KR101262218B1 - Air plate cell and the method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An air cathode cell and a manufacturing method thereof are provided to be continuously recycled by separating an air cathode part only when performance degradation occurs after long term use and to solve waste problems. CONSTITUTION: An air cathode cell comprises an osmotic film(1) which prevents sodium components and other minerals of an electrolyte solution from penetrating into an air cathode material and only allows ionized moisture to enter into the air cathode; the air cathode material(2) which is formed by pulverizing carbon sheets and activated charcoal into predetermined sizes; and a non-woven fabric(3) which freely supplies air to the air cathode material and emits moisture penetrated into the air cathode material side. The non-woven fabric uses manganese dioxide and the electrolyte uses salt water, sodium chloride, an aqueous solution, and sea water. [Reference numerals] (AA) Configuration of an air cathode; (BB) Ionized moisture penetration; (CC) Air penetration

Description

공기 양극 전지 및 그 제조 방법{Air plate cell and the method thereof}Air cathode cell and method for manufacturing same

본 발명은 공기 양극 전지 및 그 제조 방법에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 카본시트를 그대로 사용하지 않고 시트를 조각으로 만든 다음 활성탄과 감극제를 섞어서 별도의 재가공을 통하여 시트형태가 아닌 작은 조각들이 모인 작은 조각들의 알갱이 형태로 만든 공기 양극 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an air cathode battery and a method for manufacturing the same, and more specifically, the sheet is made into pieces without using the carbon sheet as it is, and then small pieces of non-sheet form are collected through separate reprocessing by mixing activated carbon and a depolarizing agent. The present invention relates to an air cathode battery made of granules of small pieces and a method of manufacturing the same.

종래 공기 양극 전지의 경우 카본가루 또는 카본시트 등으로 만들어진 형태의 공기 양극 전지를 만들어서 사용을 한다.In the case of conventional air cathode batteries, an air cathode battery having a form made of carbon powder or carbon sheet is used.

이렇게 시트화된 공기 양극은 전해질과 닫는 부분에 셀로판지를 붙여 가공을 하여 사용을 하기 때문에 시트 부분에 스크레치가 생기거나 훼손이 될 경우 공기 양극은 더 이상 사용을 하지 못하고 버려지게 되는 문제점이 있었다.Since the sheeted air anode is processed by attaching cellophane paper to the electrolyte and the closing part, the cathode is not used anymore when scratches or damage occurs in the sheet part.

한편 한국등록특허 제0897367호는 보존기간이 길고 제작 공정 및 조립이 편한 구성 재료로서 구성된 금속 공기 전지에 관한 것으로, 유연하여 부피를 조절할 수 있는 전지 어셈블리와 전해액 통과 이들을 담고 있는 단단한 상자로써 구성된 일회용 금속 공기 전지이며, 기존 금속 공기 전지의 단점인 보존기간을 길게 하고 신속하고 저렴한 생산 수단들을 제공하는 데 있으며, 본 발명은 접착이나 용접이 용이한 공기 양극의 제법을 제시하였으며, 전지의 부피 팽창에 의한 파괴, 장기 보관시 내부 방전에 의한 손실을 제거하는 방법을 제시하였다.On the other hand, Korean Patent No. 0897367 relates to a metal air battery composed of a long shelf life and easy to fabricate and assemble, and is a disposable metal composed of a flexible and volume-controlled battery assembly and a rigid box containing electrolyte passages. An air battery, which has a long shelf life, which is a disadvantage of conventional metal air batteries, and provides fast and inexpensive production means. The present invention provides a method of manufacturing an air anode, which is easy to bond or weld, A method of eliminating breakage and loss due to internal discharge during long term storage has been proposed.

이와 같이 종래 발명에서도 보존 기간을 길게 하고 손실을 제거하는 전지가 개발되었지만 지속적인 재사용이 가능하고, 장시간 사용 시 성능의 저하가 생기게 되면 공기양극 부분만 따로 분리를 하여서 재생이 가능하지 못한 문제점이 있었다.As described above, in the conventional invention, a battery having a long storage period and a loss is developed, but continuous reuse is possible, and when performance is degraded when used for a long time, there is a problem in that regeneration is not possible by separating the air cathode part separately.

