JPS6054164A - 空気電池 - Google Patents
空気電池Info
- Publication number
- JPS6054164A JPS6054164A JP58162013A JP16201383A JPS6054164A JP S6054164 A JPS6054164 A JP S6054164A JP 58162013 A JP58162013 A JP 58162013A JP 16201383 A JP16201383 A JP 16201383A JP S6054164 A JPS6054164 A JP S6054164A
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- JP
- Japan
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- air
- current collector
- negative electrode
- negative
- zinc
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- Granted
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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
- 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
-
- 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
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
-
- 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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- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (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〕
本発明は筒状に成形した薄膜状ガス電極を有する筒形空
気電池に係シ、更に詳しくは改良された負楠集電体をＱ
ｔｆｆえた劇痛液性に優れた空気電池に関する。
気電池に係シ、更に詳しくは改良された負楠集電体をＱ
ｔｆｆえた劇痛液性に優れた空気電池に関する。
従来の筒形空気電池は第１図に例示したような構造にな
っている。
っている。
図において、ｌは薄膜状ガス電極であって、集電体層と
触媒層と撥水性鳩を一体的に積層した三層薄膜を円筒状
に巻回して構成されている。該ガス電極１の上端をリー
ド線２を介して正極端子板８の周辺に溶接し、ガス正極
１の上部をガスケット３に埋設し、コツプ状体を構成し
ている。該コツプ状体の内側にはセパレータ５を介して
亜鉛粉末とアルカリ性電解液及びゲル化剤とを混練して
成る負極合剤６、並びに負極端子板９とを接続する負極
集電体７が装填されている。該コンブ状体の開口部はポ
リエチレン若しくはボリグロビレン等の合成樹脂から成
るガスケット４で封口されている。正極端子板８及び負
極端子板９の周辺部は絶縁性のスリーブｌｉ、１２で被
覆され、空気取り入れ孔１０’を有する金属製の外装缶
１０によりクランプ形式で被包されている。
触媒層と撥水性鳩を一体的に積層した三層薄膜を円筒状
に巻回して構成されている。該ガス電極１の上端をリー
ド線２を介して正極端子板８の周辺に溶接し、ガス正極
１の上部をガスケット３に埋設し、コツプ状体を構成し
ている。該コツプ状体の内側にはセパレータ５を介して
亜鉛粉末とアルカリ性電解液及びゲル化剤とを混練して
成る負極合剤６、並びに負極端子板９とを接続する負極
集電体７が装填されている。該コンブ状体の開口部はポ
リエチレン若しくはボリグロビレン等の合成樹脂から成
るガスケット４で封口されている。正極端子板８及び負
極端子板９の周辺部は絶縁性のスリーブｌｉ、１２で被
覆され、空気取り入れ孔１０’を有する金属製の外装缶
１０によりクランプ形式で被包されている。
ここで、負極集電体７は通常、その直径が１〜２ｍｍの
しんちゅう製の丸棒が防用されている。また１の薄膜状
