JPS6276251A - 空気電池 - Google Patents
空気電池Info
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- JPS6276251A JPS6276251A JP60216682A JP21668285A JPS6276251A JP S6276251 A JPS6276251 A JP S6276251A JP 60216682 A JP60216682 A JP 60216682A JP 21668285 A JP21668285 A JP 21668285A JP S6276251 A JPS6276251 A JP S6276251A
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- Japan
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- lyophilic
- separator
- air electrode
- electrolyte
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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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
- H01M50/491—Porosity
-
- 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
-
- 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
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Cell Separators (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、空気電池に関し、特に空気電極とセノタレー
タとの貼り合せ物質を改良した空気電池に係る。
タとの貼り合せ物質を改良した空気電池に係る。
空気電極を使用する空気電池は、その形状からＲタン形
、角形、円筒形等に分類される。特に、ゲタン形空気亜
鉛電池が一番多く使用されている。
、角形、円筒形等に分類される。特に、ゲタン形空気亜
鉛電池が一番多く使用されている。
ところで、上記ゲタン形空気亜鉛屯池は、従来次のよう
な方法によシ製造されている。
な方法によシ製造されている。
まず、白金、ノ臂ラジウム、ニッケル等の金属触媒を添
加した活性炭やマンガン酸化物などの触媒粒子をフッ素
樹脂のバインダと共に充分に混練し、これをニッケルな
どの金網やエキスフ４ンドメタルに圧接着し、他面に多
孔性フッ素樹脂を密着させて空気電極を作製する。つづ
いて、正極缶内に前記空気電極及び１枚乃至複数枚のセ
パレータを組み入れ、負極缶内に電解液を含む亜鉛負極
合剤を組み入れ、両者を嵌合した後、封口して電池金遣
る。ここで、前記セパレータは電池りＩ）／ｆによるキ
ャッグ押圧の伝達圧力によりその周縁部を空気電極に圧
接固定されている。
加した活性炭やマンガン酸化物などの触媒粒子をフッ素
樹脂のバインダと共に充分に混練し、これをニッケルな
どの金網やエキスフ４ンドメタルに圧接着し、他面に多
孔性フッ素樹脂を密着させて空気電極を作製する。つづ
いて、正極缶内に前記空気電極及び１枚乃至複数枚のセ
パレータを組み入れ、負極缶内に電解液を含む亜鉛負極
合剤を組み入れ、両者を嵌合した後、封口して電池金遣
る。ここで、前記セパレータは電池りＩ）／ｆによるキ
ャッグ押圧の伝達圧力によりその周縁部を空気電極に圧
接固定されている。
しかしながら、上述した方法によシ得られた空気電池は
、空気電極とセパレータとの間に隙間が生じるためにｒ
ル状負極亜鉛合剤の′、ｌＬ解液粘度が高いと、セ・や
レータに電解液が完全に含浸することができなくなる。
、空気電極とセパレータとの間に隙間が生じるためにｒ
ル状負極亜鉛合剤の′、ｌＬ解液粘度が高いと、セ・や
レータに電解液が完全に含浸することができなくなる。
その結果、電池の内部抵抗の増大、性能のばらつきを生
じる。
じる。
このようなことから、水溶性接着剤′ｔ−塗布したセノ
臂レータを用いた空気電池（特開昭５７−１７２６６５
