JP3039055B2 - 円筒形空気電池および円筒形空気電極の製造法 - Google Patents
円筒形空気電池および円筒形空気電極の製造法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸素を活物質として用
いる円筒形空気電池および円筒形空気電極の製造法に関
するものである。
いる円筒形空気電池および円筒形空気電極の製造法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、円筒形空気電極はポリテトラフル
オロエチレン（以下ＰＴＦＥという）から成るガス透過
能を有する撥水膜、ニッケルネット、エキスパンドメタ
ルなどの導電性の集電シート、および種々の金属酸化
物、活性炭、ＰＴＦＥディスパージョンを混合して成る
多孔質の触媒シートを重ねて全体を圧着して形成される
３層構造の電極を湾曲して円筒状とし、該円筒状の合わ
せ目である両側端を合成ゴム系またはエポキシ樹脂系の
接着剤で接着することにより構成される。例えば、撥水
性層としてＰＴＦＥ、ポリテトラフルオロエチレン−ヘ
キサフルオロプロピレン共重合体などからなる酸素ガス
透過性のシート、多孔質触媒層として白金、パラジウ
ム、銀、二酸化マンガンなどを担持させた活性炭の粉末
をＰＴＦＥで結着してなる導電性の多孔質体のシート、
集電体層としてニッケルの金網、エキスパンドメタル等
を用いて、撥水性層、多孔質触媒層、集電体層をこの順
序で積層し圧着した３層構造体をつくる。この電極を集
電体層が内側になるようにして湾曲し該シートの両端部
の一部を重ねて筒形とする。ついで、この重なった部分
の撥水性層、多孔質触媒層の部分を取り除いて露出した
集電体層をスポット溶接、ビーム溶接などの溶接手段で
溶接し、液密の状態にない溶接部にフッ素樹脂を充填し
液密に補修する方法（特開昭５８−７５７７３）や、集
電体層をあらかじめスポット溶接などを用いて円筒形に
接合した後、触媒層シートを円筒の外側に両端部を若干
重ね合わせて巻き、さらに、撥水性シートを両端部を若
干重ね合わせて巻き加熱圧着して一体化する方法（特開
昭５８−１９８８６２）などがある。
オロエチレン（以下ＰＴＦＥという）から成るガス透過
能を有する撥水膜、ニッケルネット、エキスパンドメタ
ルなどの導電性の集電シート、および種々の金属酸化
物、活性炭、ＰＴＦＥディスパージョンを混合して成る
多孔質の触媒シートを重ねて全体を圧着して形成される
３層構造の電極を湾曲して円筒状とし、該円筒状の合わ
せ目である両側端を合成ゴム系またはエポキシ樹脂系の
接着剤で接着することにより構成される。例えば、撥水
性層としてＰＴＦＥ、ポリテトラフルオロエチレン−ヘ
キサフルオロプロピレン共重合体などからなる酸素ガス
透過性のシート、多孔質触媒層として白金、パラジウ
ム、銀、二酸化マンガンなどを担持させた活性炭の粉末
をＰＴＦＥで結着してなる導電性の多孔質体のシート、
集電体層としてニッケルの金網、エキスパンドメタル等
を用いて、撥水性層、多孔質触媒層、集電体層をこの順
序で積層し圧着した３層構造体をつくる。この電極を集
電体層が内側になるようにして湾曲し該シートの両端部
の一部を重ねて筒形とする。ついで、この重なった部分
の撥水性層、多孔質触媒層の部分を取り除いて露出した
集電体層をスポット溶接、ビーム溶接などの溶接手段で
溶接し、液密の状態にない溶接部にフッ素樹脂を充填し
液密に補修する方法（特開昭５８−７５７７３）や、集
電体層をあらかじめスポット溶接などを用いて円筒形に
接合した後、触媒層シートを円筒の外側に両端部を若干
重ね合わせて巻き、さらに、撥水性シートを両端部を若
干重ね合わせて巻き加熱圧着して一体化する方法（特開
