JPS59160966A - ２次電池 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ■　発明の背景 技術分野 本発明は、酪素極を用いた新規な２次′屯、池に関する
。

先行技術 ポルフィリン、アザポルフィリン、ポルフィラジン、ア
ヌレン等のＮ４型、シンフ塩基等のＮ２Ｏ２型、ジアセ
チルジチオベンジＦラゾン等のＮ２ｓ、２型などの−・
Ｖ面環状金属錯体が知られている。

これら＝＋ｉ面環状金属銘体は、′導電性基材」ユに被
覆して′電極としてカン−１：とじたとき、酩素の゛ｔ
Ｖ極−量元反応を触媒することが知られており、このよ
うな電極をカソードとして、＃素・水素燃料電池を構成
する旨の提ｌがなされている。

力、これら平面環状金属錯体は、酩素を配位し、酸素担
体として機能することも知られている。

なお、従来、充放電＋＋Ｉ　ｆｅな酸素極を用いた２次
電池は知られていない。

ＩＩ　　発明のト１的 本発明の一１己たる目的は、充放市ｉｉ）能な酸、電極
を用いた新規な２次゛１Ｌ池を提ｔ！（することにある
。

本発明者らは、上記したような平面環状金属錯体の酸素
触媒能と酸素１μ持能に着１１シ、種々検６・１を行っ
た。

その結果、これら錯体の被覆を有する電極と、姐の′１
°し極とをｉし解質水溶液中に対置して′ＩＷ池を構成
し、このｊＡ体で修飾した電極をアノ−Ｉ・とじて電流
を印加すれば、電解プロセスによって酸素が生じ、この
酸素が錯体に担持され充゛屯が行われ、他方、この゛電
極をカン−１・とじて負荷と接続すれば、錯体に担持さ
れていた酸素が離脱して、この離脱酸素によって酸素極
が形成され、酸素の還元度１もによって放電が行われる
ものであるとの着想をうるに奎った。

そし７て、これら充放電０■能な２次電池は、錯体とし
て金属フタロシアニンを川（＼たとき有効に機能するこ
とを見出し、本発明を完成するＬこ′う５つたちのであ
る。

すなわち本発明は、 平面環状金属フタロシアニン錯体からなる被覆を基材ｌ
−にｒ工する第１の電極と、第２の電極とを電解質中に
対置して、第１の゛電極をアノードとして充電をわい、
第１のＩＥ極をカン−１・とじて放゛Ｉｋを行うように
構成したことを特徴とする２次電池である。

Ｉｎ　　発明の杖体的構成 以ド、未発明の其体的構成について１；Ｔ細に説明する
。

本発明の２次電池の、充放電可能な酸稟極としての第１
の電極の被覆を構成するｉ１７面環状金属ｔハ体は、金
属フタロシアニンである。

フタロシアニンは非凶換のものであってもよく、また、
そのヘンゼン環に、二１・ロ基、カルボン酸基、ハロゲ
ン原ト、−１１・置換ないしアルキル〕１（、アリール
）’＆　Ｓで；置換されたアミノ入（、アルキルまたは
アリールカルパモイルノ、（、アルキルまたはアリール
オキシカルボニル基なとの置換〕、（の１以」−が結合
したものであってもよい。

方、フタロシアニンが配位する中心金属片ｒ−とじては
種々のものが可能であるが、そのうち、ＣＯまたはＦｅ
’、４；’１にＣＯであることが好ましい。

ＣｏまたはＦｅ、特にＣｏを中心金属片ｒ−とするとき
には、充放屯特に１、特に放電界１ｉｉ−１放電電流密
度等の放電特性が格段と向１−９する。

これは、充゛市時に水の電気分解によって発生した酸素
を担持していた錯体が、放電の際酸素を離脱して酸素の
還元を行って電池反応が行われるものであるが、この酸
素の還元反応の触媒能が、ＣＯあるいはＦｅフタロシア
ニンでもつども人さ−く、また、ＣＯあるいはＦ”ｅの
フタロシアニンがもっとも安定な酸素錯体を作ることに
よるものであると考えられる。

このような金属フタロシアニンは、基゛材上に被１（ｊ
として形成され、第１　”（７）電極とされる。

被覆は、蒸着、スパフタリング、塗布等によって行われ
、被Ｙａ厚は、一般に１０（ＩＡ〜１ｍｍ程度とされる
。

用いる基材の材質については特に制限はなく、通１贋の
金属やカーボン等の導電性材料を用いれはよい。−また
、その形状、；Ｊ゛法等も任意であってよい。　この場
合、基材は多孔体として、化表面積を火−きくすること
が好ましい。

