JP2024007839A - Metal-air battery and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、金属空気電池およびその金属空気電池の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a metal-air battery and a method for manufacturing the metal-air battery.
近年、電極用金属の化学反応を用いた様々な電池が実用化されており、その1つとして金属空気電池がある。金属空気電池は、空気極(正極)、金属極(負極)、および電解質(または電解液)等を備えており、電気化学的な反応によって、亜鉛、鉄、マグネシウム、アルミニウム、ナトリウム、カルシウム、またはリチウム等の金属が金属酸化物に変化する過程で得られる電気エネルギーを取り出して利用されるものである。 In recent years, various batteries using chemical reactions of electrode metals have been put into practical use, one of which is a metal-air battery. A metal-air battery is equipped with an air electrode (positive electrode), a metal electrode (negative electrode), and an electrolyte (or electrolyte solution), and through an electrochemical reaction, it can produce zinc, iron, magnesium, aluminum, sodium, calcium, or Electrical energy obtained in the process of converting metals such as lithium into metal oxides is extracted and used.
この種の金属空気電池は、ラミネート状の外装体に撥水膜で覆われた開口部が設けられている。例えば特許文献1に開示されるように、外装体は空気極の撥水膜で覆われる開口部を有しており、撥水膜が開口部の全周に沿って熱溶着されて一体化されている。
This type of metal-air battery has a laminated exterior body with an opening covered with a water-repellent film. For example, as disclosed in
従来の金属空気電池では、撥水膜と外装体とを溶着した際に、その溶着部に凹凸が生じやすく、生じた凹凸によって空気極の例えば触媒層と撥水膜との界面ですき間が生じやすくなる。その結果、すき間を生じた界面を起点として剥離が発生しやすくなり、金属空気電池の出力向上のためには未だ改善の余地があった。 In conventional metal-air batteries, when the water-repellent film and the exterior body are welded together, unevenness tends to occur in the welded area, and the resulting unevenness creates gaps at the interface between the catalyst layer and the water-repellent film of the air electrode, for example. It becomes easier. As a result, peeling is likely to occur starting from the interface where a gap has occurred, and there is still room for improvement in improving the output of metal-air batteries.
本開示は、前記のような問題点にかんがみてなされたものであり、その目的とするところは、金属空気電池の空気極における界面密着性を高めて剥離の発生を抑制し、良好な電池特性を確保することのできる金属空気電池およびその製造方法を提供することにある。 The present disclosure has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to improve the interfacial adhesion of the air electrode of a metal-air battery, suppress the occurrence of peeling, and improve battery characteristics. An object of the present invention is to provide a metal-air battery and a method for manufacturing the same that can ensure the following.
前記の目的を達成するため、本開示に係る金属空気電池は、開口部を有する外装体内に、撥水膜を含む空気極と金属極とを備え、前記外装体は、前記開口部の周縁部に、前記撥水膜が溶着されてなる溶着領域が連続して設けられ、前記溶着領域は、少なくとも該溶着領域の外周側と内周側とに、前記外装体の外方へ膨出する凸状部を有しており、前記空気極は、前記撥水膜を介して、外周側の前記凸状部と重なりを有するように配置されることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a metal-air battery according to the present disclosure includes an air electrode including a water-repellent film and a metal electrode in an exterior body having an opening, and the exterior body has a peripheral edge of the opening. A welded area where the water-repellent film is welded is continuously provided, and the welded area has a convexity bulging outward of the exterior body at least on the outer circumferential side and the inner circumferential side of the welded area. The air electrode is characterized in that it is arranged so as to overlap the convex portion on the outer peripheral side with the water-repellent film interposed therebetween.
また、前記金属空気電池において、前記溶着領域の外周側の前記凸状部は、内周側の前記凸状部よりも厚みを有することが好ましい。 Further, in the metal-air battery, it is preferable that the convex portion on the outer circumferential side of the welding region has a thickness greater than the convex portion on the inner circumferential side.
また、前記金属空気電池において、前記溶着領域の外周側の前記凸状部は、前記空気極の外縁部から一部がはみ出すように配置されてもよい。 Further, in the metal-air battery, the convex portion on the outer peripheral side of the welding region may be arranged so that a portion thereof protrudes from the outer edge of the air electrode.
また、前記金属空気電池において、前記溶着領域は前記開口部の周縁部に複数条設けられてもよい。 Further, in the metal-air battery, a plurality of the welding regions may be provided at a peripheral edge of the opening.
また、前記金属空気電池において、複数条の前記溶着領域が隣接して設けられ、隣接する一方の前記溶着領域の内周側の前記凸状部と、他方の前記溶着領域の外周側の前記凸状部とが一体に設けられてもよい。 Further, in the metal-air battery, a plurality of the welded regions are provided adjacently, and the convex portion on the inner circumferential side of one of the adjacent welded regions and the convex portion on the outer circumferential side of the other welded region. The shaped portion may be provided integrally.
また、前記金属空気電池において、前記空気極は集電体と触媒層との積層体とされ、前記触媒層は、外周側の前記凸状部と内周側の前記凸状部との間の凹部に対応する凸部を備えていてもよい。 Further, in the metal air battery, the air electrode is a laminate of a current collector and a catalyst layer, and the catalyst layer is formed between the convex portion on the outer circumferential side and the convex portion on the inner circumferential side. A convex portion corresponding to the concave portion may be provided.
また、前記金属空気電池において、前記空気極は集電体と触媒層との積層体とされ、前記集電体は多孔質材とされ、前記撥水膜は前記集電体における前記触媒層側に設けられてもよい。 Further, in the metal air battery, the air electrode is a laminate of a current collector and a catalyst layer, the current collector is a porous material, and the water-repellent film is on the side of the catalyst layer of the current collector. may be provided.
