JPS5986159A - ガス拡散型空気極 - Google Patents
ガス拡散型空気極Info
- Publication number
- JPS5986159A JPS5986159A JP57196361A JP19636182A JPS5986159A JP S5986159 A JPS5986159 A JP S5986159A JP 57196361 A JP57196361 A JP 57196361A JP 19636182 A JP19636182 A JP 19636182A JP S5986159 A JPS5986159 A JP S5986159A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- manganese oxide
- type
- manganese
- air electrode
- carbon powder
- 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
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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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
- H01M12/04—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type
- H01M12/06—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type with one metallic and one gaseous electrode
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (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】
産業上の利用分野
本発明は、空気（酸素〕燃料電池、ボタン型空気−亜鉛
電池などに用いられるガス拡散型空気極に関するもので
ある。
電池などに用いられるガス拡散型空気極に関するもので
ある。
従来例の構成とその問題点
ガス拡散型空気極の触媒としては、数多くあるが、代表
的なものとしては、白金属元素や銀などの貴金属を活性
炭に付着させたもの、活性炭とマンガン酸化物とを混合
したもの、ニッケル多孔体に貴金属を４斤出させたもの
などがある。一般的には貴金属を使用した触媒は特性が
よいが、高価であり、量産性に乏しい。
的なものとしては、白金属元素や銀などの貴金属を活性
炭に付着させたもの、活性炭とマンガン酸化物とを混合
したもの、ニッケル多孔体に貴金属を４斤出させたもの
などがある。一般的には貴金属を使用した触媒は特性が
よいが、高価であり、量産性に乏しい。
そこで、安価で量産性にすぐれているものとして、マン
ガン酸化物と活性炭との混合体が見直されているが、単
純な混合組成ではよい放電特性が得られず、改良が必要
である。
ガン酸化物と活性炭との混合体が見直されているが、単
純な混合組成ではよい放電特性が得られず、改良が必要
である。
従来のマンガン酸化物触媒は、つぎのようにして造られ
る。例えばβ型Ｍｎ０ｚ、活性炭、導電材としての炭素
粉末及びポリ４７ツ化エチレンの水性ディスパーシコン
を混練し、金属スクリーンにンート状に充填し、十分乾
燥した後、ポリ４７フ化エチレンの融点前後で熱処理す
る。
る。例えばβ型Ｍｎ０ｚ、活性炭、導電材としての炭素
粉末及びポリ４７ツ化エチレンの水性ディスパーシコン
を混練し、金属スクリーンにンート状に充填し、十分乾
燥した後、ポリ４７フ化エチレンの融点前後で熱処理す
る。
この除用いるマンガン酸化物として種々のものが試みら
れており、β型ＭｎＯ２，０，ｍＭｎＯ２，Ｍｎ２Ｏ３
゜Ｍｎ３０４７どがある。しかし、この方法の場合、マ
ンガン種によっては、数ｍＡ／ｃａ以下の放電密度では
効果があるが、１０ ｍＡ／ｃｍ付近ではよい放電特性
が得られない。
れており、β型ＭｎＯ２，０，ｍＭｎＯ２，Ｍｎ２Ｏ３
゜Ｍｎ３０４７どがある。しかし、この方法の場合、マ
