(57)【要約】【課題】優れた寿命性能を有する亜鉛電池を得ることが可能な亜鉛電池用電極を提供すること。【解決手段】集電体と該集電体に支持された電極材を有し、電極材の密度が４．０ｇ／ｃｍ３以上である、亜鉛電池用電極。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体と該集電体に支持された電極材を有し、
前記電極材の密度が４．０ｇ／ｃｍ３以上である、亜鉛電池用電極。
【請求項２】
前記電極材の密度が５．０ｇ／ｃｍ３以下である、請求項１に記載の電極。
【請求項３】
ニッケル亜鉛電池用である、請求項１又は２に記載の電極。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電極を備える、亜鉛電池。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電極を備える未化成の亜鉛電池を用意する工程と、
前記未化成の亜鉛電池を化成する工程と、を備える、亜鉛電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、亜鉛電池用電極、亜鉛電池及び亜鉛電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
亜鉛電極を用いる亜鉛電池としては、ニッケル亜鉛電池、空気亜鉛電池、銀亜鉛電池等が知られている。例えば、ニッケル亜鉛電池は、水酸化カリウム水溶液等の水系電解液を用いる水系電池であることから、高い安全性を有すると共に、亜鉛電極とニッケル電極との組み合わせにより、水系電池としては高い起電力を有することが知られている。さらに、ニッケル亜鉛電池は、優れた入出力性能に加えて、低コストであることから、産業用途（例えば、バックアップ電源等の用途）及び自動車用途（例えば、ハイブリッド自動車等の用途）への適用可能性が検討されている。
【０００３】
亜鉛電池（例えばニッケル亜鉛電池）の充放電反応は、例えば、下記式に従って進行する（放電反応：右向き、充電反応：左向き）。
（正極）２ＮｉＯＯＨ＋２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−  →  ２Ｎｉ（ＯＨ）２＋２ＯＨ−
（負極）Ｚｎ＋２ＯＨ−  →  Ｚｎ（ＯＨ）２＋２ｅ−
【０００４】
上記式に示されるように、亜鉛電池では、放電反応により水酸化亜鉛（Ｚｎ（ＯＨ）２）が生成する。水酸化亜鉛は電解液に可溶であり、水酸化亜鉛が電解液に溶解すると、テトラヒドロキシド亜鉛酸イオン（［Ｚｎ（ＯＨ）４］２−）が電解液中に拡散する。その結果、亜鉛電極の形態変化（変形）が進行すると共に充電電流の分布が不均一となること等により、亜鉛電極上の局所で亜鉛の析出が起こり、デンドライト（樹枝状結晶）が発生する。亜鉛電池では、充放電の繰り返しによりデンドライトが成長した場合、デンドライトがセパレータを貫通して短絡が発生することにより寿命性能が劣化する場合がある（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５８−１２６６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような亜鉛電池においては、寿命性能を向上させることが求められている。
【０００７】
そこで、本発明は、優れた寿命性能を有する亜鉛電池を得ることが可能な亜鉛電池用電極、当該電極を備える亜鉛電池及び当該電極を用いた亜鉛電池の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
亜鉛電極の電極材の多孔度が低下した場合には充放電効率（例えば高率放電性能）が低下するとされており、高い多孔度を保つために、通常、亜鉛電極の電極材の密度は小さくすることが好ましいとされている。一方、本発明者らは、亜鉛電極の電極材を通常よりも高密度化することで、寿命性能を向上させることができることを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
すなわち、本発明の一側面は、集電体と該集電体に支持された電極材を有し、電極材の密度が、４．０ｇ／ｃｍ３以上である、亜鉛電池用電極に関する。本発明の電極によれば、亜鉛電池の寿命性能（例えばサイクル寿命性能）を向上させることができる。換言すれば、本発明の電極によれば、優れた寿命性能を有する亜鉛電池を得ることができる。
