JPH09190827A - Air electrode for air battery - Google Patents
Air electrode for air batteryInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 空気電池の重負荷放電特性を低下させない空
気電池用空気極を低コストで提供できるようにする。
【解決手段】 酸素還元触媒と導電材料とフッ素樹脂結
着剤とを含有する触媒組成物を導電性芯体に担持させて
なる空気電池用空気極において、酸素還元触媒として銀
ニッケル複合酸化物を使用する。更に酸素還元触媒とし
てマンガン酸化物を併用することが好ましい。(57) Abstract: An air electrode for an air battery that does not deteriorate the heavy load discharge characteristics of the air battery can be provided at low cost. SOLUTION: In an air electrode for an air battery in which a catalyst composition containing an oxygen reduction catalyst, a conductive material and a fluororesin binder is supported on a conductive core, a silver-nickel composite oxide is used as an oxygen reduction catalyst. use. Further, it is preferable to use manganese oxide together as an oxygen reduction catalyst.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、空気電池の空気拡
散型の空気極に関する。より詳しくは、空気電池の重負
荷放電特性を向上させることのできる空気極に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an air diffusion type air electrode of an air battery. More specifically, it relates to an air electrode capable of improving the heavy load discharge characteristics of an air battery.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、正極に空気極を使用する種々
の空気電池が知られているが、近年、補聴機、ポケット
ベル、ページャーなどをはじめとして、空気電池を使用
する電子機器の生産量が飛躍的に増加している。2. Description of the Related Art Conventionally, various air batteries using an air electrode as a positive electrode have been known, but in recent years, the production amount of electronic devices using the air battery, such as hearing aids, pagers, and pagers. Has increased dramatically.
【0003】ところで、空気電池の空気極としては、酸
素還元触媒活性の非常に高い白金を活性炭に付着させた
ものを撥水性のフッ素樹脂結着剤と混練して触媒組成物
を調製し、それをニッケルネットなどの導電性芯体にシ
ート状に固着担持させ、そのシートの片面に酸素透過性
の撥水性フッ素樹脂膜を一体的に形成したものが知られ
ている。この白金を使用した空気極は、空気電池に良好
な重負荷放電特性を実現することができる。しかし、白
金は非常に高価な金属であるため、それを使用する空気
極を汎用空気電池に適用することは、製造コストの面か
ら事実上不可能である。By the way, as an air electrode of an air battery, a catalyst composition is prepared by kneading platinum having very high oxygen reduction catalytic activity adhered to activated carbon with a water-repellent fluororesin binder, and It is known that a sheet is fixedly carried on a conductive core such as a nickel net, and an oxygen-permeable water-repellent fluororesin film is integrally formed on one surface of the sheet. The air electrode using platinum can realize good heavy load discharge characteristics in an air battery. However, since platinum is a very expensive metal, it is practically impossible to apply the air electrode using it to a general-purpose air battery in terms of manufacturing cost.
【0004】そこで、空気電池用空気極の酸素還元触媒
として、白金に代えてコバルトフタロシアニンなどの金
属キレート化合物(特公平2−30142号公報)やβ
−MnO2、γ−MnO2などのマンガン酸化物が使用さ
れるようになっている。Therefore, as an oxygen reduction catalyst for an air electrode for an air battery, a metal chelate compound such as cobalt phthalocyanine (Japanese Patent Publication No. 2-30142) or β is used instead of platinum.
Manganese oxides such as —MnO 2 and γ-MnO 2 have come to be used.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属キ
レート化合物を使用した空気極の場合、長期保存時や長
時間放電時に金属キレート化合物が活性炭表面から脱落
する傾向があるために、安定した電池特性の維持が非常
に困難となるという問題がある。However, in the case of an air electrode using a metal chelate compound, the metal chelate compound tends to drop off from the surface of the activated carbon during long-term storage or long-term discharge, which results in stable battery characteristics. There is a problem that it becomes very difficult to maintain.
【0006】これに対し、マンガン酸化物を使用した空
気極の場合、マンガン酸化物自体の製造コストが低く、
比較的安定な放電特性を有する。しかし、マンガン酸化
物を使用した空気極を備えた空気電池は、アラームやバ
イブレーシヨン等の機器が必要とする大電流(例えば、
20mA/cm2(電極面積当り)程度)を安定的に流
すことができず、重負荷放電特性が不十分であるという
問題があった。On the other hand, in the case of the air electrode using manganese oxide, the manufacturing cost of manganese oxide itself is low,
It has a relatively stable discharge characteristic. However, an air battery equipped with an air electrode using manganese oxide requires a large current (for example, a large current required by devices such as alarms and vibrations).
There was a problem that heavy current discharge characteristics were insufficient because a stable current of about 20 mA / cm 2 (per electrode area) could not be flowed.
