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公開番号2025084353
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-03
出願番号2023198196
出願日2023-11-22
発明の名称ニッケル亜鉛二次電池
出願人FDK株式会社
代理人弁理士法人鷲田国際特許事務所
主分類H01M 4/52 20100101AFI20250527BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】サイクル後の容量維持率が良好なニッケル亜鉛二次電池を提供する。
【解決手段】ニッケル亜鉛二次電池は、正極と、負極と、アルカリ電解液と、を有する。前記正極は、正極活物質としてニッケル複合水酸化物を含み、前記ニッケル複合水酸化物のX線回折測定において、2θ=35～45°に現れる(101)面のピークの半値幅が0.8°未満である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
正極と、負極と、アルカリ電解液と、を有するニッケル亜鉛二次電池であって、
前記正極は、ニッケル複合水酸化物を含む粒子を含み、
前記ニッケル複合水酸化物を含む粒子は、Ｘ線回折測定において２θ＝３５～４５°に現れる（１０１）面のピークの半値幅が０．８°未満である、
ニッケル亜鉛二次電池。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
前記粒子は、前記ニッケル複合水酸化物として、少なくとも亜鉛が固溶した水酸化ニッケルを含み、
前記粒子における前記亜鉛の固溶量は、前記粒子に対して５～１０質量％である、
請求項１に記載のニッケル亜鉛二次電池。
【請求項３】
前記アルカリ電解液は、亜鉛イオンを含み、
前記アルカリ電解液における前記亜鉛イオンの濃度は、酸化亜鉛換算で４質量％以上である、
請求項１に記載のニッケル亜鉛二次電池。
【請求項４】
前記粒子は、
前記ニッケル複合水酸化物を含むベース粒子と、
前記ベース粒子の表面を覆い、アルカリ金属がドープされたコバルト化合物を含む被覆層と、
を有する、
請求項１に記載のニッケル亜鉛二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニッケル亜鉛二次電池に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
ニッケル亜鉛二次電池は、ニッケル水素二次電池の水素吸蔵合金負極を、亜鉛又は亜鉛化合物を含む負極に置き換えた電池として知られている。亜鉛は、資源的に豊富であり、安価で環境負荷が小さい材料である。また、ニッケル亜鉛二次電池は、開回路電圧が１．８Ｖと高く、理論エネルギー密度が高く、出力が高い等のメリットを有する。
【０００３】
一方、正極活物質としては、水酸化ニッケル等のニッケル複合水酸化物が使用されている。例えば、特許文献１には、正極活物質としてニッケル複合水酸化物を含む粒子を用いたニッケル亜鉛二次電池が開示されている。
【０００４】
ニッケル複合水酸化物は、ニッケル水素二次電池でも正極として使用されている。ニッケル水素二次電池では、水酸化ニッケルの利用率やサイクル特性等の向上を目的として、ＺｎやＭｇ、Ｃｏ等の各種元素を固溶させたり、ニッケル複合水酸化物を含むベース粒子を、コバルト化合物を含む被覆層でコートしたりする方法が検討されている。
【０００５】
例えば、特許文献２では、正極活物質として、亜鉛が１．５～２．８質量％固溶したニッケル複合水酸化物粉末を含み、ニッケル複合水酸化物のＸ線回折測定における（１０１）面ピークの半値幅が、０．８５～１°であるニッケル水素電池が開示されている。当該文献では、（１０１）面ピークの半値幅を０．８５°以上とすることで、ニッケル複合水酸化物の充填容量密度を維持しつつ、正極活物質の膨潤を抑制できることが記載されている。
【０００６】
特許文献３では、正極活物質として、Ｘ線回折測定における（１０１）面のピークの半値幅が０．８°以上の水酸化ニッケルを含むニッケル水素二次電池が開示されている。当該文献では、特に（１０１）面のピークの半値幅を０．９５°以上とすることで、結晶のゆがみを大きくし、それにより、層間でのプロトン移動をスムーズにし、正極活物質の利用率をより高めることができることが記載されている。
【０００７】
このように、ニッケル水素二次電池では、水酸化ニッケルへの亜鉛の固溶等は一般的に行われている。但し、亜鉛の固溶量が過剰になると、容量の低下等を生じるため、水酸化ニッケルに対して５質量％よりも少なくすることが一般的である。また、（１０１）面のピークの半値幅も０．８°よりも高くすることが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０２３－１４４７７０号公報
特開平５－２９０８４１号公報
特開平１０－１７７８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、本発明者らの検討によれば、ニッケル亜鉛二次電池において、上記のようなニッケル複合水酸化物を用いた場合、充放電を繰り返すことによる容量の低下が著しく、サイクル後の容量維持率が低いことが明らかとなった。
【００１０】
本発明の目的は、サイクル後の容量維持率が良好なニッケル亜鉛二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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