昭５８−１９８８６２）などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のいずれの方法に
おいても、接着剤または熱溶着により接合部を液密に接
着しなければならないが、撥水性層が主としてフッ素樹
脂から構成されているために接合効果は極めて弱い。こ
のような円筒形空気極を正極とし、その内側にセパレー
タを介して負極（例えば、亜鉛）を充填し電池を構成し
た場合、電池放電反応の進行にともなって亜鉛が酸化亜
鉛等に変化することにより体積膨脹し、その結果接合部
が開口してそこから電解液が漏液し電池性能の低下をき
たしていた。
おいても、接着剤または熱溶着により接合部を液密に接
着しなければならないが、撥水性層が主としてフッ素樹
脂から構成されているために接合効果は極めて弱い。こ
のような円筒形空気極を正極とし、その内側にセパレー
タを介して負極（例えば、亜鉛）を充填し電池を構成し
た場合、電池放電反応の進行にともなって亜鉛が酸化亜
鉛等に変化することにより体積膨脹し、その結果接合部
が開口してそこから電解液が漏液し電池性能の低下をき
たしていた。
【０００４】本発明はこのような課題を解決するもの
で、耐漏液性、放電性能にすぐれた円筒形空気電池およ
び円筒形空気電極の製造法を提供することを目的とする
ものである。
で、耐漏液性、放電性能にすぐれた円筒形空気電池およ
び円筒形空気電極の製造法を提供することを目的とする
ものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ため本発明は、内側より外側にむけて酸素ガス還元能を
有する触媒層、金属集電体層、ガス拡散層および酸素選
択性透過膜層からなる４層構造の円筒形空気極を使用
し、更に上記ガス拡散層が接合部のない完全に液密な円
筒側面をもつことを特徴とした円筒形空気電池および円
筒形空気極の製造法を見出したものである。
ため本発明は、内側より外側にむけて酸素ガス還元能を
有する触媒層、金属集電体層、ガス拡散層および酸素選
択性透過膜層からなる４層構造の円筒形空気極を使用
し、更に上記ガス拡散層が接合部のない完全に液密な円
筒側面をもつことを特徴とした円筒形空気電池および円
筒形空気極の製造法を見出したものである。
【０００６】すなわち、内側より外側にむけて触媒層、
金属集電体層、ガス拡散層および酸素選択性透過膜層か
らなる４層構造の円筒形空気電極であって、まず、酸素
ガス還元能を有する触媒層シートを円柱状の治具の外側
に巻き触媒層を形成し、次に、該円柱の外側表面に金属
線を編み込むことにより集電体層を形成する。その外側
にガス拡散層を押し出し成型により形成する。さらに酸
素選択性透過膜を最外周に巻き、その後、円柱の治具を
抜き取ることにより４層構造の円筒形とする製造法で円
筒形空気電極を作製するものである。
金属集電体層、ガス拡散層および酸素選択性透過膜層か
らなる４層構造の円筒形空気電極であって、まず、酸素
ガス還元能を有する触媒層シートを円柱状の治具の外側
に巻き触媒層を形成し、次に、該円柱の外側表面に金属
線を編み込むことにより集電体層を形成する。その外側
にガス拡散層を押し出し成型により形成する。さらに酸
素選択性透過膜を最外周に巻き、その後、円柱の治具を
抜き取ることにより４層構造の円筒形とする製造法で円
筒形空気電極を作製するものである。
【０００７】
【作用】円筒形空気極を作製するとき、従来まではいず
れの方法にせよ平板電極を湾曲させ接合部を工夫するこ
とにより接合部からの漏液を防ぐことを図ってきた。し
かしながら、程度の違いはあるものの接合部の耐漏液性
は十分とはいえない。このことは、撥水性部分に接合部
がある以上避けられないものと考えることができ、接合
