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JP2019079701A - Method of manufacturing separator for zinc negative electrode secondary battery and separator for zinc negative electrode secondary battery - Google Patents

Method of manufacturing separator for zinc negative electrode secondary battery and separator for zinc negative electrode secondary battery Download PDF

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JP2019079701A
JP2019079701A JP2017205899A JP2017205899A JP2019079701A JP 2019079701 A JP2019079701 A JP 2019079701A JP 2017205899 A JP2017205899 A JP 2017205899A JP 2017205899 A JP2017205899 A JP 2017205899A JP 2019079701 A JP2019079701 A JP 2019079701A
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secondary battery
negative electrode
zinc
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JP2017205899A
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Japanese (ja)
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悠 宇田川
Yuu UDAGAWA
悠 宇田川
愛知 且英
Katsuhide Aichi
且英 愛知
亮二 大坪
Ryoji Otsubo
亮二 大坪
美枝 阿部
Mie Abe
美枝 阿部
有広 櫛部
Arihiro Kushibe
有広 櫛部
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Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

To provide a method of manufacturing a separator for a zinc negative electrode secondary battery containing a metal ion adsorbent and/or a layered double hydroxide and capable of ensuring process ease at a time of secondary battery manufacture, and a zinc negative electrode secondary battery separator containing a metal ion adsorbent and a layered double hydroxide and capable of improving life performance of the secondary battery and suppressing self-discharge.SOLUTION: Provided is the method of manufacturing a separator for a zinc negative electrode secondary battery includes: an impregnation step of impregnating a non-woven fabric with a dispersion containing a metal ion adsorbent and/or a layered double hydroxide; and a drying step of drying the nonwoven fabric impregnated with the dispersion. Also provided is the zinc negative electrode secondary battery provided with the separator for the zinc negative electrode secondary battery.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、亜鉛負極二次電池用セパレータの製造方法及び亜鉛負極二次電池用セパレータに関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a separator for zinc negative electrode secondary battery and a separator for zinc negative electrode secondary battery.

ニッケル亜鉛二次電池のサイクル耐久性向上技術として、負極に電解液保持能力の大きな含液材を圧入し、正極に合成樹脂の多孔性不織布と微多孔性合成樹脂フィルムを配設することが知られている(例えば、特許文献1)。同文献においては、亜鉛デンドライトによる電池機能低下抑制と電解液量が少量に限定された場合でも放電時に亜鉛活物質の利用率低下を抑制するべく、正極負極間のセパレータ構成の改良が記載されている。   As a technology for improving the cycle durability of nickel zinc secondary batteries, it is known to press a liquid containing material with a large electrolytic solution holding capacity into the negative electrode, and to arrange a porous nonwoven fabric of synthetic resin and a microporous synthetic resin film on the positive electrode. (E.g., Patent Document 1). In the document, improvement in separator configuration between positive and negative electrodes is described to suppress reduction in battery function due to zinc dendrite and to suppress reduction in utilization of zinc active material during discharge even when the amount of electrolyte is limited to a small amount. There is.

リチウムイオン電池の短絡防止技術として、不純物金属トラップ素材(イモゴライト)層を添加することが知られている(例えば、参考文献1:日立化成株式会社テクニカルレポート55号(2013年1月))。同文献においては、リチウムイオン電池に含まれる不純物金属(Cu等)に起因する微短絡を抑制すべく、不純物金属トラップ素材(イモゴライト)層を正極活物質に添加することが記載されている。   It is known that an impurity metal trap material (imogolite) layer is added as a short circuit prevention technology of a lithium ion battery (for example, reference 1: Hitachi Chemical Co., Ltd. Technical Report No. 55 (January 2013)). In the document, it is described that an impurity metal trap material (imogolite) layer is added to a positive electrode active material in order to suppress a micro short circuit caused by an impurity metal (such as Cu) contained in a lithium ion battery.

ニッケル亜鉛二次電池用セパレータとして、ポリマーと無機化合物とを含むアニオン伝導膜を、不織布等に積層した積層体が知られている(例えば、特許文献2)。同文献においては、亜鉛デンドライトによる電池機能低下を抑制するべく、セパレータが層状複水酸化物を含み得ることが記載されている。   As a separator for a nickel zinc secondary battery, a laminate in which an anion conductive film containing a polymer and an inorganic compound is laminated on a nonwoven fabric or the like is known (for example, Patent Document 2). In the document, it is described that the separator may contain a layered double hydroxide in order to suppress the decrease in battery function due to zinc dendrite.

特開昭52−9836号公報JP-A-52-9836 特開2015−95286号公報JP, 2015-95286, A

ニッケル亜鉛電池に用いるニッケル正極は充放電サイクル、過放電及び過充電により、正極の導電助剤(Co等)または不純物金属が電解液内へと溶出し、溶出した金属がセパレータを介して負極に到達すると、負極の水素化電圧の低下や自己放電量の増加を引き起こす。このため、金属イオンを負極へ到達させない工夫が必要である。
更に、特許文献2のような積層体は、必然的にアシンメトリーな構造を有するため、二次電池中に表裏を決めて組み込む等の作業が必要である。このような作業は、二次電池の製造工程を徒に煩雑にしてしまう虞がある。
The nickel positive electrode used in the nickel zinc battery is eluted in the electrolytic solution by the charge / discharge cycle, overdischarge and overcharge, and the conductive auxiliary agent (Co etc.) of the positive electrode or the impurity metal is eluted into the electrolytic solution, and the eluted metal is transferred to the negative electrode through the separator. When reached, it causes a decrease in the hydrogenation voltage of the negative electrode and an increase in the amount of self-discharge. Therefore, it is necessary to devise that the metal ions do not reach the negative electrode.
Furthermore, since the laminate as in Patent Document 2 inevitably has an asymmetric structure, it is necessary to perform an operation such as determining the front and back sides of the secondary battery, and so on. Such an operation may complicate the manufacturing process of the secondary battery.

そこで本発明は、自己放電を抑制するための金属イオン吸着剤を含有すると共に、二次電池製造時の工程容易性を確保することのできる、亜鉛負極二次電池用セパレータの製造方法、及び亜鉛負極二次電池用セパレータを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention contains a metal ion adsorbent for suppressing self-discharge, and a method of manufacturing a zinc negative electrode secondary battery separator that can ensure process easiness in secondary battery manufacturing, and zinc An object of the present invention is to provide a separator for a negative electrode secondary battery.

本発明は、金属イオン吸着剤を含む分散液を不織布に含浸させる含浸工程と、分散液を含浸した前記不織布を乾燥させる乾燥工程と、を備える、亜鉛負極二次電池用セパレータ(負極が亜鉛極である二次電池用セパレータ)の製造方法、を提供する。本発明によれば、二次電池製造時の工程容易性を確保することができるセパレータを製造できる。本発明により得られるセパレータは、不織布中に金属イオン吸着剤が分散して担持されたシンプルな構成であり、機能上も外観上もシンメトリーな構造を有している。したがって、二次電池中に組み込む際にセパレータの表裏に注意を払う必要がなく、二次電池の製造工程の煩雑化を抑制することができる。   The present invention comprises a separator for a zinc negative electrode secondary battery (in which the negative electrode is a zinc electrode, the separator comprises: an impregnation step of impregnating a dispersion containing a metal ion adsorbent into a nonwoven fabric; and a drying step of drying the nonwoven fabric impregnated with the dispersion). A method of manufacturing a separator for a secondary battery, which is According to the present invention, it is possible to manufacture a separator that can ensure processability at the time of manufacturing a secondary battery. The separator obtained by the present invention has a simple structure in which a metal ion adsorbent is dispersed and supported in a non-woven fabric, and has a symmetrical structure in terms of both function and appearance. Therefore, when incorporating in a secondary battery, it is not necessary to pay attention to the front and back of a separator, and complication of the manufacturing process of a secondary battery can be suppressed.

本発明において、分散液中の金属イオン吸着剤の含有量が、分散液の全質量を基準として1〜99質量%であることが好ましい。これにより、良好な分散性、良好な含浸性、セパレータ作製方法の簡便性等をより達成し易くなるため、含浸工程をより好適に実施することができる。   In the present invention, the content of the metal ion adsorbent in the dispersion is preferably 1 to 99% by mass based on the total mass of the dispersion. As a result, it is possible to more easily achieve good dispersibility, good impregnatability, simplicity of the method for producing a separator, and the like, so that the impregnation step can be carried out more suitably.

本発明は、また、分散液中の層状複水酸化物の含有量が、分散液の全質量を基準として1〜99質量%であることが好ましい。これにより、良好な分散性、良好な含浸性、セパレータ作製方法の簡便性等をより達成し易くなるため、含浸工程をより好適に実施することができる。   In the present invention, preferably, the content of the layered double hydroxide in the dispersion is 1 to 99% by mass based on the total mass of the dispersion. As a result, it is possible to more easily achieve good dispersibility, good impregnatability, simplicity of the method for producing a separator, and the like, so that the impregnation step can be carried out more suitably.

本発明は、また、不織布と、該不織布中に担持された金属イオン吸着剤とを備える、亜鉛負極二次電池用セパレータを提供する。本発明によれば、二次電池中に組み込む際にセパレータの表裏に注意を払う必要がなく、二次電池の製造工程の煩雑化を抑制することができる。   The present invention also provides a separator for a zinc negative electrode secondary battery, comprising a non-woven fabric and a metal ion adsorbent carried in the non-woven fabric. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when incorporating in a secondary battery, it is not necessary to pay attention to the front and back of a separator, and complication of the manufacturing process of a secondary battery can be suppressed.

