JPH0129310B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0129310B2 JPH0129310B2 JP18565282A JP18565282A JPH0129310B2 JP H0129310 B2 JPH0129310 B2 JP H0129310B2 JP 18565282 A JP18565282 A JP 18565282A JP 18565282 A JP18565282 A JP 18565282A JP H0129310 B2 JPH0129310 B2 JP H0129310B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxygen
- battery
- polydimethylsiloxane
- air
- gas diffusion
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
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。
を備えた電池に関するものである。
従来例の構成とその問題点
正極に酸素を活物質としたガス拡散電極、電解
液に水酸化カリウム水溶液、負極に亜鉛を使用し
た電池としては、いわゆる空気亜鉛電池が広く知
られている。従来、この電池は大型のものが、灯
浮標、信号用などに多用されてきた。近年、小型
ボタン型の一次電池の普及とともに、この電池系
が注目され、ボタン型のものが使用され始めた。
しかしこの電池は正極活物質に酸素を使用し、放
電時に酸素を取り入れるため電池の一部を開孔す
る必要がある。この開孔のため、内部電解液の蒸
気圧に応じて水蒸気の出入りがあり、電池内電解
液の濃度変化や体積変化が起こり、電池の諸特性
に影響を与えていた。この状況を、第１図を用い
て説明する。図中、１は酸素極（空気極）、２は
ガス拡散性はあるが、液体は阻止するポリテトラ
フルオロエチレン（PTFE）の多孔膜である。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汞化亜鉛粉未
との混合体からなる負極である。一般に電解液と
して使用する水酸カリウムの濃度は30〜35重量％
であり、相対湿度が47〜59％よりも高いと、外部
の湿気をとり込んで電解液濃度の低下と体積膨張
とが起こり、放電性能の低下や電解液の溢液が生
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。従つて、環境雰
囲気によつて著しい影響を受け易いため、ボタン
型空気亜鉛電池は、比較的短時間で使用し切る補
聴器用用途に限られてきている。この電池の用途
を拡大するには、微少電流での特性改善が必要で
あり、そのひとつの方法として、PTFE多孔膜２
の通気度を低減する方策が考えられているが、一
定の多孔度に調整しにくく必ずしも満足な効果が
得られていない。なお、図中８は負極容器、９は
絶縁ガスケツト、１０は正極容器である。
液に水酸化カリウム水溶液、負極に亜鉛を使用し
た電池としては、いわゆる空気亜鉛電池が広く知
られている。従来、この電池は大型のものが、灯
浮標、信号用などに多用されてきた。近年、小型
ボタン型の一次電池の普及とともに、この電池系
が注目され、ボタン型のものが使用され始めた。
しかしこの電池は正極活物質に酸素を使用し、放
電時に酸素を取り入れるため電池の一部を開孔す
る必要がある。この開孔のため、内部電解液の蒸
気圧に応じて水蒸気の出入りがあり、電池内電解
液の濃度変化や体積変化が起こり、電池の諸特性
に影響を与えていた。この状況を、第１図を用い
て説明する。図中、１は酸素極（空気極）、２は
ガス拡散性はあるが、液体は阻止するポリテトラ
フルオロエチレン（PTFE）の多孔膜である。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汞化亜鉛粉未
との混合体からなる負極である。一般に電解液と
して使用する水酸カリウムの濃度は30〜35重量％
であり、相対湿度が47〜59％よりも高いと、外部
の湿気をとり込んで電解液濃度の低下と体積膨張
とが起こり、放電性能の低下や電解液の溢液が生
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。従つて、環境雰
囲気によつて著しい影響を受け易いため、ボタン
型空気亜鉛電池は、比較的短時間で使用し切る補
聴器用用途に限られてきている。この電池の用途
を拡大するには、微少電流での特性改善が必要で
あり、そのひとつの方法として、PTFE多孔膜２
の通気度を低減する方策が考えられているが、一
定の多孔度に調整しにくく必ずしも満足な効果が
得られていない。なお、図中８は負極容器、９は
絶縁ガスケツト、１０は正極容器である。
発明の目的
本発明は以上のような微少使用電流下での従来
の問題点を解決したものであり、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。
