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JPS5821779B2 - silver oxide battery - Google Patents
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JPS5821779B2 - silver oxide battery - Google Patents

silver oxide battery

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JPS5821779B2
JPS5821779B2 JP51156899A JP15689976A JPS5821779B2 JP S5821779 B2 JPS5821779 B2 JP S5821779B2 JP 51156899 A JP51156899 A JP 51156899A JP 15689976 A JP15689976 A JP 15689976A JP S5821779 B2 JPS5821779 B2 JP S5821779B2
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zinc
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hydroxide
zinc oxide
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井上鍵二
定村章
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アルカリ電解液の組成を選択することにより
、酸化銀電池の性能向上を図ることを目的とする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the performance of a silver oxide battery by selecting the composition of an alkaline electrolyte.

従来、酸化銀電池においては、電解液として水酸化カリ
ウムまたは水酸化ナトリウムの水溶液に酸化亜鉛を飽和
したものを用いていた。
Conventionally, in silver oxide batteries, an aqueous solution of potassium hydroxide or sodium hydroxide saturated with zinc oxide has been used as an electrolyte.

水酸化カリウムを用いた場合は電池の内部抵抗が低くて
、放電特性においてはバイレート放電や低温特性が優れ
ている反面、耐漏液性において劣るものかあった。
When potassium hydroxide was used, the internal resistance of the battery was low and the discharge characteristics were excellent in birate discharge and low temperature characteristics, but the leakage resistance was poor.

水酸化ナトリウムを用いた場合に、耐漏液性は幾分改良
されるものの、特に近年脚光をあびできた太陽電池によ
り浮動充電しながら、5年〜10年という長期にわたっ
て作動するような形式の小型電子機器における電源とし
ての酸化銀電池においては、従来の酸化銀電池に比べて
、飛躍的な耐漏液特性が要求され、これでも未だ十分と
はいえなかった。
When sodium hydroxide is used, the leakage resistance is somewhat improved, but especially for small-sized batteries that operate for a long period of 5 to 10 years while being floatingly charged by solar cells, which have been in the spotlight in recent years. Silver oxide batteries used as power sources in electronic devices are required to have significantly greater leakage resistance than conventional silver oxide batteries, and even this has not been sufficient.

そのため、水酸化カリウムや水酸化ナトリウムに比べ、
クリープしに<<、耐漏液特性が良いといわれる水酸化
リチウムを利用しようという提案がいくつか行なわれた
が、各々に次のような欠陥をもっていた。
Therefore, compared to potassium hydroxide and sodium hydroxide,
Several proposals have been made to use lithium hydroxide, which is said to have good leakage resistance, to prevent creep, but each of them had the following drawbacks.

すなわち、その第1は特開昭50−96835号に示さ
れたものであり、その主旨を要約すると、亜鉛アルカリ
電池において、電解液として亜鉛酸イオンを溶解した水
酸化カリウム水溶液中に、リチウムイオンを添加するこ
とにより、耐漏液性を向上させるとともに、陰極亜鉛中
に水銀を用いることなく、亜鉛の溶解による水素ガスの
発生を防止して、貯蔵特性の向上をはかろうとするもの
である。
The first one is shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-96835, and to summarize the gist, in a zinc-alkaline battery, lithium ions are added to an aqueous solution of potassium hydroxide in which zincate ions are dissolved as an electrolyte. By adding , the leakage resistance is improved, and the storage characteristics are improved by preventing the generation of hydrogen gas due to dissolution of zinc without using mercury in the zinc cathode.

ところが、例えば、水酸化リチウムを飽和状態まで混合
した場合を考えてみると、25℃における溶解度は12
.4 g/ 100ccH20であり、同濃度の水酸化
カリウムの活量係数に比べてiくらいになり、水酸化リ
チウムを配合した割合だけ、電解液中のOHイオンが減
少する。
However, for example, if we consider the case where lithium hydroxide is mixed to a saturated state, the solubility at 25°C is 12
.. 4 g/100 ccH20, which is about i compared to the activity coefficient of potassium hydroxide at the same concentration, and the OH ions in the electrolyte decrease by the proportion of lithium hydroxide added.

