JPH01251564A - 電池用ガス拡散電極の製造方法 - Google Patents
電池用ガス拡散電極の製造方法Info
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- JPH01251564A JPH01251564A JP63075905A JP7590588A JPH01251564A JP H01251564 A JPH01251564 A JP H01251564A JP 63075905 A JP63075905 A JP 63075905A JP 7590588 A JP7590588 A JP 7590588A JP H01251564 A JPH01251564 A JP H01251564A
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Classifications
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
- H01M12/04—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type
- H01M12/06—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type with one metallic and one gaseous electrode
-
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- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はガス拡散電極に関し、更に詳しくは、温度、湿
度の幅広い環境下においても放電特性が良好な空気電池
の正極として有用な電池用ガス拡散電極の製造方法に係
るものである。
度の幅広い環境下においても放電特性が良好な空気電池
の正極として有用な電池用ガス拡散電極の製造方法に係
るものである。
電池用ガス拡散電極は、例えば空気亜鉛電池などの正極
として重用されており、正極触媒シートを金属集電体な
どに圧着して得られる正極触媒層と、該触媒層の負極側
表面に配設されたポリオレフィンフィルムなどの微多孔
性膜あるいは不織布よりなるセパレータとから構成され
ていることが一般的である。
として重用されており、正極触媒シートを金属集電体な
どに圧着して得られる正極触媒層と、該触媒層の負極側
表面に配設されたポリオレフィンフィルムなどの微多孔
性膜あるいは不織布よりなるセパレータとから構成され
ていることが一般的である。
従来はこの微多孔性あるいは不織布よりなるセパレータ
を正極触媒層表面に単に配置しただばてあったが・、こ
のようにして得られたガス拡散型、憶は、触媒層とセパ
レータとの間に空気が混入し、電池の内部抵抗を増大せ
しめるという不都合があった。
を正極触媒層表面に単に配置しただばてあったが・、こ
のようにして得られたガス拡散型、憶は、触媒層とセパ
レータとの間に空気が混入し、電池の内部抵抗を増大せ
しめるという不都合があった。
そのため、電解液易溶性または電解液不溶性の接着剤を
介して触媒層とセパレータとを一体化した構造のガス拡
散電極が提案されている。
介して触媒層とセパレータとを一体化した構造のガス拡
散電極が提案されている。
しかし、電解液易溶性の接着剤を使用した場合には、電
池貯蔵中に接着剤が電解液中に徐々に溶解して接着力が
損失するため、とくに電池放電途中で放電を休止し、空
気孔を開放した状態で放置し、所定時間経過後に再び放
電を開始するいわゆる間欠放電を行なわせる際に、触媒
層とセパレータとの間に空気が混入して内部抵抗が上昇
してしまう。一方、ホットメルト接着剤のような電解液
不溶性の接着剤を使用した場合には、接着剤が塗布され
た触媒層表面の領域が触媒反応に関与しないこととなる
ため、この反応面積の減少により内部抵抗が高くなる。
池貯蔵中に接着剤が電解液中に徐々に溶解して接着力が
損失するため、とくに電池放電途中で放電を休止し、空
気孔を開放した状態で放置し、所定時間経過後に再び放
電を開始するいわゆる間欠放電を行なわせる際に、触媒
層とセパレータとの間に空気が混入して内部抵抗が上昇
してしまう。一方、ホットメルト接着剤のような電解液
不溶性の接着剤を使用した場合には、接着剤が塗布され
た触媒層表面の領域が触媒反応に関与しないこととなる
ため、この反応面積の減少により内部抵抗が高くなる。
そこで最近になって、このような接着剤として、ポリビ
ニルアルコール（以下ＰＶＡと略称する〉を単体で、も
しくは触媒層にあらかじめＰＶＡの架橋剤を混合させた
後、その上からＰＶＡを塗布する方法等が提案されてい
る。
ニルアルコール（以下ＰＶＡと略称する〉を単体で、も
しくは触媒層にあらかじめＰＶＡの架橋剤を混合させた
後、その上からＰＶＡを塗布する方法等が提案されてい
る。
ＰｖＡはアルカリ電解液に接触しても、その溶解速度が