の問題点を解決したものであり、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、酸素極の空気取り入れ側に
酸素選択性透過膜と、酸素透過性の溶液層を設け
ることにより、微少電流使用時に安定した放電特
性が得られ、水蒸気の透過を極力防ぐことを特徴
としたものである。
酸素選択性透過膜と、酸素透過性の溶液層を設け
ることにより、微少電流使用時に安定した放電特
性が得られ、水蒸気の透過を極力防ぐことを特徴
としたものである。
酸素の透過性の大きい割には、水蒸気の透過の
少ない膜として、シリコーン樹脂やシリコーン樹
脂と他の高分子樹脂共重合体の群中には、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−ポリヒドロキシスチレン−ポリ
スルフオン三元系架橋型共重合体がある。また、
酸素透過性のある溶液としては、パーフルオロデ
カリン、パーフルオロメチルシクロヘキサンがあ
る。本発明は、これら２つの性状のことなる材料
を使用するもので、以下一実施例より、本発明を
詳細に説明する。
少ない膜として、シリコーン樹脂やシリコーン樹
脂と他の高分子樹脂共重合体の群中には、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−ポリヒドロキシスチレン−ポリ
スルフオン三元系架橋型共重合体がある。また、
酸素透過性のある溶液としては、パーフルオロデ
カリン、パーフルオロメチルシクロヘキサンがあ
る。本発明は、これら２つの性状のことなる材料
を使用するもので、以下一実施例より、本発明を
詳細に説明する。
実施例の説明
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。この材料を多孔度40％、孔径が0.3μｍ、
厚み50μｍのポリプロピレン多孔体の片側表面に
0.3μｍの厚みに製膜する。一方、ポリプロピレン
不織布（厚み50μｍ）に、パーフルオロデカリン
を含浸させ、これら２種類の構成部品を用いて第
２図に示す電池を構成した。電池の構成方法は従
来とほぼ同じで、前述のポリプロピレン多孔体１
１の片面に設けたポリジメチルシロキサン−ポリ
ヒドロキシスチレン共重合体膜１１ａが正極容器
１０の空気取り入れ孔３側に位置するよう配設す
る。
サン−ポリヒドロキシスチレン架橋型共重合体を
用いた。この材料を多孔度40％、孔径が0.3μｍ、
厚み50μｍのポリプロピレン多孔体の片側表面に
0.3μｍの厚みに製膜する。一方、ポリプロピレン
不織布（厚み50μｍ）に、パーフルオロデカリン
を含浸させ、これら２種類の構成部品を用いて第
２図に示す電池を構成した。電池の構成方法は従
来とほぼ同じで、前述のポリプロピレン多孔体１
１の片面に設けたポリジメチルシロキサン−ポリ
ヒドロキシスチレン共重合体膜１１ａが正極容器
１０の空気取り入れ孔３側に位置するよう配設す
る。
さらにその上に前述のパーフルオロデカリン含
浸層１２を積層する。その後、PTFE膜２、酸素
極１、セパレータ５，６を積層し、負極容器８に
水酸化カリウム水溶液と汞化亜鉛粉未との混合体
７を入れ、正極部品と負極部品とを組み合わせ、
正極容器１０の開口端部を、ガスケツト９を介し
て負極容器８側にかしめつけた。一例としてR44
サイズ（直径11.6mm、高さ5.4mm）の電池を構成
した。この電池の環境安定性を詳価するため、温
度20℃、湿度は常湿（35〜85％の相対湿度）と
し、68KΩの負荷をつないで連続放電した結果
を、第３図のＡに示した。従来品との比較のた
め、PTFE膜を用いた従来電池Ｂを同一条件で放
電した。その結果、従来品Ｂは約2000時間で放電
を停止したのに対し、本発明品Ａは約８倍の
16000時間放電した。この実施例からわかるよう
に、本発明品は、水蒸気の影響の少ない酸素選択
性透過膜と酸素透過層の２重の配設により、長期
間にわたつて放電を行なうことができ、電子卓上
計算器やゲーム付きウオツチなどに使用した場合
は、前述の結果からして1.5〜２年の作動が可能
となつた。
浸層１２を積層する。その後、PTFE膜２、酸素
極１、セパレータ５，６を積層し、負極容器８に
水酸化カリウム水溶液と汞化亜鉛粉未との混合体
７を入れ、正極部品と負極部品とを組み合わせ、
正極容器１０の開口端部を、ガスケツト９を介し
て負極容器８側にかしめつけた。一例としてR44
サイズ（直径11.6mm、高さ5.4mm）の電池を構成
した。この電池の環境安定性を詳価するため、温
度20℃、湿度は常湿（35〜85％の相対湿度）と
し、68KΩの負荷をつないで連続放電した結果
を、第３図のＡに示した。従来品との比較のた
め、PTFE膜を用いた従来電池Ｂを同一条件で放
電した。その結果、従来品Ｂは約2000時間で放電
を停止したのに対し、本発明品Ａは約８倍の
16000時間放電した。この実施例からわかるよう
に、本発明品は、水蒸気の影響の少ない酸素選択
性透過膜と酸素透過層の２重の配設により、長期
間にわたつて放電を行なうことができ、電子卓上
計算器やゲーム付きウオツチなどに使用した場合
は、前述の結果からして1.5〜２年の作動が可能
となつた。
発明の効果
以上のように本発明は、酸素選択性透過膜と酸
素透過性の溶液層とをガス拡散電極の空気取り入
れ側に設けることで、電池が環境条件の影響を受
けにくくなり、微少使用電流では極めて安定した
特性を得ることが可能となつた。
素透過性の溶液層とをガス拡散電極の空気取り入
れ側に設けることで、電池が環境条件の影響を受
けにくくなり、微少使用電流では極めて安定した
特性を得ることが可能となつた。
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
気電池の断面構造図、第３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
の放電特性図である。 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……酸素極の支持体を兼ねた多孔体、
５，６……セパレータ、７……負極、８……負極
容器、９……絶縁ガスケツト、１０……正極容
器、１１……酸素選択性透過膜１１ａを備えたポ
リプロピレン多孔体、１２……パーフルオロデカ
リンを含液させたポリプロピレン不織布。
図、第２図は本発明の実施例におけるボタン型空
気電池の断面構造図、第３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
の放電特性図である。 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……酸素極の支持体を兼ねた多孔体、
５，６……セパレータ、７……負極、８……負極
容器、９……絶縁ガスケツト、１０……正極容
器、１１……酸素選択性透過膜１１ａを備えたポ
リプロピレン多孔体、１２……パーフルオロデカ
リンを含液させたポリプロピレン不織布。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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
透過膜と酸素透過性の溶液層とを設けた空気電
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
−ポリヒドロキシスチレン−ポリスルフオン三元
系架橋型共重合体からなる群のいずれかの材料で
構成された特許請求範囲第１項に記載の空気電
池。 ３ 酸素透過性溶液層が、パーフルオロデカリ
ン、またはパーフルオロメチルシクロヘキサンの
いずれかの材料で構成された特許請求範囲第１項
に記載の空気電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57185652A JPS5975582A (ja) | 1982-10-21 | 1982-10-21 | 空気電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57185652A JPS5975582A (ja) | 1982-10-21 | 1982-10-21 | 空気電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5975582A JPS5975582A (ja) | 1984-04-28 |
| JPH0129310B2 true JPH0129310B2 (ja) | 1989-06-09 |
Family
ID=16174506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57185652A Granted JPS5975582A (ja) | 1982-10-21 | 1982-10-21 | 空気電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5975582A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5006522B2 (ja) | 2004-10-21 | 2012-08-22 | パナソニック株式会社 | 酸素透過膜、酸素透過シート、およびこれらを含む電池 |
| US20110003213A1 (en) * | 2009-06-30 | 2011-01-06 | Revolt Technology Ltd. | Metal-air battery with siloxane material |
-
1982
- 1982-10-21 JP JP57185652A patent/JPS5975582A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5975582A (ja) | 1984-04-28 |
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