JPS58165252A - ガス拡散型空気極 - Google Patents
ガス拡散型空気極Info
- Publication number
- JPS58165252A JPS58165252A JP57049540A JP4954082A JPS58165252A JP S58165252 A JPS58165252 A JP S58165252A JP 57049540 A JP57049540 A JP 57049540A JP 4954082 A JP4954082 A JP 4954082A JP S58165252 A JPS58165252 A JP S58165252A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stainless steel
- plated
- air electrode
- metal
- net
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
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】
本発明はボタン型空気−亜鉛電池、据置用空気電池、酸
−水素燃料電池などに用いる薄型のガス拡散型空気極（
以下、空気極と呼ぶ）の改良に関するものである。空気
極の製造法としては種々あるが、一般的には次のような
手法が用いられる。
−水素燃料電池などに用いる薄型のガス拡散型空気極（
以下、空気極と呼ぶ）の改良に関するものである。空気
極の製造法としては種々あるが、一般的には次のような
手法が用いられる。
即ち、粉状の触媒物質を疎水性物質、導電剤物質ととも
に混練してペーストをつくり、これをニッケルスクリー
ンに塗着し、乾燥してシート状電極としている。
に混練してペーストをつくり、これをニッケルスクリー
ンに塗着し、乾燥してシート状電極としている。
このような空気極では、空気極の強度は用いる金属芯材
の強度に大きく左右される。従って通常は金属芯材とし
てニッケルスクリーンが用いられるが、この場合には材
質が柔かいため、据置型電池のような液豊富な電池では
、電解液の液圧のために空気極が空気側にふくらんでし
まったり、さらにはボタン型空気−亜鉛電池ではかしめ
対日時に空気極周縁部が強く圧迫され、その反動で空気
極中心部がそり返ってしまうことがある。そしてこれら
の現象が空気−固体−液体の三層界面のバランスを破壊
し、電池保存時における電池特性劣化の原因となってい
た。
の強度に大きく左右される。従って通常は金属芯材とし
てニッケルスクリーンが用いられるが、この場合には材
質が柔かいため、据置型電池のような液豊富な電池では
、電解液の液圧のために空気極が空気側にふくらんでし
まったり、さらにはボタン型空気−亜鉛電池ではかしめ
対日時に空気極周縁部が強く圧迫され、その反動で空気
極中心部がそり返ってしまうことがある。そしてこれら
の現象が空気−固体−液体の三層界面のバランスを破壊
し、電池保存時における電池特性劣化の原因となってい
た。
これらの打開策としてニッケルメッキした鉄線からなる
ネットを芯材として用いる仁とが検討されている。この
場合には、強度は確かに大きくなるが、いくつかの問題
点がある。即ち、鉄線は一般的に腐蝕し易いためそのま
までの保存が困難であり、取扱いがたいへん難しい。従
って、鉄線を加工すると同時にすぐにニッケルメッキを
施す必要がある。
ネットを芯材として用いる仁とが検討されている。この
場合には、強度は確かに大きくなるが、いくつかの問題
点がある。即ち、鉄線は一般的に腐蝕し易いためそのま
までの保存が困難であり、取扱いがたいへん難しい。従
って、鉄線を加工すると同時にすぐにニッケルメッキを
施す必要がある。
さらに、このネットの切断面には鉄素地が露出するので
、電池内部で触媒による酸化を受けたり、腐蝕したりし
て電池性能に悪影響を与え、好まし。
、電池内部で触媒による酸化を受けたり、腐蝕したりし
て電池性能に悪影響を与え、好まし。
いものではなかった。これらのことから、大半において
は強度に劣るが耐蝕性の良いニッケルネットが用いられ
る場合が多い。
は強度に劣るが耐蝕性の良いニッケルネットが用いられ
る場合が多い。
そこで強度が強くしかも耐蝕性にすぐれ、加工も容易な
材質の金属芯材を得る目的で種々検討したところ、満足
すべき芯材の改良に成功した。
材質の金属芯材を得る目的で種々検討したところ、満足
すべき芯材の改良に成功した。
即ち、金属芯材としてステンレス鋼を基材とし、これを
線状態かあるいはネットの状態で、良導電性でかつ耐ア
ルカリ性に゛すぐれる金属でメッキするものである。ス
テンレス鋼は耐蝕性が良く、強１・ 度が大であるが、金属同１志の接触抵抗が高いため、単
独で用いた場合には１晶の内部抵抗が上昇したり、保存