かなり小さいため、接着力はそれほど低下しない。また
ざらに架橋剤を存在させることによってその接着力はよ
り強力となり、その部分は比較的薄クシかも硬い皮膜を
形成するため、間欠放電等の陛能が向上する。
かなり小さいため、接着力はそれほど低下しない。また
ざらに架橋剤を存在させることによってその接着力はよ
り強力となり、その部分は比較的薄クシかも硬い皮膜を
形成するため、間欠放電等の陛能が向上する。
しかし、必らかじめＰＶＡの架橋剤を混合させてＰＶＡ
＠塗布することは工程的に問題が生じる。
＠塗布することは工程的に問題が生じる。
その理由はＰＶＡと架橋剤とは瞬時に反応して粘度が急
激に高くなるため、ＰＶＡを塗布する際、触媒層に対し
て均一なＰＶＡ層及びＰＶＡ架橋層か形成できなくなる
からである。
激に高くなるため、ＰＶＡを塗布する際、触媒層に対し
て均一なＰＶＡ層及びＰＶＡ架橋層か形成できなくなる
からである。
また、架橋させる部分は、触媒層＝ＰＶＡ層間等の気体
との三相界面で行われる為、この部分にの接着力はＰＶ
Ａ層−セパレータ間の接着力より強いため、むしろＰＶ
Ａ層−セパレータ間の接着力を強化させることが必要で
ある。
との三相界面で行われる為、この部分にの接着力はＰＶ
Ａ層−セパレータ間の接着力より強いため、むしろＰＶ
Ａ層−セパレータ間の接着力を強化させることが必要で
ある。
本発明は従来のかかる問題点を解消し、触媒層とセパレ
ータとがＰＶＡよりなる接着剤層を介して一体化される
構造の電池用ガス拡散電極の製造方法であって、前記触
媒層とセパレータとがＰＶＡ層及びＰＶＡ架橋層にて強
力に接着されており、且つＰＶＡ層の耐アルカリ性が良
好で結果として、貯蔵特性、間欠放電特性及び広範囲の
環境下における放電特性に優れた電池用ガス拡散電極の
製造方法の提供を目的とする。
ータとがＰＶＡよりなる接着剤層を介して一体化される
構造の電池用ガス拡散電極の製造方法であって、前記触
媒層とセパレータとがＰＶＡ層及びＰＶＡ架橋層にて強
力に接着されており、且つＰＶＡ層の耐アルカリ性が良
好で結果として、貯蔵特性、間欠放電特性及び広範囲の
環境下における放電特性に優れた電池用ガス拡散電極の
製造方法の提供を目的とする。
本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結
果、ＰＶＡを架橋せしめたものを接着剤層として使用す
ると優れた効果が得られることを見い出し、触ｔｓ層表
面にＰＶＡを塗布し、乾燥した後、ＰＶＡの架橋剤を配
する工程を設けることにより、架橋反応が速やかに進行
し、ただちにセパレータを押しあてると、触媒層とセパ
レータとが強力に接着されることを確認して本発明を完
成するに至った。
果、ＰＶＡを架橋せしめたものを接着剤層として使用す
ると優れた効果が得られることを見い出し、触ｔｓ層表
面にＰＶＡを塗布し、乾燥した後、ＰＶＡの架橋剤を配
する工程を設けることにより、架橋反応が速やかに進行
し、ただちにセパレータを押しあてると、触媒層とセパ
レータとが強力に接着されることを確認して本発明を完
成するに至った。
すなわち、本発明は正極触媒層とセパレータとがＰＶＡ
を介して一体化されてなる電池用ガス拡散電極を製造す
る方法であって、正極触媒層にＰＶＡを塗布、乾燥後、
ＰＶＡの架橋剤を存在させた後、直ちにセパレータを押
し必てる工程を有することを特徴とする。
を介して一体化されてなる電池用ガス拡散電極を製造す
る方法であって、正極触媒層にＰＶＡを塗布、乾燥後、
ＰＶＡの架橋剤を存在させた後、直ちにセパレータを押
し必てる工程を有することを特徴とする。
■ 触媒層／ＰＶＡ層／栗橋Ｐ架橋層／セパレータとい
う構成を形成できるため、従来の触媒層／ＰＶＡＰＶＡ
層レータ又は触媒層／架橋ＰＶＡ層／セパレータの構成
に比べて、全体としての触媒層とセパレータ間の接着力
が強くなる。
う構成を形成できるため、従来の触媒層／ＰＶＡＰＶＡ
層レータ又は触媒層／架橋ＰＶＡ層／セパレータの構成
に比べて、全体としての触媒層とセパレータ間の接着力
が強くなる。
従って、触媒層とセパレータの剥れによる放電前または
放電中の内部抵抗の増大の発生率を抑えることができる
。
放電中の内部抵抗の増大の発生率を抑えることができる
。
■ 触媒層表面には起電反応に関与する三層界面に、保
液性の優れたゲル状ＰＶＡ層が存在するため、強固な皮
膜となる架橋ＰＶＡ層を存在させる方法と比べて、格段
に優れた放電特性を得ることができる。
液性の優れたゲル状ＰＶＡ層が存在するため、強固な皮
膜となる架橋ＰＶＡ層を存在させる方法と比べて、格段
に優れた放電特性を得ることができる。
■ 触媒層とセパレータ間に耐アルカリ性の浸れた架ｌ
ＰＶＡ層とＰＶＡ層が存在することにより、電池内部で
電解液が保持され、且っ耐漏液特性に影響を及ぼす電池
外部からの水分の侵入や電解液に有害な大気中の炭酸ガ
スの影響を極力抑えることができる。
ＰＶＡ層とＰＶＡ層が存在することにより、電池内部で