そのため、0)Tイオンと亜鉛が反応して亜鉛酸イオン
となる、いわゆる亜鉛の溶解をある程度は防止できるも
のと思われる。
Therefore, it is thought that 0) the so-called dissolution of zinc, in which T ions and zinc react to form zincate ions, can be prevented to some extent.

しかし、一方で耐漏液性を改良するためには、我々の試
験結果によれば、電解液中の水酸化カリウムの配合割合
を電解液の30重量係以下にせねば、効果が期待できな
い。
However, in order to improve leakage resistance, according to our test results, no effect can be expected unless the blending ratio of potassium hydroxide in the electrolyte is 30% or less by weight of the electrolyte.

上記発明の実施例では、35重量係の水酸化カリウムに
、水酸化リチウムを飽和させているが、このような場合
には、電池の他の特性は良いとしても、耐漏液性に関し
ては、35%もの水酸化カリウムを配合しているがため
に、折角クリープの少ない水酸化リチウムを配合しても
、十分にその効果が期待できないように思われる。
In the above embodiment of the invention, lithium hydroxide is saturated with potassium hydroxide weighing 35% by weight. % of potassium hydroxide, it seems that even if lithium hydroxide, which causes less creep, is added, a sufficient effect cannot be expected.

その第2は、特開昭50−110031号に示されたも
のであり、その主旨を要約すると、亜鉛アルカリ電池に
おいて、電解液として水酸化リチウムを主体とした水溶
液を用いることにより、耐漏液性を向上せしめるととも
に、亜鉛に対する腐食作用を減せしめて、電池の保存特
性を改良しようとするものである。
The second method is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 110031/1982. To summarize, the leakage resistance of zinc-alkaline batteries is improved by using an aqueous solution containing lithium hydroxide as the electrolyte. The purpose of this invention is to improve the storage characteristics of batteries by increasing the corrosion resistance and reducing the corrosive effect on zinc.

ところが、水酸化リチウムの溶。解度は25℃において
12.4 g/100CC−H2Oであり、20℃にお
ける水酸化カリウムの溶解度11 L4g7100cc
−H2Oや水酸化ナトリウムの溶解度107g/100
CC−H20に比べて極端に小さく、水酸化リチウム主
体にすれば、例え飽和の状態に。
However, the solution of lithium hydroxide. The solubility is 12.4 g/100CC-H2O at 25°C, and the solubility of potassium hydroxide at 20°C is 11 L4g7100cc
-Solubility of H2O and sodium hydroxide 107g/100
It is extremely small compared to CC-H20, and if it is made mainly of lithium hydroxide, it will be in a saturated state.

なったとしても、通常のアルカリ電解液に使用される水
酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムの30〜40重量
係には及ばず、11重量係ぐらいの数値に留まるため、
通常の電池反応に必要なO「イオンの量より、はるかに
少ないことになる。
Even if it becomes, it will not reach the 30 to 40 weight factor of potassium hydroxide or sodium hydroxide used in normal alkaline electrolytes, and will remain at around 11 weight factor.
This is far less than the amount of O ions required for normal battery reactions.

さらシには、水溶液の電導度を比べてみても、水酸化リ
チウムは、同濃度の水酸化ナトリウムより若干低いだけ
であるが、前述のように水酸化リチウムを飽和にしても
、通常の水酸化ナトリウムの使用範囲に比べて百以下に
しかならず、自ら電池の内部シ抵抗を上昇する結果とな
ってしまい、電池系として好ましくない。
Moreover, when comparing the conductivity of aqueous solutions, lithium hydroxide is only slightly lower than sodium hydroxide at the same concentration, but as mentioned above, even if lithium hydroxide is saturated, it is still lower than that of ordinary water. Compared to the range in which sodium oxide is used, it is only 100% or less, which results in an increase in the internal resistance of the battery, which is not desirable as a battery system.

その第3は、特開昭51−81941号に示されたもの
であり、その主旨を要約すると、過酸化銀電池において
、電解液として水酸化ナトリウムま、たは水酸化カリウ
ムと水酸化リチウムとの混合水溶液に酸化亜鉛を飽和し
たものを用いることにより、陽極主活物質である過酸化
銀の分解も防止し、長期保存性に優れた酸化銀電池を提
供しようとするものである。
The third method is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 51-81941, and its gist can be summarized as follows: In a silver peroxide battery, sodium hydroxide or potassium hydroxide and lithium hydroxide are used as the electrolyte. By using a mixed aqueous solution saturated with zinc oxide, the decomposition of silver peroxide, which is the main active material of the anode, is also prevented, thereby providing a silver oxide battery with excellent long-term storage stability.