部を無くすことが重要技術である。本発明のように、カ
ーボンブラックおよびフッ素樹脂を混合し、界面活性剤
を含む水あるいは有機溶媒を加えて混練した合剤を円形
のスリットを用いて押し出し成型により接合部のない円
筒形に形成した後、加熱し界面活性剤を除去すれば、こ
の層は接合部がない上に撥水性の層とすることができ
る。つまり、電解液が円筒形電極の内側から外側へ接合
部を通って漏液することを防ぎ、この電極を正極とした
円筒形空気電池の耐漏液性を飛躍的に改善することが可
能となる。また、このようなガス拡散層を新たに設け、
４層構造にすることにより、触媒層にくまなく酸素が供
給でき、従来の３層構造のものに比べ電池性能も向上す
る結果となる。
れの方法にせよ平板電極を湾曲させ接合部を工夫するこ
とにより接合部からの漏液を防ぐことを図ってきた。し
かしながら、程度の違いはあるものの接合部の耐漏液性
は十分とはいえない。このことは、撥水性部分に接合部
がある以上避けられないものと考えることができ、接合
部を無くすことが重要技術である。本発明のように、カ
ーボンブラックおよびフッ素樹脂を混合し、界面活性剤
を含む水あるいは有機溶媒を加えて混練した合剤を円形
のスリットを用いて押し出し成型により接合部のない円
筒形に形成した後、加熱し界面活性剤を除去すれば、こ
の層は接合部がない上に撥水性の層とすることができ
る。つまり、電解液が円筒形電極の内側から外側へ接合
部を通って漏液することを防ぎ、この電極を正極とした
円筒形空気電池の耐漏液性を飛躍的に改善することが可
能となる。また、このようなガス拡散層を新たに設け、
４層構造にすることにより、触媒層にくまなく酸素が供
給でき、従来の３層構造のものに比べ電池性能も向上す
る結果となる。
【０００８】
【実施例】以下、図面とともに本発明を具体的な実施例
に沿って説明する。
に沿って説明する。
【０００９】図１に本発明の円筒形空気電極を用いた単
３形空気亜鉛電池の半截断面図を示した。図の中で、円
で囲み拡大したものは、本発明による４層構造の円筒形
空気極（Ｘ）で、１は多孔質触媒層、２はニッケルめっ
きを施したステンレス線（金属集電体層）、３はガス拡
散層、４は酸素選択性透過膜層である。５は酸素選択性
透過膜層とガス拡散層との隙間に電解液が回り込むのを
防ぐ封止剤、６はセパレータ、７はゲル状亜鉛負極であ
る。ゲル状亜鉛負極は以下のようにして調整した。４０
重量％の水酸化カリウム水溶液（ＺｎＯを３重量％含
む）に３重量％のポリアクリル酸ソーダと１重量％のカ
ルボキシメチルセルロースを加えてゲル化する。次に、
ゲル状電解液に対して重量比で２倍の亜鉛合金粉末を加
えて混合し、ゲル状亜鉛負極とした。８は空気拡散紙、
９は正極缶、１０は絶縁チューブである。１１は空気取
り入れ孔で、１２は電池を使用する前にはがす密封シー
ル、１３は正極キャップ、１４は皿紙である。１５，１
６は金属製のキャップで１５と１６の間に円筒形空気極
をはさみ込み圧着させ、正極缶とスポット溶接すること
により集電する。１７は有機封止剤、１８は樹脂封口
体、１９は負極端子キャップ、２０は負極集電子であ
る。
３形空気亜鉛電池の半截断面図を示した。図の中で、円
で囲み拡大したものは、本発明による４層構造の円筒形
空気極（Ｘ）で、１は多孔質触媒層、２はニッケルめっ
きを施したステンレス線（金属集電体層）、３はガス拡
散層、４は酸素選択性透過膜層である。５は酸素選択性
透過膜層とガス拡散層との隙間に電解液が回り込むのを
防ぐ封止剤、６はセパレータ、７はゲル状亜鉛負極であ
る。ゲル状亜鉛負極は以下のようにして調整した。４０
重量％の水酸化カリウム水溶液（ＺｎＯを３重量％含
む）に３重量％のポリアクリル酸ソーダと１重量％のカ
ルボキシメチルセルロースを加えてゲル化する。次に、