ガス電極の触媒層は、基材としては活性炭粉末、黒鉛粉
末又は各独金属の粉末等の導電性粉末を用い、これらの
表面に例えば白金、パラジウム、銀、コバルト等の酸素
還元能を有する触媒を担持せしめ、これを例えばポリテ
トラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）等の撥水性を有する活
着剤で結着した後、板状または薄状に成形して成る多孔
質成形体であって、その内部には微細な貫通孔が均一に
分布している。
しんちゅう製の丸棒が防用されている。また１の薄膜状
ガス電極の触媒層は、基材としては活性炭粉末、黒鉛粉
末又は各独金属の粉末等の導電性粉末を用い、これらの
表面に例えば白金、パラジウム、銀、コバルト等の酸素
還元能を有する触媒を担持せしめ、これを例えばポリテ
トラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）等の撥水性を有する活
着剤で結着した後、板状または薄状に成形して成る多孔
質成形体であって、その内部には微細な貫通孔が均一に
分布している。
なお、多孔構造の該多孔１↓触媒層から電解液が漏出す
ることを防止するために、一般には、例えばポリテトラ
フロロエチレン、ポリテトラフロロエチレン−へキサフ
ロロプロピレン共重合体、ポリエチレン−テトラフロロ
エチレン共重合体、ポリプロピレンのような撥水性（電
解液との接触角が大きい）を有する物質を、触媒を担持
する基材の結着時に所定量混在せしめ、一体内な撥水性
層を形成している。
ることを防止するために、一般には、例えばポリテトラ
フロロエチレン、ポリテトラフロロエチレン−へキサフ
ロロプロピレン共重合体、ポリエチレン−テトラフロロ
エチレン共重合体、ポリプロピレンのような撥水性（電
解液との接触角が大きい）を有する物質を、触媒を担持
する基材の結着時に所定量混在せしめ、一体内な撥水性
層を形成している。
さらに空気乾電池に用いられる空気電極ないしは水中の
溶存酸素ガス濃度検出に用いるガルバニ型叡素センサの
空気電極のように、特に、電解液漏出の許されない場合
には、上記のような物質から作成された撥水性でかつ酸
素ガス透過性の薄膜を、該多孔質触媒層の空気側表面に
、熱融着、圧着、接着等の適宜な方法で添着して一体的
な撥水性層を形成することが試みられている。
溶存酸素ガス濃度検出に用いるガルバニ型叡素センサの
空気電極のように、特に、電解液漏出の許されない場合
には、上記のような物質から作成された撥水性でかつ酸
素ガス透過性の薄膜を、該多孔質触媒層の空気側表面に
、熱融着、圧着、接着等の適宜な方法で添着して一体的
な撥水性層を形成することが試みられている。
この構造の電池を放電した場合、例えば負極が亜鉛粉末
を、ゲル化剤を含有したアルカリ電解液中に分散したタ
イプのものである場合は、その負極での放電反応は金属
の酸化反応、つ″！、シ亜鉛が電池の外部にある大気中
のｊ實素と反応して酸化亜鉛になるもの ２Ｚｎ ＋ ０２ →’２ＺｎＯ であり、その亜鉛１ｙ当シの体積は放電前の０．１４ｃ
ｒＡ／ｆ／から放電後の約０．１８ ａ！／’ ！へと
亜鉛に関してだけでも約２９係も増加する。負極活物質
の限られた容積内でのこの亜鉛の体積膨張は、正極であ
る空気極を内部から圧迫するものであり、空気極を通し
て１１Ｌ解液を電池外部へ押し出すだめ液渥れの原因と
なり、さらに著しくは、筒状空気極の破裂を引き起こす
ものである。
を、ゲル化剤を含有したアルカリ電解液中に分散したタ
イプのものである場合は、その負極での放電反応は金属
の酸化反応、つ″！、シ亜鉛が電池の外部にある大気中
のｊ實素と反応して酸化亜鉛になるもの ２Ｚｎ ＋ ０２ →’２ＺｎＯ であり、その亜鉛１ｙ当シの体積は放電前の０．１４ｃ
ｒＡ／ｆ／から放電後の約０．１８ ａ！／’ ！へと
亜鉛に関してだけでも約２９係も増加する。負極活物質
の限られた容積内でのこの亜鉛の体積膨張は、正極であ
る空気極を内部から圧迫するものであり、空気極を通し
て１１Ｌ解液を電池外部へ押し出すだめ液渥れの原因と
なり、さらに著しくは、筒状空気極の破裂を引き起こす
ものである。
これを防止するために、空気極を厚くする、空気極中の
結着剤量を多くし撥水性、強塵の増加をはかる等の検討
が行なわれて来たが、空気極の７１１気的抵抗を太きく
シ、放電件部を著しく低下させるのみでなく、漏液を防