確かに、この方法で陽極の分解を。防止し、あわせて飽
和した酸化亜鉛の存在により、陰極亜鉛のアルカリ電解
液中への溶解も防止することはできるが、酸化亜鉛を飽
和したことにより、次のような問題が起る。
Indeed, this method decomposes the anode. Although the dissolution of the cathode zinc into the alkaline electrolyte can be prevented by the presence of saturated zinc oxide, the following problems occur due to the saturated zinc oxide.

すなわち、電池反応が進行するにつれ、陰極亜鉛の表面
は酸化亜鉛で覆わ・れ、その酸化亜鉛が電解液中に溶解
することによって、常に新しい亜鉛が電解液と接した状
態になり、反応がスムーズに進行する。
In other words, as the battery reaction progresses, the surface of the negative electrode zinc is covered with zinc oxide, and as the zinc oxide dissolves into the electrolyte, fresh zinc is always in contact with the electrolyte, making the reaction smooth. Proceed to.

ところが、電解液中に酸化亜鉛を飽和した場合、陰極亜
鉛の表面に生成した酸化亜鉛が電解液中に溶解する反応
をも抑制することになり、特にバイレート放電の場合に
は、前述の理由から陰極亜鉛の表面に生成した酸化亜鉛
の電解液中への溶解が律速段階となり、電池反応がスム
ーズに進行しない場合があり、その結果として、放電持
続時間が短くなるという不都合を生じていた。
However, when the electrolyte is saturated with zinc oxide, the reaction in which the zinc oxide generated on the surface of the cathode dissolves into the electrolyte is also suppressed, especially in the case of birate discharge, for the reasons mentioned above. Dissolution of zinc oxide formed on the surface of the negative electrode zinc into the electrolytic solution becomes the rate-determining step, and the battery reaction may not proceed smoothly, resulting in the inconvenience of shortening the discharge duration.

また、特公昭43−8513号や同45−16666号
などに見られるように、密閉型ニッケルカドミウム蓄電
池においては、電解液として、水酸化カリウムと水酸化
リチウムを混合することによって、水酸化カリウムによ
る電解液の電導度維持および水酸化リチウムの作用にか
かる陽極酸化ニッケルの充電率向上を目的としているが
、本発明とその形は似ていても、全く区別すべきものと
考える。
In addition, as seen in Japanese Patent Publications No. 43-8513 and No. 45-16666, in sealed nickel-cadmium storage batteries, by mixing potassium hydroxide and lithium hydroxide as the electrolyte, potassium hydroxide The purpose is to maintain the conductivity of the electrolytic solution and improve the charging rate of anodized nickel due to the action of lithium hydroxide, but even though the present invention and the present invention are similar in form, I believe that they should be completely differentiated.

本発明では、酸化銀電池において、電解液の組成を選択
することによって、前述のような諸問題を解決するとと
もに、特に長期間にわたって充・放電を繰り返しながら
使用するようなタイプの充電用酸化銀電池において、長
期間の使用中を通して、電池の諸特性に何等の支障を生
じないような電池を提供しようとするものである。
The present invention solves the above-mentioned problems by selecting the composition of the electrolyte in silver oxide batteries, and is particularly suitable for charging silver oxide batteries of the type that are used while repeatedly charging and discharging over a long period of time. The object of the present invention is to provide a battery that does not cause any problems in its characteristics during long-term use.

以下、本発明の一実施例を、図面により説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、本発明による構成の酸化銀電池の断面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view of a silver oxide battery constructed according to the present invention.

