JPH069136B2 - アルカリ亜鉛蓄電池 - Google Patents
アルカリ亜鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH069136B2 JPH069136B2 JP60204648A JP20464885A JPH069136B2 JP H069136 B2 JPH069136 B2 JP H069136B2 JP 60204648 A JP60204648 A JP 60204648A JP 20464885 A JP20464885 A JP 20464885A JP H069136 B2 JPH069136 B2 JP H069136B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- hydroxide
- active material
- strontium hydroxide
- storage battery
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000011701 zinc Substances 0.000 title claims description 48
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 45
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 title claims description 45
- UUCCCPNEFXQJEL-UHFFFAOYSA-L strontium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Sr+2] UUCCCPNEFXQJEL-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 25
- 229910001866 strontium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 claims description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 7
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 claims description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 7
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- -1 zincate ion Chemical class 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 5
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N nickel zinc Chemical compound [Ni].[Zn] QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RQPZNWPYLFFXCP-UHFFFAOYSA-L barium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ba+2] RQPZNWPYLFFXCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910001863 barium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 4
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IGUXCTSQIGAGSV-UHFFFAOYSA-K indium(iii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[In+3] IGUXCTSQIGAGSV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SMANXXCATUTDDT-UHFFFAOYSA-N Flunarizinum Chemical compound C1=CC(F)=CC=C1C(C=1C=CC(F)=CC=1)N1CCN(CC=CC=2C=CC=CC=2)CC1 SMANXXCATUTDDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001860 alkaline earth metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- BSWGGJHLVUUXTL-UHFFFAOYSA-N silver zinc Chemical compound [Zn].[Ag] BSWGGJHLVUUXTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 229910001427 strontium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/42—Alloys based on zinc
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/244—Zinc electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、ニッケル−亜鉛蓄電池や銀−亜鉛蓄電池等
のように、陰極活物質として酸化亜鉛または金属亜鉛を
用いるアルカリ亜鉛蓄電池に関するものである。
のように、陰極活物質として酸化亜鉛または金属亜鉛を
用いるアルカリ亜鉛蓄電池に関するものである。
〈従来の技術〉 上記のようなアルカリ亜鉛蓄電池で亜鉛極の陰極活物質
として用いられている亜鉛は、単位重量あたりのエネル
ギー密度が大きく且つ安価である等といった利点を有す
る反面、放電時に亜鉛がアルカリ電解液に溶出して生じ
た亜鉛酸イオンＺｎ（ＯＨ）４ 2-が充電時に亜鉛極表面
に樹枝状あるいは海綿状結晶（以下「デンドライト」と
いう）となって電析し成長するので、充放電を繰り返す
と、この電析亜鉛がセパレータを貫通し対極に接触して
内部短絡を引き起こすことから、電池のサイクル寿命が
短くなる等という不都合がある。
として用いられている亜鉛は、単位重量あたりのエネル
ギー密度が大きく且つ安価である等といった利点を有す
る反面、放電時に亜鉛がアルカリ電解液に溶出して生じ
た亜鉛酸イオンＺｎ（ＯＨ）４ 2-が充電時に亜鉛極表面
に樹枝状あるいは海綿状結晶（以下「デンドライト」と
いう）となって電析し成長するので、充放電を繰り返す
と、この電析亜鉛がセパレータを貫通し対極に接触して
内部短絡を引き起こすことから、電池のサイクル寿命が
短くなる等という不都合がある。
上記したような電析亜鉛に起因する不都合を解消し、亜
鉛極並びに電池のサイクル寿命を改善するため、例えば
特公昭48-27099 号公報に開示されているように、陰極
活物質中に水酸化マグネシウム，水酸化バリウム等のよ
うなアルカリ土類金属の水酸化物を添加する方法が知ら
れている。このような水酸化物の添加により、放電時に
電解液に溶出した亜鉛酸イオンは直ちにこれらの水酸化
物と反応して陰極内に固定されるため、電解液中におけ
る遊離の亜鉛酸イオンの量が抑えられ、この結果、充電
時における亜鉛のデンドライトの成長が防止できる訳で
ある。
鉛極並びに電池のサイクル寿命を改善するため、例えば
特公昭48-27099 号公報に開示されているように、陰極
活物質中に水酸化マグネシウム，水酸化バリウム等のよ
うなアルカリ土類金属の水酸化物を添加する方法が知ら
れている。このような水酸化物の添加により、放電時に
電解液に溶出した亜鉛酸イオンは直ちにこれらの水酸化
物と反応して陰極内に固定されるため、電解液中におけ
る遊離の亜鉛酸イオンの量が抑えられ、この結果、充電
時における亜鉛のデンドライトの成長が防止できる訳で
ある。
ところが、このような方法では、亜鉛のデンドライトの
成長を効果的に防止するためにはアルカリ土類金属の水
酸化物を多量に陰極活物質中に添加しなければならない
ことから亜鉛極の容量低下を招くという欠点がある。
成長を効果的に防止するためにはアルカリ土類金属の水
酸化物を多量に陰極活物質中に添加しなければならない
ことから亜鉛極の容量低下を招くという欠点がある。
このため、例えば特公昭54-9696 号公報に開示されて
いるように、カドミウム，鉛，インジウム，スズ等のよ
うな酸化還元電位が亜鉛よりも貴な金属あるいはこれら
の金属の酸化物を水酸化カルシウムと共に陰極活物質中
に添加する方法が提案されている。この方法によれば、
上記金属あるいは金属酸化物の添加により亜鉛極の利用
率が向上し、また水酸化カルシウムの作用によりデンド
ライト状電析亜鉛の成長が抑制されるので、容量低下を
招くことなく電池サイクル寿命が改善され、長期サイク
ルにわたって亜鉛極の容量維持を図ることができる。