止することは今だ不可能な状態である。
結着剤量を多くし撥水性、強塵の増加をはかる等の検討
が行なわれて来たが、空気極の７１１気的抵抗を太きく
シ、放電件部を著しく低下させるのみでなく、漏液を防
止することは今だ不可能な状態である。
本発明は、負極合剤の放電反応による体２！「膨張を吸
収し、電解液の耐漏液性に優れた空気電池を提供するも
のである。
収し、電解液の耐漏液性に優れた空気電池を提供するも
のである。
本発明の空気電池は、負イヴ集ＮＥＴ、体部分に電池放
電反応による負極活物質の体積膨張を吸収するための電
導性空間を設けたことを特徴とするものである。以下図
を参照しながら本発明をを気亜鉛電池を例にあげて説明
する。
電反応による負極活物質の体積膨張を吸収するための電
導性空間を設けたことを特徴とするものである。以下図
を参照しながら本発明をを気亜鉛電池を例にあげて説明
する。
この電導性空間を設けるために、本発明では従来のしん
ちゅう製の丸棒状負極集電体、板状銅集電体、板状亜鉛
集電体の代りにそれらの金属の多孔質体を使用するもの
である。第１図は直径２ ｍｍのしんちゅう製丸棒を負
極集電体（７）とした従来の円筒形空気亜鉛電池、第２
図は本発明の発泡しんちゅうを負極集電体Ｑ３１としだ
空気ｂ１ｒ鉛電池、第３図は銅・ステンレスクラツド板
を負極集電体（７）無負極端子板（９）とした従来のボ
タン形空気亜鉛電池、第４図は発泡鋼を負極集電体側と
する本発明の空気亜鉛電池、第５図は亜鉛板を亜鉛極（
６１兼負極集電体（７）とする従来の角形空気亜鉛電池
、第６図は発泡亜鉛を亜鉛板合剤（６）無負極集電体（
７）とする本発明の角形空気亜鉛電池である。なお、第
２図乃至第６図の喬号は第１図と同様のものを用いた。
ちゅう製の丸棒状負極集電体、板状銅集電体、板状亜鉛
集電体の代りにそれらの金属の多孔質体を使用するもの
である。第１図は直径２ ｍｍのしんちゅう製丸棒を負
極集電体（７）とした従来の円筒形空気亜鉛電池、第２
図は本発明の発泡しんちゅうを負極集電体Ｑ３１としだ
空気ｂ１ｒ鉛電池、第３図は銅・ステンレスクラツド板
を負極集電体（７）無負極端子板（９）とした従来のボ
タン形空気亜鉛電池、第４図は発泡鋼を負極集電体側と
する本発明の空気亜鉛電池、第５図は亜鉛板を亜鉛極（
６１兼負極集電体（７）とする従来の角形空気亜鉛電池
、第６図は発泡亜鉛を亜鉛板合剤（６）無負極集電体（
７）とする本発明の角形空気亜鉛電池である。なお、第
２図乃至第６図の喬号は第１図と同様のものを用いた。
それぞれの空気電池は１００μｍのｌ） Ｔ Ｆ Ｅ多
孔質フィルムを撥水性層、白金を相持した活性炭粉末と
混合し常法によシ圧延してシート化したものを触媒層と
し、ニッケル金網を集電化として、これらを圧着して作
成した空気電極、ポリアミド不織布製のセパレータ、飛
化亜鉛粉末をゲル化剤を含有したアルカリ電解液に分散
された負極合剤とより構成されている。
孔質フィルムを撥水性層、白金を相持した活性炭粉末と
混合し常法によシ圧延してシート化したものを触媒層と
し、ニッケル金網を集電化として、これらを圧着して作
成した空気電極、ポリアミド不織布製のセパレータ、飛
化亜鉛粉末をゲル化剤を含有したアルカリ電解液に分散
された負極合剤とより構成されている。
本発明で用いられる導電性多孔質体は、それ自身で負極
集電体を構成してもよく、また強度が不足する場合には
別に集電体を設け、これに該４ ｑ；性質孔質体を圧着
ないしは溶接等によシ接続してもよい。また、該導電性
多孔体自体で負極活物質をイｈ成してもよい。
集電体を構成してもよく、また強度が不足する場合には
別に集電体を設け、これに該４ ｑ；性質孔質体を圧着
ないしは溶接等によシ接続してもよい。また、該導電性
多孔体自体で負極活物質をイｈ成してもよい。
該導電性多孔体としてはカーボン、ニッケル、ｆｉｉｌ
、亜鉛、アルミニウム、シンチーウ、銀、金、白金等
の金属、および合金、ならびにメッキされた金属、プラ
スチック等の発７ｆＱ体、繊組の集合体・不織布等を用
いることができる。
、亜鉛、アルミニウム、シンチーウ、銀、金、白金等
の金属、および合金、ならびにメッキされた金属、プラ
スチック等の発７ｆＱ体、繊組の集合体・不織布等を用
いることができる。
平均孔径１０μの微細孔を均一に分布した厚さ１００μ
のポリテトラフロロエチレンフィルム：を撥水性層；白
金５重量係を担持した平均粒径１００μｍの活性炭粉末