【0007】このため、空気極を作製する際に、マンガ
ン酸化物の使用量を増大させ、一方、マンガン酸化物と
混練する撥水性フッ素樹脂結着剤の使用量を、触媒組成
物中に従来30重量%以上であったところを相対的に1
0〜20重量%程度となるように抑制することが試みら
れている。しかし、この試みは、撥水性フッ素樹脂結着
剤の使用量が少な過ぎるために、空気電池の長期保存中
もしくは重負荷放電中に空気極内部へ電解液が浸透して
空気極における空気の流入拡散が妨害され、それにより
放電特性が低下するので好ましいものではない。Therefore, when the air electrode is produced, the amount of the manganese oxide used is increased, while the amount of the water-repellent fluororesin binder to be kneaded with the manganese oxide is conventionally used in the catalyst composition. Relative to 1 when it was 30% by weight or more
Attempts have been made to suppress the content to about 0 to 20% by weight. However, in this attempt, since the amount of the water-repellent fluororesin binder used was too small, the electrolyte penetrated into the air electrode during long-term storage of the air battery or during heavy load discharge, and the air flowed into the air electrode. It is not preferable because it interferes with the diffusion, which deteriorates the discharge characteristics.
【0008】本発明は、上述の従来技術の問題を解決し
ようとするものであり、特にマンガン酸化物を酸素還元
触媒として使用した空気極に比べ、重負荷放電特性に優
れた空気電池を白金を酸素還元触媒として使用する場合
に比べ低コストで構成することができる空気電池用空気
極を提供することを目的とする。The present invention is intended to solve the above-mentioned problems of the prior art, in particular, an platinum-based air battery which is superior in heavy load discharge characteristics to an air electrode using manganese oxide as an oxygen reduction catalyst. An object of the present invention is to provide an air electrode for an air battery which can be constructed at a lower cost than when used as an oxygen reduction catalyst.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明者は、銀ニッケル
複合酸化物が優れた酸素還元触媒能を有し、しかも空気
電池用空気極用の酸素還元触媒として十分な導電性を有
し、そのため空気電池の空気極の酸素還元触媒として銀
ニッケル複合酸化物を使用することにより、従来より相
対的に触媒量と導電材料量とを低減させても優れた重負
荷放電特性を空気電池に実現することができ、また、同
時に撥水性フッ素樹脂結着剤使用量を相対的に増大させ
ることができるので、電解液の空気極内部への浸透を抑
制でき、長期保存特性と放電寿命の安定化を実現できる
ことを見出し、本発明を完成させるに至った。The present inventors have found that the silver-nickel composite oxide has an excellent oxygen reduction catalytic ability and has sufficient conductivity as an oxygen reduction catalyst for an air electrode for an air battery. Therefore, by using a silver-nickel composite oxide as an oxygen reduction catalyst for the air electrode of an air battery, an excellent heavy load discharge characteristic can be achieved in the air battery even when the amount of catalyst and the amount of conductive material are relatively reduced compared to conventional ones. In addition, since the amount of the water-repellent fluororesin binder used can be relatively increased at the same time, the permeation of the electrolyte into the air electrode can be suppressed, and the long-term storage characteristics and the discharge life can be stabilized. The inventors have found that the above can be realized and have completed the present invention.
【0010】即ち、本発明は、酸素還元触媒として銀ニ
ッケル複合酸化物を含有することを特徴とする空気電池
用空気極を提供する。That is, the present invention provides an air electrode for an air battery, which contains a silver-nickel composite oxide as an oxygen reduction catalyst.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の空気電池用空気極
について詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The air electrode for an air battery of the present invention will be described in detail below.
【0012】本発明の空気電池用空気極は、酸素還元触
媒として銀ニッケル複合酸化物を含有することを特徴と
する。この銀ニッケル複合酸化物は、酸素還元触媒能が
高く、導電性も良好である。しかも白金に比べ製造コス
トが非常に低い。従ってこの銀ニッケル複合酸化物を使
用することにより、良好な電池特性の空気電池を低コス
トで製造することができる。ここで、銀ニッケル複合酸
化物は、化学構造的には式(1)The air electrode for an air battery of the present invention is characterized by containing a silver-nickel composite oxide as an oxygen reduction catalyst. This silver-nickel composite oxide has high oxygen reduction catalytic ability and good conductivity. Moreover, the manufacturing cost is much lower than that of platinum. Therefore, by using this silver-nickel composite oxide, an air battery having good battery characteristics can be manufactured at low cost. Here, the silver-nickel composite oxide is represented by the formula (1) in terms of chemical structure.
【0013】[0013]
【化1】AgNiO2 (1) で表される化合物である。## STR1 ## is a compound represented by AgNiO 2 (1).
