JP2014238985A - リチウム空気電池の正極構造及び正極製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】空気極集電体と正極端子との密着性を高めて電池の電気伝導性を向上できると共に、空気極集電体の周端部からの電解液の漏洩を防止できること。【解決手段】正極端子２１と、カーボンファイバを含有するシート状の空気極集電体２２と、を有するリチウム空気電池１０の正極構造であって、空気極集電体２２に正極端子２１が接触した状態で空気極集電体２２と正極端子２１とが熱可塑性樹脂により熱溶着されると共に、空気極集電体２２の周端部２２Ａに熱可塑性樹脂が含浸されて含浸部位２３が形成されたものである。【選択図】 図２

Description

本発明は、正極端子と、カーボンファイバを含有するシート状の空気極集電体とを有するリチウム空気電池の正極構造及び正極製造方法に関する。

負極活物質にリチウム金属を、空気極（正極）活物質に空気中の酸素をそれぞれ用いるリチウム空気電池は、理論的にエネルギー密度が高く、例えば電気自動車の本格的な普及に必要とされるリチウムイオン電池を数倍上回るエネルギー密度が得られる電池として期待されている。

このリチウム空気電池は、水溶液系電解液を用いたリチウム空気電池と、非水系電解液を用いたリチウム空気電池とに大別される。研究開発の主流は、電池の構造が単純な非水系電解液のリチウム空気電池であるが、水溶液系電解液のリチウム空気電池が次の理由から検討されている。つまり、水溶液系電解液を用いたリチウム空気電池は、非水系電解液のリチウム空気電池に対して、より高い理論エネルギー密度をもつこと、電解液が安価で不燃性であること等の長所があるからである。特に、エネルギー密度が高い長所をより効果的に生かす電池セル構造として、ラミネート型セル構造のリチウム空気電池が提案されている。

水溶液系電解液を用いたラミネート型セル構造のリチウム空気電池は、例えば非特許文献１及び特許文献１に開示されている。図８は、非特許文献１に記載のリチウム空気電池１００であり、正極１０１、複合負極１０２及び電解液１０３を有して構成される。

複合負極１０２は、例えばリチウム金属製の負極１０４と、例えば銅製の負極端子１０５と、負極保護層１０６と、例えばガラスセラミックス製のＬＴＡＰ板１０７とを有して構成される。また、正極１０１は、カーボンファイバを含有するシート状の例えばカーボンクロス製の空気極集電体１０８上に、白金、アルミニウムまたはニッケル製の金属メッシュ１０９が載置され、この金属メッシュ１０９に例えばアルミニウム製の正極端子１１０が接続されて構成される。

上述の正極１０１と複合負極１０２間に電解液１０３が介在され、これらの正極１０１、複合負極１０２及び電解液１０３が、例えばアルミラミネートフィルムであるガスバリアフィルム１１１及び１１２により両側から袋状に包み込まれてリチウム空気電池１００が構成される。ガスバリアフィルム１１１には、空気導入口となる開口１１３が形成されている。

また、特許文献１に記載のリチウム空気電池は、箱状容器内に負極、緩衝層、耐水層（ガラスセラミックス）、電解液、空気極（正極）、酸素透過体が順次配置されたものである。尚、この特許文献１には、正極の構造について何ら開示されていない。

特開２０１０−１９２３１３号公報 株式会社ジーエス・ユアサ・コーポレーションのレポート「水溶液系リチウム／空気電池の現状と課題」（２０１０年６月）

非特許文献１に記載のリチウム空気電池１００の正極１０１は、正極端子１１０が接続された金属メッシュ１０９が空気極集電体１０８に載置されて構成されるので、空気極集電体１０８と金属メッシュ１０９との密着性が不十分になって、リチウム空気電池１００の電気伝導性が低下してしまう。

また、図９に示すように、空気極集電体１０８の周端部１０８Ａとガスバリアフィルム１１１の開口１１３周縁との間に隙間１１４が形成されてしまうので、電解液１０３が上記隙間１１４から漏洩する恐れがある。

