JPS5916276A - 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
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- JPS5916276A JPS5916276A JP57124641A JP12464182A JPS5916276A JP S5916276 A JPS5916276 A JP S5916276A JP 57124641 A JP57124641 A JP 57124641A JP 12464182 A JP12464182 A JP 12464182A JP S5916276 A JPS5916276 A JP S5916276A
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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
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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、例えば空
気電池のガス拡散電極の製造法の改良に関する。
気電池のガス拡散電極の製造法の改良に関する。
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。これらのうち活性炭を触媒に使用するものでは、
白金、ノ々ラジウム、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涜させることによダ特
性を改良しようという提案がなされてきた。一般に、長
期にわたって使用する燃料電池や二次電池などは、高価
な賃金属全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形の空気電池は
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。そのためマン
ガン酸化物を触媒に応用する試みがなされている。
いる。これらのうち活性炭を触媒に使用するものでは、
白金、ノ々ラジウム、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涜させることによダ特
性を改良しようという提案がなされてきた。一般に、長
期にわたって使用する燃料電池や二次電池などは、高価
な賃金属全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形の空気電池は
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。そのためマン
ガン酸化物を触媒に応用する試みがなされている。
本発明は、マンガン酸化物と活性炭とを組み合わせて、
賞金属触媒を用いるものと同等ないしはそれ以上の活性
を有する安価なガス拡散電極を提供することを目的とす
る。
賞金属触媒を用いるものと同等ないしはそれ以上の活性
を有する安価なガス拡散電極を提供することを目的とす
る。
すなわち、本発明は硫酸マンガンを、炭酸アンモニウム
、炭酸水素ナトリウム、重炭酸ナトリウム等の炭酸塩を
沈澱剤として加えて、マンガン炭酸化物を合成し、これ
を熱分解によってマンガン酸化物・となし、活性炭、導
電材１丁緒水性結着剤とともに混練して集電体に塗着す
ることを特徴とする。ここで、あらかじめ硫酸マンガン
溶液中に活性炭を分散させ、前述と同様の条件で反応さ
せることにより、熱分解によって生成するマンガン酸化
物を活性炭に付着ないし混合させる方法を採ってもよい
。
、炭酸水素ナトリウム、重炭酸ナトリウム等の炭酸塩を
沈澱剤として加えて、マンガン炭酸化物を合成し、これ
を熱分解によってマンガン酸化物・となし、活性炭、導
電材１丁緒水性結着剤とともに混練して集電体に塗着す
ることを特徴とする。ここで、あらかじめ硫酸マンガン
溶液中に活性炭を分散させ、前述と同様の条件で反応さ
せることにより、熱分解によって生成するマンガン酸化
物を活性炭に付着ないし混合させる方法を採ってもよい
。
本発明によって得られたマンガン酸化物が後述のように
高活性を示す理由は十分に解明できないが、次のように
考えられる。すなわち、上記のような条件下で作られた
マンガン酸化物の表面状態、あるいは内部状想を電子顕
微鏡で観察すると、細孔の発達した多孔体であり、これ
がひとつの要因と考えられる。特に熱分解温度が３００
〜４０ｏＣＯものは、細孔分布が均一で、緻密な多孔体
となっている。酸素との接触面積が最大なものとなって
おり、これは炭酸マンガンが熱分解時に発生する炭酸ガ
スの発生スピードが比較的莢定しており。
高活性を示す理由は十分に解明できないが、次のように
考えられる。すなわち、上記のような条件下で作られた
マンガン酸化物の表面状態、あるいは内部状想を電子顕
微鏡で観察すると、細孔の発達した多孔体であり、これ
がひとつの要因と考えられる。特に熱分解温度が３００
〜４０ｏＣＯものは、細孔分布が均一で、緻密な多孔体
となっている。酸素との接触面積が最大なものとなって
おり、これは炭酸マンガンが熱分解時に発生する炭酸ガ
スの発生スピードが比較的莢定しており。
生成する二酸化マンガン結晶粒が均一な７１聞孔を有し
たものとなるためと考えられる。
たものとなるためと考えられる。
硫酸マンガンに沈澱剤として加える炭酸塩としては、炭
酸アンモニウム（ＮＨ４）２ＣＯ３，炭酸水素ナトリウ
ムＮ ａ ＨＣＯ３を重炭酸ソーダ１ｑａ２ＣＯ３が特
