JPS63126178A - 薄型空気電池 - 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】 く・債業上の利用分野〉 本発明は、４面に微細孔７有する中空糸７通して空気中
の酸素￥導入するように改良した薄型電池に関するもの
である。

〈従来技術〉 ＋４型ｄ油は最近の携帯用心子機４の発達に伴い。

カメラや薄型ラジ第５カード電卓、グリーテイングカー
ドの電源に使用され、小型化、薄型化の重安な役割？果
たし℃いろ。しかしながら、近年ではよりエネルギー密
度の筒い電池が要求されるようになってきた。そこで、
よりエネルギー密度の高い空気電池す一注目されており
、数多くの研究カーなされているｂ″−１製品化までに
至っているのは、ボタン型心γ也のみである。

〈発明す一解決しようとする問題点〉 空気心電は、空気中の酸素？正極活物質とするため、外
界に対して開口部？有することが必要となり、ボタン型
空気心池では正極缶底部に空気孔！設けている。そのた
めに空気孔７通じて空気中の水蒸気や炭酸ガスの透過？
抑えられず、准池註能？劣化させる、或いは五解夜がは
池外に漏出すること？防上できないため、電池１史用機
器？汚損な麺・しは使用不可にする等の問題？有してい
た。

このような欠点￥解決するために、従来は空気孔に酸素
透過１漢？具ｊＪｍする等の処理？とっているが。

空気化は、１ないし２個程度しか設けてな５・ため。

少欲の酸素しか流入できず、重負荷放電には適さないと
いう欠点？有して−・た。

〈問題点？解決するための手段〉 正極活性物質として空気中の酸素を使用した正極と負極
と？セパレーター？介して対向させた構造の薄型空気電
池において、壁面に微細孔？有する中空糸７通して空気
中の酸素？電池に導入するようにし、８媛に応じてさら
に、中空糸の外周に酸素透過樹脂、例えばシリコーン油
、ポリアルキルスルホン＞１８　ｎ旨、ポリ（４−メチ
ルペンテン）樹脂等及びこれらの樹脂体等？コーティン
グしたことにより、解決ｂ″−−可能った。

ここで、中空糸はポリエチレン或いはポリプロピレン製
である。

以下１図面に従病い詳細に説明する。第１図は（。

本発明の薄型空気電池の側断面図であり、第２図は千面
図？示すものである。

まず、滅多孔曲フィルムから成る撥水＃　＋６）に。

空気極触媒層１５）ｆ！−設け、また裏面には壁面に微
細孔？有する中空糸（７）と拡散紙＋８）と？介して前
記中空糸（７）？挿入する孔１０１を有し、正極集成体
（９１０周縁部？接着剤により固着して正極？形成した
。

負極は負極集成体ｔｌｌの裏面に周縁部？残して負極活
物質層を設けて成る。

そして、正極の正極集成体（９）のｌｉ！ｉｌ録部と負
極の負極集成体＋１１の周縁部との間に封口材（２）？
介して重ねヒートシールすると共に、この時、負極活物
質層１３）と空気極触媒＋＠ｉ　＋５１との間に例えば
電解液？ゲル化したものを含浸して成る不織布等から成
るセパレーター１４）ｖ介し℃重ねてなる＃型空気電池
である。

ここで、空気極触媒層（５）は導電性助材と澄水性結着
剤と正極触媒とをペースト状に混練して金属芯材に加圧
充填して成るもの？微多孔性フィルムから成る壷水模−
６）に横１−シたものであり、正極集成体（９）は導電
性フィルムとアルミ箔と？ラミネートしたものである。

負極活物質４　；３１は、合金？含有″′ｒる亜鉛粉末
？溶剤とバインダーとによりインキ化したものであり、
また、負極集成体Ｉｌｌは正極集成体（９）と同様の構
造を有するものである。

く作　用〉 壁面に微細孔な有″ｆる中空糸を通して、空気中の酸素
ｆｆ収り入れるようにしたことにより、空気／ｌ’−を
池の内部までよく入るようになる。したｂ′−って、触
媒層と空気との接触する面積ｂ″−実質的に増加する。

また、水蒸気、炭酸ガス等の電池内への混入？防ぐこと
ｂ−できる。

〈実施例〉 第１図に示しｔｏ空気原触媒層（５）は、４屯性助剤と
してグラファイト、アセチレンブラックヲ、磨水性結着
剤としてポリテトラフルオロエチレンのディスパージゴ
ン？、正極触媒としてフタロシアニン化合物？用い、こ
れらをペースト状に混練して金属材に加圧充填したもの
を、平均孔径１μｍ。

開化率３０〜５０％、厚さ５０μｍのポリテトラフルオ
ロエチレンからなろ１發水模（６）に・＋ｉｉｆ！して
設けた。

負極集成体Ｉｔ）及びＩＥ愼東ポ体（９）は、ポリオレ
フィンｔｉｆｔ　ｉｉ旨に４　ｒｆｆ　ａフィラーとし
てアセチレンブラック？混練してなる導電性フィルムと
２０μｍのアルミ箔と？ラミネートしたものを用いた。

封口材１２）としては、ポリエチレン／ポリエチレンテ
レフタレート／ポリエチレンの６ｊ−構造からなるフィ
ルム？用いた。

中空糸（７）は、内径３００μｍ、壁面孔径０．１μｍ
程度、長さ４５．、でポリエチレン（以下ＰＥという）
、ポリプロピレン（以下ＰＰという）製のもの？それぞ
れ３本用いた。

