池の普及とともに古くから研究されてきたものである。亜鉛を負極に用いる電池としては、一次電池、二次電池(蓄電池)、空気電池等が挙げられ、例えば、正極活物質に空気中の酸素を用いる空気・亜鉛電池、正極活物質にニッケル含有化合物を用いるニッケル・亜鉛電池、正極活物質にマンガン含有化合物を用いるマンガン・亜鉛電池や亜鉛イオン電池、正極活物質に酸化銀を使用する銀・亜鉛電池等が研究及び開発され、特に、空気・亜鉛一次電池、マンガン・亜鉛一次電池、銀・亜鉛一次電池は実用化され、広く世界で使用されている。一方で、近年においては、携帯機器から自動車等まで多くの産業分野において電池の開発・改良の重要性が高まっており、主に電池の性能やその二次電池化の面で優れた新たな電池系が種々開発・改良されている。 A negative electrode mixture is a material that includes a negative electrode active material and forms a negative electrode of a battery. Among them, a zinc negative electrode mixture using zinc as a negative electrode active material has been studied for a long time with the spread of batteries. Is. Examples of batteries using zinc as a negative electrode include primary batteries, secondary batteries (storage batteries), air batteries, and the like. For example, air / zinc batteries using oxygen in the air as the positive electrode active material, nickel-containing compounds as the positive electrode active material Research and development of nickel / zinc batteries using manganese, manganese / zinc batteries and zinc ion batteries using manganese-containing compounds as the positive electrode active material, and silver / zinc batteries using silver oxide as the positive electrode active material, especially air / zinc Primary batteries, manganese / zinc primary batteries, and silver / zinc primary batteries have been put into practical use and are widely used in the world. On the other hand, in recent years, the importance of the development and improvement of batteries has increased in many industrial fields from portable devices to automobiles, etc., and new batteries that are superior mainly in terms of battery performance and secondary battery formation. Various systems have been developed and improved.

従来、研究及び開発が行われてきた亜鉛を負極に用いる電池としては、亜鉛または酸化亜鉛を主成分とし、添加剤としてインジウムの酸化物または水酸化物、タリウムの酸化物または水酸化物及びガリウム、カドミウム、鉛、錫、ビスマス、水銀よりなる金属群から選ばれた少なくとも一種の酸化物または水酸化物を含有する亜鉛極を備え、添加剤の総量が亜鉛極に対して1乃至15重量%であるアルカリ亜鉛蓄電池が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。また、酸化亜鉛と金属亜鉛とを主成分とし、これに添加剤、導電剤等が添加された負極と、充電可能な物質から成る正極と、これら正負両極間に介挿されたセパレーターと、電解液とを有するアルカリ亜鉛蓄電池において、前記負極における酸化亜鉛の粒径が1μm以下で、且つ金属亜鉛の粒径が10μm以下であり、更に添加剤と導電剤との粒径が前記酸化亜鉛及び金属亜鉛の最大粒径以下であるアルカリ亜鉛蓄電池が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。更に、板状の集電体と、該板状の集電体の片面もしくは両面に平均粒径0.5〜60μmの粒子からなる主材35重量%以上を含有する電極材料層を有し、前記電極材料層の空隙率が0.10〜0.86の範囲内にあり、前記電極材料層における主材が、結晶子の大きさが10〜50nmの範囲にある金属スズ又はスズ合金から構成される材料からなり、前記集電体が、銅、ニッケル、鉄、ステンレススチール、チタンから選択される一種類以上の金属材料からなるリチウムの酸化還元反応を利用した二次電池の負極に用いられる電極構造体が開示されている(例えば、特許文献3参照。)。更に、亜鉛上にインジウムを堆積させ、亜鉛と、インジウムとの合金化により、水素発生を抑制することができることが開示されている(例えば、非特許文献1参照。)。 Conventionally researched and developed batteries using zinc as a negative electrode include zinc or zinc oxide as a main component, and indium oxide or hydroxide, thallium oxide or hydroxide, and gallium as additives. , A zinc electrode containing at least one oxide or hydroxide selected from the metal group consisting of cadmium, lead, tin, bismuth and mercury, the total amount of additives being 1 to 15% by weight based on the zinc electrode An alkaline zinc storage battery is disclosed (for example, see Patent Document 1). In addition, a negative electrode mainly composed of zinc oxide and metallic zinc, to which an additive, a conductive agent or the like is added, a positive electrode made of a chargeable substance, a separator interposed between these positive and negative electrodes, In the alkaline zinc storage battery, the zinc oxide has a particle size of 1 μm or less and the metal zinc has a particle size of 10 μm or less, and the additive and conductive agent have a particle size of the zinc oxide and metal. An alkaline zinc storage battery having a maximum particle diameter of zinc or less is disclosed (for example, see Patent Document 2). Furthermore, it has a plate-shaped current collector and an electrode material layer containing 35% by weight or more of a main material composed of particles having an average particle size of 0.5 to 60 μm on one or both surfaces of the plate-shaped current collector, The porosity of the electrode material layer is in the range of 0.10 to 0.86, and the main material in the electrode material layer is composed of metal tin or a tin alloy having a crystallite size in the range of 10 to 50 nm. The current collector is used for a negative electrode of a secondary battery using a redox reaction of lithium made of one or more kinds of metal materials selected from copper, nickel, iron, stainless steel, and titanium. An electrode structure is disclosed (for example, see Patent Document 3). Furthermore, it is disclosed that hydrogen generation can be suppressed by depositing indium on zinc and forming an alloy of zinc and indium (see, for example, Non-Patent Document 1).

特開昭61−96666号公報JP-A 61-96666 特開平1−134862号公報JP-A-1-134862 特許第3619000号Japanese Patent No. 3619000

ユウイチ・サトウ(Yuichi Sato)、外5名、「ジャーナル・オブ・パワー・ソースイズ(Journal of Power Sources)」、1992年、第38巻、p.317−325Yuichi Sato, 5 others, “Journal of Power Sources”, 1992, vol. 38, p. 317-325

亜鉛を負極に用いる電池としては、上述したように種々のものが研究されてきたが、亜鉛を負極に用いる電池は、他の元素を負極に用いる新たな電池が開発されるにつれ、電池開発の主流ではなくなっていた。しかしながら、本発明者らは、このように亜鉛を負極に用いる場合は、亜鉛負極が安価であること、水含有電解液を使用でき、その場合は安全性が高いことに加え、エネルギー密度も高く、そのような観点から様々な用途において好適に使用することができる可能性があるところに着目した。そして、亜鉛を負極に用いる電池の性能面について検討したところ、近年用いられる電池に要求される性能を満たすためには、例えば、安定的な高容量・高エネルギー密度の発現や自己放電の抑制といった課題が未だ残されているとともに、二次電池においては、充放電を繰り返したときの電池性能(充放電サイクル特性)に劣り、すなわち、電池寿命が短く、電池寿命を長くするという課題があることを見出した。このような課題を解決すれば、経済性・安全性と性能とが両立できる電池として、携帯機器から自動車等まで多くの産業分野において使用できる可能性がある。 As described above, various types of batteries using zinc as a negative electrode have been studied. However, as batteries using zinc as a negative electrode are developed, new batteries using other elements as negative electrodes have been developed. It was no longer mainstream. However, the present inventors, when using zinc for the negative electrode in this way, the zinc negative electrode is inexpensive and a water-containing electrolyte can be used. In that case, in addition to high safety, the energy density is also high. From such a viewpoint, attention was paid to the possibility of being able to be suitably used in various applications. And when examining the performance aspect of the battery using zinc as the negative electrode, in order to satisfy the performance required for the battery used in recent years, for example, the expression of stable high capacity and high energy density and suppression of self-discharge In addition to the remaining issues, secondary batteries have poor battery performance (charging / discharging cycle characteristics) when charging and discharging are repeated, that is, the battery life is short and the battery life is long. I found. If such a problem is solved, there is a possibility that it can be used in many industrial fields from portable devices to automobiles and the like as a battery that can achieve both economy, safety and performance.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、安定的に高容量・高エネルギー密度を発現し、かつ、自己放電を抑制することができる亜鉛負極合剤、これを用いて形成される亜鉛負極及び電池を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described situation, and is formed using a zinc negative electrode mixture that can stably express high capacity and high energy density and suppress self-discharge. An object is to provide a zinc negative electrode and a battery.

本発明者らは、電池が安定的に高容量・高エネルギー密度を発現すると共に、自己放電が抑制され、特に二次電池においては更に充放電サイクル特性が向上するような、亜鉛を負極活物質とする電池の負極を形成するのに好適に用いられる亜鉛負極合剤について種々検討を行った。ここで、本発明者らは、酸化亜鉛を含む亜鉛負極合剤に着目し、該酸化亜鉛の粒子の密度、結晶子径等の化学的・物理的特性について種々検討した。そして、タップ密度が特定値以上の酸化亜鉛粒子、及び/又は、その結晶子径が特定値以上の酸化亜鉛粒子を用いて亜鉛負極を形成すると、従来の亜鉛負極に比べて電池の自己放電を抑制することができ、また、二次電池においては電池の充放電サイクル特性を向上させて電池の寿命を長くすることができることを見出した。このように本願発明は、これまで知られていなかった、酸化亜鉛粒子のタップ密度や結晶子径が当該酸化亜鉛を用いて構成される電池の自己放電等に影響することを見出し、亜鉛負極合剤において、粒子のタップ密度が0.77g/mL以上である酸化亜鉛、及び/又は、粒子に結晶子径が600Å以上である結晶子が存在する酸化亜鉛を含むものとすることによって、上記課題を見事に解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。 The inventors of the present invention have disclosed that zinc is used as a negative electrode active material so that the battery stably exhibits high capacity and high energy density and self-discharge is suppressed, and particularly in a secondary battery, charge / discharge cycle characteristics are further improved. Various studies were made on a zinc negative electrode mixture suitably used for forming the negative electrode of the battery. Here, the present inventors paid attention to a zinc negative electrode mixture containing zinc oxide, and studied various chemical and physical characteristics such as the density and crystallite diameter of the zinc oxide particles. When a zinc negative electrode is formed using zinc oxide particles having a tap density of a specific value or more and / or zinc oxide particles having a crystallite diameter of a specific value or more, the self-discharge of the battery is reduced as compared with a conventional zinc negative electrode. It has been found that, in the secondary battery, the charge / discharge cycle characteristics of the battery can be improved and the battery life can be extended. As described above, the present invention has found that the tap density and crystallite diameter of zinc oxide particles, which have not been known so far, affect the self-discharge and the like of a battery configured using the zinc oxide. In the agent, the above problem is brilliant by including zinc oxide having a tap density of particles of 0.77 g / mL or more and / or zinc oxide having crystallites having a crystallite diameter of 600 mm or more in the particles. Thus, the present invention has been achieved.

すなわち、本発明は、酸化亜鉛を含む亜鉛負極合剤であって、上記酸化亜鉛は、粒子のタップ密度が0.77g/mL以上である亜鉛負極合剤である。 That is, this invention is a zinc negative electrode mixture containing zinc oxide, Comprising: The said zinc oxide is a zinc negative electrode mixture whose particle | grain tap density is 0.77 g / mL or more.

本発明はまた、酸化亜鉛を含む亜鉛負極合剤であって、上記酸化亜鉛は、粒子に結晶子径が600Å以上である結晶子が存在する亜鉛負極合剤でもある。
以下に本発明を詳述する。
なお、以下において記載される本発明の個々の好ましい構成を2つ以上組み合わせた形態もまた、本発明の好ましい形態である。
The present invention is also a zinc negative electrode mixture containing zinc oxide, wherein the zinc oxide is also a zinc negative electrode mixture in which crystallites having a crystallite diameter of 600 mm or more are present in particles.
The present invention is described in detail below.
In addition, the form which combined two or more each preferable structure of this invention described below is also a preferable form of this invention.

本発明の亜鉛負極合剤は、粒子のタップ密度が0.77g/mL以上であるか、又は、粒子に結晶子径が600Å以上である結晶子が存在するか、のいずれかの要件を少なくとも満たす酸化亜鉛を含むものであればよい。以下においては、タップ密度が0.77g/mL以上である酸化亜鉛を含む亜鉛負極合剤を本発明の第1の亜鉛負極合剤と記載し、粒子に結晶子径が600Å以上である結晶子が存在する酸化亜鉛を含む亜鉛負極合剤を本発明の第2の亜鉛負極合剤と記載する。また、本発明の第1の亜鉛負極合剤、第2の亜鉛負極合剤を合わせて本発明の亜鉛負極合剤と記載する。なお、本発明の第1の亜鉛負極合剤も、第2の亜鉛負極合剤も、酸化亜鉛を含む構成が一致し、亜鉛負極を形成すると、安定的に高容量・高エネルギー密度を発現し、自己放電を抑制することができる点で、少なくとも発明が有する技術上の意義が共通若しくは密接に関連している。 The zinc negative electrode mixture of the present invention has at least one of the requirements that the tap density of the particles is 0.77 g / mL or more, or that the crystallites having a crystallite diameter of 600 mm or more exist in the particles. What is necessary is just to contain the zinc oxide to satisfy | fill. In the following, a zinc negative electrode mixture containing zinc oxide having a tap density of 0.77 g / mL or more is referred to as a first zinc negative electrode mixture of the present invention, and the crystallite has a crystallite diameter of 600 mm or more in the particles. A zinc negative electrode mixture containing zinc oxide in which is present is described as a second zinc negative electrode mixture of the present invention. Moreover, the 1st zinc negative electrode mixture of this invention and the 2nd zinc negative electrode mixture are match | combined, and it describes as the zinc negative electrode mixture of this invention. The first zinc negative electrode mixture of the present invention and the second zinc negative electrode mixture have the same structure containing zinc oxide, and when a zinc negative electrode is formed, a high capacity and high energy density are stably expressed. In terms of suppressing self-discharge, at least the technical significance of the invention is common or closely related.

本発明の第1の亜鉛負極合剤は、粒子のタップ密度が0.77g/mL以上である酸化亜鉛を含むものである。このような酸化亜鉛を含む亜鉛負極合剤から形成される亜鉛負極を使用すると、電池は安定的に高容量・高エネルギー密度を発現すると共に自己放電を抑制することができ、また、二次電池においては、充放電サイクル特性を向上させ、電池の寿命を長くすることができる。この理由としては、次のようなことが考えられる。
すなわち、亜鉛負極を用いた電池では、(1)亜鉛負極活物質の形態変化・不動態形成に起因する電池性能の劣化、(2)充電状態時の自己放電、(3)充放電時に集電体に水系電解液が接触することによる水の分解や集電体と活物質層との解離、といった大きな問題がある。ここで、集電体上に酸化亜鉛を活物質の一つとして形成させた負極では、酸化亜鉛の粒子のタップ密度が大きい場合、活物質密度の高い層を集電体上に簡便かつ正確に形成することができ、電子伝導性及びイオン導電性が向上すると同時に、活物質層における電流集中や充電状態時における活物質と電解液との接触が最小限に抑えられ、また、酸化亜鉛の粒子同士(粒子間に導電助剤、結着剤、増粘剤等が存在してもよい)や酸化亜鉛と集電体との隙間も小さく、水系電解液に含まれる水が過剰に集電体まで浸透することを防ぐことにもなる。その結果、上記課題を抑制し、電池性能を向上させることが可能になるものと考えられる。
また、本発明者らは、亜鉛負極合剤が、粒子に結晶子径が600Å以上である結晶子が存在する酸化亜鉛を含む場合にも、上記課題を抑制する効果が同様に発揮されることを見出した。これは、活物質の一つとして使用する酸化亜鉛粒子が、結晶子径が600Å以上である結晶子を含むことにより、酸化亜鉛粒子同士の接触、又は、酸化亜鉛と導電助剤、結着剤、増粘剤等との接触が確実かつ密になり、電子伝導性及びイオン導電性が向上すると同時に、活物質層における電流集中や充電状態時における活物質と電解液との接触が最小限に抑えられ、また、酸化亜鉛の粒子同士(粒子間に導電助剤、結着剤、増粘剤等が存在してもよい)や酸化亜鉛と集電体との隙間も小さく、水系電解液に含まれる水が過剰に集電体まで浸透することも防ぐことにもなる。その結果、上記課題を抑制し、電池性能を向上させることが可能になるものと推察される。
The 1st zinc negative electrode mixture of this invention contains the zinc oxide whose tap density of particle | grains is 0.77 g / mL or more. When a zinc negative electrode formed from such a zinc negative electrode mixture containing zinc oxide is used, the battery can stably exhibit high capacity and high energy density and suppress self-discharge. In, the charge / discharge cycle characteristics can be improved and the life of the battery can be extended. The reason can be considered as follows.
That is, in a battery using a zinc negative electrode, (1) deterioration of battery performance due to morphological change / passive formation of the zinc negative electrode active material, (2) self-discharge during charge, (3) current collection during charge / discharge There are major problems such as decomposition of water caused by contact of the aqueous electrolyte with the body and dissociation of the current collector and the active material layer. Here, in the negative electrode in which zinc oxide is formed as one of the active materials on the current collector, when the tap density of the zinc oxide particles is large, a layer having a high active material density is simply and accurately formed on the current collector. It can be formed, the electron conductivity and ionic conductivity are improved, and at the same time, the current concentration in the active material layer and the contact between the active material and the electrolyte during charging state are minimized, and the zinc oxide particles The gap between the particles (conducting aids, binders, thickeners, etc. may be present between the particles) and the zinc oxide and the current collector is small, and the water contained in the aqueous electrolyte is excessive. It will also prevent penetration. As a result, it is considered that the above problems can be suppressed and battery performance can be improved.
In addition, the present inventors also show that the effect of suppressing the above problem is similarly exerted even when the zinc negative electrode mixture contains zinc oxide in which particles having a crystallite diameter of 600 mm or more exist. I found. This is because the zinc oxide particles used as one of the active materials contain crystallites having a crystallite diameter of 600 mm or more, so that the contact between the zinc oxide particles, or the zinc oxide and the conductive auxiliary agent, the binder. In addition, the contact with the thickener and the like is ensured and dense, and the electronic conductivity and the ionic conductivity are improved. At the same time, the current concentration in the active material layer and the contact between the active material and the electrolyte during charging are minimized. In addition, the zinc oxide particles (conducting aids, binders, thickeners, etc. may be present between the particles) and the gap between the zinc oxide and the current collector are small, and the aqueous electrolyte solution It also prevents the contained water from penetrating to the current collector excessively. As a result, it is speculated that the above problems can be suppressed and battery performance can be improved.