ゲル状電解液に対して重量比で２倍の亜鉛合金粉末を加
えて混合し、ゲル状亜鉛負極とした。８は空気拡散紙、
９は正極缶、１０は絶縁チューブである。１１は空気取
り入れ孔で、１２は電池を使用する前にはがす密封シー
ル、１３は正極キャップ、１４は皿紙である。１５，１
６は金属製のキャップで１５と１６の間に円筒形空気極
をはさみ込み圧着させ、正極缶とスポット溶接すること
により集電する。１７は有機封止剤、１８は樹脂封口
体、１９は負極端子キャップ、２０は負極集電子であ
る。
【００１０】次に、本発明による４層構造の円筒形空気
極の製造法を説明する。製造工程の概略図を図２に示
す。図中の１は酸素還元能を有する多孔質触媒層であ
る。本実験においては、マンガン酸化物、活性炭、アセ
チレンブラック、およびフッ素樹脂粉末をそれぞれ４０
重量％、３０重量％、１５重量％および１５重量％の割
合で十分に混合した後、３６０℃でホットプレスするこ
とによりシート状に成形した。マンガン酸化物は、γ−
ＭｎＯＯＨを窒素気流中４００℃で熱処理したものを用
いた。２はニッケルめっきを施したステンレス線であ
る。上記の方法により成形した多孔質触媒シートを円柱
の治具２１に巻きつけた後（工程１）、ニッケルめっき
を施したステンレス線を外側に編み込む（工程２）。こ
のとき用いる機械は、被覆電線を作製する際に通常よく
用いられる編み機で、本実験においても類似の機械を調
整し用いた。３はアセチレンブラックとフッ素樹脂から
なるガス拡散層である。これは、押し出し成型によりつ
なぎ目のない円筒形とするものであるが、以下の手順に
より作製した。アセチレンブラック１０kgに対して水３
００kg、界面活性剤（関東化学社製ポリエチレンオクチ
ルフェニルエーテル：商品名トリトンＸ−１００）２k
g、フッ素樹脂粉末１５kgを混合、攪拌した後、ろ過、
乾燥（１００℃）、粉砕の工程を経て高分散されたアセ
チレンブラックとフッ素樹脂の混合粉末を得る。この混
合粉末５kgに対してソルベントナフサを１０kgを加えて
混練し、ゴム状ブラックとする。次に、円形スリットの
内側を上記の方法で作製した１および２を通しながら、
ゴム状ブラックを１および２を被覆するように円形スリ
ットから押し出すことで円筒形とした。この結果、１，
２および３の３層構造よりなる円筒形空気極となる（工
程３）。しかしながら、この時点では界面活性剤（トリ
トンＸ−１００）が残留しているためガス拡散層３の撥
水性は乏しい。したがって、酸素選択性透過膜を形成す
る前に、これを２９０℃で熱処理し、界面活性剤を除去
する（工程４）。なお、多孔質触媒層中にも、フッ素樹
脂が含まれているが混合比が小さいためこの層は完全な
撥水性とはならない。つまり、電池にした場合、１の多
孔質触媒層には電解液が浸透するが３の撥水性ガス拡散
層の内側で止められる。また、３のガス拡散層には従来
より問題となっていた接合部がないため電解液の耐漏液
性を飛躍的に向上させることが可能になる。最後に、フ
ッ素樹脂からなる厚み１５０μｍの酸素選択性透過膜を
若干重ねて巻くことにより４を形成する（工程５）。以
上の工程により、４層構造を持った円筒形空気極を作り
上げる。
極の製造法を説明する。製造工程の概略図を図２に示
す。図中の１は酸素還元能を有する多孔質触媒層であ
る。本実験においては、マンガン酸化物、活性炭、アセ
チレンブラック、およびフッ素樹脂粉末をそれぞれ４０
重量％、３０重量％、１５重量％および１５重量％の割
合で十分に混合した後、３６０℃でホットプレスするこ
とによりシート状に成形した。マンガン酸化物は、γ−
ＭｎＯＯＨを窒素気流中４００℃で熱処理したものを用
いた。２はニッケルめっきを施したステンレス線であ
