JPS5861571A - 空気電池 - Google Patents
空気電池Info
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- JPS5861571A JPS5861571A JP56160568A JP16056881A JPS5861571A JP S5861571 A JPS5861571 A JP S5861571A JP 56160568 A JP56160568 A JP 56160568A JP 16056881 A JP16056881 A JP 16056881A JP S5861571 A JPS5861571 A JP S5861571A
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- JP
- Japan
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- air
- electrode
- electrolyte
- air cell
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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
- H01M4/9016—Oxides, hydroxides or oxygenated metallic salts
-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Hybrid Cells (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、亜鉛、マグネシウムなどの金属負極を用いた
高エネルギー密度の空気電池に関する。
高エネルギー密度の空気電池に関する。
従来、この種の空気電池の正極としては、たとえば多孔
性炭素、多孔性ニッケル焼結体、あるいはタングステン
ブロンズのような電子導電体単独、または電極活性を上
げるために銀、パラジウム。
性炭素、多孔性ニッケル焼結体、あるいはタングステン
ブロンズのような電子導電体単独、または電極活性を上
げるために銀、パラジウム。
白金などを付着したものをフッ素樹脂などで防水処理を
して、いわゆる電極基体(固)−電解液(液)−空気(
気)の三相帯を形成した電極が用すられていた。触媒と
して貴金属を用いることは価格的に問題であり、能力は
多少劣っても二酸化マンガンを用いたり、L a Co
O3系ペロプスカイト材料を用いることか検討されて
来ている。
して、いわゆる電極基体(固)−電解液(液)−空気(
気)の三相帯を形成した電極が用すられていた。触媒と
して貴金属を用いることは価格的に問題であり、能力は
多少劣っても二酸化マンガンを用いたり、L a Co
O3系ペロプスカイト材料を用いることか検討されて
来ている。
本発明は、LaCoO3系ペロプスカイト材料を用い、
三相帯で電極反応を行わせるガス拡散方式でなく、酸素
ガスがガス側でイオン化し、溶液側に拡散するイオン拡
散方式の空気極を用いた新規な空気電池を提供するもの
である。
三相帯で電極反応を行わせるガス拡散方式でなく、酸素
ガスがガス側でイオン化し、溶液側に拡散するイオン拡
散方式の空気極を用いた新規な空気電池を提供するもの
である。
すなわち、本発明は、LaCoO3で表されるペロプス
カイト材料のAサイトのLaをA′で、jたBサイトの
CoをB′でそれぞれ部分的に置換した次式 %式% で表されるものを用いて空気極を構成するものである。
カイト材料のAサイトのLaをA′で、jたBサイトの
CoをB′でそれぞれ部分的に置換した次式 %式% で表されるものを用いて空気極を構成するものである。
ここで、A′はCa、、Sr及びBa よりなる群から
選んだ少なくとも1種を表し、B′はFe、Mn、V及
びTi よりなる群から選んだ少なくとも1種を表し、 5’ /2(1り+X の関係にある。
選んだ少なくとも1種を表し、B′はFe、Mn、V及
びTi よりなる群から選んだ少なくとも1種を表し、 5’ /2(1り+X の関係にある。
本発明に用いる前記一般式で表されるペロブスカイト材
料は、前記のような部分置換によって電気抵抗が低下し
