(57)【要約】  ニッケル電極と、亜鉛電極と、を備え、ニッケル電極の電極容量に対する亜鉛電極の電極容量の比率が、２．１〜４．５である、ニッケル亜鉛電池。
2020230204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛電極と、ニッケル電極と、を備え、
前記ニッケル電極の電極容量に対する前記亜鉛電極の電極容量の比率が、２．１〜４．５である、ニッケル亜鉛電池。
【請求項２】
前記ニッケル電極の電極容量に対する前記亜鉛電極の電極容量の比率が、３．０以上である、請求項１に記載のニッケル亜鉛電池。
【請求項３】
前記ニッケル電極の電極容量に対する前記亜鉛電極の電極容量の比率が、３．５以下である、請求項１又は２に記載のニッケル亜鉛電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニッケル亜鉛電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
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し、エネルギー密度に優れ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】
ところで、ニッケル亜鉛電池では、ニッケル電極と亜鉛電極との充電効率に差があるため、完全な充電を行うためには過充電とする必要がある。しかしながら、電池への過充電が進行した場合、例えば、電池内部で発熱が起こり、電解液の減少、電池部品の損傷等により電池寿命に至る。このように、ニッケル亜鉛電池は、過充電に起因して早期寿命に至る場合がある。【０００４】
これに対し、特許文献１には、ニッケル−亜鉛セルおよび電池のための４段階充電技術が開示されており、この技術により、デンドライトの形成および有害な過充電が無く、亜鉛電極の形状変化が最小に抑えられると共に酸素再結合が最小に抑えられ、高いサイクル寿命が保証されるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００４−５２３１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、特許文献１に開示されるような充電技術によらず、電池構成の観点から過充電に起因する問題を解決することを目的とするものであり、より具体的には、ニッケル亜鉛電池の優れたエネルギー密度を損なうことなく、過充電耐性を向上させることを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面は、亜鉛電極と、ニッケル電極と、を備え、ニッケル電極の電極容量に対する亜鉛電極の電極容量の比率が、２．１〜４．５である、ニッケル亜鉛電池に関する。このニッケル亜鉛電池は、エネルギー密度に優れると共に、過充電耐性にも優れる。【０００８】
一側面において、ニッケル電極の電極容量に対する亜鉛電極の電極容量の比率は、３．０以上であってよい。この場合、ニッケル亜鉛電池はより優れた過充電耐性を示す。【０００９】
一側面において、ニッケル電極の電極容量に対する亜鉛電極の電極容量の比率は、３．５以下であってよい。この場合、ニッケル亜鉛電池はより優れたエネルギー密度を有することとなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エネルギー密度に優れると共に、過充電耐性にも優れるニッケル亜鉛電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例及び比較例のニッケル亜鉛電池における過充電時の電圧の変位を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
＜ニッケル亜鉛電池＞
本実施形態のニッケル亜鉛電池（例えばニッケル亜鉛二次電池）は、負極としての亜鉛電極と、正極としてのニッケル電極と、を備える。本実施形態のニッケル亜鉛電池では、ニッケル電極の電極容量（正極容量）Ｐ［単位：Ａｈ］に対する亜鉛電極の電極容量（負極容量）Ｎ［単位：Ａｈ］の比率（Ｎ／Ｐ）が、２．１〜４．５である。本実施形態では、亜鉛電極及びニッケル電極の電極容量比を上記範囲とすることにより、優れた過充電耐性と優れたエネルギー密度を両立することができる。
【００１４】
負極容量Ｎ及び正極容量Ｐは、電極に用いる活物質の量、並びに、添加剤の種類及び量を変更することで所望の範囲に調整することができる。理論的には、クーロン効率（充放電効率）が１００％である場合には、１枚の亜鉛電極に含まれる亜鉛の量（ｇ）と、亜鉛の理論容量（Ａｈ／ｇ）の積が負極容量Ｎとなり、１枚のニッケル電極に含まれる水酸化ニッケルの量（ｇ）と、水酸化ニッケルの理論容量（Ａｈ／ｇ）の積が正極容量Ｐとなる。そのため、添加剤を含まない場合のクーロン効率、及び、添加剤のクーロン効率への影響を実験的に求めておくことで、より所望の値に近い電極容量を有する電極（ニッケル電極及び亜鉛電極）を得ることができる。なお、亜鉛電極に含まれる活物質が、酸化亜鉛等の亜鉛化合物である場合、当該亜鉛化合物の量ではなく、当該亜鉛化合物に含まれる亜鉛分の量を「亜鉛の量」とする。
【００１５】