る。上記の方法により成形した多孔質触媒シートを円柱
の治具２１に巻きつけた後（工程１）、ニッケルめっき
を施したステンレス線を外側に編み込む（工程２）。こ
のとき用いる機械は、被覆電線を作製する際に通常よく
用いられる編み機で、本実験においても類似の機械を調
整し用いた。３はアセチレンブラックとフッ素樹脂から
なるガス拡散層である。これは、押し出し成型によりつ
なぎ目のない円筒形とするものであるが、以下の手順に
より作製した。アセチレンブラック１０kgに対して水３
００kg、界面活性剤（関東化学社製ポリエチレンオクチ
ルフェニルエーテル：商品名トリトンＸ−１００）２k
g、フッ素樹脂粉末１５kgを混合、攪拌した後、ろ過、
乾燥（１００℃）、粉砕の工程を経て高分散されたアセ
チレンブラックとフッ素樹脂の混合粉末を得る。この混
合粉末５kgに対してソルベントナフサを１０kgを加えて
混練し、ゴム状ブラックとする。次に、円形スリットの
内側を上記の方法で作製した１および２を通しながら、
ゴム状ブラックを１および２を被覆するように円形スリ
ットから押し出すことで円筒形とした。この結果、１，
２および３の３層構造よりなる円筒形空気極となる（工
程３）。しかしながら、この時点では界面活性剤（トリ
トンＸ−１００）が残留しているためガス拡散層３の撥
水性は乏しい。したがって、酸素選択性透過膜を形成す
る前に、これを２９０℃で熱処理し、界面活性剤を除去
する（工程４）。なお、多孔質触媒層中にも、フッ素樹
脂が含まれているが混合比が小さいためこの層は完全な
撥水性とはならない。つまり、電池にした場合、１の多
孔質触媒層には電解液が浸透するが３の撥水性ガス拡散
層の内側で止められる。また、３のガス拡散層には従来
より問題となっていた接合部がないため電解液の耐漏液
性を飛躍的に向上させることが可能になる。最後に、フ
ッ素樹脂からなる厚み１５０μｍの酸素選択性透過膜を
若干重ねて巻くことにより４を形成する（工程５）。以
上の工程により、４層構造を持った円筒形空気極を作り
上げる。
【００１１】上記の方法で作製した４層構造でかつ接合
部のないガス拡散層（撥水性）をもつ円筒形空気極を用
いた単３形空気亜鉛電池と従来までの３層構造で接合部
を有する円筒形空気極を用いた電池の放電性能および耐
漏液性を比較した。その結果を（表１）に示した。
部のないガス拡散層（撥水性）をもつ円筒形空気極を用
いた単３形空気亜鉛電池と従来までの３層構造で接合部
を有する円筒形空気極を用いた電池の放電性能および耐
漏液性を比較した。その結果を（表１）に示した。
【００１２】
【表１】
【００１３】表中の電池No.１は上記方法で作製した４
層構造でかつ接合部のないガス拡散層をもつ円筒形空気
極を用いた単３形空気亜鉛電池で、No.２は４層構造の
円筒形空気極を使用し、ガス拡散層の部分だけNo.１と
異なり、材料はNo.１と同じものでこれをシート状にし
両端部を重ねて圧着してガス拡散層を構成した電池であ
る。つまり、本発明のNo.１電池のガス拡散層に接合部
があるものである。No.３は従来の３層構造の空気極を
用いた電池で、以下のようにして作製した電池である。
フッ素樹脂の多孔膜で構成された撥水性層、多孔質触媒
層（本発明の電池のものと同じ多孔質触媒シート）、集
電体層（ステンレス線にニッケルめっきを施した線から
なるネット）をこの順序で積層して圧着した３層構造体
を、集電体層が内側になるようにして湾曲して該シート
の両端部の一部を重ねて筒形とする。ついで、この重な
った部分の撥水性層、多孔質触媒層の部分を取り除いて
露出した集電体層をスポット溶接し、溶接部にフッ素樹
脂を充填し液密に補修する。これを正極として後は本発
明と同様の電池構成としたものである。No.４は、集電