また、前記の構成を有する金属空気電池の製造方法も本開示の技術的思想の範疇である。すなわち、開口部を有する外装体内に、撥水膜、空気極、および金属極を備える金属空気電池の製造方法であって、前記外装体の前記開口部の周縁部に前記撥水膜を溶着して溶着領域を設けるとともに、少なくとも前記溶着領域の外周側と内周側とに、前記外装体の外方へ膨出する凸状部を設け、前記空気極を、前記撥水膜を介して、外周側の前記凸状部と重なりを有するように配置することを特徴としている。 Furthermore, a method for manufacturing a metal-air battery having the above-mentioned configuration is also within the scope of the technical idea of the present disclosure. That is, a method for manufacturing a metal-air battery that includes a water-repellent film, an air electrode, and a metal electrode in an exterior body having an opening, the method comprising: welding the water-repellent membrane to the peripheral edge of the opening of the exterior body; a welding area is provided, and a convex portion that bulges outward of the exterior body is provided at least on the outer circumferential side and the inner circumferential side of the welding area, and the air electrode is connected to the air electrode through the water-repellent film, It is characterized in that it is arranged so as to overlap the convex portion on the outer peripheral side.
本開示によれば、金属空気電池の空気極における界面密着性を高めて剥離の発生を抑制することが可能となる。 According to the present disclosure, it is possible to increase the interfacial adhesion in the air electrode of a metal-air battery and suppress the occurrence of peeling.
本開示の実施形態に係る金属空気電池1およびその製造方法について、図面を参照しつつ説明する。
A metal-
図1および図2は本開示の実施形態に係る金属空気電池1を示し、図1は金属空気電池1の正面図、図2は金属空気電池1における外装体4の内部の積層構成を示す斜視図である。
1 and 2 show a
本実施形態に係る金属空気電池1は、金属極3を負極(アノード)とし、空気極2を正極(カソード)とする電池である。金属空気電池1としては、亜鉛空気電池、リチウム空気電池、ナトリウム空気電池、カルシウム空気電池、マグネシウム空気電池、アルミニウム空気電池、および鉄空気電池などを例に挙げることができる。
The metal-
金属空気電池1は、電池ケースとしての外装体4の内部に電解液(図示を省略している)を有しており、第1空気極201と第2空気極202との2つの正極(空気極2)と、1つの負極(金属極3)とを電解液中に備えている。金属極3は、第1空気極201と第2空気極202との間に設けられ、電極活物質となる金属が含まれる。なお、正極としては、1つの空気極2と、1つの充電極からなる構成とされてもよい。
The metal-
金属空気電池1において、電池ケースである外装体4には、外面と内面に貫通して開口する開口部42が設けられている。図2に示すように、空気極2は、外装体4の内部であって、開口部42に隣接して配置されており、開口部42を覆うように設けられている。開口部42は、外装体4を構成する部材である包材41にそれぞれ設けられている。
In the metal-
金属極3は、活物質(負極活物質)を含む電極であり、外装体4内で電解液に接するように保持され、2つの空気極2に挟まれて配置されている。活物質としては、亜鉛、リチウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、鉄などの金属元素が用いられる。金属極3は、負極集電体31に負極リード部32が延設され、外部回路と電気的に接続することが可能とされている。
The
電解液は、イオン導電性を有する液体であり、溶媒に電解質が溶解している。電解液の種類は、金属極3に含まれる負極活物質の種類によって異なるが、水溶媒を用いた電解液(電解質水溶液)であることが好ましい。
The electrolytic solution is a liquid having ionic conductivity, and includes an electrolyte dissolved in a solvent. Although the type of electrolytic solution varies depending on the type of negative electrode active material contained in the
金属空気電池1として、亜鉛空気電池、アルミニウム空気電池、鉄空気電池等が適用される場合、電解液には、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液などのアルカリ性水溶液を用いることができる。マグネシウム空気電池の場合には、電解液に塩化ナトリウム水溶液を用いることができる。また、リチウム空気電池の場合には、有機性の電解液を用いることができる。電解液には、電解質以外の有機添加物や無機添加物が添加されてもよく、高分子添加物によりゲル化されていてもよい。
When a zinc-air battery, an aluminum-air battery, an iron-air battery, or the like is applied as the metal-
金属空気電池1の一例として亜鉛空気電池である場合には、金属極3の活物質には亜鉛を用いることができ、電解液には水酸化カリウム水溶液を用いることができる。なお、金属極3はこれらの構成に限定されず、他の材料を用いてもよく、金属極3との組み合わせに応じて電解液も適宜選択することができる。
In the case of a zinc-air battery as an example of the metal-
空気極2は、図2に示すように、外装体4の内側に撥水膜21、集電体22、および触媒層24が順に積層されて構成されている。撥水膜21は、外装体4の開口部42に面するように設けられる。開口部42は空気極2の撥水膜21によって塞がれるので、開口部42からは電解液が流出せず、空気だけを通すことができる。また、撥水膜21は、撥水性樹脂を含有する多孔性材料により形成されており、集電体22の一方の面側であって、外装体4と集電体22との間に配置される。
As shown in FIG. 2, the
空気極2を構成する集電体22は、多孔性でかつ電子伝導性を有し、例えば金属線材を用いてメッシュ状(網構造)に形成されて、多数の貫通孔が設けられた多孔質材とされている。集電体22に用いる金属線材の材質は限定されるものではなく公知の材質を適用することができるが、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、銅、アルミニウム、タングステン、チタン等から1種以上を選択できる。空気極2は、集電体22に空気極リード部23が延設され、外部回路と電気的に接続することが可能とされている。空気極リード部23は、例えば金属箔等の箔からなる。
The
集電体22は、メッシュ状とされるに限定されず、エキスパンドメタル、パンチングメタル、エッチングによるもの、金属粒子や金属繊維の焼結体、発泡金属などの多孔質材であってもよい。ただし、撥水膜21に対する適度なアンカー効果を考慮すると、集電体22はメッシュ状とされることがより好ましい。
