JP2015079592A - 電極構造体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】負極20を構成する負極集電体層22、正極10に対するガス流路40を形成するガス流路形成層50、正極10の液密通気層12及び触媒層11を順に積層した構造を有し、負極集電層22、ガス流路形成層50、液密通気層12及び触媒層11が、導電性炭素材料を含有する材料から成る電極構造体Dとし、良好なガス透過性と厚さ方向の良好な導電性とを両立させて、空気電池Aの高出力化を実現し、空気電池Aの直列接続に有用なものとした。
【選択図】図1
Description
図1(A)に示す電極構造体Dは、図中下側から、負極20を構成する負極金属層21及び負極集電体層22、正極10に対するガス流路40を形成するガス流路形成層50、正極10を構成する液密通気層12及び触媒層11を順に積層した構造を有している。また、電極構造体Dは、負極集電層22、ガス流路形成層50、液密通気層12及び触媒層11が、導電性炭素材料を含有する材料で形成されている。そして、電極構造体Dは、ガス流路形成層50及び液密通気層12の少なくとも一方の層が、負極集電体層22の剛性よりも小さい剛性を有するものとなっている。
を示す場合には、撥水(液)性が必須である。
〈製造方法の第1実施形態〉
図4に示す製造方法は、図1に示す電極構造体を製造する方法であって、液密通気層を形成する液密通気層用インクを調整する工程と、保持体上に液密通気層用インクを塗布する工程と、塗布した液密通気層用インクにガス流路形成層及び補強層のいずれか一方を重ねて前記液密通気層用インクを乾燥させて焼成することで液密通気層を形成する工程を備えると共に、前記液密通気層、ガス流路形成層、補強層、負極集電体層、及び触媒層を積層する。
図5に示す製造方法は、図1に示す電極構造体を製造する方法であって、液密通気層を形成する液密通気層用インクと、触媒層を形成する触媒層用インクを調整する工程と、補強層に液密通気層用インクを塗布し、この液密通気層用インクを乾燥させて焼成することで液密通気層を形成する工程と、形成した液密通気層に触媒層用インクを塗布し、この触媒層用インクを乾燥させて焼成することで触媒層を形成する工程とを備え、前記補強層を含む液密通気層及び触媒層に、ガス流路形成層及び負極集電体層を積層する。
図6に示す製造方法は、図1に示す電極構造体を製造する方法であって、液密通気層を形成する液密通気層用インクと、触媒層を形成する触媒層用インクを調整する工程と、保持体上に液密通気層用インクを塗布し、これを乾燥させて焼成することで液密通気層を形成する工程と、形成した液密通気層に触媒層用インクを塗布し、これを乾燥させて焼成することで触媒層を形成する工程とを備え、前記液密通気層及び触媒層に、ガス流路形成層及び負極集電体層を積層する。
1a 黒鉛
1b カーボンブラック
2 バインダー
3 触媒粒子
10 正極
11 触媒層
12 液密通気層
13 補強層
14 接着層
20 負極層
21 負極金属層
22 負極集電体層
30 電解液
40 空気流路
50 ガス流路形成層
60 ホルダー
A 空気電池
D 電極構造体
S 空気電池スタック
Claims (18)
- 負極を構成する負極集電体層、正極に対するガス流路を形成するガス流路形成層、正極を構成する液密通気層及び触媒層を順に積層した構造を有し、
負極集電層、ガス流路形成層、液密通気層及び触媒層が、導電性炭素材料を含有する材料から成ることを特徴とする電極構造体。 - 前記ガス流路形成層及び液密通気層の少なくとも一方の層が、負極集電体層の剛性よりも小さい剛性を有していることを特徴とする請求項1に記載の電極構造体。
- 前記液密通気層が、少なくとも一方の主面に、導電性炭素を含有する多孔体から成る補強層を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電極構造体。
- 前記補強層が、液密通気層の空隙率よりも大きい空隙率を有していることを特徴とする請求項3に記載の電極構造体。
- 前記負極集電体層、液密通気層及び触媒層が、電解液に対する耐食性を有する樹脂を含有していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電極構造体。
- 前記負極集電体層が、電解液に対する撥液性を有していることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電極構造体。
- 前記負極集電体層が、電解液に対する不透過性を有していることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の電極構造体。
- 前記液密通気層が、導電性炭素の一次粒子の凝集体から成る導電パス材を含有していることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の電極構造体。
- 前記液密通気層が、導電性炭素の一次粒子の凝集体から成る導電パス材、及び導電性炭素粒子から成る多孔質体構成粒子を含有する多孔質層であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の電極構造体。