【0014】この化合物は、種々の方法により製造する
ことができ、例えばオキシ水酸化ニッケル(NiOO
H)と硝酸銀(AgNO3)とをアルカリ性水溶液中で
反応させ、得られた沈殿物を水洗後に熱風乾燥すること
により簡便に製造することができる。This compound can be produced by various methods, for example nickel oxyhydroxide (NiOO).
It can be easily produced by reacting H) with silver nitrate (AgNO 3 ) in an alkaline aqueous solution, and washing the resulting precipitate with water and then drying with hot air.
【0015】この銀ニッケル複合酸化物を含有する空気
電池用空気極は、当該銀ニッケル複合酸化物と導電材料
と撥水性のフッ素樹脂結着剤とを混練して調製された触
媒組成物を、従来の空気極と同様に、ニッケルメッシュ
などの公知の導電性芯体に担持された構造とすることが
好ましい。An air electrode for an air battery containing the silver-nickel composite oxide comprises a catalyst composition prepared by kneading the silver-nickel composite oxide, a conductive material and a water-repellent fluororesin binder. Similar to the conventional air electrode, it is preferable to have a structure supported on a known conductive core body such as a nickel mesh.
【0016】触媒組成物中の銀ニッケル複合酸化物の含
有量は、少な過ぎると空気極全体としての酸素還元能力
が不十分となり、多過ぎると相対的に撥水性フッ素樹脂
結着剤の使用量が減少して電解液の空気極内部への浸透
により空気流入拡散障害が生ずることが懸念されるの
で、好ましくは2〜45重量%である。特に、酸素還元
触媒として銀ニッケル複合酸化物のみを使用した場合に
は、10〜30重量%とすることにより重負荷放電特性
をより向上させることができる。When the content of the silver-nickel composite oxide in the catalyst composition is too small, the oxygen reducing ability of the air electrode as a whole becomes insufficient, and when it is too large, the amount of the water-repellent fluororesin binder used becomes relatively large. Is decreased, and there is a concern that the inflow and diffusion obstacles of the air may occur due to the permeation of the electrolytic solution into the air electrode. Particularly, when only the silver-nickel composite oxide is used as the oxygen reduction catalyst, the heavy load discharge characteristics can be further improved by setting the content to 10 to 30% by weight.
【0017】なお、本発明の空気電池用空気極において
は、酸素還元触媒として銀ニッケル複合酸化物を使用し
ているが、この銀ニッケル複合酸化物の製造コストは白
金触媒に比べ非常に低いが、マンガン酸化物に比べれば
依然として高い。従って、空気電池の重負荷放電特性な
どの電池特性を低下させることなく銀ニッケル複合酸化
物の使用量を低減させるために、酸素還元触媒としてマ
ンガン酸化物を銀ニッケル複合酸化物と併用することが
好ましい。In the air electrode for an air battery of the present invention, a silver-nickel composite oxide is used as an oxygen reduction catalyst, but the production cost of this silver-nickel composite oxide is much lower than that of a platinum catalyst. , Still higher than manganese oxide. Therefore, in order to reduce the amount of silver-nickel composite oxide used without degrading battery characteristics such as heavy load discharge characteristics of an air battery, it is possible to use manganese oxide in combination with silver-nickel composite oxide as an oxygen reduction catalyst. preferable.
【0018】マンガン酸化物としては、従来の空気電池
用空気極において用いられている、α−MnO2、β−
MnO2、γ−MnO2、Mn203、Mn304、Mn
508、熱分解生成マンガン酸化物(特開昭59−139
570号公報)などを単独で、あるいは混合して使用す
ることができる。As the manganese oxide, α-MnO 2 and β-, which are used in conventional air electrodes for air batteries, are used.
MnO 2 , γ-MnO 2 , Mn 2 0 3 , Mn 3 0 4 , Mn
5 0 8, the thermal decomposition product of manganese oxide (JP 59-139
570) and the like can be used alone or in combination.
【0019】マンガン酸化物の使用量としては、少な過
ぎると使用した効果が得られず、多過ぎると相対的に撥
水性フッ素樹脂結着剤の使用量が減少して、電解液の空
気極内部への浸透により空気流入拡散障害が生ずること
が懸念されるので好ましくは10〜30重量%とする。If the amount of manganese oxide used is too small, the effect obtained cannot be obtained. If the amount of manganese oxide is too large, the amount of the water-repellent fluororesin binder relatively decreases, and the inside of the air electrode of the electrolytic solution is reduced. Since there is a concern that air inflow and diffusion obstacles may occur due to the permeation into the air, it is preferably 10 to 30% by weight.
【0020】なお、酸素還触媒として銀ニッケル複合酸
化物とマンガン酸化物とを併用した場合、前述したよう
に銀ニッケル複合酸化物の使用量を、マンガン酸化物を
使用しない場合に比べ減らすことができ、その好ましい
使用量は触媒組成物中に3〜10重量%である。When silver-nickel composite oxide and manganese oxide are used together as an oxygen reduction catalyst, the amount of silver-nickel composite oxide used can be reduced as compared with the case where manganese oxide is not used. It can be used, and the preferable amount thereof is 3 to 10% by weight in the catalyst composition.