The
また、触媒層24は、図2に示すように、金属極3に対向して配置され、電解質と接している。触媒層24は、例えば、導電性の多孔性担体と、多孔性担体に担持された触媒とを含む構成とされることが好ましい。これにより、触媒上において、酸素ガスと水と電子とが共存する三相界面を形成することが可能となる。
Further, as shown in FIG. 2, the
触媒層24に含まれる触媒としては、例えば、ニッケル、パラジウムおよび白金等の白金族、コバルト、マンガンおよび鉄等の遷移金属を含むペロブスカイト型酸化物、ルテニウム、パラジウムなどの貴金属酸化物、酸化マンガン等が挙げられる。導電性の多孔性担体とは、例えば、カーボンブラックなどの炭素材料が好ましい。触媒粒子径は、100nm~1μmとされ、100nm~500nmとされることがより好ましい。触媒層24の厚みは、100μm~2mmとされ、より好ましくは500μm~1mmとされることである。
Examples of the catalyst contained in the
金属空気電池1において空気極2を作製する工程では、撥水膜21を外装体4の包材41に重ね合わせて溶着し、さらに集電体22、および触媒層24を撥水膜21に順に重ねて、これらをプレスして密着一体化させる。包材41に設けられた開口部42に撥水膜21を覆い被せ、開口部42の外周側を溶着する。これにより、開口部42の周縁部に、撥水膜21が溶着されてなる溶着領域(43)が連続して設けられる。溶着領域の詳細については後述する。
In the process of producing the
図3は、本実施形態に係る金属空気電池1の撥水膜21を示す断面図であり、図4は、外装体4を構成する包材41を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the water-
図3に示すように、撥水膜21は、不織布からなる裏打ち層211と、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)からなる撥水性樹脂シートの撥水層212とが、熱ラミネートによって積層一体化されたシート材とされている。
As shown in FIG. 3, the water-
裏打ち層211は、後述する包材41の熱溶着性フィルム層412と溶着される。包材41の熱溶着性フィルム層412を構成する材料はPE(ポリエチレン)が好ましいことから、裏打ち層211は、熱的にPEと親和性の高い(130~140℃付近に融点を持つ)材質とされることが好ましい。また、撥水膜21における透気性の妨げにならないよう、裏打ち層211は、通気性の高いものであることが好ましい。そのため、裏打ち層211は、PE不織布、またはPEと他の樹脂との混抄材であることが好ましい。裏打ち層211の厚みは、50~100μmとされ、透気度は10s/100cc・Air以下とされることが好ましい。
The
撥水膜21の撥水層212は、厚みが例えば100~250μmとされることが好ましく、200~250μmとされることがより好ましい。撥水膜21としては、気孔率が20~50%とされることが好ましく、30~40%とされることがより好ましい。また、撥水膜21の透気度は、1000s/100cc・Air以下とされることが好ましい。撥水膜21を適切な厚みとすることで、耐久性を確保でき、触媒層24との密着性を高めることができる。
The water-
一方、外装体4を構成する包材41は、電解液に対して耐腐食性を有する材料であって、かつ、耐熱性および熱溶着性を有する材料からなることが好ましい。包材41は、単層構造であるに限らず、図4に示すように、例えば基材層411と熱溶着性フィルム層412とが積層一体化された複層構造を有することが好ましい。
On the other hand, the
この場合、基材層411には、耐熱性を有する合成樹脂系材料を含むことが好ましく、熱融着による封止時に、不要な変形や破断等を生じるのを防ぐ作用を備えさせることができる。そのため、基材層411には、例えば、ナイロン、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリブチレンテレフタラート(PBT)などを好適に用いることができ、中でもナイロンが好ましい。
In this case, the
熱溶着性フィルム層412を構成する材料は、PE(ポリエチレン)が好ましく、この他にも、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ酢酸ビニル、ABS樹脂、塩化ビニリデン、ポリアセタール、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、フッ素樹脂、エポキシ樹脂等であってもよい。
The material constituting the heat-
外装体4の包材41が、基材層411と熱溶着性フィルム層412との複層構造である場合、外装体4の外面側には基材層411が配設され、外装体4の内面側には熱溶着性フィルム層412が配設されることが好ましい。これにより、外装体4の内面の溶着性能を確保するとともに、外装体4の物理的強度を高めて、その形状保持が可能となる。
When the
図5は、包材41と撥水膜21との溶着領域43を示す平面説明図である。なお、図5では、包材41を外面側から見て示し、包材41の内面側に積層配置されている撥水膜21が存在する領域にハッチングを付すとともに、溶着領域43には薄墨色を付して示している。
FIG. 5 is an explanatory plan view showing a
図5に示すように、外装体4に設けられた開口部42は内面側から撥水膜21で覆われ、開口部42の周縁部が包材41に溶着される(溶着工程)。この場合、外装体4を構成する包材41の熱溶着性フィルム層412に対して、撥水膜21の裏打ち層211が接するように重ねて配置され、熱溶着性フィルム層412と裏打ち層211とが溶着される。これにより、包材41には、開口部42の周縁部に沿って、撥水膜21が溶着されてなる溶着領域43が略矩形状に設けられる。
As shown in FIG. 5, the
なお、溶着領域43の形状は図5に示されるものに限られず、例えば、撥水膜21で覆われた開口部42の周縁部が複数条で直線状に溶着されて、包材41の上下左右の幅方向に平行する複数条の溶着領域が形成されて、開口部42を取り囲む略井桁状の溶着領域が設けられる構成とされてもよい。
Note that the shape of the
(実施形態1)
図6は、包材41と撥水膜21との溶着工程を模式的に示す断面説明図であり、図7は、前記溶着工程により包材41に形成される凸状部を模式的に示す断面説明図である。なお、撥水膜21および包材41は前記のとおり複層構造を有するが、以下では図面を見やすくするため、各層を区別することなく一体化物として示している。
(Embodiment 1)
FIG. 6 is a cross-sectional explanatory view schematically showing a welding process between the
本開示に係る金属空気電池1において、外装体4と撥水膜21との溶着領域43の構成は、種々の形態により実施することができる。以下の実施形態において、それらのうちの5つの形態について説明する。
In the metal-
図6に示すように、包材41と撥水膜21との溶着工程では、撥水膜21を下方に配置し、その上に包材41が重ねられて配置される。撥水膜21は、周縁部において、包材41に設けられた開口部42の外周側まで覆うように配置される。このように重ねて配置された撥水膜21と包材41に対して、包材41の外面41a側から矢符P方向に加熱圧着される。包材41の外面41aは、外装体4の外方(外面側)に配置される面である。
As shown in FIG. 6, in the step of welding the
包材41の熱溶着性フィルム層(412)がPEからなり、撥水膜21の裏打ち層(211)がポリオレフィン不織布とされた場合、例えばナイロン等である基材層(411)は溶けないが熱溶着性フィルム層(412)が溶ける温度となる、160℃程度の温度で数秒間、圧着することが好ましい。これにより、撥水膜21が一体化された溶着領域43が包材41の開口部42の周縁部に設けられる。
When the heat-fusible film layer (412) of the