- 前記導電パス材が、カーボンブラックであることを特徴とする請求項8又は9に記載の電極構造体。
- 前記導電パス材が、アセチレンブラックであることを特徴とする請求項8又は9に記載の電極構造体。
- 前記多孔質体構成粒子が、黒鉛であることを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載の電極構造体。
- 前記多孔質体構成粒子が、鱗片状黒鉛であることを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載の電極構造体。
- 前記多孔質体構成粒子が、炭素繊維であることを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載の電極構造体。
- 請求項1〜14のいずれか1項に記載の複数の電極構造体を複数備え、
これらの電極構造体を直列に配置すると共に、隣接する電極構造体同士の間に電解液を収容したホルダーを備えたことを特徴とする空気電池スタック。 - 請求項3〜14のいずれか1項に記載の電極構造体を製造するに際し、
液密通気層を形成する液密通気層用インクを調整する工程と、
保持体上に液密通気層用インクを塗布する工程と、
塗布した液密通気層用インクにガス流路形成層及び補強層のいずれか一方を重ねて前記液密通気層用インクを乾燥させて焼成することで液密通気層を形成する工程を備えると共に、
前記液密通気層、ガス流路形成層、補強層、負極集電体層、及び触媒層を積層することを特徴とする電極構造体の製造方法。 - 請求項3〜14のいずれか1項に記載の電極構造体を製造するに際し、
液密通気層を形成する液密通気層用インクと、触媒層を形成する触媒層用インクを調整する工程と、
補強層に液密通気層用インクを塗布し、この液密通気層用インクを乾燥させて焼成することで液密通気層を形成する工程と、
形成した液密通気層に触媒層用インクを塗布し、この触媒層用インクを乾燥させて焼成することで触媒層を形成する工程とを備え、
前記補強層を含む液密通気層及び触媒層に、ガス流路形成層及び負極集電体層を積層することを特徴とする電極構造体の製造方法。 - 請求項3〜14のいずれか1項に記載の電極構造体を製造するに際し、
液密通気層を形成する液密通気層用インクと、触媒層を形成する触媒層用インクを調整する工程と、
保持体上に液密通気層用インクを塗布し、これを乾燥させて焼成することで液密通気層を形成する工程と、
形成した液密通気層に触媒層用インクを塗布し、これを乾燥させて焼成することで触媒層を形成する工程とを備え、
前記液密通気層及び触媒層に、ガス流路形成層及び負極集電体層を積層することを特徴とする電極構造体の製造方法。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3306728A4 (en) * | 2015-05-26 | 2018-08-01 | UNIST (Ulsan National Institute of Science and Technology) | Coin-type secondary battery, manufacturing method therefor, and apparatus for charging/discharging coin-type secondary battery |
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JPS6054164A (ja) * | 1983-09-05 | 1985-03-28 | Toshiba Corp | 空気電池 |
JP2009093983A (ja) * | 2007-10-11 | 2009-04-30 | Toyota Central R&D Labs Inc | 二次電池 |
WO2013054418A1 (ja) * | 2011-10-13 | 2013-04-18 | トヨタ自動車株式会社 | 空気電池、当該空気電池を備える移動体、及び空気電池の使用方法 |
JP2013077548A (ja) * | 2011-09-15 | 2013-04-25 | Nissan Motor Co Ltd | 空気電池及びそれを用いた組電池 |
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2013
- 2013-10-15 JP JP2013214907A patent/JP6249346B2/ja active Active
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EP3531489A1 (en) * | 2015-05-26 | 2019-08-28 | UNIST (Ulsan National Institute of Science and Technology) | Coin-type secondary battery, manufacturing method therefor, and apparatus for charging/discharging coin-type secondary battery |
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