JPH1064555A - ボタン形空気亜鉛電池 - Google Patents
ボタン形空気亜鉛電池Info
- Publication number
- JPH1064555A JPH1064555A JP8222127A JP22212796A JPH1064555A JP H1064555 A JPH1064555 A JP H1064555A JP 8222127 A JP8222127 A JP 8222127A JP 22212796 A JP22212796 A JP 22212796A JP H1064555 A JPH1064555 A JP H1064555A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrolyte
- catalyst layer
- air
- type zinc
- absorber
- 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.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Inert Electrodes (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 触媒層と撥水膜との間での電解液溜りを抑制
して空気の透過を良好にし、安定した大電流放電を可能
とする。 【解決手段】 空気極５を形成する触媒層６と撥水膜７
との間に、イソブチレン−無水マレイン酸の共重合体か
らなる電解液吸収体１２を配置する。
して空気の透過を良好にし、安定した大電流放電を可能
とする。 【解決手段】 空気極５を形成する触媒層６と撥水膜７
との間に、イソブチレン−無水マレイン酸の共重合体か
らなる電解液吸収体１２を配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボタン形空気亜鉛
電池における空気極へ空気を供給する技術分野に関する
ものである。
電池における空気極へ空気を供給する技術分野に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】ボタン形空気亜鉛電池は、水銀電池の代
替電源として開発された電池で、正極に酸化水銀に替え
て酸素を用い、低水銀で環境に優しく、大電気容量，軽
量という優れた特徴を有するため、補聴器用やページャ
ー用電源として、その需要を急速に伸ばし、また電子機
器の小型化，ポータブル化からも今後一層の成長が見込
まれている。
替電源として開発された電池で、正極に酸化水銀に替え
て酸素を用い、低水銀で環境に優しく、大電気容量，軽
量という優れた特徴を有するため、補聴器用やページャ
ー用電源として、その需要を急速に伸ばし、また電子機
器の小型化，ポータブル化からも今後一層の成長が見込
まれている。
【０００３】空気亜鉛電池は、正極活物質として空気中
の酸素を、負極活物質として亜鉛を用いた電池であり、
従来のボタン形空気亜鉛電池について、図７を参照して
説明する。
の酸素を、負極活物質として亜鉛を用いた電池であり、
従来のボタン形空気亜鉛電池について、図７を参照して
説明する。
【０００４】図７において、２１は負極ケース、２２は
亜鉛とアルカリ電解液からなる負極、２３はリング状の
絶縁ガスケット、２４はセパレータ、２５は空気極で、
集電金属，触媒層２６，撥水膜２７から構成されてお
り、撥水膜２７は空気極２５への酸素の供給と電解液が
電池外部へ漏液するのを防止するためのものである。２
８は空気を均一に拡散させる空気拡散紙、２９は正極ケ
ースで、その底面には空気拡散紙２８を収納する凹部が
形成され、空気拡散紙２８が圧縮されて空気拡散機能が
低下しないようにしている。３０は正極ケース２９の底
面に設けられた空気孔、３１は空気孔３０を封じるシー
ル紙である。
亜鉛とアルカリ電解液からなる負極、２３はリング状の
絶縁ガスケット、２４はセパレータ、２５は空気極で、
集電金属，触媒層２６，撥水膜２７から構成されてお
り、撥水膜２７は空気極２５への酸素の供給と電解液が
電池外部へ漏液するのを防止するためのものである。２