本発明の亜鉛負極合剤は、粒子のタップ密度が0.77g/mL以上である酸化亜鉛、及び/又は、粒子に結晶子径が600Å以上である結晶子が存在する酸化亜鉛を含む限り、その他の活物質として作用する成分を含んでいてもよい。本発明の亜鉛負極合剤は、粒子のタップ密度が0.77g/mL以上である酸化亜鉛及び粒子に結晶子径が600Å以上である結晶子が存在する酸化亜鉛のいずれか少なくとも一方に該当する粒子の総量の割合が、亜鉛負極合剤の全量100質量%に対して、亜鉛負極合剤を満充電状態(SOC≒100%)に近付けた状態で作製する場合には、0.001質量%以上であることが好ましい。より好ましくは、0.01質量%以上であり、更に好ましくは、0.05質量%以上であり、更に好ましくは、0.1質量%以上であり、特に好ましくは、0.5質量%以上である。また、上記酸化亜鉛が、亜鉛負極合剤の全量100質量%に対して、亜鉛負極合剤を放電状態(DOD≒100%)に近付けた状態で作製する場合には、100質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、99.999質量%以下であり、更に好ましくは、99.99質量%以下であり、更に好ましくは、99.9質量%以下であり、特に好ましくは、99質量%以下である。なお、本発明の亜鉛負極合剤の全量100質量%とは、水や有機溶剤を含まない固形分をいうものである。また、亜鉛負極合剤が含む活物質として作用する成分の全量100質量%に対して、粒子のタップ密度が0.77g/mL以上である酸化亜鉛と粒子に結晶子径が600Å以上である結晶子が存在する酸化亜鉛とのいずれか少なくとも一方に該当する粒子の総量の割合が、5質量%以上であることが好ましく、より好ましくは、10質量%以上であり、更に好ましくは、20質量%以上である。活物質として作用する成分の全量に対して、このような範囲で粒子のタップ密度が0.77g/mL以上である酸化亜鉛、及び/又は、粒子に結晶子径が600Å以上である結晶子が存在する酸化亜鉛を含むことにより、本発明の効果が更に発揮されることとなる。亜鉛負極合剤が含む活物質として作用する成分の全量が、粒子のタップ密度が0.77g/mL以上である酸化亜鉛、及び/又は、粒子に結晶子径が600Å以上である結晶子が存在する酸化亜鉛からなるものであってもよい。 As long as the zinc negative electrode mixture of the present invention contains zinc oxide having a tap density of particles of 0.77 g / mL or more and / or zinc oxide having crystallites having a crystallite diameter of 600 mm or more in the particles, The component which acts as another active material may be included. The zinc negative electrode mixture of the present invention corresponds to at least one of zinc oxide having a particle tap density of 0.77 g / mL or more and zinc oxide having a crystallite having a crystallite diameter of 600 mm or more in the particle. When the ratio of the total amount of particles is about 100% by mass of the total amount of the zinc negative electrode mixture and the zinc negative electrode mixture is close to a fully charged state (SOC≈100%), 0.001% by mass The above is preferable. More preferably, it is 0.01 mass% or more, More preferably, it is 0.05 mass% or more, More preferably, it is 0.1 mass% or more, Especially preferably, it is 0.5 mass% or more is there. In addition, when the zinc oxide is prepared in a state where the zinc negative electrode mixture is close to the discharged state (DOD≈100%) with respect to 100% by mass of the total amount of the zinc negative electrode mixture, it is 100% by mass or less. It is preferable. More preferably, it is 99.999 mass% or less, More preferably, it is 99.99 mass% or less, More preferably, it is 99.9 mass% or less, Most preferably, it is 99 mass% or less. In addition, 100 mass% of the total amount of the zinc negative electrode mixture of the present invention refers to a solid content not containing water or an organic solvent. Further, with respect to 100% by mass of the total amount of components acting as an active material contained in the zinc negative electrode mixture, zinc oxide having a particle tap density of 0.77 g / mL or more and a crystal having a crystallite diameter of 600 mm or more. The ratio of the total amount of particles corresponding to at least one of the zinc oxide containing the child is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and still more preferably 20% by mass. That's it. Zinc oxide having a particle tap density of 0.77 g / mL or more and / or a crystallite having a crystallite diameter of 600 mm or more in such a range with respect to the total amount of components acting as an active material. By including the existing zinc oxide, the effect of the present invention is further exhibited. The total amount of components that act as the active material contained in the zinc negative electrode mixture is zinc oxide having a particle tap density of 0.77 g / mL or more and / or crystallites having a crystallite diameter of 600 mm or more in the particles. It may be made of zinc oxide.

上記その他の活物質として作用する成分は、酸化亜鉛以外の亜鉛含有化合物が挙げられる。該酸化亜鉛以外の亜鉛含有化合物は、例えば、上記のようにタップ密度及び/又は結晶子径が特定された酸化亜鉛以外の酸化亜鉛、導電性酸化亜鉛、亜鉛金属、亜鉛末、亜鉛繊維、水酸化亜鉛や、硫化亜鉛・テトラヒドロキシ亜鉛アルカリ金属塩・テトラヒドロキシ亜鉛アルカリ土類金属塩・フッ化亜鉛等の亜鉛ハロゲン化物・亜鉛カルボキシラート化合物・亜鉛合金・ホウ酸亜鉛・リン酸亜鉛・リン酸水素亜鉛・ケイ酸亜鉛・アルミン酸亜鉛・炭酸塩・炭酸水素塩・硝酸塩・硫酸塩等に代表される周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する亜鉛(合金)化合物、有機亜鉛化合物、及び、亜鉛化合物塩等が挙げられる。これらの中でも、上記のようにタップ密度及び/又は結晶子径が特定された酸化亜鉛以外の酸化亜鉛、導電性酸化亜鉛、亜鉛金属、亜鉛末、亜鉛繊維、水酸化亜鉛、テトラヒドロキシ亜鉛アルカリ金属塩、テトラヒドロキシ亜鉛アルカリ土類金属塩、フッ化亜鉛等の亜鉛ハロゲン化物、亜鉛カルボキシラート化合物、亜鉛合金、ホウ酸亜鉛、リン酸亜鉛、ケイ酸亜鉛、アルミン酸亜鉛、炭酸亜鉛がより好ましい。上記亜鉛金属、亜鉛合金は、それぞれ、アルカリ電池や空気電池に使用される亜鉛金属、アルカリ電池や空気電池に使用される亜鉛合金であってもよい。
ここで、亜鉛活物質を導入する際の前駆体(例えば、リン酸亜鉛やホウ酸亜鉛)に含まれる亜鉛以外の周期表の第1〜17族に属する元素(例えば、リンやホウ素)は、それ自体が活物質となるのではなく、活物質層に入った当該元素は、後述する周期表の第1〜17族に属する元素として作用する。
Examples of the component that acts as the other active material include zinc-containing compounds other than zinc oxide. The zinc-containing compound other than the zinc oxide includes, for example, zinc oxide other than zinc oxide having a specified tap density and / or crystallite diameter as described above, conductive zinc oxide, zinc metal, zinc powder, zinc fiber, water Zinc oxide, zinc sulfide, tetrahydroxyzinc alkali metal salts, tetrahydroxyzinc alkaline earth metal salts, zinc halides such as zinc fluoride, zinc carboxylate compounds, zinc alloys, zinc borate, zinc phosphate, phosphoric acid At least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table represented by zinc hydrogen, zinc silicate, zinc aluminate, carbonate, hydrogen carbonate, nitrate, sulfate, etc. Examples thereof include zinc (alloy) compounds, organic zinc compounds, and zinc compound salts. Among these, zinc oxide other than zinc oxide whose tap density and / or crystallite diameter is specified as described above, conductive zinc oxide, zinc metal, zinc powder, zinc fiber, zinc hydroxide, tetrahydroxy zinc alkali metal More preferred are salts, tetrahydroxyzinc alkaline earth metal salts, zinc halides such as zinc fluoride, zinc carboxylate compounds, zinc alloys, zinc borate, zinc phosphate, zinc silicate, zinc aluminate, and zinc carbonate. The zinc metal and zinc alloy may be zinc metal used for alkaline batteries and air batteries, and zinc alloy used for alkaline batteries and air batteries, respectively.
Here, elements (for example, phosphorus and boron) belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table other than zinc contained in the precursor (for example, zinc phosphate and zinc borate) when introducing the zinc active material are: The element itself does not become an active material but acts as an element belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table described later.

また本発明の亜鉛負極合剤は、粒子のタップ密度が0.77g/mL以上であり、かつ、粒子に結晶子径が600Å以上である結晶子が存在する酸化亜鉛を含むことが好ましい。ここで、亜鉛負極合剤が含む活物質として作用する成分の全量100質量%に対して、粒子のタップ密度が0.77g/mL以上であり、かつ、粒子に結晶子径が600Å以上である結晶子が存在する酸化亜鉛の割合が、亜鉛負極合剤の全量100質量%に対して、亜鉛負極合剤を満充電状態(SOC≒100%)に近付けた状態で作製する場合には、0.001質量%以上であることが好ましい。より好ましくは、0.01質量%以上であり、更に好ましくは、0.05質量%以上であり、更に好ましくは、0.1質量%以上であり、特に好ましくは、0.5質量%以上である。また、上記酸化亜鉛の割合が、亜鉛負極合剤の全量100質量%に対して、亜鉛負極合剤を放電状態(DOD≒100%)に近付けた状態で作製する場合には、100質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、99.999質量%以下であり、更に好ましくは、99.99質量%以下であり、更に好ましくは、99.9質量%以下であり、特に好ましくは、99質量%以下である。粒子のタップ密度が0.77g/mL以上である酸化亜鉛、及び/又は、粒子に結晶子径が600Å以上である結晶子が存在する酸化亜鉛を含む限り、その他の活物質として作用する成分を含んでいてもよい。好ましくは、亜鉛負極合剤が含む活物質として作用する成分の全量100質量%に対して、粒子のタップ密度が0.77g/mL以上である酸化亜鉛と粒子に結晶子径が600Å以上である結晶子が存在する酸化亜鉛のいずれか少なくとも一方に該当する粒子の総量の割合が、5質量%以上であることが好ましい。より好ましくは、10質量%以上であり、更に好ましくは、20質量%以上である。このような範囲で粒子のタップ密度が0.77g/mL以上であり、かつ、粒子に結晶子径が600Å以上である結晶子が存在する酸化亜鉛を含むことにより、本発明の効果がより充分に発揮されることとなる。亜鉛負極合剤が含む活物質として作用する成分の全量が、粒子のタップ密度が0.77g/mL以上であり、かつ、粒子に結晶子径が600Å以上である結晶子が存在する酸化亜鉛からなるものであることであってもよい。 Moreover, it is preferable that the zinc negative electrode mixture of this invention contains the zinc oxide in which the tap density of particle | grains is 0.77 g / mL or more, and the crystallite with a crystallite diameter of 600 or more exists in particle | grains. Here, the tap density of the particles is 0.77 g / mL or more and the crystallite diameter of the particles is 600 mm or more with respect to 100% by mass of the total amount of the components acting as the active material contained in the zinc negative electrode mixture. When the ratio of zinc oxide in which crystallites are present is made in a state where the zinc negative electrode mixture is close to a fully charged state (SOC≈100%) with respect to 100% by mass of the total amount of the zinc negative electrode mixture, it is 0. It is preferably 0.001% by mass or more. More preferably, it is 0.01 mass% or more, More preferably, it is 0.05 mass% or more, More preferably, it is 0.1 mass% or more, Especially preferably, it is 0.5 mass% or more is there. Further, when the zinc oxide mixture is prepared in a state in which the zinc negative electrode mixture is close to the discharge state (DOD≈100%) with respect to 100% by mass of the total amount of the zinc negative electrode mixture, it is 100% by mass or less. It is preferable that More preferably, it is 99.999 mass% or less, More preferably, it is 99.99 mass% or less, More preferably, it is 99.9 mass% or less, Most preferably, it is 99 mass% or less. As long as it contains zinc oxide having a particle tap density of 0.77 g / mL or more and / or zinc oxide having a crystallite diameter of 600 mm or more in the particle, other components that act as active materials May be included. Preferably, with respect to 100% by mass of the total amount of components acting as an active material contained in the zinc negative electrode mixture, the particle size of the crystal is 600 mm or more in zinc oxide and particles having a tap density of 0.77 g / mL or more. It is preferable that the ratio of the total amount of particles corresponding to at least one of zinc oxides containing crystallites is 5% by mass or more. More preferably, it is 10 mass% or more, More preferably, it is 20 mass% or more. In such a range, the effect of the present invention is more sufficiently obtained by including zinc oxide in which the particle tap density is 0.77 g / mL or more and the crystallites having a crystallite diameter of 600 mm or more are present in the particles. Will be demonstrated. The total amount of components acting as an active material contained in the zinc negative electrode mixture is from zinc oxide in which the tap density of the particles is 0.77 g / mL or more and the crystallites having a crystallite diameter of 600 mm or more are present in the particles. It may be.

上記酸化亜鉛の粒子のタップ密度は、0.80g/mL以上であることが好ましい。より好ましくは、0.82g/mL以上である。また、該タップ密度は、3.00g/mL以下であることが好ましい。より好ましくは、2.00g/mL以下であり、更に好ましくは、1.00g/mL以下である。
上記タップ密度は、酸化亜鉛を500μmの目開きを持つふるいに通した後、20mLメスシリンダーに静かに入れ質量を測定し、続いてこれを体積変化が殆ど認められなくなるまで(700回)タップした際の体積を読み取ることにより求めることができる。
The tap density of the zinc oxide particles is preferably 0.80 g / mL or more. More preferably, it is 0.82 g / mL or more. The tap density is preferably 3.00 g / mL or less. More preferably, it is 2.00 g / mL or less, More preferably, it is 1.00 g / mL or less.
The tap density was measured by passing zinc oxide through a sieve having an opening of 500 μm, gently placing it in a 20 mL graduated cylinder, measuring the mass, and subsequently tapping it until almost no volume change was observed (700 times). It can be obtained by reading the volume at the time.

上記酸化亜鉛の粒子に存在する結晶子径は、620Å以上であることが好ましい。また、該結晶子径は、1500Å以下であることが好ましい。より好ましくは、1350Å以下である。
本願における上記酸化亜鉛の結晶子径は、Rigaku製 全自動水平型多目的X線回折装置 SmartLabにて測定し、(1,0,1)面の半値幅と回折角を下記のScherrerの式に代入して算出した。
Scherrerの式
結晶子の大きさ D(Å)=K×λ/(β×cosθ)
K:Scherrer定数
λ:使用X線管球の波長
β:結晶子の大きさによる回折角の拡がり
θ:回折角 2θ/θ
上記測定及び解析を行う際に注目する酸化亜鉛の結晶面は特に限定されず、任意のミラー指数における結晶子径が600Å以上であればよいが、上述した(1,0,1)面に着目すればよいことを一連の研究の中で見出した。
The crystallite size present in the zinc oxide particles is preferably 620 mm or more. The crystallite diameter is preferably 1500 mm or less. More preferably, it is 1350 mm or less.
The crystallite diameter of the zinc oxide in the present application is measured with a fully automatic horizontal multi-purpose X-ray diffractometer SmartLab manufactured by Rigaku, and the half-value width and diffraction angle of the (1, 0, 1) plane are substituted into the following Scherrer equation: And calculated.
Scherrer formula crystallite size D (子) = K × λ / (β × cos θ)
K: Scherrer constant λ: wavelength of X-ray tube used β: diffraction angle spread depending on crystallite size θ: diffraction angle 2θ / θ
The crystal plane of zinc oxide to be noted when performing the above measurement and analysis is not particularly limited, and the crystallite diameter at an arbitrary Miller index may be 600 mm or more, but the above-described (1, 0, 1) plane is focused. I found what I should do in a series of studies.

タップ密度が上述のような範囲の粒子、結晶子径が上述のような範囲の粒子は、例えば、(1)溶融させた金属亜鉛を加熱し、発生する亜鉛蒸気を空気で酸化させる方法や、(2)硫酸亜鉛や塩化亜鉛等の亜鉛塩水溶液にソーダ灰溶液を加えてできる沈殿を水洗、乾燥した後に焼成する方法により、所望のタップ密度の粒子を得る方法等により製造することが可能である。この際、分級等の操作により、酸化亜鉛の粒子の粒径を所望の値にすることも可能である。 Particles having a tap density in the above range and particles having a crystallite diameter in the above range are, for example, (1) a method of heating molten metal zinc and oxidizing generated zinc vapor with air, (2) It is possible to manufacture by a method of obtaining particles with a desired tap density by a method in which a precipitate formed by adding a soda ash solution to an aqueous zinc salt solution such as zinc sulfate or zinc chloride is washed with water, dried and then fired. is there. At this time, the particle diameter of the zinc oxide particles can be set to a desired value by an operation such as classification.

なお、上記酸化亜鉛の粒子の形状としては、微粉状、粉状、粒状、微粒状、鱗片状、繊維状、顆粒状、多面体状、ロッド状、直方状、円柱状、曲面含有状等が挙げられる。 Examples of the shape of the zinc oxide particles include fine powder, powder, granular, fine granular, scaly, fibrous, granular, polyhedral, rod-shaped, rectangular, cylindrical, curved surface-containing, etc. It is done.

上記粒子のタップ密度が0.77g/mL以上である酸化亜鉛、及び/又は、粒子に結晶子径が600Å以上である結晶子が存在する酸化亜鉛は、比表面積が0.01m/g以上であることが好ましい。比表面積としてより好ましくは、0.1m/g以上であり、更に好ましくは、0.2m/g以上である。また、該比表面積は、200m/g以下であることが好ましい。
上記比表面積は、比表面積測定装置等により測定することができる。なお、比表面積が上述のような範囲の粒子は、例えば、粒子をナノ粒子化したり、粒子製造の際の調製条件を選択することにより粒子表面に凹凸をつけたりすることにより製造することが可能である。
The zinc oxide in which the tap density of the particle is 0.77 g / mL or more and / or the zinc oxide in which the particle has a crystallite diameter of 600 mm or more is 0.01 m 2 / g or more. It is preferable that More preferably, it is 0.1 m < 2 > / g or more as a specific surface area, More preferably, it is 0.2 m < 2 > / g or more. Moreover, it is preferable that this specific surface area is 200 m < 2 > / g or less.
The specific surface area can be measured by a specific surface area measuring device or the like. The particles having a specific surface area as described above can be produced, for example, by making the particles into nanoparticles or by making the particle surface uneven by selecting the preparation conditions for particle production. is there.