体層をあらかじめスポット溶接を用いて円筒形に接合し
た後、触媒層シートを円筒の外側に両端部を若干重ね合
わせて巻き、さらに、フッ素樹脂の多孔膜で構成された
撥水性層を両端部を若干重ね合わせて巻き加熱圧着して
一体化する方法により円筒形空気極を作製する。これを
正極として後は本発明と同様の電池構成である。電池放
電性能に関しては、比較のためにNo.３電池の放電時間
を１００とした場合の比較値を示した。耐漏液性に関し
ては、各放電負荷で放電した電池を２０℃、１ヶ月保存
し、漏液している電池の個数を表に示した。このときの
ｎ数は１０である。放電特性において、No.３およびNo.
４はほぼ同等の性能であるのに対して、本発明のNo.１
電池では１Ω負荷放電で４６％、１０Ω負荷放電で２２
％、７５Ω負荷放電で１１％放電時間が増加している。
また、No.２電池においてもほぼ同じ割合で放電時間が
増加している。このことは、新しくガス拡散層を設け４
層構造にすることによりガス拡散層を通して酸素ガスが
反応層にくまなく供給されることで、放電性能が向上し
たものと考えられる。耐漏液性については、No.３，No.
４では５割以上の電池が漏液したのに対して本発明のう
ちNo.１電池では漏液電池はなかった。このことは、No.
３，No.４電池では放電にともなって亜鉛が体積膨脹し
接合強度が弱められそこから漏液が起こったのに対し
て、No.１電池では接合部がないためにこのことによる
漏液を防ぐことができたものと考えられる。また、No.
２電池ではNo.３，No.４と比較して漏液した電池は少な
いもののガス拡散層に接合部があるために耐漏液性は若
干劣るものである。なお、本発明の多孔質触媒層を押し
出し成型によって継ぎ目のない円筒形として用いた場合
は、放電性能、耐漏液性はNo.１と同等ですぐれ製造工
程も簡略化できるものである。また、本実施例では金属
集電体としてステンレスにニッケルめっきを施した線を
用いたが、ステンレス線、ニッケル線でも同様であっ
た。
層構造でかつ接合部のないガス拡散層をもつ円筒形空気
極を用いた単３形空気亜鉛電池で、No.２は４層構造の
円筒形空気極を使用し、ガス拡散層の部分だけNo.１と
異なり、材料はNo.１と同じものでこれをシート状にし
両端部を重ねて圧着してガス拡散層を構成した電池であ
る。つまり、本発明のNo.１電池のガス拡散層に接合部
があるものである。No.３は従来の３層構造の空気極を
用いた電池で、以下のようにして作製した電池である。
フッ素樹脂の多孔膜で構成された撥水性層、多孔質触媒
層（本発明の電池のものと同じ多孔質触媒シート）、集
電体層（ステンレス線にニッケルめっきを施した線から
なるネット）をこの順序で積層して圧着した３層構造体
を、集電体層が内側になるようにして湾曲して該シート
の両端部の一部を重ねて筒形とする。ついで、この重な
った部分の撥水性層、多孔質触媒層の部分を取り除いて
露出した集電体層をスポット溶接し、溶接部にフッ素樹
脂を充填し液密に補修する。これを正極として後は本発
明と同様の電池構成としたものである。No.４は、集電
体層をあらかじめスポット溶接を用いて円筒形に接合し
た後、触媒層シートを円筒の外側に両端部を若干重ね合
わせて巻き、さらに、フッ素樹脂の多孔膜で構成された
撥水性層を両端部を若干重ね合わせて巻き加熱圧着して
一体化する方法により円筒形空気極を作製する。これを
正極として後は本発明と同様の電池構成である。電池放
電性能に関しては、比較のためにNo.３電池の放電時間
を１００とした場合の比較値を示した。耐漏液性に関し
ては、各放電負荷で放電した電池を２０℃、１ヶ月保存
し、漏液している電池の個数を表に示した。このときの
ｎ数は１０である。放電特性において、No.３およびNo.
