JPS61216276A - ボタン形空気電池 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、空気電池、特にボタン形空気電池の空気極に
関するものである。

従来の技術 空気電池は古くから知られているが、新しい材料等の出
現により、最近ではボタン形電池を製作することが可能
となった。

ボタン形の空気電池は、正極が酸素を減極剤とすること
からその容量は負極活物質の充てん量によって決定され
る。活性病、金属酸化物等から構成される空気極は、そ
の厚さが薄ければ薄い程１、空気電池中の負極活物質量
を増大させることが可能であり、より多くの電池容量を
得ることができる。

空気極は、空気電池の放電の進行と共に、徐々に電解液
との接触面から濡れ始めるし、又保存中においても同様
である。

そこで、空気極全体が濡れてしまうことによって、空気
極としての機能は失なわれるのである。

以上の理由で、空気極の寿命を延ばすためには次のよう
な方法がある。（１）空気極の厚みを厚くする。（２）
空Ｎ’ＦＭ自身の撥水性が強くする。以上の２糺　、 点により空気極全体の濡れを抑制し、空気極としての寿
命を延ばすことが可能である。

発明が解決しようとする問題点 上記（１）　、　（２）の方法は、大型の空気電池また
は燃料電池の空気極の寿命を延ばすため、一般的に採用
される方法である。しかしボタン形空気電池に適用する
場合は、（１）の方法においては、空気極の体積が相対
的に増大してしまい、負極活物質を充てんする容積を相
対的に減少させてしまうので、好ましくない。また（２
）の方法では、撥水性の強化は電池の内部抵抗の増加ば
かりでなく、放電中の維持電圧の低下という現象を生じ
、空気電池としての性能を充分発揮できないまま使用さ
れてし１う結果となり、ボタン形等小型の空気電池に使
用することには適さないという問題があった。

問題点を解決するだめの手段 この問題点を解決するために本発明は、活性炭。

金属酸化物等からなる空気極の電解液側の表面に合成樹
脂等からなる電解液不透過層を部分的に形成することに
よって、ボタン形空気電池用の薄くて、放電及び保存寿
命の長い空気極を提供するものである。

作用 この構成によれば、小さなボタン形空気電池用の薄くか
つ寿命の長い空気極を得ることができ、前述の（１）の
ように空気極が厚すぎることによる、負極活物質光てん
容積を最大限に活用できないという欠点を解消できる。

また（２）のように撥水性が過大な空気極を使用するこ
とによる内部抵抗の増大や放電維持電圧の低下の現象も
解決できることになり、ボタン形空気電池の性能向上に
役立つこととなる。

実施例 以下本発明の実施例を図を参照にして説明する。

第１図は、ボタン形空気電池の断面図を示す。

図中、１は厚さ０．２〜０−３ｍｍの銅層を内側層に形
成したステンレス鋼−銅のクラツド材からなる負極ケー
ス、２は封口リングである。一方正価ケース３は厚さ０
．２〜０．３ｍ＋ｎの鉄製であり、有底円筒状で内底部
には凹部が外側へ張り出して形成され５＜−・ ており、その凹部には、空気供給孔４が設けられている
。

６は厚さ０．１〜０．３ｍｍの多孔性を有したセルロー
ス主体の空気拡散紙であり、正極ケース３内底部の凹部
に載置される。６，７はポリ４フツ化エチレンの多孔性
フィルムであり、その厚さ０．１〜０．１５ｍｎ＋であ
る。このポリ４フツ化エチレンフイルム６は電池封口時
にナイロン製封口リング２の底部と正極ケース３内周部
との間で、正極ケース３の開口部が内方ヘクリンプされ
ることによる圧力で押しつぶされ、正極側の液密性を保
つ。また負極ケース１内の負極１０中に存在する電解液
が、セパレータ９を透過して空気供給孔４から電池外部
へ漏出することをも防止する。

空気極８は、活性炭２０重量部、導電材としてのアセチ
レンブラック５０重量部、結着剤としてのポリ４フツ化
エチレン３０重量部を水と共に練合してフィルム化する
と共に線径０，１１１１ｍ、厚さ０　、２　ｍＷで８０
〜１００メツシユのニッケルスクリーンまたは鉄にニッ
ケルメッキを施したスクリーン１１の片面に、合計厚さ
０．３〜０．４ｍ１１１で重ね合わせることによって製
造される。