【００１０】
電極材の密度は５．０ｇ／ｃｍ３以下であってよい。この場合、優れた高率放電性能を損なうことなく、優れた寿命性能を得ることが可能となる。
【００１１】
上記電極は、ニッケル亜鉛電池用として好適に用いられる。
【００１２】
本発明の他の側面は、上記電極を備える亜鉛電池に関する。上記電極を備える亜鉛電池によれば、優れた寿命性能が得られる傾向がある。
【００１３】
本発明の他の側面は、上記電極を備える未化成の亜鉛電池を用意する工程と、該未化成の亜鉛電池を化成する工程と、を備える、亜鉛電池の製造方法に関する。この方法によれば、優れた寿命性能を有する亜鉛電池が得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、優れた寿命性能を有する亜鉛電池を得ることが可能な亜鉛電池用電極、当該電極を備える亜鉛電池及び当該電極を用いた亜鉛電池の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例及び比較例の亜鉛電池における放電容量維持率の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。但し、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【００１７】
本実施形態の亜鉛電池（例えば亜鉛二次電池）としては、ニッケル亜鉛電池、空気亜鉛電池、銀亜鉛電池等が挙げられる。本実施形態の亜鉛電池の基本構成としては、従来の亜鉛電池と同様の構成を用いることができる。
【００１８】
本実施形態の亜鉛電池における電極（亜鉛電池用電極）は、集電体と該集電体に支持された電極材を有しており、該電極材の密度は４．０ｇ／ｃｍ３以上である。このような電極を用いることにより、亜鉛電池において優れた寿命性能を得ることができる。
【００１９】
以下、本実施形態の亜鉛電池の一例として、ニッケル亜鉛電池について説明する。
【００２０】
本実施形態の亜鉛電池は、電槽と、電槽に収容された電極群（例えば極板群）及び電解液と、を備える。本実施形態の亜鉛電池は化成後又は未化成のいずれであってもよい。
【００２１】
電極群は、例えば、負極（例えば負極板）と、正極（例えば正極板）と、両電極の間に設けられたセパレータと、を備える。電極群は、複数の負極、正極及びセパレータを備えていてよい。複数の負極同士及び複数の正極同士は、例えば、ストラップで連結されていてよい。本実施形態の負極は亜鉛（Ｚｎ）電極であり、正極はニッケル（Ｎｉ）電極である。すなわち、以下の説明における「負極」は「亜鉛電極」と置き換えてよく、「正極」は「ニッケル電極」と置き換えてよい。「負極材」、「正極材」等の記載についても同様である。
【００２２】
負極は、負極集電体（集電体）と、該負極集電体に支持された負極材（電極材）と、を有する。
【００２３】
負極集電体は、負極材からの電流の導電路を構成する。負極集電体は、例えば、平板状、シート状等の形状を有している。負極集電体は、箔状であってよく、メッシュ状であってもよい。負極集電体は、例えば、エキスパンドメタル、パンチングメタル等の３次元網目構造を有する集電体であってもよい。負極集電体は、導電性及び耐アルカリ性を有する材料で構成されている。このような材料としては、例えば、銅、銅合金（例えば真鍮）、ニッケル、亜鉛、鋼、銀等が挙げられる。負極集電体は、発泡金属（例えば発泡銅、発泡真鍮、発泡ニッケル）等で構成されていてもよい。ニッケルは耐食性ニッケルであってよく、亜鉛は耐食性金属亜鉛であってよい。具体的な、負極集電体としては、銅箔（例えば電解銅箔）、銅メッシュ（例えばエキスパンドメタル）、発泡銅、パンチング銅、真鍮箔、真鍮メッシュ（例えばエキスパンドメタル）、発泡真鍮、パンチング真鍮、ニッケル箔、ニッケルメッシュ（例えばエキスパンドメタル）、パンチングニッケル、発泡ニッケル、亜鉛箔、亜鉛メッシュ（エキスパンドメタル）、鋼板、パンチング鋼板、銀箔等が挙げられる。負極集電体には、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、水銀（Ｈｇ）、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）等の元素が添加されていてもよい。負極集電体の表面には、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｈｇ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｔｌ等によるメッキが施されていてもよい。