更に、水溶液系の電解液１０３は、電池反応により生成される水酸化リチウム等によって強アルカリ性になる。金属メッシュ１０９がアルミニウムやニッケルなどにより構成されると、強アルカリ性の電解液１０３によって腐食し、腐食生成物が空気極集電体１０８に付着することで、この空気極集電体１０８の電気抵抗が増大してしまう。このため、金属メッシュ１０９は、耐食性が高いが高価な白金が用いられることになり、この結果、リチウム空気電池１００のコストが上昇してしまう。

また、図８に示すように、空気極集電体１０８を構成する例えばカーボンクロスなどが繊維状であることから、この空気極集電体１０８は剛性が低く、このため、複合負極１０２などの他部材との位置合せが容易でない。従って、空気極集電体１０８の位置決め精度が低くなり、リチウム空気電池１００の組付性が低下してしまう。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、空気極集電体と正極端子との密着性を高めて電池の電気伝導性を向上できると共に、空気極集電体の周端部からの電解液の漏洩を防止できるリチウム空気電池の正極構造及び正極製造方法を提供することにある。

本発明に係るリチウム空気電池の正極構造は、正極端子と、カーボンファイバを含有するシート状の空気極集電体と、を有するリチウム空気電池の正極構造であって、前記空気極集電体に前記正極端子が接触した状態で前記空気極集電体と前記正極端子とが熱可塑性樹脂により熱溶着されると共に、前記空気極集電体の周端部に前記熱可塑性樹脂が含浸されて構成されたことを特徴とするものである。

また、本発明に係るリチウム空気電池の正極製造方法は、カーボンファイバを含有するシート状の空気極集電体に正極端子を接触させる接触工程と、前記空気極集電体の周端部と前記正極端子とを、熱可塑性樹脂からなり且つ開口を備えた枠形状の複数の樹脂フィルムによって挟み込む、挟み込み工程と、前記空気極集電体と前記正極端子とを前記樹脂フィルムにより熱溶着すると共に、前記空気極集電体の前記周端部に前記熱可塑性樹脂を含浸させる熱溶着・含浸工程と、を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、空気極集電体と正極端子とが熱溶着により一体に構成され、または一体成形されたので、空気極集電体と正極端子との密着性が高まり、電池の電気伝導性を向上させることができる。また、空気極集電体の周端部に熱可塑性樹脂が含浸されたので、この空気極集電体の周端部が液密構造になって、この周端部からの電解液の漏洩を防止できる。

本発明に係るリチウム空気電池の正極構造における第１実施形態が適用されたリチウム空気電池の構成を示す分解斜視図。 図１の正極を示す斜視図。 図１のリチウム空気電池を示す断面図。 本発明に係るリチウム空気電池の正極構造における第２実施形態が適用された正極を示し図２に対応する斜視図。 図４の正極を示し、（Ａ）が正面図、（Ｂ）が裏面図。 本発明に係るリチウム空気電池の正極構造における第３実施形態が適用されたリチウム空気電池を示す断面図。 本発明に係るリチウム空気電池の正極構造における第３実施形態の変形形態が適用されたリチウム空気電池を示す断面図。 従来のリチウム空気電池を示す分解斜視図。 図８のリチウム空気電池を示す部分断面図。

以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づき説明する。
［Ａ］第１実施形態（図１〜図３）
図１は、本発明に係るリチウム空気電池の正極構造における第１実施形態が適用されたリチウム空気電池の構成を示す分解斜視図である。この図１に示すリチウム空気電池１０は、ラミネート型セル構造であり、正極１１と複合負極１２と電解液１３とを有して構成される。電解液１３は、本実施形態では水溶液系の例えば塩化リチウム水溶液などであり、反応生成物を貯蔵する機能も果たす。

複合負極１２は、負極１４と負極端子１５と有機電解液１６とＬＴＡＰ板１７とが樹脂フィルムとしての例えばアルミラミネートフィルム１８及び１９により袋状に包み込まれて構成され、アルミラミネートフィルム１８とＬＴＡＰ板１７との間にＴＢＦ接着シート２０が介在される。