号）が提案されている。しかしながら、カル７ｔキシメ
チルセルロース、ポリアクリル酸ソーダ等の水溶性接着
剤は電解液に接すると、溶解するためセ・臂レータを空
気鑞ｊに固定する能力を失ってしまう。
臂レータを用いた空気電池（特開昭５７−１７２６６５
号）が提案されている。しかしながら、カル７ｔキシメ
チルセルロース、ポリアクリル酸ソーダ等の水溶性接着
剤は電解液に接すると、溶解するためセ・臂レータを空
気鑞ｊに固定する能力を失ってしまう。
また、望見電極とセ・臂レータの間に樹脂接着剤層を設
けて固定した空気電池（特開昭６０−４１７６３号）が
提案されている。しかしながら、かかる構造の場合、空
気電極とセ／４’レータの接着は強固になるものの、接
着剤層自体の抵抗のために電池の内部抵抗が高くなると
いう問題があった。
けて固定した空気電池（特開昭６０−４１７６３号）が
提案されている。しかしながら、かかる構造の場合、空
気電極とセ／４’レータの接着は強固になるものの、接
着剤層自体の抵抗のために電池の内部抵抗が高くなると
いう問題があった。
本発明は、空気電極とセパレータの間の空隙をなくし、
内部抵抗値を小さくすると共に、そのばらつきを少なく
し、しかも自己放電の少ない空気電池を提供しようとす
るものである。
内部抵抗値を小さくすると共に、そのばらつきを少なく
し、しかも自己放電の少ない空気電池を提供しようとす
るものである。
本発明は、空気電極と１枚ないし複数枚のセパレータと
を、電解液に対して親液性の物質で貼り合せた後、所定
寸法に切断した構造の発成要素を有する空気電池におい
て、前記′電解液に対して親液性の物質として、親液性
で電解液に溶解する物質と親液性で電解液に不溶な物質
との混合物を用いることを特徴とするものである。
を、電解液に対して親液性の物質で貼り合せた後、所定
寸法に切断した構造の発成要素を有する空気電池におい
て、前記′電解液に対して親液性の物質として、親液性
で電解液に溶解する物質と親液性で電解液に不溶な物質
との混合物を用いることを特徴とするものである。
上記電解液に親液性で溶解する物質としては、カル〆キ
シメチルセルロース、ポリアクリル酸ソーダのうちの少
なくとも一方を用いることができる。電解液に親液性で
不溶の物質としては、例えばポリビニルアルコールを挙
げることができる。こうした溶解性の物質（４）と不溶
性の物質の）との混合比率は１：１６〜１６：１の範囲
にすることが望ましい。この理由は、溶解性の物質が前
記範囲よシ多くなると、空気電極と七ノ４レータの密着
性が低下して、それらの間に空隙が生じる恐れがある。
シメチルセルロース、ポリアクリル酸ソーダのうちの少
なくとも一方を用いることができる。電解液に親液性で
不溶の物質としては、例えばポリビニルアルコールを挙
げることができる。こうした溶解性の物質（４）と不溶
性の物質の）との混合比率は１：１６〜１６：１の範囲
にすることが望ましい。この理由は、溶解性の物質が前
記範囲よシ多くなると、空気電極と七ノ４レータの密着
性が低下して、それらの間に空隙が生じる恐れがある。
一方、溶解性の物質が前記範囲より少なくなると、密着
性が向上するものの、アルカリとの接触によりその混合
物層が硬くなって抵抗成分として慟らき、特に放電初期
の電圧ドロップの原因となる。また、このセ・臂レータ
の少なくとも１枚に微多孔性フィルムを用いることによ
シ、電解液の不必要な空気極への拡散及び酸素ガスの悪
鉛側への拡散を抑制でき、電池の保存中における自己放
［−より少なくできる。この微多孔性フィルムの平均孔
径は１０μｍ以下、さらには５μｍ以下であることが好
ましい。その気孔率については、２０チ以上、さらには
２５チ以上であることが好ましいＯ 〔発明の実施例〕 以下、本発明をゲタン形空気電池に適用し比例について
図面を参照して説明する。
性が向上するものの、アルカリとの接触によりその混合
物層が硬くなって抵抗成分として慟らき、特に放電初期
の電圧ドロップの原因となる。また、このセ・臂レータ
の少なくとも１枚に微多孔性フィルムを用いることによ
シ、電解液の不必要な空気極への拡散及び酸素ガスの悪
鉛側への拡散を抑制でき、電池の保存中における自己放
［−より少なくできる。この微多孔性フィルムの平均孔
径は１０μｍ以下、さらには５μｍ以下であることが好
ましい。その気孔率については、２０チ以上、さらには
２５チ以上であることが好ましいＯ 〔発明の実施例〕 以下、本発明をゲタン形空気電池に適用し比例について
