JP2010508641A5

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Publication number: JP2010508641A5
Application number: JP2009535323A
Authority: JP
Filing date: 2007-11-01
Publication date: 2010-12-24
Anticipated expiration: 2027-11-01

Claims

第１及び第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置したセパレータと、
水性アルカリ電解質と、
第１の電極ケーシング及び第２の電極ケーシング、及び前記第１の電極ケーシングと第２の電極ケーシングとの間に配置した電気的絶縁ガスケットを含むとともに前記第１の電極、第２の電極、セパレータ及び電解質を収容するハウジングと、
を含み、
前記第１の電極ケーシングは、前記第１の電極と接触するとともに内面及び外面を有し、少なくとも第１の層と該第１の層の上に配置された第２の層とでコーティングされた基材を含み、前記第１の層及び第２の層は、銅、スズ及び亜鉛を独立して含み、前記第１の層の銅の重量パーセントが前記第２の層よりも大きく、前記第２の層のスズの重量パーセントが前記第１の層よりも大きく、
前記第１の電極ケーシングの基材が、該電極ケーシングの基材の内面に、銅層を含む少なくとも２つの層を含む、
ことを特徴とする電気化学セル。
前記第１の電極は亜鉛を含む負極であり、前記第２の電極は、二酸化マンガン、酸化銀、及び酸素を減少させるため或いは水素又は酸素を発生させるための触媒物質のうちの少なくとも１つを含む正極である、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気化学セル。
前記基材は、外面から前記内面までに、ニッケル層、ステンレス鋼層、及び前記銅層を有し、前記第１の層の厚さは前記第２の層の厚さよりも厚く、前記第１の電極には水銀が加えられていない、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気化学セル。
前記第２の層は、少なくとも前記第１の電極ケーシングの前記外面の露出した部分に存在する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気化学セル。
前記第１の層は、ＳＥＭ／ＥＤＳにより前記第１の電極ケーシングの前記外面の中心部分で測定した場合、銅が５０から７０重量パーセント、スズが２６から４２重量パーセント、亜鉛が３から９重量パーセントの比率を有し、前記第２の層は、ＳＥＭ／ＥＤＳにより前記第１の電極ケーシングの前記外面の中心部分で測定した場合、銅が３６から４６重量パーセント、スズが４２から５７重量パーセント、亜鉛が６．５から９．５重量パーセントの比率を有する、
ことを特徴とする請求項４に記載の電気化学セル。
酸素を減少させ、或いは水素又は酸素を発生させるための触媒電極と、
活物質として金属を含む対極と、
水性アルカリ電解質と、
前記触媒電極と前記対極との間に配置したセパレータと、
触媒電極ケーシング及び対極ケーシングを含むハウジングと、
前記触媒電極ケーシングと対極ケーシングとの間に配置した電気的絶縁ガスケットと、を含み、前記ハウジングは、前記触媒電極、対極、セパレータ及び電解質を収容し、
前記対極ケーシングは、前記対極と接触するとともに、内面及び外面を有するめっき基材を含み、前記基材は、少なくとも第１の層と該第１の層の上に配置された第２の層とでめっきされ、前記第１の層及び第２の層は、銅、スズ及び亜鉛を独立して含み、前記第１の層の銅の含有量が前記第２の層よりも大きく、前記第２の層のスズの含有量が前記第１の層よりも大きく、
前記第２の層は、少なくとも前記対極ケーシングの前記外面の露出部分に存在し、前記対極ケーシングの基材は、外面から前記内面までに、ニッケル層、ステンレス鋼層、及び前記銅層を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気化学セル。
前記対極は、ゲル化剤及び亜鉛を含むゲル状電極であり、前記触媒電極は、炭素、結合剤、及び酸化マンガンを含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の電気化学セル。
前記第１の層の厚さは前記第２の層の厚さよりも厚く、前記対極には水銀が加えられていない、
ことを特徴とする請求項６に記載の電気化学セル。
前記第１の層が、ＳＥＭ／ＥＤＳにより前記対極ケーシングの中心部分で測定した場合、銅が５０から７０重量パーセント、スズが２６から４２重量パーセント、亜鉛が３から９重量パーセントの比率を有し、前記第２の層は、ＳＥＭ／ＥＤＳにより前記対極ケーシングの中心部分で測定した場合、銅が３６から４６重量パーセント、スズが４２から５７重量パーセント、亜鉛が６．５から９．５重量パーセントの比率を有する、
ことを特徴とする請求項８に記載の電気化学セル。
前記基材の内面及び外面は、該基材の成形後に前記第１及び第２の層でめっきされる、ことを特徴とする請求項８に記載の電気化学セル。
ＸＰＳによって測定した前記第２の層は、銅が７３から８４原子パーセント、スズが１１から１７原子パーセント、亜鉛が４から１０原子パーセントの表面値の比率を有する、ことを特徴とする請求項１または６のいずれか１項に記載の電気化学セル。
請求項１に記載の電気化学セルを形成する方法であって、
内面及び外面を有する金属基材を含む第１の電極ケーシングを提供するステップと、
前記第１の電極ケーシングがめっき溶液と接触している間に可変電流密度を利用して前記第１の電極ケーシングをめっきすることによりめっきケーシングを作製するステップと、
を含み、
前記めっきケーシングの表面に露出しためっきと比較した場合、前記基材と接触している前記めっきの部分から得られるスズの含有量が増加し、
めっき前に前記内面に銅層を有する前記第１の電極ケーシングの前記内面に接触している第１の電極と水性アルカリ電解質とを含む電気化学セルを形成するステップをさらに含む、
ことを特徴とする方法。
前記可変電流密度めっきの第１の電流密度は１０から１，０７６アンペア／平方メートルの範囲であり、前記可変電流密度めっきの第２の電流密度は、該第２の電流密度の方が前記第１の電流密度よりも低いという条件で、１．０から２７．０アンペア／平方メートルの範囲である、
ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
少なくとも第１の層及び第２の層がめっきされ、前記めっきした第２の層は、前記第１のめっき層と比較してスズの重量パーセントが高いとともに銅の重量パーセントが低く、前記第１及び第２のめっき層は、各々が銅、スズ及び亜鉛を独立して含む、
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
ＸＰＳによって測定した前記第２の層は、銅が７３から８４原子パーセント、スズが１１から１７原子パーセント、亜鉛が４から１０原子パーセントの表面値の比率を有する、ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
前記第１の電極は亜鉛を含む負極であり、前記第２の電極は、二酸化マンガン、酸化銀、及び酸素を減少させるため或いは水素又は酸素を発生させるための触媒物質のうちの少なくとも１つを含む正極であり、前記セルはボタンセルであり、前記第１の層の厚さは前記第２の層の厚さよりも厚く、前記第１の電極には水銀が加えられていない、
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。