８は空気を均一に拡散させる空気拡散紙、２９は正極ケ
ースで、その底面には空気拡散紙２８を収納する凹部が
形成され、空気拡散紙２８が圧縮されて空気拡散機能が
低下しないようにしている。３０は正極ケース２９の底
面に設けられた空気孔、３１は空気孔３０を封じるシー
ル紙である。
【０００５】従来のボタン形空気亜鉛電池は、電池内部
の電解液が漏出するのを防止するため、正極ケース２９
の開口部を絶縁ガスケット２３を介して、内方に機械的
にカシメて封口を行なうことにより密閉している。この
カシメ封口時において、絶縁ガスケット２３の底面に機
械的な負荷がかかり、その結果、空気極２５およびセパ
レータ２４が負極２２側へ張り出す力が作用する。この
ため、電池の保存時および放電時に、空気極２５を構成
する触媒層２６と撥水膜２７との間に電解液が浸透し、
空気極２５への空気の供給が阻害されて大電流放電が不
可能となり、放電維持電圧の低下が見られるという問題
点があった。
の電解液が漏出するのを防止するため、正極ケース２９
の開口部を絶縁ガスケット２３を介して、内方に機械的
にカシメて封口を行なうことにより密閉している。この
カシメ封口時において、絶縁ガスケット２３の底面に機
械的な負荷がかかり、その結果、空気極２５およびセパ
レータ２４が負極２２側へ張り出す力が作用する。この
ため、電池の保存時および放電時に、空気極２５を構成
する触媒層２６と撥水膜２７との間に電解液が浸透し、
空気極２５への空気の供給が阻害されて大電流放電が不
可能となり、放電維持電圧の低下が見られるという問題
点があった。
【０００６】この問題点を解決するための手段として
は、従来以下に説明するような提案がされている。
は、従来以下に説明するような提案がされている。
【０００７】その一つは、負極の中に多孔質合成プラス
チックのような圧縮可能な膨張体を配置し、封口による
空気極の負極側への張り出しを防止するという提案であ
る（例えば、米国特許第４，０５４，７２６号明細書参
照）。
チックのような圧縮可能な膨張体を配置し、封口による
空気極の負極側への張り出しを防止するという提案であ
る（例えば、米国特許第４，０５４，７２６号明細書参
照）。
【０００８】また別の一つは、負極側には撥水性結着剤
の量を少なくした空気極層を、空気孔側には撥水性結着
剤の量を多くした空気極層をそれぞれ配置するという提
案である（例えば、特公平５−１９２６３号公報参
照）。
の量を少なくした空気極層を、空気孔側には撥水性結着
剤の量を多くした空気極層をそれぞれ配置するという提
案である（例えば、特公平５−１９２６３号公報参
照）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の提案されたボタ
ン形空気亜鉛電池にあっては、それぞれ以下に説明する
ような問題点があった。
ン形空気亜鉛電池にあっては、それぞれ以下に説明する
ような問題点があった。
【００１０】前者の提案では、多孔質プラスチックのよ
うな膨張体の体積分だけ負極に充填できる活物質量が減
少し、電気容量が小さくなってしまい、また後者の提案
では、撥水性結着剤の量が異なる二層の空気極を成膜し
て一体化すると空気極の厚みが大きくなり、その結果、
負極の量が減るので、負極活物質の量が減少し、前者の
場合と同様、電気容量が小さくなる。
うな膨張体の体積分だけ負極に充填できる活物質量が減
少し、電気容量が小さくなってしまい、また後者の提案
では、撥水性結着剤の量が異なる二層の空気極を成膜し
て一体化すると空気極の厚みが大きくなり、その結果、
負極の量が減るので、負極活物質の量が減少し、前者の
場合と同様、電気容量が小さくなる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明のボタン形空気亜鉛電池は、空気極を形
成する触媒層と撥水膜との間、あるいは触媒層自体に電
解液吸収体を配するなどして少なくとも触媒層に電解液
吸収体を配設することとしている。そして、このように
配した電解液吸収体により、負極側から浸透してきた電
解液は、電解液吸収体に吸収され触媒層と撥水膜との間
に空気が透過する空隙が確保されて容量の低下をまねく
ことなく、高負荷放電が可能なボタン形空気亜鉛電池が