ンガン種によっては、数ｍＡ／ｃａ以下の放電密度では
効果があるが、１０ ｍＡ／ｃｍ付近ではよい放電特性
が得られない。
そこで、別な製造法も検討されている。マンガン溶液、
例えば硝酸マンガン水溶液を活性炭に含浸させ、熱分解
によってあらかじめ活性炭にマンガンを付着させること
により、マンガンの分散性をよくしたものである。この
場合には、１ｏｍＡ／ｃＪの放電でも比較的よい特性が
得られるが、次のような欠点を有する。それはボタン型
電池などに要望される特性であるが、電気内へ空気をと
りこむための空気孔をシール状態から開放状態とした後
の開路電圧の上昇速度が遅い。つ寸りシールを除去して
から使用できるまでの時間が長いＴｊｉを意味する。上
記のような硝酸マンガンの熱分解によって得られるマン
ガン酸化物では、Ｗ！Ｊ ｆｉｌ、；した他のマンガン
酸化物などに較べ、上記の牛旨′１４がきわめて悪い。
例えば硝酸マンガン水溶液を活性炭に含浸させ、熱分解
によってあらかじめ活性炭にマンガンを付着させること
により、マンガンの分散性をよくしたものである。この
場合には、１ｏｍＡ／ｃＪの放電でも比較的よい特性が
得られるが、次のような欠点を有する。それはボタン型
電池などに要望される特性であるが、電気内へ空気をと
りこむための空気孔をシール状態から開放状態とした後
の開路電圧の上昇速度が遅い。つ寸りシールを除去して
から使用できるまでの時間が長いＴｊｉを意味する。上
記のような硝酸マンガンの熱分解によって得られるマン
ガン酸化物では、Ｗ！Ｊ ｆｉｌ、；した他のマンガン
酸化物などに較べ、上記の牛旨′１４がきわめて悪い。
発明の目的
本発明は、マンガン酸化物を主触媒とするガス拡散型空
気極の放電特性を改良し、かつボタン型空気電池の空気
孔のシール除去後における電用上昇速度を早めることを
目的とするものである。
気極の放電特性を改良し、かつボタン型空気電池の空気
孔のシール除去後における電用上昇速度を早めることを
目的とするものである。
発明の構成
本発明は、上記の目的を達成するために、β型二酸化マ
ンガンを担持した炭素粉末、例えば硝酸マンガン水溶液
を活性炭や黒鉛、カーボンブラックなどに含浸させ、こ
れを熱分解することによって、炭素粉末にβ型酸化マン
ガンを付着させ、これと、他のマンガン酸化物とを混ぜ
て触媒とすることを特徴とする。空気極の形成はこれと
ポリ４７ノ化エチレンの水性ディスパージョンを混練し
金属スクリーンにノート状に充填し、これを乾燥後、ポ
リ４７ノ化エチレンの融点（３２７℃）前後で熱処理す
るものである。
ンガンを担持した炭素粉末、例えば硝酸マンガン水溶液
を活性炭や黒鉛、カーボンブラックなどに含浸させ、こ
れを熱分解することによって、炭素粉末にβ型酸化マン
ガンを付着させ、これと、他のマンガン酸化物とを混ぜ
て触媒とすることを特徴とする。空気極の形成はこれと
ポリ４７ノ化エチレンの水性ディスパージョンを混練し
金属スクリーンにノート状に充填し、これを乾燥後、ポ
リ４７ノ化エチレンの融点（３２７℃）前後で熱処理す
るものである。
硝酸マンガンの熱分解によって炭素粉末に付着分散した
β型二酸化マンガンは放電特性にすぐれるが、ボタン型
空気電池に用いた場合、そのシール除去後の開路電圧の
上昇速度が小さい。逆に、硝酸マンガンを原料としない
マンガン酸化物、例えばＭｎｚ０３などは高率放Ｅ ４
．Ｉ（’Ｉ Ｋ １１．１１、あまりすぐれないが、前
記の開路電圧の−１−Ｊｉ速度がきわめて早い。本発明
は、この両名の４、ｌ徴４生かし、いづれの特性にもす
ぐれたものとし７Ｃａ実施例の説明 以下、実施例によって説明する。
β型二酸化マンガンは放電特性にすぐれるが、ボタン型
空気電池に用いた場合、そのシール除去後の開路電圧の
上昇速度が小さい。逆に、硝酸マンガンを原料としない
マンガン酸化物、例えばＭｎｚ０３などは高率放Ｅ ４
．Ｉ（’Ｉ Ｋ １１．１１、あまりすぐれないが、前
記の開路電圧の−１−Ｊｉ速度がきわめて早い。本発明
は、この両名の４、ｌ徴４生かし、いづれの特性にもす
ぐれたものとし７Ｃａ実施例の説明 以下、実施例によって説明する。
活性炭とカーボンブラックとを重量比で９：１に混合し
た の１００重量部に対し、硝酸マンガン水溶液をＭｎ
Ｏ２換算量にして２０重計部含浸させ、２００℃にて熱
処理して、ＩＩＩ’ｊ （’Ｉ炭とカーボンブラックの