【0021】本発明の空気電池用空気極において使用で
きる導電材料としては、従来の空気極において使用され
ている炭素質材料、例えば、カーボンブラック、アセチ
レンブラック、活性炭、黒鉛などの粉末を使用すること
ができる。その使用量は、触媒組成物中、通常30〜4
0重量%である。As the conductive material that can be used in the air electrode for an air battery of the present invention, a carbonaceous material used in conventional air electrodes, for example, powder of carbon black, acetylene black, activated carbon, graphite or the like is used. You can The amount used is usually 30 to 4 in the catalyst composition.
0% by weight.
【0022】また、撥水性のフッ素樹脂結着剤として
は、従来の空気電池において使用されているものと同様
のものを使用することができ、例えば、ポリテトラフル
オロエチレンなどを好ましく使用することができる。な
お、フッ素樹脂結着剤は、界面活性剤の作用により水性
ディスパージョンの状態で使用することが好ましい。As the water-repellent fluororesin binder, those similar to those used in conventional air batteries can be used. For example, polytetrafluoroethylene is preferably used. it can. The fluororesin binder is preferably used in the state of aqueous dispersion due to the action of the surfactant.
【0023】撥水性のフッ素樹脂結着剤の使用量は、触
媒組成物の塗工性や乾燥後の保形性あるいは酸素還元触
媒の含有量等を考慮してその上限下限を決定することと
なるが、少な過ぎると空気流入拡散障害の発生が懸念さ
れので、好ましくは触媒組成物中に30重量%以上とな
るようにする。The amount of the water-repellent fluororesin binder used is determined by considering the coatability of the catalyst composition, the shape retention after drying, the content of the oxygen reduction catalyst, etc. However, if it is too small, there is a concern that an air inflow diffusion obstacle may occur, so the content is preferably 30% by weight or more in the catalyst composition.
【0024】なお、酸素還元触媒としてマンガン酸化物
も併用する場合には、撥水性のフッ素樹脂結着剤の使用
量が多過ぎると相対的に酸素還元触媒と導電材料との使
用量が減って、空気極自体の特性が低下するおそれがあ
るので、触媒組成物中に50重量%以下とすることが好
ましい。When manganese oxide is also used as the oxygen reduction catalyst, if the amount of the water-repellent fluororesin binder used is too large, the amounts of the oxygen reduction catalyst and the conductive material relatively decrease. Since there is a possibility that the characteristics of the air electrode itself may deteriorate, it is preferably 50% by weight or less in the catalyst composition.
【0025】本発明の空気電池用空気極において使用す
る導電性芯体としては、ニッケルネットなどの公知の導
電性芯体を利用することができる。As the conductive core used in the air electrode for an air battery of the present invention, a known conductive core such as nickel net can be used.
【0026】本発明の空気電池用空気極は、常法により
作製することができ、例えば、銀ニッケル複合触媒粉末
と必要に応じてマンガン酸化物粉末とを、フッ素樹脂結
着剤の水性ディスパージョン中に水やアルコールなどを
用いて分散させてペースト状の触媒組成物を調製し、そ
れを導電性芯体に所定の層厚に公知の塗工方法、例えば
転写ローラー法により塗工し、通常100〜150℃で
乾燥し、必要に応じてフッ素樹脂結着剤の撥水性を向上
させるために250〜350℃で熱処理することにより
作製することができる。The air electrode for an air battery of the present invention can be produced by a conventional method. For example, a silver-nickel composite catalyst powder and, if necessary, manganese oxide powder are added to an aqueous dispersion of a fluororesin binder. A paste-like catalyst composition is prepared by dispersing it in water or alcohol, and the conductive core is coated with a known coating method by a known coating method, for example, a transfer roller method. It can be prepared by drying at 100 to 150 ° C. and, if necessary, heat treatment at 250 to 350 ° C. in order to improve the water repellency of the fluororesin binder.
【0027】本発明の空気電池用空気極は、従来の空気
拡散型空気電池に好ましく適用することができる。この
場合、空気極の少なくとも片面には、電解液の漏液を防
止するとともに酸素を透過させる撥水性の公知の多孔性
フッ素樹脂膜を配することが好ましい。その他の空気電
池の構成については、従来公知の空気電池と同様の構成
とすることができる。The air electrode for an air battery of the present invention can be preferably applied to a conventional air diffusion type air battery. In this case, it is preferable to dispose a known water-repellent porous fluororesin film that prevents leakage of the electrolytic solution and allows oxygen to pass through on at least one surface of the air electrode. Other configurations of the air battery may be the same as those of the conventionally known air battery.
【0028】[0028]
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。The present invention will be described below in more detail with reference to examples.