本発明は、また、不織布と、該不織布中に担持された層状複水酸化物とを備える、亜鉛負極二次電池用セパレータを提供する。本発明によれば、二次電池中に組み込む際にセパレータの表裏に注意を払う必要がなく、二次電池の製造工程の煩雑化を抑制することができる。   The present invention also provides a zinc negative electrode secondary battery separator comprising a non-woven fabric and a layered double hydroxide supported in the non-woven fabric. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when incorporating in a secondary battery, it is not necessary to pay attention to the front and back of a separator, and complication of the manufacturing process of a secondary battery can be suppressed.

本発明において、金属イオン吸着剤の含有量が、セパレータの全質量を基準として1〜99質量%であることが好ましい。   In the present invention, the content of the metal ion adsorbent is preferably 1 to 99% by mass based on the total mass of the separator.

本発明において、層状複水酸化物の含有量が、セパレータの全質量を基準として1〜99質量%であることが好ましい。   In the present invention, the content of the layered double hydroxide is preferably 1 to 99% by mass based on the total mass of the separator.

本発明のセパレータは、ニッケル亜鉛二次電池用セパレータとして好適に用いることができる。   The separator of the present invention can be suitably used as a nickel zinc secondary battery separator.

本発明によれば、サイクルに伴う自己放電を抑制するための金属イオン吸着剤及び又は亜鉛のデンドライトを抑制するための層状複水酸化物を含有すると共に、二次電池製造時の工程容易性を確保することのできる、亜鉛負極二次電池用セパレータの製造方法、及び亜鉛負極二次電池用セパレータを提供することができる。   According to the present invention, a metal ion adsorbent for suppressing self-discharge with cycles and / or a layered double hydroxide for suppressing zinc dendrite are contained, and process easiness in manufacturing a secondary battery The manufacturing method of the separator for zinc negative electrode secondary batteries which can be ensured, and the separator for zinc negative electrode secondary batteries can be provided.

実施例及び比較例の充放電サイクル試験の結果を示す7 shows the results of charge and discharge cycle tests of Examples and Comparative Examples.

本実施形態のセパレータは、亜鉛負極二次電池に組み込まれる亜鉛負極二次電池用セパレータである。まず、当該二次電池がニッケル亜鉛二次電池である場合を例にとり説明する。   The separator of the present embodiment is a separator for a zinc negative electrode secondary battery incorporated into a zinc negative electrode secondary battery. First, the case where the secondary battery is a nickel zinc secondary battery will be described as an example.

[ニッケル亜鉛二次電池]
ニッケル亜鉛二次電池は、正極又は負極の一方の極としてニッケル(Ni)極と、正極又は負極の他方の極として亜鉛(Zn)極と、両極の間にセパレータと、さらにこれらが浸漬するアルカリ水溶液からなる電解液と、から少なくとも構成される。セパレータは正極と負極とを電気的に絶縁すると共に、微多孔を通じてOH-イオンを導通する役割を担う。ニッケル亜鉛二次電池の電池反応の一例を以下に示す(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-
(全体)2NiOOH+Zn+2H2O → 2Ni(OH)2+Zn(OH)2
[Nickel zinc secondary battery]
The nickel zinc secondary battery is an alkali in which a nickel (Ni) electrode as one of the positive electrode or the negative electrode, a zinc (Zn) electrode as the other of the positive electrode or the negative electrode, a separator between the two electrodes, and And at least an electrolytic solution composed of an aqueous solution. The separator serves to electrically insulate the positive electrode and the negative electrode and to conduct OH - ions through the fine pores. An example of the battery reaction of a nickel zinc secondary battery is shown below (discharge reaction: right direction, charge reaction: left direction).
(Positive electrode) 2NiOOH + 2H 2 O + 2e - → 2Ni (OH) 2 + 2OH -
(Negative electrode) Zn + 2OH - → Zn ( OH) 2 + 2e -
(Overall) 2 NiOOH + Zn + 2 H 2 O → 2 Ni (OH) 2 + Zn (OH) 2

(ニッケル極)
ニッケル極は、集電体と、集電体上に、水酸化ニッケル粒子を主成分とする活物質、添加剤、結着剤等を含む活物質層とを備える。水酸化ニッケル粒子の原料となる水酸化ニッケルには、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、水酸化ニッケル粒子の表面は、コバルト化合物等で被覆されていてもよい。
(Nickel electrode)
The nickel electrode includes a current collector, and an active material layer containing an active material mainly composed of nickel hydroxide particles, an additive, a binder and the like on the current collector. Cobalt, zinc, cadmium, magnesium, zirconium or the like may be dissolved in nickel hydroxide, which is a raw material of the nickel hydroxide particles. The surface of the nickel hydroxide particles may be coated with a cobalt compound or the like.

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。添加剤の添加量は、例えば活物質100質量部に対して、0.05〜30質量部とすることができる。   Additives include cobalt compounds such as metallic cobalt, cobalt oxide and cobalt hydroxide, metallic nickel, metallic zinc, zinc compounds such as zinc oxide and zinc hydroxide, calcium compounds such as calcium hydroxide and calcium carbonate, rare earth metals, And rare earth metal compounds. The additive amount of the additive can be, for example, 0.05 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the active material.

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。より具体的には、結着剤としては、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。結着剤の添加量は、例えば活物質100質量部に対して、0.01〜1.0質量部とすることができる。   Examples of the binder include hydrophilic or hydrophobic polymers and the like. More specifically, examples of the binder include hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), carboxymethylcellulose (CMC), sodium polyacrylate (SPA) and the like. In addition, as a binder, fluorine-based polymers such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyvinylidene fluoride (PVDF) can also be used. The addition amount of the binder can be, for example, 0.01 to 1.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the active material.

集電体としては、例えば、銅箔、電解銅箔、銅メッシュ(エキスパンドメタル)、発泡銅、パンチング銅、真鍮等の銅合金、真鍮箔、真鍮メッシュ(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、耐食性ニッケル、ニッケルメッシュ(エキスパンドメタル)、パンチングニッケル、発泡ニッケル、金属亜鉛、耐食性金属亜鉛、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、銀箔などが挙げられる。これらの集電体材料には、Ni、Zn、Sn、Pb、Hg、Bi、In、Tl等の元素がさらに添加されていてもよく、また集電体材料表面には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。   As the current collector, for example, copper foil, electrolytic copper foil, copper mesh (expanded metal), foamed copper, punched copper, copper alloy such as brass, brass foil, brass mesh (expanded metal), foamed brass, punched brass, Nickel foil, nickel mesh, corrosion resistant nickel, nickel mesh (expanded metal), punching nickel, foamed nickel, zinc metal, zinc corrosion resistant metal, zinc foil, zinc mesh (expanded metal), steel plate, punching steel plate, silver foil and the like. Elements such as Ni, Zn, Sn, Pb, Hg, Bi, In, and Tl may be further added to these current collector materials, and Ni, Zn, Sn, etc. may be added to the surface of the current collector material. Plating with Pb, Hg, Bi, In, Tl or the like may be performed.

(亜鉛極)
亜鉛極は、集電体と、集電体上に、亜鉛及び酸化亜鉛粒子を主成分とする活物質、添加剤、結着剤等を含む活物質層とを備える。
(Zinc electrode)
The zinc electrode includes a current collector, and an active material layer containing an active material mainly composed of zinc and zinc oxide particles, an additive, a binder and the like on the current collector.

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等が挙げられる。添加剤の添加量は、例えば活物質100質量部に対して、1〜20質量部とすることができる。   Additives include metal oxides which are nobler than the reduction potential of zinc such as indium oxide, bismuth oxide, lead oxide, cadmium oxide and thallium oxide, metal oxides having high wettability such as titanium oxide, aluminum oxide and silicon oxide And calcium compounds such as calcium oxide and calcium hydroxide, and fluorine compounds such as potassium fluoride and calcium fluoride. The additive amount of the additive can be, for example, 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the active material.

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等が挙げられる。結着剤の添加量は、例えば活物質100質量部に対して、0.5〜10質量部とすることができる。なお、亜鉛極においては、これらの結着剤に代えて、ポリエチレン、ポリプロピレン、酸化アルミニウム等から成るファイバー(繊維)を用いることもできる。   Examples of the binder include polytetrafluoroethylene, hydroxyethyl cellulose, polyethylene oxide and the like. The addition amount of the binder can be, for example, 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the active material. In addition, in the zinc electrode, it is also possible to use a fiber (fiber) made of polyethylene, polypropylene, aluminum oxide or the like in place of these binders.

電解液としては、例えば、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液等のアルカリ水溶液が挙げられる。   As an electrolyte solution, alkaline aqueous solution, such as potassium hydroxide aqueous solution, sodium hydroxide aqueous solution, lithium hydroxide aqueous solution, is mentioned, for example.

