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公開番号2022173006
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-11-17
出願番号2021099754
出願日2021-05-05
発明の名称亜鉛金属電池
出願人個人
代理人
主分類H01M 10/26 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、比較的低価格で、電解液の二酸化炭素吸収による劣化がなく、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】正極に鉄、ニッケル、鉛のいずれか1種、負極に亜鉛、電解液にりん酸アルカリ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】
正極に鉄、ニッケル、鉛のいずれか1種、負極に亜鉛、電解液にりん酸アルカリ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 1,300 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ニッケル亜鉛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】
ニッケル亜鉛電池では正極に水酸化ニッケル、負極に亜鉛、電解液として水酸化ナトリウムや水酸化カリウム水溶液が使用される(特許文献1)。
【0005】
ニッケル亜鉛電池では、亜鉛又は亜鉛化合物を含む負極と、0.025Mないし0.25Mの範囲のりん酸塩と、4Mないし9Mの範囲の遊離アルカリとを含む電解質で、1M以下のほう酸塩を含む電解質とを備える電池、も知られており、電圧は1.7Vである(特許文献2)。
【0006】
特開昭63-2266
特開2007-214125
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
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、亜鉛金属電池を提供することである。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
従来のニッケル亜鉛電池は、電圧は1.7Vとマンガン乾電池より高いが、水系電解液を用いる電池の中では、高くはない。また、充電すると、負極に亜鉛のデンドライトが生じて、劣化の可能性がある。
(【0011】以降は省略されています)

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