いるように、カドミウム，鉛，インジウム，スズ等のよ
うな酸化還元電位が亜鉛よりも貴な金属あるいはこれら
の金属の酸化物を水酸化カルシウムと共に陰極活物質中
に添加する方法が提案されている。この方法によれば、
上記金属あるいは金属酸化物の添加により亜鉛極の利用
率が向上し、また水酸化カルシウムの作用によりデンド
ライト状電析亜鉛の成長が抑制されるので、容量低下を
招くことなく電池サイクル寿命が改善され、長期サイク
ルにわたって亜鉛極の容量維持を図ることができる。
〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記のような金属等と水酸化カルシウム
とを添加する方法によれば容量低下を招くことなく電池
サイクル寿命が改善されるものの、高率放電のサイクル
においては、陰極活物質粒子の粗大化並びに亜鉛極表面
の高密度化に起因する活物質の剥がれが起こるために十
分なサイクル寿命が得られないという欠点がある。
とを添加する方法によれば容量低下を招くことなく電池
サイクル寿命が改善されるものの、高率放電のサイクル
においては、陰極活物質粒子の粗大化並びに亜鉛極表面
の高密度化に起因する活物質の剥がれが起こるために十
分なサイクル寿命が得られないという欠点がある。
〈問題点を解決するための手段〉 この発明のアルカリ亜鉛蓄電池は、酸化亜鉛あるいは金
属亜鉛の少なくとも一種を主成分とする陰極活物質に、
亜鉛より酸化還元電位が貴な金属の酸化物あるいは水酸
化物から選ばれた少なくとも１種の添加物と、水酸化ス
トロンチウムを添加してなることを要旨とする。
属亜鉛の少なくとも一種を主成分とする陰極活物質に、
亜鉛より酸化還元電位が貴な金属の酸化物あるいは水酸
化物から選ばれた少なくとも１種の添加物と、水酸化ス
トロンチウムを添加してなることを要旨とする。
上記の如き亜鉛より酸化還元電位が貴な金属としては、
カドミウム，鉛，インジウム，スズ等の金属が挙げら
れ、酸化物として添加しても水酸化物として添加しても
同様の効果が得られる。
カドミウム，鉛，インジウム，スズ等の金属が挙げら
れ、酸化物として添加しても水酸化物として添加しても
同様の効果が得られる。
また、水酸化ストロンチウムの添加量としては、陰極活
物質と全添加物（上記金属の酸化物あるいは水酸化物か
ら選ばれた少なくとも１種の添加物、水酸化ストロンチ
ウム）との合計量に対して１〜１０重量％の範囲が好ま
しく、１重量％未満では所望の効果が少なく、また１０
重量％超では反応未関与量の増大により容量低下を招い
てしまう。
物質と全添加物（上記金属の酸化物あるいは水酸化物か
ら選ばれた少なくとも１種の添加物、水酸化ストロンチ
ウム）との合計量に対して１〜１０重量％の範囲が好ま
しく、１重量％未満では所望の効果が少なく、また１０
重量％超では反応未関与量の増大により容量低下を招い
てしまう。
〈作用〉 水酸化ストロンチウムはアルカリ亜鉛蓄電池の電池反応
における反応未関与物質であると同時に水に対し微溶性
である。この水酸化ストロンチウムが亜鉛のデンドライ
トの成長を抑制する他、高率放電のサイクルにおいて容
量維持の効果を発揮するのは次の理由によるものと思わ
れる。即ち、高率放電のサイクルにおいて亜鉛極中の陰
極活物質粒子が粗大化し易いところは電流の集中が起こ
る部分、つまり放電反応速度が大きい部分であると考え
られる。亜鉛極における放電反応は Ｚｎ＋２ＯＨ−−→Ｚｎ（ＯＨ）２＋２ｅ なる反応式で示され、このため、放電反応が集中する部
分では水酸イオンの供給が追いつかなくなるために局所
的に電解液のｐＨが下がってしまう。このようにｐＨ下
がった場所では、次式により示される平行が右に傾いて
微量の水酸化ストロンチウムが溶解する。
における反応未関与物質であると同時に水に対し微溶性
である。この水酸化ストロンチウムが亜鉛のデンドライ
トの成長を抑制する他、高率放電のサイクルにおいて容
量維持の効果を発揮するのは次の理由によるものと思わ
れる。即ち、高率放電のサイクルにおいて亜鉛極中の陰
極活物質粒子が粗大化し易いところは電流の集中が起こ
る部分、つまり放電反応速度が大きい部分であると考え
られる。亜鉛極における放電反応は Ｚｎ＋２ＯＨ−−→Ｚｎ（ＯＨ）２＋２ｅ なる反応式で示され、このため、放電反応が集中する部
分では水酸イオンの供給が追いつかなくなるために局所
的に電解液のｐＨが下がってしまう。このようにｐＨ下
がった場所では、次式により示される平行が右に傾いて
微量の水酸化ストロンチウムが溶解する。
Ｓｒ（ＯＨ）２Ｓｒ2+＋２ＯＨ− また、放電が進んで放電生成物が増加してくると、電流