得られる。
ために、本発明のボタン形空気亜鉛電池は、空気極を形
成する触媒層と撥水膜との間、あるいは触媒層自体に電
解液吸収体を配するなどして少なくとも触媒層に電解液
吸収体を配設することとしている。そして、このように
配した電解液吸収体により、負極側から浸透してきた電
解液は、電解液吸収体に吸収され触媒層と撥水膜との間
に空気が透過する空隙が確保されて容量の低下をまねく
ことなく、高負荷放電が可能なボタン形空気亜鉛電池が
得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明は、空気極を形成する触媒
層に電解液吸収体を配設したものである。
層に電解液吸収体を配設したものである。
【００１３】また、電解液吸収体を触媒層に配設するに
は、触媒層と撥水膜との間に電解液吸収体を挿入する
か、触媒層に電解液吸収体を添加すると効果的である。
は、触媒層と撥水膜との間に電解液吸収体を挿入する
か、触媒層に電解液吸収体を添加すると効果的である。
【００１４】また、触媒層と撥水膜との間に挿入する場
合の電解液吸収体としては、架橋型ポリアクリル酸，架
橋型ポリアクリル酸の塩類，イソブチレン−無水マレイ
ン酸の共重合体、この共重合体の塩類の群から選ばれる
少なくとも一つが好ましい。
合の電解液吸収体としては、架橋型ポリアクリル酸，架
橋型ポリアクリル酸の塩類，イソブチレン−無水マレイ
ン酸の共重合体、この共重合体の塩類の群から選ばれる
少なくとも一つが好ましい。
【００１５】さらに、触媒層に添加する電解液吸収体と
しては、架橋型ポリアクリル酸の共重合体、この共重合
体の塩類の群から選ばれる少なくとも一つが好ましい。
しては、架橋型ポリアクリル酸の共重合体、この共重合
体の塩類の群から選ばれる少なくとも一つが好ましい。
【００１６】上記のように構成されたボタン形空気亜鉛
電池は、保存中および放電中に負極側から浸透してきた
電解液が、触媒層自体の中、あるいは触媒層と撥水膜と
の間に配した電解液吸収体により吸収され、電解液吸収
体が膨潤を起こすので、その結果、触媒層と撥水膜との
間には電解液溜りを形成することがなく、空気の通過で
きる空隙が確保されて容量低下のない高負荷放電が可能
となる。
電池は、保存中および放電中に負極側から浸透してきた
電解液が、触媒層自体の中、あるいは触媒層と撥水膜と
の間に配した電解液吸収体により吸収され、電解液吸収
体が膨潤を起こすので、その結果、触媒層と撥水膜との
間には電解液溜りを形成することがなく、空気の通過で
きる空隙が確保されて容量低下のない高負荷放電が可能
となる。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図１ないし図６を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
【００１８】図１および図２において、１は負極ケー
ス、２は亜鉛とアルカリ電解液からなる負極、３はリン
グ状の絶縁ガスケット、４はセパレータ、５は集電金
属，触媒層６，撥水膜７から構成されている空気極、８
は空気を均一に拡散させる空気拡散紙、９は正極ケース
で、底面を外方に突出させ内面に形成される凹部に空気
拡散紙８を収納している。１０は正極ケース９の底面に
形成した空気孔、１１は不使用時に空気孔１０を封ずる
シール紙である。また、撥水膜７は触媒層６への酸素の
供給と、電解液が電池外部へ漏液するのを防止してい
る。なお、図１において、１２は触媒層６と撥水膜７と
の間に配した電解液吸収体、図２においては、電解液吸
収体１２は触媒層６に添加して存在させている。
ス、２は亜鉛とアルカリ電解液からなる負極、３はリン
グ状の絶縁ガスケット、４はセパレータ、５は集電金
属，触媒層６，撥水膜７から構成されている空気極、８
は空気を均一に拡散させる空気拡散紙、９は正極ケース
で、底面を外方に突出させ内面に形成される凹部に空気
拡散紙８を収納している。１０は正極ケース９の底面に
形成した空気孔、１１は不使用時に空気孔１０を封ずる
シール紙である。また、撥水膜７は触媒層６への酸素の
供給と、電解液が電池外部へ漏液するのを防止してい