、急放電に耐えることができる。
料は、前記のような部分置換によって電気抵抗が低下し
、急放電に耐えることができる。
また、このペロブスカイト材料によって構成される空気
極は、イオン拡散方式の電極であるから、電解液のか性
カリが直接空気中の炭酸ガスに触れて電気抵抗の増大を
起こしたり、漏液したり、また漏液のために電極に通気
が起こって負極が自己放電したりするのを防止すること
ができ、特にボタン型電池のような小型の空気電池とし
て適している。
極は、イオン拡散方式の電極であるから、電解液のか性
カリが直接空気中の炭酸ガスに触れて電気抵抗の増大を
起こしたり、漏液したり、また漏液のために電極に通気
が起こって負極が自己放電したりするのを防止すること
ができ、特にボタン型電池のような小型の空気電池とし
て適している。
以下本発明を実施例により詳細に説明する。
第1図は本発明によるボタン型電池の構成例を示す。1
は正極のシート状空気極、2は空気極の脆さを補強し、
空気の正極1への拡散を良好にするためのテフロンペー
パであり、空気極1に熱溶着されている。3は正極集電
体を兼ねた電池容器と電解液の漏洩防止を兼ねた導電性
のペイント、たとえばカーボンペイント、銀ペイント4
が充填されている。6はセパレータ、6はか性カリ水溶
液に酸化亜鉛を溶解させた電解液の含浸材、7は水化亜
鉛粉末を少量の電解液と練り合わせて成形した負極であ
る。8は外部の空気を取入れるために金属容器3にあけ
た空気孔、9は負極集電体を兼ねた封口板、1oは容器
3と蓋9とを絶縁し、電解液を密封するためのバッキン
グで材質としてはナイロンが適する。
は正極のシート状空気極、2は空気極の脆さを補強し、
空気の正極1への拡散を良好にするためのテフロンペー
パであり、空気極1に熱溶着されている。3は正極集電
体を兼ねた電池容器と電解液の漏洩防止を兼ねた導電性
のペイント、たとえばカーボンペイント、銀ペイント4
が充填されている。6はセパレータ、6はか性カリ水溶
液に酸化亜鉛を溶解させた電解液の含浸材、7は水化亜
鉛粉末を少量の電解液と練り合わせて成形した負極であ
る。8は外部の空気を取入れるために金属容器3にあけ
た空気孔、9は負極集電体を兼ねた封口板、1oは容器
3と蓋9とを絶縁し、電解液を密封するためのバッキン
グで材質としてはナイロンが適する。
つぎに、空気極の製造方法の例を説明する。
まず、前記の一般式で表されるペロブスカイトを構成す
る金属元素の酢酸塩、シュウ酸塩、あるいは硝酸塩を所
定の割合で混合した水溶液をロータリエバポレータ中で
蒸発乾固する。こうして得た混合塩を空気中において、
約4oo℃で2時間qo熱分解させ、次いで酸素雰囲気
中で約110o℃て6時間加熱反応させる。こうして得
られるペロブスカイトの粉末を原料とする。なお、Ti
、Vなどそれらの塩が不安定な場合は酸化物として加え
て前記の操作をする。
る金属元素の酢酸塩、シュウ酸塩、あるいは硝酸塩を所
定の割合で混合した水溶液をロータリエバポレータ中で
蒸発乾固する。こうして得た混合塩を空気中において、
約4oo℃で2時間qo熱分解させ、次いで酸素雰囲気
中で約110o℃て6時間加熱反応させる。こうして得
られるペロブスカイトの粉末を原料とする。なお、Ti
、Vなどそれらの塩が不安定な場合は酸化物として加え
て前記の操作をする。
この原料粉末に対してメタノールを24重量%、結着剤
としてのポリビニルブチラールを4重量・チ、可塑剤と
してのシフタル酸ブチルを2重量%加え、めのう玉石を
入れたボットミル中で24時間回転させてスラリーを作
る0このスラリーをテフロンシート上にドクタブレード
で展開し、自然乾燥して生シートとする。これを所定の
径に打抜き、1200℃で3時間焼成して約0.3rt
rmの厚さの電極とする。
としてのポリビニルブチラールを4重量・チ、可塑剤と
してのシフタル酸ブチルを2重量%加え、めのう玉石を
入れたボットミル中で24時間回転させてスラリーを作
る0このスラリーをテフロンシート上にドクタブレード
で展開し、自然乾燥して生シートとする。これを所定の
径に打抜き、1200℃で3時間焼成して約0.3rt
rmの厚さの電極とする。
また、他の例として、上記と同様に作った原料粉末に等
重量のフッ素樹脂ディス・々−ジョンを加えて練り合わ
せる。ついで、ローラで圧延して所定の厚みのシートと
