JPS63158750A - アルカリ蓄電池用亜鉛極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明はニッケルー亜鉛蓄電池や、銀−亜鉛蓄電池など
に用いられる活物質として亜鉛を使用するアルカリ蓄電
池用亜鉛極に関するものである。

（ロ）従来の技術 負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、且安価であるという利点があり、
このような亜鉛極を有してなるアルカリ亜鉛蓄電池は高
エネルギー密度で作動電圧が高い等の特徴のある電池と
しての期待が大さい。

ところが、この種のアルカリ亜鉛蓄電池では、放電時に
亜鉛がアルカリ電解液中に溶出して生した亜鉛酸イオン
が充電時には亜鉛極表面に樹枝状に電析し生長するので
、充放電の繰返しによりこの電析亜鉛がセパレータを貫
通し正極に接触して電池内向部短絡を引き起こしたり、
あるいは亜鉛極表面が高密度化して電池放電容量が低下
する結果、電池のサイクル寿命が非常に短いという欠点
がある。

この欠点に対処し、電池のサイクル特性を改善する従来
技術として例えば特開昭５９〜１８９５６２号公報には
タリウムの酸化物または水酸化物と、インジウムの酸化
物または水酸化物を亜鉛活物質に対し総量１〜１５重量
％添加、含有させるとサイクル特性の大幅な向上が得ら
れることが開示きれて、いる、しかしながら、これらを
単に添加するのみでは樹枝状亜鉛の生長を有効に阻止す
ることができず、その効果を十分に発揮することができ
ない。

これは、これらの添加物が還元きれて、サイクル数が進
行するに従い金属亜鉛表面を覆うものの、充放電サイク
ルの初期においては、これら添加物が金属亜鉛表面を覆
っておらず、この時に樹枝状亜鉛生成の核となるような
金属亜鉛が一旦出現すると、サイクル数が進行するに従
い前記添加物があったとしても、樹枝状亜鉛生長が有効
に阻止できないためである。また、前記添加物が金属亜
鉛表面を覆うのは、充放電サイクルを数１０回程度繰り
返した後であり、この時点では樹枝状亜鉛生成の核とな
るような金属亜鉛がすでに出現している。更に樹枝状亜
鉛の生成は急速充電時及び過充電時に特に顕著となる。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は前記問題点に鑑みなきれたものであって、亜鉛
極における充放電サイクル初期の金属亜鉛粒子からの樹
枝状亜鉛発生を抑制し、サイクル特性のすぐれたアルカ
リ蓄電池を提供しようとするものである。

（ニ）問題点を解決するだめの手段 本発明は、酸化亜鉛と金属１鉛とを七活物質とする亜鉛
極において、前記金属亜鉛をタリウムあるいはタリウム
化合物で覆ったことを要旨とするものである。

（ホ）　作用 急速充電時あるいは過充電時の亜鉛極の電極電位は通常
の充電時よりも専制にシフトし、亜鉛酸イオンが還元き
れて金属亜鉛上に電着する反応がおこりやすくなる。す
なわち急速充電時あるいは過充電時の亜鉛極における電
極反応は、酸化亜鉛が還元される反応と、亜鉛酸イ才〉
・が還元されて金属亜鉛上に！着する反応との競争反応
となる。

ところが金属亜鉛表面をタリウムあるいはタリウム化合
物で覆っておくと電着反応の過電圧が増大し、酸化亜鉛
の還元だけが優先的におこるようになる。したがってサ
イクル初期に急速充電や過充電を行っても、亜鉛極から
の樹枝状亜鉛生長を有効に阻止でき電池円内部短絡を抑
制しうる。

（へ）　実施例 ３規定の水酸化ナトリウム水溶液ＩＰに亜鉛粉末５００
　ｇを添加し、３０分間浸漬した後ろ過し、５００ｍ２
の純水で１０回水洗した。この亜鉛粉末を０．５％の硝
酸第１タリウム水溶液５０ｏｍ　（ｌに投入し、攪拌し
、ろ過後、水洗し、７０℃で乾燥させ、タリウムにより
表面を攬われた金属亜鉛を作成した。尚、この時のタリ
ウム被膜の重量は金属亜鉛に対して１Ｆｉｊｔ％であっ
た。次に、この金属亜鉛１５重量部と酸化亜鉛１００重
量部、及び水素過電圧を上げるための酸化水銀２重量部
とを粉体混合した後、水とポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）をｉ加、混練し、ペーストを得、集電体上
に圧着して亜鉛極とした。この本発明亜鉛極と焼結式ニ
ッケル極とを組み合わせて、円筒密閉型の公称容量７０
０ｍＡｈの本発明に係るニッケルー亜鉛電池Ａを１０セ
ル作成した。

また比較用電池として、金属亜鉛表面をタリウム処理し
ていない金属亜鉛を用い酸化タリウムを２重量部添加し
た以外は、本発明亜鉛極と同様の亜鉛極を得、比較電池
Ｂを同様にして１０セル作成した。

次にこれらの電池を用い、充電をＩＣの電流で１５０％
、放電をＩＣの電流で１００％行い、電池容量力５００
ｍＡｈ（終止ｔ）Ｅｌ、ＯＶ　）以下？、：　ナツタト
コ口を電池寿命とするサイクル条件にて、充放電サイク
ルテストを行った。この結果を、図に示す。

図の結果より、本発明１池Ａが優れていることがわかる
。これは、樹枝状亜鉛発生の核となる金属亜鉛粒子表面
をタリウムにより覆っているので、サイクル数が進行し
ても、樹枝状亜鉛の生長を有効に抑制していることに基
づくものである。

尚、タリウムの添加量としては金属亜鉛重量に対して０
．５〜２．０重量％とするのが好ましいことが実験によ
って確認された。

また実施例においては金属亜鉛粒子表面を金属タリウム
で覆うものを開示したが、酸化タリウムなどのタリウム
化合物で覆っても同棲の効果がある。

（ト）　発明の効果 本発明のアルカリ蓄電池用亜鉛極は、添加せる金属亜鉛
粒子の表面をタリウムあるいはタリウム化合物で覆うこ
とにより効果的に樹枝状亜鉛生長を抑制しうるので、か
かる亜鉛極を用いたアルカリ蓄電池はサイクル特性にお
いてきわめて優れたものであり、その工業的価値は大き
い。

【図面の簡単な説明】

図は電池のサイクル特性比較図である。 Ａ・・・本発明電池、Ｂ・・・比較電池。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化亜鉛と金属亜鉛とを主活物質として用いるも
   のにおいて、前記金属亜鉛をタリウムあるいはタリウム
   化合物で覆ったことを特徴とするアルカリ蓄電池用亜鉛
   極。