る。なお、図１において、１２は触媒層６と撥水膜７と
の間に配した電解液吸収体、図２においては、電解液吸
収体１２は触媒層６に添加して存在させている。
【００１９】（実施例１）電解液吸収体１２としては、
架橋型ポリアクリル酸，イソブチレン−無水マレイン酸
共重合体を用い触媒層６と撥水膜７との間に配し、ＰＲ
２３３０（直径２３．１ｍｍ，高さ３．０ｍｍ）のボタ
ン形空気亜鉛電池Ａを作成し（図１参照）、下記の条件
で放電試験を実施した。なお、比較のため触媒層６と撥
水膜７の間に電解液吸収体を配しないボタン形空気亜鉛
電池Ｂを従来例とした。放電条件は、負荷；８２Ω，６
２Ω、温度；２０℃で、放電試験の結果は、図３，図４
に示す通りである。
架橋型ポリアクリル酸，イソブチレン−無水マレイン酸
共重合体を用い触媒層６と撥水膜７との間に配し、ＰＲ
２３３０（直径２３．１ｍｍ，高さ３．０ｍｍ）のボタ
ン形空気亜鉛電池Ａを作成し（図１参照）、下記の条件
で放電試験を実施した。なお、比較のため触媒層６と撥
水膜７の間に電解液吸収体を配しないボタン形空気亜鉛
電池Ｂを従来例とした。放電条件は、負荷；８２Ω，６
２Ω、温度；２０℃で、放電試験の結果は、図３，図４
に示す通りである。
【００２０】図３，図４から明らかなように、従来例の
電池Ｂは両方の負荷（８２Ω，６２Ω）において、触媒
層と撥水膜との間に電解液が浸透して空気の拡散を阻害
したため、電圧が放電途中で低下しているのに対し、実
施例の電池Ａでは、電解液吸収体１２の作用により電解
液溜りによる空気の拡散阻害が起こり難くなり、負荷６
２Ωの放電では若干の放電末期での電圧低下が見られた
ものの（図４参照）、負荷８２Ωの放電では末期まで安
定した電圧で放電している（図３参照）。
電池Ｂは両方の負荷（８２Ω，６２Ω）において、触媒
層と撥水膜との間に電解液が浸透して空気の拡散を阻害
したため、電圧が放電途中で低下しているのに対し、実
施例の電池Ａでは、電解液吸収体１２の作用により電解
液溜りによる空気の拡散阻害が起こり難くなり、負荷６
２Ωの放電では若干の放電末期での電圧低下が見られた
ものの（図４参照）、負荷８２Ωの放電では末期まで安
定した電圧で放電している（図３参照）。
【００２１】（実施例２）空気亜鉛電池の空気極は、一
般的には触媒とポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）
とを水で混練し、集電体に充填した後、水およびＰＴＦ
Ｅにわずかに含まれる界面活性剤を除去するために、２
００℃前後で乾燥させて形成している。そこで、触媒層
６に添加する電解液吸収体としては、２００℃以上の耐
熱性が要求される。
般的には触媒とポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）
とを水で混練し、集電体に充填した後、水およびＰＴＦ
Ｅにわずかに含まれる界面活性剤を除去するために、２
００℃前後で乾燥させて形成している。そこで、触媒層
６に添加する電解液吸収体としては、２００℃以上の耐
熱性が要求される。
【００２２】そのため、本実施例では耐熱性の高い電解
液吸収体としてイソブチレン−無水マレイン酸共重合体
を触媒層６に添加し、ＰＲ２３３０のボタン形空気亜鉛
電池を作成し（図２参照）、実施例１の場合と同じ条件
で放電試験を実施し、その結果は、図５，図６に示す通
りである。
液吸収体としてイソブチレン−無水マレイン酸共重合体
を触媒層６に添加し、ＰＲ２３３０のボタン形空気亜鉛
電池を作成し（図２参照）、実施例１の場合と同じ条件
で放電試験を実施し、その結果は、図５，図６に示す通
りである。
【００２３】図５，図６から明らかなように安定に放電
し、負荷６２Ωの放電でさえも、末期まで安定した電圧
で放電している。
し、負荷６２Ωの放電でさえも、末期まで安定した電圧
で放電している。
【００２４】さらに、実施例１および実施例２の両方を
複合し、電解液吸収体を添加した触媒層と撥水膜との間
にも電解液吸収体を挿入した場合は、実施例２の場合と
同様の効果が確認できた。
複合し、電解液吸収体を添加した触媒層と撥水膜との間
にも電解液吸収体を挿入した場合は、実施例２の場合と
同様の効果が確認できた。