の集中が緩和されてくることから、ｐＨが元に戻り、こ
れと同時に上記平行が左に傾いて電解液中に溶解してい
たストロンチウムイオンが水酸化ストロンチウムとして
析出して活物質中に取り込まれる。
の集中が緩和されてくることから、ｐＨが元に戻り、こ
れと同時に上記平行が左に傾いて電解液中に溶解してい
たストロンチウムイオンが水酸化ストロンチウムとして
析出して活物質中に取り込まれる。
このようなメカニズムにより、亜鉛極の電流が集中する
場所では反応未関与物質である水酸化ストロンチウムが
取り込まれ、この水酸化ストロンチウムの作用により陰
極活物質粒子の粗大化が抑制されるものと考えられる。
また、水酸化ストロンチウムは水酸化カルシウムのよう
に亜鉛と容易に反応して固化し亜鉛極表面を高密度化さ
せることもない。
場所では反応未関与物質である水酸化ストロンチウムが
取り込まれ、この水酸化ストロンチウムの作用により陰
極活物質粒子の粗大化が抑制されるものと考えられる。
また、水酸化ストロンチウムは水酸化カルシウムのよう
に亜鉛と容易に反応して固化し亜鉛極表面を高密度化さ
せることもない。
尚、亜鉛より酸化還元電位が貴な金属の酸化物あるいは
水酸化物から選ばれた少なくとも１種の添加物は、亜鉛
極の利用率を向上させ、長期のサイクルにわたり亜鉛極
の容量を維持する働きをする。
水酸化物から選ばれた少なくとも１種の添加物は、亜鉛
極の利用率を向上させ、長期のサイクルにわたり亜鉛極
の容量を維持する働きをする。
〈実施例〉 第１表に示した通り、陰極活物質としての金属亜鉛と酸
化亜鉛に水酸化インジウム等の添加物を加えたＡ〜Ｅの
混合物に、結着剤としてポリテトラフルオロエチレンを
夫々加え、水を加えて混練した後、ローラにより圧延し
てシート状とした。これらのシートを、縦５cmで横４cm
の集電板の両面に圧着し、その後乾燥させて５種類の亜
鉛極Ａ〜Ｅを作製した。
化亜鉛に水酸化インジウム等の添加物を加えたＡ〜Ｅの
混合物に、結着剤としてポリテトラフルオロエチレンを
夫々加え、水を加えて混練した後、ローラにより圧延し
てシート状とした。これらのシートを、縦５cmで横４cm
の集電板の両面に圧着し、その後乾燥させて５種類の亜
鉛極Ａ〜Ｅを作製した。
以上のようにして作った５種類の亜鉛極Ａ〜Ｅを各々４
枚用い、これらと同寸の公知のニッケル極３枚と、微孔
性フィルムとナイロン不織布とからなるセパレータとを
組合せて、５種類のニッケル亜鉛蓄電池（公称容量約２
Ah）Ａ〜Ｅを構成した。
枚用い、これらと同寸の公知のニッケル極３枚と、微孔
性フィルムとナイロン不織布とからなるセパレータとを
組合せて、５種類のニッケル亜鉛蓄電池（公称容量約２
Ah）Ａ〜Ｅを構成した。
これら５種類のニッケル亜鉛蓄電池Ａ〜Ｅについて、50
0mＡで５時間充電し、４Ａで電池電圧が１．３Ｖになる
まで放電するという一連の充放電サイクルを、電池容量
が１．５Ahに落ちるまで繰り返し行ない、その時のサイ
クル数をサイクル寿命とした。この結果を第２表に示
す。尚、第２表に示したサイクル数は、ニッケル亜鉛蓄
電池Ａ〜Ｅを夫々１０個作り、それぞれ充放電サイクル
試験した時の、最もサイクル数の低いもの２つを除いた
残り８つのサイクル寿命の平均値である。
0mＡで５時間充電し、４Ａで電池電圧が１．３Ｖになる
まで放電するという一連の充放電サイクルを、電池容量
が１．５Ahに落ちるまで繰り返し行ない、その時のサイ
クル数をサイクル寿命とした。この結果を第２表に示
す。尚、第２表に示したサイクル数は、ニッケル亜鉛蓄
電池Ａ〜Ｅを夫々１０個作り、それぞれ充放電サイクル
試験した時の、最もサイクル数の低いもの２つを除いた
残り８つのサイクル寿命の平均値である。
上表より、水酸化ストロンチウムを添加した亜鉛極を用
いたもののサイクル寿命が格段に優れており、水酸化ス
トロンチウムが高率放電のサイクルにおけるサイクル特
性向上に寄与していることがわかる。
いたもののサイクル寿命が格段に優れており、水酸化ス
トロンチウムが高率放電のサイクルにおけるサイクル特
性向上に寄与していることがわかる。
このように、水酸化ストロンチウムのみが高率放電サイ
クルの特性向上に寄与するのは溶解度積と深い関係があ
るものと推察される。そこで、実験に用いた水酸化マグ
ネシウム，水酸化カルシウム，水酸化ストロンチウム、
水酸化バリウムの溶解度積（Ｋsp）を第３表に示す。
クルの特性向上に寄与するのは溶解度積と深い関係があ
るものと推察される。そこで、実験に用いた水酸化マグ
ネシウム，水酸化カルシウム，水酸化ストロンチウム、
水酸化バリウムの溶解度積（Ｋsp）を第３表に示す。