【0029】実施例1〜20及び比較例1 (銀ニッケル複合酸化物の調製)100gのオキシ水酸
化ニッケル(NiOOH)を、5mol/l濃度の水酸
化カリウム水溶液3リットル中に加え、充分に撹拌し
た。この中へ1mol/l濃度の硝酸銀水溶液(1N−
AgNO3)1リットルを加え、60℃で16時間撹拌
を続けた。その後、生じた沈殿物を濾取し、水洗した後
110℃で乾燥させることにより銀ニッケル複合酸化物
を得た。Examples 1 to 20 and Comparative Example 1 (Preparation of silver-nickel composite oxide) 100 g of nickel oxyhydroxide (NiOOH) was added to 3 liters of a potassium hydroxide aqueous solution having a concentration of 5 mol / l and stirred sufficiently. did. Into this, a 1 mol / l concentration silver nitrate aqueous solution (1N-
1 liter of AgNO 3 ) was added and stirring was continued at 60 ° C. for 16 hours. Then, the produced precipitate was collected by filtration, washed with water and dried at 110 ° C. to obtain a silver-nickel composite oxide.
【0030】(空気極の作製)得られた銀ニッケル複合
酸化物(AgNiO2)もしくはβ−マンガン酸化物粉
末(MnO2)又はそれらの双方と、導電材料(活性炭
とカーボンブラックとの1:1混合物(AC+CB))と、撥
水性のフッ素樹脂結着剤として固形分60重量%のポリ
テトラフルオロエチレン(PTFE)の水性ディスパー
ジョンとを、表1に示す組成となるように混合し、ペー
スト状の触媒組成物を得た。(Production of air electrode) The obtained silver-nickel composite oxide (AgNiO 2 ) or β-manganese oxide powder (MnO 2 ) or both of them and a conductive material (activated carbon and carbon black 1: 1). The mixture (AC + CB)) and an aqueous dispersion of polytetrafluoroethylene (PTFE) having a solid content of 60% by weight as a water-repellent fluororesin binder are mixed so as to have the composition shown in Table 1, A pasty catalyst composition was obtained.
【0031】この組成物をシート状のニッケルネットに
0.5mm厚さに塗着し120℃で乾燥し、次いで30
0℃で熱処理することにより触媒シートを得た。次に、
得られたシートに、更に厚さ0.1mmの多孔性PTF
E膜を圧着させた後に、直径11.0mmの円形に打ち
抜いて空気電池用の空気極を得た。This composition was applied to a sheet-like nickel net in a thickness of 0.5 mm, dried at 120 ° C., and then 30
A catalyst sheet was obtained by heat treatment at 0 ° C. next,
The obtained sheet was further added with a porous PTF having a thickness of 0.1 mm.
After the E film was pressure-bonded, it was punched into a circle having a diameter of 11.0 mm to obtain an air electrode for an air battery.
【0032】なお、実施例1〜10は酸素還元触媒とし
て銀ニッケル複合酸化物のみを使用した例であり、実施
例11〜20は酸素還元触媒として銀ニッケル複合酸化
物とマンガン酸化物(β−MnO2)とを併用した例で
あり、比較例1は酸素還元触媒として銀ニッケル複合酸
化物を用いずにマンガン酸化物(β−MnO2)のみを
使用した例である。Incidentally, Examples 1 to 10 are examples in which only the silver-nickel composite oxide is used as the oxygen reduction catalyst, and Examples 11 to 20 are the silver-nickel composite oxide and the manganese oxide (β- MnO 2) and a combination with an example, Comparative example 1 is an example of using only manganese oxide (β-MnO 2) without using a silver-nickel composite oxide as an oxygen reduction catalyst.
【0033】(空気電池の試作)得られた空気極を使用
して、直径11.6mm、高さ5.4mmの図1に示す
ボタン形空気電池を作製した。ここで、図1の空気電池
は、鉄にNiメッキを施した正極ケース1、正極ケース
1に開けられた空気孔2、空気を拡散させる空気拡散材
3、空気極4(空気極4に圧着された多孔性PTFE膜
(図示せず)は空気拡散材3側に配設)、空気拡散材3
と空気極4との間に圧着されることなく配設された多孔
性PTFE膜5、微細孔ポリプロピレンフィルムからな
るセパレータ6、天然パルプ材よりなる電解液保持材
7、ナイロンからなるガスケット8、銅/SUS/Ni
のクラッド材よりなる負極カップ9、こう化亜鉛粒とゲ
ル化材と水酸化カリウム溶液との混合物よりなる負極合
剤10、及び空気孔シール11の構成要素を従来の空気
電池と同様に組み立てたものである。(Prototype Air Battery) Using the obtained air electrode, a button type air battery shown in FIG. 1 having a diameter of 11.6 mm and a height of 5.4 mm was produced. Here, the air battery of FIG. 1 includes a positive electrode case 1 made of Ni plated with iron, an air hole 2 formed in the positive electrode case 1, an air diffusion material 3 for diffusing air, and an air electrode 4 (compression bonding to the air electrode 4). Porous PTFE membrane (not shown) provided on the side of the air diffusion material 3), the air diffusion material 3
Between the air electrode 4 and the porous PTFE membrane 5, a separator 6 made of a microporous polypropylene film, an electrolyte holding material 7 made of natural pulp material, a gasket 8 made of nylon, and copper. / SUS / Ni
The negative electrode cup 9 made of the clad material, the negative electrode mixture 10 made of a mixture of zinc iodide particles, the gelling material and the potassium hydroxide solution, and the air hole seal 11 were assembled in the same manner as in the conventional air battery. It is a thing.
