JPS58157058A - 電池用ガス拡散電極の製造法 - Google Patents
電池用ガス拡散電極の製造法Info
- Publication number
- JPS58157058A JPS58157058A JP57041263A JP4126382A JPS58157058A JP S58157058 A JPS58157058 A JP S58157058A JP 57041263 A JP57041263 A JP 57041263A JP 4126382 A JP4126382 A JP 4126382A JP S58157058 A JPS58157058 A JP S58157058A
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- Japan
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- electrode
- gas
- diffuson
- battery
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- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
-
- 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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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】
本発明は正極活物質に酸素を使用する電池のガス拡散電
極の製造法の改良に関するものであり、その目的は硫酸
マンガン溶液を硫酸もしくは硝酸酸性下で塩素酸カリウ
ムと８０℃以上の温度で反応させて生成したマンガン酸
化物と活性炭との混合物を触媒層に使用することにより
、特性のすぐれた電池を提供することにある。
極の製造法の改良に関するものであり、その目的は硫酸
マンガン溶液を硫酸もしくは硝酸酸性下で塩素酸カリウ
ムと８０℃以上の温度で反応させて生成したマンガン酸
化物と活性炭との混合物を触媒層に使用することにより
、特性のすぐれた電池を提供することにある。
従来、ガス拡散電極の触媒には種々のものが提案されて
いる。そのうち活性炭を触媒に使用するものでは白金、
パラジウム、銀、マンガン酸化物などを混合するか又は
活性炭上にこれらを付着させることにより、特性を改良
しようという提案が多い。一般に長期間にわたって使用
する燃料電池や二次電池などは、高価な貴金属を使用し
てもその価値はあるが、近年補聴器関係に電源として使
用されはじめたボタン型の空気電池は一次電池であり、
通常、２〜３週間で取り換えられるため、安価な触媒を
使用することが望ましい。そのだめマンガン酸化物を触
媒に応用する試みが行なわれている。本発明者らは種々
のマンガン酸化物を検討した結束、硫酸マンガンを硫酸
もしくは硝酸酸性下で、塩素酸カリウムと８０’Ｃ以上
の温度で反応させた二酸化マンガンを活性炭、導電材お
よびポリ４７ノ化エチレン等の撥水性結着剤と混合する
か又は予め硫酸マンガン溶液中に活性炭を分散し前記と
同条件で反応させることにより、すぐれた特性を示す触
媒層を得ることができた。以下本発明を実施例より詳述
する。
いる。そのうち活性炭を触媒に使用するものでは白金、
パラジウム、銀、マンガン酸化物などを混合するか又は
活性炭上にこれらを付着させることにより、特性を改良
しようという提案が多い。一般に長期間にわたって使用
する燃料電池や二次電池などは、高価な貴金属を使用し
てもその価値はあるが、近年補聴器関係に電源として使
用されはじめたボタン型の空気電池は一次電池であり、
通常、２〜３週間で取り換えられるため、安価な触媒を
使用することが望ましい。そのだめマンガン酸化物を触
媒に応用する試みが行なわれている。本発明者らは種々
のマンガン酸化物を検討した結束、硫酸マンガンを硫酸
もしくは硝酸酸性下で、塩素酸カリウムと８０’Ｃ以上
の温度で反応させた二酸化マンガンを活性炭、導電材お
よびポリ４７ノ化エチレン等の撥水性結着剤と混合する
か又は予め硫酸マンガン溶液中に活性炭を分散し前記と
同条件で反応させることにより、すぐれた特性を示す触
媒層を得ることができた。以下本発明を実施例より詳述
する。
本発明の二酸化マンガンは次の条件下で作製する。硫酸
マンガン１七／ｌの溶液１１を６Ｎの硫酸によりｐＨ１
以下の酸性にする。この溶液に塩素酸カリウム１．５モ
ルを加えて加温し、８０℃以上の温度で３時間反応させ
て酸化物を沈澱させ、これを取出し水洗を繰り返して涙
液のｐＨが３程度まで水洗、乾燥する。このマンガン酸
化物はＸ線で同定すると、α−ρＭｎＯ２の中間相の状
態を示している。このマンガン酸化物２６重量部、活性
炭６０重量部、撥水性結着剤としてポリ４７ノ化工チレ
ン２０重量部、導電材としてのアセチレンプラック６重
量部に適量の水を加えてペースト状にする。これをニッ
ケル網に塗着、乾燥し、総厚が約０．６１１のガス拡散
電極を作る。この電極を用いて従来と同様に第１図に示
すＲ４４サイズの空気電池を作製した。３ 一般にボタン型空気電池は、保存中はシール紙１３によ
り、空気取入孔１２が閉塞され、使用時にはこれをはが
して用いる。この場合、触媒の性能差により正常の動作