中の接触不良を起こす原因となってい九本発明のように
良導電性でかつ耐アルカリ性にすぐれる金属でステンレ
ス鋼を２メツキすれば、ステンレス鋼の長所を生かして
使用することができ、ステンレス鋼単独の場合のような
接触不良も起きないっ ステンレス鋼にメッキする金属としては、たとえばニッ
ケル、銀、白金、パラジウムなどがよい。
線状態かあるいはネットの状態で、良導電性でかつ耐ア
ルカリ性に゛すぐれる金属でメッキするものである。ス
テンレス鋼は耐蝕性が良く、強１・ 度が大であるが、金属同１志の接触抵抗が高いため、単
独で用いた場合には１晶の内部抵抗が上昇したり、保存
中の接触不良を起こす原因となってい九本発明のように
良導電性でかつ耐アルカリ性にすぐれる金属でステンレ
ス鋼を２メツキすれば、ステンレス鋼の長所を生かして
使用することができ、ステンレス鋼単独の場合のような
接触不良も起きないっ ステンレス鋼にメッキする金属としては、たとえばニッ
ケル、銀、白金、パラジウムなどがよい。
とくに銀、白金、パラジウムなどは、触媒効果も備えて
いるので有利である。また、価格面においても貴金属は
非常に高価であるので、メッキする手法は消費量が少な
く有効である。
いるので有利である。また、価格面においても貴金属は
非常に高価であるので、メッキする手法は消費量が少な
く有効である。
一方、金属芯材の基材であるステンレス鋼は代表的なも
のとして、５ＵＳ３０４．５ＵＳ４３０などが使えるが
、さらにこれらに、各チ藏合金成分としてチタン：、モ
リブデン、タングステン、コバルト、銅などが添加され
た耐蝕性にすぐれるス（、：）、 テンレス鋼も高４．！ではあるが、有効である。
のとして、５ＵＳ３０４．５ＵＳ４３０などが使えるが
、さらにこれらに、各チ藏合金成分としてチタン：、モ
リブデン、タングステン、コバルト、銅などが添加され
た耐蝕性にすぐれるス（、：）、 テンレス鋼も高４．！ではあるが、有効である。
以下、本発明−実施例によって説明する。第１図に本発
明を適用□ｉ′３シた一般的なボタン型空気−亜鉛電池
の縦断面図を示した。図中１は正極ケース、２は空気孔
、３は封目板、４は封口リング、６は本発明の特徴とす
るがガス拡散型空気極、６は正極撥水膜、７は負極亜鉛
、８はセパレータ、９は空気拡散紙である。第２図は空
気極の拡大断面図であって図中、６，６は第１図と同じ
要素を示し６′は金属芯材である。
明を適用□ｉ′３シた一般的なボタン型空気−亜鉛電池
の縦断面図を示した。図中１は正極ケース、２は空気孔
、３は封目板、４は封口リング、６は本発明の特徴とす
るがガス拡散型空気極、６は正極撥水膜、７は負極亜鉛
、８はセパレータ、９は空気拡散紙である。第２図は空
気極の拡大断面図であって図中、６，６は第１図と同じ
要素を示し６′は金属芯材である。
本発明の金属芯材には、線径０．１簡のステンレス鋼５
ＵＳ３０４に厚さ１μのニッケルメッキを施して編んだ
金属ネットＡ、同様に銀メッキを施して編んぞものＢ、
白金メッキを施して編んだものＣ，パラジウムメッキを
施して編んだものＤを用い、それぞれの芯材に触媒を充
填してシート状にしたものを直径１１ｍｍに打ち抜き、
フッ素樹脂多孔膜と貼り合わせて空気極とし、ボタン型
空気電池を構成した。つぎに、線径０．１−の５ＵＳ３
０４からなるネットに厚さ０．１μのニッケルメッキし
たものＡ′ 、銀メッキしたものＢ′ 、白金メッキし
たものＣ／ 、パラジウムメッキしたものＤ′につい
て、上記と四棒にボタン型空気電池を構成した。また比
較として、上記と同じ大きさのニッケルネソ）Ｅ及び５
ＵＳ３０４ネツトＦを羽いて、ボタン型空気電池を構成
した。
ＵＳ３０４に厚さ１μのニッケルメッキを施して編んだ
金属ネットＡ、同様に銀メッキを施して編んぞものＢ、
白金メッキを施して編んだものＣ，パラジウムメッキを
施して編んだものＤを用い、それぞれの芯材に触媒を充
填してシート状にしたものを直径１１ｍｍに打ち抜き、
フッ素樹脂多孔膜と貼り合わせて空気極とし、ボタン型
空気電池を構成した。つぎに、線径０．１−の５ＵＳ３
０４からなるネットに厚さ０．１μのニッケルメッキし
たものＡ′ 、銀メッキしたものＢ′ 、白金メッキし
たものＣ／ 、パラジウムメッキしたものＤ′につい
て、上記と四棒にボタン型空気電池を構成した。また比
較として、上記と同じ大きさのニッケルネソ）Ｅ及び５
ＵＳ３０４ネツトＦを羽いて、ボタン型空気電池を構成
した。
このＡ、Ｆのそれぞれの電池について、５０℃で１ケ月
間保存し内部抵抗と、２ｏｏΩ連続放電時の平均維持電
圧を比較した。その結果を第３図。
間保存し内部抵抗と、２ｏｏΩ連続放電時の平均維持電
圧を比較した。その結果を第３図。
第４図に示しだ。
第３図より明らかなように、内部抵抗は５ＵＳ３０４単
体を用いたものＦが非常に大きく、その他は小さい。と