【００２５】また、電解液吸収体として、本実施例に使
用したイソブチレン−無水マレイン酸共重合体のナトリ
ウム塩，カリウム塩でも同様の効果が得られることを確
認している。
用したイソブチレン−無水マレイン酸共重合体のナトリ
ウム塩，カリウム塩でも同様の効果が得られることを確
認している。
【００２６】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施されて、触媒層と撥水膜との間に電解液が浸透するこ
とにより発生する空気の拡散阻害を抑止することがで
き、大電流放電に優れたボタン形空気亜鉛電池を得るこ
とができる。
施されて、触媒層と撥水膜との間に電解液が浸透するこ
とにより発生する空気の拡散阻害を抑止することがで
き、大電流放電に優れたボタン形空気亜鉛電池を得るこ
とができる。
【図１】本発明の実施例１におけるボタン形空気亜鉛電
池の要部を示す断面図
池の要部を示す断面図
【図２】本発明の実施例２におけるボタン形空気亜鉛電
池の要部を示す断面図
池の要部を示す断面図
【図３】実施例１における８２Ω負荷の放電カーブを示
す図
す図
【図４】実施例１における６２Ω負荷の放電カーブを示
す図
す図
【図５】実施例２における８２Ω負荷の放電カーブを示
す図
す図
【図６】実施例２における６２Ω負荷の放電カーブを示
す図
す図
【図７】従来におけるボタン形空気亜鉛電池の要部を示
す断面図
す断面図
５ 空気極 ６ 触媒層 ７ 撥水膜 １２ 電解液吸収体
フロントページの続き (72)発明者 森田 是宣 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 空気極を形成する触媒層に電解液吸収体
を配設したボタン形空気亜鉛電池。 - 【請求項２】 空気極を形成する触媒層と撥水膜との間
に電解液吸収体を挿入した請求項１記載のボタン形空気
亜鉛電池。 - 【請求項３】 空気極を形成する触媒層に電解液吸収体
を添加した請求項１記載のボタン形空気亜鉛電池。 - 【請求項４】 電解液吸収体が、架橋型ポリアクリル
酸，架橋型ポリアクリル酸の塩類，イソブチレン−無水
マレイン酸の共重合体、この共重合体の塩類の群から選
ばれる少なくとも一つである請求項２記載のボタン形空
気亜鉛電池。 - 【請求項５】 電解液吸収体が、イソブチレン−無水マ
レイン酸の共重合体、この共重合体の塩類の群から選ば
れる少なくとも一つである請求項３記載のボタン形空気
亜鉛電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8222127A JPH1064555A (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | ボタン形空気亜鉛電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8222127A JPH1064555A (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | ボタン形空気亜鉛電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1064555A true JPH1064555A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=16777595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8222127A Pending JPH1064555A (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | ボタン形空気亜鉛電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1064555A (ja) |
-
1996
- 1996-08-23 JP JP8222127A patent/JPH1064555A/ja active Pending
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