또한 현재 만들어지고 있는 공기 양극 전지의 양극 소재는 시트 또는 압축 판재 형태로 만들어져 있기 때문에 고효율 반응에 따른 온도 특성이 비례형태로 증가하는 문제점이 있었다.In addition, since the cathode material of the air cathode battery, which is currently made, is made in the form of a sheet or a compressed plate, there is a problem in that a temperature characteristic increases in proportion to a high efficiency reaction.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 카본시트를 그대로 사용하지 않고 시트를 조각으로 만든 다음 활성탄과 감극제를 섞어서 별도의 재가공을 통하여 시트형태가 아닌 작은 조각들이 모인 작은 조각들의 알갱이 형태로 만든 공기 양극전지를 제공하고, 지속적인 재사용이 가능하고, 특히 장시간 사용시 성능의 저하가 생기게 되면 공기양극 부분만 따로 분리를 하여서 재생이 가능하여 최대 80%를 재활용할 수 있고, 폐기물 문제를 바로 해결할 수 있는 공기 양극전지 및 그 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention does not use the carbon sheet as it is, the sheet is made into pieces, and then the activated carbon and the depolarizing agent are mixed, and the air made in the form of granules of small pieces gathered into small pieces through a separate reprocessing process. Providing a positive electrode battery, it is possible to reuse continuously, especially when the performance decreases during long time use, it is possible to recycle by separating only the air anode part separately, which can recycle up to 80% and solve the waste problem immediately. An object thereof is to provide a cathode cell and a method of manufacturing the same.

본 발명의 공기 양극 전지는 전해질 용액에 들어있는 나트륨 성분 및 기타 광물이 공기 양극 소재로 침투하는 것을 방지하고, 이온화되어진 수분만 이동을 하여 공기 양극으로 들어올 수 있게 하기 위해 전해질 용액이 닿는 부분에 위치한 삼투압 현상용 필름; 카본시트와 활성탄과 감극제를 일정 크기로 분쇄한 공기 양극 소재; 및 상기 공기 양극 소재쪽으로 공기를 자유롭게 공급하고, 상기 공기 양극 소재 쪽으로 침투된 수분을 외부로 배출을 하기 위한 부직포;로 구성되며, 상기 부직포는 이산화망간을 사용하고, 상기 전해질은 소금물, 염화나트륨, 수용액, 바닷물을 사용하는 것을 특징으로 한다. The air cathode battery of the present invention is located in the contact area of the electrolyte solution to prevent the sodium component and other minerals contained in the electrolyte solution to penetrate into the air cathode material, and to move only the ionized water to enter the air cathode Osmotic pressure film; Air cathode material obtained by grinding a carbon sheet, activated carbon, and a depolarizing agent into a predetermined size; And a nonwoven fabric for freely supplying air to the air cathode material and discharging moisture penetrated toward the air anode material to the outside, wherein the nonwoven fabric uses manganese dioxide, and the electrolyte is brine, sodium chloride, aqueous solution, It is characterized by using sea water.

상기 공기 양극 소재의 상기 카본시트와 활성탄과 감극제를 2mm 내지 5mm 직경으로 분쇄하고, 상기 카본시트와 활성탄과 감극제는 각각 45 wt% : 45 wt% : 10 wt%로 혼합하며, 상기 카본시트와 활성탄은 상호가 활성 비율을 맞추기 위해 동일량을 첨가하는 것이고, 감극제는 반응 속도 등을 조절하기 위해 10%로 유지하는 것을 특징으로 한다. The carbon sheet, the activated carbon, and the depolarizing agent of the air cathode material are ground to a diameter of 2 mm to 5 mm, and the carbon sheet, the activated carbon, and the depolarizing agent are mixed at 45 wt%: 45 wt%: 10 wt%, respectively, and the carbon sheet And activated carbon is to add the same amount to each other to match the activity ratio, the depolarizing agent is characterized in that it is maintained at 10% to control the reaction rate and the like.