に好ましい。他の炭酸塩では、組成の一定しない塩基性
炭酸マンガンを生成しやすく、このものは保存中に酸化
されて変色しやすく、かつまたろ過作業において生成す
る炭酸マンガンの粒子がヘドロ状の極めて細かなもので
あり、ろ過作業が極めて困難となる。
酸アンモニウム（ＮＨ４）２ＣＯ３，炭酸水素ナトリウ
ムＮ ａ ＨＣＯ３を重炭酸ソーダ１ｑａ２ＣＯ３が特
に好ましい。他の炭酸塩では、組成の一定しない塩基性
炭酸マンガンを生成しやすく、このものは保存中に酸化
されて変色しやすく、かつまたろ過作業において生成す
る炭酸マンガンの粒子がヘドロ状の極めて細かなもので
あり、ろ過作業が極めて困難となる。
以下、本発明の詳細な説明する。
まず、硫酸マンガンの１モル／Ｑ水溶液を調製し、この
溶液に炭酸アンモニウムの１モル／Ｑ水溶液を良く攪拌
しながら滴下する。約１時間攪拌し、得られた沈澱物、
つ１り炭酸マンガンを非酸化性昇囲気（不活性ガス雰囲
気）中でる遇し、Ｐ）ｌが約６．６付近になるまで冷水
で洗浄し乾燥する。次に電気炉中にて温度３００〜４０
０？：’で１〜３時間加熱分解を行う。こうして得られ
るマンガン酸化物は、Ｘ線で同定するとα型の二酸化マ
ンカンの結晶構造を有しておシ、二酸化マンガンの酸化
度、つまシＮｎＯｘのＸ値は１．５〜１．７であった。
溶液に炭酸アンモニウムの１モル／Ｑ水溶液を良く攪拌
しながら滴下する。約１時間攪拌し、得られた沈澱物、
つ１り炭酸マンガンを非酸化性昇囲気（不活性ガス雰囲
気）中でる遇し、Ｐ）ｌが約６．６付近になるまで冷水
で洗浄し乾燥する。次に電気炉中にて温度３００〜４０
０？：’で１〜３時間加熱分解を行う。こうして得られ
るマンガン酸化物は、Ｘ線で同定するとα型の二酸化マ
ンカンの結晶構造を有しておシ、二酸化マンガンの酸化
度、つまシＮｎＯｘのＸ値は１．５〜１．７であった。
このマンガン酸化物３０重量部、活性炭４０重量部、清
水性結着剤としてのフッ素樹脂２０重量部、及び導電材
としての黒鉛１０３Ｕ量の混合物に適量の水を加えてペ
ースト状とし、これ全集電体であるニッケルネットに塗
着、乾燥し、総厚みが０．４〜０．４５ｍｍのガス拡散
電極を作った。
水性結着剤としてのフッ素樹脂２０重量部、及び導電材
としての黒鉛１０３Ｕ量の混合物に適量の水を加えてペ
ースト状とし、これ全集電体であるニッケルネットに塗
着、乾燥し、総厚みが０．４〜０．４５ｍｍのガス拡散
電極を作った。
この電極を用いて、第１図に示すＩＥＣ規格Ｒ４４サイ
ズの空気電池を試作した。一般にボタン形空気電池は、
保存中はシール紙により空気取入孔が閉塞され、使用時
にはこれをはがして用いる。
ズの空気電池を試作した。一般にボタン形空気電池は、
保存中はシール紙により空気取入孔が閉塞され、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、良い触媒はど到達時間
が短い。
３５Ｖに到達する時間が異なり、良い触媒はど到達時間
が短い。
巣１図において、１は正極容器で、その内部に触媒層２
を集電体であるニッケルネット３に塗着一体化したガス
拡散電極４．撥水膜６．セパレータ６が挿入されており
、負極亜鉛子は、負極容器８内に充填されている。９は
ガスケット、１゜は万一の漏液防止のための支持紙であ
る。１１は通常はシール紙（図示せず）でおおわれて使
用時にシール紙全除去して空気を供給するための空気口 取入である。
を集電体であるニッケルネット３に塗着一体化したガス
拡散電極４．撥水膜６．セパレータ６が挿入されており
、負極亜鉛子は、負極容器８内に充填されている。９は
ガスケット、１゜は万一の漏液防止のための支持紙であ
る。１１は通常はシール紙（図示せず）でおおわれて使
用時にシール紙全除去して空気を供給するための空気口 取入である。
次に触媒能の評価結果を説明する。第２図は電圧回復特
性、すなわち、空気取入孔のシール紙を除去した時点か
らの電池の開路電圧の比較を示す。
性、すなわち、空気取入孔のシール紙を除去した時点か
らの電池の開路電圧の比較を示す。
Ａは上記の本発明によるガス拡散電極を用いた電池、Ｂ
は活性炭を塩化パラジウム水溶液に浸漬し。
は活性炭を塩化パラジウム水溶液に浸漬し。
乾燥後水素還元し、１０重量係の活性パラジウムを付着
させた触媒を用いて上記の例と同様にして得たガス拡散
電極を備えた電池、Ｃは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示す。
させた触媒を用いて上記の例と同様にして得たガス拡散
電極を備えた電池、Ｃは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示す。
図により明かなように本発明のものは早い回復特性を示
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２ｍＡの定電流放電を実施した時の特性を第
３図に示した。この場合でも明らかに本発明のものは他
に比して慶秀である。
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２ｍＡの定電流放電を実施した時の特性を第
３図に示した。この場合でも明らかに本発明のものは他
に比して慶秀である。
実施例では熱分解によって得たマンガン酸化物を活性炭
と混合する方法を採ったが、あらかじめ硫酸マンガン溶
液中に活性炭を分散させたものを使用して、前述の反応
を行ったものについても同様の効果が認められた。この
場合、活性炭とマンガン酸化物の比が一定になる様な条
件設定が必要である。
と混合する方法を採ったが、あらかじめ硫酸マンガン溶
液中に活性炭を分散させたものを使用して、前述の反応