負極１４は、アルカリ金属元素のリチウムまたはナトリウムなどの単体若しくは化合物からなる。なかでもリチウムは、エネルギー密度の高い電池を得るのに適している。本実施形態の負極１４は、リチウムの単体から構成されている。また、この負極１４に接合される負極端子１５は、電気伝導性の高い金属、例えば銅にて構成される。

ＬＴＡＰ板１７は、空気極集電体２２（後述）と負極１４とのセパレータであり、リチウムイオンの導電性が高いガラスセラミックスが用いられる。このＬＴＡＰ板１７は、負極１４への水分などの浸入防止の機能も果たす。また、ＴＢＦ接着シート２０は、ＬＴＡＰ板１７をアルミラミネートフィルム１８に接着させる。

アルミラミネートフィルム１８及び１９は、熱可塑性樹脂からなる耐熱性の基材層（例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート））と、接着層（例えばＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート））との間に、アルミニウム箔が介在されて構成される。アルミラミネートフィルム１８は、上面側が基材層であり、下面側が接着層である。また、アルミラミネートフィルム１９は、上面側が接着層であり、下面側が基材層である。これらのアルミラミネートフィルム１８と１９は、接着層同士が接着することで、負極１４、有機電解液１６及びＬＴＡＰ板１７を袋状に包み込んで複合負極１２を構成する。

正極１１は、図１〜図３に示すように、正極端子２１と、カーボンファイバを含有するシート状の空気極集電体２２とを有してなる。そして、正極１１は、空気極集電体２２の表面または裏面に正極端子２１の先端部２１Ａが接触した状態で、空気極集電体２２と正極端子２１とが熱可塑性樹脂により熱溶着されると共に、空気極集電体２２の全周端部２２Ａに熱可塑性樹脂が含浸されて構成される。

図２及び図３中の符号２３は、空気極集電体２２の周端部２２Ａに熱可塑性樹脂が含浸された含浸部位である。また、符号２５は、正極端子２１の先端部２１Ａが空気極集電体２２に熱溶着して固着された溶着部位である。

正極端子２１は、アルミニウムまたはニッケルの単体若しくは化合物から構成される。また、空気極集電体２２は、電気伝導性及びガス拡散性を備えたカーボンクロス、カーボンペーパー、カーボン不織布、多孔質ニッケルまたは多孔質アルミニウムなどから構成され、必要に応じて、反応を促進させるための触媒（例えば白金など）や結着剤を含有する。

ここで、カーボンクロスは、一般にカーボンファイバを規則正しく編み込んだシート状のものである。また、カーボン不織布は、カーボンファイバをランダムに絡み合せたシート状のものである。カーボンファイバは、電子が繊維を通じて伝導するため電気伝導性が高く、金属と比較してエネルギー密度が高くなるので、正極１１の空気極集電体２２に適している。本実施形態の空気極集電体２２は、カーボンクロスに白金などの触媒が担持されたものである。

正極端子２１の先端部２１Ａを空気極集電体２２に熱溶着させ、且つ空気極集電体２２の全周端部２２Ａに含浸される熱可塑性樹脂は、熱可塑性樹脂からなり且つ中央部に開口２４を備えて窓枠形状に形成された樹脂フィルムとしてのラミネートフィルム２６及び２７を構成する上記熱可塑性樹脂である。このラミネートフィルム２６の開口２４により、正極１１の空気導入口２８が形成される。

ここで、アルミラミネートフィルム２６及び２７は、熱可塑性樹脂としての例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等からなる耐熱性の基材層と、熱可塑性樹脂としての例えばＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）等からなる接着層とを有して構成される。ラミネートフィルム２６は、上面側が基材層であり、下面側が接着層である。また、ラミネートフィルム２７は、上面側が接着層であり、下面側が基材層である。