(セパレータ)
セパレータ(ニッケル亜鉛二次電池用セパレータ)としては、不織布と、該不織布中に担持された金属イオン吸着剤及び又は層状複水酸化物とを備える、本実施形態のセパレータが使用される。本実施形態のセパレータは金属イオン吸着剤を備えていることから、充放電サイクル、過放電及び過充電に伴う正極の導電助剤(Co等)または不純物金属が電解液内へと溶出された金属イオンの吸着性能を有する。すなわち、溶出した金属イオンがセパレータを介して負極に到達することを抑制することで、負極の水素化電圧の低下や自己放電量の増加を抑制することができる。
また、本実施形態のセパレータは層状複水酸化物を備えていることから、透過するアニオンの選択性を有する。すなわち、水酸化物イオン等のアニオンは当該セパレータを透過し易い一方で、アニオンであってもイオン半径の大きな、活物質に由来する金属含有イオン(Zn(OH)4 2-)等は当該セパレータを透過し難い。これにより、充放電による亜鉛極表面からの亜鉛デンドライトの成長を抑制することができる。
(Separator)
As a separator (separator for nickel zinc secondary batteries), the separator of the present embodiment is used, which comprises a non-woven fabric, a metal ion adsorbent carried in the non-woven fabric and / or a layered double hydroxide. Since the separator of the present embodiment is provided with a metal ion adsorbent, a metal in which a conductive support agent (Co or the like) or impurity metal of the positive electrode associated with charge and discharge cycles, overdischarge and overcharge is eluted into the electrolytic solution It has ion adsorption performance. That is, by suppressing the eluted metal ions from reaching the negative electrode through the separator, it is possible to suppress a decrease in the hydrogenation voltage of the negative electrode and an increase in the self-discharge amount.
Moreover, since the separator of this embodiment is provided with layered double hydroxide, it has the selectivity of the anion to permeate | transmit. That is, while anions such as hydroxide ions are easily transmitted through the separator, metal-containing ions (Zn (OH) 4 2- ) and the like derived from the active material, which are large in ion radius even if they are anions, are the separator Difficult to penetrate. Thereby, the growth of zinc dendrite from the zinc electrode surface by charge and discharge can be suppressed.

不織布としては、不織布に通常使用される繊維から加工されるものであれば特に制限されない。そのような繊維としては、セルロース繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維(ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等)、レーヨン繊維などが挙げられる。製造方法は特に限定されず、例えば繊維からフリースを形成し、形成したフリースを結合する工程を備える、一般的な方法が挙げられる。   The non-woven fabric is not particularly limited as long as it is processed from fibers commonly used in non-woven fabrics. Examples of such fibers include cellulose fibers, aramid fibers, glass fibers, nylon fibers, vinylon fibers, polyester fibers, polyolefin fibers (polyethylene fibers, polypropylene fibers and the like), rayon fibers and the like. The manufacturing method is not particularly limited, and for example, a general method including steps of forming a fleece from fibers and bonding the formed fleece can be mentioned.

不織布の厚さは、電池のオーミック抵抗低減、高エネルギー密度化等の観点から、5〜300μmとすることができる。ここでいう厚さは、膜厚計を用いて測定された異なる10点の厚さの平均値とする。   The thickness of the non-woven fabric can be 5 to 300 μm from the viewpoint of reducing the ohmic resistance of the battery, increasing the energy density, and the like. The thickness referred to here is an average value of the thickness of 10 different points measured using a film thickness meter.

不織布の空隙率は、充放電反応に必要な電解液量の保持、電池反応時の物質移動等を容易にする観点から、10〜95体積%とすることができる。空隙率は、不織布の面積A(cm2)、厚さt(cm)、不織布の質量(g)、及び使用する繊維の密度M(g/cm3)から、下記式によって求めることができる。
空隙率(体積%)={1−B/(M×A×t)}×100
The porosity of the non-woven fabric can be 10 to 95% by volume from the viewpoint of facilitating retention of the amount of electrolytic solution necessary for charge and discharge reaction, mass transfer at the time of battery reaction, and the like. The porosity can be determined from the area A (cm 2 ) of the non-woven fabric, the thickness t (cm), the mass (g) of the non-woven fabric, and the density M (g / cm 3 ) of fibers used.
Porosity (volume%) = {1-B / (M × A × t)} × 100

金属イオン吸着剤としては、経済性及び入手容易性に優れる化合物として、非晶質粘度鉱物、準晶質粘度鉱物、IXEPLAS−A1、IXEPLAS−A2、IXEPLAS−A1、IXEPLAS−B1(製品名、東亞合成株式会社製)等が挙げられる。   As metal ion adsorbents, amorphous viscosity minerals, quasicrystalline viscosity minerals, IXEPLAS-A1, IXEPLAS-A2, IXEPLAS-A1, and IXEPLAS-B1 (product name, Toho, as compounds excellent in economy and availability. And the like.

非晶質粘度鉱物、準晶質粘度鉱物としてはアルカリ電解液内で、金属イオンを吸着することができればよく、さらに吸着率が100%であるのが好ましい。また、比表面積が大きいものが吸着量、放出量が大きくなり好ましく、入手が容易で安価であれば尚好ましい。さらに鉄や銅など水素化電圧が小さく、ニッケル亜鉛電池の自己放電反応を加速させる金属を含まないものが好ましい。粘土鉱物の内、非晶質粘土鉱物であるイモゴライト、準晶質粘土鉱物であるアロフェンが特に上述した金属イオン吸着条件に適している。これら粘土鉱物の粒子は、アロフェンの粒子が直径3.0〜5.5nmの中空球状、イモゴライトの粒子が内径0.5〜1.20nm、外径1.0〜3.0nmのチューブ状をしており、粘土鉱物の中でも粒子サイズが小さく、比表面積が高い。また、上記粘度鉱物と比較して比表面積がやや劣るものの、カオリン鉱物やアルミ水酸化物といった粘土鉱物を用いることも可能である。平均粒子径は、例えば走査型電子顕微鏡(以下「SEM」と略記する。)を用いて、セパレータを直接観察することにより得ることができる。具体的には、100個の粒子について直径を測定し、測定値の平均値を平均粒子径とすることができる。   As the amorphous viscosity mineral and the semicrystalline viscosity mineral, metal ions may be adsorbed in the alkaline electrolyte, and the adsorption ratio is preferably 100%. In addition, those having a large specific surface area are preferable because the amount of adsorption and the amount of release are large, and it is more preferable if they are easily available and inexpensive. Further, it is preferable to use one having a small hydrogenation voltage such as iron or copper and containing no metal that accelerates the self-discharge reaction of the nickel zinc battery. Among clay minerals, imogolite which is an amorphous clay mineral and allophane which is a semicrystalline clay mineral are particularly suitable for the above-mentioned metal ion adsorption conditions. The particles of these clay minerals are allophane particles in the form of hollow spheres having a diameter of 3.0 to 5.5 nm, and imogolite particles having a tube shape having an inner diameter of 0.5 to 1.20 nm and an outer diameter of 1.0 to 3.0 nm. Among clay minerals, the particle size is small and the specific surface area is high. Moreover, although the specific surface area is slightly inferior to that of the above-mentioned viscosity mineral, it is also possible to use a clay mineral such as kaolin mineral or aluminum hydroxide. The average particle size can be obtained by directly observing the separator using, for example, a scanning electron microscope (hereinafter abbreviated as “SEM”). Specifically, the diameter of 100 particles can be measured, and the average value of the measured values can be used as the average particle diameter.

金属イオン吸着剤の散在している場所は正極板と負極板の間であり、例えば電解液中に散在していても、セパレータに固定されて散在していても、及び/または正極板の正極活物質の表面上に散在していてもよい。
層状複水酸化物としてはハイドロタルサイトが挙げられ、具体的には、例えば下記一般式(1)にて示されるハイドロタルサイト化合物が挙げられる。
[L2+ 1-x3+ x(OH)2x+[(An-x/n・mH2O]x- ・・・(1)
Where the metal ion adsorbent is dispersed is between the positive electrode plate and the negative electrode plate, for example, whether it is dispersed in the electrolytic solution or fixed to the separator and dispersed, and / or the positive electrode active material of the positive electrode plate It may be scattered on the surface of.
The layered double hydroxide includes hydrotalcite, and specific examples include a hydrotalcite compound represented by the following general formula (1).
[L 2+ 1−x Q 3+ x (OH) 2 ] x + [(A n − ) x / n · m H 2 O] x − (1)

式(1)中、Lは2価の金属イオンを示し、具体的には、Mg2+、Fe2+、Zn2+、Ca2+、Ni2+、Co2+、Cu2+等が挙げられ、Qは3価の金属イオンを示し、具体的には、Al3+、Fe3+、Mn3+等が挙げられ、Aはn価のアニオンを示し、具体的には、OH-、SO4 2-、CO3 2-、NO3-等が挙げられる。また、同式中、xは0.2≦x≦0.33を満たし、mは0≦m≦3.5を満たす。 In the formula (1), L represents a divalent metal ion, and specifically, Mg 2+ , Fe 2+ , Zn 2+ , Ca 2+ , Ni 2+ , Co 2+ , Cu 2+ etc. Q is a trivalent metal ion, specifically, Al 3+ , Fe 3+ , Mn 3+ and the like, and A is an n-valent anion, and specifically, OH , SO 4 2- , CO 3 2- , NO 3- and the like. In the formula, x satisfies 0.2 ≦ x ≦ 0.33, and m satisfies 0 ≦ m ≦ 3.5.

