JP3471575B2 - 空気亜鉛電池 - Google Patents
空気亜鉛電池Info
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- JP3471575B2 JP3471575B2 JP19807097A JP19807097A JP3471575B2 JP 3471575 B2 JP3471575 B2 JP 3471575B2 JP 19807097 A JP19807097 A JP 19807097A JP 19807097 A JP19807097 A JP 19807097A JP 3471575 B2 JP3471575 B2 JP 3471575B2
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- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- zinc
- air
- catalyst layer
- battery
- Prior art date
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Hybrid Cells (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大気中の酸素を正
極作用物質として用いる空気亜鉛電池に関し、さらに詳
しくは該空気亜鉛電池においてその一構成要素として用
いられる撥水層を改良した空気亜鉛電池に関する。 【０００２】 【従来の技術】空気亜鉛電池は正極作用物質として大気
中の酸素を、負極作用物質として亜鉛を、電解液として
アルカリ水溶液を用いており、主に補聴器やペイジャー
用にボタンタイプのものが製品化されている。 【０００３】これらの空気亜鉛電池の一例を示すと、例
えば図１のような構成からなっている。図中、１は正極
集電容器で、空気孔２を有している。３は拡散層で空気
孔２から取り込んだ空気をこの層内で拡散させ触媒層に
均一に供給することを目的としている。４は撥水層、５
は正極触媒層、６はセパレータであり、これらが正極組
立体を構成している。８は負極作用物質層、９は負極集
電容器、１０は絶縁ガスケット、１１はシールテープで
ある。 【０００４】上記したように、空気亜鉛電池は正極組立
体において撥水層を有しており、その材料としては１枚
以上のＰＴＦＥ膜（ポリテトラフルオロエチレン）が用
いられることが一般的である。通常、このＰＴＦＥ膜の
少なくとも１枚が正極触媒層と一体化されて使用されて
いる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電池内
に配置するためにこのＰＴＦＥ膜を一体化した触媒層を
所定の大きさに打ち抜き加工すると、その切り口の端部
において、ＰＴＦＥ膜と正極触媒層が剥がれてしまうと
の問題を抱えていた。 【０００６】上記の両材料が剥がれたまま、これを電池
内に組み込んだ場合、電解液が両材料の間に溜まり、酸
素が正極触媒層に十分に供給されず、これが原因となっ
て、通常の放電特性を確保できなくなる問題があった。
本発明は上記問題点に対処してなされたもので、空気亜
鉛電池において撥水層を改良することによって放電特性
を向上させることを目的とするものである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、正極
作用物質に大気中の酸素、負極作用物質に亜鉛、電解液
にアルカリ水溶液を用い、正極が負極対向面から順に正
極触媒層と撥水層の少なくとも２層を有する空気亜鉛電
池において、撥水層が１枚またはそれ以上のＰＴＦＥ膜
からなり、少なくともそのうちの１枚が正極触媒層と貼
り合わされて一体化した構造を有し、この一体化される
ＰＴＦＥ膜の厚さが３００μｍ〜６００μｍであること
を特徴とする。 【０００８】正極触媒層と一体化したＰＴＦＥ膜につい
て種々検討した結果、上記範囲の厚さのものを用いるこ
とによって、剥がれの発生が全くなくなり、その結果、
放電特性を向上させることができることが分かった。す
なわち、ＰＴＦＥ膜が上記範囲以下ではＰＴＦＥ膜が正
極触媒層から剥がれやすくなり、上記範囲以上では正極
触媒層と一体化するのが困難である。 【０００９】 【発明の実施の形態】本発明の実施形態を以下に説明す
る。 （実施例）代表的な空気亜鉛電池としてＰＲ４４（直径
１１ｍｍ、総高５．４ｍｍ）を用いて本発明の実施例電
池を製作した。図１にその断面図を示す。 【００１０】図１において、１は正極集電容器で、空気
孔２を有している。３は拡散層で空気孔２から取り込ん
だ空気をこの層内で拡散させ触媒層に均一に供給するこ
とを目的としている。４は撥水層、５は正極触媒層、６
はセパレータであり、これらが正極組立体を構成してい
る。８は負極作用物質層、９は負極集電容器、１０は絶
縁ガスケット、１１はシールテープである。 【００１１】撥水層４として、表１に示すように、３０
０μｍ，４５０μｍ，６００μｍの各種厚さのＰＴＦＥ
膜を用い、これを正極触媒層に一体化した。一体化の方
法としては、ゴムローラーを用いて両材料を２ｔｏｎ程
度の圧力で圧着することによって行った。 【００１２】（比較例）比較例として、表１に示すよう