第３表 溶解度積（Ｋsp） 水酸化マグネシウム １．８×１０-11 水酸化カルシウム ５．５×１０-6 水酸化ストロンチウム ９×１０-4 水酸化バリウム （易溶性） これら４つの水酸化物のうち、水酸化マグネシウムは溶
解度積が非常に大きく、このため、反応未関与物質とし
て電極作製時の粒子形状がそのままずっと保たれるだけ
で水酸化イオンを補給すべく電解液中に溶出することは
なく、高率放電におけるサイクル特性向上には寄与しな
い。また、水酸化カルシウムは溶解度積が差程大きくな
く、電解液中に溶出して水酸イオンを補給する働きはす
るが、放電生成物である亜鉛酸イオンと反応し、生成し
た亜鉛酸カルシウムが固化するために亜鉛極表面が高密
度化し、集電体からの陰極活物質の剥離が起こり易くな
り、サイクル特性は逆に悪くなってしまう。更に、水酸
化バリウムは易溶性であることから、電解液中に溶出し
て水酸イオンを補給する効果はあるものの、詳しい理由
は不明であるが、高率放電におけるサイクル特性向上に
は差程寄与しない。以上の理由により、水酸化ストロン
チウムのみが高率放電におけるサイクル特性向上に寄与
するものと思われる。
解度積が非常に大きく、このため、反応未関与物質とし
て電極作製時の粒子形状がそのままずっと保たれるだけ
で水酸化イオンを補給すべく電解液中に溶出することは
なく、高率放電におけるサイクル特性向上には寄与しな
い。また、水酸化カルシウムは溶解度積が差程大きくな
く、電解液中に溶出して水酸イオンを補給する働きはす
るが、放電生成物である亜鉛酸イオンと反応し、生成し
た亜鉛酸カルシウムが固化するために亜鉛極表面が高密
度化し、集電体からの陰極活物質の剥離が起こり易くな
り、サイクル特性は逆に悪くなってしまう。更に、水酸
化バリウムは易溶性であることから、電解液中に溶出し
て水酸イオンを補給する効果はあるものの、詳しい理由
は不明であるが、高率放電におけるサイクル特性向上に
は差程寄与しない。以上の理由により、水酸化ストロン
チウムのみが高率放電におけるサイクル特性向上に寄与
するものと思われる。
次に、水酸化ストロンチウムの好ましい添加量について
調べるべく、酸化亜鉛及び金属亜鉛からなる陰極活物
質、水酸化インジウム、及び水酸化ストロンチウムの合
計量に対する水酸化ストロンチウムの添加量を０，０．
５，１，５，１０，１５，２０重量％と夫々変えて作っ
た亜鉛極を、それぞれ公知のニッケル極と組合せて公称
容量約２Ahのニッケル亜鉛蓄電池を作り、これらの電池
を上記と同じ条件で一連の充放電サイクル試験を行な
い、サイクル寿命を求めた。結果は添付図面に示す通り
であり、水酸化ストロンチウムの添加量として効果的な
のは１〜１０重量％の範囲であると判断でき、１重量％
未満ではサイクル寿命を向上させる効果が少なく、また
１０重量％超であると水酸化ストロンチウムの反応未関
与量増大による亜鉛極の容量低下が顕著となる。
調べるべく、酸化亜鉛及び金属亜鉛からなる陰極活物
質、水酸化インジウム、及び水酸化ストロンチウムの合
計量に対する水酸化ストロンチウムの添加量を０，０．
５，１，５，１０，１５，２０重量％と夫々変えて作っ
た亜鉛極を、それぞれ公知のニッケル極と組合せて公称
容量約２Ahのニッケル亜鉛蓄電池を作り、これらの電池
を上記と同じ条件で一連の充放電サイクル試験を行な
い、サイクル寿命を求めた。結果は添付図面に示す通り
であり、水酸化ストロンチウムの添加量として効果的な
のは１〜１０重量％の範囲であると判断でき、１重量％
未満ではサイクル寿命を向上させる効果が少なく、また
１０重量％超であると水酸化ストロンチウムの反応未関
与量増大による亜鉛極の容量低下が顕著となる。
〈発明の効果〉 以上のように、この発明のアルカリ亜鉛蓄電池によれ
ば、高率放電のサイクルにおける陰極活物質粒子の粗大
化等が効果的に防止されるため、高率放電に対しても十
分なサイクル寿命が得られるという効果を奏する。
ば、高率放電のサイクルにおける陰極活物質粒子の粗大
化等が効果的に防止されるため、高率放電に対しても十
分なサイクル寿命が得られるという効果を奏する。
図面は水酸化ストロンチウムの添加量と電池のサイクル
寿命との関係を示したグラフである。
寿命との関係を示したグラフである。
Claims (2)
- 【請求項１】酸化亜鉛あるいは金属亜鉛の少なくとも一
種を主成分とする陰極活物質に、亜鉛より酸化還元電位
が貴な金属の酸化物あるいは水酸化物から選ばれた少な
くとも１種の添加物と、水酸化ストロンチウムとを添加
してなることを特徴とするアルカリ亜鉛蓄電池。 - 【請求項２】陰極活物質、添加物及び水酸化ストロンチ