なお、被覆中には、他のフィラー、例えは導電性フィラ
ーなどが含まれていてもよい。

用いる第２の電極の材質については、特に制限はないが
、通常は、亜鉛、鉄等を用いる。

そして、その形状、ζＪ′法等は公知の通常のものと同
様でよい。

このような第１の電極と第２の電極とは、容器中に収納
した電解質中に対置されて、本発明の２次電池が構成さ
れる。

用いる′屯解り′↓としては、通粘アルカリ水溶液を用
いる。

なお、電極配置、容器構造、電解質の担持力？Ｊ、ＡＳ
は任、ａ、であり、公知の他の電池と同様なも−とすれ
ばよい。

このように構成される本発明の２次電池は、以ドのよう
にして充電・放電を行う。

充゛屯は、金属フタロシアニン錯体被覆をイ１する第１
の電極をアノードとして、第１．第２の電極間に電流を
流すことによって行う。　充「Ｌは、通常、Ｏ１〜１０
時間率の電流ｏ、ｉ〜ＩＣ程度とする。

この充゛屯により、電解質中の水の゛上気分解が生じ、
第１の電極の被覆中の金属フタロシアニンに酸素が配位
して耐素錆体が形成され、酸素が金属フタロシアニン錯
体に１０持される。

充電後、第１、第２の１し極間に負荷を印加すると、第
１の電極がカソードとして機能して放゛屯が行われる。

すなわち、第１の電極の金属フタロシアニンに１１１持
されていた酸素が苅脱し、この酸素力＼金属フタロシア
ニンの触媒作゛用によって品元され、電池反応が進行す
るものである。

なお、放電に際しては、第１の゛上様に酸素を吹きこん
でもよい。　また、第２の゛電極を水素極ｔ９．とする
こともできる。

ＩＶ　　発明の具体的効果 木・発明によれは、新規でしかも実用性のある２次゛市
池か実現する。　この場合、他の錯体を用いたときには
実用性のある２次電池は実現しない。

本化明治らは、本発明の効果を＠認すΔため種／、・実
験を行った。　以ドにその１例を小才。

実験例 白金板１−に金属フタロシアニンを５０　’ＯＯＡ厚に
真空蒸Ｉｆ　して第１の電極とした。

対向電極としては、同様の白金板を用い、これを、３０
％ＫＯＨ）１．、溶液電解質中に対置して電池を構成し
た。

そして充電後、第１の゛電極の放電特性を、Ｈｇ　／　
Ｈｇ　Ｏ参照電極を用いてＡ１１１定した。

この場合、充電電流は５００　ｍ　Ａ、充電時間は３０
分とした。　また、放′Ｉｋは１００ｍＡの定電流で行
った。

表１ｊこフタロシアニン（Ｐｃ）の中心金１．１′Ｘ）
）’、ｉ。

ｒ−をかえたときの放電容−ｔｉｌ（ｍＡｈ）を示す。

表　　　　１ 金属フタロシアニン　　　　放１１ｉ：　’８　ニー：
（ｍＡｈ） Ｃｏ−Ｐｃ　　ＩＩ　　　　　　　５２Ｆｅ−Ｐｃ３５ ｕ−Ｐｃ７ １−Ｐｃ４ 表１に示される結果から、！１．′Ｉｌこ、ＣＯまたＣ
土Ｆｅフタロシアニン被′覆を、イ１する゛上極カー、
きわめてすぐれた放゛１Ｅ４ν性を示すことかわかる。

出願人　　テイーデ１−ケイ株式会社 代理人　　ブｒＪ！ｌ！　Ｌ　　　石　月　陽　・特１
ｉ１１−ｊ’長官　４〜杉和夫殿 ■、小ヂＩの表示 昭和５８年４５訂願第３５４７１号 ２、発明の名称 ２次電池 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　　　　特許出願人任　　所　　
　　東京都中央区１１木橋−丁１１１３番１５″ｉ名　
　称　　　（３０６）　　ティーディーケイ株式会社代
表渚　　大　歳　　寛 ４代理人　　〒１７１ 仕　　１９ｉ　　　　　東京都豐島区西池袋−１ｉ：　
Ｉ’ｌ＋　１７番１１す尖部ヒル１１Ｉ）−゛上詰　９
８８−１６８０明細占の発明の詳細な説明の欄、および
委任状、補ｊ１の内容 ｌ）　明細書第６ページ第１２行〜第１３行に、１１′
例えば導電性フィラーＪとあるを、「例えは金属、カー
ボン等の導電性フィラー」と補１１オる。

２）　明細書第７ページ第１２行に、ｆｌｃとあるを、
＋ｒ　ｌ　ＯＣＪｌ　と補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　、　、１１面環状金属フタロシアニン３１１体から
   なる被覆を基材にに有する第１の電極と、第２の電極と
   を電解質中に対置して、第１の゛電極をアノードとして
   充電を行い、第１の１し極をカソードとして放電を行う
   ように構成したことを特徴とする２次電池。 ２　金属フタロシアニン３１１体の中心金属原子−かＣ
   ＯまたはＦｅである特許請求の範囲第１ダ１に記載の２
   次電池。 ３　電解質がアルカリ水溶鹸である特許請求の範囲第１
   項または第２項に記載の２次電池。