JPS5814531Y2 - ガス拡散電極 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、空気中の酸素を活物質とする空気極などのガ
ス拡散電極の改良に関する。

空気中の酸素を活物質とする空気極は、空気亜鉛、空気
−鉄、空気−カドミウム、空気−ヒドラジンなどの各種
の一次、二次電池あるいは燃料電池に用いられ、近年性
能の向上が著しい。

特に高電流密度放電での分極が少なくなり、大出力用の
電源として、例えば動力用の移動電源として研究が進め
られる情勢になってきた。

このような大出力の動力用電源として使用する電池の空
気極として、好性能なものの一つとしてニッケルを主体
とする多孔体の電極本体と、フッ素樹脂多孔体の撥水層
とを加圧一体化する電極が既に提案されている。

しかし、この種の空気極では、大出力とするために大型
の電極とした場合は、電極本体と撥水層とを単に加圧一
体化するか、あるいはフッ素樹脂粉末を電極本体に付着
させてその表面を平滑にして加圧一体化するだけでは、
特に振動、衝撃などの外部的な力が加わる場合には電極
本体と撥水層との付着力が不十分で、両者が分離し放電
特性が劣化するのを防ぐための工夫が必要である。

本考案は、この種電極本体のガス相側に撥水層を密着さ
せて構成されるガス拡散電極を改良して電極本体と撥水
層とを強固に固着し、ガス拡散性能を損なうことなく、
撥水層の剥離による電極性能の劣化を防止しようとする
ものである。

すなわち、本考案は撥水層に設けた貫通孔に充填された
接着剤により、撥水層が電極本体に固着されていること
を特徴とするガス拡散電極である。

本考案の電極は、任意の箇所に適当個数の貫通孔を設け
た撥水層を電極本体へ加圧により密着させ、前記貫通孔
に融解状態もしくは未硬化の接着剤を充填し、これを固
化もしくは硬化させることによって製造するのが好適で
ある。

この種ガス拡散電極に用いられる撥水層は、漏洩電解液
が電極のガス相側表面を濡らして電極へのガス拡散を妨
げるのを防止するものであるから、撥水性にすぐれてお
り、同時に接着剤とのなじみが悪いものである。

特に撥水層として好適なフッ素樹脂はこの傾向が著しい
。

従って単に接着剤を塗布する程度では十分な接着強度が
得らず、また撥水層を電極本体へ押し付けた際、接着剤
が所望の接着部以外の部分まで押し出されて、必要以上
に接着面積が大きくなり、このためガス拡散面積が小さ
くなるなど、品質の一定した電極を得るのは非常に困難
である。

本考案では、撥水層の貫通孔に充填した接着剤の固化あ
るいは硬化によって電極本体に接着されるので、接着力
も強固となる上に、接着部も貫通孔部分のみに限定され
て、ガス拡散性能を損なうことなく品質の一定した電極
が得られる。

以下本考案を鉄−空気電池の空気極に適用した実施例に
ついて説明する。

空気極の電極本体として、活性炭１０部に重量比でニッ
ケル粉末９０部を混入した混合粉末を焼結して得た厚さ
約０．９ ｍｍ、多孔度約８０％の多孔体に、触媒とし
てパラジウムを３■／ｄ添加し、フッ素樹脂エマルジョ
ンによる防水処理を施したものを用いる。

この電極本体の空気に接する側の面に、厚さ約１ ｔｎ
ｍ１多孔度約７５％のフッ素樹脂多孔体からなる撥水層
をあてて１００〜１７０ｋＬｇ／ｆｆｌの圧力で加圧一
体化する。

なお、このフッ素樹脂孔孔体には３ｃｒｆＬ間隔で直径
３１１ＬｒＩＬの貫通孔があらかじめ設けである。

加圧一体化後、フッ素樹脂多孔体に設けた孔の部分へ未
硬化のエポキシ樹脂接着剤を充填してこれを硬化させる
。

充填したエポキシ樹脂接着剤は、フッ素樹脂多孔体が電
極本体と密着しているので、フッ素樹脂多孔体に設けた
孔の部分でのみ電極本体と接しており、硬化すれば、電
極本体と撥水層とは、硬化した樹脂により互いに強固に
固着される。

その際接着剤が孔部分以外に漏れ出て硬化することはな
く、電極本体が必要以上に接着剤で覆われることはない
。

第１図はこのようにして得た空気極を示し、第２図はそ
の分解斜視図である。

これらの図において、１は電極本体、２は本体１にスポ
ット溶接により固着したリード片、３はフッ素樹脂（ポ
リテトラフルオロエチレン）製撥水層、４は貫通孔であ
り、５は孔４に充填固化された接着剤である。

なお空気極の大きさは１８Ｘ２４ｃｒｒＬである。

第３図は上述の空気極１枚と、厚さ約５ｍｍ、多孔度約
７０％の焼結鉄電極１枚とを組み合せた充電式鉄−空気
電池を示すもので、６は空気極であり、その撥水層３側
が空気中に露出している。

Ｔは鉄電極、８はニッケルスクリーン製の充電用補助電
極、９は比重１．３０のか性カリ水溶液からなる電解液
、１０はプラスチック製電槽である。

１１．１２はそれぞれ鉄電極、充電用補助極よりのリー
ド体であり、放電は２，１１間、充電は１１．１２間で
行なう。

第３図に示す電池を２４〜２７℃の室温中で放電させた
ところ、５０ｍＡ／ｆｆｌ放電の時０．７６ Ｖ、１０
０ ｍＡ７’ｃｒ？Ｌ放電の時０．５９ Ｖの最高端子
電圧が得られ、充放電を５０回繰り返した後でも放電特
性の劣化はほとんど認められず、もちろん電極本体と撥
水層との剥離は全黙認められなかった。

比較例として、電極本体と撥水層とを単に加圧により密
着した空気極を用いて実施例と同様の電池を構成し、実
施例と同様の条件下で充放電試験を行なったところ、充
放電の回数が少ない間はほとんど同じ特性を示したが、
１５回目の放電時に空気極本体と撥水層との間に剥離が
生じ、端子電圧が低下して実用的な値を示さなくなった
。

この比較から明らかなように、本考案の電極は撥水層と
電極本体とを加圧密着させ、撥水層に設けた貫通孔に接
着剤を充填してこの接着剤により貫通孔およびこれと対
向する電極本体のみを固着し、その他の部分を不必要に
覆うことないので、ガス拡散性能を良好に維持して撥水
層と電極本体とを剥離することなく強固に固定できるも
のである。

この効果は振動、衝撃などが加わる移動用の可搬型電源
とした場合はさらに顕著となり、比較例の電池力００回
目の放電で剥離が生じた場合にも、実施例では４０回目
の放電においても特性にはほとんど劣化が認められなか
った。

なお実施例では接着剤としてエポキシ樹脂を用いたが、
これに限定されるものではない。

以上のように本考案によれば、長寿命のガス拡散電極を
容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例における空気極の要部拡大断面
図、第２図はその分解斜視図、第３図は同空気極を用い
た充電式鉄−空気電池の縦断面図である。 １・・・・・・電極本体、３・・・・・・撥水層、４・
・・・・・貫通孔、５・・・・・・接着剤。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電極本体と、そのガス相側に密着したフッ素樹脂多孔体
   からなる撥水層とを有し、前記撥水層は、任意の箇所に
   適当個数設けた貫通孔に充填された接着剤により、前記
   貫通孔部分でのみ前記電極本体に固着されていることを
   特徴とするガス拡散電極。