【0034】(空気電池の性能評価)次に、得られた空
気電池を室温下で2週間エージングし、それらの電池使
用時の重負荷電流特性を確認するための重負荷閉路電圧
特性試験、空気極に使用した酸素還元触媒の放電レベル
を確認するための重負荷放電特性試験、及び長期保存
(60℃で40日保存)後の酸素還元触媒の放電レベル
を確認するための保存後の重負荷放電特性試験を以下に
示すように評価した。(Evaluation of Performance of Air Battery) Next, the obtained air battery was aged at room temperature for 2 weeks, and a heavy load closed-circuit voltage characteristic test for confirming the heavy load current characteristic when the battery was used Heavy load discharge characteristic test to confirm the discharge level of the oxygen reduction catalyst used for the electrode, and heavy load after storage to confirm the discharge level of the oxygen reduction catalyst after long-term storage (storage at 60 ° C for 40 days) The discharge characteristic test was evaluated as shown below.
【0035】(1) 重負荷閉路電圧特性試験 2週間エージング後に電池の空気孔シールを開封した。
シール開封10分後に、電池に70Ωの負荷抵抗を5秒
間接続し、そのときの閉路電圧(V)を測定した。その
結果を表1(閉路電圧(V)の項目)に示す。この場
合、電池電圧が高い程好ましい。 (1) Heavy load closed circuit voltage characteristic test After aging for 2 weeks, the air hole seal of the battery was opened.
Ten minutes after the seal was opened, a load resistance of 70Ω was connected to the battery for 5 seconds, and the closed circuit voltage (V) at that time was measured. The results are shown in Table 1 (item of closed circuit voltage (V)). In this case, the higher the battery voltage, the more preferable.
【0036】(2) 重負荷放電特性試験 2週間エージング後に電池の空気孔シールを開封した。
シール開封10分後に、電池に150Ωの負荷抵抗を接
続し、電池の電圧が0.9Vを下回るまでの放電容量
(mAh)を測定した。その結果を表1(重負荷放電容
量(mAh)の項目)に示す。数値が大きい程、放電容
量が大きく好ましい。 (2) Heavy Load Discharge Characteristic Test After aging for 2 weeks, the air hole seal of the battery was opened.
Ten minutes after the seal was opened, a load resistance of 150Ω was connected to the battery, and the discharge capacity (mAh) until the battery voltage fell below 0.9V was measured. The results are shown in Table 1 (Heavy load discharge capacity (mAh) item). The larger the value, the larger the discharge capacity, which is preferable.
【0037】(3) 保存後重負荷放電特性試験 2週間エージングした後に、更に60℃で40日間保存
し、保存終了時の重負荷放電容量(mAh)を、上述の
重負荷放電特性試験と同様に行った。その結果を表1
(保存後放電容量(mAh)の項目)に示す。この場合
も、数値が大きい程、放電容量が大きく好ましい。 (3) Heavy load discharge characteristic test after storage After aging for 2 weeks, the sample was further stored at 60 ° C. for 40 days, and the heavy load discharge capacity (mAh) at the end of storage was the same as the above heavy load discharge characteristic test. Went to. Table 1 shows the results.
(Item of discharge capacity after storage (mAh)). Also in this case, the larger the value, the larger the discharge capacity, which is preferable.