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본 발명의 공기 양극 전지 제조 방법은 카본의 조각의 표면을 매끈한 형태로 하고, 조직이 보다 밀집하게 반응에 안정적으로 사용하기 위해, 시트화 되어있는 카본 소재를 작은 알갱이 형태로 잘라주고, 분쇄기로 다시 2mm 내지 5mm 직경으로 만드는 제1차 카본시트 가공단계와, 각각 가루와 알갱이 형태로 되어있는 카본 알갱이에 활성탄과 감극제가 각각 45 wt% : 45 wt% : 10 wt%로 상기 조직에 조밀하게 흡수되도록 하는 제2차 가공단계를 포함하고, 이렇게 생성된 공기 양극 전지는 가루 상태의 각 소재와 알갱이 형태로 조직화된 소재 2가지가 공존하는 관계로 구성품 내부로 원활하게 공기의 유입이 가능하고 안정적이고 보다 쉽게 전해질에서 전자이온이 들어올 수 있어 반응에 좋은 효율을 만들 수 있으며, 상기 전해질 용액에 들어있는 나트륨 성분 및 기타 광물이 공기 양극 소재로 침투해 들어오는 것을 방지하고, 이온화되어진 수분만 이동을 하여 공기 양극으로 들어올 수 있게 하며, 한쪽면에는 이온화된 수분이 침투되고 다른쪽에는 공기가 침투하고, 이온화된 수분과 공기가 공기 양극 전지 내부에서 반응이 되어 전기를 발생하게 되는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing the air cathode battery of the present invention, the surface of the carbon pieces is made in a smooth form, and in order to use the reaction more densely in the structure, the sheeted carbon material is cut into small grains, and then again milled. Primary carbon sheet processing step of 2mm to 5mm diameter, and activated carbon and depolarizing agent are absorbed densely into the tissue at 45 wt%: 45 wt%: 10 wt%, respectively, in carbon granules in the form of powder and granule, respectively. The air cathode battery thus produced includes a second processing step, and the air cathode battery generated in this way coexists with each other in the form of powder and granulated material, so that air can be smoothly introduced into the components and is stable. The electron ions can be easily introduced from the electrolyte to make the reaction more efficient, and the sodium and other components in the electrolyte solution It prevents minerals from penetrating into the air anode material, allows only the ionized water to move and enter the air anode, ionized water penetrates on one side and air penetrates on the other side, ionized water and air Is reacted inside the air cathode cell to generate electricity.

본 발명에 따르면 공기 양극 전지 및 그 제조 방법은 카본시트를 그대로 사용하지 않고 시트를 조각으로 만든 다음 활성탄과 감극제를 섞어서 별도의 재가공을 통하여 시트형태가 아닌 작은 조각들이 모인 작은 조각들의 알갱이 형태로 만든 공기 양극전지를 제공하고, 지속적인 재사용이 가능하며, 장시간 사용 시 성능의 저하가 생기게 되면 공기양극 부분만 따로 분리하여 재생이 가능하다.According to the present invention, the air cathode battery and the manufacturing method thereof do not use the carbon sheet as it is, and then make the sheet into pieces, and then mix the activated carbon and the depolarizing agent and reprocess it into a granule form of small pieces of small pieces which are not in the form of sheets. Providing the air cathode battery made, it is possible to reuse continuously, and if the performance decreases during long time use, only the air cathode part can be separated and regenerated.

본 발명에 따르면 주변에 많이 있는 소금물 또는 바닷물을 전해질로 이용하여 전기를 만들 수 있는 공기 양극 전지를 이용하여, 상기 공기 양극 소재의 장시간 사용 시 양극 소재의 효율이 떨어질 경우 다시 재생을 하여 사용을 할 수 있다.According to the present invention, by using an air cathode battery capable of making electricity by using a large amount of salt water or seawater as an electrolyte, when the air cathode material is used for a long time, the efficiency of the anode material may be regenerated and used again. Can be.

본 발명은 기존의 다른 구조처럼 시트 또는 판재의 형태가 아니기 때문에 장시간 사용 후 효율이 떨어지게 되면 양극 소재를 분리하여 내부에 침투된 나트륨 및 기타 전해질에 녹아있던 물질을 물속에 담가 분리를 한 뒤 그늘에 말린 다음 다시 틀에 넣어 주게 되면 언제든 다시 초기 효율을 그대로 사용할 수 있어, 최대 80%를 재활용할 수 있고, 폐기물 문제를 바로 해결할 수 있다.Since the present invention is not in the form of a sheet or a plate like other conventional structures, when the efficiency decreases after a long time of use, the anode material is separated and the substance dissolved in sodium and other electrolytes penetrated into the water is separated into water and then separated into a shade. When dried and put back into the mold, the initial efficiency can be used again at any time, reusing up to 80% and solving the waste problem immediately.