【００２４】
負極材は、例えば、層状を呈している。すなわち、負極は、負極材層を有していてよい。負極材は、負極活物質（電極活物質）を含有する。負極活物質としては、例えば、金属亜鉛、酸化亜鉛及び水酸化亜鉛が挙げられる。負極材は、例えば、満充電状態では金属亜鉛を含有し、放電末状態では酸化亜鉛及び水酸化亜鉛を含有する。負極活物質は例えば粒子状である。すなわち、負極材は、例えば、金属亜鉛粒子、酸化亜鉛粒子及び水酸化亜鉛粒子からなる群より選択される少なくとも一種を含む。負極活物質の含有量は、例えば、負極材の全質量を基準として５０〜９５質量％であってよい。
【００２５】
負極材は負極添加剤（添加剤）を更に含有してよい。本明細書において負極添加剤とは、負極材に含まれる成分のうち、負極活物質以外の成分を指す。負極添加剤としては、結着剤等が挙げられる。負極添加剤は、一種を単独で、又は、複数種を組み合わせて用いることができる。
【００２６】
結着剤としては、ポリテトラフルオロエチレン、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレンオキシド、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。結着剤の含有量は、例えば負極活物質１００質量部に対して、０．５〜１０質量部であってよい。亜鉛電極では、結着剤に代えて、酸化アルミニウム等からなるファイバー（繊維）を用いてもよい。
【００２７】
結着剤以外の他の負極添加剤としては、酸化インジウム、酸化ビスマス、酸化鉛、酸化カドミウム、酸化タリウム等の、亜鉛の還元電位より貴である金属酸化物；酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等の、湿潤性の高い金属酸化物；酸化カルシウム、水酸化カルシウム等のカルシウム化合物；フッ化カリウム、フッ化カルシウム等のフッ素化合物などが挙げられる。結着剤以外の他の添加剤の含有量は、例えば負極活物質１００質量部に対して、１〜２０質量部であってよい。
【００２８】
負極材の密度（単位：ｇ／ｃｍ３）は、優れた寿命性能が得られる観点から、４．０ｇ／ｃｍ３以上である。同様の観点から、負極材の密度は、好ましくは４．５ｇ／ｃｍ３以上であり、より好ましくは４．８ｇ／ｃｍ３以上である。負極材の密度は、優れた高率放電性能が得られる観点から、好ましくは５．８ｇ／ｃｍ３以下であり、より好ましくは５．５ｇ／ｃｍ３以下であり、更に好ましくは５．０ｇ／ｃｍ３以下である。これらの観点から、負極材の密度は、例えば、４．０〜５．８ｇ／ｃｍ３、４．０〜５．５ｇ／ｃｍ３、４．０〜５．０ｇ／ｃｍ３、４．５〜５．０ｇ／ｃｍ３又は４．８〜５．０ｇ／ｃｍ３であってよい。上記負極材の密度は、例えば、化成前の負極材の密度である。負極材の密度は、例えば、集電体に電極材を充填する際に充填材を加圧して充填すること、充填材を加圧して作製したシートを用いること等により調整することができる。負極材を加圧する方法は特に限定されず、例えばロールプレス等により加圧する方法が挙げられる。
【００２９】
負極材の密度（単位：ｇ／ｃｍ３）は、例えば、以下のようにして測定できる。まず、負極（化成前の負極）を中央部から２ｃｍ角に裁断し、負極の厚さと重量を測定し、負極の体積及び密度を算出する。その後、上記負極の負極材を水で濡らしたウェスにより除去して、集電体を得る。得られた集電体をエタノールに浸して水分を置換した後、乾燥する。次いで、乾燥後の集電体の厚さと重量を測定し、集電体の体積及び密度を算出する。負極と集電体の体積の差を負極と集電体の重量の差で除することにより、負極材の密度を得ることができる。
【００３０】