上記式(1)で示されるハイドロタルサイト化合物の中でも、経済性及び入手容易性に優れる化合物として、LがMg2+であり、QがAl3+であり、AがCO3 2-であるものが挙げられる。このようなハイドロタルサイト化合物としては、STABLACE
HR−1、STABLACE HR−7、STABLACE HR−P(製品名、堺化学工業株式会社)、DHT−4A、DHT−4A−2、DHT−4C、DHT−4H等(製品名、協和化学工業株式会社製)、IXE−700F(製品名、東亞合成株式会社製)等が挙げられる。
Among the hydrotalcite compounds represented by the above formula (1), L is Mg 2+ , Q is Al 3+ , and A is CO 3 2- as a compound which is excellent in economy and availability. The thing is mentioned. As such a hydrotalcite compound, STABLACE
HR-1, STABLACE HR-7, STABLACE HR-P (product name, Sakai Chemical Industry Co., Ltd.), DHT-4A, DHT-4A-2, DHT-4C, DHT-4H, etc. (product name, Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) Company company), IXE-700F (product name, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) and the like.

層状複水酸化物の平均粒子径は、後述する分散液中での良好な分散性と、不織布空隙への良好な充填性との観点から、0.3〜10μmとすることができる。平均粒子径は、例えば走査型電子顕微鏡(以下「SEM」と略記する。)を用いて、セパレータを直接観察することにより得ることができる。具体的には、100個の粒子について直径を測定し、測定値の平均値を平均粒子径とすることができる。   The average particle diameter of the layered double hydroxide can be set to 0.3 to 10 μm from the viewpoint of good dispersibility in the below-described dispersion liquid and good filling into the non-woven fabric voids. The average particle size can be obtained by directly observing the separator using, for example, a scanning electron microscope (hereinafter abbreviated as “SEM”). Specifically, the diameter of 100 particles can be measured, and the average value of the measured values can be used as the average particle diameter.

アニオンの選択性をより向上する観点で、上記式(1)で示されるハイドロタルサイト化合物を高温(例えば、500℃程度)にて焼成したものを用いることもできる。   From the viewpoint of further improving the selectivity of the anion, it is also possible to use one obtained by firing the hydrotalcite compound represented by the above formula (1) at high temperature (for example, about 500 ° C.).

不織布中の金属イオン吸着剤の含有量(担持量)は、金属イオン吸着性と充放電反応に必要な電解液量の保持との両立の観点から、セパレータの全質量を基準として1〜99質量%とすることができる。また、当該含有量は、セパレータの全体積を基準として1〜99体積%とすることができる。セパレータ中の金属イオン吸着剤の坦持量は、例えば熱天秤−質量分析(以下「TG−MS」と略記する。)、誘導結合プラズマ質量分析(以下「ICP−MS」と略記する。)等を用いて、不織布及び金属イオン吸着剤の質量を分離し、セパレータ中の金属イオン吸着剤の含有量を得ることができる。セパレータ中の金属イオン吸着剤が占める体積は、例えばSEMを用いて、セパレータを直接観察することにより得ることができる。具体的には、SEM画像内の不織布の繊維が占める割合と金属イオン吸着剤が占める割合から体積を算出し、SEM画像10枚当りに占める体積の平均値を金属イオン吸着剤の体積とすることができる。   The content (carrying amount) of the metal ion adsorbent in the non-woven fabric is 1 to 99 mass based on the total mass of the separator from the viewpoint of coexistence with metal ion adsorption and retention of the electrolyte amount necessary for charge and discharge reaction. It can be%. Moreover, the said content can be made into 1-99 volume% on the basis of the whole volume of a separator. The supported amount of the metal ion adsorbent in the separator is, for example, thermobalance-mass spectrometry (hereinafter abbreviated as "TG-MS"), inductively coupled plasma mass spectrometry (hereinafter abbreviated as "ICP-MS"), etc. The weight of the non-woven fabric and the metal ion adsorbent can be separated to obtain the content of the metal ion adsorbent in the separator. The volume occupied by the metal ion adsorbent in the separator can be obtained by directly observing the separator using, for example, an SEM. Specifically, the volume is calculated from the ratio of the non-woven fabric in the SEM image and the ratio of the metal ion adsorbent, and the average value of the volume per 10 SEM images is used as the metal ion adsorbent volume. Can.

不織布中の層状複水酸化物の含有量(担持量)は、アニオンの選択性と充放電反応に必要な電解液量の保持との両立の観点から、セパレータの全質量を基準として1〜99質量%とすることができる。また、当該含有量は、セパレータの全体積を基準として1〜99体積%とすることができる。セパレータ中の層状複水酸化物の坦持量は、例えば熱天秤−質量分析(以下「TG−MS」と略記する。)、誘導結合プラズマ質量分析(以下「ICP−MS」と略記する。)等を用いて、不織布及び層状複水酸化物の質量を分離し、セパレータ中の層状複水酸化物の含有量を得ることができる。セパレータ中の層状複水酸化物が占める体積は、例えばSEMを用いて、セパレータを直接観察することにより得ることができる。具体的には、SEM画像内の不織布の繊維が占める割合と層状複水酸化物が占める割合から体積を算出し、SEM画像10枚当りに占める体積の平均値を層状複水酸化物の体積とすることができる。   The content (loading amount) of the layered double hydroxide in the non-woven fabric is 1 to 99 based on the total mass of the separator from the viewpoint of achieving both the selectivity of the anion and the retention of the amount of electrolyte necessary for charge and discharge reaction. It can be mass%. Moreover, the said content can be made into 1-99 volume% on the basis of the whole volume of a separator. The supported amount of layered double hydroxide in the separator is, for example, thermobalance-mass spectrometry (hereinafter abbreviated as "TG-MS"), inductively coupled plasma mass spectrometry (hereinafter abbreviated as "ICP-MS"). The mass of the non-woven fabric and the layered double hydroxide can be separated to obtain the content of the layered double hydroxide in the separator. The volume occupied by the layered double hydroxide in the separator can be obtained by directly observing the separator using, for example, an SEM. Specifically, the volume is calculated from the ratio of the non-woven fabric in the SEM image and the ratio of the layered double hydroxide, and the average value of the volume per 10 SEM images is the volume of the layered double hydroxide can do.

不織布中には、金属イオン吸着剤及び又は層状複水酸化物以外の化合物も担持され得る。主に正極及び負極活物質の製造時に使用する添加材であり、例えば、結着剤であるカルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレンオキシド、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。これらの添加材の含有量は、セパレータの特性を阻害しない程度とすることができ、例えばセパレータの全質量を基準として0〜90質量%とすることができる。   In the non-woven fabric, compounds other than metal ion adsorbents and / or layered double hydroxides may also be supported. The additive is mainly used in the production of the positive electrode and the negative electrode active material, and examples thereof include a binder such as carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, polyethylene oxide, polytetrafluoroethylene and the like. The content of these additives can be set to a level that does not impair the characteristics of the separator, and can be, for example, 0 to 90% by mass based on the total mass of the separator.

また、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−有機セパレータ等の他のセパレータを、本実施形態のセパレータと併用してもよい。この場合、例えば、正極及び負極をそれぞれ他のセパレータで挟み込み、これらを本実施形態のセパレータを介して積層する態様が挙げられる。他のセパレータ(例えば、親水性のポリオレフィン系微多孔膜)を併用することにより、例えば、負極の形態変化、凝集及びデンドライトの抑制、負極の導電性の向上等が達成され易くなるため、ニッケル亜鉛電池の充放電のサイクル寿命を延ばし易くなる。   Also, other separators such as a polyolefin-based microporous membrane, a nylon-based microporous membrane, an oxidation-resistant ion exchange resin membrane, a cellophane-based regenerated resin membrane, and an inorganic-organic separator may be used in combination with the separator of this embodiment. Good. In this case, for example, there is a mode in which the positive electrode and the negative electrode are respectively sandwiched by the other separators, and these are stacked via the separator of the present embodiment. By using other separators (for example, a hydrophilic polyolefin-based microporous film) in combination, it is easy to achieve, for example, suppression of morphological change, aggregation and dendrite of the negative electrode, improvement of the conductivity of the negative electrode, etc. It becomes easy to extend the cycle life of charge and discharge of the battery.

[ニッケル亜鉛二次電池の製造方法]
ニッケル極及び亜鉛極の製造方法は特に限定されず、例えば次のような方法が挙げられる。すなわち、活物質層を得るための各原料と水とを混練して活物質ペーストを調製し、これを集電体上に塗布する。この際、集電体として多孔質材料を用いた場合は、孔内にも活物質ペーストが充填される。その後、これを乾燥し、さらにローラプレスによる加圧成形を行うことにより、集電体上に活物質層を備える電極が得られる。なお、活物質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。
[Method of manufacturing nickel zinc secondary battery]
The method for producing the nickel electrode and the zinc electrode is not particularly limited, and examples thereof include the following methods. That is, each raw material for obtaining an active material layer and water are kneaded to prepare an active material paste, which is applied on a current collector. At this time, when a porous material is used as the current collector, the active material paste is also filled in the pores. Thereafter, the resultant is dried and further subjected to pressure forming by a roller press, whereby an electrode having an active material layer on a current collector can be obtained. In addition, only an active material paste is rolled beforehand, it forms in a sheet form, this is crimped | bonded to a collector, and after press-molding, an electrode can also be obtained by drying.

セパレータは、金属イオン吸着剤及び又は層状複水酸化物を含む分散液を不織布に含浸させる含浸工程と、分散液を含浸した不織布を乾燥させる乾燥工程と、を備える方法により得ることができる。   The separator can be obtained by a method including an impregnating step of impregnating a non-woven fabric with a dispersion containing a metal ion adsorbent and / or a layered double hydroxide, and a drying step of drying the non-woven fabric impregnated with the dispersion.