도1은 본 발명에 따른 공기 양극 전지의 생성 과정을 보여주는 도면.
도2는 본 발명에 따른 공기 양극 전지의 내부 구조와 실험용 제품을 보여주는 도면.
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기 양극 전지의 시간별 전류값과 전압값을 보여주는 도면.
1 is a view showing a production process of an air cathode battery according to the present invention.
2 is a view showing the internal structure and the experimental product of the air cathode battery according to the present invention.
Figure 3 is a view showing the hourly current value and the voltage value of the air cathode battery according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면을 참고하여 자세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도1과 도2에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 공기 양극 전지는 삼투압 현상용 필름(1)과, 공기 양극 소재(2)와, 부직포(3)로 크게 구성된다.As shown in Fig. 1 and Fig. 2, the air cathode battery according to the present invention is largely composed of an osmotic pressure film 1, an air cathode material 2, and a nonwoven fabric 3.

삼투압 현상용 필름(1)은 전해질 용액이 닿는 부분에 위치한 필름이다.The osmosis-development film 1 is a film located at the portion where the electrolyte solution contacts.

공기 양극 소재(2)는 카본시트와 활성탄과 감극제를 일정 크기로 분쇄한 소재로서, 상기 카본시트와 활성탄과 감극제를 2mm 내지 5mm 직경으로 분쇄하는 것이 바람직하다.The air cathode material 2 is a material obtained by grinding a carbon sheet, activated carbon, and a polarizing agent into a predetermined size, and preferably, the carbon sheet, the activated carbon, and the polarizing agent are ground to a diameter of 2 mm to 5 mm.

만일 상기 카본시트와 활성탄과 감극제를 2mm 이하로 분쇄한다면, 가루 형태로 변형되어 반대쪽의 공기 흐름이 원활하지 않게 되어 열이 발생하는 문제점이 있다.If the carbon sheet, the activated carbon, and the polarizing agent are pulverized to 2 mm or less, there is a problem that heat is generated because the air flow on the opposite side is deformed into a powder form.

또한 상기 카본시트와 활성탄과 감극제를 2mm 이상으로 분쇄한다면, 반응 면적이 적어지고 공기 구멍이 커져 본 발명이 원하는 목적을 달성할 수 없게 된다.In addition, if the carbon sheet, activated carbon, and the polarizing agent is pulverized to 2 mm or more, the reaction area becomes smaller and the air holes become larger, thereby preventing the present invention from achieving the desired object.

본 발명의 최적화된 결과를 얻기 위해, 상기 카본시트와 활성탄과 감극제는 각각 45 wt% : 45 wt% : 10 wt%로 혼합시키는 것이 바람직한 데, 카본시트와 활성탄은 상호가 활성 비율을 맞추기 위해 동일량을 첨가하는 것이고, 감극제는 반응 속도 등을 조절하기 위해 10%로 유지하는 것이 바람직하다.In order to obtain an optimized result of the present invention, it is preferable to mix the carbon sheet, the activated carbon and the depolarizing agent at 45 wt%: 45 wt%: 10 wt%, respectively. It is preferable to add the same amount, and to keep the depolarizing agent at 10% to control the reaction rate and the like.

부직포(3)는 상기 공기 양극 소재(2) 쪽으로 공기를 자유롭게 공급하여주고, 상기 공기 양극 소재(2) 쪽으로 침투된 수분을 외부로 빠르고 쉽게 배출을 하기 위한 것이다.The nonwoven fabric 3 is for freely supplying air toward the air cathode material 2 and for quickly and easily discharging moisture penetrated into the air anode material 2 to the outside.

예를 들어 상기 부직포(3)는 공기 양극 소재(2) 쪽으로 공기를 자유롭게 공급하여주고, 공기 양극 소재(2) 쪽으로 침투된 수분을 외부로 빠르고 쉽게 배출을 하기 위한 소재로서, 그 기능은 공기 양극 소재(2)가 외부의 충격이나 알갱이 + 가루 형태로 되어 있는 공기 양극 소재(2)의 틀을 잡아 주는 역할을 한다.
For example, the nonwoven fabric 3 is a material for freely supplying air toward the air anode material 2 and quickly and easily discharging moisture penetrated into the air anode material 2 to the outside, and its function is to provide air anode. The material 2 serves to hold the frame of the air cathode material 2 in the form of external impact or granules + powder.