負極活物質層１３１は、２２５メツシュ？通過した若干
のインジウムφガリウム合金を含む亜鉛粉末を溶剤とバ
インダーとによりインキ化し、負極集４体上に塗布乾燥
して形成した。

セパレータ（４）は、酸化亜鉛？含む水酸化カリウム水
溶族から成る蹴解液？ポリアクリル酸ナトＩＪ仝 ラムでゲル化したものを２０μのポリプロピレン不織布
に含浸させたもの？用いた。

以下、中空糸（７）にＰＥ及びＰＰ￥使用した電池［Ａ
］　、　　ＣＢ］と中空糸（７）は詩に１吏用せず、正
１ポ渠心体（９）に空気孔？設けた（池〔Ｃ〕と？比較
試億した結果？具体例１にまたＰＰ製の中空糸（７）に
酸素透過性側脂？コーティングした電池［Ｄｌ　、　Ｃ
ＥＩ　２ある一定の条件のもとで試噛した結果を具体例
２に示す。

く具体例１〉 本発明の中空糸￥通して空気？取り入れるようにした薄
型空気電池の具体例？説明する。今回用いた前記中空糸
は、ポリエチレン及びポリプロピレン製である。なお５
本発明の効果？明確に立証するため、前記中空糸を除−
・てすべて同一構成の電池とした。

正極４　煤層として、コバルトフタロシアニン。

４０重量部、グラファイト、６０重電部、アセチレンブ
ラック、１２重量部、ポリテトラフルオロエチレンのデ
ィスパージョン、１８重量部？混練し、ステンレスメッ
シ：Ｘ、（６０メツシユ）にニッケルをメッキした正Ｉ
ｔ−用集亀体（４０ｗＸ２７諒）に加圧充填したものを
用いた。負極は、２００メツシー以下の氷化亜鉛（氷化
率３．２％）￥、有機バインダーとして、アクリル酸エ
ステルｓ重を部、ヒドロキシプロピルセルロース１ｔｔ
、有機溶剤として、ジエチレングリコールジメチルエー
テル？用いインキ化し、スクリーン印刷により４を性ポ
リエチレンフィルム（４８ｗＸ　３５偏）上に、３２１
．Ｘ１９．、厚み約０．５咽の形状で塗布後、乾燥して
負極電極とした。心解収は、ポリアクリル酸ナトリウム
１重通部、酸化亜鉛４屯量部を含む３０重量部水酸化カ
リウム水浴液？用、・。

電池１個あたり、ｏ、５ｙｔ４布した。

さらに、従来例として該空気流入部に中空糸？用いずに
、正極集成体に穴？あげ空気孔？設けた薄型電池も作成
した。

以上のように作成した薄型電池（表１）を５２０℃で貯
蔵し、６ケ月・１２ケ月間密閉状態にした後の３００Ω
連続放鑞漏液発生数の比較試験２行なった。３００Ω連
続放醒は、初期よりの容量劣化率￥調べた。その結果、
本発明品である〔Ａ］。

〔Ｂ〕は従来品である〔Ｃ〕に比して、客数劣化率。

漏液５発生数ともにはるかに優れていることがわかる。

表１ 項　目　　電池　空気流入部　６ケ月保存　１２ケ月保
存容量劣化率　Ａ　　ＰＥ中空糸　　　７　　　　１５
〔％）ＢＰＰ中空糸　　　　５　　　　１０Ｃ空気孔　
１０２５ 漏　液　数　Ａ　　ＰＦｉ中空糸　　　０３〔個）ａｐ
ｐ中空糸　　　　０２ Ｃ空気孔　　０６ く具体例２〉 前記具体例と同様な構造？有する薄型電池の２０°Ｃで
６ケ月・１２ケ月貯蔵後の６００Ω連続放心・漏液発生
数の比較試験２行なった。その結果。

本発明品であるＩ：Ｄｌ　ＣＥ］は、前記具体例の〔Ｃ
〕よりも優れた成池注能？有し℃いることがわかる。

特にシリコーン油を用いたＣＤ］は、２０℃１２ケ月貯
蔵で、漏液発生数ｂｔＯであった。

表２ Ｐｌ？中空糸使用　　ｎ−５０ 項　目　　電池　コーティング樹脂　　　　　　　　　
６ケ月貯蔵　　１２ケ月貯蔵容量劣化率　Ｄ　７リコー
７油　　　　　　　　　　　　　２５〔％）Ｋ　　ポリ
（４−メチルベ／テン）１１脂４　　　　　　　８漏　
液　数　Ｄ　シリコーン油　　　　　　　　　　　　０
０（４１１１）　　　　ＩＣポリ（４−メチルベ／テン
）樹脂Ｏ１〈発明の効果〉 以上説明したように５本発明によれば中空糸を通して空
気？取り入れろため水蒸気、炭酸ガスの透過？抑え、電
池性能の劣化、漏液？激減させ、爪負荷放心にも耐えつ
る性能を有しており、長期にわたる放成？０Ｔ能とし、
保存性能の優れた極めて高い実用価値を期待することｂ
−できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の薄型空気電池の一実施例？示す側面断
面図、第２図は同じく一部？破断じて示す平面図である
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）正極活性物質として空気中の酸素を使用した正極
   と負極とをセパレーターを介して対向させた構造の薄型
   空気電池において、壁面に微細孔を有する中空糸を通し
   て空気中の酸素を電池に導入するようにしたことを特徴
   とする薄型空気電池。
2. （２）前記中空糸の外周を酸素透過性樹脂でコーティン
   グしたものを用いた特許請求の範囲第１項記載の薄型空
   気電池。