電解液が保持され、且っ耐漏液特性に影響を及ぼす電池
外部からの水分の侵入や電解液に有害な大気中の炭酸ガ
スの影響を極力抑えることができる。
ざらに、広範囲な温湿度環境下においてもほとんど変化
のない放電特性が得られる。
のない放電特性が得られる。
０）触媒層にＰＶＡを塗布、乾燥ざ狼た後、ＰＶＡの架
橋剤を存在せしめて直ちにセパレータを押し必でて接着
することができるため、従来のようなあらかじめ触媒層
にＰＶＡの架橋剤を存在させてからＰＶＡを塗布する工
程に比べて、均一なＰＶＡ層及び架橋ＰＶＡ層を形成で
き量産性に優れた空気拡散電極を製造することがで守る
。
橋剤を存在せしめて直ちにセパレータを押し必でて接着
することができるため、従来のようなあらかじめ触媒層
にＰＶＡの架橋剤を存在させてからＰＶＡを塗布する工
程に比べて、均一なＰＶＡ層及び架橋ＰＶＡ層を形成で
き量産性に優れた空気拡散電極を製造することがで守る
。
（実施例）
σ）電池用ガス拡散電極の製造
活性炭７０重量％及びポリテトラ７０オロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）粉末３０重量％を攪拌混合したのち、ローラー
を用いて厚さ約０．５．の触媒シートを製造し、この触
媒シートに線径０．１＃、６０メツシユのニッケルネッ
トよりなる集電体を圧着し、第１図のように正極触媒層
５とした。この正極触媒層５の片面に厚さ０．１＃のＰ
ＴＥＦ多孔質膜３をローラーを用いて圧着した。ついで
他方の面にＰＶＡ （日本合成化学■製、商品名「ゴー
セノール ＮＨ−１８Ｊの５重量％水溶液を、塗布量が
表面積１ｄ当り２０μρとなるように塗布し、乾燥して
ＰＶＡ１ｍ６とした。この後架橋剤として１．５重量％
のホウ酸、ホウ砂、コンゴーレッド系直接染料等の水溶
液をスプレーにより噴霧または塗布し、あらかじめＰＶ
Ａの５重量％水溶液を塗布または同水溶液中にポリプロ
ピレン微多孔性膜とビンロンの不織布の両方を浸漬して
、ローラーでこれらを圧着して乾燥しであるセパレータ
８を直ちに圧接し、架橋ＰＶＡ層７を形成し、触媒層と
セパレータ８を一体化し、得られた積層体を所望の形状
に打恢くことにより、本発明の実施例の電池用ガス拡散
電極の製造する。
ＴＦＥ）粉末３０重量％を攪拌混合したのち、ローラー
を用いて厚さ約０．５．の触媒シートを製造し、この触
媒シートに線径０．１＃、６０メツシユのニッケルネッ
トよりなる集電体を圧着し、第１図のように正極触媒層
５とした。この正極触媒層５の片面に厚さ０．１＃のＰ
ＴＥＦ多孔質膜３をローラーを用いて圧着した。ついで
他方の面にＰＶＡ （日本合成化学■製、商品名「ゴー
セノール ＮＨ−１８Ｊの５重量％水溶液を、塗布量が
表面積１ｄ当り２０μρとなるように塗布し、乾燥して
ＰＶＡ１ｍ６とした。この後架橋剤として１．５重量％
のホウ酸、ホウ砂、コンゴーレッド系直接染料等の水溶
液をスプレーにより噴霧または塗布し、あらかじめＰＶ
Ａの５重量％水溶液を塗布または同水溶液中にポリプロ
ピレン微多孔性膜とビンロンの不織布の両方を浸漬して
、ローラーでこれらを圧着して乾燥しであるセパレータ
８を直ちに圧接し、架橋ＰＶＡ層７を形成し、触媒層と
セパレータ８を一体化し、得られた積層体を所望の形状
に打恢くことにより、本発明の実施例の電池用ガス拡散
電極の製造する。
■ ボタン型空気亜鉛電池の製造及びその評価第２図に
おいて、空気孔２を有するステンレス製の正極缶１の底
部に拡散紙４を載置し、その上に上記方法により得られ
たガス拡散型の混線物からなるゲル状負極亜鉛１１を充
填した負極封口板９を、絶縁バッキング１０を介して上
記正極缶１の上部開口部に嵌合し、正極缶開口部をかし
めることにより、本発明によるＰＲ４４型ボタン型空気
亜鉛電池を製造した。
おいて、空気孔２を有するステンレス製の正極缶１の底
部に拡散紙４を載置し、その上に上記方法により得られ
たガス拡散型の混線物からなるゲル状負極亜鉛１１を充
填した負極封口板９を、絶縁バッキング１０を介して上
記正極缶１の上部開口部に嵌合し、正極缶開口部をかし
めることにより、本発明によるＰＲ４４型ボタン型空気
亜鉛電池を製造した。
得られた電池について以下の評価試験を行なった。
０）連続放電試験
外部負荷抵抗２５０Ω、相対湿度６０％で、２０’Ｃ及
び４５°Ｃにおける放電持続時間を測定し、結果を表に
示した。なおこの時間値は放電開始直後から端子電圧が
１．１Ｖになるまでの時間とした。
び４５°Ｃにおける放電持続時間を測定し、結果を表に
示した。なおこの時間値は放電開始直後から端子電圧が
１．１Ｖになるまでの時間とした。
（ロ）間欠放電試験
外部負荷抵抗［３２０Ω、温度２０’Ｃ相対湿度６０％
において１日８時間だけ放電させ、あとは放置するとい
うサイクル試験を繰り返し、端子電圧が１．１■になる
までの合計の放電時間を測定し、結果を表に示した。
において１日８時間だけ放電させ、あとは放置するとい
うサイクル試験を繰り返し、端子電圧が１．１■になる