分散液は、金属イオン吸着剤及び又は層状複水酸化物と、例えば、結着剤であるカルボキシメチルセルロース、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等と、を水に添加して攪拌することで調製することができる。攪拌には、例えば乳鉢、攪拌機 MAZWLA ZZ−2221(製品名、東京理化器械株式会社)、ハイビスミックス2P−1型(製品名、プライミクス株式会社)等の機器を使用することができる。   The dispersion is prepared by adding metal ion adsorbent and / or layered double hydroxide and, for example, a binder such as carboxymethyl cellulose, polytetrafluoroethylene, hydroxyethyl cellulose and polyethylene oxide to water and stirring. It can be prepared. For stirring, for example, equipment such as a mortar, a stirrer MAZWLA ZZ-2221 (product name, Tokyo Rika Kikai Co., Ltd.), Hibismix 2P-1 type (product name, Primix Corporation), etc. can be used.

分散液中の金属イオン吸着剤の含有量は、良好な分散性の確保、良好な含浸性、セパレータ作製方法の簡便性等の観点から、分散液の全質量を基準として1〜99質量%とすることができる。   The content of the metal ion adsorbent in the dispersion is 1 to 99% by mass based on the total mass of the dispersion, from the viewpoint of securing good dispersibility, good impregnatability, simplicity of the separator production method, etc. can do.

分散液中の層状複水酸化物の含有量は、良好な分散性の確保、良好な含浸性、セパレータ作製方法の簡便性等の観点から、分散液の全質量を基準として1〜99質量%とすることができる。   The content of the layered double hydroxide in the dispersion is 1 to 99% by mass based on the total mass of the dispersion from the viewpoint of securing good dispersibility, good impregnatability, simplicity of the separator production method, etc. It can be done.

分散液中の上記結着剤の含有量は、良好な分散性、良好な含浸性等の観点から、分散液の全質量を基準として0〜90質量%とすることができる。   The content of the binder in the dispersion can be from 0 to 90% by mass based on the total mass of the dispersion from the viewpoint of good dispersibility, good impregnation, and the like.

このようにして調製した分散液を20分間〜24時間減圧して分散液中の空気を除去(脱泡)した後、不織布全体に含浸させる。含浸時間は20分間〜24時間程度とすることができる。不織布へ分散液を均一に含浸させるために、減圧しながら含浸させてもよい。   The dispersion thus prepared is depressurized for 20 minutes to 24 hours to remove air from the dispersion (defoaming), and then the whole nonwoven fabric is impregnated. The impregnation time can be about 20 minutes to 24 hours. In order to uniformly impregnate the non-woven fabric with the dispersion, it may be impregnated under reduced pressure.

分散液を含浸した不織布がその後乾燥されることにより、本実施形態のセパレータを得ることができる。乾燥温度及び乾燥時間は、セパレータ内の水分を完全に除去すると言う観点から、それぞれ35〜60℃、20分間〜24時間とすることができる。乾燥には、例えば小型高温チャンバーST−120B1(製品名、エスペック株式会社)等の機器を使用することができる。なお、このようにして得られるセパレータは、不織布中に層状複水酸化物が分散して担持されており、機能上も外観上もシンメトリーな構造を有している。したがって、二次電池中に組み込む際にセパレータの表裏に注意を払う必要がなく、二次電池の製造工程の煩雑化を抑制することができる。   The separator of this embodiment can be obtained by drying the nonwoven fabric impregnated with the dispersion thereafter. The drying temperature and the drying time can be set to 35 to 60 ° C. and 20 minutes to 24 hours, respectively, from the viewpoint of completely removing the water in the separator. For drying, an apparatus such as, for example, a small high-temperature chamber ST-120B1 (product name, ESPEC Corp.) can be used. In the separator thus obtained, the layered double hydroxide is dispersed and supported in the nonwoven fabric, and has a symmetrical structure in terms of both function and appearance. Therefore, when incorporating in a secondary battery, it is not necessary to pay attention to the front and back of a separator, and complication of the manufacturing process of a secondary battery can be suppressed.

上記により得られたニッケル極及び亜鉛極を、本実施形態のセパレータを介して交互に積層し、同極性の極板同士をストラップで連結させて極板群を作製する。この極板群を電槽内に配置して未化成のニッケル亜鉛二次電池とし、これに電解液を注入して放置後、所定の条件にて充電(化成処理)を行うことで、ニッケル亜鉛二次電池を得ることができる。   The nickel electrode and the zinc electrode obtained as described above are alternately stacked via the separator of this embodiment, and electrode plates of the same polarity are connected by straps to produce an electrode plate group. The electrode plate group is disposed in a battery case to form an unformed nickel zinc secondary battery, into which an electrolytic solution is injected and left to stand, and then charged (chemical conversion treatment) under predetermined conditions to obtain nickel zinc. A secondary battery can be obtained.

なお、必要に応じ、ニッケル亜鉛電池の充放電のサイクル寿命を延ばす観点から、例えば、正極及び負極を親水性のポリオレフィン系の微多孔膜で挟み込んでもよい。   In addition, from the viewpoint of extending the cycle life of charge and discharge of the nickel zinc battery, for example, the positive electrode and the negative electrode may be sandwiched by hydrophilic polyolefin microporous membranes, if necessary.

[亜鉛空気電池]
以上、本実施形態のセパレータがニッケル亜鉛二次電池に組み込まれる場合を例にとり説明をしたが、特に正極についてはニッケル極に限定されるものではない。その他の正極としては、空気極が挙げられる。
[Zinc-air battery]
As mentioned above, although the case where the separator of this embodiment is integrated in a nickel zinc secondary battery was explained to the example, it is not limited to a nickel electrode especially about a positive electrode. An air electrode is mentioned as another positive electrode.

空気極としては、亜鉛空気電池に使用される公知の空気極が挙げられる。空気極は、一般的に空気極触媒、電子伝導性材料等を含んでなる。なお、電子伝導性材料としても機能する空気極触媒を用いる場合には、空気極は、そのような電子伝導性材料でありかつ空気極触媒を含んでなるものであってもよい。   As an air electrode, the well-known air electrode used for a zinc air battery is mentioned. The air electrode generally comprises an air electrode catalyst, an electron conductive material, and the like. When an air electrode catalyst that also functions as an electron conductive material is used, the air electrode may be such an electron conductive material and may include the air electrode catalyst.

空気極触媒としては、亜鉛空気電池における正極として機能するものが挙げられ、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、黒鉛等の酸化還元触媒機能を有するカーボン系材料、白金、ニッケル等の酸化還元触媒機能を有する金属材料、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、スピネル酸化物等の酸化還元触媒機能を有する無機酸化物材料などが挙げられる。空気極触媒の形状は特に限定されないが、例えば粒子形状とすることができる。空気極における空気極触媒の含有量としては、空気極の合計量に対して、5〜70体積%とすることができ、5〜60体積%としてもよく、5〜50体積%としてもよい。   As an air electrode catalyst, what functions as a positive electrode in a zinc air battery is mentioned, and various air electrode catalysts which can use oxygen as a positive electrode active material can be used. As an air electrode catalyst, carbon based materials having a redox catalyst function such as graphite, metal materials having a redox catalyst function such as platinum and nickel, perovskite type oxide, manganese dioxide, nickel oxide, cobalt oxide, spinel oxide And inorganic oxide materials having a redox catalyst function. The shape of the cathode catalyst is not particularly limited, but may be, for example, in the form of particles. The content of the air electrode catalyst in the air electrode can be 5 to 70% by volume, may be 5 to 60% by volume, or 5 to 50% by volume with respect to the total amount of the air electrode.

電子伝導性材料としては、導電性を有し、空気極触媒とセパレータとの間で電子伝導を可能とするものが挙げられる。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、粒子形状であってもよいし、その他の形状であってもよいが、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のが好ましい。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ないし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としては、空気極の合計量に対して、10〜80体積%とすることができ、15〜80体積%としてもよく、20〜80体積%としてもよい。   Examples of the electron conductive material include those having conductivity and enabling electron conduction between the cathode catalyst and the separator. Electron conductive materials include carbon blacks such as ketjen black, acetylene black, channel black, furnace black, lamp black, thermal black, natural graphite such as scale-like graphite, and graphite such as artificial graphite and exfoliated graphite Examples thereof include conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers, metal powders such as copper, silver, nickel and aluminum, organic electron conductive materials such as polyphenylene derivatives, and arbitrary mixtures thereof. The shape of the electron conductive material may be in the form of particles or other shapes, but is preferably used in a form that provides a continuous phase in the thickness direction of the air electrode. For example, the electron conducting material may be a porous material. In addition, the electron conductive material may be in the form of a mixture or a complex with the air electrode catalyst, and as described above, may be an air electrode catalyst that also functions as an electron conductive material. The content of the electron conductive material in the air electrode may be 10 to 80% by volume, may be 15 to 80% by volume, or may be 20 to 80% by volume with respect to the total amount of the air electrode. .

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。   Next, the present invention will be described in more detail by the following examples, but these examples do not limit the present invention in any way.