正極１１は、ラミネートフィルム２６及び２７を用いて次のように製造される。まず、正極端子２１の先端部２１Ａを空気極集電体２２の例えば表面に接触させる接触工程を行う。次に、空気極集電体２２の周端部２２Ａと正極端子２１の先端部２１Ａとを、ラミネートフィルム２６及び２７によって上下方向から挟み込む挟み込み工程を行う。その後、例えば熱プレスなどを用いて、空気極集電体２２と正極端子２１の先端部２１Ａとをラミネートフィルム２６及び２７により熱溶着して一体に構成すると共に、空気極集電体２２の全周端部２２Ａにラミネートフィルム２６及び２７の熱可塑性樹脂を含浸させて含浸部位２３を形成する熱溶着・含浸工程を行う。

熱溶着・含浸工程における熱プレスの条件は、ラミネートフィルム２６及び２７の接着層がＰＰの場合には、加熱温度が１６０〜１８０℃で、加圧力が２０ｋｇｆ／ｃｍ^２（３０秒間）であり、また、ラミネートフィルム２６及び２７の接着層がＥＶＡの場合には、加熱温度が１４０〜１６０℃で、加圧力が２０ｋｇｆ／ｃｍ^２（３０秒間）である。

図１に示すように、上述のように構成された正極１１と、前述のように構成された複合負極１２との間に電解液１３が介在され、正極１１のラミネートフィルム２６と複合負極１２のアルミラミネートフィルム１９との接着層同士が接着されることで、正極１１、複合負極１２及び電解液１３がユニット化されたラミネート型セル構造のリチウム空気電池１０が製造される。

従って、本第１実施形態におけるリチウム空気電池１０の特に正極１１によれば、次の効果（１）〜（５）を奏する。
（１）図２に示すように、空気極集電体２２と正極端子２１の先端部２１Ａとが熱溶着により一体に構成されたので、空気極集電体２２と正極端子２１との密着性が高まり、リチウム空気電池１０の電気伝導性を向上させることができる。従って、空気極集電体２２上に金属メッシュ１０９（図８）を載置する必要がなくなるので、リチウム空気電池１０を軽量化できると共に薄肉化できる。

（２）図３に示すように、空気極集電体２２の全周端部２２Ａに、ラミネートフィルム２６及び２７を構成する熱可塑性樹脂が含浸されて、空気極集電体２２の全周端部２２Ａに含浸部位２３が設けられたので、空気極集電体２２の周端部２２Ａが液密構造になって、この周端部２２Ａ及びその付近からの電解液１３の漏洩を防止できる。このため、正極１１をラミネート型のリチウム空気電池セルの上部構造にできると共に、この正極１１を用いた複数のリチウム空気電池１０を積層化できる。

（３）図３に示すように、熱可塑性樹脂による正極端子２１と空気極集電体２２との熱溶着により、正極端子２１の先端部２１Ａが熱可塑性樹脂で被覆されるので、正極端子２１と電解液１３との接触を防止できる。このため、電池反応により水酸化リチウムが生成されて強アルカリ性となる電解液１３により正極端子２１が腐食することを抑制できる。この結果、正極端子２１を構成するアルミニウム、ニッケルが腐食することで生成される腐食生成物が空気極集電体２２に付着して、この空気極集電体２２の電気抵抗が増大することを防止できる。従って、リチウム空気電池１０内で反応に必要な有効面積が減少して電池容量が低下したり、出力及び寿命が低下するなどのリチウム空気電池１０の特性劣化を抑制できる。

（４）上述の如く電解液１３による正極端子２１の腐食が抑制されるので、正極端子２１の材質として高価な白金を用いる必要がなく、アルミニウムまたはニッケルなどで足りるので、正極端子２１のコストを低減できる。

（５）図２に示すように、空気極集電体２２の全周端部２２Ａには、ラミネートフィルム２６及び２７を構成する熱可塑性樹脂が含浸されて含浸部位２３が形成され、これにより、空気極集電体２２の周端部２２Ａが補強されてその剛性が向上する。従って、この空気極集電体２２を備える正極１１は、複合負極１２などの他部材に容易に位置合せできるので、正極１１の位置決め精度及び組付性が良好になる。この結果、リチウム空気電池１０の製造作業性を向上できると共に、リチウム空気電池１０の歩留まりの低下を抑制でき、このリチウム空気電池１０を複数用いて製造されるリチウム空気電池１０の積層化を容易に実現できる。

