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公開番号2022173005
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-11-17
出願番号2021099753
出願日2021-05-05
発明の名称塩化亜鉛電池
出願人個人
代理人
主分類H01M 12/08 20060101AFI20221110BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】水系電解液を用いる電池の中では高電圧であり、電解液の二酸化炭素吸収による劣化がなく、塩素ガス発生による過電圧をなくして充電効率の低下を防止できること、亜鉛のデンドライト生成が防止できること、これら課題を解決できる亜鉛系電池を提供する。
【解決手段】正極に活性炭、負極に亜鉛、電解液に濃塩化亜鉛水溶液を用いることにより、上記課題を解決した。
特許請求の範囲【請求項1】
正極に活性炭、負極に亜鉛、電解液に濃度65%以上の塩化亜鉛水溶液を用いることを特徴とする二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、亜鉛系二次電池に関する。
続きを表示(約 1,400 文字)【背景技術】
【0002】
亜鉛負極は低コストで比較的エネルギー密度が高く、資源も豊富で入手しやすい。
亜鉛を負極に用いた電池は、一次電池として、マンガン乾電池、アルカリマンガン乾電池や亜鉛空気電池などが実用化されている。また、二次電池として亜鉛空気電池や亜鉛塩素電池も知られている。これら電池の放電時における亜鉛電極の化学反応は
Zn→Zn
2+
+2e

(1)
Zn+2OH

→ZnO+H

O+2e

(2)
Zn+4OH

→Zn(OH)

2-
+2e

(3)
などである。
【0003】
マンガン乾電池では正極集電体に炭素棒(グラファイト)、減極剤に二酸化マンガン、電解液に塩化亜鉛または塩化アンモニウム水溶液が使用され、電圧は1.5Vである。
アルカリマンガン乾電池では正極集電体に炭素棒(グラファイト)、減極剤に二酸化マンガン、電解液に水酸化カリウム水溶液が使用され、電圧は1.5Vである。
空気亜鉛電池では減極剤に空気(酸素)、電解液に水酸化カリウム水溶液が使用され、電圧は1.4~1.68Vである。
【0004】
亜鉛塩素電池では正極集電体に炭素(グラファイト)、減極剤に塩素、電解液として約30%の酸性塩化亜鉛水溶液が循環しながら使用され、電圧は2.12Vである。充電時に発生する塩素は電極槽とは別に設けられたタンク内に移送され塩素水和物の固体として貯蔵される(特許文献1、非特許文献1)。
【0005】
特開昭62-15772
藤井、電気学会誌、103、8、777(1983)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の課題は、下記従来技術の抱える問題点を解決できる、亜鉛系電池、さらに具体的には、塩化亜鉛電池を提供することである。
【0007】
マンガン乾電池およびアルカリマンガン乾電池は、電圧は1.5Vと水系電解液を用いる電池の中では、高くない。これらは、充電すると、負極に亜鉛のデンドライトが生じて内部短絡のおそれがあるため、充電はできない。
【0008】
亜鉛空気電池は電解液に強アルカリ性の水酸化カリウムを使用しており、空気中の二酸化炭素を吸収して、劣化する。また、二次電池として用いる場合、充電時の酸素発生に対する過電圧が高く、充電効率が低下することや、亜鉛のデンドライトが生じて内部短絡のおそれがあることが課題である。
【0009】
亜鉛塩素電池では充電時に塩素ガス発生の過電圧が高いこと、塩素ガスが対極に拡散して自己放電することによるエネルギーロス、塩素ガスを貯蔵するためのタンクを別途用意する必要があることなどの課題がある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者は正極に活性炭、負極に亜鉛、電解液に濃塩化亜鉛水溶液を用いることにより、水系電解液を用いる電池の中では高電圧であり、電解液の二酸化炭素吸収による劣化がなく、塩素ガス発生による過電圧をなくして充電効率の低下を防止できること、亜鉛のデンドライト生成が防止できることを見出した。
【発明を実施するための形態】
(【0011】以降は省略されています)

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