開路電圧１．３５Ｖに到達する時間が異なり、良い触媒
はど立上り時間が短かい。なお第１図中１は正極容器で
、その内部には触媒層２をニッケル網３に塗着、乾燥し
たガス拡散電極４、撥水膜６、セパレータ６、含液材７
が挿入されており、負極亜鉛８は負極容器９内に充填さ
れている。１ｏはガスケット、１１は漏液防止のための
支持紙である。
マンガン１七／ｌの溶液１１を６Ｎの硫酸によりｐＨ１
以下の酸性にする。この溶液に塩素酸カリウム１．５モ
ルを加えて加温し、８０℃以上の温度で３時間反応させ
て酸化物を沈澱させ、これを取出し水洗を繰り返して涙
液のｐＨが３程度まで水洗、乾燥する。このマンガン酸
化物はＸ線で同定すると、α−ρＭｎＯ２の中間相の状
態を示している。このマンガン酸化物２６重量部、活性
炭６０重量部、撥水性結着剤としてポリ４７ノ化工チレ
ン２０重量部、導電材としてのアセチレンプラック６重
量部に適量の水を加えてペースト状にする。これをニッ
ケル網に塗着、乾燥し、総厚が約０．６１１のガス拡散
電極を作る。この電極を用いて従来と同様に第１図に示
すＲ４４サイズの空気電池を作製した。３ 一般にボタン型空気電池は、保存中はシール紙１３によ
り、空気取入孔１２が閉塞され、使用時にはこれをはが
して用いる。この場合、触媒の性能差により正常の動作
開路電圧１．３５Ｖに到達する時間が異なり、良い触媒
はど立上り時間が短かい。なお第１図中１は正極容器で
、その内部には触媒層２をニッケル網３に塗着、乾燥し
たガス拡散電極４、撥水膜６、セパレータ６、含液材７
が挿入されており、負極亜鉛８は負極容器９内に充填さ
れている。１ｏはガスケット、１１は漏液防止のための
支持紙である。
また触媒の比較と評価のための回復特性を試験した。本
発明の電池をムとし、他の触媒のものをＢ、Ｃとした結
果を第２図に示した。なお、比較に用いた触媒には活性
炭を硝酸銀の水溶液に浸漬、乾燥後水素還元し、６重量
％の銀を活性炭に付着した触媒を、本発明のものとほぼ
同様にして製作したガス拡散電極を備えた電池Ｂ、単純
に活性炭だけを触媒にしたガス拡散電極を備えた電池を
Ｃとしている。図より明らかなように、ムはＢ、Ｃより
優れ、早い立−Ｌり開路電圧を示している。
発明の電池をムとし、他の触媒のものをＢ、Ｃとした結
果を第２図に示した。なお、比較に用いた触媒には活性
炭を硝酸銀の水溶液に浸漬、乾燥後水素還元し、６重量
％の銀を活性炭に付着した触媒を、本発明のものとほぼ
同様にして製作したガス拡散電極を備えた電池Ｂ、単純
に活性炭だけを触媒にしたガス拡散電極を備えた電池を
Ｃとしている。図より明らかなように、ムはＢ、Ｃより
優れ、早い立−Ｌり開路電圧を示している。
同様に、この電池が使用される補聴器の消費電流に近い
６２０Ωの負荷で放電した時の特性を第３図に示した。
６２０Ωの負荷で放電した時の特性を第３図に示した。
この場合も図から明らかなようにムはＢ、（ｊに比べて
優れた放電特性を示している。
優れた放電特性を示している。
本発明のマンガン酸化物が、このようにすぐれた特性を
示す理由は、充分に解明できていないが、このような条
件下で作られたマンガン酸化物を電子顕微鏡下で観察す
ると、多孔性であり、これがひとつの要因を形成してい
ると思われる。
示す理由は、充分に解明できていないが、このような条
件下で作られたマンガン酸化物を電子顕微鏡下で観察す
ると、多孔性であり、これがひとつの要因を形成してい
ると思われる。
このマンガン酸化物の生成条件は、硫酸マンガン１モル
に対して、塩素酸カリウム１．２〜１．８モル程度が最
適であり、１モル以下ではマンガン酸化物の収率が極端
に低下する。実施例では８８チの収率であったが、１モ
ル以下ではｓｏ％以下になる。塩素酸カリウムが逆に多
い場合は、塩素酸カリウムから反応中にでる塩素ガスが
多くなり、不要なガスが発生することになる。ｐＨは特
に大きな制限はないが、酸性であれば反応し、硫酸、硝
酸であれば差はない。さらに反応温度に関し８゜°Ｃ以
下では収率が極端に低下する。
に対して、塩素酸カリウム１．２〜１．８モル程度が最
適であり、１モル以下ではマンガン酸化物の収率が極端
に低下する。実施例では８８チの収率であったが、１モ
ル以下ではｓｏ％以下になる。塩素酸カリウムが逆に多
い場合は、塩素酸カリウムから反応中にでる塩素ガスが
多くなり、不要なガスが発生することになる。ｐＨは特
に大きな制限はないが、酸性であれば反応し、硫酸、硝
酸であれば差はない。さらに反応温度に関し８゜°Ｃ以
下では収率が極端に低下する。
実施例では、マンガン酸化物と活性炭とを混合したが、
硫酸マンガン溶液中に活性炭を予め混入分散させ、同条
件で沈澱させて得たものもほぼ同様な特性を得ることが
できる。この場合は活性炭とマンガン酸化物との比が一
定になるような条件設定が必要である。
硫酸マンガン溶液中に活性炭を予め混入分散させ、同条
件で沈澱させて得たものもほぼ同様な特性を得ることが
できる。この場合は活性炭とマンガン酸化物との比が一
定になるような条件設定が必要である。
本発明はこのように安価で高活性の触媒層からなるガス
拡散電極を提供するものであり、ボタン型空気電池の正
極に好適なすぐれた価値があるものである。
拡散電極を提供するものであり、ボタン型空気電池の正
極に好適なすぐれた価値があるものである。
第１図は本発明のガス拡散電極を備えたボタン型空気電
池の半断面図、第２図は同電池の開路電圧の立上り状況