【0038】[0038]
【表1】 AgNiO2 MnO2 AC+CB PTFE 閉路電圧 重負荷放電 保存後放電 (wt%) (wt%) (wt%) (wt%) (V) 容量(mAh) 容量(mAh) 比較例 1 0 40 40 20 1.10 460 430 実施例 1 5 0 40 55 1.06 510 490 2 10 0 40 50 1.12 510 490 3 20 0 40 40 1.16 500 485 4 30 0 40 30 1.17 480 470 5 40 0 40 20 1.18 465 435 6 5 0 30 65 1.04 510 490 7 10 0 30 60 1.10 510 490 8 20 0 30 50 1.15 500 485 9 30 0 30 40 1.15 485 470 10 40 0 30 30 1.12 480 465 11 3 15 40 42 1.08 505 490 12 6 15 40 39 1.12 490 480 13 10 15 40 35 1.18 485 470 14 15 15 40 30 1.18 480 470 15 3 25 40 32 1.12 485 470 16 6 25 40 29 1.16 480 470 17 10 25 40 25 1.20 470 450 18 15 25 40 20 1.25 460 430 19 3 15 30 52 1.06 510 490 20 6 15 30 49 1.10 510 490 [Table 1] AgNiO2 MnO2 AC + CB PTFE Closed circuit voltage Heavy load discharge Discharge after storage (wt%) (wt%) (wt%) (wt%) (V) Capacity (mAh) Capacity (mAh) Comparative example 1 0 40 40 20 1.10 460 430 Example 1 5 0 40 55 1.06 510 490 2 10 0 40 50 1.12 510 490 3 20 0 40 40 1.16 500 485 4 30 0 40 30 1.17 480 470 5 40 0 40 20 1.18 465 435 6 5 0 30 65 1.04 510 490 7 10 0 30 60 1.10 510 490 8 20 0 30 50 1.15 500 485 9 30 0 30 40 1.15 485 470 10 40 0 30 30 1.12 480 465 11 3 15 40 42 1.08 505 490 12 12 6 15 40 39 1.12 490 480 13 10 15 40 35 1.18 485 470 14 15 15 40 30 1.18 480 470 15 3 25 40 32 1.12 485 470 16 6 25 40 29 1.16 480 470 17 10 25 40 25 1.20 470 450 18 18 15 25 40 20 1.25 460 430 193 3 15 30 52 1.06 510 490 20 6 15 30 49 1.10 510 490
【0039】表1から、銀ニッケル複合酸化物を酸素還
元触媒として使用した実施例1〜10の電池は、マンガ
ン酸化物のみを酸素還元触媒として用いた電池に比べ
て、重負荷放電特性、保存後の重負荷放電特性ともに好
ましい結果を示した。中でも、閉路電圧並び重負荷放電
特性及び保存後の重負荷放電特性の点からは、銀ニッケ
ル複合酸化物を触媒組成物中に10〜30重量%含有さ
せることが好ましいことがわかる。From Table 1, the batteries of Examples 1 to 10 using the silver-nickel composite oxide as the oxygen reduction catalyst were compared with the batteries using only the manganese oxide as the oxygen reduction catalyst in the heavy load discharge characteristics and storage. Later heavy load discharge characteristics showed favorable results. Among them, from the viewpoint of closed-circuit voltage, heavy load discharge characteristics and heavy load discharge characteristics after storage, it is preferable that the catalyst composition contains 10 to 30% by weight of the silver-nickel composite oxide.
【0040】また、表1から、酸素還元触媒として銀ニ
ッケル複合酸化物とマンガン酸化物とを併用した実施例
11〜20の電池は、実施例1〜10の電池に比べ、銀
ニッケル複合酸化物の使用量が少ないにもかかわらず、
実施例1〜10の電池と同様に優れた電池特性を示し
た。この場合、銀ニッケル複合酸化物の触媒組成物中の
好ましい使用量が3〜10重量%であることがわかる。Further, from Table 1, the batteries of Examples 11 to 20 in which the silver-nickel composite oxide and the manganese oxide were used together as the oxygen reduction catalyst were compared with the batteries of Examples 1 to 10 in the silver-nickel composite oxide. Despite the small amount of
Similar to the batteries of Examples 1 to 10, excellent battery characteristics were exhibited. In this case, it is understood that the preferable amount of the silver nickel composite oxide used in the catalyst composition is 3 to 10% by weight.
【0041】なお、実施例1〜10の結果から、撥水性
のフッ素樹脂結着剤の使用量を30重量%以上とするこ
とにより好ましい電池特性が得られていることがわか
る。また、実施例11〜20の結果から、酸素還元触媒
として銀ニッケル複合酸化物とマンガン酸化物とを併用
した場合には、撥水性のフッ素樹脂結着剤の使用量を3
0重量%以上50重量%以下とすることが好ましいこと
がわかる。From the results of Examples 1 to 10, it is understood that preferable battery characteristics are obtained by using the water-repellent fluororesin binder in an amount of 30% by weight or more. Further, from the results of Examples 11 to 20, when the silver-nickel composite oxide and the manganese oxide were used together as the oxygen reduction catalyst, the amount of the water-repellent fluororesin binder used was 3%.
It can be seen that it is preferable that the content is 0% by weight or more and 50% by weight or less.
【0042】[0042]
【発明の効果】本発明の空気電池用空気極によれば、重
負荷放電特性に優れた空気電池が低コストで得られる。According to the air electrode for an air battery of the present invention, an air battery having excellent heavy load discharge characteristics can be obtained at low cost.