溶着領域43には、複数条の凸状部が形成される。例えば、図7に示すように、溶着工程を経た包材41には、溶着領域43の外周側と内周側とに、それぞれ、外方へ膨出する凸状部(第1凸状部431および第2凸状部432)が連続的に形成される。開口部42に対して外周側に設けられる第1凸状部431と、内周側に設けられる第2凸状部432との間には、圧着されたことによる凹部434が形成される。したがって、包材41の撥水膜21との溶着領域43には、外周側から順に、第1凸状部431、凹部434、第2凸状部432が並んで設けられるものとなる。
A plurality of convex portions are formed in the
溶着領域43の外周側の第1凸状部431と、内周側の第2凸状部432とは、ともに略同等の厚みを有するように外方に膨出して設けられている。また、第1凸状部431および第2凸状部432は、撥水膜21の外縁部213より内周側に設けられている。特に、第1凸状部431は、撥水膜21の外縁部213に重なりを有するように設けられ、この場合、撥水膜21の外縁部213よりも内周側に納まるように配設されている。
The first
図8は、包材41と撥水膜21との溶着工程の一例を示す説明図である。包材41と撥水膜21との溶着は、例えば図8に示される溶着ホーン50を用いて行うことができる。溶着ホーン50の下端部に備えられるアタッチメント部分は平滑面とされ、被溶着部に対して水平に押し当てることのできる平面が設けられている。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a process of welding the
溶着ホーン50は、開口部42の周縁部において、撥水膜21上の包材41の外面41aに対して高温状態で押し当てられる。溶着ホーン50は全体が均一な温度を有しているので、図8に示される外周側部位P1と、内周側部位P2とでは、熱の伝わり方は均等とされる。これにより、包材41と撥水膜21とが溶着される。図5に示したように、包材41には開口部42を取り囲むように溶着領域43が連続して形成される。また、溶着領域43には、図7に示すように、第1凸状部431、凹部434、および第2凸状部432が設けられる。
The
図9Aは、包材41と空気極2の積層工程を模式的に示す断面説明図であり、図9Bは、積層工程を経た包材41と空気極2とを模式的に示す断面説明図である。
FIG. 9A is a cross-sectional explanatory diagram schematically showing the lamination process of the
空気極2は、包材41に設けられた溶着領域43に対して、撥水膜21を介して、集電体22および触媒層24が積層されて設けられる(積層工程)。集電体22および触媒層24は、包材41の第1凸状部431および第2凸状部432と重なりを有するように積層され、圧着される。
The
より具体的には、図9Aに示すように、包材41は外面41aに第1凸状部431および第2凸状部432が突出している。包材41における第1凸状部431および第2凸状部432を外方(図中下方)に向けて配置し、包材41の内面41bに溶着されている撥水膜21の上に、集電体22および触媒層24をこの順に重ね合わせる。この場合、撥水膜21は、包材41の内面41b側から、第1凸状部431に対して完全に重なり合う位置に配置されている。第1凸状部431は、いずれの部分もその直上には撥水膜21が位置しており、撥水膜21の外縁部213よりも内側に配置された状態となっている。このような配置形態とされた撥水膜21に対して、さらに集電体22と触媒層24とが同様に重なり合うように配置される。
More specifically, as shown in FIG. 9A, the
次いで、撥水膜21との溶着領域43を備えた包材41、撥水膜21、集電体22、および触媒層24が、この順に重ねられた状態で、上下両側から常温プレスされる。これにより、図9Bに示すように、撥水膜21、集電体22および触媒層24が一体化された空気極2が得られる。このような積層工程におけるプレス圧は例えば2.04kN/cm2とされ、プレス時間は2分間とされることが好ましい。
Next, the
包材41の外面41a側に膨出していた第1凸状部431および第2凸状部432は、積層工程で常温プレスされることによって、包材41の内面41b側にも突出するものとなる。包材41の内面41bには、第1凸状部431に対応する第1内面凸部435と、第2凸状部432に対応する第2内面凸部436が撥水膜21側に突出する。突出した第1内面凸部435および第2内面凸部436は、撥水膜21を押圧する。撥水膜21は、第1内面凸部435および第2内面凸部436に押圧され、これにより突出した第1アンカー凸部214と第2アンカー凸部215が集電体22に食い込み、さらにそれらが触媒層24に食い込むものとなる。
The first
空気極2は、包材41と撥水膜21とが溶着領域43を介して一体化されており、さらに、溶着領域43に重なり合って配設された撥水膜21、集電体22および触媒層24が、撥水膜21の第1アンカー凸部214と第2アンカー凸部215の食い込みにより高い強度で接着される。これにより、空気極2の部材間の界面がすき間なく密着され、電解液の浸入や、各界面の剥離の発生を低減することが可能となる。
The
包材41を外装体4とするとともに、電解液(例えばKOH水溶液)と、空気極2と、金属極3とを外装体4内に配置することで、金属空気電池1を得ることができる。金属空気電池1においては、金属極3側から触媒層24に電解質が浸み込み、空気極2の撥水膜21側から触媒層24に酸素ガスを含む空気が供給される。その結果、空気極2の触媒層24において電極反応(酸素還元反応)が進行することで、金属空気電池1が出力するものとなる。
The metal-
図21Aおよび図21Bは、従来構成の金属空気電池における空気極20の積層工程を模式的に示す断面説明図である。前記のとおり、従来の空気極20では、撥水膜210と包材410との溶着により包材410に厚みの薄い部分が形成され、その結果、撥水膜210と集電体220との界面、および集電体220と触媒層240との界面にすき間が生じやすいといった問題点があった。図21Aに示すように、従来は、撥水膜210と包材410との溶着領域に形成される凸状部430のうち、特に外周側の凸状部430が撥水膜210との重なりを有しないことがあった。 FIGS. 21A and 21B are cross-sectional explanatory views schematically showing a step of laminating an air electrode 20 in a metal-air battery having a conventional configuration. As described above, in the conventional air electrode 20, a thin portion is formed in the packaging material 410 due to welding of the water-repellent film 210 and the packaging material 410, and as a result, the interface between the water-repellent film 210 and the current collector 220 is There are also problems in that a gap is likely to be formed at the interface between the current collector 220 and the catalyst layer 240. As shown in FIG. 21A, conventionally, among the convex portions 430 formed in the welding region between the water-repellent film 210 and the packaging material 410, the convex portions 430 on the outer circumferential side in particular do not overlap with the water-repellent film 210. Sometimes I didn't have one.