・実施例1
[ニッケル電極の作製]
多孔度95%1.6mmのスポンジ状ニッケル金属多孔体をロールプレスにより1.2mmまで調厚した。それに、平均径が20ミクロンのコバルト被覆水酸化ニッケル粉末88質量部、添加剤としてコバルト粉末8質量部、酸化コバルト2質量部、酸化亜鉛2質量部、カルボキシメチルセルロースの2質量%水溶液30質量部とを混合して作ったペースト状活物質を充填した。その後、80℃で60分乾燥し、その後ロールプレスにて0.66mmまで加圧成形して、ニッケル電極を作製した。
Example 1
[Fabrication of nickel electrode]
A sponge-like nickel metal porous body having a porosity of 95% and 1.6 mm was adjusted to 1.2 mm by a roll press. In addition, 88 parts by mass of cobalt-coated nickel hydroxide powder having an average diameter of 20 microns, 8 parts by mass of cobalt powder as an additive, 2 parts by mass of cobalt oxide, 2 parts by mass of zinc oxide, and 30 parts by mass of a 2 mass% aqueous solution of carboxymethylcellulose Was filled with a paste-like active material. Thereafter, it was dried at 80 ° C. for 60 minutes, and then pressure-formed to 0.66 mm by a roll press to prepare a nickel electrode.

[亜鉛電極の作製]
酸化亜鉛粉末82質量部、亜鉛粉末10質量部、添加剤として酸化インジウム5質量部を混合した混合粉末に、PTFEを60質量%含有するPTFEディスパージョン(三井デュポンフロロケミカル社製商品名;テフロン31−JR(テフロンは登録商標))5質量部と水10質量部を加えて、乳鉢で剪断応力を加えながら15分間混練して混練物を得た。さらに水40質量部を加えて、15分間混練し活物質ペーストを得た。このペーストをローラで1.0mmまで圧延してシート化し、所定寸法に切り取った2枚のシートを集電体である0.1mmスズメッキ銅製パンチングメタルの両面に配し、加圧成形した後、乾燥して、0.4mmの亜鉛電極を作製した。
[Preparation of zinc electrode]
PTFE dispersion containing 60% by mass of PTFE in a mixed powder obtained by mixing 82 parts by mass of zinc oxide powder, 10 parts by mass of zinc powder, and 5 parts by mass of indium oxide as an additive (trade name of Mitsui DuPont Fluorochemicals; Teflon 31 -5 parts by mass of JR (Teflon is a registered trademark) and 10 parts by mass of water were added, and the mixture was kneaded for 15 minutes while applying shear stress in a mortar to obtain a kneaded product. Further, 40 parts by mass of water was added, and the mixture was kneaded for 15 minutes to obtain an active material paste. The paste is rolled to 1.0 mm with a roller to form a sheet, and two sheets cut to a predetermined size are placed on both sides of a 0.1 mm tin-plated copper punching metal as a current collector, pressure-formed, and then dried. Then, a 0.4 mm zinc electrode was produced.

[イモゴライトの作製]
本実施例で用いたイモゴライトの製造方法を示す。濃度:700mmol/Lの塩化アルミニウム水溶液500mLに、濃度:350mmol/Lのオルトケイ酸ナトリウム水溶液500mLを加え、30分間攪拌した。この溶液に、濃度:1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を330mL加え、pH=6.1に調整した。pH調整した溶液を30分間攪拌後、遠心分離装置としてTOMY社製:Suprema23及びスタンダードロータNA−16を用い、回転速度:3,000回転/分で、5分間の遠心分離を行った。遠心分離後、上澄みを排出し、ゲル状沈殿物を純水に再分散させ、遠心分離前の容積に戻した。このような遠心分離による脱塩処理を3回行った。脱塩処理3回目の上澄み液排出後に得たゲル状沈殿物を、濃度が60g/Lとなるように純水に分散し、HORIBA社製:F−55及び電気伝導率セル:9382−10Dを用いて、常温(25℃)で、電気伝導率を測定したところ、1.3S/mであった。脱塩処理3回目の上澄み液排出後に得たゲル状沈殿物に、濃度:1mol/Lの塩酸を135mL加えてpH=3.5に調整し、30分間攪拌した。このときの溶液中のケイ素原子濃度及びアルミニウム原子濃度を、ICP発光分光装置:P−4010(株式会社日立製作所製)を用いて、常法により測定したところ、ケイ素原子濃度は213mmol/L、アルミニウム原子濃度は426mmol/Lであった。次に、この溶液を乾燥器に入れ、98℃で48時間(2日間)加熱した。加熱後溶液(アルミニウムケイ酸塩濃度47g/L)に、濃度:1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を188mL添加し、pH=9.1に調整した。pH調整により溶液中のアルミニウムケイ酸塩を凝集させ、上記同様の遠心分離でこの凝集体を沈殿させて、上澄み液を排出した。これに純水を添加して遠心分離前の容積に戻すという脱塩処理を3回行った。脱塩処理3回目の上澄み液排出後に得たゲル状沈殿物を、濃度が60g/Lとなるように純水に分散し、HORIBA社製:F−55及び電気伝導率セル:9382−10Dを用いて、常温(25℃)で電気伝導率を測定したところ、0.6S/mであった。脱塩処理3回目の上澄み液排出後に得たゲル状沈殿物を、60℃で16時間乾燥して30gのイモゴライトを得た。
[Preparation of imogolite]
The manufacturing method of the imogolite used by the present Example is shown. Concentration: 500 mL of a sodium orthosilicate aqueous solution having a concentration of 350 mmol / L was added to 500 mL of an aluminum chloride aqueous solution having a concentration of 700 mmol / L, and the mixture was stirred for 30 minutes. To this solution was added 330 mL of a 1 mol / L aqueous solution of sodium hydroxide to adjust to pH = 6.1. The pH-adjusted solution was stirred for 30 minutes, and then centrifuged for 5 minutes at a rotational speed of 3,000 revolutions / minute using Suprema 23 and Standard Rotor NA-16 manufactured by TOMY as a centrifugal separator. After centrifugation, the supernatant was drained and the gel-like precipitate was redispersed in pure water and returned to the volume before centrifugation. Such desalting treatment by centrifugation was performed three times. The gelled precipitate obtained after the third desalting treatment was discharged from the supernatant was dispersed in pure water to a concentration of 60 g / L, and made by HORIBA: F-55 and conductivity cell: 9382-10D. It was 1.3 S / m, when the electrical conductivity was measured at normal temperature (25 degreeC) using it. A gelled precipitate obtained after the third desalting treatment was discharged from the supernatant liquid was adjusted to pH = 3.5 by adding 135 mL of hydrochloric acid having a concentration of 1 mol / L and stirred for 30 minutes. The silicon atom concentration and the aluminum atom concentration in the solution at this time are measured by an ordinary method using ICP emission spectrometer: P-4010 (manufactured by Hitachi, Ltd.), and the silicon atom concentration is 213 mmol / L, aluminum The atomic concentration was 426 mmol / L. The solution was then placed in an oven and heated to 98 ° C. for 48 hours (2 days). After heating, 188 mL of a 1 mol / L aqueous solution of sodium hydroxide was added to the solution (aluminum silicate concentration 47 g / L) to adjust to pH = 9.1. The aluminum silicate in the solution was flocculated by pH adjustment, and this flocculate was precipitated by the same centrifugation as above, and the supernatant was drained. Pure water was added to this, and the desalting process of returning to the volume before centrifugation was performed 3 times. The gelled precipitate obtained after the third desalting treatment was discharged from the supernatant was dispersed in pure water to a concentration of 60 g / L, and made by HORIBA: F-55 and conductivity cell: 9382-10D. It was 0.6 S / m, when the electrical conductivity was measured at normal temperature (25 degreeC) using it. The gelled precipitate obtained after the third supernatant discharge was subjected to desalination treatment was dried at 60 ° C. for 16 hours to obtain 30 g of imogolite.

[セパレータの作製]
カルボキシメチルセルロース0.09gと水7.7gを混合し、カルボキシメチルセルロース溶液を調製した。その後、イモゴライト1.5g、ポリテトラフルオロエチレン60%調整液6.5g、及び上記で調製したカルボキシメチルセルロース溶液を混合し、イモゴライト分散液を調製した。調製したハイドロタルサイト分散液は、その後脱泡のため20分間減圧され、分散液中の空気が除去された。
[Preparation of separator]
A carboxymethylcellulose solution was prepared by mixing 0.09 g of carboxymethylcellulose and 7.7 g of water. Thereafter, 1.5 g of imogolite, 6.5 g of a 60% solution of polytetrafluoroethylene, and the carboxymethyl cellulose solution prepared above were mixed to prepare an imogolite dispersion. The prepared hydrotalcite dispersion was then depressurized for 20 minutes for degassing to remove air in the dispersion.

調製したイモゴライト分散液を、不織布VL−100(製品名、ニッポン高度紙工業株式会社製)に20分間含浸させた。その後、不織布を取り出し、小型高温チャンバーST−120B1(製品名、プライミクス株式会社)内に吊り下げて、50℃で20分間乾燥させた。これにより、不織布と、不織布中に担持されたイモゴライトとを備えるセパレータを得た。このようにして、表裏の区別をする必要のない、シンメトリーなセパレータを得た。   The prepared imogolite dispersion was impregnated for 20 minutes in a non-woven fabric VL-100 (product name, manufactured by Nippon Advanced Paper Industry Co., Ltd.). Thereafter, the non-woven fabric was taken out and suspended in a small high-temperature chamber ST-120B1 (product name, Primix Co., Ltd.) and dried at 50 ° C. for 20 minutes. Thereby, the separator provided with the non-woven fabric and the imogolite carried in the non-woven fabric was obtained. In this way, a symmetrical separator was obtained, which did not need to distinguish between the front and back.