ウムの合計量に対する水酸化ストロンチウムの添加量が
１〜１０重量％であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のアルカリ亜鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60204648A JPH069136B2 (ja) | 1985-09-17 | 1985-09-17 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60204648A JPH069136B2 (ja) | 1985-09-17 | 1985-09-17 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6264061A JPS6264061A (ja) | 1987-03-20 |
| JPH069136B2 true JPH069136B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=16493961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60204648A Expired - Lifetime JPH069136B2 (ja) | 1985-09-17 | 1985-09-17 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069136B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7600946B2 (ja) * | 2021-09-29 | 2024-12-17 | トヨタ自動車株式会社 | 負極活物質層およびアルカリ蓄電池 |
-
1985
- 1985-09-17 JP JP60204648A patent/JPH069136B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6264061A (ja) | 1987-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4084047A (en) | Stable alkaline zinc electrode | |
| ES2657623T3 (es) | Electrodo de zinc recargable | |
| US4152224A (en) | Inorganic additives for zinc-alkaline secondary batteries and alkaline zinc-plating baths | |
| JPH069136B2 (ja) | アルカリ亜鉛蓄電池 | |
| JP3788485B2 (ja) | アルカリ蓄電池 | |
| JP2698178B2 (ja) | アルカリ蓄電池用亜鉛極 | |
| JPS6196666A (ja) | アルカリ亜鉛蓄電池 | |
| JP2987873B2 (ja) | アルカリ蓄電池 | |
| JPH09180717A (ja) | アルカリ蓄電池用ニッケル電極 | |
| JP2578633B2 (ja) | アルカリ蓄電池用亜鉛極 | |
| JPH073793B2 (ja) | アルカリ亜鉛蓄電池 | |
| JP2562669B2 (ja) | アルカリ蓄電池 | |
| JP2846673B2 (ja) | アルカリ蓄電池用亜鉛極の製造方法 | |
| JPH0584024B2 (ja) | ||
| JPS63126164A (ja) | アルカリ亜鉛蓄電池 | |
| JPS60185372A (ja) | ニツケル−亜鉛蓄電池 | |
| JPS63158749A (ja) | アルカリ蓄電池用亜鉛極 | |
| JPS63124367A (ja) | アルカリ亜鉛蓄電池 | |
| JP2589750B2 (ja) | ニッケルカドミウム蓄電池 | |
| JPS61104564A (ja) | アルカリ亜鉛蓄電池 | |
| JPS60225372A (ja) | アルカリ亜鉛蓄電池 | |
| JPH0628155B2 (ja) | アルカリ蓄電池用亜鉛極 | |
| JPS62108467A (ja) | アルカリ亜鉛蓄電池 | |
| JPH079804B2 (ja) | 亜鉛極 | |
| JPS58163160A (ja) | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |