JPH0582022B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0582022B2 JPH0582022B2 JP58070294A JP7029483A JPH0582022B2 JP H0582022 B2 JPH0582022 B2 JP H0582022B2 JP 58070294 A JP58070294 A JP 58070294A JP 7029483 A JP7029483 A JP 7029483A JP H0582022 B2 JPH0582022 B2 JP H0582022B2
- Authority
- JP
- Japan
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- zinc
- active material
- battery
- electrode
- polyacetylene
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/244—Zinc electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明はニツケル−亜鉛電池や銀−亜鉛電池の
如く陰極活物質として亜鉛を用いるアルカリ亜鉛
二次電池に係り、特に亜鉛極の改良に関するもの
である。
如く陰極活物質として亜鉛を用いるアルカリ亜鉛
二次電池に係り、特に亜鉛極の改良に関するもの
である。
(ロ) 従来技術
この種電池において陰極活物質として用いられ
る亜鉛は単位重量当りのエネルギー密度が大き
く、且低価格であるという利点を有するものの、
充電の際亜鉛極上にデンドライト（樹枝状亜鉛）
が成長しこれが陽極と接して内部短絡を引起し電
池寿命を縮めるという欠点を有していた。
る亜鉛は単位重量当りのエネルギー密度が大き
く、且低価格であるという利点を有するものの、
充電の際亜鉛極上にデンドライト（樹枝状亜鉛）
が成長しこれが陽極と接して内部短絡を引起し電
池寿命を縮めるという欠点を有していた。
このような問題に対処するために、従来では亜
鉛活物質層の表面に種々にデンドライト防止層を
形成することが提案されている。
鉛活物質層の表面に種々にデンドライト防止層を
形成することが提案されている。
第１の例としては亜鉛活物質層の表面に、カド
ミウム、カドミウム化合物或いはそれらの混合物
を主体とするデンドライト防止層を形成すること
である。
ミウム、カドミウム化合物或いはそれらの混合物
を主体とするデンドライト防止層を形成すること
である。
カドミウムは亜鉛より貴な酸化還元電位を有し
ているため充電時には亜鉛活物質層の表面が緻密
な金属カドミウム層で覆われることになり、金属
亜鉛のデンドライト成長を防止することができる
と共に放電時においても未だ金属状態で存在する
カドミウムの緻密な層がデンドライトの要因とな
る亜鉛酸イオンの溶出を抑制しうるため亜鉛極の
性能を改善しうる利点がある。
ているため充電時には亜鉛活物質層の表面が緻密
な金属カドミウム層で覆われることになり、金属
亜鉛のデンドライト成長を防止することができる
と共に放電時においても未だ金属状態で存在する
カドミウムの緻密な層がデンドライトの要因とな
る亜鉛酸イオンの溶出を抑制しうるため亜鉛極の
性能を改善しうる利点がある。
又、第２の例としては亜鉛活物質層の表面にカ
ーボンを主体とするデンドライト防止層を形成す
ることである。カーボンは導電性を向上させると
共に触媒作用により金属亜鉛のデンドライトと接
してこれを酸化物或いは水酸化物に変化させて内
部短絡を防止するというものである。
ーボンを主体とするデンドライト防止層を形成す
ることである。カーボンは導電性を向上させると
共に触媒作用により金属亜鉛のデンドライトと接
してこれを酸化物或いは水酸化物に変化させて内
部短絡を防止するというものである。
更に、第３の例としては亜鉛活物質の表面に水
酸化カルシウムなどのアルカリ土類金属の水酸化
物を主体とするデンドライト防止層を形成するこ
とである。この方法は水酸化カルシウムが亜鉛酸
イオンと下式（）の如く反応して遊離の亜鉛酸
イオンを抑制するものである。
酸化カルシウムなどのアルカリ土類金属の水酸化
物を主体とするデンドライト防止層を形成するこ
とである。この方法は水酸化カルシウムが亜鉛酸
イオンと下式（）の如く反応して遊離の亜鉛酸
イオンを抑制するものである。
Ca（OH）2＋Zn（OH）2- 4→CaZn（OH）4
＋2OH- ……（）
而して、亜鉛極上にデンドライトが成長する要
因としては、放電時に亜鉛極より脱離した亜鉛酸
イオンが充電時に亜鉛極上に金属亜鉛として電析
する際に生じるのがほとんどであるが、亜鉛極よ
り離脱せず亜鉛極内に滞留している亜鉛酸イオン