［Ｂ］第２実施形態（図４、図５）
図４は、本発明に係るリチウム空気電池の正極構造における第２実施形態が適用された正極を示し図２に対応する斜視図である。この第２実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第２実施形態のリチウム空気電池１０における正極３０が第１実施形態の正極１１と異なる点は、正極端子３１が空気極集電体２２と同一材料でこの空気極集電体２２と一体に成形され、正極端子３１の少なくとも片面（本実施形態では図５（Ｂ）に示すように正極端子３１の裏面）に熱可塑性樹脂が溶着された点である。図５（Ｂ）の符号３２は、正極端子３１の裏面における熱可塑性樹脂の溶着部位である。

更に、正極端子３１では、図５（Ａ）に示すように、溶着部位３２が設けられていない他の片面（本実施形態では正極端子３１の表面）の空気極集電体２２側が、電解液１３による短絡防止のために熱可塑性樹脂で被覆されている。図５（Ａ）中の符号３３は、正極端子３１の表面における熱可塑性樹脂による被覆部位である。

また、正極３０における空気極集電体２２は、その全周端部２２Ａが、第１実施形態と同様に熱可塑性樹脂により含浸されて構成される。図５（Ａ）及び（Ｂ）の符号３４は、空気極集電体２２の全周端部２２Ａにおける熱可塑性樹脂の含浸部位を示す。尚、図５（Ａ）及び（Ｂ）中の破線３５は、熱可塑性樹脂が熱溶着及び含浸される前の、一体成形された正極端子３１及び空気極集電体２２の形状を示す。

空気極集電体２２の周端部２２Ａに含浸部位３４を形成する熱可塑性樹脂は、図４に示すように、樹脂フィルムとしてのラミネートフィルム３６、３７の窓枠形状部３８である。また、正極端子３１の表面に被覆部位３３を形成する熱可塑性樹脂は、ラミネートフィルム３６の第１舌片部３９である。更に、正極端子３１の裏面に溶着部位３２を形成する熱可塑性樹脂は、ラミネートフィルム３７の第２舌片部４０である。

ラミネートフィルム３６の窓枠形状部３８は第１実施形態のラミネートフィルム２６と、また、ラミネートフィルム３７の窓枠形状部３８は第１実施形態のラミネートフィルム２７と、それぞれ同一形状である。また、窓枠形状部３８及び第１舌片部３９を備えたラミネートフィルム３６は第１実施形態のラミネートフィルム２６と、また、窓枠形状部３８及び第２舌片部４０を備えたラミネートフィルム３７は第１実施形態のラミネートフィルム２７と、それぞれ同一材質にて構成される。

本第２実施形態のリチウム空気電池１０における正極３０は、次のようにして製造される。まず、カーボンファイバを含有するシート状の例えばカーボンクロスからなる空気極集電体２２と、この空気極集電体２２に一体成形された正極端子３１とを用意、つまり一体成形された空気極集電体２２及び正極端子３１を用意する準備工程を行う。次に、空気極集電体２２の周端部２２Ａを、ラミネートフィルム３６の窓枠形状部３８とラミネートフィルム３７の窓枠形状部３８とによって上下方向から挟み込む挟み込み工程を行う。この挟み込み工程では、ラミネートフィルム３６の第１舌片部３９が正極端子３１の表面の空気極集電体２２側部分に接触し、またラミネートフィルム３７の第２舌片部４０が正極端子３１の裏面全体に接触する。