図面を参照して説明する。
図中の１は正極端子を兼ねた金属製正極缶であり、この
正極缶１の底部には空気の取入ｎ孔２が開孔されている
。３は空気拡散層であり、セルロース、ポリプロピレン
等の不織布から形成されている。４は多孔質フッ素樹脂
からなり、空気透過性が良好な撥水性層である。５は活
性炭とフッ素樹脂とを混合した正極触媒層５１と、該触
媒層５１中に埋設されたニッケル金網の正極集電体５２
とから構成され、前記撥水性層４と一体化された空気電
極である。なお、前記活性炭には白金、・ぐラジウムな
どの酸素還元能を有する触媒を１０重′ｉ％程度担持で
せている。
正極缶１の底部には空気の取入ｎ孔２が開孔されている
。３は空気拡散層であり、セルロース、ポリプロピレン
等の不織布から形成されている。４は多孔質フッ素樹脂
からなり、空気透過性が良好な撥水性層である。５は活
性炭とフッ素樹脂とを混合した正極触媒層５１と、該触
媒層５１中に埋設されたニッケル金網の正極集電体５２
とから構成され、前記撥水性層４と一体化された空気電
極である。なお、前記活性炭には白金、・ぐラジウムな
どの酸素還元能を有する触媒を１０重′ｉ％程度担持で
せている。
６は前記空気電極５と後記負極合剤とを分離する、例え
ばポリプロピレン不織布を複数枚積層した七ノｆレータ
である。２はｒル亜鉛の負極合剤であり、亜鉛粉末を粘
結剤、ＮａＯＨ，ＫＯＨ等のアルカリ水溶液の電解液と
で混練することにより得られる。この負極合剤７は、負
極端子を兼ねる金属製キャップ８に充填され、例えばポ
リアミドのガスケット９を介して前記正極缶１で封入さ
れている。
ばポリプロピレン不織布を複数枚積層した七ノｆレータ
である。２はｒル亜鉛の負極合剤であり、亜鉛粉末を粘
結剤、ＮａＯＨ，ＫＯＨ等のアルカリ水溶液の電解液と
で混練することにより得られる。この負極合剤７は、負
極端子を兼ねる金属製キャップ８に充填され、例えばポ
リアミドのガスケット９を介して前記正極缶１で封入さ
れている。
そして、前記空気電極５とセパレータ６とはカル〆キシ
メチルセルロース（又はポリアクリル酸ソーダ）とポリ
ビニルアルコールとかうする親液性物質混合物層１０に
よシ一本釣に貼９合されている。即ち、前記各物質を混
合した水溶液を調製し、これを空気電極、セ・臂レータ
のうちの少なくとも一方に塗布し、七ｎら空気電極とセ
・平レータとを一体的に貼り合せ、１０〜８０℃の温度
で乾燥した後、一体化されたシートを打ち抜くことによ
シ混合層１０で一体的に貼り合さｎた空気電極５、セ・
ぐレータが得られる。
メチルセルロース（又はポリアクリル酸ソーダ）とポリ
ビニルアルコールとかうする親液性物質混合物層１０に
よシ一本釣に貼９合されている。即ち、前記各物質を混
合した水溶液を調製し、これを空気電極、セ・臂レータ
のうちの少なくとも一方に塗布し、七ｎら空気電極とセ
・平レータとを一体的に貼り合せ、１０〜８０℃の温度
で乾燥した後、一体化されたシートを打ち抜くことによ
シ混合層１０で一体的に貼り合さｎた空気電極５、セ・
ぐレータが得られる。
しかして、本発明の空気電池は空気電極５とセ・ぐレー
タ６とが親液性物質の混合物層１０で貼り合されている
ため、電池製造時においてはそれらを別々に打ち抜き組
立てる場合に比べて作業性を著しく向上できる。
タ６とが親液性物質の混合物層１０で貼り合されている
ため、電池製造時においてはそれらを別々に打ち抜き組
立てる場合に比べて作業性を著しく向上できる。
また、電池製造後においては注液された電解液又はｒル
亜鉛負極合剤７中の電解液により混合物層１０の一方の
構成物質であるポリビニルアルコールは固化し、強固に
空気成極５とセ・ぐレータ６を固定すると共に、混合物
層１０の他方の構成物質であるカル♂キシメチルセルロ
ース又はポリアクリル酸ソーダはポリビニルアルコール
皮膜の中でコロイド状態化が進行し、徐徐に電解液に溶
解しポリビニルアルコール皮膜を多孔質化する。したが
って、ポリビニルアルコールの親液性のみだけでなく、
その皮膜が電解液により多孔質化されているため、液絡
が充分に医持され、空気成極５とセ・母レータ６が強固
に接着されているにもかかわらず、電池の内部抵抗値が
大きくならず、そのばらつき幅も狭くでき、安定した電
池性能を得ることができる。
亜鉛負極合剤７中の電解液により混合物層１０の一方の
構成物質であるポリビニルアルコールは固化し、強固に
空気成極５とセ・ぐレータ６を固定すると共に、混合物