が一部に集中するとその部分において充電時に樹
枝状に成長することも無視できない。
因としては、放電時に亜鉛極より脱離した亜鉛酸
イオンが充電時に亜鉛極上に金属亜鉛として電析
する際に生じるのがほとんどであるが、亜鉛極よ
り離脱せず亜鉛極内に滞留している亜鉛酸イオン
が一部に集中するとその部分において充電時に樹
枝状に成長することも無視できない。
(ハ) 発明の目的
本発明は上記従来技術の問題点を抑制し、この
種電池のサイクル特性を更に向上させることを目
的とする。
種電池のサイクル特性を更に向上させることを目
的とする。
(ニ) 発明の構成
本発明は上記目的を達成すべくなされたもので
あり、その要旨とするところは、亜鉛活物質層の
内部にポリアセチレンを配置すると共に表面にデ
ンドライト防止層を配設してなる亜鉛極を備えた
アルカリ亜鉛二次電池にある。
あり、その要旨とするところは、亜鉛活物質層の
内部にポリアセチレンを配置すると共に表面にデ
ンドライト防止層を配設してなる亜鉛極を備えた
アルカリ亜鉛二次電池にある。
本発明電池における亜鉛極はポリアセチレン
（CH）oの配置により亜鉛極内部での亜鉛酸イオン
の分布が均一化されると共にポリアセチレンはア
ルカリ電解液中におけるアルカリ金属と下記の反
応式（）に基づいて層間化合物を形成するもの
である。
（CH）oの配置により亜鉛極内部での亜鉛酸イオン
の分布が均一化されると共にポリアセチレンはア
ルカリ電解液中におけるアルカリ金属と下記の反
応式（）に基づいて層間化合物を形成するもの
である。
（CH）o＋XMe+→（CH）o・XMe ……（）
（ここでMeはナトリウム、カリウム、リチウム
などのアルカリ金属である） そしてこの層間化合物と亜鉛酸イオンとが下記
の反応式（）に基づき還元され亜鉛が生成する
が、亜鉛酸イオンが一部に集中するのが解消され
ているため電極内部からのデンドライト成長は抑
制されることになる。
などのアルカリ金属である） そしてこの層間化合物と亜鉛酸イオンとが下記
の反応式（）に基づき還元され亜鉛が生成する
が、亜鉛酸イオンが一部に集中するのが解消され
ているため電極内部からのデンドライト成長は抑
制されることになる。
Zn（OH）2- 4＋（CH）o・xMe→Zn＋（CH）o・（ｘ−２）
Me＋2Me-＋4OH-……（） (ホ) 実施例 以下本発明電池の一実施例を図面に基づき詳述
する。１は亜鉛極であつて次のように作成された
ものである。即ち酸化亜鉛活物質粉末90部と酸化
水銀粉末10部との混合粉末にポリテトラフルオロ
エチレン分散液を10％加え水で希釈した後混練
し、数回ロール掛けして所定厚みの亜鉛活物質層
を形成する。そして負極集電体３の両面に夫々第
１の亜鉛活物質層２ａ，２ａを圧着した後、その
両外側面にポリアセチレン膜４，４を圧着し、更
に各ポリアセチレン膜の外側に夫々第２の亜鉛活
物質層２ｂ，２ｂを圧着する。その後、第２の各
亜鉛活物質層の外側に水酸化カルシウムよりなる
デンドライト防止層５，５を圧着してなる。
Me＋2Me-＋4OH-……（） (ホ) 実施例 以下本発明電池の一実施例を図面に基づき詳述
する。１は亜鉛極であつて次のように作成された
ものである。即ち酸化亜鉛活物質粉末90部と酸化
水銀粉末10部との混合粉末にポリテトラフルオロ
エチレン分散液を10％加え水で希釈した後混練
し、数回ロール掛けして所定厚みの亜鉛活物質層
を形成する。そして負極集電体３の両面に夫々第
１の亜鉛活物質層２ａ，２ａを圧着した後、その
両外側面にポリアセチレン膜４，４を圧着し、更
に各ポリアセチレン膜の外側に夫々第２の亜鉛活
物質層２ｂ，２ｂを圧着する。その後、第２の各
亜鉛活物質層の外側に水酸化カルシウムよりなる
デンドライト防止層５，５を圧着してなる。
６は例えばニツケル−カドミウム電池で公知の
焼結式ニツケル極、７はアルカリ電解液を含浸保
持したセパレータ、８は電槽、９は電槽蓋、１
０，１１は正負極外部端子である。
焼結式ニツケル極、７はアルカリ電解液を含浸保
持したセパレータ、８は電槽、９は電槽蓋、１
０，１１は正負極外部端子である。
上記構成の本発明によるニツケル−亜鉛二次電
池(A)と比較のために亜鉛活物質層単独で構成した
亜鉛極を用いた電池(B)、亜鉛活物質層の表面に水
酸化カルシウム層を配設した亜鉛極を用いた電池
(C)を夫々作成した。尚、電池容量はいづれも
2AHである。
池(A)と比較のために亜鉛活物質層単独で構成した
亜鉛極を用いた電池(B)、亜鉛活物質層の表面に水
酸化カルシウム層を配設した亜鉛極を用いた電池
(C)を夫々作成した。尚、電池容量はいづれも
2AHである。
そしてこれらの電池を0.25Cの電流で４時間充
電、0.25Cの電流で３時間放電の条件で充放電を
繰返して比較したサイクル特性を第３図に示す。
電、0.25Cの電流で３時間放電の条件で充放電を
