JPH09190827A - 空気電池用空気極 - Google Patents
空気電池用空気極Info
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- JPH09190827A JPH09190827A JP7353794A JP35379495A JPH09190827A JP H09190827 A JPH09190827 A JP H09190827A JP 7353794 A JP7353794 A JP 7353794A JP 35379495 A JP35379495 A JP 35379495A JP H09190827 A JPH09190827 A JP H09190827A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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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。
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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
について詳細に説明する。
【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）
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）
【００１３】
【化１】ＡｇＮｉＯ2 （１） で表される化合物である。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００２８】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。
る。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
負荷放電特性に優れた空気電池が低コストで得られる。
【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。
の一例の断面図である。
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
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
Claims (8)
- 【請求項１】 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。 - 【請求項２】 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。 - 【請求項３】 触媒組成物中の銀ニッケル複合酸化物の
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。 - 【請求項４】 触媒組成物中の銀ニッケル複合酸化物の
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。 - 【請求項５】 酸素還元触媒として更にマンガン酸化物
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。 - 【請求項６】 触媒組成物中の銀ニッケル複合酸化物の
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。 - 【請求項７】 触媒組成物中のフッ素樹脂結着剤の含有
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。 - 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の空気電
池用空気極を備えた空気電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7353794A JPH09190827A (ja) | 1995-12-29 | 1995-12-29 | 空気電池用空気極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7353794A JPH09190827A (ja) | 1995-12-29 | 1995-12-29 | 空気電池用空気極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09190827A true JPH09190827A (ja) | 1997-07-22 |
Family
ID=18433269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7353794A Pending JPH09190827A (ja) | 1995-12-29 | 1995-12-29 | 空気電池用空気極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09190827A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101257852B1 (ko) * | 2010-11-05 | 2013-04-24 | 삼성전자주식회사 | 리튬 공기 전지용 양극, 그 제조방법 및 이를 채용한 리튬 공기 전지 |
| JP2017152086A (ja) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | 日立マクセル株式会社 | 空気金属電池 |
| JP2017228367A (ja) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | 古河電池株式会社 | 触媒シート、及び空気極 |
| CN113526572A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-10-22 | 上海蕴邦新材料有限公司 | 一种镍酸银材料及制备方法 |
| WO2024190570A1 (ja) * | 2023-03-15 | 2024-09-19 | Fdk株式会社 | 空気二次電池 |
-
1995
- 1995-12-29 JP JP7353794A patent/JPH09190827A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101257852B1 (ko) * | 2010-11-05 | 2013-04-24 | 삼성전자주식회사 | 리튬 공기 전지용 양극, 그 제조방법 및 이를 채용한 리튬 공기 전지 |
| JP2017152086A (ja) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | 日立マクセル株式会社 | 空気金属電池 |
| JP2017228367A (ja) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | 古河電池株式会社 | 触媒シート、及び空気極 |
| CN113526572A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-10-22 | 上海蕴邦新材料有限公司 | 一种镍酸银材料及制备方法 |
| WO2024190570A1 (ja) * | 2023-03-15 | 2024-09-19 | Fdk株式会社 | 空気二次電池 |
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