した後、これを150〜250℃で1時間加熱し、所定
の径に打抜いて電極とする0 実施例では、上記のいずれの方法で得られた電極につい
ても、空気拡散面側にポリフロンペー・(−の名で販売
されているフッ素樹脂繊維の抄造体次にL a Co
Oa をベースにして、AサイトをSτで、またBサイ
トをFeでそれぞれ置換したペロプスカイト材について
の抵抗値の比較を第1表に示す。
重量のフッ素樹脂ディス・々−ジョンを加えて練り合わ
せる。ついで、ローラで圧延して所定の厚みのシートと
した後、これを150〜250℃で1時間加熱し、所定
の径に打抜いて電極とする0 実施例では、上記のいずれの方法で得られた電極につい
ても、空気拡散面側にポリフロンペー・(−の名で販売
されているフッ素樹脂繊維の抄造体次にL a Co
Oa をベースにして、AサイトをSτで、またBサイ
トをFeでそれぞれ置換したペロプスカイト材について
の抵抗値の比較を第1表に示す。
以下余白
Bサイト置換を行わない場合、抵抗の最低はLaをSr
によって50%置換した所にあり、従来例の電極はこの
組成が使われている。Srの代わりにCaあるいはBa
を用いた例は示していないが、抵抗が最低の組成はSr
を用いた場合と変わっていないが、その組成の両側の抵
抗の増大が大きい点が変わっている。
によって50%置換した所にあり、従来例の電極はこの
組成が使われている。Srの代わりにCaあるいはBa
を用いた例は示していないが、抵抗が最低の組成はSr
を用いた場合と変わっていないが、その組成の両側の抵
抗の増大が大きい点が変わっている。
つぎに、Sr置換をco%と一定にして、BサイトをF
eで置換して行くと、置換30チまでは抵抗は余り変わ
らないが、それ以上では徐々に増大していることが分か
る。さらに、BサイトのFe置換を30%と一定にして
再びAサイトのSr置換量を変えて行くと、置換量66
係の所に抵抗の最小が移り、その値はFeによるBサイ
ト置換がない場合より低くなった。その置換量はCoよ
リイオン化傾向の高いFeを■価とするとBサイトのC
Oが■価と■価等量で入っていることを意味し、−Co
(III ) −Q−Co (IV )−が導電に寄
与していることを裏付けていると考えられる。そこで、
FeとSrの置換量を共にCo(III)とCo、(■
)が等量になるように変えたが、抵抗はFeの置換量3
0%が最も低いことは変わらなかった0いずれにしても
La’ Sr Co F Oの組成o、3
5 α65 0.7 0.3 3にすると従来のL
a o、 s S r o;s COOaより抵抗が
やや低いもつが得られることが分かったo Fe置換の
代わりにMn、 V、 T iにより30チ置換をした
が、第2表のようにほぼ近い値が得られた。
eで置換して行くと、置換30チまでは抵抗は余り変わ
らないが、それ以上では徐々に増大していることが分か
る。さらに、BサイトのFe置換を30%と一定にして
再びAサイトのSr置換量を変えて行くと、置換量66
係の所に抵抗の最小が移り、その値はFeによるBサイ
ト置換がない場合より低くなった。その置換量はCoよ
リイオン化傾向の高いFeを■価とするとBサイトのC
Oが■価と■価等量で入っていることを意味し、−Co
(III ) −Q−Co (IV )−が導電に寄
与していることを裏付けていると考えられる。そこで、
FeとSrの置換量を共にCo(III)とCo、(■
)が等量になるように変えたが、抵抗はFeの置換量3
0%が最も低いことは変わらなかった0いずれにしても
La’ Sr Co F Oの組成o、3
5 α65 0.7 0.3 3にすると従来のL
a o、 s S r o;s COOaより抵抗が
やや低いもつが得られることが分かったo Fe置換の
代わりにMn、 V、 T iにより30チ置換をした
が、第2表のようにほぼ近い値が得られた。
第2表
第2図は、これらのペロブスカイト材料を用いて構成し
た空気極を備えた第1図の構造の電池についての放電々
流と平坦電圧との関係を示す。電池の妥イズは、直径1
1.8m、高さ4.6閣である。
た空気極を備えた第1図の構造の電池についての放電々
流と平坦電圧との関係を示す。電池の妥イズは、直径1
1.8m、高さ4.6閣である。
図中a、 b、 C+、 d、 @はそれぞれ”0.