層１０の他方の構成物質であるカル♂キシメチルセルロ
ース又はポリアクリル酸ソーダはポリビニルアルコール
皮膜の中でコロイド状態化が進行し、徐徐に電解液に溶
解しポリビニルアルコール皮膜を多孔質化する。したが
って、ポリビニルアルコールの親液性のみだけでなく、
その皮膜が電解液により多孔質化されているため、液絡
が充分に医持され、空気成極５とセ・母レータ６が強固
に接着されているにもかかわらず、電池の内部抵抗値が
大きくならず、そのばらつき幅も狭くでき、安定した電
池性能を得ることができる。
事実、空気電極とセ・母レータの貼り合せに下記表の組
成物からなる接着剤を用いて直径１１．６ａ、高さ５．
４ ｔｍの空気亜鉛電池を組立て、製造直後と２５０．
３力月間保存後の２５℃における内部抵抗の平均値、及
びそのばらつき幅（３０個）を調べたところ、同表に示
すように、従来の電池に比べて内部抵抗値と抵抗値のば
らつき幅とが極めて少ないことがわかる。
成物からなる接着剤を用いて直径１１．６ａ、高さ５．
４ ｔｍの空気亜鉛電池を組立て、製造直後と２５０．
３力月間保存後の２５℃における内部抵抗の平均値、及
びそのばらつき幅（３０個）を調べたところ、同表に示
すように、従来の電池に比べて内部抵抗値と抵抗値のば
らつき幅とが極めて少ないことがわかる。
また、電池の自己放電の程度を調べるために、セ・母レ
ータとして上記実施例と同様な一すプロピレン不織布並
びに平均孔径１μｍのポリプロピレン微多孔性フィルム
を用いた以外、各実施例１〜８、比較例１〜３と同様な
空気醒池金夫々３０個製作した。これらの各電池につい
て、４５℃の雰囲気中に３カ月間医存し、その後で電池
の残存容量を測定し、ポリグロピレ／不織布のセパレー
タを用いた電池に対するポリプロピレン微多孔性フィル
ムのセパレータを用いた電池の容量維持率の比を求めた
。その結果を同表に併記した。これより誠多孔性フィル
ムをセ・そレータとして用いた場合、特に本発明に係る
空気電池において、医存中の自己放電の改善がなされる
ことがわかる。
ータとして上記実施例と同様な一すプロピレン不織布並
びに平均孔径１μｍのポリプロピレン微多孔性フィルム
を用いた以外、各実施例１〜８、比較例１〜３と同様な
空気醒池金夫々３０個製作した。これらの各電池につい
て、４５℃の雰囲気中に３カ月間医存し、その後で電池
の残存容量を測定し、ポリグロピレ／不織布のセパレー
タを用いた電池に対するポリプロピレン微多孔性フィル
ムのセパレータを用いた電池の容量維持率の比を求めた
。その結果を同表に併記した。これより誠多孔性フィル
ムをセ・そレータとして用いた場合、特に本発明に係る
空気電池において、医存中の自己放電の改善がなされる
ことがわかる。
なお、上記実施例ではポリグロビレン不織布からなる七
ノ９レータを用いたが、コツトン、ポリアミド、ビニロ
ンの不織布やポリアミド、ポリエチレン、ポリグロピレ
／、セロファン等からなる微多孔性フィルムの単独もし
くは積層物より七ノ４レータを形成してもよい。
ノ９レータを用いたが、コツトン、ポリアミド、ビニロ
ンの不織布やポリアミド、ポリエチレン、ポリグロピレ
／、セロファン等からなる微多孔性フィルムの単独もし
くは積層物より七ノ４レータを形成してもよい。
上記実施例では、♂タン形空気亜鉛電池について説明し
たが、角形、円筒形空気亜鉛電池或いは空気亜鉛系以外
の空気アルミニウム、空気鉄の゛電池にも同様な効果が
得られる。
たが、角形、円筒形空気亜鉛電池或いは空気亜鉛系以外
の空気アルミニウム、空気鉄の゛電池にも同様な効果が
得られる。
以上詳述した如く、本発明によｎば空気１極とセフ９レ
ータの間の空隙をなくし、内部抵抗が小さく、かつその
ばらつき幅も少なく、更に自己放電の少ない高性能の空
気電池を提供できる。
ータの間の空隙をなくし、内部抵抗が小さく、かつその
ばらつき幅も少なく、更に自己放電の少ない高性能の空
気電池を提供できる。
図は本発明の一実施例を示すボタン形空気亜鉛域池のｖ
ｌＴ面図である。 １・・・正極缶、３・・・空気拡敢層、４・・・撥水性
層、５・・・空気電極、６・・・セ・母レータ、７・・
・負極合剤、８・・・金属性キャップ、１０・・・親液
性物質の混合物層。
ｌＴ面図である。 １・・・正極缶、３・・・空気拡敢層、４・・・撥水性
層、５・・・空気電極、６・・・セ・母レータ、７・・
・負極合剤、８・・・金属性キャップ、１０・・・親液
性物質の混合物層。
Claims (3)