そのため、包材410、撥水膜210、集電体220、および触媒層240が、この順に重ねられた状態で上下両側から常温プレスされても、図21Bに示すように、外周側の凸状部430は空気極20の外周側にはみ出した状態となる。撥水膜210、集電体220および触媒層240には、包材410の内周側の凸状部430による圧着作用は働くが、2つの凸状部430の間には凹部が存在するので、外周側では圧着作用が十分に働かないこととなる。その結果、集電体220と触媒層240に対して撥水膜210の食い込みが少なくなり、外周側にすき間を生じやすくなる。そのようなすき間の存在によって撥水膜210と接触しない部分が形成され、充放電に伴って内部の体積変化が生じると、すき間を起点として、撥水膜210と集電体220または触媒層240との界面に剥離が発生し、電池出力が低下したり電池寿命が低下したりするおそれがあった。 Therefore, even if the packaging material 410, the water-repellent film 210, the current collector 220, and the catalyst layer 240 are stacked in this order and pressed at room temperature from both the upper and lower sides, the convex shape on the outer periphery side remains as shown in FIG. 21B. The portion 430 protrudes from the outer circumferential side of the air electrode 20. Although the water-repellent film 210, the current collector 220, and the catalyst layer 240 are compressed by the convex portions 430 on the inner peripheral side of the packaging material 410, there is a concave portion between the two convex portions 430. , the crimping action will not work sufficiently on the outer circumferential side. As a result, the water-repellent film 210 is less likely to bite into the current collector 220 and the catalyst layer 240, making it easier to create a gap on the outer circumferential side. Due to the existence of such a gap, a portion that does not come into contact with the water-repellent film 210 is formed, and when the internal volume changes due to charging and discharging, the water-repellent film 210 and the current collector 220 or the catalyst layer 240 start from the gap. There was a risk that peeling would occur at the interface between the battery and the battery, resulting in a decrease in battery output and shortened battery life.
これに対して、本実施形態に係る金属空気電池1では、図9Bに示すように、撥水膜21は、多孔質材からなる集電体22に対向して配置され、第1アンカー凸部214および第2アンカー凸部215が集電体22に食い込み、接着性が高められている。また、集電体22と触媒層24、および集電体22を介した撥水膜21と触媒層24の接着性も高められる。そのため、撥水膜21、集電体22、および触媒層24を高い強度で接着一体化させることができる。
On the other hand, in the metal-
また、撥水膜21が高い強度で接着されていることにより、空気極2の外周側におけるすき間の発生を抑制し得て、撥水性を高めることができる。これにより、空気極2は、撥水膜21と触媒層24との間への電解液の浸入や、これらの部材間の剥離を効果的に抑制されたものとなる。
In addition, since the water-
なお、金属空気電池1において、撥水膜21は、包材41の内面41b側から、第1凸状部431に対して完全に重なり合う位置に配置する構成であるに限られず、少なくとも外周側の第1凸状部431と重なりを有するように配置されていればよい。
In the metal-
(実施形態2)
図10は、実施形態2に係る金属空気電池1における包材41と撥水膜21との溶着領域43を模式的に示す断面説明図である。図11は、包材41と撥水膜21との溶着工程を模式的に示す説明図であり、図12は、溶着工程の他の例を模式的に示す説明図である。なお、以下の各実施形態に係る説明では、溶着領域43の構成にそれぞれ特徴を有するものであり、実施形態1と共通する他の構成については共通の参照符号により示すことで重複する説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 10 is an explanatory cross-sectional view schematically showing a
図10に示す形態では、溶着領域43には、第1凸状部431と第2凸状部432とが異なる厚さで設けられている。この場合、溶着領域43の第1凸状部431と第2凸状部432のうち、外周側の第1凸状部431は、内周側の第2凸状部432よりも厚みを有するように設けられている。第1凸状部431は、包材41の外面41a側へ、第2凸状部432よりも突出している。また、第1凸状部431の幅(内周側から内周側へ向かう方向の大きさ)も、第2凸状部432の幅よりも大きく設けられている。
In the form shown in FIG. 10, the
このような溶着領域43は、例えば図11に示される溶着ホーン50を用いて形成することができる。溶着ホーン50は、下端部のアタッチメント部分に、内周側から外周側に下り勾配で傾斜した平滑な傾斜面51を有している。溶着ホーン50は、撥水膜21上の包材41の開口部42の周縁部に均一な高温状態で押し当てられる。包材41の外周側部位P1は、内周側部位P2よりも熱の伝わり方がよく、外周側部位P1で熱溶着性フィルム層(412)がより多く溶けることとなる。
Such a
これにより、包材41と撥水膜21とが溶着され、包材41に溶着領域43が形成される。図10に示すように、溶着領域43には、第2凸状部432よりも厚みを有する第1凸状部431と、凹部434と、第2凸状部432とが設けられる。
As a result, the
溶着領域43は、さらに、図12に示される溶着ホーン50を用いて形成することもできる。この場合、溶着ホーン50は、下端部のアタッチメント部分に異なる温度の熱源と遮熱体とを備えて、加熱温度に傾斜が設けられている。例えば、図12に示すように、溶着ホーン50は、内周側に外周側よりも温度の低い熱源52が設けられ、遮熱体54を挟んで、外周側には内周側よりも温度の高い熱源53が設けられている。これにより、包材41の外周側部位P1は、内周側部位P2よりも高温となり、外周側部位P1で熱溶着性フィルム層(412)がより多く溶けて、外周側の第1凸状部431が内周側の第2凸状部432よりも厚く設けられる。
The
図13Aは、包材41と空気極2の積層工程を模式的に示す断面説明図であり、図13Bは、積層工程を経た包材41と空気極2とを模式的に示す断面説明図である。