空気極８はその後１００〜１６０’Ｃの温度で充分乾燥
され、触媒層の空気供給側片面に、厚さ０．５〜０．１
ｍｍの多孔性ポリ４フツ化エチレンフイルム７を圧着し
、他面すなわち負極と対向する面に電解液不透過層１２
を部分的に形成して完成体とした。第２図にこの完成さ
せた空気極の拡大部分断面図を示す。

触媒層の片面に形成される電解液不透過層は、その表面
に部分的に形成されなければならないが、正極触媒層の
負極側と対向する反応面を液不透過層で被覆する面積比
は、電池性能上あまり厳密に規制する必要はない。

例えば、液不透過層１２で反応面の９０％を被覆した電
池ムと、３０％被覆した電池Ｂとについて、その内部抵
抗と２６００負荷での放電性能を調べたところ表−１の
結果となった。なお電池ム。

ＢはいずれもＲａ４サイズとし、サンプルは内部抵抗に
ついては２０個としてその平均値を示し、７１、−７・ 放電性能は３個の平均値とした。

表−１の結果に示すように、空気極の電解液不透過層に
よる被覆率の高い電池ムは初期の内部抵抗が大きいが、
６０°Ｃ２０日以上の保存においては被覆率の低いもの
とほぼ同じである。

しかし、初期の内部抵抗の増大をあまり大きくさせない
という意味から、被覆率は反応面の９０％以下にするこ
とが好ましい。

またボタン形空気電池の場合は、通常水酸化カリウム又
は水酸化ナトリウム水溶液を電解液として使用している
ため、正極触媒層の表面を被覆する電解液不透過層は耐
アルカリ性樹脂でなくてはならない。

本発明者らは、電池の初期性能及び保存性能との関係か
ら液不透過層の耐アルカリ性樹脂を種々検討した結果、
ポリアミドアミン系またはポリエチレン系樹脂が、本発
明の目的に適合し、充分効果が得られることを見出した
。

次に本発明による反応面に液不透過層を形成させ、厚さ
０．３０のｍ±０．０６の正極触媒層を有し、かつ亜鉛
側反応面の液不透過層の被覆率が６０％９ページ 空気極を備えたボタン形空気電池Ｃと、従来の技術で製
造された厚さ０．３ｏｆｆ１ｍ＋：ｏ、ｏ６の空気極を
有するボタン形空気電池りとの初期性能、保存性能を比
較したところ表−２の結果を得た。

なお条件は表−１のそれと同じとした。

（以下　余　白） １０゜ １１べ−１ 発明の効果 以上の説明かられかるように、薄い厚さの空気極を使用
するボタン形空気電池では空気極の反応面側の表面を電
解液不透過層で部分的に被覆しておくことにより、電池
としての保存性能が改善されるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるボタン形空気電池の断
面図、第２図は本発明の実施例における空気極の断面図
である。 １・・・・・・負極ケース、２・・・・・・封口リング
、３・・・・・・正極ケース、４・・・・・・空気供給
孔、５・・・・・・空気拡散紙、６・・・・・・ポリ４
フッ化エチレンフィルム、７・・・・・・空気極と一体
化されたポリ４フツ化エチレンフイルム、８・・・・・
・空気極、９・・・・・・セパレータ、１０・・・・・
・負極活物質、１１・・・・・・金属スクリーン、１２
・・・・・・電解液不透過層。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）活性炭と金属酸化物とを主とした空気極の負極対
   向面に、電解液不透過層を部分的に形成したボタン形空
   気電池。
2. （２）部分的に形成した電解液不透過層が耐アルカリ性
   樹脂からなる特許請求の範囲第１項記載のボタン形空気
   電池。
3. （３）空気極の負極対向面に形成した電解液不透過層は
   、空気極の負極対向表面の９０％以下の被覆率である特
   許請求の範囲第１項記載のボタン形空気電池。
4. （４）耐アルカリ性樹脂は、ポリアミドアミン系または
   ポリエチレン系樹脂である特許請求の範囲第２項記載の
   ボタン形空気電池。