[ニッケル亜鉛二次電池の作製]
上記により得られたニッケル極1枚と及び亜鉛極2枚を、正極及び負極を親水化処理したポリプロピレン/ポリエチレンの微多孔膜で包んだ後、本実施形態のセパレータを介して交互に積層し、同極性の極板同士をスポット溶接で連結させて極板群を作製した。この極板群を電槽内に配置して未化成のニッケル亜鉛二次電池とし、これに電解液として水酸化リチウム1質量%を添加した水酸化カリウム30質量%水溶液を注入した後、24時間放置した。その後、15mA、15時間の条件で充電(化成処理)を行い、設計容量が約150mAhのニッケル亜鉛二次電池を作製した。
[Fabrication of a nickel zinc secondary battery]
After covering one nickel electrode and two zinc electrodes obtained as described above with a microporous film of polypropylene / polyethylene which has been subjected to a hydrophilic treatment for the positive electrode and the negative electrode, they are alternately laminated via the separator of this embodiment, The electrode plates of the same polarity were connected by spot welding to produce an electrode plate group. The electrode plate group is disposed in a battery case to form an unformed nickel zinc secondary battery, and a 30% by mass aqueous solution of potassium hydroxide to which 1% by mass of lithium hydroxide is added as an electrolytic solution is injected for 24 hours I left it. Thereafter, charging (chemical conversion treatment) was performed under the conditions of 15 mA for 15 hours to prepare a nickel zinc secondary battery having a design capacity of about 150 mAh.

・実施例2
セパレータとして、ハイドロタルサイトを含浸させる不織布を用いたこと以外は、実施例と同様にしてニッケル亜鉛二次電池を作製した。
Example 2
A nickel zinc secondary battery was produced in the same manner as in the example except that a non-woven fabric impregnated with hydrotalcite was used as the separator.

[セパレータの作製]
カルボキシメチルセルロース0.09gと水7.7gを混合し、カルボキシメチルセルロース溶液を調製した。その後、ハイドロタルサイト(STABLACE HR−1(製品名、堺化学工業株式会社))10.0g、ポリテトラフルオロエチレン60%調整液6.5g、及び上記で調製したカルボキシメチルセルロース溶液を混合し、ハイドロタルサイト分散液を調製した。分散液中のハイドロタルサイトの含有量は41.2質量%であった。調製したハイドロタルサイト分散液は、その後脱泡のため20分間減圧され、分散液中の空気が除去された。
[Preparation of separator]
A carboxymethylcellulose solution was prepared by mixing 0.09 g of carboxymethylcellulose and 7.7 g of water. Thereafter, 10.0 g of hydrotalcite (STABLACE HR-1 (product name, Sakai Chemical Industry Co., Ltd.)), 6.5 g of a 60% solution of polytetrafluoroethylene, and the carboxymethylcellulose solution prepared above are mixed, Talcite dispersions were prepared. The content of hydrotalcite in the dispersion was 41.2% by mass. The prepared hydrotalcite dispersion was then depressurized for 20 minutes for degassing to remove air in the dispersion.

調製したハイドロタルサイト分散液を、不織布VL−100(製品名、ニッポン高度紙工業株式会社製)に20分間含浸させた。その後、不織布を取り出し、小型高温チャンバーST−120B1(製品名、プライミクス株式会社)内に吊り下げて、50℃で20分間乾燥させた。これにより、不織布と、不織布中に担持されたハイドロタルサイトとを備えるセパレータを得た。セパレータ中のハイドロタルサイトの含有量は、セパレータの全質量を基準として56.1質量%であった。なお、含有量は、電子天秤GX−600(製品名、株式会社エー・アンド・デイ)により秤量した。このようにして、表裏の区別をする必要のない、シンメトリーなセパレータを得た。   The prepared hydrotalcite dispersion was impregnated for 20 minutes in a non-woven fabric VL-100 (product name, manufactured by Nippon Advanced Paper Industry Co., Ltd.). Thereafter, the non-woven fabric was taken out and suspended in a small high-temperature chamber ST-120B1 (product name, Primix Co., Ltd.) and dried at 50 ° C. for 20 minutes. Thereby, the separator provided with the nonwoven fabric and the hydrotalcite supported in the nonwoven fabric was obtained. The content of hydrotalcite in the separator was 56.1% by mass based on the total mass of the separator. The content was measured by an electronic balance GX-600 (product name, A & D Co., Ltd.). In this way, a symmetrical separator was obtained, which did not need to distinguish between the front and back.

・実施例3
セパレータとして、イモゴライト及びハイドロタルサイトを含浸させる不織布を用いたこと以外は、実施例と同様にしてニッケル亜鉛二次電池を作製した。
Example 3
A nickel zinc secondary battery was produced in the same manner as in the example except that a non-woven fabric impregnated with imogolite and hydrotalcite was used as a separator.

[セパレータの作製]
カルボキシメチルセルロース0.09gと水7.7gを混合し、カルボキシメチルセルロース溶液を調製した。その後、イモゴライト1.5g、ハイドロタルサイト(STABLACE HR−1(製品名、堺化学工業株式会社))8.5g、ポリテトラフルオロエチレン60%調整液6.5g、及び上記で調製したカルボキシメチルセルロース溶液を混合し、イモゴライト及びハイドロタルサイト分散液を調製した。分散液中のハイドロタルサイトの含有量は41.2質量%であった。調製したハイドロタルサイト分散液は、その後脱泡のため20分間減圧され、分散液中の空気が除去された。
[Preparation of separator]
A carboxymethylcellulose solution was prepared by mixing 0.09 g of carboxymethylcellulose and 7.7 g of water. Thereafter, 1.5 g of imogolite, 8.5 g of hydrotalcite (STABLACE HR-1 (product name, Sakai Chemical Industry Co., Ltd.)), 6.5 g of a polytetrafluoroethylene 60% adjusting solution, and the carboxymethyl cellulose solution prepared above The mixture was mixed to prepare imogolite and hydrotalcite dispersions. The content of hydrotalcite in the dispersion was 41.2% by mass. The prepared hydrotalcite dispersion was then depressurized for 20 minutes for degassing to remove air in the dispersion.

調製したイモゴライト及びハイドロタルサイト分散液を、不織布VL−100(製品名、ニッポン高度紙工業株式会社製)に20分間含浸させた。その後、不織布を取り出し、小型高温チャンバーST−120B1(製品名、プライミクス株式会社)内に吊り下げて、50℃で20分間乾燥させた。これにより、不織布と、不織布中に担持されたハイドロタルサイトとを備えるセパレータを得た。セパレータ中のイモゴライトの含有量は、セパレータの全質量を基準として5.1質量%であった。セパレータ中のハイドロタルサイトの含有量は、セパレータの全質量を基準として47.7質量%であった。なお、含有量は、電子天秤GX−600(製品名、株式会社エー・アンド・デイ)により秤量した。このようにして、表裏の区別をする必要のない、シンメトリーなセパレータを得た。   The prepared imogolite and hydrotalcite dispersion were impregnated for 20 minutes in a non-woven fabric VL-100 (product name, manufactured by Nippon High Paper Industry Co., Ltd.). Thereafter, the non-woven fabric was taken out and suspended in a small high-temperature chamber ST-120B1 (product name, Primix Co., Ltd.) and dried at 50 ° C. for 20 minutes. Thereby, the separator provided with the nonwoven fabric and the hydrotalcite supported in the nonwoven fabric was obtained. The imogolite content in the separator was 5.1% by mass based on the total mass of the separator. The content of hydrotalcite in the separator was 47.7% by mass based on the total mass of the separator. The content was measured by an electronic balance GX-600 (product name, A & D Co., Ltd.). In this way, a symmetrical separator was obtained, which did not need to distinguish between the front and back.

・比較例
セパレータとして、イモゴライト及びハイドロタルサイトを含浸させない不織布を用いたこと以外は、実施例と同様にしてニッケル亜鉛二次電池を作製した。
Comparative Example A nickel zinc secondary battery was produced in the same manner as in the example except that a non-woven fabric not impregnated with imogolite and hydrotalcite was used as a separator.