【図1】本発明の空気電池用空気極を使用した空気電池
の一例の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of an example of an air battery using an air electrode for an air battery of the present invention.
1 正極ケース 2 空気孔 3 空気拡散材 4 空気極 5 多孔性ポリテトラフルオロエチレン膜 6 セパレータ 7 電解液保持材 8 ガスケット 9 負極カップ 10 負極合剤 11 空気孔シール 1 Positive electrode case 2 Air hole 3 Air diffusion material 4 Air electrode 5 Porous polytetrafluoroethylene film 6 Separator 7 Electrolyte holding material 8 Gasket 9 Negative electrode cup 10 Negative electrode mixture 11 Air hole seal
フロントページの続き (72)発明者 金井 智之 福島県郡山市日和田町高倉字下杉下1番地 の1 株式会社ソニー・エナジー・テック 内 (72)発明者 大矢 邦泰 福島県郡山市日和田町高倉字下杉下1番地 の1 株式会社ソニー・エナジー・テック 内Front page continued (72) Inventor Tomoyuki Kanai, Takakura character, Hiwada-cho, Koriyama city, Fukushima Prefecture 1 of 1 Shimosugishita, Sony Energy Tech Co., Ltd. (72) Kuniyasu Oya Takakura character, Hiwada-cho, Koriyama city, Fukushima Prefecture No. 1 in Shimosugishita, Sony Energy Tech Inc.
Claims (8)
物を含有することを特徴とする空気電池用空気極。1. An air electrode for an air battery, which contains a silver-nickel composite oxide as an oxygen reduction catalyst.
着剤とを含有する触媒組成物が導電性芯体に担持されて
いる請求項1記載の空気電池用空気極。2. The air electrode for an air battery according to claim 1, wherein a catalyst composition containing an oxygen reduction catalyst, a conductive material, and a fluororesin binder is supported on a conductive core body.
含有量が、2〜45重量%である請求項1又は2記載の
空気電池用空気極。3. The air electrode for an air battery according to claim 1, wherein the content of the silver-nickel composite oxide in the catalyst composition is 2 to 45% by weight.
含有量が、10〜30重量%である請求項1又は2記載
の空気電池用空気極。4. The air electrode for an air battery according to claim 1, wherein the content of the silver-nickel composite oxide in the catalyst composition is 10 to 30% by weight.
を含有することを特徴とする請求項1又は2記載の空気
電池用空気極。5. The air electrode for an air battery according to claim 1, further comprising a manganese oxide as an oxygen reduction catalyst.
含有量が、3〜10重量%である請求項5記載の空気電
池用空気極。6. The air electrode for an air battery according to claim 5, wherein the content of the silver-nickel composite oxide in the catalyst composition is 3 to 10% by weight.
量が30重量%以上である請求項2〜6のいずれかに記
載の空気電池用空気極。7. The air electrode for an air battery according to claim 2, wherein the content of the fluororesin binder in the catalyst composition is 30% by weight or more.
池用空気極を備えた空気電池。8. An air battery comprising the air electrode for an air battery according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7353794A JPH09190827A (en) | 1995-12-29 | 1995-12-29 | Air electrode for air battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7353794A JPH09190827A (en) | 1995-12-29 | 1995-12-29 | Air electrode for air battery |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09190827A true JPH09190827A (en) | 1997-07-22 |
Family
ID=18433269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7353794A Pending JPH09190827A (en) | 1995-12-29 | 1995-12-29 | Air electrode for air battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09190827A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101257852B1 (en) * | 2010-11-05 | 2013-04-24 | 삼성전자주식회사 | Positive electrode for lithium air battery, method of preparing the same, and lithium air battery employing the same |
| JP2017152086A (en) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | 日立マクセル株式会社 | Air metal battery |
| JP2017228367A (en) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | 古河電池株式会社 | Catalyst sheet and air electrode |
| CN113526572A (en) * | 2021-08-20 | 2021-10-22 | 上海蕴邦新材料有限公司 | A kind of silver nickelate material and preparation method |
| WO2024190570A1 (en) * | 2023-03-15 | 2024-09-19 | Fdk株式会社 | Air secondary battery |
-
1995
- 1995-12-29 JP JP7353794A patent/JPH09190827A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101257852B1 (en) * | 2010-11-05 | 2013-04-24 | 삼성전자주식회사 | Positive electrode for lithium air battery, method of preparing the same, and lithium air battery employing the same |
| JP2017152086A (en) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | 日立マクセル株式会社 | Air metal battery |
| JP2017228367A (en) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | 古河電池株式会社 | Catalyst sheet and air electrode |
| CN113526572A (en) * | 2021-08-20 | 2021-10-22 | 上海蕴邦新材料有限公司 | A kind of silver nickelate material and preparation method |
| WO2024190570A1 (en) * | 2023-03-15 | 2024-09-19 | Fdk株式会社 | Air secondary battery |
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