5SrO,5”03%”0.35 o、es”o、7
”b、s03、”0.35SrO,85”0.7”0.
303、”aO,35”0.65”0.7v0.303
、の特性を示す。図から明らかなように、本発明の空気
極を用いたもの(’b−e)は急放電時の電圧が高くな
る効果が認められる。
5SrO,5”03%”0.35 o、es”o、7
”b、s03、”0.35SrO,85”0.7”0.
303、”aO,35”0.65”0.7v0.303
、の特性を示す。図から明らかなように、本発明の空気
極を用いたもの(’b−e)は急放電時の電圧が高くな
る効果が認められる。
しく向上する効果があることが認められる。電気抵抗の
減少によってイオン拡散電極にするための分極増大が補
償され、平坦電圧が変わらないのに対し、自己放電が著
しく減少するためである。
減少によってイオン拡散電極にするための分極増大が補
償され、平坦電圧が変わらないのに対し、自己放電が著
しく減少するためである。
このように本発明は、空気極のオーム抵抗を小さくし、
また、急放電特性を良好にするとともに、これをイオン
拡散電極にすることにより、耐保存性を良くし、電圧特
性を悪化させることなく緩放電容量を増大させる効果を
付加することができる0また、高価な元素Laおよびc
oをそれぞれ安価なアルカリ土類および遷移元素で置き
換える経済的効果もある。
また、急放電特性を良好にするとともに、これをイオン
拡散電極にすることにより、耐保存性を良くし、電圧特
性を悪化させることなく緩放電容量を増大させる効果を
付加することができる0また、高価な元素Laおよびc
oをそれぞれ安価なアルカリ土類および遷移元素で置き
換える経済的効果もある。
第1図は本発明の空気−金属電池の基本的構成例を示す
縦断面図、第2図は各種の空気極を用いた電池の電流−
電圧特性を示す図、第3図は放電特性を示す図である。 1・・・・・・空気極、5・・・・・・セパレータ、6
・・・・電解液含浸材、7・・・・・・負極、8・・・
・・・空気孔。 第1図
縦断面図、第2図は各種の空気極を用いた電池の電流−
電圧特性を示す図、第3図は放電特性を示す図である。 1・・・・・・空気極、5・・・・・・セパレータ、6
・・・・電解液含浸材、7・・・・・・負極、8・・・
・・・空気孔。 第1図
Claims (1)
- 一般式La4.A’yCo、−xB’xO3(ただし、
A/はCa、Sr及びBa jりなろ群から選ばれる少
なくとも1種の元素、B′はFe、Mn、V及びTiよ
りなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、y
=′/!(1−x ) + xの関係にある。)で表
されるペロプスカイト材料からなる正極と、金属負極及
びアルカリ電解液を備えた空気電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56160568A JPS5861571A (ja) | 1981-10-07 | 1981-10-07 | 空気電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56160568A JPS5861571A (ja) | 1981-10-07 | 1981-10-07 | 空気電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5861571A true JPS5861571A (ja) | 1983-04-12 |
JPH04349B2 JPH04349B2 (ja) | 1992-01-07 |
Family
ID=15717783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56160568A Granted JPS5861571A (ja) | 1981-10-07 | 1981-10-07 | 空気電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5861571A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009283381A (ja) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | リチウム空気二次電池およびリチウム空気二次電池製造方法 |
WO2015053496A1 (ko) * | 2013-10-08 | 2015-04-16 | 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 | 금속공기전지용 촉매체 및 그를 포함하는 금속공기전지 |
-
1981
- 1981-10-07 JP JP56160568A patent/JPS5861571A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009283381A (ja) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | リチウム空気二次電池およびリチウム空気二次電池製造方法 |
WO2015053496A1 (ko) * | 2013-10-08 | 2015-04-16 | 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 | 금속공기전지용 촉매체 및 그를 포함하는 금속공기전지 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04349B2 (ja) | 1992-01-07 |
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