理論容量換算の負極材の密度（単位：Ａｈ／ｃｍ３）は、より優れた寿命性能が得られる観点から、好ましくは２．４Ａｈ／ｃｍ３以上であり、より好ましくは２．７Ａｈ／ｃｍ３以上であり、更に好ましくは２．９Ａｈ／ｃｍ３以上である。理論容量換算の負極材の密度は、より優れた高率放電性能が得られる観点から、好ましくは３．６Ａｈ／ｃｍ３以下であり、より好ましくは３．４Ａｈ／ｃｍ３以下であり、更に好ましくは３．１Ａｈ／ｃｍ３以下である。これらの観点から、理論容量換算の負極材の密度は、例えば、２．４〜３．６Ａｈ／ｃｍ３、２．４〜３．４Ａｈ／ｃｍ３又は２．４〜３．１Ａｈ／ｃｍ３であってよい。理論容量換算の負極材の密度は、例えば、負極１枚辺りの亜鉛の量（ｇ）と亜鉛の理論容量（Ａｈ/ｇ）の積より、負極１枚辺りの理論容量を算出し、負極１枚辺りの理論容量を負極１枚辺りの負極材の体積で除することにより算出することができる。
【００３１】
正極は、正極集電体（集電体）と、該正極集電体に支持された正極材（電極材）と、を有する。正極集電体としては、負極集電体と同じ集電体を用いることができる。
【００３２】
正極材は、例えば、層状を呈している。すなわち、正極は、正極材層を有していてよい。正極材は、正極活物質（電極活物質）を含有する。正極活物質としては、例えば、オキシ水酸化ニッケル及び水酸化ニッケルが挙げられる。正極材は、例えば、満充電状態ではオキシ水酸化ニッケルを含有し、放電末状態では水酸化ニッケルを含有する。正極活物質は例えば粒子状である。すなわち、正極材は、例えば、水酸化ニッケル粒子及び水酸化ニッケル粒子からなる群より選択される少なくとも一種を含む。正極活物質の含有量は、例えば、正極材の全質量を基準として５０〜９５質量％である。正極活物質が粒子状である場合、正極活物質を含む粒子には、後述する添加剤が含まれていてもよい。例えば、正極活物質を含む粒子（例えば水酸化ニッケルを含む粒子）には、コバルト、亜鉛、カドミウム、マグネシウム、ジルコニウム等が固溶されていてもよい。また、正極活物質を含む粒子の表面は、後述する添加剤で被覆されていてもよい。例えば、正極活物質を含む粒子（例えば水酸化ニッケルを含む粒子）の表面は、コバルト化合物等で被覆されていてもよい。
【００３３】
正極材は正極添加剤（添加剤）を更に含有してよい。本明細書において正極添加剤とは、正極材に含まれる成分のうち、正極活物質以外の成分を指す。正極添加剤としては、結着剤等が挙げられる。正極添加剤は、一種を単独で、又は、複数種を組み合わせて用いることができる。
【００３４】
結着剤としては、親水性又は疎水性のポリマー等が挙げられる。具体的には、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリアクリル酸ナトリウム（ＳＰＡ）等が挙げられる。また、結着剤として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素系ポリマーを用いることもできる。結着剤の含有量は、例えば、正極活物質１００質量部に対して、０．０１〜１．０質量部であってよい。
【００３５】
結着剤以外の他の正極添加剤としては、金属コバルト；酸化コバルト、水酸化コバルト等のコバルト化合物；金属ニッケル；金属亜鉛；酸化亜鉛、水酸化亜鉛等の亜鉛化合物；水酸化カルシウム、炭酸カルシウム等のカルシウム化合物；希土類金属；希土類金属化合物などが挙げられる。これらの添加剤は、導電助剤として機能する。結着剤以外の他の添加剤の含有量は、例えば正極活物質１００質量部に対して、０．０５〜３０質量部であってよい。なお、充電後において、酸化コバルト、水酸化コバルト等のコバルト化合物の少なくとも一部は、オキシ水酸化コバルトとして正極材中に存在してもよい。
【００３６】
本実施形態では、高率放電性能を維持しつつ、より優れた寿命性能が得られる観点から、正極の理論容量に対する負極の理論容量の比（負極の理論容量／正極の理論容量）が、３．５以上であることが好ましく、３．６以上であることがより好ましく、３．８以上であることが更に好ましい。上記理論容量の比は、より高いエネルギー密度が得られる観点から、８．０以下であることが好ましく、７．５以下であることがより好ましく、７．０以下であることが更に好ましい。これらの観点から、上記理論容量の比は、例えば、３．５〜８．０、３．５〜７．０又は３．０〜７．５であってよい。正極の理論容量に対する負極の理論容量の比（負極の理論容量／正極の理論容量）を上記範囲とすることにより高率放電性能を維持しつつより優れた寿命性能が得られる理由は、明らかではないが、このような負極を用いた亜鉛電池においては、負極の利用率が相対的に低いことから、放電反応に十分な容量が得られるため、電極材の密度を高くすることによる影響を受け難いことが挙げられる。