ニッケル亜鉛電池における負極容量Ｎは、例えば、ニッケル亜鉛電池から亜鉛電極を取り出し、対象とする亜鉛電極より十分に大きな容量のニッケル電極と組み合わせ、完全充電と完全放電をすることで測定することができる。正極容量Ｐも同様に、ニッケル亜鉛電池からニッケル電極を取り出し、対象となるニッケル電極よりも十分に大きな容量の亜鉛電極と組み合わせ、上記の充放電をすることで、測定することができる。
【００１６】
本実施形態のニッケル亜鉛電池は化成されたものであってよく、未化成であってもよい。本実施形態のニッケル亜鉛電池の基本構成としては、従来のニッケル亜鉛電池と同様の構成を用いることができる。以下、一例として、電槽と、電槽に収容された電極群及び電解液と、を備えるニッケル亜鉛電池について説明する。なお、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。
【００１７】
（電極群）
電極群は、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。電極群における負極、正極及びセパレータのそれぞれは複数であってよい。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。
【００１８】
負極は、負極集電体と、該負極集電体に支持された負極材（電極材）と、を有する。
【００１９】
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、発泡金属、エキスパンドメタル、パンチングメタル、金属繊維のフェルト状物等によって構成された３次元網目構造の集電体などであってもよい。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、負極の反応電位でも安定である材料（負極の反応電位よりも貴な酸化還元電位を有する材料、アルカリ水溶液中で基材表面に酸化被膜等の保護被膜を形成して安定化する材料など）を用いることができる。また、負極においては、副反応として電解液の分解反応が進行し水素ガスが発生するが、水素過電圧の高い材料はこのような副反応の進行を抑制できる点で好ましい。負極集電体を構成する材料の具体例としては、亜鉛；鉛；スズ；スズ等の金属メッキを施した金属材料（銅、真鍮、鋼、ニッケル等）などが挙げられる。
【００２０】
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。負極材層は、負極集電体上に形成されていてよい。負極集電体の負極材を支持する部分が３次元網目構造を有する場合、当該集電体の網目の間に負極材が充填されて負極材層が形成されていてもよい。
【００２１】
負極材は、亜鉛を含む負極活物質（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。負極活物質は、これらの成分のうちの一種を単独で含んでいてよく、複数種を含んでいてもよい。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。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％である。
【００２２】
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、例えば、結着剤、導電剤等が挙げられる。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。
【００２３】
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質量部であってもよい。
【００２４】
導電剤としては、インジウム化合物（酸化インジウム等）などが挙げられる。導電剤の含有量は、例えば、負極活物質１００質量部に対して１〜２０質量部である。
【００２５】
負極材の密度は、優れた寿命性能が得られる観点から、好ましくは４．０ｇ／ｃｍ３以上であり、より好ましくは４．５ｇ／ｃｍ３以上であり、更に好ましくは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。
【００２６】
負極材の密度（単位：ｇ／ｃｍ３）は、例えば、集電体に負極材を充填する際に負極材を加圧して充填すること、負極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。
【００２７】
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。
【００２８】
負極容量Ｎ換算の負極材の密度は、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。負極容量Ｎ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、負極容量Ｎ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。
【００２９】
負極容量Ｎは、用途に応じて適宜設定してよい。負極容量Ｎは、本発明の効果が得られやすくなる観点から、例えば、０．０１Ａｈ以上、０．０５Ａｈ以上、０．１Ａｈ以上、１Ａｈ以上、１０Ａｈ以上、１５Ａｈ以上又は２０Ａｈ以上であってよく、７００Ａｈ以下、６５０Ａｈ以下、６００Ａｈ以下、１００Ａｈ以下、５０Ａｈ以下又は３０Ａｈ以下であってよい。
【００３０】
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。
【００３１】