に、１７０μｍ未満のＰＴＦＥ膜と６００μｍを越える
ＰＴＦＥ膜を用いて撥水膜とし、他は実施例と同様にし
て空気亜鉛電池を製作した。なお、従来のＰＴＦＥ膜の
厚さは１００μｍである。 【００１３】上記実施例および比較例の各空気亜鉛電池
について、撥水膜の剥がれ発生率と、電池の寿命を調べ
た。剥がれの発生率は、上記の材料を所定の形状に打ち
抜いたとき、その端部に剥がれの発生しているものをカ
ウントして発生率とした。また、電池の寿命は、各撥水
膜を用いて構成した電池について、６２０Ω放電を行
い、その放電特性が理論容量の８０％に満たないものを
短寿命としてカウントした。放電環境は２０℃６０％Ｒ
Ｈとした。表１にその結果を示す。 【００１４】 【表１】【００１５】表１の結果から、３００μｍ以上、６００
μｍ以下のＰＴＦＥ膜を用いた空気亜鉛電池は、剥がれ
の発生がなく、短寿命の発生もないことがわかる。これ
に対して比較例では、ＰＴＦＥ膜の厚さが本発明の範囲
未満の場合には剥がれが発生しており、単寿命の発生率
が高いことが分かる。また本発明の範囲を越える場合に
は正極触媒層に一体化できなかった。 【００１６】なお、比較例２に示すように、通常使用さ
れるＰＴＦＥ膜においても短寿命が発生しているが、実
際の生産においては全数検査を実施しているため、市販
品からはこのような短寿命は起きない。 【００１７】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の空気亜鉛
電池は、短寿命の発生がなく、十分な放電特性を得るこ
とができる。
極作用物質として用いる空気亜鉛電池に関し、さらに詳
しくは該空気亜鉛電池においてその一構成要素として用
いられる撥水層を改良した空気亜鉛電池に関する。 【０００２】 【従来の技術】空気亜鉛電池は正極作用物質として大気
中の酸素を、負極作用物質として亜鉛を、電解液として
アルカリ水溶液を用いており、主に補聴器やペイジャー
用にボタンタイプのものが製品化されている。 【０００３】これらの空気亜鉛電池の一例を示すと、例
えば図１のような構成からなっている。図中、１は正極
集電容器で、空気孔２を有している。３は拡散層で空気
孔２から取り込んだ空気をこの層内で拡散させ触媒層に
均一に供給することを目的としている。４は撥水層、５
は正極触媒層、６はセパレータであり、これらが正極組
立体を構成している。８は負極作用物質層、９は負極集
電容器、１０は絶縁ガスケット、１１はシールテープで
ある。 【０００４】上記したように、空気亜鉛電池は正極組立
体において撥水層を有しており、その材料としては１枚
以上のＰＴＦＥ膜（ポリテトラフルオロエチレン）が用
いられることが一般的である。通常、このＰＴＦＥ膜の
少なくとも１枚が正極触媒層と一体化されて使用されて
いる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電池内
に配置するためにこのＰＴＦＥ膜を一体化した触媒層を
所定の大きさに打ち抜き加工すると、その切り口の端部
において、ＰＴＦＥ膜と正極触媒層が剥がれてしまうと
の問題を抱えていた。 【０００６】上記の両材料が剥がれたまま、これを電池
内に組み込んだ場合、電解液が両材料の間に溜まり、酸
素が正極触媒層に十分に供給されず、これが原因となっ
て、通常の放電特性を確保できなくなる問題があった。
本発明は上記問題点に対処してなされたもので、空気亜
鉛電池において撥水層を改良することによって放電特性
を向上させることを目的とするものである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、正極
作用物質に大気中の酸素、負極作用物質に亜鉛、電解液
にアルカリ水溶液を用い、正極が負極対向面から順に正
極触媒層と撥水層の少なくとも２層を有する空気亜鉛電
池において、撥水層が１枚またはそれ以上のＰＴＦＥ膜
からなり、少なくともそのうちの１枚が正極触媒層と貼
り合わされて一体化した構造を有し、この一体化される
ＰＴＦＥ膜の厚さが３００μｍ〜６００μｍであること
を特徴とする。 【０００８】正極触媒層と一体化したＰＴＦＥ膜につい
て種々検討した結果、上記範囲の厚さのものを用いるこ
とによって、剥がれの発生が全くなくなり、その結果、
放電特性を向上させることができることが分かった。す
なわち、ＰＴＦＥ膜が上記範囲以下ではＰＴＦＥ膜が正
極触媒層から剥がれやすくなり、上記範囲以上では正極
触媒層と一体化するのが困難である。 【０００９】 【発明の実施の形態】本発明の実施形態を以下に説明す
る。 （実施例）代表的な空気亜鉛電池としてＰＲ４４（直径
１１ｍｍ、総高５．４ｍｍ）を用いて本発明の実施例電
池を製作した。図１にその断面図を示す。 【００１０】図１において、１は正極集電容器で、空気
孔２を有している。３は拡散層で空気孔２から取り込ん
だ空気をこの層内で拡散させ触媒層に均一に供給するこ
とを目的としている。４は撥水層、５は正極触媒層、６
はセパレータであり、これらが正極組立体を構成してい
る。８は負極作用物質層、９は負極集電容器、１０は絶
縁ガスケット、１１はシールテープである。 【００１１】撥水層４として、表１に示すように、３０
０μｍ，４５０μｍ，６００μｍの各種厚さのＰＴＦＥ
膜を用い、これを正極触媒層に一体化した。一体化の方