FIG. 13A is a cross-sectional explanatory diagram schematically showing the lamination process of the
空気極2は、包材41に設けられた溶着領域43に対して、撥水膜21を介して、包材41の第1凸状部431が重なる部分を有するように積層され、圧着される(積層工程)。本実施形態では、図13Aに示すように、包材41における第1凸状部431および第2凸状部432を外方(図中下方)に向けて配置し、撥水膜21上に集電体22および触媒層24をこの順に重ね合わせる。この形態にあっても、包材41の第1凸状部431は、いずれの部分もその直上には撥水膜21が位置しており、撥水膜21と第1凸状部431とが完全に重なり合う位置に配置されている。
The
次いで、図13Bに示すように、包材41、撥水膜21、集電体22、および触媒層24が、上下両側から常温プレスされる。これにより、撥水膜21、集電体22および触媒層24が一体化された空気極2が得られる。包材41の外面41a側に膨出していた厚みを有する第1凸状部431は、常温プレスによって、包材41の内面41b側に大きく突出する。第1凸状部431に対応する第1内面凸部435は、第2凸状部432に対応する第2内面凸部436よりも大きく撥水膜21側に突出する。第1アンカー凸部214は第2アンカー凸部215よりも撥水膜21により深く食い込み、撥水膜21はこれらに押圧されて集電体22に食い込み、さらに触媒層24に食い込むものとなる。
Next, as shown in FIG. 13B, the
これにより、空気極2は、包材41と撥水膜21とが溶着領域43を介して一体化されて、さらに外周側の第1凸状部431が厚みを有することによって、撥水膜21、集電体22、および触媒層24の接着性を外周側においてより一層高めることができる。その結果、空気極2内の部材間への電解液の浸入や、撥水膜21、集電体22、および触媒層24の剥離の発生を、より効果的に抑制することができる。
As a result, in the
(実施形態3)
図14Aは、実施形態3に係る金属空気電池1における積層工程について模式的に示す断面説明図であり、図14Bは、積層工程を経た包材41と空気極2とを模式的に示す断面説明図である。
(Embodiment 3)
FIG. 14A is a cross-sectional explanatory view schematically showing the lamination process in the metal-
本開示に係る金属空気電池1において、外周側の第1凸状部431は、一部が、空気極2の外縁部からはみ出すように配置されてもよい。
In the metal-
図14Aに示す形態では、溶着領域43には、厚みが略同等の第1凸状部431と第2凸状部432とが設けられている。また、溶着領域43の第1凸状部431は、いずれの部分も、その直上には撥水膜21が位置して、撥水膜21と第1凸状部431とが完全に重なり合うように配置されている。
In the form shown in FIG. 14A, the
ここで、積層工程では、溶着領域43の第1凸状部431が、空気極2を構成する集電体22および触媒層24の外縁部から部分的にはみ出すように、集電体22および触媒層24が配置される。撥水膜21の外縁部も、集電体22(および触媒層24)よりも外周側にはみ出すように、集電体22および触媒層24が配置される。
Here, in the lamination process, the
このように配置された包材41、撥水膜21、集電体22、および触媒層24が常温プレスされることで、図14Bに示すように、撥水膜21、集電体22および触媒層24が一体化された空気極2が得られる。包材41の外面41a側に膨出していた第1凸状部431は、包材41の内面41b側に突出し、撥水膜21の外縁部を部分的に覆うとともに撥水膜21に食い込む。また、撥水膜21は、第1アンカー凸部214および第2アンカー凸部215が集電体22と触媒層24に食い込む。外周側の第1アンカー凸部214は、さらに触媒層24の外縁部を覆うものとなる。
By pressing the
これにより、空気極2は、溶着領域43を介して高い強度で各界面が接着され、さらに撥水膜21と触媒層24との界面における外周側からの電解液の侵入を抑制し得るものとなる。したがって、空気極2内の部材間への電解液の浸入や、撥水膜21、集電体22、および触媒層24の剥離の発生を、より効果的に抑制することが可能となる。
As a result, each interface of the
図15Aおよび図15Bは、実施形態3に係る金属空気電池1の変形例を示し、図15Aは、金属空気電池1の積層工程について模式的に示す断面説明図であり、図15Bは、積層工程を経た包材41と空気極2とを模式的に示す断面説明図である。
15A and 15B show a modified example of the metal-
図示するように、金属空気電池1においては溶着領域43の第1凸状部431は、その直上に撥水膜21との重なりを有するように配置されることが好ましく、例えば、撥水膜21と第1凸状部431とが完全に重なり合っていなくともよい。図15Aに示す例では、積層工程で、溶着領域43の第1凸状部431と、空気極2を構成する撥水膜21、集電体22および触媒層24とが重なりを有するように配置され、撥水膜21の外縁部からも第1凸状部431が部分的にはみ出すように配置されている。
As shown in the figure, in the metal-
このように配置された包材41、撥水膜21、集電体22、および触媒層24にあっても、常温プレスされることで、図15Bに示すように、包材41の第1凸状部431が撥水膜21の外縁部を覆い、さらには集電体22(および触媒層24)の外縁部を覆うものとなされてもよく、撥水膜21、集電体22および触媒層24が一体化された空気極2を得ることができる。
Even if the
この場合にも、空気極2は、溶着領域43を介して高い強度で各界面が接着されて、撥水膜21と触媒層24との界面における外周側からの電解液の侵入を抑制することができる。
In this case as well, each interface of the
(実施形態4)
図16は、実施形態4に係る金属空気電池1における積層工程を経た包材41と空気極2とを模式的に示す断面説明図であり、図17は、包材41と撥水膜21との溶着工程を模式的に示す説明図である。
(Embodiment 4)
FIG. 16 is a cross-sectional explanatory diagram schematically showing the
前記のような構成を有する溶着領域43は、包材41の開口部42の周縁部に、複数条で互いに平行に設けられる構成とされてもよい。例えば、開口部42の周縁部に内外二重の略矩形状をなすように溶着領域43が設けられてもよい。また、溶着領域43が平行して互いに隣り合う配置形態で設けられることで、例えば隣接する一方の領域の第2凸状部と他方の領域の第1凸状部とが一体となり、1つの第3凸状部433を形成するように構成されてもよい。これにより、包材41と撥水膜21との溶着領域43には、外周側から、第1凸状部431、凹部434、第3凸状部433、凹部434、および第2凸状部432が順に設けられる。
The
積層工程では、溶着された包材41と撥水膜21の上に、集電体22および触媒層24を積層し、常温プレスすることにより空気極2を得る。包材41の内面41b側には、第1凸状部431に対応して第1内面凸部435が、第2凸状部432に対応して第2内面凸部436が、第3凸状部433に対応して第3内面凸部437がそれぞれ突出する。さらに撥水膜21は、第1アンカー凸部214、第2アンカー凸部215、および第3アンカー凸部216が、集電体22と触媒層24に食い込む。これにより、撥水膜21と、集電体22および触媒層24との各界面が高い強度で接着される。しかも溶着領域43は、第1凸状部431、第2凸状部432、および第3凸状部433の複数条の凸状部を有していることから、電解液の浸入や各界面の剥離の発生を、より効果的に抑制することができる。
In the lamination step, the