主として1価の酸化銀と、黒鉛等の食型導性を有する粉
末の混合物からなる陽極1を外ケース2の中に圧着、固
定し、順次この上にポリオレフィン樹脂加工物からなる
セパレータ3、セロファンの如きセルローズ系セパレー
ク4、含液フェルト5、主として水化亜鉛と、カルボキ
シメチルセルロース等のアルカリ電解液中でゲル化する
粉末との混合物からなる陰極6、絶縁バッキング7に挟
持された封口板8を載置し、外ケース2の端部を内方へ
折曲することによって密封する。
An anode 1 mainly made of a mixture of monovalent silver oxide and a powder having edible conductivity such as graphite is crimped and fixed in an outer case 2, and a separator 3 made of a processed polyolefin resin and cellophane are sequentially placed on top of the anode 1. A sealing plate 8 sandwiched between a cellulose-based separator 4 such as 4, a liquid-impregnated felt 5, a cathode 6 mainly made of a mixture of zinc hydride and a powder such as carboxymethyl cellulose that gels in an alkaline electrolyte, and an insulating backing 7. The outer case 2 is placed thereon and sealed by bending the end of the outer case 2 inward.

その構成要素中、電解液は図示されていないが、密封す
る前に主として陽極1、陰極6に注入され、熟成中に電
池内部に均一に分布するものである。
Among its components, an electrolytic solution (not shown) is mainly injected into the anode 1 and cathode 6 before sealing, and is uniformly distributed inside the cell during aging.

この電解液を次のように改良した。This electrolyte was improved as follows.

すなわち、電解液は水酸化ナトリウム、水酸化リチウム
、未飽和の酸化亜鉛の混合水溶液からなるものであり、
電解液中の水酸化リチウム濃度は5〜12重量係である
That is, the electrolyte consists of a mixed aqueous solution of sodium hydroxide, lithium hydroxide, and unsaturated zinc oxide,
The concentration of lithium hydroxide in the electrolyte is between 5 and 12 parts by weight.

このようにすることにより、長期間の使用中を通して、
電池の諸特性に伺等の支障も起さず、あわせて放電中に
おける陰極亜鉛の反応性を向上することが、本発明の目
的とするところである。
By doing this, throughout long-term use,
It is an object of the present invention to improve the reactivity of the negative electrode zinc during discharge without causing any problems such as affecting the characteristics of the battery.

本発明の方法によると、次のような効果がある。The method of the present invention has the following effects.

第1に、本発明に使用した電解液は、セパレータに対す
る腐食性が小さいため、電池を長期にわた5つて使用し
たり、保存したりすることが可能である。
First, the electrolytic solution used in the present invention has low corrosivity to the separator, so it is possible to use and store the battery for a long period of time.

すなわち、アルカリ電解液中にセパレークをさらした場
合には、セパレータの素材が加水分解を受け、セパレー
タが脆くなるとともに、陽、陰極間のイオンや分子の透
過を許し易くなり、保存1ぜ中や長期にわたって使用す
る間に電池の特性劣化を引き起こす。
In other words, when a separator is exposed to an alkaline electrolyte, the material of the separator undergoes hydrolysis, making the separator brittle and allowing ions and molecules to permeate between the positive and negative electrodes. This causes deterioration of battery characteristics during long-term use.

この加水分解反応は、アルカリ電解液中におけるOHイ
オンの濃度が増加するにつれ促進されるが、後述する第
1表に見られるよやに、同じ濃度1゜においても、水酸
化リチウムが最も活量係数が小さく、水酸化カリウムは
特に大きい。
This hydrolysis reaction is accelerated as the concentration of OH ions in the alkaline electrolyte increases, but as shown in Table 1 below, even at the same concentration of 1°, lithium hydroxide has the highest activity. The coefficient is small, especially for potassium hydroxide.

そのため、アルカリ電解液中に、水酸化カリウムを含ま
ず、本発明の如く、水酸化すl−IJウムと水酸化リチ
ウムを混合した場合には、セパレークが、加水分解2を
受けて脆くなることがなく、セパレークの劣化による電
池の特性劣化に対しては、悪影響を及ぼさない。
Therefore, when the alkaline electrolyte does not contain potassium hydroxide and mixes sulfur hydroxide and lithium hydroxide as in the present invention, the separate lake undergoes hydrolysis 2 and becomes brittle. There is no negative effect on the deterioration of battery characteristics due to deterioration of the separator.

特に、充電用酸化銀電池においては、過充電時に陽極か
ら発生する酸素ガスを陰極亜鉛に吸収させるような、い
わゆるガス吸収の効果を期2侍するために、通常の酸化
銀電池に比べ、酸素ガスの透過が容易に行なわれるよう
、セパレータをガス透過性大なる形状にしである。
In particular, in silver oxide batteries for charging, in order to maintain the so-called gas absorption effect, in which the oxygen gas generated from the anode during overcharging is absorbed by the zinc cathode, oxygen gas is The separator is shaped to have a high gas permeability so that gas can easily pass through the separator.