粒子表面にβ型ＭＨＯｚｒ析出させた。
た の１００重量部に対し、硝酸マンガン水溶液をＭｎ
Ｏ２換算量にして２０重計部含浸させ、２００℃にて熱
処理して、ＩＩＩ’ｊ （’Ｉ炭とカーボンブラックの
粒子表面にβ型ＭＨＯｚｒ析出させた。
これに電解二酸化マンガンを約６ｏｏｃの熱処理によっ
て得たＭｎ ２０３３０重１１冶τＩＳとポリ４ツノ化
エチレンの水性ディスパージョン６０屯は部を加えてよ
く混練し、線径０．１ｍｍ、６０ツノツユのニッケルス
クリーンに厚さ０．５１１１１１１になるＪ二うにシー
ト状に充填した。これを３００℃で熱処理して撥水性を
もたせた。そして、直径１１．０ｍｍの大きさ。
て得たＭｎ ２０３３０重１１冶τＩＳとポリ４ツノ化
エチレンの水性ディスパージョン６０屯は部を加えてよ
く混練し、線径０．１ｍｍ、６０ツノツユのニッケルス
クリーンに厚さ０．５１１１１１１になるＪ二うにシー
ト状に充填した。これを３００℃で熱処理して撥水性を
もたせた。そして、直径１１．０ｍｍの大きさ。
に打ち抜き、この触媒とこれと同じ大きさで厚さ０ 、
２ ｍｍ の多孔性のポリ４７〕化エチレン膜トヲ貼
シ合わせて空気極とした。この空気極を正極１とし、負
極２に亜鉛、電解液としてアルカリ水溶液を用い、樹脂
セパレータ３を介して正、負極を対向させ、第１図に示
すような大きさ１１．６Ｍ、高さ５．４Ｍのボタン型空
気電池を作った。これをＡとする。
２ ｍｍ の多孔性のポリ４７〕化エチレン膜トヲ貼
シ合わせて空気極とした。この空気極を正極１とし、負
極２に亜鉛、電解液としてアルカリ水溶液を用い、樹脂
セパレータ３を介して正、負極を対向させ、第１図に示
すような大きさ１１．６Ｍ、高さ５．４Ｍのボタン型空
気電池を作った。これをＡとする。
比較例として、上記の触媒中、Ｍｎ２Ｏ３を添加しない
もの及び活性炭やカーボンブラックに硝酸マンガンを添
加せずに未処理のまま、マンガン種としてＭｎ２Ｏ３を
加えた触媒を用意し、それぞれ上記と同じボタン型空気
電池を作った。これらをＢ。
もの及び活性炭やカーボンブラックに硝酸マンガンを添
加せずに未処理のまま、マンガン種としてＭｎ２Ｏ３を
加えた触媒を用意し、それぞれ上記と同じボタン型空気
電池を作った。これらをＢ。
Ｃとする。
これらの電池Ａ、Ｂ、Ｃのケース４に設けた空気孔５の
シール紙６除去後の開路電圧の上昇速度及び放電におけ
る電流電圧特性（１−ｖ特性）を測定した。その結果を
第２図及び第３図に示した。
シール紙６除去後の開路電圧の上昇速度及び放電におけ
る電流電圧特性（１−ｖ特性）を測定した。その結果を
第２図及び第３図に示した。
第２図から明らかなように、本発明の電池Ａの電圧上昇
は一番速い。これは硝酸マンガンの熱分解によって得ら
れるβ型Ｍｎ２Ｏ３にＭｎ２Ｏ３が添加された特有の効
果であり、主にＭＨ２０：＋の効果が生かされている。
は一番速い。これは硝酸マンガンの熱分解によって得ら
れるβ型Ｍｎ２Ｏ３にＭｎ２Ｏ３が添加された特有の効
果であり、主にＭＨ２０：＋の効果が生かされている。
また、第３図において人は１〜１ｏｍＡの電流範囲では
Ｂ、Ｃよりすべてまさっている。これは数ｍＡ／ｃｒＡ
以下の微小放電密度でｒぐれた牛１性を示すＭ ｎ ２
０ ：（を添加したために、電ハＥがＢ、Ｃよりも壕さ
−たものである。
Ｂ、Ｃよりすべてまさっている。これは数ｍＡ／ｃｒＡ
以下の微小放電密度でｒぐれた牛１性を示すＭ ｎ ２
０ ：（を添加したために、電ハＥがＢ、Ｃよりも壕さ
−たものである。
発明の効果
以上から１本発明の効果の大きなことが明らかであるが
、触媒の基本材料の配合比は、上記の実施例の範囲にと
どまらず、どのような配合比においても効果は同しであ
る。またＭｎ２０：ｌの他に、Ｊ型Ｍｎ２Ｏ３として、
γ型Ｍｎ０ＯＨの熱分解によって得られるＭｎ０ｘ（ｘ
−＝：１．５−２．０）を用いた場合は特に効果が高い
。さらに、硝酸マンガンの熱分解温度は実施例において
は、２００℃としたが、窒素又はアルゴンなどの不活性
雰囲気中ではカーボンの燃焼温度以上でも可能であり、
７ｏ○℃まではほぼ同じ効果かあった◇なお・７００℃
を超えると、Ｍｎ：３０４が生成し、電流、電圧特性が
劣化して従来例Ｃとほぼ同等となった。
、触媒の基本材料の配合比は、上記の実施例の範囲にと
どまらず、どのような配合比においても効果は同しであ