を示す図、第３図は放電特性を示す図である。 １・・・・・・正極容器、２・・・・・・触媒層、３・
・・・・・ニッケル網、４・・・・・・ガス拡散電極、
６・・・・・・セパレータ、８・・・・・・負極亜鉛。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 持ＭＣ介） 第３図 族４１寥量（μＡｈ） ２７７
池の半断面図、第２図は同電池の開路電圧の立上り状況
を示す図、第３図は放電特性を示す図である。 １・・・・・・正極容器、２・・・・・・触媒層、３・
・・・・・ニッケル網、４・・・・・・ガス拡散電極、
６・・・・・・セパレータ、８・・・・・・負極亜鉛。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 持ＭＣ介） 第３図 族４１寥量（μＡｈ） ２７７
Claims (2)
- （１）硫酸マンガン溶液を硫酸もしくは硝酸酸性下で塩
素酸カリウムと８０’Ｃ以上の温度で反応させて得たマ
ンガン酸化物と、活性炭と、導電材と、撥水性結着剤と
からなるペーストを集電体に塗゛着することを特徴とす
る電池用ガス拡散電極の製造法。 - （２）前記硫酸マンガン溶液に予め活性炭を分散させ硫
酸もしくは硝酸酸性下で塩素酸カリウムと８０℃以上の
温度で反応させる特許請求の範囲第１項記載の電池用ガ
ス拡散電極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57041263A JPS58157058A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 電池用ガス拡散電極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57041263A JPS58157058A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 電池用ガス拡散電極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58157058A true JPS58157058A (ja) | 1983-09-19 |
Family
ID=12603559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57041263A Pending JPS58157058A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 電池用ガス拡散電極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58157058A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103187566A (zh) * | 2013-03-28 | 2013-07-03 | 浙江大学 | 一种管状富锂正极材料及其制备方法和应用 |
| CN104577145A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-04-29 | 昆明冶金研究院 | 一种铝空气电池空气电极催化剂及其制备方法 |
| CN105552389A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-05-04 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种α-氧化锰和炭复合的电池阴极催化剂的制作方法 |
| CN105576260A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-05-11 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种β-氧化锰和炭复合的电池阴极催化剂的制备方法 |
-
1982
- 1982-03-15 JP JP57041263A patent/JPS58157058A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103187566A (zh) * | 2013-03-28 | 2013-07-03 | 浙江大学 | 一种管状富锂正极材料及其制备方法和应用 |
| CN104577145A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-04-29 | 昆明冶金研究院 | 一种铝空气电池空气电极催化剂及其制备方法 |
| CN105552389A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-05-04 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种α-氧化锰和炭复合的电池阴极催化剂的制作方法 |
| CN105576260A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-05-11 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种β-氧化锰和炭复合的电池阴极催化剂的制备方法 |
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