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。正極材層は、正極集電体上に形成されていてよい。正極集電体の正極材支持部が３次元網目構造を有する場合、当該集電体の網目の間に正極材が充填されて正極材層が形成されていてもよい。
【００３２】
正極材は、ニッケルを含む正極活物質（電極活物質）を含有する。正極活物質としては、オキシ水酸化ニッケル（ＮｉＯＯＨ）、水酸化ニッケル等が挙げられる。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％であってもよい。
【００３３】
正極材は、添加剤として、正極活物質以外の他の成分を更に含有してよい。添加剤としては、バインダー（結着剤）、導電剤、膨張抑制剤等が挙げられる。
【００３４】
バインダーとしては、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、例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、ポリアクリル酸ナトリウム（ＳＰＡ）、フッ素系ポリマー（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等）などをバインダーとして用いることができる。バインダーの含有量は、例えば、正極活物質１００質量部に対して０．０１〜５質量部である。
【００３５】
導電剤としては、コバルト化合物（金属コバルト、酸化コバルト、水酸化コバルト等）などが挙げられる。導電剤の含有量は、例えば、正極活物質１００質量部に対して１〜２０質量部である。
【００３６】
膨張抑制剤としては、酸化亜鉛等が挙げられる。膨張抑制剤の含有量は、例えば、正極活物質１００質量部に対して０．０１〜５質量部である。
【００３７】
正極材の密度は、優れた寿命性能が得られる観点から、好ましくは４．０ｇ／ｃｍ３以上であり、より好ましくは４．５ｇ／ｃｍ３以上であり、更に好ましくは４．８ｇ／ｃｍ３以上である。正極材の密度は、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、正極材の密度は、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。正極材の密度（単位：ｇ／ｃｍ３）は、負極材の密度の調整方法と同様の方法により調整できる。また、正極材の密度（単位：ｇ／ｃｍ３）は、負極材の密度の測定方法と同様の方法により測定できる。
【００３８】
正極容量Ｐ換算の正極材の密度は、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。正極容量Ｐ換算の正極材の密度は、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、正極容量Ｐ換算の正極材の密度は、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。
【００３９】
正極容量Ｐは、用途に応じて適宜設定してよい。正極容量Ｐは、本発明の効果が得られやすくなる観点から、例えば、０．００２５Ａｈ以上、０．００５Ａｈ以上、０．０２５Ａｈ以上、０．１Ａｈ以上、１．０Ａｈ以上、６．０Ａｈ以上又は９．０Ａｈ以上であってよく、３５０Ａｈ以下、３１０Ａｈ以下、２８５Ａｈ以下、１００Ａｈ以下又は１０Ａｈ以下であってよい。
【００４０】
正極容量Ｐに対する負極容量Ｎの比率（Ｎ／Ｐ）は、優れた過充電耐性が得られる観点から、２．１以上であり、好ましくは２．３以上であり、より好ましくは２．５以上であり、更に好ましくは２．８以上であり、特に好ましくは３．０以上である。正極容量Ｐに対する負極容量Ｎの比率（Ｎ／Ｐ）は、優れたエネルギー密度が得られる観点から、４．５以下であり、好ましくは４．０以下であり、より好ましくは３．９以下であり、更に好ましくは３．５以下である。
【００４１】
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。
【００４２】
（電解液）
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、本実施形態のニッケル亜鉛電池は、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。
【００４３】
以上説明したニッケル亜鉛電池の製造方法は、例えば、ニッケル亜鉛電池の構成部材を得る構成部材製造工程と、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。構成部材製造工程では、少なくとも電極（負極及び正極）を得る。
【００４４】
電極は、例えば、電極材（負極材及び正極材）の原料に対して溶媒（例えば水）を加えて混練することにより電極材ペースト（ペースト状の電極材）を得た後、電極材ペーストを用いて電極材層を形成することにより得ることができる。
【００４５】
負極材の原料としては、負極活物質の原料（例えば金属亜鉛、酸化亜鉛及び水酸化亜鉛）、添加剤（例えば前記結着剤）等が挙げられる。正極材の原料としては、正極活物質の原料（例えば水酸化ニッケル）、添加剤（例えば前記結着剤）等が挙げられる。
【００４６】
電極材層を形成する方法としては、例えば、電極材ペーストを集電体に塗布又は充填した後に乾燥することで電極材層を得る方法が挙げられる。電極材層は、必要に応じて、プレス等によって密度を高めてもよい。