くに、ネットにメッキされたもの（Ａ’〜Ｄ’ ）は
線にメッキされたもの（Ａ−Ｄ）よりも内部抵抗が小さ
く、なかでも銀メッキされたものが一番小さい。また、
第４図に示す２ｏ。
体を用いたものＦが非常に大きく、その他は小さい。と
くに、ネットにメッキされたもの（Ａ’〜Ｄ’ ）は
線にメッキされたもの（Ａ−Ｄ）よりも内部抵抗が小さ
く、なかでも銀メッキされたものが一番小さい。また、
第４図に示す２ｏ。
Ω連続放電での平均維持電圧はＡ、Ｄ及びＡ′〜Ｄ′が
高く、なかでもＡ ’ ｗ Ｄ ’のなかの白金。
高く、なかでもＡ ’ ｗ Ｄ ’のなかの白金。
パラジウムメッキを施したものが高い。逆にＥ。
Ｆは非常に低く悪い。これらのことがら、本発明の効果
は極めて大きい。
は極めて大きい。
また、これら各電池の空気極のそシ返り状況を調査した
。ニッケルネットを用いた場合Ｅはニッケルネットが軟
弱であるため第６図の如く空気極が大きくそり返シ、ス
テンレス鋼を基材として芯材に用いた場合には第６図の
如くそシ返シがきゎめて小さい。
。ニッケルネットを用いた場合Ｅはニッケルネットが軟
弱であるため第６図の如く空気極が大きくそり返シ、ス
テンレス鋼を基材として芯材に用いた場合には第６図の
如くそシ返シがきゎめて小さい。
この空気極のそり返りが、電池保存特性劣化の主な原因
と考えられ、前述したように、空気極の三層界面のバラ
ンスを破壊し、負極側の電解液が空気極の気体相に過剰
に移動し、空気の拡散を阻害して電池特性劣化をもたら
すものと思われる。
と考えられ、前述したように、空気極の三層界面のバラ
ンスを破壊し、負極側の電解液が空気極の気体相に過剰
に移動し、空気の拡散を阻害して電池特性劣化をもたら
すものと思われる。
したがって、第４図にみられたように、ニッケルネット
を用いた場合の特性が悪化するのである。
を用いた場合の特性が悪化するのである。
なお、ステンレス鋼５ＵＳ３０４単独の場合も特性は非
常に悪いが、これは空気極６と正極ケース１との接触面
において、５ＵＳ３０４の接触抵抗が大きいためである
。
常に悪いが、これは空気極６と正極ケース１との接触面
において、５ＵＳ３０４の接触抵抗が大きいためである
。
さらに、白金やパラジウムをメッキしたものは第４図で
示したように特性が、よいが、これは白金。
示したように特性が、よいが、これは白金。
、、１′、
パラジウムが触媒効果にすぐれているためであ妬０・・
ｊ 以上、本発明の効果を説ｒａｔたが、メッキ条件及び基
材のステンレス鋼は前、シた条件に限定されるものでは
なく、メッキ厚を変えた場合、あるいは基材としてステ
ンレス鋼にさらにモリブデン。
ｊ 以上、本発明の効果を説ｒａｔたが、メッキ条件及び基
材のステンレス鋼は前、シた条件に限定されるものでは
なく、メッキ厚を変えた場合、あるいは基材としてステ
ンレス鋼にさらにモリブデン。
チタン、タングステン、銅などを添加したステンレス鋼
でももちろん同様の効果があった。！た、本発明の適用
範囲はボタン型空気電池に限るものではなく、据置用空
気電池や酸−水素燃料電池などにも広く適用できる。
でももちろん同様の効果があった。！た、本発明の適用
範囲はボタン型空気電池に限るものではなく、据置用空
気電池や酸−水素燃料電池などにも広く適用できる。
第１図は本発明の実施例におけるボタン型空気電池の縦
断面図、第２図は同空気極部分の拡大断面図、第３図は
同電池の内部抵抗を示す図、第４図は同電池の平均維持
電圧を示す図、第５図、第６図は同電池の空気極のそり
返りを示す図である。 ５・・・・・・空気極、６′ ・・・・・・金属芯材。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名、；
□。 ：： ・：）誦 ｉ ｚ ’ ”ＩＩ 第１図 第２図 第３図 第４１５１ 覧５ゞ ｙ
断面図、第２図は同空気極部分の拡大断面図、第３図は
同電池の内部抵抗を示す図、第４図は同電池の平均維持
電圧を示す図、第５図、第６図は同電池の空気極のそり
返りを示す図である。 ５・・・・・・空気極、６′ ・・・・・・金属芯材。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名、；
□。 ：： ・：）誦 ｉ ｚ ’ ”ＩＩ 第１図 第２図 第３図 第４１５１ 覧５ゞ ｙ
Claims (2)
- （１） ステンレス鋼を基材としその線状態あるいは
ネットの状態で、良導電性でかつ耐アルカリ性に優れる
金属メッキを施した金属芯材に触媒物質を充填したガス
拡散型空気極０ - （２） 前記ステンレス鋼が、合金成分としてチタン
。 モリブデン、タングステン、コバルト及び銅の群から選
ばれた少くとも１種を添加したものである特許請求の範