法としては、ゴムローラーを用いて両材料を２ｔｏｎ程
度の圧力で圧着することによって行った。 【００１２】（比較例）比較例として、表１に示すよう
に、１７０μｍ未満のＰＴＦＥ膜と６００μｍを越える
ＰＴＦＥ膜を用いて撥水膜とし、他は実施例と同様にし
て空気亜鉛電池を製作した。なお、従来のＰＴＦＥ膜の
厚さは１００μｍである。 【００１３】上記実施例および比較例の各空気亜鉛電池
について、撥水膜の剥がれ発生率と、電池の寿命を調べ
た。剥がれの発生率は、上記の材料を所定の形状に打ち
抜いたとき、その端部に剥がれの発生しているものをカ
ウントして発生率とした。また、電池の寿命は、各撥水
膜を用いて構成した電池について、６２０Ω放電を行
い、その放電特性が理論容量の８０％に満たないものを
短寿命としてカウントした。放電環境は２０℃６０％Ｒ
Ｈとした。表１にその結果を示す。 【００１４】 【表１】【００１５】表１の結果から、３００μｍ以上、６００
μｍ以下のＰＴＦＥ膜を用いた空気亜鉛電池は、剥がれ
の発生がなく、短寿命の発生もないことがわかる。これ
に対して比較例では、ＰＴＦＥ膜の厚さが本発明の範囲
未満の場合には剥がれが発生しており、単寿命の発生率
が高いことが分かる。また本発明の範囲を越える場合に
は正極触媒層に一体化できなかった。 【００１６】なお、比較例２に示すように、通常使用さ
れるＰＴＦＥ膜においても短寿命が発生しているが、実
際の生産においては全数検査を実施しているため、市販
品からはこのような短寿命は起きない。 【００１７】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の空気亜鉛
電池は、短寿命の発生がなく、十分な放電特性を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である空気電池の要部断面
図。 【符号の説明】 １…正極集電容器（アウターカン）、２…空気孔、３…
拡散層、４…撥水層、５…正極触媒層、６…セパレー
タ、７…正極組立体、８…負極作用物質層、９…負極集
電容器、１０…絶縁ガスケット、１１…シールテープ。
図。 【符号の説明】 １…正極集電容器（アウターカン）、２…空気孔、３…
拡散層、４…撥水層、５…正極触媒層、６…セパレー
タ、７…正極組立体、８…負極作用物質層、９…負極集
電容器、１０…絶縁ガスケット、１１…シールテープ。
フロントページの続き
(72)発明者 川口 正夫
東京都品川区南品川三丁目４番10号 東
芝電池株式会社内
(56)参考文献 特開 昭58−34568（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 4/86 - 4/98
H01M 12/06
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 正極作用物質に大気中の酸素、負極作用
物質に亜鉛、電解液にアルカリ水溶液を用い、正極が負
極対向面から順に正極触媒層と撥水層の少なくとも２層
を有する空気亜鉛電池において、撥水層が１枚またはそ
れ以上のＰＴＦＥ膜からなり、少なくともそのうちの１
枚が正極触媒層と貼り合わされて一体化した構造を有
し、この一体化されるＰＴＦＥ膜の厚さが３００μｍ〜
６００μｍであることを特徴とする空気亜鉛電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19807097A JP3471575B2 (ja) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | 空気亜鉛電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19807097A JP3471575B2 (ja) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | 空気亜鉛電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1140171A JPH1140171A (ja) | 1999-02-12 |
| JP3471575B2 true JP3471575B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=16385031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19807097A Expired - Fee Related JP3471575B2 (ja) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | 空気亜鉛電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3471575B2 (ja) |
-
1997
- 1997-07-24 JP JP19807097A patent/JP3471575B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1140171A (ja) | 1999-02-12 |
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