及び該活性炭粉末の２０重量％のポリテトラフロロエチ
レン粉末とを混合粉末とし、この混合粉末を′１借法に
ょシ圧延ロールして作成した厚み０．５ ｍｍのフィル
ム；を触媒層電、及び０．１ ａｍ ｌ ４０メツシユ
のニッケル金網；を集屯体層として用意した。これら三
島を上記した順序で積層し全体を１ｔｏｎ／Ｋｐｒ？の
圧力で加圧して薄ｊ摸状空気電極とした。
のポリテトラフロロエチレンフィルム：を撥水性層；白
金５重量係を担持した平均粒径１００μｍの活性炭粉末
及び該活性炭粉末の２０重量％のポリテトラフロロエチ
レン粉末とを混合粉末とし、この混合粉末を′１借法に
ょシ圧延ロールして作成した厚み０．５ ｍｍのフィル
ム；を触媒層電、及び０．１ ａｍ ｌ ４０メツシユ
のニッケル金網；を集屯体層として用意した。これら三
島を上記した順序で積層し全体を１ｔｏｎ／Ｋｐｒ？の
圧力で加圧して薄ｊ摸状空気電極とした。
このようにして作成した空気電極を正橙とし、重量比で
３％の水釧てアマルガム化した６０〜１５０メツシーバ
スの亜鉛粉末を、水酸化す） ＩＪウム溶液中にゲル化
剤を分散させてん、１製したゲル状電解液中に分散され
た亜鉛イφくを対極とし、ポリアミドの不織布をセパレ
ータとし、常法によりＬＲ６形、Ｌ）１．４４形を、及
び亜鉛発泡体を負債集電兼負極活物質とに１００ｍＸ１
０口×１ｃＴｎの角形の空気亜鉛電池を各２０個作成し
た。なお、この場合の負極集電体について本発明の導電
１９−多孔体を用いたものと、これを用いない従来例と
を表１に示した。
３％の水釧てアマルガム化した６０〜１５０メツシーバ
スの亜鉛粉末を、水酸化す） ＩＪウム溶液中にゲル化
剤を分散させてん、１製したゲル状電解液中に分散され
た亜鉛イφくを対極とし、ポリアミドの不織布をセパレ
ータとし、常法によりＬＲ６形、Ｌ）１．４４形を、及
び亜鉛発泡体を負債集電兼負極活物質とに１００ｍＸ１
０口×１ｃＴｎの角形の空気亜鉛電池を各２０個作成し
た。なお、この場合の負極集電体について本発明の導電
１９−多孔体を用いたものと、これを用いない従来例と
を表１に示した。
これらの空気亜鉛電池をそれぞれ９６時間で放電が終了
する放電率で２５℃の空気中で放電し、しかる後、これ
らの電池を４５℃、相対湿度９０％の雰囲気中に１５日
間保存した場合の漏液状態を観察しだ。その漏液の割合
をそれぞれ従来例の電池を１００％として表１に併記し
た。
する放電率で２５℃の空気中で放電し、しかる後、これ
らの電池を４５℃、相対湿度９０％の雰囲気中に１５日
間保存した場合の漏液状態を観察しだ。その漏液の割合
をそれぞれ従来例の電池を１００％として表１に併記し
た。
表 １
上記実施例は、空気亜鉛電池を例にあげて説明して来た
が、空気、マグネシウム、空気鉄。
が、空気、マグネシウム、空気鉄。
空気アルミニウム等信の空気１わ；池に適用されること
は言うまでもないことである。
は言うまでもないことである。
勲
第１図、第３図、第５図は従来例空気電池を示す断面図
、第２図、第４図、第６図は本発明による円筒形、ボタ
ン形、角形空気亜鉛電池の断面図を示す。 １・・・ガス電楠、２・・・リード糾、３・・ガスケッ
ト、４・・・ガスケット、５・・セパレータ、６・・・
合剤、７・・・負極集電体、８・・・正極端子板、９・
・・負極端子板、１０・・・外装缶、１０′・・・空気
取り入れ孔、１１・・・スリーブ、１２・・スリーブ、
１３・・・導電性多孔質体。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （はが１名ン第１図 Ｊ １ｆ− 第 ２１１ ４ 第 ３ 図 第 ４ 図 ｔｏ’ 、Ｓ ｔｄ 、／ 第５図 第 ６ 図
、第２図、第４図、第６図は本発明による円筒形、ボタ
ン形、角形空気亜鉛電池の断面図を示す。 １・・・ガス電楠、２・・・リード糾、３・・ガスケッ
ト、４・・・ガスケット、５・・セパレータ、６・・・
合剤、７・・・負極集電体、８・・・正極端子板、９・
・・負極端子板、１０・・・外装缶、１０′・・・空気
取り入れ孔、１１・・・スリーブ、１２・・スリーブ、
１３・・・導電性多孔質体。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （はが１名ン第１図 Ｊ １ｆ− 第 ２１１ ４ 第 ３ 図 第 ４ 図 ｔｏ’ 、Ｓ ｔｄ 、／ 第５図 第 ６ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌ）酸素を電気化学的に還元するだめの空気電極（岐素