その後、例えば熱プレス等を用いて、空気集電体２２の全周端部２２Ａにラミネートフィルム３６及び３７の両窓枠形状部３８における熱可塑性樹脂を含浸させて含浸部位３４を形成する含浸工程を行う。この含浸工程では、空気極集電体２２の周端部２２Ａへの熱可塑性樹脂の含浸と同時に、正極端子３１の表面の空気極集電体２２側部分にラミネートフィルム３６の第１舌片部３９における熱可塑性樹脂を溶着して被覆部位３３を形成し、更に、正極端子３１の裏面全体にラミネートフィルム３７の第２舌片部４０における熱可塑性樹脂を溶着して溶着部位３２を形成する。この含浸工程における熱プレスの条件は、第１実施形態の熱溶着・含浸工程と略同一である。

従って、本第２実施形態におけるリチウム空気電池１０の正極３０によれば、第１実施形態の効果（１）〜（５）と同様な効果を奏するほか、次の効果（６）〜（８）を奏する。

（６）正極３０は、正極端子３１が、カーボンファイバを含有するシート状の例えばカーボンクロス製の空気極集電体２２と一体成形されたので、正極端子３１と空気極集電体２２との密着性を考慮する必要がなく、リチウム空気電池１０の導電性をより一層向上させることができる。

（７）更に、カーボンファイバを含有する正極端子３１は、電池反応により生成される水酸化リチウム等によって強アルカリ性となる電解液１３に対し高い耐食性を有するので、正極端子３１の腐食をより一層防止できる。

（８）カーボンファイバを含有する正極端子３１は、その裏面に熱可塑性樹脂が溶着されて溶着部位３２が形成されたので、この溶着部位３２によって正極端子３１の強度を十分に確保できる。

［Ｃ］第３実施形態（図６、図７）
図６は、本発明に係るリチウム空気電池の正極構造における第３実施形態が適用されたリチウム空気電池を示す断面図である。この第３実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第３実施形態におけるリチウム空気電池１０の正極５０が第１実施形態と異なる点は、ラミネートフィルム２６の開口２４から形成される空気導入口２８によって外部に露出する空気極集電体２２の外側に、防水性及び通気性を備えた多孔質樹脂５１が配置された点である。

上記多孔質樹脂５１は、多孔質ＰＥ（ポリエチレン）樹脂または多孔質フッ素系樹脂等である。また、多孔質樹脂５１は、図６に示すように、その周端部５１Ａがラミネートフィルム２６の外表面に固着される場合と、図７に示すように、空気極集電体２２とラミネートフィルム２６との間に介在される場合とのいずれか一方または両方である。

図６の場合、多孔質樹脂５１が多孔質ＰＥ樹脂であれば、空気極集電体２２の周端部２２Ａに正極端子２１を熱溶着し且つ熱可塑性樹脂を含浸させる熱溶着・含浸工程の後に、多孔質樹脂５１の周端部５１Ａをラミネートフィルム２６の外表面に熱溶着して多孔質樹脂配置工程を行うことが好ましい。また、図６の場合、多孔質樹脂５１が多孔質フッ素系樹脂であれば、前記熱溶着・含浸工程の後に、ラミネートフィルム２６の外表面に例えばポリオレフィン系のプライマを塗布し、その後に、例えばシアノアクリレート系接着剤を用いて多孔質樹脂５１の周端部５１Ａをラミネートフィルム２６の外表面に接着して多孔質樹脂配置工程を行うことが好ましい。

図７の場合、多孔質樹脂５１が多孔質ＰＥ樹脂であれば、熱プレスなどによる前記熱溶着・含浸工程と同時に、上記熱プレスなどによって多孔質樹脂５１の周端部５１Ａをラミネートフィルム２６、空気極集電体２２間に固着して多孔質樹脂配置工程を行うことが好ましい。また、図７の場合、多孔質樹脂５１が多孔質フッ素系樹脂であれば、その周端部５１Ａに多数の細孔を開け、熱プレスなどによる前記熱溶着・含浸工程と同時に、上記熱プレスなどによって多孔質樹脂５１の周端部５１Ａをラミネートフィルム２６、空気極集電体２２間に固着して多孔質樹脂配置工程を行うことが好ましい。