を行ったものについても同様の効果が認められた。この
場合、活性炭とマンガン酸化物の比が一定になる様な条
件設定が必要である。
以上のように本発明によれば安価で、高活性の触媒を有
するガス拡散電極を得ることができる。
するガス拡散電極を得ることができる。
第１図はガス拡散電極を備えたボタン形空気電池の生新
面図、第２図は同電池の開路電圧の立上シ状況を示す図
、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・
−・・・・集電体、４・・・・・ガス拡散型電極。 代理人の氏名弁理土中 尾 敏男 ほか１名第１図 ｏ ｉｉ
面図、第２図は同電池の開路電圧の立上シ状況を示す図
、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・
−・・・・集電体、４・・・・・ガス拡散型電極。 代理人の氏名弁理土中 尾 敏男 ほか１名第１図 ｏ ｉｉ
Claims (1)
- （１）硫酸マンガン溶液に炭酸塩を沈澱剤として加えて
マンガン炭酸化物を合成し、得られたマンガン炭酸化物
を加熱分解することによって得られたマンガン酸化物を
活性炭、導電材、ｊｆ；１水性結着剤と混練し、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。 （噂 前記硫酸マンガン溶液に予め活性炭を分散させる
ことによシ、生成マンガン酸化物を活性炭に（３）前記
沈澱剤である炭酸塩が、炭酸アンモニウス拡散電極の製
造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57124641A JPS5916276A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | 電池用ガス拡散電極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57124641A JPS5916276A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | 電池用ガス拡散電極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5916276A true JPS5916276A (ja) | 1984-01-27 |
Family
ID=14890430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57124641A Pending JPS5916276A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | 電池用ガス拡散電極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5916276A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0297377A2 (de) * | 1987-07-03 | 1989-01-04 | VARTA Batterie Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung einer kunststoffgebundenen Gasdiffusionselektrode, die einen Manganoxidkatalysator der überwiegenden Zusammensetzung eines Gemisches aus Dimangantrioxid und Pentomanganoktoxid enthält |
| JP2014510361A (ja) * | 2010-11-05 | 2014-04-24 | フロリダ・ステイト・ユニバーシティ・リサーチ・ファウンデイション・インコーポレイテッド | アルカリ金属−空気フロー電池 |
-
1982
- 1982-07-16 JP JP57124641A patent/JPS5916276A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0297377A2 (de) * | 1987-07-03 | 1989-01-04 | VARTA Batterie Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung einer kunststoffgebundenen Gasdiffusionselektrode, die einen Manganoxidkatalysator der überwiegenden Zusammensetzung eines Gemisches aus Dimangantrioxid und Pentomanganoktoxid enthält |
| JPS6428393A (en) * | 1987-07-03 | 1989-01-30 | Varta Batterie | Production of plastic bonded gas diffusion electrode having manganese catalyst based on mn2o3 xmn5o8 |
| JP2014510361A (ja) * | 2010-11-05 | 2014-04-24 | フロリダ・ステイト・ユニバーシティ・リサーチ・ファウンデイション・インコーポレイテッド | アルカリ金属−空気フロー電池 |
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