JP3511332B2 - 円筒型空気電池用空気極の製造方法 - Google Patents
円筒型空気電池用空気極の製造方法Info
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- JP3511332B2 JP3511332B2 JP25254095A JP25254095A JP3511332B2 JP 3511332 B2 JP3511332 B2 JP 3511332B2 JP 25254095 A JP25254095 A JP 25254095A JP 25254095 A JP25254095 A JP 25254095A JP 3511332 B2 JP3511332 B2 JP 3511332B2
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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
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- Hybrid Cells (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は円筒型空気電池に用
いる空気極の製造方法に関する。
いる空気極の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】空気電池は負極活物質としては主として
金属亜鉛を用い、正極活物質として空気中の酸素を用い
ている。正極の材料には、酸素をイオン化するために活
性炭等の触媒合剤が用いられ、この触媒合剤をシート状
にし、これにニッケルネット等からなる集電体および撥
水膜が一体化されて正極（空気極）を構成している。
金属亜鉛を用い、正極活物質として空気中の酸素を用い
ている。正極の材料には、酸素をイオン化するために活
性炭等の触媒合剤が用いられ、この触媒合剤をシート状
にし、これにニッケルネット等からなる集電体および撥
水膜が一体化されて正極（空気極）を構成している。
【０００３】これまでの空気電池で代表的なものはボタ
ン型の空気亜鉛電池である。しかしながら、空気電池は
正極に空気中の酸素を利用するため、他の電池系に比較
して体積あたりの容量密度が大きいという特徴があり、
この特徴を生かし、近年、ボタン型だけでなく、円筒型
のより大きなサイズの空気電池の開発が求められてきて
いる。
ン型の空気亜鉛電池である。しかしながら、空気電池は
正極に空気中の酸素を利用するため、他の電池系に比較
して体積あたりの容量密度が大きいという特徴があり、
この特徴を生かし、近年、ボタン型だけでなく、円筒型
のより大きなサイズの空気電池の開発が求められてきて
いる。
【０００４】従来のボタン型の空気亜鉛電池の場合に
は、空気極はあらかじめ撥水膜を一体化してシート状に
し、これを円形に打ち抜いて電池内に挿入していた。一
方、円筒型の空気電池の空気極について考えると、円筒
型の空気電池では、より大きな電流を得るために空気極
を電池内の円周に沿って配置する必要があり、このため
空気極を円筒状に加工しなければならない。しかしなが
ら、円筒型の空気電池の場合には、従来のシート状の空
気極を円筒状にしただけでは問題があることが分かっ
た。
は、空気極はあらかじめ撥水膜を一体化してシート状に
し、これを円形に打ち抜いて電池内に挿入していた。一
方、円筒型の空気電池の空気極について考えると、円筒
型の空気電池では、より大きな電流を得るために空気極
を電池内の円周に沿って配置する必要があり、このため
空気極を円筒状に加工しなければならない。しかしなが
ら、円筒型の空気電池の場合には、従来のシート状の空
気極を円筒状にしただけでは問題があることが分かっ
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、ボタン型の
空気電池の空気極シートを円筒状にして円筒型空気電池
に挿入使用すると、ボタン型に比較して著しく過放電耐
漏液特性が劣り、短寿命を引き起こして、必要とする放
電容量を得ることができない場合があることが分かっ
た。
空気電池の空気極シートを円筒状にして円筒型空気電池
に挿入使用すると、ボタン型に比較して著しく過放電耐
漏液特性が劣り、短寿命を引き起こして、必要とする放
電容量を得ることができない場合があることが分かっ
た。
【０００６】この耐漏液特性が悪化する原因を調べたと
ころ、撥水膜を一体化しているシート状空気極を円筒状
にした時、撥水膜に微少の亀裂が発生し、放電時の漏液
はこの亀裂を通して電池系内から電解液がしみ出すこと
によって引き起こされることが分かった。
ころ、撥水膜を一体化しているシート状空気極を円筒状
にした時、撥水膜に微少の亀裂が発生し、放電時の漏液
はこの亀裂を通して電池系内から電解液がしみ出すこと
によって引き起こされることが分かった。
【０００７】本発明は上記問題に対処してなされたもの
で、円筒型空気電池における空気極の亀裂を防止して、
良好な放電特性を有し、かつ過放電耐漏液特性の優れた
円筒型空気電池を得ることを目的とし、そのための空気
極の製造方法を提供することを目的とするものである。
で、円筒型空気電池における空気極の亀裂を防止して、