上記酸化亜鉛の粒子は、下記平均粒子径及び/又はアスペクト比を満たす粒子を含むことが好ましい。また、酸化亜鉛の粒子が、下記平均粒子径及び/又はアスペクト比を満たすものであることがより好ましい。
上記酸化亜鉛の粒子の平均粒子径としては、好ましくは1nm〜500μm、より好ましくは5nm〜100μmであり、更に好ましくは10nm〜20μmであり、特に好ましくは、100nm〜10μmである。
上記酸化亜鉛の粒子は、酸化亜鉛の粒子をイオン交換水に加えて5分間超音波照射分散した後に粒度分布測定装置で測定した場合、平均粒子径は、100nm〜100μmであることが好ましい。より好ましくは、200nm〜50μmであり、更に好ましくは、300nm〜10μmである。また、モード径は、50nm〜20μmであることが好ましい。より好ましくは、70nm〜10μmであり、更に好ましくは、100nm〜5μmである。そして、メジアン径は、100nm〜10μmであることが好ましい。より好ましくは、150nm〜7μmであり、更に好ましくは、500nm〜5μmである。
上記酸化亜鉛の粒子のアスペクト比(縦/横)は、例えば、上記酸化亜鉛の粒子が直方状・円柱状・球状・曲面含有状・多面体状、鱗片状やロッド状等で測定可能な場合には、好ましくは1.1〜100000、より好ましくは1.2〜50000、更に好ましくは1.5〜10000である。上記平均粒子径及びアスペクト比を満たす粒子を含まない場合には、負極活物質の形状変化や不動態形成に伴うサイクル特性の低下や、充電状態時や充電状態での保存時における自己放電が起こりやすくなる等の可能性がある。
なお、上記平均粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)、走査型電子顕微鏡(SEM)、粒度分布測定装置、粉末X線回折(XRD)等により測定することができる。上記アスペクト比(縦/横)は、例えば、TEMやSEMにより観察した粒子の形状から、直方状の場合には、最も長い辺を縦、2番目に長い辺を横として、縦の長さを横の長さで除することにより求めることができる。円柱状・球状・曲面含有状・多面体状等の場合には、アスペクト比が最も大きくなるように、ある一つの部分を底面に置き、それをアスペクト比が最も大きくなるような方向から投影した時にできる二次元の形において、ある一点から最も離れた一点の長さを測定し、その最も長い辺を縦、縦の中心点を通る直線のうち最も長い辺を横として、縦の長さを横の長さで除することにより求めることができる。
The zinc oxide particles preferably include particles satisfying the following average particle diameter and / or aspect ratio. Further, it is more preferable that the zinc oxide particles satisfy the following average particle diameter and / or aspect ratio.
The average particle diameter of the zinc oxide particles is preferably 1 nm to 500 μm, more preferably 5 nm to 100 μm, still more preferably 10 nm to 20 μm, and particularly preferably 100 nm to 10 μm.
The zinc oxide particles are preferably 100 nm to 100 μm in average particle size when measured with a particle size distribution measuring device after adding and irradiating and dispersing zinc oxide particles in ion exchange water for 5 minutes. More preferably, it is 200 nm-50 micrometers, More preferably, it is 300 nm-10 micrometers. The mode diameter is preferably 50 nm to 20 μm. More preferably, it is 70 nm-10 micrometers, More preferably, it is 100 nm-5 micrometers. The median diameter is preferably 100 nm to 10 μm. More preferably, it is 150 nm-7 micrometers, More preferably, it is 500 nm-5 micrometers.
The aspect ratio (vertical / horizontal) of the zinc oxide particles can be measured, for example, when the zinc oxide particles can be measured in a rectangular shape, a cylindrical shape, a spherical shape, a curved surface-containing shape, a polyhedral shape, a scale shape, a rod shape, or the like. Is preferably 1.1 to 100,000, more preferably 1.2 to 50,000, and still more preferably 1.5 to 10,000. When particles that satisfy the above average particle size and aspect ratio are not included, cycle characteristics decrease due to shape change or passive formation of the negative electrode active material, and self-discharge occurs during charging or storage in the charged state. There is a possibility of becoming easy.
The average particle diameter can be measured by a transmission electron microscope (TEM), a scanning electron microscope (SEM), a particle size distribution measuring device, powder X-ray diffraction (XRD), or the like. The aspect ratio (vertical / horizontal) is, for example, from the shape of particles observed by TEM or SEM, in the case of a rectangular shape, the longest side is vertical, the second longest side is horizontal, and the vertical length is It can be obtained by dividing by the horizontal length. In the case of a cylinder, sphere, curved surface, polyhedron, etc., when a certain part is placed on the bottom so that the aspect ratio is maximized, it is projected from the direction that maximizes the aspect ratio. Measure the length of a point that is farthest from a point in a two-dimensional shape that can be made, with the longest side as the vertical, the longest side of the straight line passing through the vertical center point as the horizontal, and the vertical length as the horizontal It can be obtained by dividing by the length of.

本発明の亜鉛負極合剤は、更に、導電助剤を含んでいてもよい。該導電助剤としては、例えば、導電性カーボン、導電性セラミックや、亜鉛・亜鉛末・亜鉛合金・(アルカリ)乾電池や空気電池に使用される亜鉛(以下、纏めて金属亜鉛とも称する)等を用いることができる。導電性カーボンとしては、黒鉛、グラッシーカーボン、アモルファス炭素、易黒鉛化炭素、難黒鉛化炭素、カーボンナノフォーム、活性炭、グラフェン、ナノグラフェン、グラフェンナノリボン、フラーレン、カーボンブラック、炭素繊維、ファイバー状カーボン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、バルカン、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等が挙げられる。これらの中でも、黒鉛、易黒鉛化炭素、難黒鉛化炭素、グラフェン、カーボンブラック、炭素繊維、ファイバー状カーボン、カーボンナノチューブ、バルカン、ケッチェンブラック、アセチレンブラックや金属亜鉛が好ましい。
上記金属亜鉛は、負極の調製段階で負極合剤として加えてもよいし、二次電池において充放電を行った際に、酸化亜鉛や上記亜鉛含有化合物等から生成する金属亜鉛を導電助剤として使用することもできる。この場合、酸化亜鉛や上記亜鉛含有化合物は負極活物質かつ導電助剤として機能することになる。
The zinc negative electrode mixture of the present invention may further contain a conductive aid. Examples of the conductive auxiliary include conductive carbon, conductive ceramic, zinc used in zinc powder, zinc powder, zinc alloy, (alkaline) dry batteries and air batteries (hereinafter also referred to as metal zinc). Can be used. Conductive carbon includes graphite, glassy carbon, amorphous carbon, graphitizable carbon, non-graphitizable carbon, carbon nanofoam, activated carbon, graphene, nanographene, graphene nanoribbon, fullerene, carbon black, carbon fiber, fibrous carbon, carbon Nanotubes, carbon nanohorns, Vulcan, ketjen black, acetylene black and the like can be mentioned. Among these, graphite, graphitizable carbon, non-graphitizable carbon, graphene, carbon black, carbon fiber, fibrous carbon, carbon nanotube, Vulcan, Ketjen black, acetylene black, and metallic zinc are preferable.
The metallic zinc may be added as a negative electrode mixture in the preparation stage of the negative electrode, or metal zinc generated from zinc oxide or the zinc-containing compound, etc. when conducting charge / discharge in a secondary battery as a conductive auxiliary agent. It can also be used. In this case, zinc oxide and the zinc-containing compound function as a negative electrode active material and a conductive additive.

上記導電助剤の配合量としては、亜鉛負極合剤の全量100質量%に対して、0.001〜99.999質量%であることが好ましい。金属亜鉛を負極合剤調製時に導電助剤として使用する場合には、金属亜鉛は活物質として作用する成分ではなく、導電助剤として考え計算する。また、亜鉛含有化合物である酸化亜鉛や水酸化亜鉛等から充放電中に生成する金属亜鉛を系中で導電助剤として使用することもできるが、ただしその場合には、負極合剤調製時に使用する亜鉛含有化合物は活物質として作用する成分として考え計算する。導電助剤の配合量がこのような範囲であると、亜鉛負極合剤から形成される亜鉛負極が、電池の負極として用いた場合に、より良好な電池性能を発揮する。より好ましくは、0.01〜99.99質量%であり、更に好ましくは、0.05〜99.99質量%である。 As a compounding quantity of the said conductive support agent, it is preferable that it is 0.001-99.999 mass% with respect to 100 mass% of whole quantity of a zinc negative electrode mixture. When metallic zinc is used as a conductive aid during the preparation of the negative electrode mixture, metallic zinc is not a component that acts as an active material, but is calculated as a conductive aid. In addition, metal zinc generated during charging / discharging from zinc oxide, zinc hydroxide, etc., which are zinc-containing compounds, can also be used as a conductive aid in the system, but in that case, it is used when preparing the negative electrode mixture The zinc-containing compound to be calculated is considered as a component acting as an active material. When the blending amount of the conductive auxiliary is in such a range, when the zinc negative electrode formed from the zinc negative electrode mixture is used as the negative electrode of the battery, better battery performance is exhibited. More preferably, it is 0.01-99.99 mass%, More preferably, it is 0.05-99.99 mass%.

本発明の亜鉛負極合剤は、活物質として作用する成分及び導電助剤以外の成分を含んでいてもよいが、本発明の亜鉛負極合剤が、更に他の成分を含む場合、その配合量は、亜鉛負極合剤の全量100質量%に対して、0.001〜80質量%であることが好ましい。より好ましくは、0.01〜70質量%であり、更に好ましくは、0.01〜60質量%である。 The zinc negative electrode mixture of the present invention may contain components other than the component acting as an active material and the conductive additive, but when the zinc negative electrode mixture of the present invention further contains other components, the blending amount thereof Is preferably 0.001 to 80% by mass relative to 100% by mass of the total amount of the zinc negative electrode mixture. More preferably, it is 0.01-70 mass%, More preferably, it is 0.01-60 mass%.

上記他の成分としては、周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物、有機化合物、有機化合物塩等が挙げられる。ここで、電解液として水含有電解液を用いて構成される電池の場合には、安全性の観点から有機溶剤系の電解液よりも好ましいが、熱力学的には通常、充放電に伴う電気化学反応により、水の分解反応が進行して水素が発生する、という副反応が起こり得る。しかしながら、本発明の亜鉛負極合剤を、他の成分として、周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物や有機化合物、有機化合物塩を含むものとすると、亜鉛負極活物質の形態変化・不動態形成に起因する電池性能の劣化や、充電状態時の自己放電、水の分解による水素の発生等を効果的に抑制することが可能となり、充放電特性が更に向上する。本発明の亜鉛負極合剤は、上述したように、粒子のタップ密度が0.77g/mL以上である酸化亜鉛、及び/又は、粒子に結晶子径が600Å以上である結晶子が存在する酸化亜鉛を含むものであるために、このような亜鉛負極合剤を用いて形成される亜鉛負極は、上述した効果等を発揮することができる。ただしその一方で、例えば水の分解による水素の発生という副反応が進行することを熱力学的に完全に抑制することは困難であり、したがって、本発明における特定の酸化亜鉛を亜鉛負極合剤の成分として用いる場合に、他の成分として、周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物や有機化合物、有機化合物塩を併用することにより、電池の自己放電を抑制する効果等を相乗的に優れたものとすることができ、大きな技術的意義がある。すなわち、本発明の亜鉛負極合剤が、更に他の成分を含み、該他の成分が、周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物、有機化合物、及び/又は、有機化合物塩を含むこともまた、本発明の好適な実施形態の1つである。より好ましくは、周期表の第1〜6、10〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物や有機化合物、有機化合物塩である。 Examples of the other components include compounds having at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table, organic compounds, organic compound salts, and the like. Here, in the case of a battery configured using a water-containing electrolyte as an electrolyte, it is preferable to an organic solvent-based electrolyte from the viewpoint of safety. A side reaction that a decomposition reaction of water proceeds and hydrogen is generated may occur due to a chemical reaction. However, the zinc negative electrode mixture of the present invention contains, as another component, a compound, organic compound, or organic compound salt having at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table. As a result, it is possible to effectively suppress the deterioration of battery performance due to the shape change / passivation formation of the zinc negative electrode active material, self-discharge during charging, hydrogen generation due to water decomposition, etc. Discharge characteristics are further improved. As described above, the zinc negative electrode mixture of the present invention is oxidized with zinc oxide having a particle tap density of 0.77 g / mL or more and / or crystallites having a crystallite diameter of 600 mm or more in the particles. Since zinc is contained, the zinc negative electrode formed using such a zinc negative electrode mixture can exhibit the above-described effects and the like. However, on the other hand, for example, it is difficult to thermodynamically completely suppress the side reaction of hydrogen generation due to water decomposition. Therefore, the specific zinc oxide in the present invention is not used in the zinc negative electrode mixture. When used as a component, as another component, a battery having at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table, an organic compound, and an organic compound salt are used in combination. The effect of suppressing the self-discharge can be made synergistically excellent and has great technical significance. That is, the zinc negative electrode mixture of the present invention further contains another component, and the other component is a compound having at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table. The inclusion of an organic compound and / or an organic compound salt is also one preferred embodiment of the present invention. More preferred are compounds, organic compounds, and organic compound salts having at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 6, and 10 to 17 of the periodic table.

なお、上記他の成分に含まれる、周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物、有機化合物、及び、有機化合物塩のいずれかに該当するものの総量の割合は、他の成分の全量100質量%に対して、0.1質量%以上であることが好ましい。より好ましくは、0.5質量%以上であり、更に好ましくは、1.0質量%以上である。また、上記総量の割合は、100質量%以下であることが好ましい。 In addition, it corresponds to any of a compound, an organic compound, and an organic compound salt having at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table, which are included in the other components. The ratio of the total amount of things is preferably 0.1% by mass or more with respect to 100% by mass of the total amount of other components. More preferably, it is 0.5 mass% or more, More preferably, it is 1.0 mass% or more. Moreover, it is preferable that the ratio of the said total amount is 100 mass% or less.

上記周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物としては、Ag、Al、Au、Ba、B、Be、Bi、Ca、Cd、Ce、Co、Cr、Cs、Cu、F、Fe、Ga、Ge、Hf、Hg、In、K、Li、Mg、Mn、Mo、Na、Nb、Ni、Pd、Pt、Pb、Rb、Ru、Sc、Si、P、S、Se、Sn、Sr、Sb、Ta、Te、Ti、Tl、V、W、Y、Zr、ランタノイド等の周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素の酸化物;水酸化物;層状複水酸化物;硫化物;ハロゲン化合物;カルボキシラート化合物;炭酸化合物;炭酸水素化合物;硝酸化合物;亜硫酸化合物;硫酸化合物;スルホン酸化合物;ケイ酸化合物;アルミン酸化合物;リン酸化合物;リン酸水素化合物;ホウ酸化合物;オニウム塩;アンモニウム塩;固溶体;合金等が挙げられる。これら元素は、酸化亜鉛にドープされたり、亜鉛含有化合物や導電助剤に含まれたりしてもよい。
これらの中でも、周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素の酸化物、水酸化物、層状複水酸化物、ハロゲン化合物、カルボキシラート化合物、炭酸化合物、硫酸化合物、スルホン酸化合物、ケイ酸化合物、リン酸化合物、ホウ酸化合物、オニウム塩、アンモニウム塩、固溶体、合金が好ましい。より好ましくは、他の成分が、周期表の第1〜6、10〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素の酸化物を含むことである。
Examples of the compound having at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table include Ag, Al, Au, Ba, B, Be, Bi, Ca, Cd, Ce, and Co. , Cr, Cs, Cu, F, Fe, Ga, Ge, Hf, Hg, In, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Ni, Pd, Pt, Pb, Rb, Ru, Sc, Si , P, S, Se, Sn, Sr, Sb, Ta, Te, Ti, Tl, V, W, Y, Zr, selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table Oxides of at least one element; hydroxides; layered double hydroxides; sulfides; halogen compounds; carboxylate compounds; carbonate compounds; hydrogen carbonate compounds; nitric acid compounds; sulfite compounds; Compound; Al Phosphate compounds; phosphoric acid compounds; hydrogen phosphate compound; boric acid compound; onium salts; ammonium salts; solid solutions; alloys. These elements may be doped in zinc oxide, or may be contained in a zinc-containing compound or a conductive additive.
Among these, an oxide, hydroxide, layered double hydroxide, halogen compound, carboxylate compound, carbonate compound of at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table, Sulfuric acid compounds, sulfonic acid compounds, silicic acid compounds, phosphoric acid compounds, boric acid compounds, onium salts, ammonium salts, solid solutions, and alloys are preferred. More preferably, the other component includes an oxide of at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 6, and Groups 10 to 17 of the periodic table.

上記周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物における元素としては、Ag、Al、Au、Ba、B、Be、Bi、Ca、Cd、Ce、Co、Cr、Cs、Cu、F、Fe、Ga、Ge、Hf、Hg、In、K、Li、Mg、Mn、Mo、Na、Nb、Ni、Pd、Pt、Pb、Rb、Ru、Sc、Si、P、S、Se、Sn、Sr、Sb、Ta、Te、Ti、Tl、V、W、Y、Zr、ランタノイドからなる群より選択される少なくとも1つの元素が好ましい。より好ましい元素は、周期表の第1〜6、10〜17族に属する元素、すなわち、Ag、Al、Au、Ba、B、Be、Bi、Ca、Cd、Ce、Cr、Cs、Cu、F、Ga、Ge、Hf、Hg、In、K、Li、Mg、Mo、Na、Nb、Ni、Pd、Pt、Pb、Rb、Sc、Si、P、S、Se、Sn、Sr、Sb、Ta、Te、Ti、Tl、V、W、Y、Zr、ランタノイドからなる群より選択される少なくとも1つの元素である。より好ましくは、Ag、Al、Au、Ba、B、Bi、Ca、Cd、Ce、Cr、Cs、Cu、F、Ga、Ge、In、K、Li、Mg、Na、Nb、Ni、Pd、Pb、Sc、Si、P、S、Sn、Sr、Sb、Ta、Te、Ti、Tl、W、Y、Zr、ランタノイドからなる群より選択される少なくとも1つの元素である。 Examples of the element in the compound having at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table include Ag, Al, Au, Ba, B, Be, Bi, Ca, Cd, and Ce. , Co, Cr, Cs, Cu, F, Fe, Ga, Ge, Hf, Hg, In, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Ni, Pd, Pt, Pb, Rb, Ru, Sc Si, P, S, Se, Sn, Sr, Sb, Ta, Te, Ti, Tl, V, W, Y, Zr, and at least one element selected from the group consisting of lanthanoids are preferred. More preferable elements are elements belonging to Groups 1 to 6, 10 to 17 of the periodic table, that is, Ag, Al, Au, Ba, B, Be, Bi, Ca, Cd, Ce, Cr, Cs, Cu, F , Ga, Ge, Hf, Hg, In, K, Li, Mg, Mo, Na, Nb, Ni, Pd, Pt, Pb, Rb, Sc, Si, P, S, Se, Sn, Sr, Sb, Ta , Te, Ti, Tl, V, W, Y, Zr, and at least one element selected from the group consisting of lanthanoids. More preferably, Ag, Al, Au, Ba, B, Bi, Ca, Cd, Ce, Cr, Cs, Cu, F, Ga, Ge, In, K, Li, Mg, Na, Nb, Ni, Pd, It is at least one element selected from the group consisting of Pb, Sc, Si, P, S, Sn, Sr, Sb, Ta, Te, Ti, Tl, W, Y, Zr, and a lanthanoid.