[ニッケル亜鉛二次電池の自己放電性能の評価]
上記により得られたニッケル亜鉛二次電池の自己放電性能を確認するために、容量保存特性試験を実施した。容量保存特性試験の条件として、一定期間電池を開回路状態で保存し、保存前後の放電容量の維持率から自己放電性能を評価した。試験温度は25℃、保存期間は30日間、保存前後の放電容量の測定は放電電流が1Cの一定電流、放電終止電圧が1.1V、放電深度が100%、充電は充電電流が1C、充電電圧が1.9V、定電圧で4時間実施した。
表1は、試験前後の放電容量の値から算出される自己放電率の結果を示す。自己放電率は以下のとおり算出した。
自己放電率(%)=(保存前での放電容量/30日後保存後の放電容量)×100
[Evaluation of self-discharge performance of nickel zinc secondary battery]
In order to confirm the self-discharge performance of the nickel zinc secondary battery obtained as described above, a capacity storage characteristic test was performed. As a condition of the capacity storage characteristic test, the battery was stored in an open circuit state for a certain period, and the self-discharge performance was evaluated from the retention rate of the discharge capacity before and after storage. Test temperature is 25 ° C, storage period is 30 days, measurement of discharge capacity before and after storage is constant current of discharge current 1C, discharge termination voltage 1.1V, depth of discharge 100%, charge current 1C, charge current The voltage was 1.9 V and constant voltage was applied for 4 hours.
Table 1 shows the results of the self-discharge rates calculated from the values of the discharge capacity before and after the test. The self-discharge rate was calculated as follows.
Self discharge rate (%) = (Discharge capacity before storage / Discharge capacity after storage after 30 days) × 100

Figure 2019079701
Figure 2019079701

なお、CAは、蓄電池の充放電の特性を表す単位である。CAにおけるCは、蓄電池の放電率を表す単位であり、Aは電流値を表すアンペア等の単位を示す。放電率は、電池容量に対する放電時の電流の相対的な比率である。電池容量は、放電させて放電終止までに取り出せる電気量を示し、単位はAh(アンペアアワー)等である。1Cは、公称容量値の容量を持つ単電池を定電流放電して、1時間で放電終了となる電流値を指す。1CAは、1Cの場合に実際に流れる電流値を示す。   In addition, CA is a unit showing the characteristic of charging / discharging of a storage battery. C in CA is a unit representing the discharge rate of the storage battery, and A represents a unit such as an amperage representing a current value. The discharge rate is the relative ratio of the current during discharge to the battery capacity. The battery capacity indicates an amount of electricity which can be discharged and taken out by the end of the discharge, and the unit is Ah (ampere hour) or the like. 1C indicates a current value at which discharge is completed in one hour by performing constant current discharge on a cell having a capacity of a nominal capacity value. 1CA shows the current value which actually flows in the case of 1C.

実施例1では、30日後の放電容量が90%に維持されたのに対し、比較例1では放電容量が85%に維持された。このように、不織布にイモゴライトを含浸させたセパレータを用いると、自己放電が抑制されていた。すなわち、実施例において、ニッケル亜鉛電池の自己放電を抑制し、保存後の放電容量を維持できることが明らかとなった。   In Example 1, the discharge capacity after 30 days was maintained at 90%, while in Comparative Example 1, the discharge capacity was maintained at 85%. Thus, when the separator in which the nonwoven fabric was impregnated with imogolite was used, self-discharge was suppressed. That is, in the example, it became clear that the self-discharge of the nickel zinc battery can be suppressed and the discharge capacity after storage can be maintained.

[ニッケル亜鉛二次電池のサイクル性能の評価]
上記により得られたニッケル亜鉛二次電池の性能を確認するために、充放電サイクル試験を実施した。充放電サイクル試験の条件として、試験温度は25℃、放電は放電電流が0.5Cの一定電流、放電終止電圧が1.1V、放電深度が100%、放電後休止が1時間、充電は充電電流が1C、充電電圧が1.9V、定電圧で4時間、充電後休止1時間のサイクル試験を実施した。また、25サイクル経過毎に16時間〜24時間の休止し、休止後1回目の放電容量を比較することで、休止中の自己放電率を測定した。
図1は、実施の形態の充放電サイクル試験の結果を示す。放電容量維持率は以下のとおり算出した。
放電容量維持率(%)=(各サイクル数での放電容量/初期の放電容量)×100
また、表2は、25サイクル経過毎に16時間〜24時間の休止の間の自己放電率の結果を示す。自己放電率は以下のとおり算出した。
自己放電率(%)=(休止前での放電容量/休止後1回目の放電容量)×100
[Evaluation of cycle performance of nickel zinc secondary battery]
In order to confirm the performance of the nickel zinc secondary battery obtained as described above, a charge and discharge cycle test was performed. As conditions for charge and discharge cycle test, test temperature is 25 ° C, discharge current is constant current of 0.5C, discharge termination voltage is 1.1V, depth of discharge is 100%, after discharge rest is 1 hour, charge is charging A cycle test was performed at a current of 1 C, a charge voltage of 1.9 V, and a constant voltage for 4 hours, and after charge and for 1 hour off. Moreover, the self-discharge rate in rest was measured by rest for 16 hours to 24 hours every 25 cycles and comparing the first discharge capacity after rest.
FIG. 1 shows the result of the charge and discharge cycle test of the embodiment. The discharge capacity retention rate was calculated as follows.
Discharge capacity retention rate (%) = (Discharge capacity at each cycle number / initial discharge capacity) × 100
Also, Table 2 shows the results of the self-discharge rate during the rest of 16 hours to 24 hours every 25 cycles. The self-discharge rate was calculated as follows.
Self-discharge rate (%) = (Discharge capacity before suspension / Discharge capacity after first pause) × 100

Figure 2019079701
Figure 2019079701

実施例2では、充放電サイクル試験を152サイクル行ったが、放電容量は90.1%が維持された。また、25サイクル毎の16時間〜24時間での自己放電率は最大で10.8%であった。このように、不織布にハイドロタルサイトを含浸させたセパレータを用いることで、放電容量の低下が抑制されていた。すなわち、実施例において、ニッケル亜鉛電池のサイクル寿命の向上が可能であることが明らかとなった。   In Example 2, although 152 cycles of charge and discharge cycle tests were conducted, the discharge capacity was maintained at 90.1%. Moreover, the self-discharge rate in 16 hours-24 hours for every 25 cycles was 10.8% at the maximum. Thus, the decrease in discharge capacity was suppressed by using the separator in which the non-woven fabric is impregnated with the hydrotalcite. That is, it became clear that the cycle life of the nickel zinc battery can be improved in the examples.

実施例3では、同様に充放電サイクル試験を152サイクル行ったが、放電容量は98.6%が維持された。また、25サイクル毎の16時間〜24時間での自己放電率は最大で1.3%であった。このように、不織布にイモゴライト及びハイドロタルサイトを含浸させたセパレータを用いることで、放電容量の低下と自己放電が抑制されていた。すなわち、実施例において、ニッケル亜鉛電池のサイクル寿命の向上と自己放電の抑制が可能であることが明らかとなった。   Similarly, in Example 3, 152 cycles of charge and discharge cycle tests were conducted, but the discharge capacity was maintained at 98.6%. Moreover, the self-discharge rate in 16 hours-24 hours for every 25 cycles was 1.3% at the maximum. Thus, the decrease in discharge capacity and the self-discharge were suppressed by using the separator in which the non-woven fabric is impregnated with imogolite and hydrotalcite. That is, it became clear in the Example that the cycle life of the nickel zinc battery can be improved and the self-discharge can be suppressed.

比較例1では、同様に充放電サイクル試験を152サイクル行ったが、放電容量は50.2%まで低下した。また、25サイクル毎の16時間〜24時間での自己放電率は、150サイクル後の電池電圧が0.3V付近まで低下したことから、放電容量の測定はできなかった。但し、値直前の放電電気量から、自己放電率を算出すると48.7%であった。このように、不織布にイモゴライト及び又はハイドロタルサイトを含浸させないセパレータを用いることで、電池の放電容量の維持と自己放電の抑制ができないことが明らかとなった。   Similarly, in Comparative Example 1, the charge / discharge cycle test was conducted for 152 cycles, but the discharge capacity decreased to 50.2%. Moreover, since the battery voltage after 150 cycles fell to 0.3V vicinity, the measurement of discharge capacity was not possible in the self-discharge rate in 16 hours-24 hours for every 25 cycles. However, the self-discharge rate was 48.7% when calculated from the amount of discharged electricity immediately before the value. As described above, it has become clear that the use of a separator not impregnated with imogolite and / or hydrotalcite in the non-woven fabric can not maintain the discharge capacity of the battery and suppress the self-discharge.

Claims (6)

金属イオン吸着剤及び又は層状複水酸化物を含む分散液を不織布に含浸させる含浸工程と、分散液を含浸した前記不織布を乾燥させる乾燥工程と、を備える、亜鉛負極二次電池用セパレータの製造方法。   Production of a separator for a zinc negative electrode secondary battery, comprising: an impregnation step of impregnating a non-woven fabric with a dispersion containing a metal ion adsorbent and / or layered double hydroxide into a non-woven fabric; and a drying step of drying the non-woven fabric impregnated with the dispersion. Method. 分散液中の金属イオン吸着剤の含有量が、分散液の全質量を基準として1〜99質量%である、請求項1に記載の製造方法。   The method according to claim 1, wherein the content of the metal ion adsorbent in the dispersion is 1 to 99% by mass based on the total mass of the dispersion. 分散液中の層状複水酸化物の含有量が、分散液の全質量を基準として1〜99質量%である、請求項1に記載の製造方法。   The method according to claim 1, wherein the content of the layered double hydroxide in the dispersion is 1 to 99% by mass based on the total mass of the dispersion. 不織布と、該不織布中に担持されたと金属イオン吸着剤を備える、亜鉛負極二次電池用セパレータ。   A separator for a zinc negative electrode secondary battery, comprising a non-woven fabric and a metal ion adsorbent carried in the non-woven fabric. 不織布と、該不織布中に担持されたと層状複水酸化物を備える、亜鉛負極二次電池用セパレータ。   A separator for a zinc negative electrode secondary battery comprising a non-woven fabric and a layered double hydroxide carried in the non-woven fabric. ニッケル亜鉛二次電池用セパレータである、請求項4又は5に記載のセパレータ。   The separator according to claim 4, which is a nickel zinc secondary battery separator.
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