通常、ガス透過性大なるセパレータは多孔性であり、電
池の保存中に、陽極の酸化銀がアルカリ電解液中ヘコロ
3イド状銀の形で溶出し、セパレータの微孔部を通って
陰極側へ移行するため、活物質の消耗を引き起こすもと
となり、保存時における電池の特性を劣化させる。
Normally, separators with high gas permeability are porous, and during storage of the battery, silver oxide from the anode is eluted in the alkaline electrolyte in the form of helotrioidal silver, passing through the fine pores of the separator to the cathode. This causes depletion of the active material and deteriorates the characteristics of the battery during storage.

ところが、前述のように、本発明の電解液は、従来の水
酸化カリウムや水酸化ナト’Jgウムを混合した電解液
に比べて活量係数が小さく、反応性が小さいため、酸化
銀の溶出量も少なく、充、放電しながら長期にわたって
使用しても、何等の問題がない。
However, as mentioned above, the electrolytic solution of the present invention has a lower activity coefficient and lower reactivity than conventional electrolytic solutions containing potassium hydroxide or sodium hydroxide, so it is difficult to elute silver oxide. The amount is small, and there is no problem even if you use it for a long time while charging and discharging.

第2に、本発明に使用した電解液は、そのアルカリ成分
が水酸化ナトリウムと水酸化リチウムからなっているた
め、空気中の炭酸ガスにより電解液が汚染を受け、炭酸
塩(カーボネート)が生成しても、電池の緒特性に悪影
響を及ぼさない。
Second, because the alkaline components of the electrolytic solution used in the present invention consist of sodium hydroxide and lithium hydroxide, the electrolytic solution is contaminated by carbon dioxide gas in the air and carbonates are produced. However, it does not adversely affect the battery characteristics.

すなわち、20℃におけるカーボネートの溶解度はLi
2CO3が1.328 g7100cc−H2O、Na
2CO3が21.58g/100CC−H2O,に2C
O3が111.5g/100cc −H2Oである。
That is, the solubility of carbonate at 20°C is
2CO3 is 1.328 g7100cc-H2O, Na
2CO3 is 21.58g/100CC-H2O, 2C
O3 is 111.5g/100cc-H2O.

このように電解液中に溶は得るカーボネート量が少ない
ため、水酸化リチウムと水酸化すトリウムの場合は、電
解液中にカーボネートが生成しても、その電導塵を低下
して、電池の内部抵抗を上昇したり、陰極亜鉛の活性度
を低下させる程のカーボネート量にはなり得す、たとえ
多量に生成しても沈澱するため、さほど問題にならない
訳である。
In this way, the amount of carbonate obtained when dissolved in the electrolyte is small, so in the case of lithium hydroxide and thorium hydroxide, even if carbonate is generated in the electrolyte, the conductive dust is reduced and the inside of the battery is The amount of carbonate may increase to the extent that it increases the resistance or reduces the activity of the negative electrode zinc, but even if it is produced in a large amount, it will precipitate, so it will not cause much of a problem.

但しこの際、水酸化リチウム濃度が12重量係を超える
と、製造時の条件によっては、電池の内部抵抗を上昇す
る要因となるため、注意を要する。
However, at this time, care must be taken because if the lithium hydroxide concentration exceeds 12% by weight, it may cause an increase in the internal resistance of the battery depending on the manufacturing conditions.

すなわち、組立途中に注液状態で放置すると、空気中の
炭酸ガスが電解液中の水酸化リチウムと反応して、炭酸
リチウムを生成する。
That is, if the electrolyte is left in an injected state during assembly, carbon dioxide gas in the air reacts with lithium hydroxide in the electrolyte to generate lithium carbonate.