구체적으로 도면을 참고하여 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 공기 양극 전지의 구성을 도1의 (a), (b), (c)와 같이 카본시트, 활성탄, 감극제(예를 들어 이산화망간)를 준비한다.Specifically, referring to the drawings, the configuration of the air cathode battery according to an embodiment of the present invention as shown in Figure 1 (a), (b), (c) carbon sheet, activated carbon, a depolarizing agent (for example manganese dioxide Prepare.

즉 본 발명에 따른 공기 양극 전지의 가공방법은 1차 카본시트의 가공방법과 2차 3가지 구성 내용을 섞어주는 가공으로 나누어진다.That is, the processing method of the air cathode battery according to the present invention is divided into the processing method of the primary carbon sheet and the processing of mixing the three components of the secondary.

도1(a)와 (d)에서 처럼 시트화 되어있는 카본 소재를 작은 알갱이 형태로 잘라준다.As shown in Figs. 1 (a) and (d), the sheeted carbon material is cut into small grains.

그리고 조각으로 만들어진 카본 알갱이를 분쇄기(예를 들어 절구)로 다시 한번 작게 만들어 준다. The carved carbon grains are then made smaller again with a grinder (eg mortar).

여기서 절구로 다시 가공하는 이유는 카본의 조직이 시트로 만들어진 상태에서 작은 조각으로 잘려지면서 시트형태의 카본은 조직의 응집력이 떨어지고 작은 조각의 표면이 매끄럽지 않고 거칠게 되므로 추후 외부에서 수분이 들어올 경우 조각 내부로 수분이 쉽게 흡수 되어서 급격한 반응이 일어나게 되지만 사용 시간의 짧아지는 문제가 발생하기 때문이다.Here, the reason for reprocessing with mortar is that the carbon is cut into small pieces while the tissue is made of sheets, and the sheet-shaped carbon is less cohesive and the surface of the small pieces is not smooth and rough. As moisture is easily absorbed, a rapid reaction occurs, but a shortening of the use time occurs.

따라서 상기 조각들을 절구로 재가공을 하게 되면 조각의 표면이 매끈한 형태로 되어지고 시트 조각의 조직이 보다 밀집하게 되어서 수분의 흡수력이 떨어지고 내부조직의 밀집으로 인한 반응이 안정적으로 되어 장시간 사용이 가능하게 된다.Therefore, when the pieces are reworked in mortar, the surface of the pieces becomes smooth and the tissues of the sheet pieces become more dense, so that the absorption of moisture decreases and the reaction due to the denseness of the internal tissues becomes stable, thereby enabling long-term use. .

그리고, 가공 1, 2, 3 단계에서 만들어진 각 소재를 하나로 섞어서 다시 한번 절구에 넣고 가공을 한다.Then, mix each material made in the processing steps 1, 2, and 3 into one and put it in the mortar once more.

각각 가루와 알갱이 형태로 되어있는 3가지 소재를 절구 가공을 거치게 되면 1차 가공된 카본 알갱이에 활성탄과 이산화망간이 조직에 조밀하게 흡수 형태로 합쳐지게된다.When three kinds of materials, each of which are in the form of powder and granules, are subjected to mortar processing, activated carbon and manganese dioxide are densely incorporated into the tissue in the first processed carbon grains.

그리고 그 외 하나로 뭉치지 못한 가루들은 조직화된 소재들 사이에 위치하게 되어서 반응을 하는 과정에서 보다 안정적으로 반응을 하게 한다.In addition, the powder that is not agglomerated into one another is placed between the organized materials, which makes the reaction more stable in the reaction process.

또한 본 발명에 따른 공기 양극 전지는 가루 상태의 각 소재와 알갱이 형태로 조직화된 소재 2가지가 공존하는 관계로 구성품 내부로 원활하게 공기의 유입이 가능하고 안정적이고 보다 쉽게 전해질에서 전자이온이 들어올 수 있게 되어서 반응에 좋은 효율을 만들 수 있다. 여기에서 전해질로 사용되는 소금물, 염화나트륨 수용액, 바닷물을 이용한다. In addition, since the air cathode battery according to the present invention coexists with each material in the form of powder and the material organized in the form of granules, the air can be smoothly introduced into the components, and the ion can easily enter the electrolyte from the electrolyte. Can make a good efficiency in the reaction. Here, brine, aqueous sodium chloride solution and seawater used as electrolytes are used.

왜냐하면 상기 전해질 용액에 들어있는 나트륨 성분 및 기타 광물이 공기 양극 소재(2)로 침투해 들어오는 것을 방지하고, 이온화되어진 수분만 이동을 하여 공기 양극으로 들어올 수 있게 하기 위함이다.This is to prevent the sodium component and other minerals contained in the electrolyte solution from penetrating into the air cathode material 2 and to move only the ionized water to enter the air anode.

도2(b)는 공기 양극 전지의 구성에서 어떻게 반응을 하는지 반응도를 나타내는데, 한쪽면에서는 이온화된 수분이 침투되고 다른쪽에서는 공기가 침투를 한다.Fig. 2 (b) shows the reaction rate in the configuration of the air cathode battery, in which ionized water penetrates on one side and air penetrates on the other side.

따라서 이온화된 수분과 공기가 공기 양극 전지 내부에서 반응이 되어 전기를 발생하게 된다.Accordingly, ionized water and air react inside the air cathode battery to generate electricity.

공기 양극 전지의 내부 구조는 알갱이와 가루가 혼합된 구조로 내부에 공기가 쉽게 침투가 가능하여 보다 적극적인 반응이 쉽게 이루어지도록 최적화되어 있다.The internal structure of the air cathode battery is a structure in which granules and powder are mixed so that air can easily penetrate into the inside and it is optimized for more active reaction.

한편 도3(a)에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 공기 양극 전지의 초기 전류값은 400mA에서 시작을 한다.On the other hand, as shown in Figure 3 (a), the initial current value of the air cathode battery according to the present invention starts at 400mA.

본 발명에 따른 공기 양극 전지는 시간이 흐를수록 반응이 올라가 최대 2.8mA 까지 출력을 얻을 수 있다.In the air cathode battery according to the present invention, the reaction increases with time, and the output can be obtained up to 2.8 mA.

도3(b)에서 보는 바와 같이 초기 전압은 1.6V 로 시작을 한다.As shown in Fig. 3 (b), the initial voltage starts with 1.6V.

상기 그래프를 보면, 본 발명에 따른 공기 양극 전지는 시간이 흐를수록 마그네슘의 반응으로 인한 마그네슘 표면에 산화 반응에 따른 물질이 생기고, 전해질 용액에 들어있는 나트륨 성분의 흡착으로 인하여 전압의 작은 변동이 생기는 것으로 확인이 된다.
Referring to the graph, the air cathode battery according to the present invention generates a material according to the oxidation reaction on the magnesium surface due to the reaction of magnesium over time, and a small change in voltage due to the adsorption of the sodium component in the electrolyte solution It is confirmed.

한편, 본 발명의 실시 예에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.On the other hand, in the embodiment of the present invention has been described with respect to specific embodiments, various modifications are possible without departing from the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the appended claims, but also by the equivalents of the claims.

1 : 삼투압 현상용 필름
2 : 공기 양극 소재
3 : 부직포
1: film for osmotic pressure development
2: air anode material
3: nonwoven fabric

Claims (4)