良好な放電特性を有し、かつ過放電耐漏液特性の優れた
円筒型空気電池を得ることを目的とし、そのための空気
極の製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、集電体、空気
極合剤及び撥水膜を同時にまたは連続的に圧延ローラー
でシート成形して一体化する円筒型空気電池の空気極の
製造方法において、少なくとも撥水膜を一体化するとき
に、最終的な空気極の径寸法の１０倍以下の径寸法を有
する圧延ローラーを用いて弧筒状にシート成形すること
を特徴とする。
極合剤及び撥水膜を同時にまたは連続的に圧延ローラー
でシート成形して一体化する円筒型空気電池の空気極の
製造方法において、少なくとも撥水膜を一体化するとき
に、最終的な空気極の径寸法の１０倍以下の径寸法を有
する圧延ローラーを用いて弧筒状にシート成形すること
を特徴とする。
【０００９】上記したように、弧筒状シート成形は、シ
ート成形に用いる圧延ローラーを従来用いられたものよ
り径寸法の短いものとすることによって行われる。すな
わち、圧延ローラーの径寸法を、空気極を最終的に電池
内に組み込んだ時の空気極の径寸法の１０倍以下、好ま
しくは５倍以下とする。なお、従来の空気極のシート成
形は、前述したようにボタン型に打ち抜く前のシートを
作成するものであり、圧延ローラーはより長径であっ
て、本発明のそれとの比較でいえば、本発明が上記した
ように１０倍以下であるのに対して、その約３倍の３０
倍に相当する程度のものを使用していた。
ート成形に用いる圧延ローラーを従来用いられたものよ
り径寸法の短いものとすることによって行われる。すな
わち、圧延ローラーの径寸法を、空気極を最終的に電池
内に組み込んだ時の空気極の径寸法の１０倍以下、好ま
しくは５倍以下とする。なお、従来の空気極のシート成
形は、前述したようにボタン型に打ち抜く前のシートを
作成するものであり、圧延ローラーはより長径であっ
て、本発明のそれとの比較でいえば、本発明が上記した
ように１０倍以下であるのに対して、その約３倍の３０
倍に相当する程度のものを使用していた。
【００１０】本発明では、かかる短径の圧延ローラーを
使用して弧筒状に成形した空気極を用いることにより撥
水膜の亀裂がなくなり、円筒型空気電池の過放電耐漏液
特性を著しく向上させ、短寿命化を防ぐことができる。
また、撥水膜を一体化する前に、予め集電体と空気極
合剤を最終的な空気極の径寸法の１０倍以下の径寸法を
有する圧延ローラーを用いて弧筒状にシート成形しても
よい。
使用して弧筒状に成形した空気極を用いることにより撥
水膜の亀裂がなくなり、円筒型空気電池の過放電耐漏液
特性を著しく向上させ、短寿命化を防ぐことができる。
また、撥水膜を一体化する前に、予め集電体と空気極
合剤を最終的な空気極の径寸法の１０倍以下の径寸法を
有する圧延ローラーを用いて弧筒状にシート成形しても
よい。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を説明する。活
性炭と結着剤（ポリテトラフルオロエチレン粉末）を
７：３の割合で混合して空気極の合剤を作成し、これを
圧延ローラーを用いてシート状にした。次にこれに集電
体（ニッケルネット）を下記の表１に示す径の圧延ロー
ラーを用いて一体化させ、続いて撥水膜も下記の表１に
示す径の圧延ローラーを用いて一体化させた。なお、表
１において、ローラーの径の欄に示す数値は、空気極を
最終的に電池に組み込んだ時の空気極の径寸法の何倍で
あるかを示すもので、例えば「×１０」は１０倍である
ことを示す。
性炭と結着剤（ポリテトラフルオロエチレン粉末）を
７：３の割合で混合して空気極の合剤を作成し、これを
圧延ローラーを用いてシート状にした。次にこれに集電
体（ニッケルネット）を下記の表１に示す径の圧延ロー
ラーを用いて一体化させ、続いて撥水膜も下記の表１に
示す径の圧延ローラーを用いて一体化させた。なお、表
１において、ローラーの径の欄に示す数値は、空気極を
最終的に電池に組み込んだ時の空気極の径寸法の何倍で
あるかを示すもので、例えば「×１０」は１０倍である
ことを示す。
【００１２】作成した各空気極シートをＲ６タイプの電
池（直径１４ｍｍ、総高５０ｍｍ）に組み込み、空気電
池を作成した。比較例として、従来のボタン型空気電池
に用いられている空気極シートを、同様にＲ６タイプの
電池に組み込み、空気電池を作成した。これらの電池で
は、負極に亜鉛、電解液に苛性カリ水溶液を用いた。
池（直径１４ｍｍ、総高５０ｍｍ）に組み込み、空気電
池を作成した。比較例として、従来のボタン型空気電池
に用いられている空気極シートを、同様にＲ６タイプの
電池に組み込み、空気電池を作成した。これらの電池で
は、負極に亜鉛、電解液に苛性カリ水溶液を用いた。
【００１３】図１および図２に上記空気電池の構造を示
す。図１は空気電池の全体図であり、図２は図１のＡ部
分の拡大図である。これらの図において、１は空気取り
入れ孔、２は外装缶、３は負極合剤、４はセパレータ、
５は集電体、６は空気極合剤、７は撥水膜である。
す。図１は空気電池の全体図であり、図２は図１のＡ部
分の拡大図である。これらの図において、１は空気取り
入れ孔、２は外装缶、３は負極合剤、４はセパレータ、
５は集電体、６は空気極合剤、７は撥水膜である。