電極）と、空気電極と電気的に接続された場合に電子を
放出する負極活物質と、空気電極と負極活物質とをイオ
ン伝専によって連結している電解質、及び空気電極と負
極活物質とが電気的に接触することを防止しているセパ
レータとから構成されている空気電池において、負極活
物質と負極端子とを連結している負極集電体に４ Ｔｌ
ｉ性多性質孔質体けたことを特徴とする空気電池。 ２、特許請求の範囲第１項において該負極集電体自体を
導電性多孔質体で構成１〜たことを特徴とした空気電池
。 ３）％許請求の範囲第１又は第２項において負極活物質
自体が導電性多孔質体であることを％徴とする空気電池
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58162013A JPS6054164A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | 空気電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58162013A JPS6054164A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | 空気電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6054164A true JPS6054164A (ja) | 1985-03-28 |
| JPH0557707B2 JPH0557707B2 (ja) | 1993-08-24 |
Family
ID=15746389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58162013A Granted JPS6054164A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | 空気電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6054164A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0662731A2 (en) * | 1993-12-14 | 1995-07-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Cylindrical air cell |
| JP2015035271A (ja) * | 2013-08-07 | 2015-02-19 | 日産自動車株式会社 | 空気電池及びその製造方法 |
| JP2015079592A (ja) * | 2013-10-15 | 2015-04-23 | 日産自動車株式会社 | 電極構造体及びその製造方法 |
-
1983
- 1983-09-05 JP JP58162013A patent/JPS6054164A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0662731A2 (en) * | 1993-12-14 | 1995-07-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Cylindrical air cell |
| EP0662731A3 (en) * | 1993-12-14 | 1996-06-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Cylindrical air coil. |
| JP2015035271A (ja) * | 2013-08-07 | 2015-02-19 | 日産自動車株式会社 | 空気電池及びその製造方法 |
| JP2015079592A (ja) * | 2013-10-15 | 2015-04-23 | 日産自動車株式会社 | 電極構造体及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0557707B2 (ja) | 1993-08-24 |
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