までの合計の放電時間を測定し、結果を表に示した。
Ｑ９ 貯蔵特性試験
製造後の電池を４５°Ｃ１相対湿度９０％の条件下で３
０日間貯蔵したのち、２０’Ｃ１相対湿度６０％、外部
負荷抵抗２５０Ωで放電させ、端子電圧が１，１Ｖまで
を測定し、結果を表に示した。
０日間貯蔵したのち、２０’Ｃ１相対湿度６０％、外部
負荷抵抗２５０Ωで放電させ、端子電圧が１，１Ｖまで
を測定し、結果を表に示した。
■ 比較例
架橋剤のホウ酸水溶液の代わりに水を塗布して、上記実
施例の、■と同様にして製造した電池用ガス拡散電極及
びこの電極を組み込んだ同型のボタン型空気亜鉛電池を
比較例として製造し、同様に評価試験を行なって結果を
表中に併記した。
施例の、■と同様にして製造した電池用ガス拡散電極及
びこの電極を組み込んだ同型のボタン型空気亜鉛電池を
比較例として製造し、同様に評価試験を行なって結果を
表中に併記した。
表
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明を適用して得ら
れた電池用ガス拡散１慟は例えば空気亜鉛電池に正極と
して組み込んだ際に、とくに高温における連続放電特性
、間欠放電特性ならびに貯蔵特性の点で従来法により得
られた電池用ガス拡散電極を使用したものに比べて、極
めて優れているため、その工業的価値は大である。
れた電池用ガス拡散１慟は例えば空気亜鉛電池に正極と
して組み込んだ際に、とくに高温における連続放電特性
、間欠放電特性ならびに貯蔵特性の点で従来法により得
られた電池用ガス拡散電極を使用したものに比べて、極
めて優れているため、その工業的価値は大である。
第１図は本発明による電池用ガス拡散電極の部分拡大断
面図である。第２図は本発明の電池用ガス拡散電極を用
いたボタン型空気亜鉛電池の要部拡大断面図である。 ３・・・多孔質膜 ５・・・触媒層６・・・ＰＶ
Ａ層 ７・・・架橋ＰＶＡ層８・・・セパレータ
面図である。第２図は本発明の電池用ガス拡散電極を用
いたボタン型空気亜鉛電池の要部拡大断面図である。 ３・・・多孔質膜 ５・・・触媒層６・・・ＰＶ
Ａ層 ７・・・架橋ＰＶＡ層８・・・セパレータ
Claims (1)
- 正極触媒層とセパレータとをポリビニルアルコールを介
して一体化してなるガス拡散電極の前記正極触媒層表面
に、ポリビニルアルコールを塗布し、乾燥した後、ポリ
ビニルアルコールの架橋剤を存在させ、該触媒層表面に
セパレータを貼り合わせることを特徴とする電池用ガス
拡散電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63075905A JPH01251564A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 電池用ガス拡散電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63075905A JPH01251564A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 電池用ガス拡散電極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01251564A true JPH01251564A (ja) | 1989-10-06 |
Family
ID=13589817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63075905A Pending JPH01251564A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 電池用ガス拡散電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01251564A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU741955B2 (en) * | 1999-02-25 | 2001-12-13 | Lg Electronics Inc. | Sensor for detecting both water level and vibration in washing machine |
-
1988
- 1988-03-31 JP JP63075905A patent/JPH01251564A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU741955B2 (en) * | 1999-02-25 | 2001-12-13 | Lg Electronics Inc. | Sensor for detecting both water level and vibration in washing machine |
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