上記周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物としては、例えば具体的には、酸化銀、酸化アルミニウム、酸化バリウム、酸化ビスマス、ビスマス含有複合酸化物、酸化カルシウム、カルシウム含有複合酸化物、酸化ランタン・酸化セリウム・セリウム含有複合酸化物・セリウム含有固溶体・酸化イッテルビウム等の酸化ランタノイド、酸化コバルト、酸化セシウム、酸化ガリウム、酸化インジウム、インジウム含有複合酸化物、酸化カリウム、酸化リチウム、酸化マグネシウム、酸化ナトリウム、酸化ニオブ、酸化ネオジウム、酸化鉛、酸化リン、酸化錫、酸化スカンジウム、酸化アンチモン、酸化チタン、酸化マンガン、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化スカンジウムで安定化した酸化ジルコニウム、酸化イットリウムで安定化した酸化ジルコニウム、ジルコニウム含有複合酸化物、酸化クロム、酸化ゲルマニウム、酸化ルビジウム、酸化ケイ素、酸化ストロンチウム、酸化テルル、酸化バナジウム、酸化ニッケル、酸化タリウム、酸化金、酸化パラジウム、酸化銅、酸化カドミウム、酸化タングステン、水酸化アルミニウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム、水酸化セリウム、水酸化セシウム、水酸化インジウム、水酸化カリウム、水酸化ランタン等の水酸化ランタノイド、水酸化マグネシウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化ルビジウム、水酸化錫、水酸化ストロンチウム、水酸化アンチモン、水酸化チタン、水酸化ジルコニウム、水酸化ニッケル、水酸化タリウム、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化スカンジウム、フッ化イットリウム、フッ化ランタノイド、フッ化チタン、塩化銀、塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化ナトリウム、塩化ルビジウム、塩化錫、酢酸銀、酢酸バリウム、酢酸ビスマス、酢酸カルシウム、酒石酸カルシウム、グルタミン酸カルシウム、酢酸セリウム、酢酸セシウム、酢酸ガリウム、酢酸インジウム、酢酸カリウム、酢酸ランタン、酢酸リチウム、酢酸マグネシウム、酢酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム、グルタミン酸ナトリウム、酢酸ニオブ、酢酸ネオジウム、酢酸鉛、酢酸ルビジウム、酢酸錫、酢酸ストロンチウム、酢酸アンチモン、酢酸テルル、炭酸銀、炭酸アルミニウム、炭酸バリウム、炭酸ビスマス、炭酸カルシウム、炭酸コバルト、炭酸セシウム、炭酸ガリウム、炭酸インジウム、炭酸カリウム、炭酸ランタン、炭酸リチウム、炭酸マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸鉛、炭酸ルビジウム、炭酸錫、炭酸ストロンチウム、炭酸アンチモン、硫酸アルミニウム、硫酸バリウム、硫酸ビスマス、硫酸カルシウム、硫酸セシウム、硫酸セリウム、硫酸ガリウム、硫酸インジウム、硫酸カリウム、硫酸ランタン、硫酸リチウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、硫酸鉛、硫酸ルビジウム、硫酸錫、硫酸ストロンチウム、硫酸アンチモン、硫酸チタン、硫酸テルル、硫酸バナジウム、硫酸ジルコニウム、リグニンスルホン酸カルシウム、硝酸アルミニウム、硝酸バリウム、硝酸ビスマス、硝酸カルシウム、硝酸セリウム、硝酸セシウム、硝酸ガリウム、硝酸インジウム、硝酸カリウム、硝酸ランタン、硝酸リチウム、硝酸マグネシウム、硝酸ナトリウム、硝酸鉛、硝酸ルビジウム、硝酸錫、硝酸ストロンチウム、硝酸アンチモン、硝酸チタン、硝酸テルル、硝酸バナジウム、硝酸ジルコニウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸バリウム、リン酸カリウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸バリウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸バリウム、層状複水酸化物(ハイドロタルサイト等)、粘土化合物、リポライト、ヒドロキシアパタイト、酸化セリウム−酸化ジルコニウム等の固溶体、エトリンガイト、セメントである。
水酸化セリウム、水酸化ジルコニウム、層状複水酸化物(ハイドロタルサイト等)、ヒドロキシアパタイト、エトリンガイト等の化合物は、充放電時や充電状態での保存時の亜鉛極における水の分解副反応や自己放電、及び、亜鉛を含む負極活物質の溶解反応を抑制するだけではなく、アニオン伝導性を高める機能も担うものと考えられる。
Specific examples of the compound having at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table include silver oxide, aluminum oxide, barium oxide, bismuth oxide, and bismuth-containing composites. Oxide, calcium oxide, calcium-containing composite oxide, lanthanum oxide / cerium oxide / cerium-containing composite oxide / cerium-containing solid solution / lanthanum oxide such as ytterbium oxide, cobalt oxide, cesium oxide, gallium oxide, indium oxide, indium-containing composite Oxides, potassium oxide, lithium oxide, magnesium oxide, sodium oxide, niobium oxide, neodymium oxide, lead oxide, phosphorus oxide, tin oxide, scandium oxide, antimony oxide, titanium oxide, manganese oxide, yttrium oxide, zirconium oxide, scandium oxide Stabilized zirconium oxide, yttrium oxide stabilized zirconium oxide, zirconium-containing composite oxide, chromium oxide, germanium oxide, rubidium oxide, silicon oxide, strontium oxide, tellurium oxide, vanadium oxide, nickel oxide, thallium oxide, gold oxide , Lanthanoid hydroxides such as palladium oxide, copper oxide, cadmium oxide, tungsten oxide, aluminum hydroxide, barium hydroxide, calcium hydroxide, cerium hydroxide, cesium hydroxide, indium hydroxide, potassium hydroxide, lanthanum hydroxide, Magnesium hydroxide, lithium hydroxide, sodium hydroxide, rubidium hydroxide, tin hydroxide, strontium hydroxide, antimony hydroxide, titanium hydroxide, zirconium hydroxide, nickel hydroxide, thallium hydroxide, lithium fluoride, Sodium fluoride, potassium fluoride, magnesium fluoride, calcium fluoride, barium fluoride, scandium fluoride, yttrium fluoride, lanthanide fluoride, titanium fluoride, silver chloride, lithium chloride, magnesium chloride, sodium chloride, rubidium chloride , Tin chloride, silver acetate, barium acetate, bismuth acetate, calcium acetate, calcium tartrate, calcium glutamate, cerium acetate, cesium acetate, gallium acetate, indium acetate, potassium acetate, lanthanum acetate, lithium acetate, magnesium acetate, sodium acetate, tartaric acid Sodium, sodium glutamate, niobium acetate, neodymium acetate, lead acetate, rubidium acetate, tin acetate, strontium acetate, antimony acetate, tellurium acetate, silver carbonate, aluminum carbonate, barium carbonate, bis carbonate Trout, calcium carbonate, cobalt carbonate, cesium carbonate, gallium carbonate, indium carbonate, potassium carbonate, lanthanum carbonate, lithium carbonate, magnesium carbonate, sodium carbonate, lead carbonate, rubidium carbonate, tin carbonate, strontium carbonate, antimony carbonate, aluminum sulfate, Barium sulfate, bismuth sulfate, calcium sulfate, cesium sulfate, cerium sulfate, gallium sulfate, indium sulfate, potassium sulfate, lanthanum sulfate, lithium sulfate, magnesium sulfate, sodium sulfate, lead sulfate, rubidium sulfate, tin sulfate, strontium sulfate, antimony sulfate , Titanium sulfate, tellurium sulfate, vanadium sulfate, zirconium sulfate, calcium lignin sulfonate, aluminum nitrate, barium nitrate, bismuth nitrate, calcium nitrate, cerium nitrate, cesium nitrate, Gallium oxide, indium nitrate, potassium nitrate, lanthanum nitrate, lithium nitrate, magnesium nitrate, sodium nitrate, lead nitrate, rubidium nitrate, tin nitrate, strontium nitrate, antimony nitrate, titanium nitrate, tellurium nitrate, vanadium nitrate, zirconium nitrate, potassium silicate , Calcium silicate, magnesium silicate, barium silicate, potassium phosphate, calcium phosphate, magnesium phosphate, barium phosphate, calcium borate, barium borate, layered double hydroxide (hydrotalcite etc.), clay compound, It is a solid solution such as lipolite, hydroxyapatite, cerium oxide-zirconium oxide, ettringite, and cement.
Compounds such as cerium hydroxide, zirconium hydroxide, layered double hydroxides (hydrotalcite, etc.), hydroxyapatite, ettringite, etc. are used for decomposition reactions and self-decomposition of water at the zinc electrode during charge / discharge and storage in the charged state. It is considered that not only the discharge and the dissolution reaction of the negative electrode active material containing zinc are suppressed, but also the function of increasing the anion conductivity is assumed.

また、上記周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物を、ナノ粒子化等により、平均粒子径の小さいものとすると、上述した電解液に水系電解液を使用した場合に起こる副反応を、更に効果的に抑制することができ、電池の自己放電を抑制する効果等を更に顕著に発揮することができることとなり好ましい。このように、上記周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物は、平均粒子径が1000μm以下であるものが好ましい。より好ましくは、500μm以下であり、更に好ましくは、300μm以下であり、特に好ましくは、100μm以下である。一方、該平均粒子径は、1nm以上であることが好ましい。より好ましくは、5nm以上であり、更に好ましくは、10nm以上である。上記平均粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)、走査型電子顕微鏡(SEM)、粒度分布測定装置等により測定することができる。 In addition, when the compound having at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Group 1 to 17 of the periodic table is made to have a small average particle diameter by nanoparticulation or the like, The side reaction that occurs when the aqueous electrolyte is used can be further effectively suppressed, and the effect of suppressing the self-discharge of the battery can be exhibited more significantly, which is preferable. Thus, the compound having at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table preferably has an average particle diameter of 1000 μm or less. More preferably, it is 500 micrometers or less, More preferably, it is 300 micrometers or less, Most preferably, it is 100 micrometers or less. On the other hand, the average particle size is preferably 1 nm or more. More preferably, it is 5 nm or more, More preferably, it is 10 nm or more. The average particle diameter can be measured with a transmission electron microscope (TEM), a scanning electron microscope (SEM), a particle size distribution measuring device, or the like.

上記周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物は、比表面積が0.01m/g以上であることが好ましい。より好ましくは、0.1m/g以上であり、更に好ましくは、0.5m/g以上である。また、該比表面積は、500m/g以下であることが好ましい。上記比表面積は、上述した酸化亜鉛の比表面積と同様に測定することができる。 The compound having at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table preferably has a specific surface area of 0.01 m 2 / g or more. More preferably, it is 0.1 m < 2 > / g or more, More preferably, it is 0.5 m < 2 > / g or more. Moreover, it is preferable that this specific surface area is 500 m < 2 > / g or less. The specific surface area can be measured in the same manner as the specific surface area of zinc oxide described above.

上記有機化合物、有機化合物塩としては、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸部位含有ポリマー、ポリ(メタ)アクリル酸塩部位含有ポリマー、ポリ(メタ)アクリル酸エステル部位含有ポリマー、ポリ(α−ヒドロキシメチルアクリル酸塩)部位含有ポリマー、ポリ(α−ヒドロキシメチルアクリル酸エステル)部位含有ポリマー、ポリアクリロニトリル部位含有ポリマー、ポリアクリルアミド部位含有ポリマー、ポリビニルアルコール部位含有ポリマー、ポリエチレンオキシド部位含有ポリマー、ポリプロピレンオキシド部位含有ポリマー、ポリブテンオキシド部位含有ポリマー、エポキシ開環部位含有ポリマー、ポリエチレン部位含有ポリマー、ポリプロピレン部位含有ポリマー、ポリブテン部位含有ポリマー、ポリイソプレノール部位含有ポリマー、ポリメタリルアルコール部位含有ポリマー、ポリアリルアルコール部位含有ポリマー、ポリイソプレン部位含有ポリマー、ポリスチレンに代表される芳香環部位含有ポリマー、ポリマレイミド部位含有ポリマー、ポリビニルピロリドン部位含有ポリマー、ポリアセチレン部位含有ポリマー、ポリカーボネート部位含有ポリマー、チオポリカーボネート部位含有ポリマー、ケトン基部位含有ポリマー、エーテル基部位含有ポリマー、スルフィド基含有ポリマー、スルホン基含有ポリマー、カルバメート基含有ポリマー、チオカルバメート基含有ポリマー、カルバミド基含有ポリマー、チオカルバミド基含有ポリマー、チオカルボン酸(塩)基含有ポリマー、エステル基含有ポリマー、カーボネート基部位含有ポリマー、チオカーボネート基含有ポリマー、環化重合部位含有ポリマー、リグニン、スチレンブタジエンゴム(SBR)等に代表される人工ゴム、寒天、ベタイン部位含有化合物、セルロース・酢酸セルロース・ヒドロキシアルキルセルロース・カルボキシメチルセルロース・ヒドロキシエチルセルロース、キチン、キトサン、アルギン酸(塩)等の糖類、エチレングリコール、ポリエチレングリコール鎖含有化合物、ポリプロピレングリコール鎖含有化合物、ポリブテングリコール鎖含有化合物、ポリエチレンイミン等のアミノ基含有ポリマー、アミド基部位含有ポリマー、ポリペプチド部位含有ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン部位含有ポリマー、ポリフッ化ビニリデン部位含有ポリマー、ポリ(無水)マレイン酸部位含有ポリマー、ポリマレイン酸塩部位含有ポリマー、ポリ(無水)イタコン酸部位含有ポリマー、ポリイタコン酸塩部位含有ポリマー、ポリ(無水)メチレングルタル酸部位含有ポリマー、ポリメチレングルタル酸塩部位含有ポリマー、陽イオン・陰イオン交換膜等に使用されるイオン交換性重合体、スルホン酸塩、スルホン酸塩部位含有ポリマー、第四級アンモニウム塩、第四級アンモニウム塩部位含有ポリマー、第四級ホスホニウム塩、第四級ホスホニウム塩部位含有ポリマー、イソシアン酸部位含有ポリマー、イソシアネート基含有ポリマー、チオイソシアネート基含有ポリマー、イミド基部位含有ポリマー、オキセタン基部位含有ポリマー、水酸基部位含有ポリマー、複素環、及び/又は、イオン化した複素環部位含有ポリマー、ポリマーアロイ、ヘテロ原子含有ポリマー、低分子量界面活性剤等が挙げられる。上記有機化合物及び有機化合物塩は、1種でも2種以上でも使用することができる。また、上記有機化合物及び有機化合物塩がポリマーの場合には、官能基は主鎖にあっても側鎖にあってもよく、主鎖が一部架橋されていてもよい。 Examples of the organic compound and organic compound salt include poly (meth) acrylic acid moiety-containing polymer, poly (meth) acrylate moiety-containing polymer, poly (meth) acrylic ester moiety-containing polymer, poly (α-hydroxymethyl) (Acrylate) site-containing polymer, poly (α-hydroxymethyl acrylate) site-containing polymer, polyacrylonitrile site-containing polymer, polyacrylamide site-containing polymer, polyvinyl alcohol site-containing polymer, polyethylene oxide site-containing polymer, polypropylene oxide site-containing polymer Polymer, polybutene oxide moiety-containing polymer, epoxy ring-opening moiety-containing polymer, polyethylene moiety-containing polymer, polypropylene moiety-containing polymer, polybutene moiety-containing polymer, polyisoprenol moiety-containing Polymer containing, polymethallyl alcohol moiety-containing polymer, polyallyl alcohol moiety-containing polymer, polyisoprene moiety-containing polymer, aromatic ring moiety-containing polymer represented by polystyrene, polymaleimide moiety-containing polymer, polyvinylpyrrolidone moiety-containing polymer, polyacetylene moiety-containing Polymer, polycarbonate moiety-containing polymer, thiopolycarbonate moiety-containing polymer, ketone group moiety-containing polymer, ether group moiety-containing polymer, sulfide group-containing polymer, sulfone group-containing polymer, carbamate group-containing polymer, thiocarbamate group-containing polymer, carbamide group-containing polymer Thiocarbamide group-containing polymer, thiocarboxylic acid (salt) group-containing polymer, ester group-containing polymer, carbonate group-site-containing polymer, thiocarbo Artificial rubber typified by carbonate group-containing polymer, cyclopolymerization site-containing polymer, lignin, styrene butadiene rubber (SBR), agar, betaine site-containing compound, cellulose, cellulose acetate, hydroxyalkyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose Saccharides such as chitin, chitosan, alginic acid (salt), ethylene glycol, polyethylene glycol chain-containing compound, polypropylene glycol chain-containing compound, polybutene glycol chain-containing compound, amino group-containing polymer such as polyethyleneimine, amide group site-containing polymer, poly Peptide moiety-containing polymer, polytetrafluoroethylene moiety-containing polymer, polyvinylidene fluoride moiety-containing polymer, poly (anhydride) maleic acid moiety-containing polymer, polymaleic acid Site-containing polymer, poly (anhydrous) itaconic acid site-containing polymer, polyitaconate site-containing polymer, poly (anhydrous) methylene glutarate site-containing polymer, polymethylene glutarate site-containing polymer, cation / anion exchange membrane, etc. Ion-exchange polymer used, sulfonate, sulfonate moiety-containing polymer, quaternary ammonium salt, quaternary ammonium salt moiety-containing polymer, quaternary phosphonium salt, quaternary phosphonium salt moiety-containing polymer, Isocyanic acid site-containing polymer, isocyanate group-containing polymer, thioisocyanate group-containing polymer, imide group site-containing polymer, oxetane group site-containing polymer, hydroxyl group site-containing polymer, heterocyclic ring and / or ionized heterocyclic site-containing polymer, polymer Alloy, heteroatom-containing poly Examples thereof include limers and low molecular weight surfactants. The above organic compounds and organic compound salts can be used alone or in combination of two or more. When the organic compound and the organic compound salt are polymers, the functional group may be in the main chain or in the side chain, and the main chain may be partially crosslinked.

上記有機化合物、有機化合物塩がポリマーの場合に、ポリマーが特定の部位・官能基を含有するとは、ポリマーが、その一部において当該部位・官能基を有するものであればよく、当該部位・官能基を有さない単量体単位を含むものであってもよい。なお、有機化合物、有機化合物塩がポリマーの場合には、ポリマーの構成単位に該当するモノマーより、ラジカル重合、ラジカル(交互)共重合、アニオン重合、アニオン(交互)共重合、カチオン重合、カチオン(交互)共重合、グラフト重合、グラフト(交互)共重合、リビング重合、リビング(交互)共重合、分散重合、乳化重合、懸濁重合、開環重合、環化重合、光、紫外線や電子線照射による重合、メタセシス重合、電解重合等により得ることができる。この際、上記酸化亜鉛粒子等の亜鉛含有化合物粒子、導電助剤粒子、周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物を、ポリマー内、及び/又は、表面上に取り込んで、一つの粒子を形成することも可能である。また、上記ポリマーは、電解液中で加水分解等の反応を起こしてもよい。また、電極作製時に有機化合物、有機化合物塩としてモノマーを使用し、充放電時にポリマー化させても良い。
有機化合物、有機化合物塩は、粒子の分散性を向上させると共に、粒子同士や粒子と集電体とを効率よく結着させる結着剤や、増粘剤、及び、亜鉛極の活物質形態変化や不動態形成の抑制、亜鉛極活物質の溶解抑制、親疎水性バランスの向上、アニオン伝導性向上、電子伝導性向上といった効果を発現する材料としての働きが期待され、また、水含有電解液を用いた場合には、熱力学的に通常起こり得る、水の分解反応が進行して水素が発生する充放電時の副反応、亜鉛極活物質の形態変化や不動態形成及び腐食反応、並びに、充電状態時や充電状態での保存時における自己放電を抑制し、充放電特性やクーロン効率、及び、電池の保存安定性を格段に向上する働きも担うことになる。この効果の要因の一つは、有機化合物、有機化合物塩が酸化亜鉛等の亜鉛含有化合物上の表面を好適に覆ったり吸着したり、又は、酸化亜鉛等の亜鉛含有化合物との化学的な相互作用が発現すること等に由来するものと考えられる。このような効果が有機化合物、有機化合物塩に見られることは、本発明において新たに見出された。
有機化合物、有機化合物塩として好ましくは、ポリ(メタ)アクリル酸部位含有ポリマー、ポリ(メタ)アクリル酸塩部位含有ポリマー、ポリ(メタ)アクリル酸エステル部位含有ポリマー、ポリ(α−ヒドロキシメチルアクリル酸塩)部位含有ポリマー、ポリ(α−ヒドロキシメチルアクリル酸エステル)部位含有ポリマー、ポリアクリロニトリル部位含有ポリマー、ポリアクリルアミド部位含有ポリマー、ポリビニルアルコール部位含有ポリマー、ポリエチレンオキシド部位含有ポリマー、ポリプロピレンオキシド部位含有ポリマー、ポリブテンオキシド部位含有ポリマー、エポキシ開環部位含有ポリマー、ポリエチレン部位含有ポリマー、ポリイソプレノール部位含有ポリマー、ポリメタリルアルコール部位含有ポリマー、ポリアリルアルコール部位含有ポリマー、ポリイソプレン部位含有ポリマー、ポリスチレンに代表される芳香環部位含有ポリマー、ポリマレイミド部位含有ポリマー、ポリビニルピロリドン部位含有ポリマー、ポリカーボネート部位含有ポリマー、ケトン基部位含有ポリマー、エーテル基部位含有ポリマー、スルフィド基含有ポリマー、スルホン基含有ポリマー、カルバメート基含有ポリマー、チオカルバメート基含有ポリマー、カルバミド基含有ポリマー、チオカルバミド基含有ポリマー、エステル基含有ポリマー、カーボネート基部位含有ポリマー、環化重合部位含有ポリマー、リグニン、スチレンブタジエンゴム(SBR)等に代表される人工ゴム、寒天、ベタイン部位含有化合物、セルロース・酢酸セルロース・ヒドロキシアルキルセルロース・カルボキシメチルセルロース・ヒドロキシエチルセルロース等の糖類、エチレングリコール、ポリエチレングリコール鎖含有化合物、ポリプロピレングリコール鎖含有化合物、ポリブテングリコール鎖含有化合物、ポリエチレンイミン等のアミノ基含有ポリマー、アミド基部位含有ポリマー、ポリペプチド部位含有ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン部位含有ポリマー、ポリフッ化ビニリデン部位含有ポリマー、ポリ(無水)マレイン酸部位含有ポリマー、ポリマレイン酸塩部位含有ポリマー、ポリ(無水)イタコン酸部位含有ポリマー、ポリイタコン酸塩部位含有ポリマー、ポリ(無水)メチレングルタル酸部位含有ポリマー、ポリ(無水)メチレングルタル酸塩部位含有ポリマー、陽イオン・陰イオン交換膜等に使用されるイオン交換性重合体、スルホン酸塩、スルホン酸塩部位含有ポリマー、第四級アンモニウム塩、第四級アンモニウム塩部位含有ポリマー、第四級ホスホニウム塩、第四級ホスホニウム塩部位含有ポリマー、イミド基部位含有ポリマー、オキセタン基部位含有ポリマー、水酸基部位含有ポリマー、複素環、及び/又は、イオン化した複素環部位含有ポリマー、ポリマーアロイ、ヘテロ原子含有ポリマー、低分子量界面活性剤である。
When the organic compound or organic compound salt is a polymer, the polymer contains a specific site / functional group as long as the polymer has the site / functional group in part. It may contain a monomer unit having no group. When the organic compound or organic compound salt is a polymer, radical polymerization, radical (alternate) copolymerization, anion polymerization, anion (alternate) copolymerization, cationic polymerization, cation (cation) (cation ( (Alternate) copolymerization, graft polymerization, graft (alternate) copolymerization, living polymerization, living (alternate) copolymerization, dispersion polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, ring-opening polymerization, cyclization polymerization, light, ultraviolet light and electron beam irradiation Can be obtained by polymerization, metathesis polymerization, electrolytic polymerization and the like. At this time, a compound containing at least one element selected from the group consisting of zinc-containing compound particles such as zinc oxide particles, conductive auxiliary agent particles, and elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table, in the polymer, and It is also possible to incorporate on the surface to form a single particle. The polymer may cause a reaction such as hydrolysis in the electrolytic solution. Moreover, a monomer may be used as an organic compound or an organic compound salt at the time of electrode preparation, and polymerized at the time of charge / discharge.
Organic compounds and organic compound salts improve the dispersibility of the particles, and also efficiently bind the particles, the particles and the current collector, the binder, the thickener, and the active material change of the zinc electrode It is expected to function as a material that exhibits effects such as suppression of the formation of passive substances, dissolution of zinc electrode active materials, improvement of hydrophilicity / hydrophobicity balance, improvement of anion conductivity, and improvement of electron conductivity. When used, side reactions during charge and discharge in which hydrogen is generated by the progress of water decomposition reaction, which can usually occur thermodynamically, morphological change and passive formation and corrosion reaction of zinc electrode active material, and Self-discharge during charging or storage in the charged state is suppressed, and the charge / discharge characteristics, coulomb efficiency, and storage stability of the battery are significantly improved. One of the factors of this effect is that the organic compound or organic compound salt suitably covers or adsorbs the surface of the zinc-containing compound such as zinc oxide, or chemically interacts with the zinc-containing compound such as zinc oxide. It is thought to be derived from the fact that the action is manifested. It has been newly found in the present invention that such an effect is seen in organic compounds and organic compound salts.
Preferably, the organic compound or organic compound salt is a poly (meth) acrylic acid moiety-containing polymer, a poly (meth) acrylate moiety-containing polymer, a poly (meth) acrylate ester moiety-containing polymer, or poly (α-hydroxymethylacrylic acid). Salt) site-containing polymer, poly (α-hydroxymethyl acrylate) site-containing polymer, polyacrylonitrile site-containing polymer, polyacrylamide site-containing polymer, polyvinyl alcohol site-containing polymer, polyethylene oxide site-containing polymer, polypropylene oxide site-containing polymer, Polybutene oxide moiety-containing polymer, epoxy ring-opening moiety-containing polymer, polyethylene moiety-containing polymer, polyisoprenol moiety-containing polymer, polymethallyl alcohol moiety-containing polymer, polyallyl alcohol Polymer containing an alcohol moiety, Polymer containing a polyisoprene moiety, Polymer containing an aromatic ring represented by polystyrene, Polymer containing a polymaleimide moiety, Polymer containing a polyvinylpyrrolidone moiety, Polymer containing a polycarbonate moiety, Polymer containing a ketone moiety, Polymer containing an ether moiety , Sulfide group-containing polymer, sulfone group-containing polymer, carbamate group-containing polymer, thiocarbamate group-containing polymer, carbamide group-containing polymer, thiocarbamide group-containing polymer, ester group-containing polymer, carbonate group site-containing polymer, cyclopolymerization site-containing polymer , Artificial rubber represented by lignin, styrene butadiene rubber (SBR), agar, compound containing betaine moiety, cellulose, cellulose acetate, hydroxyalkyl cellulose, Sugars such as ruboxymethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose, ethylene glycol, polyethylene glycol chain-containing compounds, polypropylene glycol chain-containing compounds, polybutene glycol chain-containing compounds, amino group-containing polymers such as polyethyleneimine, amide group-containing polymers, and polypeptide-site-containing Polymer, polytetrafluoroethylene site-containing polymer, polyvinylidene fluoride site-containing polymer, poly (anhydride) maleic acid site-containing polymer, polymaleate site-containing polymer, poly (anhydride) itaconic acid site-containing polymer, polyitaconate site-containing polymer Ion exchange used for poly (anhydrous) methylene glutaric acid moiety-containing polymer, poly (anhydrous) methylene glutarate moiety-containing polymer, cation / anion exchange membrane, etc. Polymer, sulfonate, sulfonate moiety-containing polymer, quaternary ammonium salt, quaternary ammonium salt moiety-containing polymer, quaternary phosphonium salt, quaternary phosphonium salt moiety-containing polymer, imide group moiety-containing polymer An oxetane group-containing polymer, a hydroxyl group-containing polymer, a heterocyclic ring, and / or an ionized heterocyclic moiety-containing polymer, a polymer alloy, a heteroatom-containing polymer, and a low molecular weight surfactant.

本発明の亜鉛負極合剤は、上記酸化亜鉛等の亜鉛含有化合物と共に、必要に応じて、導電助剤や、周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物、有機化合物、及び、有機化合物塩からなる群より選択される少なくとも1種を混合して調製することができる。混合には、ミキサー、ブレンダー、ニーダー、ビーズミル、レディミル、ボールミル等を使用することができる。混合の際、水や、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、テトラヒドロフラン、N−メチルピロリドン等の有機溶剤、又は水と有機溶剤の混合溶剤を加えてもよい。混合した後、粒子を所望の粒子径に揃えるために、ふるいにかける等の操作を行ってもよい。混合は、固体成分に水や有機溶剤等の液体成分を加えて行う湿式法、又は液体成分を加えずに固体成分のみで行う乾式法のいずれの方法で行ってもよい。混合を湿式法で行った場合は、混合した後、乾燥により水や有機溶剤等の液体成分を除去してもよい。混合は、湿式法と乾式法を組み合わせて行うこともできる。例えば、酸化亜鉛等の亜鉛含有化合物と、周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物とを湿式法で混合した後、乾燥により液体成分を除去して得られる固体の混合物と、導電助剤とを乾式法で混合して、亜鉛負極合剤を調製してもよい。また、亜鉛含有化合物と、周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物とを、合金化してもよい。 The zinc negative electrode mixture of the present invention, together with a zinc-containing compound such as zinc oxide, as necessary, at least one selected from the group consisting of a conductive additive and elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table. It can be prepared by mixing at least one selected from the group consisting of a compound having an element, an organic compound, and an organic compound salt. For mixing, a mixer, blender, kneader, bead mill, ready mill, ball mill, or the like can be used. During mixing, water, an organic solvent such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, tetrahydrofuran, N-methylpyrrolidone, or a mixed solvent of water and an organic solvent may be added. After mixing, operations such as sieving may be performed in order to align the particles to a desired particle size. Mixing may be performed by either a wet method in which a liquid component such as water or an organic solvent is added to the solid component, or a dry method in which only the solid component is added without adding the liquid component. When mixing is performed by a wet method, after mixing, liquid components such as water and organic solvent may be removed by drying. Mixing can also be performed by combining a wet method and a dry method. For example, after a zinc-containing compound such as zinc oxide and a compound having at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table are mixed by a wet method, the liquid component is dried by drying. The solid mixture obtained by removal and the conductive additive may be mixed by a dry method to prepare a zinc negative electrode mixture. Further, a zinc-containing compound and a compound having at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table may be alloyed.

本発明の亜鉛負極合剤は、粒子のタップ密度が0.77g/mL以上である酸化亜鉛、及び/又は、粒子に結晶子径が600Å以上である結晶子が存在する酸化亜鉛を含むものであって、これにより、そのような亜鉛負極合剤を用いて形成される亜鉛負極を用いた電池は、安定的に高容量・高エネルギー密度を発現すると共に、自己放電を抑制することができるものとなる。また、二次電池においては、電池の充放電サイクル特性を向上させ、電池の寿命を長くすることができる。このような本発明の亜鉛負極合剤を用いて形成される亜鉛負極もまた、本発明の1つである。なお、該亜鉛負極は、通常、集電体と、亜鉛負極合剤を用いて該集電体上に形成される活物質層とを含んで構成される。 The zinc negative electrode mixture of the present invention contains zinc oxide having a particle tap density of 0.77 g / mL or more and / or zinc oxide in which a crystallite having a crystallite diameter of 600 mm or more is present in the particle. Thus, a battery using a zinc negative electrode formed using such a zinc negative electrode mixture can stably exhibit high capacity and high energy density and suppress self-discharge. It becomes. Moreover, in a secondary battery, the charge / discharge cycle characteristics of the battery can be improved and the battery life can be extended. A zinc negative electrode formed using such a zinc negative electrode mixture of the present invention is also one aspect of the present invention. In addition, this zinc negative electrode is normally comprised including a collector and the active material layer formed on this collector using a zinc negative electrode mixture.

上記亜鉛負極の調製方法としては、例えば、次のような方法が挙げられる。上述した方法により得られた本発明の亜鉛負極合剤(混合物)を、上記有機化合物からなる群より選択される少なくとも1つの化合物、及び/又は、水や、N−メチルピロリドン等の有機溶剤といった溶媒と共に混練機等により混練する。次に得られたスラリー又はペースト混合物を集電体である銅箔の上に、できる限り膜厚が一定になるように塗工・圧着・接着等する。なお、銅箔の代わりに、例えば、電解銅箔、Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等を添加した銅箔、Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等によりメッキされた銅箔、銅メッシュ(エキスパンドメタル)、Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等を添加した銅メッシュ(エキスパンドメタル)、Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tlによりメッキされた銅メッシュ(エキスパンドメタル)、発泡銅、Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等を添加した発泡銅、Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等によりメッキされた発泡銅、真鍮等の銅合金、ニッケル箔、ニッケルメッシュ、耐食性ニッケル、Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等を添加したニッケルメッシュ(エキスパンドメタル)、Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等によりメッキされたニッケルメッシュ(エキスパンドメタル)、亜鉛金属、耐食性亜鉛金属、Ni・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等を添加した亜鉛金属、Ni・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等によりメッキされた亜鉛金属、亜鉛箔、Ni・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等を添加した亜鉛箔、Ni・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等によりメッキされた亜鉛箔、亜鉛メッシュ(エキスパンドメタル)、Ni・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等を添加した亜鉛メッシュ(エキスパンドメタル)、Ni・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等によりメッキされた亜鉛メッシュ(エキスパンドメタル)、銀、アルカリ電池や空気亜鉛電池に集電体や容器として使用される材料等を用いることもできる。上記スラリー又はペースト混合物は、集電体の片面に塗工又は圧着等してもよいし、両面・全面に塗工、圧着、又は接着等してもよい。塗工後、0〜250℃で乾燥する。乾燥温度としてより好ましくは、15〜200℃である。乾燥時間は、4〜48時間であることが好ましい。乾燥は真空乾燥で行ってもよい。また、乾燥後に0.01〜20tの圧力で、ロールプレス機等によりプレスを行うことが好ましい。プレスする圧力としてより好ましくは、0.1〜15tの圧力である。このようにして得られた亜鉛負極(亜鉛合剤電極)は、特に二次電池用負極として使用した場合に、亜鉛負極内における電流の集中や水の分解を抑制することになり、亜鉛負極のデンドライト成長による劣化や、水素・酸素の発生を最大限に抑制することができる。亜鉛負極の膜厚は1nm〜1000μmであることが好ましい。より好ましくは、10nm〜600μmであり、更に好ましくは、20nm〜500μmである。 Examples of the method for preparing the zinc negative electrode include the following methods. The zinc negative electrode mixture (mixture) of the present invention obtained by the above-described method is at least one compound selected from the group consisting of the above organic compounds, and / or water, an organic solvent such as N-methylpyrrolidone, etc. Kneading with a solvent by a kneader or the like. Next, the obtained slurry or paste mixture is coated, pressure-bonded, adhered, etc. on a copper foil as a current collector so that the film thickness is as constant as possible. Instead of copper foil, for example, electrolytic copper foil, copper foil added with Ni, Zn, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, etc., Ni, Zn, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Copper foil plated with Tl, copper mesh (expanded metal), copper mesh (expanded metal) with added Ni, Zn, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, Ni, Zn, Sn, Pb, Copper mesh plated with Hg / Bi / In / Tl (expanded metal), expanded copper, expanded copper added with Ni / Zn / Sn / Pb / Hg / Bi / In / Tl, Ni / Zn / Sn / Pb -Copper alloy such as foamed copper, brass, etc. plated with Hg, Bi, In, Tl, etc., nickel foil, nickel mesh, nickel with corrosion resistance, Zn, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, etc. Lumesh (expanded metal), nickel mesh plated with Zn / Sn / Pb / Hg / Bi / In / Tl, etc., zinc metal, corrosion-resistant zinc metal, Ni / Sn / Pb / Hg / Bi / In / Zinc metal added with Tl, zinc metal plated with Ni, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, etc., zinc foil, zinc added with Ni, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, etc. Foil, zinc foil plated with Ni, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, etc., zinc mesh (expanded metal), zinc mesh with added Ni, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, etc. Expanded metal), zinc mesh plated with Ni, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, etc. (expanded metal), silver, alkaline batteries It is also possible to use a material used as a current collector or container in an air zinc battery or the like. The slurry or paste mixture may be applied or pressure-bonded to one surface of the current collector, or may be coated, pressure-bonded, or adhered to both surfaces or the entire surface. After coating, it is dried at 0 to 250 ° C. More preferably, it is 15-200 degreeC as drying temperature. The drying time is preferably 4 to 48 hours. Drying may be performed by vacuum drying. Moreover, it is preferable to press with a roll press machine etc. at the pressure of 0.01-20 t after drying. More preferably, the pressing pressure is 0.1 to 15 t. The zinc negative electrode (zinc mixture electrode) thus obtained suppresses concentration of current and decomposition of water in the zinc negative electrode, particularly when used as a negative electrode for a secondary battery. Deterioration due to dendrite growth and generation of hydrogen and oxygen can be suppressed to the maximum. The thickness of the zinc negative electrode is preferably 1 nm to 1000 μm. More preferably, it is 10 nm-600 micrometers, More preferably, it is 20 nm-500 micrometers.

本発明の亜鉛負極、正極、及び、水系電解液を用いて構成される電池もまた、本発明の1つである。本発明の電池は、更に、セパレーターを使用することもできる。セパレーターとは、正極と負極を隔離し、電解液を保持して正極と負極との間のイオン伝導性を確保する部材である。また、亜鉛負極を使用した蓄電池の場合には、亜鉛極活物質の変質やデンドライトの形成を抑制する働きや、正負極を湿潤させる働き、液枯れを回避する働きもすることになる。
上記セパレーターとしては、特に制限はないが、不織布、濾紙、ポリエチレンやポリプロピレン等の炭化水素部位含有ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン部位含有ポリマー、ポリフッ化ビニリデン部位含有ポリマー、セルロース、フィブリル化セルロース、ビスコースレイヨン、酢酸セルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール含有ポリマー、セロファン、ポリスチレン等の芳香環部位含有ポリマー、ポリアクリロニトリル部位含有ポリマー、ポリアクリルアミド部位含有ポリマー、ポリハロゲン化ビニル部位含有ポリマー、ポリアミド部位含有ポリマー、ポリイミド部位含有ポリマー、ナイロン等のエステル部位含有ポリマー、ポリ(メタ)アクリル酸部位含有ポリマー、ポリ(メタ)アクリル酸塩部位含有ポリマー、ポリイソプレノールやポリ(メタ)アリルアルコール等の水酸基含有ポリマー、ポリカーボネート等のカーボネート基含有ポリマー、ポリエステル等のエステル基含有ポリマー、ポリウレタン等のカルバメートやカルバミド基部位含有ポリマー、寒天、ゲル化合物、有機無機ハイブリッド(コンポジット)化合物、イオン交換膜性ポリマー、環化ポリマー、スルホン酸塩含有ポリマー、第四級アンモニウム塩含有ポリマー、第四級ホスホニウム塩ポリマー、環状炭化水素基含有ポリマー、エーテル基含有ポリマー、セラミックス等の無機物等が挙げられる。なお、上記セパレーターが上記ポリマーから構成される場合に、ポリマーが特定の部位・官能基を含有するとは、ポリマーが、その一部において当該部位・官能基を有する単量体単位を含むものであればよく、当該部位・官能基を有さない単量体単位を含むものであってもよい。言い換えれば、ポリマーは、コポリマーであってもよい。
上記セパレーターは、上記周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物を含んでいてもよい。上記セパレーターがポリマーから構成される場合に、ポリマーが官能基を有する場合には、該官能基は主鎖にあっても側鎖にあってもよい。また、主鎖がエステル結合、アミド結合、イオン結合、ファンデルワールス結合、アゴスチック相互作用、水素結合、アセタール結合、ケタール結合、エーテル結合、ペルオキシド結合、炭素−炭素結合、炭素−窒素結合、カルバメート結合、チオカルバメート結合、カルバミド結合、チオカルバミド結合、オキサゾリン部位含有結合、トリアジン結合等を介して架橋されていてもよい。
上記セパレーターは、1種でも2種以上でも使用することができ、抵抗が上昇し電池性能が低下しなければ、任意の枚数を使用することができる。セパレーターは、細孔、微細孔やガス拡散層を有していてもよい。水含有電解液を使用する場合、界面活性剤導入等により、セパレーターの親水処理を施すことが好ましい。
A battery constituted by using the zinc negative electrode, the positive electrode, and the aqueous electrolyte of the present invention is also one aspect of the present invention. The battery of the present invention can further use a separator. The separator is a member that separates the positive electrode and the negative electrode and holds the electrolyte solution to ensure ionic conductivity between the positive electrode and the negative electrode. In addition, in the case of a storage battery using a zinc negative electrode, the zinc electrode active material is prevented from being altered or dendrite is formed, the positive and negative electrodes are moistened, and liquid drainage is avoided.
The separator is not particularly limited, but non-woven fabric, filter paper, polymer containing hydrocarbon moiety such as polyethylene and polypropylene, polymer containing polytetrafluoroethylene moiety, polymer containing polyvinylidene fluoride, cellulose, fibrillated cellulose, viscose rayon. , Cellulose acetate, hydroxyalkyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol-containing polymer, cellophane, polystyrene-containing aromatic ring moiety-containing polymer, polyacrylonitrile moiety-containing polymer, polyacrylamide moiety-containing polymer, polyhalogenated vinyl moiety-containing polymer, polyamide moiety-containing Polymers, polyimide site-containing polymers, ester site-containing polymers such as nylon, poly (meth) acrylic acid site-containing polymers, poly ( T) Acrylate moiety-containing polymers, hydroxyl group-containing polymers such as polyisoprenol and poly (meth) allyl alcohol, carbonate group-containing polymers such as polycarbonate, ester group-containing polymers such as polyester, carbamate and carbamide group moieties such as polyurethane Polymer, agar, gel compound, organic-inorganic hybrid (composite) compound, ion exchange membrane polymer, cyclized polymer, sulfonate-containing polymer, quaternary ammonium salt-containing polymer, quaternary phosphonium salt polymer, cyclic hydrocarbon group Inorganic substances such as containing polymers, ether group-containing polymers, ceramics and the like. In the case where the separator is composed of the polymer, the polymer contains a specific site / functional group if the polymer includes a monomer unit having the site / functional group in part. What is necessary is just to include the monomer unit which does not have the said site | part and functional group. In other words, the polymer may be a copolymer.
The separator may include a compound having at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table. When the separator is composed of a polymer, when the polymer has a functional group, the functional group may be in the main chain or in the side chain. The main chain is ester bond, amide bond, ionic bond, van der Waals bond, agostic interaction, hydrogen bond, acetal bond, ketal bond, ether bond, peroxide bond, carbon-carbon bond, carbon-nitrogen bond, carbamate bond. , A thiocarbamate bond, a carbamide bond, a thiocarbamide bond, an oxazoline moiety-containing bond, a triazine bond, and the like.
The separator can be used singly or in combination of two or more, and any number can be used as long as the resistance increases and the battery performance does not deteriorate. The separator may have pores, micropores, and a gas diffusion layer. When using a water-containing electrolyte, it is preferable to perform a hydrophilic treatment on the separator by introducing a surfactant or the like.

そして更に、本発明の亜鉛負極を用いた電池には、電解液として水含有電解液を用いることができるために、安全性の高い電池を得ることができる。このように、本発明の亜鉛負極、正極、セパレーター、及び、水系電解液を用いて構成される電池もまた、本発明の1つである。本発明の電池は、これらの必須成分をそれぞれ1種含むものであってもよいし、2種以上を含んでいてもよい。また、本発明の電池は、二次電池であることが特に好ましく、これにより充放電サイクル特性を向上させる効果を顕著に発揮することができる。なお、本発明の電池が一次電池である場合であっても、自己放電を抑制する効果等を発揮することができる。 Furthermore, since a water-containing electrolyte can be used as the electrolyte in the battery using the zinc negative electrode of the present invention, a highly safe battery can be obtained. Thus, the battery comprised using the zinc negative electrode, positive electrode, separator, and aqueous electrolyte solution of this invention is also one of this invention. The battery of the present invention may contain one of these essential components, or may contain two or more. Further, the battery of the present invention is particularly preferably a secondary battery, and thereby, the effect of improving the charge / discharge cycle characteristics can be remarkably exhibited. Even if the battery of the present invention is a primary battery, the effect of suppressing self-discharge can be exhibited.

上記正極は、正極合剤を用いて形成される。正極合剤は、正極活物質を含んで構成される。該正極活物質としては、一次電池や二次電池の正極活物質として通常用いられるものを用いることができ、特に制限されないが、例えば、酸素(酸素が正極活物質となる場合、正極は、酸素の還元や水の酸化が可能なペロブスカイト型化合物、コバルト含有化合物、鉄含有化合物、銅含有化合物、マンガン含有化合物、白金含有化合物、金含有化合物、炭素含有化合物等より構成される空気極となる)、オキシ水酸化ニッケル、水酸化ニッケル、コバルト含有水酸化ニッケル等のニッケル化合物、二酸化マンガン等のマンガン化合物、酸化銀、鉄含有化合物等が挙げられる。これらの中でも、本発明の亜鉛負極合剤を使用した電池であり、正極活物質が酸素、ニッケル化合物、又は、マンガン化合物であることもまた、本発明の好適な実施形態の1つである。
上記正極合剤は、更に、導電助剤、周期表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物や、有機化合物、有機化合物塩等を含んでいてもよい。これら成分の好ましい構成は、上記亜鉛負極合剤に含まれるこれら成分の好ましい構成と同様である。
The positive electrode is formed using a positive electrode mixture. The positive electrode mixture includes a positive electrode active material. As the positive electrode active material, those normally used as the positive electrode active material of a primary battery or a secondary battery can be used, and are not particularly limited. For example, oxygen (when oxygen becomes a positive electrode active material, the positive electrode is oxygen An air electrode composed of a perovskite type compound, a cobalt-containing compound, an iron-containing compound, a copper-containing compound, a manganese-containing compound, a platinum-containing compound, a gold-containing compound, a carbon-containing compound, etc. And nickel compounds such as nickel oxyhydroxide, nickel hydroxide and cobalt-containing nickel hydroxide, manganese compounds such as manganese dioxide, silver oxide, and iron-containing compounds. Among these, it is a battery using the zinc negative electrode mixture of the present invention, and the positive electrode active material is oxygen, a nickel compound, or a manganese compound, which is also a preferred embodiment of the present invention.
The positive electrode mixture further includes a conductive additive, a compound having at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table, an organic compound, an organic compound salt, and the like. Also good. The preferable structure of these components is the same as the preferable structure of these components contained in the said zinc negative electrode mixture.

上記電解質としては、電池の電解質として通常用いられるものであれば特に制限されず、例えば、水含有電解液、有機溶剤系電解液等が挙げられ、水含有電解液が好ましい。水含有電解液とは、水のみを電解液原料として使用する電解液(水系電解液)や、水に有機溶剤を加えた液を電解液原料として使用する電解液を指す。上記水系電解液としては、例えば、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液、硫酸亜鉛水溶液、硝酸亜鉛水溶液、リン酸亜鉛水溶液、酢酸亜鉛水溶液等が挙げられる。電解質として特に制限されないが、水系電解液を使用する場合には、系中でイオン伝導を担う水酸化物イオンを発生させる化合物が好ましい。特にイオン伝導性の観点からは水酸化カリウム水溶液が好ましい。上記水系電解液は、1種でも2種以上でも使用することができる。また、上記水含有電解液は、有機溶剤系電解液に用いられる有機溶剤を含んでいてもよい。該有機溶剤としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、ジエトキシエタン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、アセトニトリル、ベンゾニトリル、イオン性液体、フッ素含有カーボネート類、フッ素含有エーテル類、ポリエチレングリコール類、フッ素含有ポリエチレングリコール類等が挙げられる。電解液は1種でも2種以上でも使用することができる。 The electrolyte is not particularly limited as long as it is usually used as a battery electrolyte, and examples thereof include water-containing electrolytes and organic solvent-based electrolytes, and water-containing electrolytes are preferred. The water-containing electrolytic solution refers to an electrolytic solution using only water as an electrolytic solution raw material (aqueous electrolytic solution) or an electrolytic solution using a solution obtained by adding an organic solvent to water as an electrolytic solution raw material. Examples of the aqueous electrolyte include potassium hydroxide aqueous solution, sodium hydroxide aqueous solution, lithium hydroxide aqueous solution, zinc sulfate aqueous solution, zinc nitrate aqueous solution, zinc phosphate aqueous solution, and zinc acetate aqueous solution. Although it does not restrict | limit especially as electrolyte, When using aqueous electrolyte solution, the compound which generate | occur | produces the hydroxide ion which bears ion conduction in a system is preferable. In particular, an aqueous potassium hydroxide solution is preferable from the viewpoint of ion conductivity. The aqueous electrolyte solution can be used alone or in combination of two or more. Moreover, the said water containing electrolyte solution may contain the organic solvent used for an organic solvent type electrolyte solution. Examples of the organic solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone, dimethoxymethane, diethoxymethane, dimethoxyethane, tetrahydrofuran, methyltetrahydrofuran, diethoxyethane, dimethyl sulfoxide, sulfolane, acetonitrile, and benzonitrile. Ionic liquid, fluorine-containing carbonates, fluorine-containing ethers, polyethylene glycols, fluorine-containing polyethylene glycols and the like. The electrolytic solution can be used alone or in combination of two or more.

上記電解液の濃度は、電解質の濃度が0.01〜20mol/Lであることが好ましい。このような濃度の電解液を用いることで、良好な電池性能を発揮することができる。また、より好ましくは、0.1〜18mol/Lである。また、電解液は添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、亜鉛以外の、上記同表の第1〜17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する化合物を電解液に添加してもよい。添加剤は1種でも2種以上でも使用することができる。例えば水酸化カリウム電解液の場合には、水酸化マグネシウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化バリウム、塩化カルシウム、フッ化カリウム、ホウ酸カリウム、ホウ酸水素カリウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸水素ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸水素カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウム、ヒ酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、水酸化インジウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウム、水酸化リチウム、硫化ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム、チオ硫酸ナトリウム、酸化カドミウム、水酸化コバルト、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化リチウム、酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ビスマス、水酸化ビスマス、水酸化亜鉛、酸化鉛、酢酸鉛、酸化テルル、酸化鉄、酸化ゲルマニウム、酸化錫、水酸化錫、塩化錫、酸化インジウム、酸化ランタノイド、酸化ニオブ、酸化クロム、酸化銅、酸化ガリウム、酸化タリウム、酸化アンチモン、ソルビトール等の糖類、第四級アンモニウム塩、第四級ホスホニウム塩、カプロラクタム化合物、キレート剤、メタノール、エタノール、ブタノール、カルボン酸、カルボン酸塩、スルホン酸、スルホン酸塩、スルホンアミド、スルホン、スルホキシド、ポリマー、ゲル化合物、カルボキシラート基、及び/又は、スルホナート基、及び/又は、第四級アンモニウム塩、及び/又は、第四級ホスホニウム塩を有するポリマーやゲル化合物等が挙げられる。 The concentration of the electrolyte is preferably 0.01 to 20 mol / L. By using the electrolytic solution having such a concentration, good battery performance can be exhibited. Moreover, More preferably, it is 0.1-18 mol / L. Further, the electrolytic solution may contain an additive. As an additive, a compound having at least one element selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 in the same table other than zinc may be added to the electrolytic solution. One or more additives can be used. For example, in the case of potassium hydroxide electrolyte, magnesium hydroxide, barium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium chloride, barium chloride, calcium chloride, potassium fluoride, potassium borate, potassium hydrogen borate, sodium borate, boron Sodium hydrogen phosphate, potassium phosphate, potassium hydrogen phosphate, sodium phosphate, sodium hydrogen phosphate, potassium arsenate, lithium carbonate, potassium carbonate, sodium carbonate, magnesium carbonate, calcium carbonate, barium carbonate, indium hydroxide, silicic acid Potassium, sodium silicate, lithium hydroxide, sodium sulfide, potassium sulfate, sodium sulfate, potassium thiosulfate, sodium thiosulfate, cadmium oxide, cobalt hydroxide, titanium oxide, zirconium oxide, aluminum oxide, lithium oxide, sodium oxide Lithium, lithium hydroxide, sodium hydroxide, magnesium oxide, calcium oxide, barium oxide, bismuth oxide, bismuth hydroxide, zinc hydroxide, lead oxide, lead acetate, tellurium oxide, iron oxide, germanium oxide, tin oxide, hydroxide Tin, tin chloride, indium oxide, lanthanoid oxide, niobium oxide, chromium oxide, copper oxide, gallium oxide, thallium oxide, antimony oxide, saccharides such as sorbitol, quaternary ammonium salt, quaternary phosphonium salt, caprolactam compound, chelate Agent, methanol, ethanol, butanol, carboxylic acid, carboxylate, sulfonic acid, sulfonate, sulfonamide, sulfone, sulfoxide, polymer, gel compound, carboxylate group, and / or sulfonate group, and / or Quaternary ammonium salts, and / or Polymer or gel compound having a quaternary phosphonium salt and the like.

また、本発明の亜鉛負極合剤を使用した電池の形態としては、一次電池、充放電が可能な二次電池、メカニカルチャージ(亜鉛負極の機械的な交換)の利用、本発明の亜鉛負極と上述したような正極活物質より構成される正極とは別の第3極の利用等、いずれの形態であってもよい。
以下では、ニッケル極を例に取り、ニッケル・亜鉛蓄電池の構成を説明する。ニッケル・亜鉛電池は、上記亜鉛負極、ニッケル正極、正極と負極を隔てるセパレーター、電解質や電解液、それらを含むアッセンブリ、及び、保持容器から成る。ニッケル極としては、特に制限はなく、ニッケル・水素電池、ニッケル・金属水素化物電池(Ni−水素吸蔵合金電池)、ニッケル・カドミウム電池等に使用されるニッケル極を使用することも可能である。アッセンブリや保持容器の内壁は、腐食や充放電時の反応等により劣化しない物質を使用する。アルカリ電池や空気亜鉛電池に使用される容器を使用することも可能である。蓄電池は、単一型、単二型、単三型、単四型、単五型、単六型、R123A型、R−1/3N型等の円筒型;9V型、006P型等の角型;ボタン型;コイン型;ラミネート型;積層型;短冊状に成形した正負極板をプリーツ加工したセパレーターに交互に挟み込んだ型等でもよく、また、密閉型や開放型でもよいし、ベント型でもよい。充放電時に発生する気体をリザーブする部位を有していてもよい。
Moreover, as a form of the battery using the zinc negative electrode mixture of the present invention, a primary battery, a secondary battery capable of charging / discharging, use of mechanical charge (mechanical replacement of the zinc negative electrode), a zinc negative electrode of the present invention and Any form such as utilization of a third electrode different from the positive electrode composed of the positive electrode active material as described above may be used.
Below, taking the nickel electrode as an example, the configuration of the nickel-zinc storage battery will be described. The nickel / zinc battery includes the zinc negative electrode, a nickel positive electrode, a separator that separates the positive electrode and the negative electrode, an electrolyte and an electrolytic solution, an assembly including them, and a holding container. There is no restriction | limiting in particular as a nickel electrode, It is also possible to use the nickel electrode used for a nickel * hydrogen battery, a nickel * metal hydride battery (Ni-hydrogen storage alloy battery), a nickel * cadmium battery, etc. The inner wall of the assembly and holding container should be made of a material that will not deteriorate due to corrosion, reaction during charging / discharging, etc. It is also possible to use a container used for an alkaline battery or a zinc-air battery. The storage battery is a single type, single type, single type, single type, single type, single type, single type, R123A type, cylindrical type such as R-1 / 3N type, etc .; square type such as 9V type, 006P type, etc. A button type; a coin type; a laminate type; a laminated type; a type in which positive and negative plates formed into strips are alternately sandwiched between pleated separators, a sealed type, an open type, or a vent type Good. You may have the site | part which reserves the gas generated at the time of charging / discharging.

本発明の電池の製造工程は、湿式工程でもよいし、乾式工程でもよい。湿式工程は、例えば、正極集電体と負極集電体を、それぞれ、正極材料のペースト又はスラリー、負極材料のペースト又はスラリーで被覆し、被覆した電極を乾燥・圧縮し、カッティングとクリーニングの後、カッティングした電極とセパレーターを層状に重ね、電池アッセンブリを形成する。乾式工程は、例えば、スラリーやペーストの代わりに、電極成分の粉末や顆粒状乾燥混合物を用いる工程で、(1)負極材料を集電体に塗布、(2)乾燥状態で正極材料を集電体に塗布、(3)(1)と(2)のシートの間にセパレーターを配置して層状構造を作り、電池アッセンブリを形成、(4)(3)の電池アッセンブリを巻きつけ、又は、折りたたむ等して三次元構造を形成、等の工程を経るものである。電極は、セパレーターやゲル電解質等で包んだり、それらでコートしたりしてもよい。正極や負極は電池を構成する容器を兼ねていてもよい。端子を取り付ける工程としては、スポット溶接、超音波溶接、レーザー溶接、はんだ付け、端子と集電体の材料に適したその他任意の導電接合法が選ばれる。電池の製造工程や保存時においては、該電池は充電状態であってもよいし、放電状態であってもよい。 The battery manufacturing process of the present invention may be a wet process or a dry process. In the wet process, for example, the positive electrode current collector and the negative electrode current collector are coated with a paste or slurry of a positive electrode material and a paste or slurry of a negative electrode material, respectively, and the coated electrode is dried and compressed, and after cutting and cleaning Then, the cut electrodes and the separator are stacked in layers to form a battery assembly. The dry process is a process using, for example, electrode component powder or a granular dry mixture instead of slurry or paste. (1) The negative electrode material is applied to a current collector, and (2) the positive electrode material is collected in a dry state. (3) A separator is placed between the sheets of (1) and (2) to form a layered structure to form a battery assembly, and (4) the battery assembly of (3) is wound or folded. The three-dimensional structure is formed through the same process. The electrode may be wrapped with a separator or gel electrolyte, or coated with them. The positive electrode and the negative electrode may also serve as a container constituting the battery. As the step of attaching the terminal, spot welding, ultrasonic welding, laser welding, soldering, or any other conductive joining method suitable for the material of the terminal and the current collector is selected. During the battery manufacturing process or storage, the battery may be in a charged state or a discharged state.

本発明の亜鉛負極合剤は、上述の構成よりなり、亜鉛負極を形成すると、従来の亜鉛負極に比べて、特に自己放電を抑制することができる。 The zinc negative electrode mixture of the present invention has the above-described configuration, and when a zinc negative electrode is formed, self-discharge can be particularly suppressed as compared with a conventional zinc negative electrode.

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “part” means “part by mass” and “%” means “% by mass”.

(実施例1)
酸化亜鉛(タップ密度:1.00g/mL、結晶子径:736Å)27.6g、アセチレンブラック(平均粒子径:約40nm、比表面積:約70m/g)0.90g、酸化セリウム(IV)2.4g、エタノール(99.5%、和光純薬工業株式会社製)92.7g、水92.7gをボールミル中に添加し、ボールミル混合を行った。その後、エバポレーターにて減圧下100℃で2時間乾燥し、更に、静置式の減圧乾燥機にて減圧下110℃で1晩乾燥した。乾燥後の固体は、粉砕機(WARING社製X−TREME MX1200XTM)を用いて、回転数18000rpmで60秒間粉砕した。得られた固体1.1g、12%ポリフッ化ビニリデン/N−メチルピロリドン溶液2.0g、N−メチルピロリドン0.90gをガラスバイアルに加え、スターラーバーを用いて、スターラーで一夜間撹拌した。得られたスラリーを銅箔に自動塗工装置を用いて塗工し、80℃12時間乾燥した。亜鉛合剤を塗工した銅箔を3tのプレス圧でプレスした。これを打ち抜き機(直径:15.95mm)で打ち抜くことにより亜鉛合剤電極とし、見かけ面積0.48cmのワーキング電極(亜鉛合剤重さ:2.47mg)となるようにして使用した。カウンター電極には亜鉛板、リファレンス電極には亜鉛線、電解液には酸化亜鉛を飽和するまで溶解させた4mol/L水酸化カリウム水溶液(溶存酸素量5.2mg/L)を使用し、三極セルを用いて1.17mAの電流値で充放電試験を行った(充放電時間:各1時間/−0.1V及び0.4Vでカットオフ)。10サイクル目の充電容量は656mAh/gであった。次に、同条件で放電操作を行い、鉛合剤電極中の酸化亜鉛を金属亜鉛に全て変換した後、24時間放置し、続いて同条件で充電操作を行った。この時の放電容量は627mAh/gであり、自己放電は殆ど起こらないことが分かった。
Example 1
Zinc oxide (tap density: 1.00 g / mL, crystallite size: 736 mm), 27.6 g, acetylene black (average particle size: about 40 nm, specific surface area: about 70 m 2 / g), 0.90 g, cerium oxide (IV) 2.4 g, 92.7 g of ethanol (99.5%, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 92.7 g of water were added to the ball mill, and ball mill mixing was performed. Then, it dried at 100 degreeC under pressure reduction for 2 hours with the evaporator, and also dried at 110 degreeC under pressure reduction with the stationary type vacuum dryer overnight. The solid after drying was pulverized for 60 seconds at a rotation speed of 18000 rpm using a pulverizer (X-Treme MX1200XTM manufactured by WARING). The obtained solid (1.1 g), 12% polyvinylidene fluoride / N-methylpyrrolidone solution (2.0 g) and N-methylpyrrolidone (0.90 g) were added to a glass vial, and the mixture was stirred overnight with a stirrer using a stirrer bar. The obtained slurry was coated on a copper foil using an automatic coating apparatus and dried at 80 ° C. for 12 hours. The copper foil coated with the zinc mixture was pressed at a press pressure of 3 t. This was punched out with a punching machine (diameter: 15.95 mm) to form a zinc mixture electrode, and the working electrode (zinc mixture weight: 2.47 mg) having an apparent area of 0.48 cm 2 was used. A zinc electrode is used for the counter electrode, a zinc wire is used for the reference electrode, and a 4 mol / L potassium hydroxide aqueous solution (dissolved oxygen amount 5.2 mg / L) in which zinc oxide is dissolved is used for the electrolyte. Using the cell, a charge / discharge test was performed at a current value of 1.17 mA (charge / discharge time: 1 hour each / cut off at −0.1 V and 0.4 V). The charge capacity at the 10th cycle was 656 mAh / g. Next, the discharge operation under the same conditions, after the zinc oxide in sub Namarigozai electrodes were all converted to zinc metal, and allowed to stand for 24 hours, was charged operation followed by the same conditions. The discharge capacity at this time was 627 mAh / g, and it was found that self-discharge hardly occurred.

(実施例2)
酸化亜鉛(タップ密度:0.96g/mL、結晶子径:743Å)27.6g、アセチレンブラック(平均粒子径:約40nm、比表面積:約70m/g)0.90g、酸化セリウム(IV)2.4g、エタノール(99.5%、和光純薬工業株式会社製)92.7g、水92.7gをボールミル中に添加し、ボールミル混合を行った。その後は実施例1と同様にして亜鉛合剤電極を作製し、見かけ面積0.48cmのワーキング電極(亜鉛合剤重さ:3.18mg)となるようにして使用した。実施例1と同様に、三極セルを用いて1.51mAの電流値で充放電試験を行った(充放電時間:各1時間)。10サイクル目の充電容量は658mAh/gであった。次に、同条件で放電操作を行い、鉛合剤電極中の酸化亜鉛を金属亜鉛に全て変換した後、24時間放置し、続いて同条件で充電操作を行った。この時の放電容量は639mAh/gであり、自己放電は殆ど起こらないことが分かった。
(Example 2)
Zinc oxide (tap density: 0.96 g / mL, crystallite size: 743 mm), 27.6 g, acetylene black (average particle size: about 40 nm, specific surface area: about 70 m 2 / g), 0.90 g, cerium oxide (IV) 2.4 g, 92.7 g of ethanol (99.5%, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 92.7 g of water were added to the ball mill, and ball mill mixing was performed. Thereafter, a zinc mixture electrode was prepared in the same manner as in Example 1 and used so as to have a working electrode having an apparent area of 0.48 cm 2 (zinc mixture weight: 3.18 mg). In the same manner as in Example 1, a charge / discharge test was performed using a triode cell at a current value of 1.51 mA (charge / discharge time: 1 hour each). The charge capacity at the 10th cycle was 658 mAh / g. Next, the discharge operation under the same conditions, after the zinc oxide in sub Namarigozai electrodes were all converted to zinc metal, and allowed to stand for 24 hours, was charged operation followed by the same conditions. The discharge capacity at this time was 639 mAh / g, and it was found that self-discharge hardly occurred.

(実施例3)
酸化亜鉛(タップ密度:0.91g/mL、結晶子径:867Å)27.6g、アセチレンブラック(平均粒子径:約40nm、比表面積:約70m/g)0.90g、酸化セリウム(IV)2.4g、エタノール(99.5%、和光純薬工業株式会社製)92.7g、水92.7gをボールミル中に添加し、ボールミル混合を行った。その後は実施例1と同様にして亜鉛合剤電極を作製し、見かけ面積0.48cmのワーキング電極(亜鉛合剤重さ:1.89mg)となるようにして使用した。実施例1と同様に、三極セルを用いて0.845mAの電流値で充放電試験を行った(充放電時間:各1時間)。10サイクル目の充電容量は659mAh/gであった。次に、同条件で放電操作を行い、鉛合剤電極中の酸化亜鉛を金属亜鉛に全て変換した後、24時間放置し、続いて同条件で充電操作を行った。この時の放電容量は659mAh/gであり、自己放電は殆ど起こらないことが分かった。
(Example 3)
Zinc oxide (tap density: 0.91 g / mL, crystallite size: 867 :), 27.6 g, acetylene black (average particle size: about 40 nm, specific surface area: about 70 m 2 / g), 0.90 g, cerium oxide (IV) 2.4 g, 92.7 g of ethanol (99.5%, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 92.7 g of water were added to the ball mill, and ball mill mixing was performed. Thereafter, a zinc mixture electrode was prepared in the same manner as in Example 1 and used so as to have a working electrode (zinc mixture weight: 1.89 mg) having an apparent area of 0.48 cm 2 . Similarly to Example 1, a charge / discharge test was conducted using a triode cell at a current value of 0.845 mA (charge / discharge time: 1 hour each). The charge capacity at the 10th cycle was 659 mAh / g. Next, the discharge operation under the same conditions, after the zinc oxide in sub Namarigozai electrodes were all converted to zinc metal, and allowed to stand for 24 hours, was charged operation followed by the same conditions. The discharge capacity at this time was 659 mAh / g, and it was found that self-discharge hardly occurred.

(実施例4)
酸化亜鉛(タップ密度:0.88g/mL、結晶子径:772Å)27.6g、アセチレンブラック(平均粒子径:約40nm、比表面積:約70m/g)0.90g、酸化セリウム(IV)2.4g、エタノール(99.5%、和光純薬工業株式会社製)92.7g、水92.7gをボールミル中に添加し、ボールミル混合を行った。その後は実施例1と同様にして亜鉛合剤電極を作製し、見かけ面積0.48cmのワーキング電極(亜鉛合剤重さ:1.62mg)となるようにして使用した。実施例1と同様に、三極セルを用いて0.768mAの電流値で充放電試験を行った(充放電時間:各1時間)。10サイクル目の充電容量は656mAh/gであった。次に、同条件で放電操作を行い、鉛合剤電極中の酸化亜鉛を金属亜鉛に全て変換した後、24時間放置し、続いて同条件で充電操作を行った。この時の放電容量は616mAh/gであり、自己放電は殆ど起こらないことが分かった。
Example 4
Zinc oxide (tap density: 0.88 g / mL, crystallite size: 772 mm), 27.6 g, acetylene black (average particle size: about 40 nm, specific surface area: about 70 m 2 / g), 0.90 g, cerium oxide (IV) 2.4 g, 92.7 g of ethanol (99.5%, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 92.7 g of water were added to the ball mill, and ball mill mixing was performed. Thereafter, a zinc mixture electrode was prepared in the same manner as in Example 1 and used so as to have a working electrode (zinc mixture weight: 1.62 mg) having an apparent area of 0.48 cm 2 . Similarly to Example 1, a charge / discharge test was conducted using a triode cell at a current value of 0.768 mA (charge / discharge time: 1 hour each). The charge capacity at the 10th cycle was 656 mAh / g. Next, the discharge operation under the same conditions, after the zinc oxide in sub Namarigozai electrodes were all converted to zinc metal, and allowed to stand for 24 hours, was charged operation followed by the same conditions. The discharge capacity at this time was 616 mAh / g, and it was found that self-discharge hardly occurred.

(実施例5)
酸化亜鉛(タップ密度:0.86g/mL、結晶子径:627Å)27.6g、アセチレンブラック(平均粒子径:約40nm、比表面積:約70m/g)0.90g、酸化セリウム(IV)2.4g、エタノール(99.5%、和光純薬工業株式会社製)92.7g、水92.7gをボールミル中に添加し、ボールミル混合を行った。その後は実施例1と同様にして亜鉛合剤電極を作製し、見かけ面積0.48cmのワーキング電極(亜鉛合剤重さ:2.70mg)となるようにして使用した。実施例1と同様に、三極セルを用いて1.28mAの電流値で充放電試験を行った(充放電時間:各1時間)。10サイクル目の充電容量は652mAh/gであった。次に、同条件で放電操作を行い、鉛合剤電極中の酸化亜鉛を金属亜鉛に全て変換した後、24時間放置し、続いて同条件で充電操作を行った。この時の放電容量は623mAh/gであり、自己放電は殆ど起こらないことが分かった。
(Example 5)
Zinc oxide (tap density: 0.86 g / mL, crystallite size: 627 mm), 27.6 g, acetylene black (average particle size: about 40 nm, specific surface area: about 70 m 2 / g), 0.90 g, cerium oxide (IV) 2.4 g, 92.7 g of ethanol (99.5%, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 92.7 g of water were added to the ball mill, and ball mill mixing was performed. Thereafter, a zinc mixture electrode was prepared in the same manner as in Example 1 and used so as to have a working electrode having an apparent area of 0.48 cm 2 (zinc mixture weight: 2.70 mg). Similarly to Example 1, a charge / discharge test was performed using a triode cell at a current value of 1.28 mA (charge / discharge time: 1 hour each). The charge capacity at the 10th cycle was 652 mAh / g. Next, the discharge operation under the same conditions, after the zinc oxide in sub Namarigozai electrodes were all converted to zinc metal, and allowed to stand for 24 hours, was charged operation followed by the same conditions. The discharge capacity at this time was 623 mAh / g, and it was found that self-discharge hardly occurred.