溶着工程では、図17に示すように2つの溶着ホーン50を併用することで、複数条の凸状部を有する溶着領域が形成される。この場合、各溶着ホーン50は、前記実施形態に示したものと同様とすることができる。なお、溶着領域43の形状は図5に示されるものに限られず、例えば、包材41の上下左右の幅方向に平行する2本の直線状に溶着されて、開口部42を取り囲む略井桁状の溶着領域43とされてもよい。
In the welding process, as shown in FIG. 17, two
(実施形態5)
図18は、実施形態5に係る金属空気電池1における空気極2の構成を模式的に示す断面説明図である。
(Embodiment 5)
FIG. 18 is a cross-sectional explanatory diagram schematically showing the configuration of the
触媒層24は、外周側の第1凸状部431と内周側の第2凸状部432との間の凹部に対応するように、凸部241が設けられていてもよい。例示の形態では、触媒層24は、外縁部に連続する凸部241が設けられている。積層工程では、溶着された包材41と撥水膜21の上に、集電体22および触媒層24を積層することで、触媒層24の凸部241は、集電体22に対向させて、包材41の第1凸状部431と第2凸状部432との間に対応する位置に配置される。この状態で常温プレスすることにより、触媒層24の凸部241は、第1アンカー凸部214と第2アンカー凸部215との間に嵌まり合い、すき間なく接着されるものとなる。
The
これにより、金属空気電池1において、空気極2の各界面の接着性を高い強度で得られ、さらに凸部241によって、撥水膜21と触媒層24との間がすき間なく接着され、電解液の浸入や剥離の発生をより効果的に抑制することができる。
As a result, in the metal-
(実施例)
図19は、本開示に係る金属空気電池1における評価結果を示す特性図表である。ここでは、金属空気電池の外装体を構成する包材に設けた封止領域の構造を、前記の各実施形態で説明した構造とした実施例1~5と、従来構造とした比較例1について電池性能を評価した。図20に、実施例1~5と比較例1における封止領域の概略構造を、構造A~Fとしてそれぞれ示している。
(Example)
FIG. 19 is a characteristic chart showing evaluation results for the metal-
実施例1~5および比較例1において、触媒には、MnO2(中央電気工業製、二酸化マンガン、商品名:CMD-K200)を用い、重量比で1.5倍量のカーボンブラックを加えて12時間ボールミル(使用するボールはZrで直径4mm)で混合した。この触媒とカーボンブラックの混合物に全固形分に対する重量比で25%分量の結着剤(ダイキン製、PTFE分散液「D-210C」、溶媒:水、固形分濃度:60wt%)と、全体の固形分濃度が50wt%となる量の水を入れ、加圧ニーダで混練して得たものを合剤とし、この合剤をロール圧延機でシート状に成形し乾燥することで触媒層を作製した。
In Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, MnO 2 (manganese dioxide, manufactured by Chuo Denki Kogyo, trade name: CMD-K200) was used as the catalyst, and 1.5 times the weight of carbon black was added. The mixture was mixed in a ball mill (the balls used were Zr and had a diameter of 4 mm) for 12 hours. A binder (manufactured by Daikin, PTFE dispersion "D-210C", solvent: water, solid content concentration: 60 wt%) with a weight ratio of 25% of the total solid content was added to the mixture of the catalyst and carbon black. Add enough water to make the
図20に示すように、封止領域の構造は、実施例1では前記実施形態1に示した形態と同様の構造Aとし、実施例2では前記実施形態2に示した形態と同様の構造Bとし、実施例3では前記実施形態3に示した形態と同様の構造Cとし、実施例4では前記実施形態4に示した形態と同様の構造Dとし、実施例5では前記実施形態5に示した形態と同様の構造Eとし、比較例1では図21Bに示した従来の形態である構造Fとした。
As shown in FIG. 20, the structure of the sealing region is a structure A in Example 1, which is similar to the form shown in
評価項目としては、初期電圧と、60℃環境下で21日間保管した後の保管後電圧とを比較し、通電試験によって電圧維持率を評価した。保管には常時通風した状態で金属空気電池1を保持する治具を用い、初期容量と60℃環境下で同様に21日間保管した後の保管後容量とを比較して、容量維持率を評価した。さらに、保管後の空気極内の電解液の浸入の有無を目視で確認し、浸水状態を評価した。総合的な電池性能の評価として、電圧維持率、容量維持率、および浸水状態の有無から、電池性能を○、△、×として3段階で評価した。
As evaluation items, the initial voltage was compared with the voltage after storage after storage for 21 days in a 60° C. environment, and the voltage maintenance rate was evaluated by a current test. For storage, a jig that holds the metal-
その結果、封止領域を構造Fとした比較例1では、21日間保管後に大部分で浸水が発生し、容量維持率が44.5%と低下する結果となった。これに対して、封止領域を構造Aとした実施例1では、浸水が部分的に発生する程度にとどまった。また、封止領域を構造B~Eとした実施例2~5では、それぞれ、浸水の発生がほとんど認められず、良好な結果が得られた。特に、実施例2~5では、容量維持率が90%以上となり、比較例1に比べて初期容量と保管後容量とに大きな変化が発生せず、極めて良好な電池性能を有することが認められた。 As a result, in Comparative Example 1 in which the sealing area was configured as Structure F, most of the area was flooded with water after being stored for 21 days, and the capacity retention rate was reduced to 44.5%. On the other hand, in Example 1 in which the sealing area was of structure A, water intrusion occurred only partially. Further, in Examples 2 to 5 in which the sealing area was structured B to E, almost no water intrusion was observed, and good results were obtained. In particular, in Examples 2 to 5, the capacity retention rate was 90% or more, and compared to Comparative Example 1, there was no large change in the initial capacity and the capacity after storage, indicating that the battery performance was extremely good. Ta.
