JP2010515223A5

JP2010515223A5 -

Info

Publication number: JP2010515223A5
Application number: JP2009544065A
Authority: JP
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2011-02-17
Anticipated expiration: 2027-12-26

Claims

触媒電極を含む電気化学バッテリセルを作るための非スプレー、非熱分解処理である方法であって、
１つ又はそれよりも多くの遷移金属、遷移金属合金、又は遷移金属酸化物を含むナノ触媒を準備する段階と、
微粒炭素を準備する段階と、
前記炭素の粒子を互いに結合することができる結合剤材料を準備する段階と、
水を含んで本質的にアルコールを含まず、前記ナノ触媒が本質的に不溶性である液体媒体に空気中で該ナノ触媒、炭素、及び結合剤を互いに混合して触媒混合物を形成する段階と、
を含み、
前記混合物は、前記炭素の粒子を含み、前記ナノ触媒の粒子が、該炭素粒子の内面及び外面に付着して触媒混合物を形成し、該ナノ触媒の該粒子は、該炭素及び結合剤と混合される前にその大部分が少なくとも部分的に酸化された粒子を含み、
前記触媒混合物を乾燥させて前記水の少なくとも一部分を除去する段階と、
前記乾燥させた触媒混合物を触媒層に形成する段階と、
前記触媒層を電流コレクタ及び疎水性層と組み合わせて触媒電極を形成する段階と、
少なくとも１つのセパレータ層を前記触媒電極のシートに接着する段階と、
セルハウジングにおける活物質として金属を含む対向電極に前記触媒電極シートを組み合わせる段階と、
を更に含み、
前記セパレータ層は、前記触媒層と前記対向電極の間に配置され、
前記疎水性層は、前記触媒層と前記セルハウジングにおける流体流入ポートとの間に配置された疎水性シートを含み、該流体流入ポートは、流体が該セルハウジングの外側から電気化学バッテリセルに入って前記触媒電極の触媒層において反応することを可能にする、
ことを特徴とする方法。
前記ナノ触媒は、単一の遷移金属又は遷移金属酸化物を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記１つ又はそれよりも多くの遷移金属、遷移金属合金、又は遷移金属酸化物は、マンガンを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記ナノ触媒の前記粒子は、前記１つ又はそれよりも多くの遷移金属又は遷移金属合金の本質的に酸化されていない粒子を更に含み、
前記ナノ触媒の前記粒子の大部分は、前記炭素及び結合剤と混合される前に少なくとも部分的に酸化され、かつ
前記炭素及び結合剤と混合される前に少なくとも部分的に酸化されるナノ触媒粒子の前記大部分は、該炭素及び結合剤と混合される前に酸化物シェルを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記炭素は、活性炭を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記結合剤は、フッ化炭素材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記フッ化炭素材料は、前記混合する段階でフィブリル化されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
前記触媒混合物は、２つの主表面を有する触媒シートに形成され、
前記電流コレクタは、前記触媒シートの一方の主表面内に押し込まれ、疎水性シートが、該触媒シートの対向する主表面に接着されて触媒電極シートを形成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記疎水性シートは、加圧積層法によって接着されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
前記セルは、水性アルカリ電解質を有する金属−空気セルであり、前記対向電極は、活物質として金属を含み、かつ前記流体流入ポートを通って入る空気に含まれる酸素が、前記触媒電極で低減される、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記セルは、亜鉛−空気セルであり、前記金属は、亜鉛を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
前記ナノ触媒は、ナノマンガンを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
前記疎水性シートを接着する前の前記触媒シートの密度が、８から２０ｍｇ／ｃｍ²であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
前記触媒電極は、前記触媒層と前記疎水性層の間の結合強度が２５．４ｍｍあたり６５から２５０ｇであることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
前記触媒電極は、０．１５から０．３５ｍｍの厚みを有することを特徴とする請求項１１に記載の方法。