JPS5861571A - 空気電池 - Google Patents
空気電池Info
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- electrode
- electrolyte
- air cell
- increase
- 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.)
- Granted
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
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- 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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4568124B2 (ja) | 空気極および該空気極を用いた空気二次電池 | |
| JPH0369145B2 (ja) | ||
| JPH06342656A (ja) | 電気化学電池およびそのカソード | |
| JPS6322023B2 (ja) | ||
| EP0448517B1 (en) | Carbonate fuel cell anodes | |
| Koyama et al. | La0. 6Ba0. 4CoO3 as a cathode material for solid oxide fuel cells using a BaCeO3 electrolyte | |
| WO2014119549A1 (ja) | 正極触媒、及び機器 | |
| JP7161376B2 (ja) | 空気二次電池用の空気極及び空気二次電池 | |
| US4172927A (en) | Organic electrolyte battery | |
| US6060197A (en) | Zinc based electrochemical cell | |
| JP2006147442A (ja) | アルミニウム空気電池 | |
| JPS60746B2 (ja) | ガス電極 | |
| JPS5861571A (ja) | 空気電池 | |
| US2534403A (en) | Primary cell | |
| US10991951B2 (en) | Cathode, metal-air battery including the cathode, and method of manufacturing the cathode | |
| JP2001250563A (ja) | 酸化物固体電解質用の酸化極 | |
| JPH10255832A (ja) | 低温動作固体燃料電池用複合型空気極材料 | |
| JPH0587950B2 (ja) | ||
| JP5652877B2 (ja) | リチウム空気電池 | |
| KR101793477B1 (ko) | 충전 및 방전 성능이 향상된 금속 공기 이차전지용 양극 및 이의 제조방법 | |
| EP3014694A1 (en) | Secondary alkali metal/oxygen batteries | |
| JP3220330B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池における発電方法 | |
| JPS6314466B2 (ja) | ||
| JP2017107786A (ja) | リチウム空気二次電池およびリチウム空気二次電池用電解質 | |
| JP2022034627A (ja) | 金属空気電池 |