４はほぼ同等の性能であるのに対して、本発明のNo.１
電池では１Ω負荷放電で４６％、１０Ω負荷放電で２２
％、７５Ω負荷放電で１１％放電時間が増加している。
また、No.２電池においてもほぼ同じ割合で放電時間が
増加している。このことは、新しくガス拡散層を設け４
層構造にすることによりガス拡散層を通して酸素ガスが
反応層にくまなく供給されることで、放電性能が向上し
たものと考えられる。耐漏液性については、No.３，No.
４では５割以上の電池が漏液したのに対して本発明のう
ちNo.１電池では漏液電池はなかった。このことは、No.
３，No.４電池では放電にともなって亜鉛が体積膨脹し
接合強度が弱められそこから漏液が起こったのに対し
て、No.１電池では接合部がないためにこのことによる
漏液を防ぐことができたものと考えられる。また、No.
２電池ではNo.３，No.４と比較して漏液した電池は少な
いもののガス拡散層に接合部があるために耐漏液性は若
干劣るものである。なお、本発明の多孔質触媒層を押し
出し成型によって継ぎ目のない円筒形として用いた場合
は、放電性能、耐漏液性はNo.１と同等ですぐれ製造工
程も簡略化できるものである。また、本実施例では金属
集電体としてステンレスにニッケルめっきを施した線を
用いたが、ステンレス線、ニッケル線でも同様であっ
た。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば内側より外側にむけて触媒層、金属集電体層、ガ
ス拡散層および酸素選択性透過膜層からなる４層構造の
円筒形空気極、更にガス拡散層が接合部のない完全に液
密な円筒側面をもつ構造の円筒形空気極を用いることに
より放電性能および耐漏液性能にすぐれた円筒形空気電
池を提供できる。
よれば内側より外側にむけて触媒層、金属集電体層、ガ
ス拡散層および酸素選択性透過膜層からなる４層構造の
円筒形空気極、更にガス拡散層が接合部のない完全に液
密な円筒側面をもつ構造の円筒形空気極を用いることに
より放電性能および耐漏液性能にすぐれた円筒形空気電
池を提供できる。
【図１】（ａ）本発明の実施例における円筒形空気電池
の半截断面図 （ｂ）本発明電池の要部拡大図
の半截断面図 （ｂ）本発明電池の要部拡大図
【図２】本発明の実施例における円筒形空気電極の製造
工程図
工程図
１ 多孔質触媒層 ２ ニッケルめっきを施したステンレス線（金属集電体
層） ３ ガス拡散層 ４ 酸素選択性透過膜層 Ｘ ４層構造の円筒形空気極 ６ セパレータ ７ ゲル亜鉛負極 ９ 正極缶 １１ 空気取り入れ孔
層） ３ ガス拡散層 ４ 酸素選択性透過膜層 Ｘ ４層構造の円筒形空気極 ６ セパレータ ７ ゲル亜鉛負極 ９ 正極缶 １１ 空気取り入れ孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新田 芳明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−290658（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−257577（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−205168（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−198862（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 12/06 - 12/08 H01M 4/86 - 4/88
Claims (6)
- 【請求項１】亜鉛を主体とする負極と、セパレータと、
内側から外側にむけて酸素ガス還元能を有する触媒層、
金属集電体層、ガス拡散層および酸素選択性透過膜層の
４層構造をもつ円筒形空気極と、空気拡散紙と、空気取
り入れ孔を持った正極缶とからなる円筒形空気電池であ
って、上記４層構造の円筒形空気極のうち少なくともガス拡散
層が、予め円筒形に一体成形したものを用い、接合部の
ない完全に液密な円筒側面をもつ構造である 円筒形空気
電池。 - 【請求項２】ガス拡散層は、主にカーボンブラックおよ
びフッ素樹脂からなる多孔質体である請求項１記載の円
筒形空気電池。 - 【請求項３】触媒層は、マンガン酸化物、活性炭、カー
ボンブラックおよびフッ素樹脂のうち少なくとも１つを
含む触媒合剤よりなる請求項１記載の円筒形空気電池。 - 【請求項４】金属集電体層は、ステンレス線、ニッケル
線、ステンレスにニッケルめっきを施した線のうち少な
くとも１つを含む線よりなる請求項１記載の円筒形空気
電池。 - 【請求項５】内側から外側にむけて触媒層、金属集電体