従って、本第３実施形態におけるリチウム空気電池１０の正極５０によれば、第１実施形態の効果（１）〜（５）と同様な効果を奏するほか、次の効果（９）を奏する。

（９）空気導入口２８によって外部に露出する空気極集電体２２の外側に、防水性及び通気性を備えた多孔質樹脂５１が配置されたので、保水性の高い電池構造を実現でき、従って電解液１３の揮発による減少を確実に防止できる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの各実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

例えば、本実施形態では電解液１３が水溶液系の場合を述べたが、電解液１３が非水溶液であっても、リチウム空気電池１０の正極１１、３０、５０の構造を適用することができる。また、第２実施形態のリチウム空気電池１０の正極３０における空気極集電体２２の外側に、第３実施形態の多孔質樹脂５１を、含浸工程と同時または含浸工程の後に配置してもよい。

１０ リチウム空気電池
１１ 正極
２１ 正極端子
２２ 空気極集電体
２２Ａ 周端部
２３ 含浸部位
２４ 開口
２５ 溶着部位
２６、２７ ラミネートフィルム（樹脂フィルム）
２８ 空気導入口
３０ 正極
３１ 正極端子
３２ 溶着部位
３４ 含浸部位
３６、３７ ラミネートフィルム（樹脂フィルム）
５０ 正極
５１ 多孔質樹脂

Claims (8)

1. 正極端子と、カーボンファイバを含有するシート状の空気極集電体と、を有するリチウム空気電池の正極構造であって、
   前記空気極集電体に前記正極端子が接触した状態で前記空気極集電体と前記正極端子とが熱可塑性樹脂により熱溶着されると共に、前記空気極集電体の周端部に前記熱可塑性樹脂が含浸されて構成されたことを特徴とするリチウム空気電池の正極構造。
2. 正極端子と、カーボンファイバを含有するシート状の空気極集電体と、を有するリチウム空気電池の正極構造であって、
   前記正極端子が前記空気極集電体と一体に成形され、
   前記空気極集電体の周端部に熱可塑性樹脂が含浸されて構成されたことを特徴とするリチウム空気電池の正極構造。
3. 前記正極端子が、アルミニウムまたはニッケルの単体若しくは合金から構成されたことを特徴とする請求項１に記載のリチウム空気電池の正極構造。
4. 前記正極端子は、少なくとも片面に熱可塑性樹脂が溶着されて構成されたことを特徴とする請求項２に記載のリチウム空気電池の正極構造。
5. 前記空気極集電体の周端部は、熱可塑性樹脂からなり且つ開口を備えた枠形状の樹脂フィルムにおける前記熱可塑性樹脂により含浸され、前記樹脂フィルムの前記開口によって外部に露出する前記空気極集電体の外側に、防水性及び通気性を備えた多孔質樹脂が配置されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のリチウム空気電池の正極構造。
6. カーボンファイバを含有するシート状の空気極集電体に正極端子を接触させる接触工程と、
   前記空気極集電体の周端部と前記正極端子とを、熱可塑性樹脂からなり且つ開口を備えた枠形状の複数の樹脂フィルムによって挟み込む挟み込み工程と、
   前記空気極集電体と前記正極端子とを前記樹脂フィルムにより熱溶着すると共に、前記空気極集電体の前記周端部に前記熱可塑性樹脂を含浸させる熱溶着・含浸工程と、を有することを特徴とするリチウム空気電池の正極製造方法。
7. カーボンファイバを含有するシート状の空気極集電体と、この空気極集電体に一体成形された正極端子とを用意する準備工程と、
   前記空気極集電体の周端部を、熱可塑性樹脂からなり且つ開口を備えた枠形状の複数の樹脂フィルムによって挟み込む挟み込み工程と、
   前記空気極集電体の前記周端部に前記熱可塑性樹脂を含浸させる含浸工程と、を有することを特徴とするリチウム空気電池の正極製造方法。
8. 前記樹脂フィルムの開口から露出する空気極集電体の外側に、防水性及び通気性を備えた多孔質樹脂を、熱溶着・含浸工程若しくは含浸工程と同時または後に配置する多孔質樹脂配置工程を有することを特徴とする請求項６または７に記載のリチウム空気電池の正極製造方法。

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