実施例1~実施例5のいずれの形態にあっても、封止領域に設けられた第1凸状部および第2凸状部(実施例4では第3凸状部を含む)が有利に作用し、撥水膜、集電体および触媒層の接着性が高められて、界面の剥離を抑制し得る構造であるといえる。さらに、実施例2~5の評価結果より、外周側の凸状部が効果的に作用する構造B~Eとされることはより好ましいものといえる。 In any of the embodiments of Examples 1 to 5, the first convex portion and the second convex portion (including the third convex portion in Example 4) provided in the sealing region are advantageous. This can be said to be a structure in which the adhesion between the water-repellent film, the current collector, and the catalyst layer is improved, and peeling at the interface can be suppressed. Furthermore, from the evaluation results of Examples 2 to 5, it can be said that structures B to E, in which the convex portion on the outer peripheral side acts effectively, are more preferable.
以上より、本実施形態に係る金属空気電池1においては、空気極の界面密着性を高めて剥離の発生を抑制し得て、良好な電池特性を確保することが可能となることが確認され、出力低下の問題を解消することが可能となるといえる。
From the above, it has been confirmed that in the metal-
なお、今回開示した実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本開示の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 It should be noted that the embodiments disclosed herein are illustrative in all respects, and are not the basis for a limited interpretation. Therefore, the technical scope of the present disclosure is not to be interpreted only by the above-described embodiments, but is defined based on the claims. In addition, all changes within the meaning and scope of the claims are included.
1 金属空気電池
2 空気極
201 第1空気極
202 第2空気極
21 撥水膜
211 裏打ち層
212 撥水層
213 外縁部
214 第1アンカー凸部
215 第2アンカー凸部
216 第3アンカー凸部
22 集電体
23 空気極リード部
24 触媒層
241 凸部
3 金属極
31 負極集電体
32 負極リード部
4 外装体
41 包材
41a 外面
41b 内面
411 基材層
412 熱溶着性フィルム層
42 開口部
43 溶着領域
431 第1凸状部
432 第2凸状部
433 第3凸状部
434 凹部
435 第1内面凸部
436 第2内面凸部
437 第3内面凸部
50 溶着ホーン
1
Claims (8)
前記外装体は、前記開口部の周縁部に、前記撥水膜が溶着されてなる溶着領域が連続して設けられ、
前記溶着領域は、少なくとも該溶着領域の外周側と内周側とに、前記外装体の外方へ膨出する凸状部を有しており、
前記空気極は、前記撥水膜を介して、外周側の前記凸状部と重なりを有するように配置されたことを特徴とする金属空気電池。 A metal air battery comprising an air electrode including a water-repellent film and a metal electrode in an exterior body having an opening,
The exterior body is provided with a continuous welded area in which the water-repellent film is welded to a peripheral edge of the opening,
The welding region has a convex portion that bulges outward of the exterior body at least on an outer peripheral side and an inner peripheral side of the welding region,
The metal-air battery is characterized in that the air electrode is arranged so as to overlap the convex portion on the outer peripheral side with the water-repellent film interposed therebetween.
外周側の前記凸状部は、内周側の前記凸状部よりも厚みを有することを特徴とする金属空気電池。 The metal air battery according to claim 1,
A metal-air battery characterized in that the convex portion on the outer circumferential side is thicker than the convex portion on the inner circumferential side.
外周側の前記凸状部は、前記空気極の外縁部から一部がはみ出すように配置されたことを特徴とする金属空気電池。 The metal air battery according to claim 1,
The metal-air battery, wherein the convex portion on the outer peripheral side is arranged so that a portion thereof protrudes from the outer edge of the air electrode.
前記溶着領域は前記開口部の周縁部に複数条設けられたことを特徴とする金属空気電池。 The metal air battery according to claim 1,
A metal-air battery, wherein a plurality of the welding regions are provided on a peripheral edge of the opening.
複数条の前記溶着領域は互いに隣接して設けられ、隣接する一方の溶着領域の内周側の前記凸状部と、他方の溶着領域の外周側の前記凸状部とが一体に設けられたことを特徴とする金属空気電池。 The metal air battery according to claim 4,
The plurality of welded regions are provided adjacent to each other, and the convex portion on the inner peripheral side of one adjacent welded region and the convex portion on the outer peripheral side of the other welded region are integrally provided. A metal-air battery characterized by:
前記空気極は集電体と触媒層との積層体とされ、
前記触媒層は、外周側の前記凸状部と内周側の前記凸状部との間の凹部に対応する凸部を備えていることを特徴とする金属空気電池。 The metal air battery according to claim 1,
The air electrode is a laminate of a current collector and a catalyst layer,
The metal-air battery is characterized in that the catalyst layer includes a convex portion corresponding to a concave portion between the convex portion on the outer circumferential side and the convex portion on the inner circumferential side.
前記空気極は集電体と触媒層との積層体とされ、前記集電体は多孔質材とされ、
前記撥水膜は前記集電体における前記触媒層側に設けられたことを特徴とする金属空気電池。 In the metal air battery according to any one of claims 1 to 6,
The air electrode is a laminate of a current collector and a catalyst layer, the current collector is a porous material,
A metal-air battery, wherein the water-repellent film is provided on the catalyst layer side of the current collector.
前記外装体の前記開口部の周縁部に前記撥水膜を溶着して溶着領域を設けるとともに、少なくとも前記溶着領域の外周側と内周側とに、前記外装体の外方へ膨出する凸状部を設け、
前記空気極を、前記撥水膜を介して、外周側の前記凸状部と重なりを有するように配置することを特徴とする金属空気電池の製造方法。 A method for manufacturing a metal-air battery comprising a water-repellent film, an air electrode, and a metal electrode in an exterior body having an opening, the method comprising:
The water-repellent film is welded to the peripheral edge of the opening of the exterior body to provide a welded area, and a convexity bulging outward of the exterior body is provided at least on the outer circumferential side and the inner circumferential side of the welded area. A shaped part is provided,
A method for manufacturing a metal-air battery, characterized in that the air electrode is arranged so as to overlap the convex portion on the outer peripheral side with the water-repellent film interposed therebetween.
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