る。またＭｎ２０：ｌの他に、Ｊ型Ｍｎ２Ｏ３として、
γ型Ｍｎ０ＯＨの熱分解によって得られるＭｎ０ｘ（ｘ
−＝：１．５−２．０）を用いた場合は特に効果が高い
。さらに、硝酸マンガンの熱分解温度は実施例において
は、２００℃としたが、窒素又はアルゴンなどの不活性
雰囲気中ではカーボンの燃焼温度以上でも可能であり、
７ｏ○℃まではほぼ同じ効果かあった◇なお・７００℃
を超えると、Ｍｎ：３０４が生成し、電流、電圧特性が
劣化して従来例Ｃとほぼ同等となった。
第１図は本発明の実施例におけるボタン型空気電池の半
断面図、第２図は同電池の空気孔あシール紙除去後の開
路電圧の上昇を示す図、第３図は放電における電流−電
圧特性を示す図である。 １・・・・正極としての空気極、２゛゛パ負極・３ ・
セパレータ、４・・・・ケース、５・・・・・・空気孔
、６・・・・・シール紙。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ２ 第２図 辻籠１８閣（釣 第：３図 肴う凡（ｍ〜
断面図、第２図は同電池の空気孔あシール紙除去後の開
路電圧の上昇を示す図、第３図は放電における電流−電
圧特性を示す図である。 １・・・・正極としての空気極、２゛゛パ負極・３ ・
セパレータ、４・・・・ケース、５・・・・・・空気孔
、６・・・・・シール紙。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ２ 第２図 辻籠１８閣（釣 第：３図 肴う凡（ｍ〜
Claims (4)
- （１） β型二酸化マンガンを担ｊ、１ジノこ炭素粉
末と、マンガン酸化物との混合物を１ミ触媒ｒ！ニジｉ
こガス拡散型空気極、１ - （２）マンガン酸化物が三二酸化−ｌンガンである特許
請求の範囲第１項に記載のガス拡散型空気極。 - （３）マンガン酸化物が赫型三二酸化マンガンである特
許請求の範囲第１項に５１２載のガス拡散型空気極。 - （４）マンガン酸化物がγ型Ｍｎ０ＯＨの熱分解によ−
で得られるＭｎＯｘ ）（＝１．５〜２．０である特
許請求の範囲第１項に記載のガス拡散型りと気極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57196361A JPS5986159A (ja) | 1982-11-08 | 1982-11-08 | ガス拡散型空気極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57196361A JPS5986159A (ja) | 1982-11-08 | 1982-11-08 | ガス拡散型空気極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5986159A true JPS5986159A (ja) | 1984-05-18 |
Family
ID=16356562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57196361A Pending JPS5986159A (ja) | 1982-11-08 | 1982-11-08 | ガス拡散型空気極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5986159A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0441592A2 (en) * | 1990-02-09 | 1991-08-14 | Eveready Battery Company, Inc. | Air-assisted alkaline cells |
-
1982
- 1982-11-08 JP JP57196361A patent/JPS5986159A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0441592A2 (en) * | 1990-02-09 | 1991-08-14 | Eveready Battery Company, Inc. | Air-assisted alkaline cells |
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