전해질 용액에 들어있는 나트륨 성분 및 기타 광물이 공기 양극 소재로 침투하는 것을 방지하고, 이온화되어진 수분만 이동을 하여 공기 양극으로 들어올 수 있게 하기 위해 전해질 용액이 닿는 부분에 위치한 삼투압 현상용 필름;
카본시트와 활성탄과 감극제를 일정 크기로 분쇄한 공기 양극 소재; 및
상기 공기 양극 소재쪽으로 공기를 자유롭게 공급하고, 상기 공기 양극 소재 쪽으로 침투된 수분을 외부로 배출하기 위한 부직포;로 구성되며,
상기 부직포는 이산화망간을 사용하고, 상기 전해질은 소금물, 염화나트륨, 수용액, 바닷물을 사용하는 것을 특징으로 하는 공기 양극 전지.
An osmotic pressure film positioned at an area where the electrolyte solution contacts to prevent sodium components and other minerals contained in the electrolyte solution from penetrating into the air cathode material and to move only the ionized water to enter the air cathode;
Air cathode material obtained by grinding a carbon sheet, activated carbon, and a depolarizing agent into a predetermined size; And
And a nonwoven fabric for freely supplying air to the air cathode material and discharging moisture penetrated toward the air anode material to the outside.
The nonwoven fabric uses manganese dioxide, and the electrolyte is an air cathode battery, characterized in that the use of brine, sodium chloride, aqueous solution, sea water.
제1항에 있어서,
상기 공기 양극 소재의 상기 카본시트와 활성탄과 감극제를 2mm 내지 5mm 직경으로 분쇄하고, 상기 카본시트와 활성탄과 감극제는 각각 45 wt% : 45 wt% : 10 wt%로 혼합하며, 상기 카본시트와 활성탄은 상호가 활성 비율을 맞추기 위해 동일량을 첨가하는 것이고, 감극제는 반응 속도 등을 조절하기 위해 10%로 유지하는 것을 특징으로 하는 공기 양극 전지.
The method of claim 1,
The carbon sheet, the activated carbon, and the depolarizing agent of the air cathode material are ground to a diameter of 2 mm to 5 mm, and the carbon sheet, the activated carbon, and the depolarizing agent are mixed at 45 wt%: 45 wt%: 10 wt%, respectively, and the carbon sheet And activated carbon are the same amount to mutually match the activity ratio, the depolarizer is maintained at 10% in order to control the reaction rate and the like.
삭제delete 카본의 조각의 표면을 매끈한 형태로 하고, 조직이 보다 밀집하게 반응에 안정적으로 사용하기 위해, 시트화 되어있는 카본 소재를 작은 알갱이 형태로 잘라주고, 분쇄기로 다시 2mm 내지 5mm 직경으로 만드는 제1차 카본시트 가공단계; 및
각각 가루와 알갱이 형태로 되어있는 카본 알갱이에 활성탄과 감극제가 각각 45 wt% : 45 wt% : 10 wt%로 상기 조직에 조밀하게 흡수되도록 하는 제2차 가공단계;를 포함하고, 이렇게 생성된 공기 양극 전지는 가루 상태의 각 소재와 알갱이 형태로 조직화된 소재 2가지가 공존하는 관계로 구성품 내부로 원활하게 공기의 유입이 가능하고 안정적이고 보다 쉽게 전해질에서 전자이온이 들어올 수 있어 반응에 좋은 효율을 만들 수 있으며, 상기 전해질 용액에 들어있는 나트륨 성분 및 기타 광물이 공기 양극 소재로 침투해 들어오는 것을 방지하고, 이온화되어진 수분만 이동을 하여 공기 양극으로 들어올 수 있게 하며, 한쪽면에는 이온화된 수분이 침투되고 다른쪽에는 공기가 침투하고, 이온화된 수분과 공기가 공기 양극 전지 내부에서 반응이 되어 전기를 발생하게 되는 것을 특징으로 하는 공기 양극 전지 제조 방법.
In order to make the surface of the carbon pieces smooth and to use the reaction more densely in the structure, the sheeted carbon material is cut into small granules, and the grinder is made into a 2 mm to 5 mm diameter again. Carbon sheet processing step; And
And a second processing step of densely absorbing the activated carbon and the depolarizing agent into the carbon granules in the form of powder and granules, respectively, at 45 wt%: 45 wt%: 10 wt%, respectively, into the tissue. The air cathode battery has two materials, each of which is in the form of powder and granulated material, which can flow smoothly into the components, and it is stable and more efficient to react with electron ions from the electrolyte. It prevents the sodium component and other minerals contained in the electrolyte solution from penetrating into the air cathode material, allows the ionized water to move into the air cathode, and ionized water on one side. Penetrates and air penetrates the other side, and ionized water and air react inside the air cathode cell to generate electricity. The air cathode battery manufacturing method characterized by the above-mentioned.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160034589A (en) * 2014-09-22 2016-03-30 현대자동차주식회사 A fuel cell stack

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11354130A (en) * 1998-06-11 1999-12-24 Toshiba Battery Co Ltd Manufacture of air battery positive electrode
JP2005019145A (en) 2003-06-25 2005-01-20 Toshiba Battery Co Ltd Air battery
JP2010257839A (en) * 2009-04-27 2010-11-11 Toyota Motor Corp Positive electrode for air battery, and air battery

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11354130A (en) * 1998-06-11 1999-12-24 Toshiba Battery Co Ltd Manufacture of air battery positive electrode
JP2005019145A (en) 2003-06-25 2005-01-20 Toshiba Battery Co Ltd Air battery
JP2010257839A (en) * 2009-04-27 2010-11-11 Toyota Motor Corp Positive electrode for air battery, and air battery

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160034589A (en) * 2014-09-22 2016-03-30 현대자동차주식회사 A fuel cell stack
KR101683980B1 (en) * 2014-09-22 2016-12-07 현대자동차주식회사 A fuel cell stack

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