この炭酸リチウムは前述のように電解液中への溶解度が
小さく、特に陽極部に注液後、放置して炭酸リチウムが
生成した場合には、陽極部の電解液が陽極内部へ浸透し
て、表面に残った液量が少なくなることとあいまって、
陽極表面に固体状の炭酸リチウムの層が形成される。
As mentioned above, this lithium carbonate has low solubility in the electrolyte, and in particular, if lithium carbonate is formed after being injected into the anode and left to stand, the electrolyte in the anode will penetrate into the inside of the anode. Combined with the decrease in the amount of liquid remaining on the surface,
A layer of solid lithium carbonate is formed on the surface of the anode.

この炭酸リチウムは絶縁物であり、一定量以上の炭酸リ
チウムが陽極部とセパレータとの間に介在すると、第2
表に見られる如く、電池の内部抵抗が大きい数値を示す
This lithium carbonate is an insulator, and if a certain amount or more of lithium carbonate is interposed between the anode part and the separator, the second
As seen in the table, the internal resistance of the battery shows a large value.

ところが、この電解液中の水酸化リチウムが12重量係
以下の場合には、組立途中で放置して、空気中の炭酸ガ
スが電解液中の水酸化リチウム、水酸化ナトリウムと反
応して、各々炭酸リチウム、炭酸ナトリウムを生成して
も、前述のような問題は起らない。
However, if the lithium hydroxide in the electrolyte is less than 12% by weight, if left unattended during assembly, carbon dioxide gas in the air will react with the lithium hydroxide and sodium hydroxide in the electrolyte, causing the respective Even if lithium carbonate and sodium carbonate are produced, the above-mentioned problems do not occur.

これは、炭酸リチウムと炭酸ナトリウムが同時に生成す
ることにより、水酸化リチウム単独の場合に比べ炭酸リ
チウムの量が、炭酸ナトリウムの生成した分だけ少なく
なるため、たとえ炭酸リチウムの一部が電解液中に溶解
しきれなくなり、固体状の炭酸リチウムが形成されても
、その量は非常にわずかなものとなること。
This is because lithium carbonate and sodium carbonate are generated simultaneously, and the amount of lithium carbonate is smaller than when lithium hydroxide is used alone. Even if solid lithium carbonate is formed, the amount will be very small.

また、前述のように炭酸リチウムに比べ、炭酸ナトリウ
ムの溶解度の方が遥かに大きいので、水酸化リチウム吉
水酸化すl−IJウムの混合溶液から、カーボネートが
生成しても、溶解しにくい炭酸リチウム量は少なく固体
状のものが形成されることはほとんどない。
In addition, as mentioned above, the solubility of sodium carbonate is much higher than that of lithium carbonate, so even if carbonate is produced from a mixed solution of lithium hydroxide and sulfur hydroxide, lithium carbonate is difficult to dissolve. The amount is small and solids are rarely formed.

そのため前述のように陽極表面に電解液を注液後、空気
中に長時間放置しても、固体状の炭酸リチウムが陽極表
面に形成されることによる電池の内部抵抗増加という問
題を避けることができ名わけである。
Therefore, as mentioned above, even if the electrolyte is injected onto the anode surface and left in the air for a long time, it is possible to avoid the problem of increased internal resistance of the battery due to the formation of solid lithium carbonate on the anode surface. It's just a name.

第2表は電解液組成を種々かえた場合の特性を示す。Table 2 shows the characteristics when the electrolyte composition was varied.

なお、使用した電池は直径11.6ii1高さ4.2m
mであり、ポリエチレン微孔薄膜とセロファンとをラミ
ネートしたセパレータを用いたものである。
The battery used has a diameter of 11.6ii and a height of 4.2m.
m, and uses a separator made by laminating a polyethylene microporous thin film and cellophane.

第3に、本発明に使用した電解液は、クリープ現象が非
常に少ないため、電池を長期にわたって使用しても漏液
現象が起らない。
Third, the electrolytic solution used in the present invention has very little creep phenomenon, so even if the battery is used for a long period of time, no leakage phenomenon occurs.

すなわち、アルカリ電解液はクリープ現象があるため、
電池の電解液として使用する場合は常に問題になるが、
本発明ではクリープ現象のきわめて少ない水酸化リチウ
ムを、比較的クリープ現象の少ない水酸化ナトリウムと
混合して用いている。
In other words, since alkaline electrolytes have a creep phenomenon,
This is always a problem when used as a battery electrolyte, but
In the present invention, lithium hydroxide, which has an extremely low creep phenomenon, is used in combination with sodium hydroxide, which has a relatively low creep phenomenon.