繰返して比較したサイクル特性を第３図に示す。
(ヘ) 発明の効果
第３図より本発明電池はサイクル特性が飛躍的
に改善されているのがわかる。
に改善されているのがわかる。
この理由は本発明電池に用いた亜鉛極が、亜鉛
活物質層の内部にポリアセチレンを配置すると共
に表面にデンドライト防止層を配設した構造を呈
するものであるため、亜鉛極の表面のみならず亜
鉛極内部からのデンドライトも有効に抑制できそ
れらの相乗効果によるものであると考えられる。
活物質層の内部にポリアセチレンを配置すると共
に表面にデンドライト防止層を配設した構造を呈
するものであるため、亜鉛極の表面のみならず亜
鉛極内部からのデンドライトも有効に抑制できそ
れらの相乗効果によるものであると考えられる。
尚、亜鉛極内部へのポリアセチレンの配置方法
について実施例ではポリアセチレン膜を電極内部
に配置する方法を例示したが、ポリアセチレン粉
末を亜鉛極内に混入しても同様の効果が得られる
ものである。
について実施例ではポリアセチレン膜を電極内部
に配置する方法を例示したが、ポリアセチレン粉
末を亜鉛極内に混入しても同様の効果が得られる
ものである。
第１図は本発明電池の縦断面図、第２図は亜鉛
極の斜視図、第３図は本発明電池と比較電池との
サイクル特性比較図である。 １……亜鉛極、２ａ，２ｂ……亜鉛活物質層、
４……ポリアセチレン膜、５……デンドライト防
止層、６……正極、７……セパレータ、８……電
槽、９……電槽蓋、１０，１１……正負極外部端
子。
極の斜視図、第３図は本発明電池と比較電池との
サイクル特性比較図である。 １……亜鉛極、２ａ，２ｂ……亜鉛活物質層、
４……ポリアセチレン膜、５……デンドライト防
止層、６……正極、７……セパレータ、８……電
槽、９……電槽蓋、１０，１１……正負極外部端
子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 亜鉛活物質層の内部にポリアセチレンを配置
すると共に表面にデンドライト防止層を配設して
なる亜鉛極を備えたアルカリ亜鉛二次電池。 ２ 前記デンドライト防止層がカドミウム、カド
ミウム化合物、カーボン或いはアルカリ土類金属
の水酸化物のうち少くとも一つを主体として構成
されている特許請求の範囲第１項記載のアルカリ
亜鉛二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58070294A JPS59196562A (ja) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | アルカリ亜鉛二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58070294A JPS59196562A (ja) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | アルカリ亜鉛二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59196562A JPS59196562A (ja) | 1984-11-07 |
| JPH0582022B2 true JPH0582022B2 (ja) | 1993-11-17 |
Family
ID=13427298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58070294A Granted JPS59196562A (ja) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | アルカリ亜鉛二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59196562A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61281460A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-12-11 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ亜鉛蓄電池 |
| JP2002327404A (ja) * | 2001-05-01 | 2002-11-15 | Sakai Heavy Ind Ltd | 突固め機 |
-
1983
- 1983-04-20 JP JP58070294A patent/JPS59196562A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59196562A (ja) | 1984-11-07 |
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