囲第１項記載のガス拡散型空気極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57049540A JPS58165252A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | ガス拡散型空気極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57049540A JPS58165252A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | ガス拡散型空気極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58165252A true JPS58165252A (ja) | 1983-09-30 |
Family
ID=12834011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57049540A Pending JPS58165252A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | ガス拡散型空気極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58165252A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6197445B1 (en) | 1998-03-06 | 2001-03-06 | Rayovac Corporation | Air depolarized electrochemical cells |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49105942A (ja) * | 1973-02-16 | 1974-10-07 | ||
| JPS56102077A (en) * | 1980-01-17 | 1981-08-15 | Toshiba Corp | Manufacture of air electrode |
-
1982
- 1982-03-26 JP JP57049540A patent/JPS58165252A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49105942A (ja) * | 1973-02-16 | 1974-10-07 | ||
| JPS56102077A (en) * | 1980-01-17 | 1981-08-15 | Toshiba Corp | Manufacture of air electrode |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6197445B1 (en) | 1998-03-06 | 2001-03-06 | Rayovac Corporation | Air depolarized electrochemical cells |
| US6203940B1 (en) | 1998-03-06 | 2001-03-20 | Rayovac Corporation | Tubular air depolarized cell |
| US6210827B1 (en) | 1998-03-06 | 2001-04-03 | Rayovac Corporation | Elongate air depolarized electrochemical cells |
| US6210826B1 (en) | 1998-03-06 | 2001-04-03 | Rayovac Corporation | Seals, and electrochemical cells made therewith |
| US6296961B1 (en) | 1998-03-06 | 2001-10-02 | Rayovac Corporation | Composite carbon sheet, and electrochemical cells made therewith |
| US6436571B1 (en) | 1998-03-06 | 2002-08-20 | Rayovac Corporation | Bottom seals in air depolarized electrochemical cells |
| US6461761B1 (en) | 1998-03-06 | 2002-10-08 | Rayovac Corporation | Air depolarized electrochemical cells |
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