層、ガス拡散層および酸素選択性透過膜層からなる４層
構造の円筒形空気電極であって、 触媒シートを円柱状の治具の外側に巻き触媒層を形成
し、該円柱の外側表面に金属線を編み込むことにより集
電体層を形成し、その外側にガス拡散層を押し出し成型
により形成し、さらに酸素選択性透過膜を最外周に巻
き、その後、円柱の治具を抜き取ることにより４層構造
の円筒形とする円筒形空気電極の製造法。 - 【請求項６】上記ガス拡散層は、カーボンブラックおよ
びフッ素樹脂を混合し、界面活性剤を含む水あるいは有
機溶媒を加えて混練した合剤を、円形のスリットを用い
て押し出し成型により円筒形とする請求項５記載の円筒
形空気電極の製造法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3308814A JP3039055B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 円筒形空気電池および円筒形空気電極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3308814A JP3039055B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 円筒形空気電池および円筒形空気電極の製造法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05144482A JPH05144482A (ja) | 1993-06-11 |
| JP3039055B2 true JP3039055B2 (ja) | 2000-05-08 |
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ID=17985637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3308814A Expired - Fee Related JP3039055B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 円筒形空気電池および円筒形空気電極の製造法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3039055B2 (ja) |
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| US6479188B1 (en) * | 1999-10-13 | 2002-11-12 | The Gillette Company | Cathode tube and method of making the same |
| US20080014495A1 (en) * | 2004-09-21 | 2008-01-17 | Kotaro Saito | Membrane Electrode Assembly, Method of Manufacturing the Same, Fuel Battery, and Electronic Device |
| JP5184795B2 (ja) | 2006-06-06 | 2013-04-17 | シャープ株式会社 | 燃料電池、燃料電池システムおよび電子機器 |
| WO2009017147A1 (ja) | 2007-08-02 | 2009-02-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | 燃料電池スタックおよび燃料電池システム |
| JP5290402B2 (ja) | 2009-04-01 | 2013-09-18 | シャープ株式会社 | 燃料電池スタックおよびこれを備える電子機器 |
| JP2011096492A (ja) | 2009-10-29 | 2011-05-12 | Sony Corp | リチウム空気電池 |
| KR101793907B1 (ko) * | 2016-02-12 | 2017-12-01 | 주식회사 이엠따블유에너지 | 공기-아연 이차전지 |
| JP7707221B2 (ja) * | 2023-02-22 | 2025-07-14 | 千住金属工業株式会社 | 摺動部材および摺動部材を製造する方法 |
-
1991
- 1991-11-25 JP JP3308814A patent/JP3039055B2/ja not_active Expired - Fee Related
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