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公開番号2025084354
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-03
出願番号2023198197
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 10/30 20060101AFI20250527BHJP(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、前記アルカリ電解液は、25～45質量%のアルカリ金属水酸化物を含み、前記正極は、亜鉛が固溶した水酸化ニッケルを含む粒子を含み、前記亜鉛の固溶量は、前記亜鉛が固溶した水酸化ニッケルを含む粒子に対して5～10質量%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、
前記アルカリ電解液は、２５～４５質量％のアルカリ金属水酸化物を含み、
前記正極は、亜鉛が固溶した水酸化ニッケルを含む粒子を含み、
前記亜鉛の固溶量は、前記粒子に対して５～１０質量％である、
ニッケル亜鉛二次電池。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
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、
前記アルカリ電解液は、２５～４５質量％のアルカリ金属水酸化物を含み、
前記正極は、亜鉛が固溶した水酸化ニッケルを含む粒子を含み、
活性化後の前記粒子の、透過法により測定される亜鉛のＫ吸収端のＸ線吸収微細構造（ＸＡＦＳ）スペクトルにおいて、９６４０～９６９０ｅＶにおける第一ピークの強度が１．９～２．３である、
ニッケル亜鉛二次電池。
【請求項３】
活性化後の前記粒子に含まれる亜鉛の総量が、前記粒子に含まれるニッケルと亜鉛の合計量に対して１０～１５質量％である、
請求項１又は２に記載のニッケル亜鉛二次電池。
【請求項４】
前記粒子は、
前記亜鉛が固溶した水酸化ニッケル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又は２に記載のニッケル亜鉛二次電池。
【請求項５】
前記アルカリ電解液は、亜鉛イオンをさらに含み、
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又は２に記載のニッケル亜鉛二次電池。
【請求項６】
前記アルカリ電解液に含まれる全水分量は、電池の容量１Ａｈ当たり１．５～２．５ｇである、
請求項１又は２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 1,100 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、正極活物質として水酸化ニッケル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】
水酸化ニッケルは、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、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％固溶した水酸化ニッケル粉末を含むニッケル水素電池が開示されている。当該文献では、亜鉛の固溶量を１．５～２．８質量％とすることで、水酸化ニッケル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とされている。
【０００６】
また、正極合剤中に酸化亜鉛を添加することや（特許文献３参照）、正極を酸化亜鉛分散液に含浸させることにより（特許文献４参照）、サイクル特性や高温での充電特性を向上させることが検討されている。
【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。
【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６－１４００３６号公報
特開平７－０７３８７６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、上記のような水酸化ニッケルを用いた場合、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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