水系电解液电池用负极和片状电池制造技术

本申请公开的水系电解液电池用负极含有电解锌箔作为活性物质层。所述电解锌箔优选由以0.001～0.2质量％的比例含有Bi的锌合金构成。另外，本申请公开的片状电池包括片状外装体、以及容纳在所述片状外装体内的发电要素，所述发电要素包括正极、负极、隔膜和水系电解液，所述负极是本申请公开的所述水系电解液电池用负极。池用负极。池用负极。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水系电解液电池用负极和片状电池


[0001]本申请涉及适合于空气电池等水系电解液电池的负极和具有上述负极的片状电池。

技术介绍

[0002]空气电池、碱性电池等在负极中使用锌、锌合金的电池一般而言是外装体使用金属罐的纽扣型形状的电池、使用筒形外装罐的筒形形状的电池。
[0003]另一方面，也可以进行将具有上述那样的负极的电池制成使用由树脂制膜构成的外装体的片状电池(专利文献1等)。专利文献1中记载的片状电池中，作为负极涉及的锌、锌合金，除了粒子状的形态之外，还可使用箔状的形态。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：国际公开第2018/056307号

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的问题
[0008]但是，在将上述那样的锌、锌合金作为负极活性物质的电池中，会因锌的腐蚀而容易在电池内发生气体的产生，这成为电池的贮藏性下降的原因。虽然通过使锌成为箔的形态，与粒子状的情形相比易于抑制气体的产生，但在长时间的贮藏性中尚有改善的余地。
[0009]本申请是鉴于上述情况而完成的，提供贮藏特性优异的片状电池和能够构成上述片状电池的负极。
[0010]解决问题的方法
[0011]本申请公开的水系电解液电池用负极的特征在于，含有电解锌箔作为活性物质层。需说明的是，本说明书中所说的电解锌箔包括由锌(和不可避免的杂质)构成的电解箔和由锌合金构成的电解箔。
[0012]另外，本申请公开的片状电池的特征在于，包括片状外装体和容纳在上述片状外装体内的发电要素，上述发电要素包括正极、负极、隔膜和水系电解液，上述负极为上述本申请公开的水系电解液电池用负极。
[0013]专利技术效果
[0014]根据本申请，能够提供贮藏特性优异的片状电池和能够构成上述片状电池的负极。
附图说明
[0015][图1]图1是示意性表示实施方式的水系电解液电池用负极的一例的平面图。
[0016][图2]图2是示意性表示实施方式的片状电池的一例的平面图。
[0017][图3]图3是图2的I
‑
I线截面图。
[0018][图4]图4是表示实施例中的电解锌箔和轧制锌箔的气体产生量测定试验结果的曲线图。
[0019][图5]图5是表示实施例中的片状空气电池的放电特性评价试验结果的曲线图。
具体实施方式
[0020](水系电解液电池用负极)
[0021]对本申请公开的水系电解液电池用负极的实施方式进行说明。本实施方式的负极用作具有水系电解液的电池的用途，具有由电解锌箔构成的活性物质层。
[0022]锌箔(包括锌合金箔)存在轧制锌箔和电解锌箔这样的制造方法不同的箔。根据本专利技术人等的研究，发现在使用电解锌箔作为负极的活性物质层时，与使用轧制锌箔的情形相比，易于抑制电池内的因锌的腐蚀而引起的气体的产生。其理由虽未确定，但推测可能是因为电解锌箔与轧制锌箔中，金属(或者合金)的晶粒状态(晶体粒径等)不同，尤其是在含有添加元素时，电解锌箔与轧制锌箔相比，添加元素易于均匀分布。
[0023]这样，本实施方式的负极能够抑制电池内的气体的产生，因此，通过用于具有水系电解液的电池，从而能够提高其贮藏特性。另外，由于能够抑制作为负极活性物质而发挥功能的Zn(锌)的因不参与放电反应的腐蚀而导致的消耗，因此也能够防止电池容量的下降。