【００３７】
セパレータは、例えば、平板状、シート状等の形状を有するセパレータであってよい。セパレータとしては、ポリオレフィン系微多孔膜、ナイロン系微多孔膜、耐酸化性のイオン交換樹脂膜、セロハン系再生樹脂膜、無機−有機セパレータ、ポリオレフィン系不織布等が挙げられる。
【００３８】
電解液は、例えば、溶媒及び電解質を含有している。溶媒としては、水（例えばイオン交換水）等が挙げられる。電解質としては、塩基性化合物等が挙げられる。塩基性化合物としては、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）等のアルカリ金属水酸化物などが挙げられる。すなわち、本実施形態の亜鉛電池は、アルカリ電解液を用いたアルカリ亜鉛電池として用いることができる。電解液は、溶媒及び電解質以外の成分を含有してもよく、例えば、リン酸カリウム、フッ化カリウム、炭酸カリウム、リン酸ナトリウム、フッ化ナトリウム、酸化亜鉛、酸化アンチモン、二酸化チタン等を含有してもよい。電解液は、例えばセパレータに保持（例えば含浸）されていてよい。
【００３９】
以上説明した亜鉛電池の製造方法は、例えば、上記亜鉛電極を備える未化成の亜鉛電池を用意する工程と、該未化成の亜鉛電池を化成する工程とを備える。具体的には、例えば、電極（負極及び正極）を得る電極製造工程と、電解液を調製する電解液調製工程と、電極を含む構成部材を組み立てて亜鉛電池を得る組立工程と、を備える。電極及び電解液は、予め製造されたものを用いてもよい。すなわち、亜鉛電池の製造方法は、電極製造工程及び電解液調製工程を備えていなくてもよい。
【００４０】
電極製造工程では、負極及び正極を製造する。負極の製造方法は、負極材の密度を４．０ｇ／ｃｍ３以上にできる方法であれば特に限定されず、例えば次のような方法が挙げられる。すなわち、負極材の原料と水とを混練してペースト状の負極材（負極材ペースト）を得た後、これを集電体（負極集電体）に塗布又は充填すること等により、集電体に負極材ペーストを支持させる。この際、集電体として３次元網目構造を有する集電体を用いた場合は、網目の間にも負極材ペーストが充填される。その後、負極材ペーストが充填された集電体を乾燥し、集電体上に未化成の電極材を含む層を形成した後、得られた層をプレス（例えばロールプレス）によって加圧することにより、電極材層を備える未化成の負極を得ることができる。なお、負極材ペーストが充填された集電体を乾燥する前にプレスによる加圧を行ってもよい。また、負極材ペーストを乾燥また、電極材ペーストのみを予め圧延してシート状に形成し、これを集電体に圧着して加圧成形した後、乾燥を行うことで、電極を得ることもできる。この方法により得られた電極を加圧して密度を高めてもよい。
【００４１】
正極は上記負極の製造方法と同様の方法により製造することができる。正極を製造する際には、ロールプレス等による加圧は実施しなくてもよい。
【００４２】
組立工程では、例えば、まず、電極製造工程で得られた正極及び負極を、セパレータを介して交互に積層し、正極同士及び負極同士をストラップで連結させて電極群を作製する。次いで、この電極群を電槽内に配置した後、電槽の上面に蓋体を接着して未化成のニッケル亜鉛電池を得る。
【００４３】
次いで、電解液を未化成のニッケル亜鉛電池の電槽内に注入した後、一定時間放置する。次いで、所定の条件にて充電を行うことで化成することによりニッケル亜鉛電池を得る。化成条件は、電極活物質（正極活物質及び負極活物質）の性状に応じて調整することができる。
【００４４】
以上、本実施形態の亜鉛電池の一例として、ニッケル亜鉛電池について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、亜鉛電池は、負極が亜鉛電極であり、正極が空気極である空気亜鉛電池（例えば空気亜鉛二次電池）であってもよく、負極が亜鉛電極であり、正極が酸化銀極である銀亜鉛電池（例えば銀亜鉛二次電池）であってもよい。
【００４５】
空気亜鉛電池の空気極としては、空気亜鉛電池に使用される公知の空気極を用いることができる。空気極は、例えば、空気極触媒、電子伝導性材料等を含む。空気極触媒としては、電子伝導性材料としても機能する空気極触媒を用いることができる。
【００４６】
空気極触媒としては、空気亜鉛電池における正極として機能するものを用いることが可能であり、酸素を正極活物質として利用可能な種々の空気極触媒が使用可能である。空気極触媒としては、酸化還元触媒機能を有するカーボン系材料（黒鉛等）、酸化還元触媒機能を有する金属材料（白金、ニッケル等）、酸化還元触媒機能を有する無機酸化物材料（ペロブスカイト型酸化物、二酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化コバルト、スピネル酸化物等）などが挙げられる。空気極触媒の形状は、特に限定されないが、例えば粒子状であってもよい。空気極における空気極触媒の含有量は、空気極の合計量に対して、５〜７０体積％であってもよく、５〜６０体積％であってもよく、５〜５０体積％であってもよい。
【００４７】
電子伝導性材料としては、導電性を有し、かつ、空気極触媒とセパレータとの間の電子伝導を可能とするものを用いることができる。電子伝導性材料としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック類；鱗片状黒鉛のような天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛等のグラファイト類；炭素繊維、金属繊維等の導電性繊維類；銅、銀、ニッケル、アルミニウム等の金属粉末類；ポリフェニレン誘導体等の有機電子伝導性材料；これらの任意の混合物などが挙げられる。電子伝導性材料の形状は、粒子状であってもよく、その他の形状であってもよい。電子伝導性材料は、空気極において厚さ方向に連続した相をもたらす形態で用いられることが好ましい。例えば、電子伝導性材料は、多孔質材料であってもよい。また、電子伝導性材料は、空気極触媒との混合物又は複合体の形態であってもよく、前述したように、電子伝導性材料としても機能する空気極触媒であってもよい。空気極における電子伝導性材料の含有量は、空気極の合計量に対して、１０〜８０体積％であってもよく、１５〜８０体積％であってもよく、２０〜８０体積％であってもよい。
【００４８】
銀亜鉛電池の酸化銀極としては、銀亜鉛電池に使用される公知の酸化銀極を用いることができる。酸化銀極は、例えば酸化銀（Ｉ）を含む。
【実施例】
【００４９】
次に、下記の実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、これらの実施例は本発明を何ら制限するものではない。
【００５０】
（実施例１）
［電解液の調製］
イオン交換水に水酸化カリウム（ＫＯＨ）及び水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）を加え、混合することにより電解液（水酸化カリウム濃度：３０質量％、水酸化リチウム濃度：１質量％）を調製した。
【００５１】
［負極の作製］
負極集電体として開孔率６０％のスズメッキを施した鋼板パンチングメタルを用意した。次いで、酸化亜鉛、金属亜鉛、ＰＴＦＥ及びイオン交換水を所定量秤量して混合し、得られた混合液を攪拌することにより負極材ペーストを作製した。この際、固形分の質量比を「酸化亜鉛：金属亜鉛：ＰＴＦＥ＝８０：１５：５」に調整した。負極材ペーストの水分量は、負極材ペーストの全質量基準で３２．５質量％に調整した。次いで、負極材ペーストを負極集電体上に塗布した後、８０℃で３０分乾燥した。その後、ロールプレスにて加圧成形し、密度が４．９ｇ／ｃｍ３（３．０Ａｈ／ｃｍ３）である負極材（負極材層）を有する未化成の負極を得た。なお、理論容量換算の負極材の密度（Ａｈ／ｃｍ３）は、負極１枚辺りの亜鉛の量（ｇ）と亜鉛の理論容量（Ａｈ/ｇ）の積より、負極１枚辺りの理論容量を算出し、負極１枚辺りの理論容量を負極１枚辺りの負極材の体積で除することにより算出した。
【００５２】
［正極の作製］
正極集電体として空隙率９０％の発泡ニッケルを用意した。次いで、水酸化ニッケル粉末、金属コバルト、水酸化コバルト、ＣＭＣ、ＰＴＦＥ、イオン交換水を所定量秤量して混合し、混合液を攪拌することにより、正極材ペーストを作製した。この際、固形分の質量比を、「水酸化ニッケル：金属コバルト：水酸化コバルト：ＣＭＣ：ＰＴＦＥ＝８５：８：５：１：１」に調整した。正極材ペーストの水分量は、正極材ペーストの全質量基準で２７．５質量％に調整した。次いで、正極材ペーストを正極集電体上に塗布した後、８０℃で３０分乾燥した。その後、ロールプレスにて加圧成形し、正極材層を有する未化成の正極を得た。
【００５３】
＜セパレータの準備＞
セパレータには、微多孔膜として、Ｃｅｌｇａｒｄ２５００、不織布として、ＶＬ１００（ニッポン高度紙工業製）を、それぞれ用いた。微多孔膜は、電池組立て前に、界面活性剤Ｔｒｉｔｏｎ−Ｘ１００（ダウケミカル株式会社製）で、親水化処理した。親水化処理は、Ｔｒｉｔｏｎ−Ｘ１００が１質量％の量で含まれる水溶液に微多孔膜を２４時間浸漬した後、室温で１時間乾燥する方法で行った。さらに、微多孔膜は、所定の大きさに裁断し、それを半分に折り、側面を熱溶着することで袋状に加工した。袋状に加工した微多孔膜に、正極（未化成の正極）及び負極（未化成の負極）のそれぞれを１枚収納した。不織布は、所定の大きさに裁断したものを使用した。
【００５４】
＜ニッケル亜鉛電池の作製＞
袋状の微多孔膜に収納された正極と、袋状の微多孔膜に収納された負極と、不織布とを積層した後、同極性の極板同士をストラップで連結させて電極群（極板群）を作製した。電極群は、正極１枚及び負極２枚で、正極と負極の間に不織布を配置した構成とした。この電極群を電槽内に配置した後、電槽の上面に蓋体を接着して未化成のニッケル亜鉛電池を得た。次いで、電解液を未化成のニッケル亜鉛電池の電槽内に注入した後、２４時間放置した。その後、６０ｍＡ、１５時間の条件で充電を行い、公称容量が６００ｍＡｈのニッケル亜鉛電池を作製した。
【００５５】
（比較例１及び２）
負極の製造時におけるロールプレスの加圧条件を変更し、負極材の密度（ｇ／ｃｍ３、Ａｈ／ｃｍ３）を表１に示す値に調整したこと以外は、実施例１と同様にして亜鉛電池を作製した。
【００５６】
＜電池性能評価＞
実施例及び比較例のニッケル亜鉛電池を用いてサイクル寿命性能及び高率放電性能の評価を行った。
【００５７】
（サイクル寿命性能評価：耐短絡性試験）
下記の（１）及び（２）の操作を１サイクルとする試験（２５℃）を上記ニッケル亜鉛電池に対して行い、各サイクルの放電容量を測定した。
（１）２５℃、６００ｍＡ（１Ｃ）、１．９Ｖの定電圧で電流が３０ｍＡ（０．０５Ｃ）に減衰するまでニッケル亜鉛電池の充電を行う。
（２）（１）の後、電池電圧が１．１Ｖに到達するまで３００ｍＡ（０．５Ｃ）の定電流でニッケル亜鉛電池の放電を行う。
上記サイクル試験は、最大で３００サイクル行った。放電容量が初回の放電容量の８０％を下回った場合には試験を終了し、試験終了までに行ったサイクル数によってサイクル寿命性能を評価した。試験終了までに行ったサイクル数を表１に示す。また、サイクル試験における放電容量の推移を図１に示す。図１の縦軸は放電容量の維持率（％）を示し、横軸はサイクル数を示す。なお、放電容量維持率は、下記式により算出される。
放電容量維持率（％）＝（各サイクルの放電容量）／（初期の放電容量）×１００
【００５８】
上記「Ｃ」とは、満充電状態から定格容量を定電流放電するときの電流の大きさを相対的に表したものである。「Ｃ」は、“放電電流値（Ａ）／電池容量（Ａｈ）”を意味する。例えば、定格容量を１時間で放電させることができる電流を「１Ｃ」、２時間で放電させることができる電流を「０．５Ｃ」と表現する。
【００５９】
（高率放電性能評価）
２５℃、６００ｍＡ（１Ｃ）、１．９Ｖの定電圧で、電流が３０ｍＡ（０．０５Ｃ）に減衰するまでニッケル亜鉛電池の充電を行った後、電池電圧が１．１Ｖに到達するまで１２０ｍＡ（０．２Ｃ）又は３０００ｍＡ（５Ｃ）の定電流でニッケル亜鉛電池の放電を行った。これにより、０．２Ｃ放電容量及び５Ｃ放電容量を測定した。０．２Ｃ放電容量に対する５Ｃ放電容量の割合を比較することにより高率放電性能を評価した。結果を表１に示す。
【００６０】
【表１】
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【図１】
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