(実施例6)
酸化亜鉛(タップ密度:0.83g/mL、結晶子径:763Å)27.6g、アセチレンブラック(平均粒子径:約40nm、比表面積:約70m/g)0.90g、酸化セリウム(IV)2.4g、エタノール(99.5%、和光純薬工業株式会社製)92.7g、水92.7gをボールミル中に添加し、ボールミル混合を行った。その後は実施例1と同様にして亜鉛合剤電極を作製し、見かけ面積0.48cmのワーキング電極(亜鉛合剤重さ:2.36mg)となるようにして使用した。実施例1と同様に、三極セルを用いて1.12mAの電流値で充放電試験を行った(充放電時間:各1時間)。10サイクル目の充電容量は655mAh/gであった。次に、同条件で放電操作を行い、鉛合剤電極中の酸化亜鉛を金属亜鉛に全て変換した後、24時間放置し、続いて同条件で充電操作を行った。この時の放電容量は630mAh/gであり、自己放電は殆ど起こらないことが分かった。
(Example 6)
Zinc oxide (tap density: 0.83 g / mL, crystallite size: 763 :) 27.6 g, acetylene black (average particle size: about 40 nm, specific surface area: about 70 m 2 / g) 0.90 g, cerium oxide (IV) 2.4 g, 92.7 g of ethanol (99.5%, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 92.7 g of water were added to the ball mill, and ball mill mixing was performed. Thereafter, a zinc mixture electrode was prepared in the same manner as in Example 1 and used so as to be a working electrode having an apparent area of 0.48 cm 2 (zinc mixture weight: 2.36 mg). Similarly to Example 1, a charge / discharge test was performed using a triode cell at a current value of 1.12 mA (charge / discharge time: 1 hour each). The charge capacity at the 10th cycle was 655 mAh / g. Next, the discharge operation under the same conditions, after the zinc oxide in sub Namarigozai electrodes were all converted to zinc metal, and allowed to stand for 24 hours, was charged operation followed by the same conditions. The discharge capacity at this time was 630 mAh / g, and it was found that self-discharge hardly occurred.

(実施例7)
酸化亜鉛(タップ密度:0.82g/mL、結晶子径:647Å)27.6g、アセチレンブラック(平均粒子径:約40nm、比表面積:約70m/g)0.90g、酸化セリウム(IV)2.4g、エタノール(99.5%、和光純薬工業株式会社製)92.7g、水92.7gをボールミル中に添加し、ボールミル混合を行った。その後は実施例1と同様にして亜鉛合剤電極を作製し、見かけ面積0.48cmのワーキング電極(亜鉛合剤重さ:2.43mg)となるようにして使用した。実施例1と同様に、三極セルを用いて1.15mAの電流値で充放電試験を行った(充放電時間:各1時間)。10サイクル目の充電容量は658mAh/gであった。次に、同条件で放電操作を行い、鉛合剤電極中の酸化亜鉛を金属亜鉛に全て変換した後、24時間放置し、続いて同条件で充電操作を行った。この時の放電容量は629mAh/gであり、自己放電は殆ど起こらないことが分かった。
(Example 7)
Zinc oxide (tap density: 0.82 g / mL, crystallite size: 647 mm), 27.6 g, acetylene black (average particle size: about 40 nm, specific surface area: about 70 m 2 / g), 0.90 g, cerium oxide (IV) 2.4 g, 92.7 g of ethanol (99.5%, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 92.7 g of water were added to the ball mill, and ball mill mixing was performed. Thereafter, a zinc mixture electrode was prepared in the same manner as in Example 1 and used so as to have a working electrode having an apparent area of 0.48 cm 2 (zinc mixture weight: 2.43 mg). Similarly to Example 1, a charge / discharge test was performed using a triode cell at a current value of 1.15 mA (charge / discharge time: 1 hour each). The charge capacity at the 10th cycle was 658 mAh / g. Next, the discharge operation under the same conditions, after the zinc oxide in sub Namarigozai electrodes were all converted to zinc metal, and allowed to stand for 24 hours, was charged operation followed by the same conditions. The discharge capacity at this time was 629 mAh / g, and it was found that self-discharge hardly occurred.

(実施例8)
酸化亜鉛(タップ密度:0.78g/mL、結晶子径:741Å)27.6g、アセチレンブラック(平均粒子径:約40nm、比表面積:約70m/g)0.90g、酸化セリウム(IV)2.4g、エタノール(99.5%、和光純薬工業株式会社製)92.7g、水92.7gをボールミル中に添加し、ボールミル混合を行った。その後は実施例1と同様にして亜鉛合剤電極を作製し、見かけ面積0.48cmのワーキング電極(亜鉛合剤重さ:2.32mg)となるようにして使用した。実施例1と同様に、三極セルを用いて1.10mAの電流値で充放電試験を行った(充放電時間:各1時間)。10サイクル目の充電容量は648mAh/gであった。次に、同条件で放電操作を行い、鉛合剤電極中の酸化亜鉛を金属亜鉛に全て変換した後、24時間放置し、続いて同条件で充電操作を行った。この時の放電容量は605mAh/gであり、自己放電は殆ど起こらないことが分かった。
(Example 8)
Zinc oxide (tap density: 0.78 g / mL, crystallite size: 741 :) 27.6 g, acetylene black (average particle size: about 40 nm, specific surface area: about 70 m 2 / g) 0.90 g, cerium oxide (IV) 2.4 g, 92.7 g of ethanol (99.5%, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 92.7 g of water were added to the ball mill, and ball mill mixing was performed. Thereafter, a zinc mixture electrode was prepared in the same manner as in Example 1 and used so as to be a working electrode having an apparent area of 0.48 cm 2 (zinc mixture weight: 2.32 mg). Similarly to Example 1, a charge / discharge test was performed using a triode cell at a current value of 1.10 mA (charge / discharge time: 1 hour each). The charge capacity at the 10th cycle was 648 mAh / g. Next, the discharge operation under the same conditions, after the zinc oxide in sub Namarigozai electrodes were all converted to zinc metal, and allowed to stand for 24 hours, was charged operation followed by the same conditions. The discharge capacity at this time was 605 mAh / g, and it was found that self-discharge hardly occurred.

(比較例1)
酸化亜鉛(タップ密度:0.61g/mL、結晶子径:575Å)27.6g、アセチレンブラック(平均粒子径:約40nm、比表面積:約70m/g)0.90g、酸化セリウム(IV)2.4g、エタノール(99.5%、和光純薬工業株式会社製)92.7g、水92.7gをボールミル中に添加し、ボールミル混合を行った。その後は実施例1と同様にして亜鉛合剤電極を作製し、見かけ面積0.48cmのワーキング電極(亜鉛合剤重さ:2.24mg)となるようにして使用した。実施例1と同様に、三極セルを用いて1.06mAの電流値で充放電試験を行った(充放電時間:各1時間)。10サイクル目の充電容量は592mAh/gであった。次に、同条件で放電操作を行い、鉛合剤電極中の酸化亜鉛を金属亜鉛に全て変換した後、24時間放置し、続いて同条件で充電操作を行った。この時の放電容量は0mAh/gであり、自己放電が起こることが分かった。
(Comparative Example 1)
Zinc oxide (tap density: 0.61 g / mL, crystallite size: 575 mm), 27.6 g, acetylene black (average particle size: about 40 nm, specific surface area: about 70 m 2 / g), 0.90 g, cerium oxide (IV) 2.4 g, 92.7 g of ethanol (99.5%, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 92.7 g of water were added to the ball mill, and ball mill mixing was performed. Thereafter, a zinc mixture electrode was prepared in the same manner as in Example 1 and used so as to be a working electrode (zinc mixture weight: 2.24 mg) having an apparent area of 0.48 cm 2 . Similarly to Example 1, a charge / discharge test was performed using a triode cell at a current value of 1.06 mA (charge / discharge time: 1 hour each). The charge capacity at the 10th cycle was 592 mAh / g. Next, the discharge operation under the same conditions, after the zinc oxide in sub Namarigozai electrodes were all converted to zinc metal, and allowed to stand for 24 hours, was charged operation followed by the same conditions. The discharge capacity at this time was 0 mAh / g, and it was found that self-discharge occurred.

(比較例2)
酸化亜鉛(タップ密度:0.76g/mL、結晶子径:522Å)27.6g、アセチレンブラック(平均粒子径:約40nm、比表面積:約70m/g)0.90g、酸化セリウム(IV)2.4g、エタノール(99.5%、和光純薬工業株式会社製)92.7g、水92.7gをボールミル中に添加し、ボールミル混合を行った。その後は実施例1と同様にして亜鉛合剤電極を作製し、見かけ面積0.48cmのワーキング電極(亜鉛合剤重さ:2.66mg)となるようにして使用した。実施例1と同様に、三極セルを用いて1.27mAの電流値で充放電試験を行った(充放電時間:各1時間)。10サイクル目の充電容量は634mAh/gであった。次に、同条件で放電操作を行い、鉛合剤電極中の酸化亜鉛を金属亜鉛に全て変換した後、24時間放置し、続いて同条件で充電操作を行った。この時の放電容量は350mAh/gであり、自己放電が起こることが分かった。
(Comparative Example 2)
Zinc oxide (tap density: 0.76 g / mL, crystallite size: 522 mm), 27.6 g, acetylene black (average particle size: about 40 nm, specific surface area: about 70 m 2 / g), 0.90 g, cerium oxide (IV) 2.4 g, 92.7 g of ethanol (99.5%, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 92.7 g of water were added to the ball mill, and ball mill mixing was performed. Thereafter, a zinc mixture electrode was prepared in the same manner as in Example 1 and used so as to be a working electrode having an apparent area of 0.48 cm 2 (zinc mixture weight: 2.66 mg). Similarly to Example 1, a charge / discharge test was performed using a triode cell at a current value of 1.27 mA (charge / discharge time: 1 hour each). The charge capacity at the 10th cycle was 634 mAh / g. Next, the discharge operation under the same conditions, after the zinc oxide in sub Namarigozai electrodes were all converted to zinc metal, and allowed to stand for 24 hours, was charged operation followed by the same conditions. The discharge capacity at this time was 350 mAh / g, and it was found that self-discharge occurred.

実施例の結果から、以下のことが分かった。
粒子のタップ密度が0.77g/mL以上である酸化亜鉛、及び/又は、粒子に結晶子径が600Å以上である結晶子が存在する酸化亜鉛を含むものである亜鉛負極合剤を用いて、亜鉛負極を形成し、その負極を用いて構成される蓄電池は、繰り返し充放電を繰り返しても電池性能の低下が抑制され、電池の充放電サイクル特性に優れたものであることが実証された。また、自己放電を抑制することができることが実証された。なお、一次電池においても、自己放電を抑制する効果を発揮することができる。
The following was found from the results of the examples.
Using a zinc negative electrode mixture containing zinc oxide having a particle tap density of 0.77 g / mL or more and / or zinc oxide having a crystallite diameter of 600 mm or more in the particles, a zinc negative electrode mixture It was proved that the storage battery formed using the negative electrode and formed by using the negative electrode was excellent in charge / discharge cycle characteristics of the battery, even when repeated charge / discharge was repeated. It was also demonstrated that self-discharge can be suppressed. Even in the primary battery, the effect of suppressing self-discharge can be exhibited.

なお、上記実施例においては、特定の酸化亜鉛の粒子を含む亜鉛負極合剤を用いて亜鉛負極を形成しているが、亜鉛負極合剤として本発明の亜鉛負極合剤を用いて亜鉛負極を形成することによって、そのような亜鉛負極を用いて構成される電池は安定的に高容量・高エネルギー密度を発現し、かつ、自己放電を抑制することができ、二次電池においては更に充放電サイクル特性を向上することができる機構は、本発明の亜鉛負極合剤を用いた場合には全て同様である。従って、上記実施例の結果から、本発明の技術的範囲全般において、また、本明細書において開示した種々の形態において本発明が適用でき、有利な作用効果を発揮することができると言える。 In addition, in the said Example, although the zinc negative electrode was formed using the zinc negative electrode mixture containing the particle | grains of specific zinc oxide, the zinc negative electrode was prepared using the zinc negative electrode mixture of this invention as a zinc negative electrode mixture. By forming the battery, the battery configured using such a zinc negative electrode can stably express high capacity and high energy density, and suppress self-discharge. The mechanism capable of improving the cycle characteristics is the same when the zinc negative electrode mixture of the present invention is used. Therefore, it can be said from the results of the above-described embodiments that the present invention can be applied in the entire technical scope of the present invention and in various forms disclosed in this specification, and can exhibit advantageous effects.

Claims (3)

酸化亜鉛を含む亜鉛負極合剤であって、
該酸化亜鉛は、粒子のタップ密度が0.77g/mL以上、1.00g/mL以下であり、かつ、粒子に結晶子径が600Å以上、1500Å以下である結晶子が存在する
ことを特徴とする亜鉛負極合剤。
A zinc negative electrode mixture containing zinc oxide,
The zinc oxide has a particle tap density of 0.77 g / mL or more and 1.00 g / mL or less, and a crystallite having a crystallite diameter of 600 to 1500 mm is present in the particles. Zinc negative electrode mixture.
請求項に記載の亜鉛負極合剤を用いて形成される
ことを特徴とする亜鉛負極。
A zinc negative electrode formed using the zinc negative electrode mixture according to claim 1 .
請求項に記載の亜鉛負極、正極、及び、水系電解液を用いて構成される
ことを特徴とする電池。
A battery comprising the zinc negative electrode according to claim 2 , a positive electrode, and an aqueous electrolyte.
JP2013020803A 2013-02-05 2013-02-05 Zinc negative electrode mixture, zinc negative electrode and battery Active JP6148873B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013020803A JP6148873B2 (en) 2013-02-05 2013-02-05 Zinc negative electrode mixture, zinc negative electrode and battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013020803A JP6148873B2 (en) 2013-02-05 2013-02-05 Zinc negative electrode mixture, zinc negative electrode and battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014154260A JP2014154260A (en) 2014-08-25
JP6148873B2 true JP6148873B2 (en) 2017-06-14

Family

ID=51575961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013020803A Active JP6148873B2 (en) 2013-02-05 2013-02-05 Zinc negative electrode mixture, zinc negative electrode and battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6148873B2 (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10396365B2 (en) 2012-07-18 2019-08-27 Printed Energy Pty Ltd Diatomaceous energy storage devices
TWI649208B (en) 2012-07-18 2019-02-01 印製能源技術有限公司 Energy storage device, film of energy storage device and ink for printing film
US9520598B2 (en) 2012-10-10 2016-12-13 Nthdegree Technologies Worldwide Inc. Printed energy storage device
KR20230015505A (en) * 2015-06-22 2023-01-31 프린티드 에너지 피티와이 리미티드 Diatomaceous energy storage devices
WO2022102024A1 (en) * 2020-11-11 2022-05-19 日本電信電話株式会社 Iron zinc battery
CN115692718A (en) * 2021-07-23 2023-02-03 瑞海泊(青岛)能源科技有限公司 Aqueous battery
CN113991086B (en) * 2021-10-28 2023-06-20 东北师范大学 A kind of zinc ion battery negative electrode composite material and its preparation method and application
CN114520331A (en) * 2021-12-28 2022-05-20 瑞海泊有限公司 Negative electrode material and application thereof
CN114824540B (en) * 2022-04-11 2025-03-11 福建师范大学 A method for preparing aqueous zinc ion battery material based on recycled lead paste
CN114899505B (en) * 2022-05-31 2024-10-11 江汉大学 Acid aqueous solution zinc ion secondary battery electrolyte containing betaine additive
CN118039992B (en) * 2024-03-25 2024-10-15 中海储能科技(北京)有限公司 Battery electrolyte composite additive and application thereof in iron-chromium flow battery

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55108172A (en) * 1979-02-14 1980-08-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacturing method of zinc negative electrode
JPS58158867A (en) * 1982-03-16 1983-09-21 Sanyo Electric Co Ltd Zinc pole
JPS5935360A (en) * 1982-08-20 1984-02-27 Sanyo Electric Co Ltd Zinc electrode
JPH06101326B2 (en) * 1982-10-07 1994-12-12 三洋電機株式会社 Zinc pole of alkaline zinc storage battery
JPS6081777A (en) * 1983-10-12 1985-05-09 Sanyo Electric Co Ltd Nickel-zinc battery
US6022639A (en) * 1996-11-01 2000-02-08 Eveready Battery Company, Inc. Zinc anode for an electochemical cell
JP3972417B2 (en) * 1997-07-04 2007-09-05 松下電器産業株式会社 Sealed metal oxide-zinc storage battery and manufacturing method thereof
JP3740331B2 (en) * 1999-09-22 2006-02-01 キヤノン株式会社 Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof
JP2002270867A (en) * 2001-03-12 2002-09-20 Canon Inc Photoelectric conversion device and its manufacturing method
ATE489737T1 (en) * 2001-06-08 2010-12-15 Eveready Battery Inc OPTIMIZED ALKALINE ELECTROCHEMICAL CELLS
US7556888B2 (en) * 2004-02-13 2009-07-07 Eveready Battery Company, Inc. Electrochemical cell
JP5275950B2 (en) * 2009-05-01 2013-08-28 富士フイルム株式会社 Laminated film and manufacturing method thereof, photoelectric conversion element and manufacturing method thereof, and solar cell

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014154260A (en) 2014-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6148873B2 (en) Zinc negative electrode mixture, zinc negative electrode and battery
JP6246999B2 (en) Zinc negative electrode mixture and battery using the zinc negative electrode mixture
JP6190101B2 (en) Gel electrolyte or negative electrode mixture, and battery using the gel electrolyte or negative electrode mixture
KR102256769B1 (en) Electrode precursor, electrode, and battery
JP6368097B2 (en) Zinc negative electrode and battery
JP6532186B2 (en) Electrode precursor, electrode, and secondary battery
WO2013027767A1 (en) Negative electrode mixture or gel electrolyte, and battery using said negative electrode mixture or said gel electrolyte
JP6292906B2 (en) Anion conductive material and battery
JP6244174B2 (en) Anion conducting membrane and battery
JP6397646B2 (en) Zinc electrode mixture
JP6230149B2 (en) Secondary battery, positive electrode active material, positive electrode material, and manufacturing method thereof
JP6347971B2 (en) Zinc negative electrode mixture, zinc negative electrode and battery
JP6306914B2 (en) Electrode and battery
JP2014149993A (en) Zinc negative electrode, battery and electrode base layer
JP6616565B2 (en) Anion conductive material
JP2015170390A (en) Electrode composition for batteries, battery electrode, and battery
JP6454496B2 (en) Electrode and battery constructed using the same
JP6324783B2 (en) Battery electrode and battery
JP7591256B2 (en) Particulate material, its manufacturing method and use
JP2015032514A (en) battery
JP7599733B2 (en) Electrode material for high power density secondary battery and high power density secondary battery using the same
JP2016149257A (en) Gel electrode precursor
JP2023090272A (en) Cathode active material, lithium ion secondary battery, and manufacturing method of the cathode active material
JP2024105032A (en) Water-based batteries
JP2016051604A (en) Air electrode catalyst

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151106

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160812

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160823

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161014

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170307

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170411

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170516

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170522

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6148873

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150