【００４７】
組立工程では、例えば、構成部材製造工程で得られた負極正極を、セパレータを介して交互に積層した後、負極同士及び正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。
【００４８】
続いて、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（負極活物質及び正極活物質）の性状に応じて調整することができる。
【００４９】
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。
【実施例】
【００５０】
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。【００５１】
（実施例１）
［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である負極材（負極材層）４３．５ｇを有する未化成の負極を得た。なお、予めＰＴＦＥが負極のクーロン効率に与える影響を実験により求め、負極容量Ｎが目的の値となるように、酸化亜鉛、金属亜鉛及びＰＴＦＥの配合量を調整した。【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、密度が３．１７ｇ／ｃｍ３である正極材（正極材層）４０．６ｇを有する未化成の正極を得た。なお、予め金属コバルト、水酸化コバルト、ＣＭＣ及びＰＴＦＥが正極のクーロン効率に与える影響を実験により求め、正極容量Ｐが目的の値となるように、水酸化ニッケル粉末、金属コバルト、水酸化コバルト、ＣＭＣ及びＰＴＦＥの配合量を調整した。【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。不織布は、所定の大きさに裁断したものを使用した。【００５４】
［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。【００５５】
＜ニッケル亜鉛電池の作製＞
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。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、５．６Ａ、１．９Vの定電流定電圧充電を１５時間行い、公称容量が８Ａｈのニッケル亜鉛電池を作製した。得られたニッケル亜鉛電池における負極容量Ｎは２５．０Ａｈであり、正極容量Ｐは８．０５Ａｈであり、正極容量Ｐに対する負極容量Ｎの比率（Ｎ／Ｐ）は３．１０であった。【００５６】
（実施例２〜３、比較例１〜３）
負極容量Ｎが表１に示す値となるように、酸化亜鉛、金属亜鉛及びＰＴＦＥの使用量を変更したこと、並びに、正極容量Ｐが表１に示す値となるように、水酸化ニッケル、金属コバルト、水酸化コバルト、ＣＭＣ及びＰＴＦＥの使用量を変更したこと以外は、実施例１と同様にして、負極及び正極を作製し、実施例１と同様にして、ニッケル亜鉛電池を作製した。得られたニッケル亜鉛電池における負極容量Ｎ、正極容量Ｐ及び正極容量Ｐに対する負極容量Ｎの比率（Ｎ／Ｐ）は表１に示すとおりであった。【００５７】
【表１】
2020230204.tif 000003
【００５８】
＜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過充電耐性及びエネルギー密度の評価を行った。【００５９】
（過充電耐性評価）
実施例及び比較例のニッケル亜鉛電池に対して、過充電を行い、電圧と充電率（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｃｈａｒｇｅ）との関係を求めた。具体的には、まず、終止電流を２０時間率、充電電流を３時間率として、１．９Ｖまで電池を定電流定電圧充電し、満充電の状態とした。その後、３時間率の電流で１．１Ｖまで放電し、この電池の電池容量を得た。再度、電池を満充電状態とした後、電池を３時間率の電流で３６分放電し、充電率＝８０％の状態とした。その後、２．５時間率の電流で３時間充電し、過充電を行った。過充電した時の電池電圧を測定し、ピーク電圧をＶｍａｘとして記録した。結果を図１に示す。図１の縦軸は電池電圧（Ｖ）を示し、横軸は電池の充電率（％）を示す。なお、充電率（％）は、満充電の状態の容量（電池容量）と放電した容量の差を電池容量で除した値、又は、満充電の状態の容量（電池容量）と充電した容量の和を電池容量で除した値である。【００６０】
図１に示すように、ニッケル亜鉛電池はピーク電圧（Ｖｍａｘ）を示し、ピーク電圧を境にガスの発生及び電池の発熱が顕著となることを確認した。そこで、ピーク電圧までは過充電に対する耐性を有するものとして、ピーク電圧時の充電率を比較することにより、過充電耐性を評価した。結果を表２に示す。【００６１】
（エネルギー密度評価）
上記過充電耐性評価で求めた電池容量と電池容量測定時に求めた平均放電電圧との積（電池容量×平均放電電圧）を、電池の体積（電槽の容積）で除すことにより、実施例及び比較例のニッケル亜鉛電池のエネルギー密度を求めた。結果を表２に示す。
【００６２】
【表２】
2020230204.tif 000004
【図１】
2020230204.tif 000005
【国際調査報告】
2020230204.tif 000006
2020230204.tif 000007