- （１）空気電極と１枚ないし複数枚のセパレータとを、
電解液に対して親液性の物質で貼り合せた後、所定寸法
に切断した構造の発電要素を有する空気電池において、
前記電解液に対して親液性の物質として、親液性で電解
液に溶解する物質と親液性で電解液に不溶な物質との混
合物を用いることを特徴とする空気電池。 - （２）親液性で電解液に溶解する物質がカルボキシメチ
ルセルロース、ポリアクリル酸ソーダのうちの少なくと
も一方であり、親液性で電解液に不溶な物質がポリビニ
ルアルコールであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の空気電池。 - （３）セパレータの少なくとも１枚が微多孔性フィルム
よりなることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
２項記載の空気電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60216682A JPS6276251A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 空気電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60216682A JPS6276251A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 空気電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6276251A true JPS6276251A (ja) | 1987-04-08 |
| JPH0577147B2 JPH0577147B2 (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=16692272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60216682A Granted JPS6276251A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 空気電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6276251A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001143770A (ja) * | 1999-11-17 | 2001-05-25 | Toshiba Battery Co Ltd | 空気電池 |
| EP1363164A1 (en) | 2002-05-16 | 2003-11-19 | NaWoTec GmbH | Procedure for etching of materials at the surface with focussed electron beam induced chemical reactions at said surface |
-
1985
- 1985-09-30 JP JP60216682A patent/JPS6276251A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001143770A (ja) * | 1999-11-17 | 2001-05-25 | Toshiba Battery Co Ltd | 空気電池 |
| JP4639372B2 (ja) * | 1999-11-17 | 2011-02-23 | 東芝電池株式会社 | 空気電池の製造方法 |
| EP1363164A1 (en) | 2002-05-16 | 2003-11-19 | NaWoTec GmbH | Procedure for etching of materials at the surface with focussed electron beam induced chemical reactions at said surface |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0577147B2 (ja) | 1993-10-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |