JPS5931566A - 電池 - Google Patents
電池Info
- Publication number
- JPS5931566A JPS5931566A JP57140627A JP14062782A JPS5931566A JP S5931566 A JPS5931566 A JP S5931566A JP 57140627 A JP57140627 A JP 57140627A JP 14062782 A JP14062782 A JP 14062782A JP S5931566 A JPS5931566 A JP S5931566A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxygen
- battery
- permeable membrane
- selective permeable
- membrane
- 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.)
- Granted
Links
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
-
- 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
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (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、酸素を活物質に用いるガス拡散電極を備えた
電池に関するものである。
電池に関するものである。
従来の構成とその問題点
ガス拡散電極を備え、酸素を活物質とする電池としては
、空気電池、燃料電池等がある。電解質には、アルカリ
性、中性、酸性の溶液か甘たは固体電解質が使用される
。特に、溶液を電解質として使用する電池においては、
ガス拡散電極（酸素極）より、内部の電解液の蒸気圧に
応じて水蒸気の出入りがあり、電池内電解液の濃度変化
、体積変化が起こり、これが電池緒特性に影響を力えて
いた。ボタン型空気電池を一例にとり、第１図を用いて
その状況を説明する。図中１は酸素極（空気極）、２は
ガスの拡散性はあるが、液体は阻止するポリテトラフル
オロエチレン（ＰＴＦＥ）多孔膜である。３は外部から
の空気取り入れ孔、４は酸素極の支持と空気の拡散とを
行なう多孔体、５．６はセパレータ、７は水酸化カリウ
ム水溶液と水化亜鉛粉末との混合体からなる負極である
。
、空気電池、燃料電池等がある。電解質には、アルカリ
性、中性、酸性の溶液か甘たは固体電解質が使用される
。特に、溶液を電解質として使用する電池においては、
ガス拡散電極（酸素極）より、内部の電解液の蒸気圧に
応じて水蒸気の出入りがあり、電池内電解液の濃度変化
、体積変化が起こり、これが電池緒特性に影響を力えて
いた。ボタン型空気電池を一例にとり、第１図を用いて
その状況を説明する。図中１は酸素極（空気極）、２は
ガスの拡散性はあるが、液体は阻止するポリテトラフル
オロエチレン（ＰＴＦＥ）多孔膜である。３は外部から
の空気取り入れ孔、４は酸素極の支持と空気の拡散とを
行なう多孔体、５．６はセパレータ、７は水酸化カリウ
ム水溶液と水化亜鉛粉末との混合体からなる負極である
。
一般にアルカリ電解液では、水酸化カリウム濃度は３０
〜３６チが使用されている。このため、相対湿度が４７
〜５９％より高いと、外部の湿気をとり込み、電解液濃
度の低下と体積膨張とが起こり、放電性能の低下、電解
液の温液を生じていた。
〜３６チが使用されている。このため、相対湿度が４７
〜５９％より高いと、外部の湿気をとり込み、電解液濃
度の低下と体積膨張とが起こり、放電性能の低下、電解
液の温液を生じていた。
一方、相対湿度が前記以下の場合には電解液の蒸発が起
こり、内部抵抗の増大や放電性能の低下をもたらしてい
た。従って、環境雰囲気によって著しい影響を受は易い
ため、空気電池や燃料電池はある特定の分野用に設計さ
れ、汎用化を企る上で大きな課題を有していた。なお、
図中８は負極容器、９は絶縁ガスケット、１ｏは正極容
器である。
こり、内部抵抗の増大や放電性能の低下をもたらしてい
た。従って、環境雰囲気によって著しい影響を受は易い
ため、空気電池や燃料電池はある特定の分野用に設計さ
れ、汎用化を企る上で大きな課題を有していた。なお、
図中８は負極容器、９は絶縁ガスケット、１ｏは正極容
器である。
発明の目的
本発明は以上のような従来の問題点を解決したものであ
り、酸素極を備えた電池の環境安定性を高めることを目
的とするものである。
り、酸素極を備えた電池の環境安定性を高めることを目
的とするものである。
発明の構成
すなわち、本発明は酸素極側の一部に酸素選択性透過膜
を設けることにより、電池反応上必要な酸素はこの透過
膜を通す一方、水蒸気の透過は極力防ぐことを特徴とし
たものである。
を設けることにより、電池反応上必要な酸素はこの透過
膜を通す一方、水蒸気の透過は極力防ぐことを特徴とし
たものである。
酸素の透過性が大きい割には、水蒸気の透過の少ない膜
として本発明者らはシリコーン樹脂やシリコーン樹脂と
高分子樹脂共重体の中から、ポリジメチルシロキサン、
ポリジメチルシロキサン−ポリヒドロキシスチレン架橋
型共重合体、ポリジメチルンロキサンーホリヒトロキシ
スチレンーポリスルフォン三元系架橋型共重合体や、ブ
チルゴム、ニトロセルローズが優れていることを見出し
だ。これら透過膜の酸素透過性をよくするためには、透
過膜の厚みを１７１ｍ以下にする必要があるが、その際
不足する機械的強度を補なうために酸素極の支持体を兼
ねた多孔体の上に前記樹脂の均一膜を設けて、実用電池
に供した。
として本発明者らはシリコーン樹脂やシリコーン樹脂と
高分子樹脂共重体の中から、ポリジメチルシロキサン、
ポリジメチルシロキサン−ポリヒドロキシスチレン架橋
型共重合体、ポリジメチルンロキサンーホリヒトロキシ
スチレンーポリスルフォン三元系架橋型共重合体や、ブ
チルゴム、ニトロセルローズが優れていることを見出し
だ。これら透過膜の酸素透過性をよくするためには、透
過膜の厚みを１７１ｍ以下にする必要があるが、その際
不足する機械的強度を補なうために酸素極の支持体を兼
ねた多孔体の上に前記樹脂の均一膜を設けて、実用電池
に供した。
実施例の説明
以下に、実施例により本発明の詳細な説明する。
（実施例１）
酸素選択性透過膜、として、ポリジメチルシロキサン−
ポリヒドロキシスチレン架橋型共重合体を用いた。この
共重合体の構造式は次の通りであり、以 下
余 白 ０．３μｍ以下の厚みの膜を作成することができる。
ポリヒドロキシスチレン架橋型共重合体を用いた。この
共重合体の構造式は次の通りであり、以 下
余 白 ０．３μｍ以下の厚みの膜を作成することができる。
この膜を、従来から使用している多孔度が４０％、孔径
が０．２７１ｍ以下、厚み２００μｍのＰＴＦＥ膜と貼
合わせ、機械的強度を上げて使用した。従来例と同様に
ボタン型空気電池に、本発明の酸素選択性透過膜を適用
した。電池の構成方法は従来と全く同様で第１図のＰＴ
ＦＥ膜２の代わりに、前述の酸素選択性透過膜を貼合せ
たＰＴＦＥ膜を、透過膜側か外部空気に向くように配置
し、Ｒ４４ザイズ（直径１１．６ｍｍ、高さ５ 、４ｍ
ｍ ）の電池を構成した。環境安定性の評価を検討する
だめ、温度２０℃、相対湿度７０％の条件下で、１６に
Ωの負荷をつないで連続放電した結果を第２図のＡに示
した。従来品との比較のため、酸素選択性透過膜のない
ＰＴＦＥ膜を用いた従来電池Ｂを同一条件下で放電した
。その結果、従来品Ｂは約１５００時間で隘液のため、
酸素極の支持体として用いた多孔体４に液が充満し、窒
痛、して漏液すると同時に放電を停止した。これに対し
て、酸素選択性透過膜を有する本発明品Ａは、Ｂの約３
倍の４６３０時間放電した。この大きさのボタン型空気
電池の放電容量は約４００ ｍ Ａｈ であり、本発明
品はほぼ満足に放電した。実施例からもわかるように、
ボタン型空気電池は、放電条件下では酸素（空気）の取
入れ孔を開口しているため環境の影響を受は易く、２週
間程度の短期間で使用が終る補聴器に主に使用が限定さ
れていた。しかし本発明品は、比較的長期に使用される
電子卓上計算器や、ゲーム付きウォッチなどの用途に使
用できる。
が０．２７１ｍ以下、厚み２００μｍのＰＴＦＥ膜と貼
合わせ、機械的強度を上げて使用した。従来例と同様に
ボタン型空気電池に、本発明の酸素選択性透過膜を適用
した。電池の構成方法は従来と全く同様で第１図のＰＴ
ＦＥ膜２の代わりに、前述の酸素選択性透過膜を貼合せ
たＰＴＦＥ膜を、透過膜側か外部空気に向くように配置
し、Ｒ４４ザイズ（直径１１．６ｍｍ、高さ５ 、４ｍ
ｍ ）の電池を構成した。環境安定性の評価を検討する
だめ、温度２０℃、相対湿度７０％の条件下で、１６に
Ωの負荷をつないで連続放電した結果を第２図のＡに示
した。従来品との比較のため、酸素選択性透過膜のない
ＰＴＦＥ膜を用いた従来電池Ｂを同一条件下で放電した
。その結果、従来品Ｂは約１５００時間で隘液のため、
酸素極の支持体として用いた多孔体４に液が充満し、窒
痛、して漏液すると同時に放電を停止した。これに対し
て、酸素選択性透過膜を有する本発明品Ａは、Ｂの約３
倍の４６３０時間放電した。この大きさのボタン型空気
電池の放電容量は約４００ ｍ Ａｈ であり、本発明
品はほぼ満足に放電した。実施例からもわかるように、
ボタン型空気電池は、放電条件下では酸素（空気）の取
入れ孔を開口しているため環境の影響を受は易く、２週
間程度の短期間で使用が終る補聴器に主に使用が限定さ
れていた。しかし本発明品は、比較的長期に使用される
電子卓上計算器や、ゲーム付きウォッチなどの用途に使
用できる。
（実施例２）
従来例の多孔体４に代る材料に本発明を適用した。従来
多孔質支持体としては濾紙、あるいはポリエチレンやポ
リプロピレンの多孔膜が用いられていた。本発明はこれ
ら材料、特にポリエチレン、ポリプロピレン多孔膜に酸
素選択性透過膜４ａを併用した。なお、酸素選択性透過
膜４ａとしては、ポリジメチルシロキサン−ポリヒドロ
キシスチレン−ポリスルフォン三元系架橋共重合体を使
用した構造である。この材料も薄膜化が可能で、本実施
例では０．１７１ｍの厚みの酸素選択性透過膜４ａを２
００μｍ厚のポリプロピレン多孔膜の両面に設けた。こ
れを用い実施例１と同様、従来と全く同様に電池を構成
した。その構造を第３図に示す。
多孔質支持体としては濾紙、あるいはポリエチレンやポ
リプロピレンの多孔膜が用いられていた。本発明はこれ
ら材料、特にポリエチレン、ポリプロピレン多孔膜に酸
素選択性透過膜４ａを併用した。なお、酸素選択性透過
膜４ａとしては、ポリジメチルシロキサン−ポリヒドロ
キシスチレン−ポリスルフォン三元系架橋共重合体を使
用した構造である。この材料も薄膜化が可能で、本実施
例では０．１７１ｍの厚みの酸素選択性透過膜４ａを２
００μｍ厚のポリプロピレン多孔膜の両面に設けた。こ
れを用い実施例１と同様、従来と全く同様に電池を構成
した。その構造を第３図に示す。
図中４′は本発明の酸素選択性透過膜を両面に設けた多
孔質の支持体である。この電池を実施例１と全く同じ環
境と放電条件で試験した結果、実施例１０本発明品とほ
ぼ同様な結果が得られた。
孔質の支持体である。この電池を実施例１と全く同じ環
境と放電条件で試験した結果、実施例１０本発明品とほ
ぼ同様な結果が得られた。
発明の効果
このように酸素極側の一部に酸素選択性透過膜を設ける
ことにより、水蒸気の透過がこれまでの多孔体に比較し
て著しく小さくなるため、環境条件の変化を受ｑにくく
なり、ガス透過性電極、特に酸素極を使用する電池の４
用性を改善することが可能となった。
ことにより、水蒸気の透過がこれまでの多孔体に比較し
て著しく小さくなるため、環境条件の変化を受ｑにくく
なり、ガス透過性電極、特に酸素極を使用する電池の４
用性を改善することが可能となった。
第１図は従来のボタン型空気電池の断面構造図、第２図
は本発明の実施例におけるボタン型空気電池を従来品と
比較した場合の放電特性図、第３１スは本発明の他の実
施例におけるボタン型空気電池の断面構造図を示す。 １・・・・・ガス拡散電極（酸素極）、２・・・・・・
ポリテトラフルオロエチレン多孔膜、３・・・・・・空
気取り入れ孔、４．４′ ・・・・・・酸素極の支持体
を兼ねた多孔体、４ａ・・・・・・酸素選択性透過膜、
５，６・・・・・・セパレータ、７・・・・・・負極、
８・・・・・・負極容器、９・・・・・・絶縁ガスケッ
ト、１ｏ・・・・・・正極容器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 −４献躯蝦司県）
は本発明の実施例におけるボタン型空気電池を従来品と
比較した場合の放電特性図、第３１スは本発明の他の実
施例におけるボタン型空気電池の断面構造図を示す。 １・・・・・ガス拡散電極（酸素極）、２・・・・・・
ポリテトラフルオロエチレン多孔膜、３・・・・・・空
気取り入れ孔、４．４′ ・・・・・・酸素極の支持体
を兼ねた多孔体、４ａ・・・・・・酸素選択性透過膜、
５，６・・・・・・セパレータ、７・・・・・・負極、
８・・・・・・負極容器、９・・・・・・絶縁ガスケッ
ト、１ｏ・・・・・・正極容器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 −４献躯蝦司県）
Claims (2)
- （１）酸素を活物質とするガス拡散電極を備え、このガ
ス拡散電極の空気取り入れ側に酸素選択性透過膜を設け
た電池。 - （２）酸素選択性透過膜が、ポリジメチルシロキサン、
ポリジメチルシロキサン−ポリヒドロキシスチレン架橋
型共重合体、ポリジメチルシロキサンーホリヒドロキシ
スチレンーホリスルフオン三元系架橋型共重合体、ブチ
ルゴム及びニトロセルロースからなる群のいずれかの材
料で構成された特許請求の範囲第１項記載の電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57140627A JPS5931566A (ja) | 1982-08-12 | 1982-08-12 | 電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57140627A JPS5931566A (ja) | 1982-08-12 | 1982-08-12 | 電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5931566A true JPS5931566A (ja) | 1984-02-20 |
| JPS6352431B2 JPS6352431B2 (ja) | 1988-10-19 |
Family
ID=15273093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57140627A Granted JPS5931566A (ja) | 1982-08-12 | 1982-08-12 | 電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5931566A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6065480A (ja) * | 1983-06-23 | 1985-04-15 | レイオバツク コ−ポレ−シヨン | エアカソ−ド式ボタン電池 |
| JPH0685488U (ja) * | 1993-05-19 | 1994-12-06 | 日本電話施設株式会社 | オーガ刃先 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0446828U (ja) * | 1990-08-28 | 1992-04-21 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5427934A (en) * | 1977-08-01 | 1979-03-02 | Union Carbide Corp | Air deporarization cell |
-
1982
- 1982-08-12 JP JP57140627A patent/JPS5931566A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5427934A (en) * | 1977-08-01 | 1979-03-02 | Union Carbide Corp | Air deporarization cell |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6065480A (ja) * | 1983-06-23 | 1985-04-15 | レイオバツク コ−ポレ−シヨン | エアカソ−ド式ボタン電池 |
| JPH0572072B2 (ja) * | 1983-06-23 | 1993-10-08 | Rei Oo Batsuku Corp | |
| JPH0685488U (ja) * | 1993-05-19 | 1994-12-06 | 日本電話施設株式会社 | オーガ刃先 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6352431B2 (ja) | 1988-10-19 |
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