しかし、第2表に見られる如く、水酸化ナトリウム単独
の電解液に比べ、水酸化リチウムを加えることにより、
少しでも耐漏液性を改良するためには、少なくとも5係
以上を水酸化リチウムに置き換える必要がある。
However, as shown in Table 2, compared to the electrolyte solution containing only sodium hydroxide, by adding lithium hydroxide,
In order to improve the leakage resistance even a little, it is necessary to replace at least 5 or more parts with lithium hydroxide.

したがって、従来の水酸化カリウム、水酸化ナトリウム
のうち、少なくとも一種類からなる電解液を用いた電池
に比べ、漏液が発生する可能性はきわめて少なくなり、
特に充電用酸化銀電池の如く、充・放電しながら長期に
わたって使用しても漏液の心配がない。
Therefore, compared to conventional batteries that use an electrolyte consisting of at least one of potassium hydroxide and sodium hydroxide, the possibility of leakage is extremely low.
In particular, there is no fear of leakage even when used for long periods of time while charging and discharging, such as with rechargeable silver oxide batteries.

第4に、電解液中の酸化亜鉛を飽和させないことにより
、第2図や第3図の如く電池の放電反応、特に高電流密
度での放電をスムーズに行なわしめることができる。
Fourthly, by not saturating the zinc oxide in the electrolytic solution, the discharge reaction of the battery, especially discharge at high current density, can be carried out smoothly as shown in FIGS. 2 and 3.

第2図は電解液組成をLiOH: NaOH: Z n
O:H2Oを10:30:X:100とし、XのZn
Oを飽和させたものイ、飽和の80%としたもの口、飽
和の50係としたものハおよびZnOをO(無添加)と
したもの二の各々について、20℃で60Ωの負荷をつ
ないで連続放電させた時の放電特性を示し、第3図は第
2図に示すイル二の電解液を用い、20℃で6.5にΩ
の負荷をつないで低電流密度で放電させた放電特性を示
す。
Figure 2 shows the electrolyte composition as follows: LiOH: NaOH: Z n
O:H2O is 10:30:X:100, and Zn of X
A load of 60 Ω was connected at 20°C to each of the samples A with saturated O, 80% of saturation, C with 50% of saturation, and B with ZnO (no additive). Figure 3 shows the discharge characteristics during continuous discharge, using the electrolytic solution shown in Figure 2 and reducing the resistance to 6.5 Ω at 20°C.
This shows the discharge characteristics when a load is connected and discharge is performed at a low current density.

酸化亜鉛ZnOがない場合、低電流密度においては、陰
極亜鉛が電解液中へ溶出して、陰極の電気容量が減るた
め、第3図の如く、持続時間が若干短くなる。
In the absence of zinc oxide (ZnO), at low current densities, the cathode zinc is eluted into the electrolyte and the capacitance of the cathode is reduced, resulting in a slightly shorter duration as shown in FIG.

すなわち、電池の放電反応によって、陰極亜鉛の表面に
は酸化亜鉛が生成してゆく。
That is, zinc oxide is generated on the surface of the negative electrode zinc due to the discharge reaction of the battery.

通常、放電状態では、電位的に生成した酸化亜鉛が溶解
してゆく方向にあるため、予め電解液中の酸化亜鉛が飽
和した状態であっても、少しづつは陰極亜鉛表面の酸化
亜鉛が電解液中へ溶は出す。
Normally, in a discharge state, zinc oxide generated electrically tends to dissolve, so even if the zinc oxide in the electrolyte is saturated in advance, the zinc oxide on the surface of the zinc cathode will gradually dissolve. Release the solution into the liquid.

しかし、・予め電解液中の酸化亜鉛を未飽和の状態にし
ておくことにより、放電中に陰極亜鉛表面に生じた酸化
亜鉛の電解液中への溶出が速くなり、特に高電流密度の
放電においては、陰極亜鉛表面に生じた酸化亜鉛の溶出
が律速段階となるために、予め電。
However, by keeping the zinc oxide in the electrolyte in an unsaturated state in advance, the zinc oxide generated on the cathode zinc surface during discharge will be eluted into the electrolyte faster, especially in high current density discharges. In this case, the elution of zinc oxide generated on the surface of the zinc cathode is the rate-determining step.

解液中の酸化亜鉛を未飽和にしておく効果は太きい。The effect of keeping the zinc oxide in the solution unsaturated is significant.

なお電解液中に酸化亜鉛を混合しなければ、前述の効果
はもつと大きく表われるが、酸化亜鉛のない場合には、
電池保存中に陰極亜鉛が電解液中に溶は出し、水素ガス
を発生するため、第2表のと■とく漏液したり電池保存
中の膨張が大きくなったりする。
Note that if zinc oxide is not mixed in the electrolyte, the aforementioned effects will be greatly apparent, but in the absence of zinc oxide,
During storage of the battery, the negative electrode zinc dissolves into the electrolyte and generates hydrogen gas, resulting in leakage and increased expansion during storage of the battery, as shown in (2) in Table 2.

そのため陰極亜鉛溶出を無視できる程に小さくするため
に、最低、そのアルカリ濃度における飽和量の80係以
上の酸化亜鉛は必要である。
Therefore, in order to reduce cathodic zinc elution to a negligible level, it is necessary to use zinc oxide in an amount of at least 80 times the saturation amount at that alkaline concentration.

また、電解液中の酸化亜鉛が飽和していないことにより
、電池の充電時においても次のような効果がある。
Furthermore, since the zinc oxide in the electrolyte is not saturated, the following effects can be achieved when charging the battery.

すなわち、酸化銀電池を充電する場合、特定の電流密度
において、陰極亜鉛の樹枝状結晶が生成する場合がある
That is, when charging a silver oxide battery, cathode zinc dendrites may be generated at a certain current density.

この樹枝状結晶は、充・放電を繰り返すにしたがって、
亜鉛面からセパレータ層をつき破って、陽極部にまで達
することがあり、この内部短絡の結果、電池が消耗し、
場合によっては膨張、破裂という事故につながるおそれ
がある。
As these dendrites are repeatedly charged and discharged,
It may break through the separator layer from the zinc surface and reach the anode, and as a result of this internal short circuit, the battery will be depleted.
In some cases, this may lead to an accident such as expansion or rupture.

しかし、この時、電解液中の酸化亜鉛が未飽和状態であ
れば、充電時にたとえ樹枝状の亜鉛が生成しても、直ち
に電解液中へ溶解するため、樹枝状亜鉛の生長はあり得
す、前述のような事故は起こらない。
However, at this time, if the zinc oxide in the electrolyte is unsaturated, even if dendritic zinc is generated during charging, it will immediately dissolve into the electrolyte, making it impossible for dendritic zinc to grow. , accidents like the one mentioned above will not occur.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例における電解液を用いた酸化銀
電池の断面図であり、第2図はハイレート放電特性、第
3図はローレート放電特性を示す図である。 1・・・・・・陽極、3,4・・・・・・セパレータ、
6・・・・・・陰極。
FIG. 1 is a sectional view of a silver oxide battery using an electrolytic solution in an example of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing high rate discharge characteristics, and FIG. 3 is a diagram showing low rate discharge characteristics. 1... Anode, 3, 4... Separator,
6...Cathode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 主として1価の酸化銀からなる陽極と、主として亜
鉛からなる陰極と、アルカリ電解液とを備え、前記アル
カリ電解液は水酸化すt−IJウム、水酸化リチウム、
未飽和の酸化亜鉛を混合溶解した水溶液からなり、水酸
化リチウムの濃度が5〜12重量係であることを特徴と
する酸化銀電池。 2 電解液中の酸化亜鉛量が、そのアルカリ濃度におけ
る飽和酸化亜鉛量の80〜99係である特許請求の範囲
第1項記載の酸化銀電池。
[Scope of Claims] 1. An anode mainly made of monovalent silver oxide, a cathode mainly made of zinc, and an alkaline electrolyte, the alkaline electrolyte containing t-IJium hydroxide, lithium hydroxide,
A silver oxide battery comprising an aqueous solution in which unsaturated zinc oxide is mixed and dissolved, and characterized in that the concentration of lithium hydroxide is 5 to 12% by weight. 2. The silver oxide battery according to claim 1, wherein the amount of zinc oxide in the electrolytic solution is 80 to 99 times the amount of saturated zinc oxide at the alkaline concentration.
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