[0024]另一方面，在含有添加元素的电解锌箔的情形下，根据添加元素的种类，与轧制锌箔相比会有箔变硬变脆的情形，因此，在负极的制造时等中，有时会发生箔产生开裂等问题。即，将电解锌箔用于负极时的合适方式(锌合金的组成等)可认为与轧制锌箔不同。
[0025]电解锌箔可以由Zn(和不可避免的杂质)构成，也可以由Zn合金构成，但例如从能够更有效地抑制电池内的气体的产生方面考虑，优选由含有添加元素的Zn合金来构成。
[0026]对于构成电解锌箔的Zn合金，从抑制气体的产生的效果方面考虑，优选含有Bi。
[0027]从更良好地确保由含有Bi所带来的上述效果的观点出发，构成电解锌箔的Zn合金中的Bi的比例优选为0.001质量％以上，更优选为0.01质量％以上，最优选为0.02质量％以上。但如果Bi含量增多，则负极在放电时的反应电阻增加，电池的工作电压下降，或者，抑制气体产生的效果反而下降，因而构成电解锌箔的Zn合金中的Bi的比例优选为0.2质量％以下，更优选为0.1质量％以下，最优选为0.07质量％以下。
[0028]另外，在粒子状的锌的情形下，由于In也与Bi同样地有助于抑制负极在电池内的气体的产生，因而一般也用作添加元素。但是，In还具有增大电解锌箔的硬度的作用，因而如果在Zn合金中In的量过多，则所形成的箔变硬变脆，有损害负极的生产性、损害形成为片状的电池的柔韧性的担忧。因此，在电解锌箔中不含有In，或者在含有In时，构成电解锌箔的Zn合金中的In的比例优选为0.04质量％以下，更优选为0.02质量％以下。
[0029]作为Bi和In以外的添加元素(合金元素)，电解锌箔可以含有Al、Mg、Ca、Sr等元素。除了Bi和In之外的合金元素在Zn合金中的合计比例优选为0.1质量％以下，更优选为0.05质量％以下。
[0030]电解锌箔的厚度，例如，从放电容量的方面考虑，优选为10μm以上，更优选为30μm以上；从柔韧性的方面考虑，优选为1000μm以下，更优选为500μm以下。
[0031]构成本实施方式的负极的电解锌箔可以使用由以往已知的方法制造的电解锌箔。电解锌箔一般而言与轧制锌箔相比晶体粒径小，与电极鼓(
ドラム
)相接触的一侧(施镀侧
的相反侧)与施镀侧相比易于变得平滑，因而通过SEM(扫描型电子显微镜)的观察、表面粗糙度的测定等而能够与轧制锌箔区分开。
[0032]本实施方式的负极，例如，具有由电解锌箔构成的作为负极活性物质层来发挥功能的本体部，根据需要，通过焊接等将用于与电池的负极外部端子(用于与使用电池的仪器连接的负极的端子)连接的引线部安装到该本体部，从而能够制造。另外，也可以替代上述引线部，将电池的负极外部端子本身通过焊接等安装到由电解锌箔形成的本体部来制造负极。
[0033]引线部、电池的负极外部端子可以使用例如由作为能够构成负极集电体的物质而在后文所例示的金属构成的箔(板)、线等。负极的引线部、负极外部端子为箔(板)时的厚度优选为20μm以上500μm以下。另外，负极的引线部、负极外部端子为线时的直径优选为50μm以上1500μm以下。
[0034]引线部、电池的负极外部端子只要具有导电性也可以由金属材料以外的材料构成，可以使用碳材料，也可以通过涂布碳糊并使其干燥来形成。
[0035]另外，也可以通过将电解锌箔切断为具有本体部和引线部、负极外部端子的形状，从而由1张电解锌箔来形成负极，也可以使用本体部和引线部、负极外部端子由相同的电解锌箔一体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种水系电解液电池用负极，其特征在于，含有电解锌箔作为活性物质层。2.如权利要求1所述的水系电解液电池用负极，其中，所述电解锌箔由以0.001～0.2质量％的比例含有Bi的锌合金构成。3.如权利要求1或2所述的水系电解液电池用负极，其中，所述电解锌箔由不含有In或者In的比例为0.04质量％以下的锌合金构成。4.如权利要求1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：仲泰嘉，古谷隆博，
申请(专利权)人：麦克赛尔控股株式会社，
类型：发明
国别省市：