【００１４】これらの各電池について、放電利用率（亜
鉛利用率）および過放電漏液発生率を調べた。放電利用
率の評価は、１０Ω連続放電し、電池に入れた亜鉛の理
論容量（ｍＡｈ）に対する実際に放電できた容量の比で
計算した。また、過放電漏液発生率の評価は、１０Ω連
続放電で電池の作動電圧が０．５Ｖ以下になったときか
ら起算して５０時間まで放電を行い、空気孔からの電解
液の漏液の発生を調べて行った。いずれの試験も温度２
０℃、相対湿度６０％の環境下で行った。結果は以下の
とうりである。
鉛利用率）および過放電漏液発生率を調べた。放電利用
率の評価は、１０Ω連続放電し、電池に入れた亜鉛の理
論容量（ｍＡｈ）に対する実際に放電できた容量の比で
計算した。また、過放電漏液発生率の評価は、１０Ω連
続放電で電池の作動電圧が０．５Ｖ以下になったときか
ら起算して５０時間まで放電を行い、空気孔からの電解
液の漏液の発生を調べて行った。いずれの試験も温度２
０℃、相対湿度６０％の環境下で行った。結果は以下の
とうりである。
【００１５】
【表１】
【００１６】上記表から明らかなように、空気極の製作
工程で集電体を一体化させる時のローラーの径および撥
水膜を一体化させる時のローラーの径を従来の方法にお
けるそれよりも短くし、１０倍以下とすることによっ
て、放電利用率が向上し、漏液発生率が低下しているこ
とが分かる。
工程で集電体を一体化させる時のローラーの径および撥
水膜を一体化させる時のローラーの径を従来の方法にお
けるそれよりも短くし、１０倍以下とすることによっ
て、放電利用率が向上し、漏液発生率が低下しているこ
とが分かる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の空気極を
円筒型空気電池に用いれば、空気極の亀裂を防ぐことが
できるので、放電特性と過放電漏液特性の優れた円筒型
空気電池を得ることができる。
円筒型空気電池に用いれば、空気極の亀裂を防ぐことが
できるので、放電特性と過放電漏液特性の優れた円筒型
空気電池を得ることができる。
【図１】本発明の一実施例を示す空気電池の全体断面
図。
図。
【図２】図１のＡ部分の拡大図。
１…空気取り入れ孔、２…外装缶、３…負極合剤、４…
セパレータ、５…集電体、６…空気極合剤、７…撥水
膜。
セパレータ、５…集電体、６…空気極合剤、７…撥水
膜。
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 4/88
H01M 12/06
H01M 4/86
Claims (2)
- 【請求項１】 集電体、空気極合剤及び撥水膜を同時に
または連続的に圧延ローラーでシート成形して一体化す
る円筒型空気電池の空気極の製造方法において、少なく
とも撥水膜を一体化するときに、最終的な空気極の径寸
法の１０倍以下の径寸法を有する圧延ローラーを用いて
弧筒状にシート成形することを特徴とする円筒型空気電
池の空気極の製造方法。 - 【請求項２】 撥水膜を一体化する前に、予め集電体と
空気極合剤が最終的な空気極の径寸法の１０倍以下の径
寸法を有する圧延ローラーを用いて弧筒状にシート成形
されている請求項１記載の円筒型空気電池の空気極の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25254095A JP3511332B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 円筒型空気電池用空気極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25254095A JP3511332B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 円筒型空気電池用空気極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0997614A JPH0997614A (ja) | 1997-04-08 |
| JP3511332B2 true JP3511332B2 (ja) | 2004-03-29 |
Family
ID=17238801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25254095A Expired - Fee Related JP3511332B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 円筒型空気電池用空気極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3511332B2 (ja) |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP25254095A patent/JP3511332B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0997614A (ja) | 1997-04-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031224 |
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