JPS5835871A - 空気電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気中の酸素を活物質とする空気極を有する空
気電池に関し、金属キレート化合物を空気極の主な触媒
とし、塩化アンモニウム塩を含んだ電解液を用いること
により、高電圧高容量の空気電池を提供する亀のである
。

塩化アンモニウム水溶液は電気導電性が良く、亜鉛負極
との錯塩形成能も天外ため、電池電解液として優れた特
性を持っておシ、空気電池の電解液として用いられてい
た。

しかし、従来の塩化アンモニウムを主とした空気電池は
、大表面積を有する活性炭とパラフィン等の撒水剤を含
浸して空気極としていたが、塩化アンモニウムのように
１多くの金属と錯イオンの形成能力の大な電解質は、酸
素還元触媒として能力のある鉄微粉を活性炭に付着させ
た空気極の場合、鉄微粉が電解液に溶解し、貯蔵中に触
媒能力が失われ、活性炭自身の酸素還元能力だけになり
、したがって、貯蔵後は活性度が低下し性能の劣化、放
電作動電圧の低下が起る欠点を有していた。

本発明は塩化アンモニウム塩水溶液からなる電解液を用
いることにより、高電圧、大容量の空気電池を得ること
を目的とするものである。

本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。

１は正極端子を兼ねた正極蓋で、多孔性炭素棒１０と電
気的に接触し、空気供給孔２を有している。３は空気極
でコバルトフタロシアニンド活性炭と撥水性フッ素樹脂
とからなり、親液性のバリヤー４と接している。５は塩
化アンモニウム２０重量％の電解液を澱粉で糊状にした
電解質で、亜鉛缶の負極６と接している。７は負極罐で
ガスケット８を介して正極蓋１の開口部を折曲して電池
を封口している。９は空気供給孔２を密封しているポリ
塩化ビニルシートの密封材で、感圧性の粘着剤で正極蓋
１の空気供給孔２會密封している。

上記空気極３は、ガス吸着法による表面積約８００ｍ”
／ｇＯ粒状のカーボンブラックを用い、金属キレート化
合瞼であるコバルト・フタロシアニン２ｇをキノリン３
００　Ｃ，Ｃ，に溶解し、この溶液に活性炭１０ｇを充
分浸漬する。保液状態の一１１１４０℃で感圧乾燥しキ
ノリンを蒸発させ、次にコバルト・フタロシアニンとカ
ーボンブラックとの共存体を、窒素雰囲気中で電気炉で
５００℃、３時間加熱処理をしたものを、さらに、テフ
ロンの微粉とともに集電体の炭素棒１０を中心として円
柱状に成形して空気極３としている。

触媒と活性度との共存方法は、微粉末化した金属フタロ
シアニンと活性炭とを混合しても良いが金属フタロシア
ニンの７タロシアニン環をスルフォン化することにより
水溶性化し、水溶液で活性ＲＫ吸着させたのち水を除去
する方法もある。これらの共存物の熱処理方法を検討し
た結果、窒素雰囲気中で１５０″０〜１３００　”Ｏの
間で処理を行なったものが優れた酸素還元能力を示し、
加熱処理によって触媒の金属キレート化合物が高共転結
合に変化し、活性度が安定持続するものと考えられる。

しかし、１５０°Ｃ以下では共転が進まないためあまり
効果が認められず、１３０Ｇ’０以上では金属キレート
化合物が熱くより著るしく昇華するため。

期待する効果は得られなかった。なお、加熱処理の雰囲
気は窒素あるいはアルゴン等の不活性ガス。

水素勢の還元性ガスまたは真空中で行なった場合。

酸化による重量減少が少なく、よシ効果が上った。

本発明の空気電池は塩化アンモニウム塩水溶液を電解質
５とし、金属７タロシアニンを活性度と共に用いている
ため、酸素還元反応の活性度が良く、かつ塩化アンモニ
ウムを含む電解液に対し溶解性は全く認められず安定で
あり、したがって、電池放電作動電圧の低下がｈくな抄
、放電容量の減少も起らず、高電圧大容量の空気電池が
得られる。

またさらに、本発明電池の電解液に塩化亜鉛を添加する
と、貯蔵中の亜鉛負極６の腐食を抑制し、一層自己放電
のない貯蔵性に優れた空気電池を得ることができる。な
お、コバルトフタロシアニンの他、銅、ニッケル、等の
遷移金属のフタロシアニンにつき実験した所、活性炭の
みの従来品より優れた結果を得ることができた。また、
フタロシアニン環の他にポルフィリン環を有する触媒と
これら以外の金属ギレート化合物についてテストした結
果、同様に優れた結果が得られ九。

次に１本発明の実施例であるコバルトフタロシアニンを
用い、塩化アンモニウム塩水溶液の電解液を用いたＪＩ
８ＬＲ６と同形の空気電池の本発明品（Ａ）と、活性炭
のみによる塩化アンモニウム塩電解液を用い他は全く同
じ同型空気電池である従来品ＣＢ）との各１０個を、２
５℃で１５０ｍＡの定電流で放電し、放電曲線を第２図
に放電容量を表１にまとめた。また、本発明品〔λ）２
０個と従来品ＣＢ）　２０個を２５℃に貯蔵し、６ケ月
目と１２ケ月目に各１０個を２５℃、１５０ｎｎ＆で定
電流で放電し、その結果を表１にまとめた。

表 第２図と表から本発明品ＣＡ）は、放電作動電圧が高く
、持続時間が長く、貯蔵性能も優れていることがわかる
。

また１本発明の空気電池は作動電圧が１，５Ｖであるの
で、普通のマンガン乾電池、アルカリマンガン電池、酸
化銀電池、ニッケル亜鉛電池等と互換性を有するもので
ある。

以上のごとく、金属キレート化合物と炭素質と撥水性フ
ッ素樹脂とからなる空気極と塩化アンモニウム塩水溶液
からなる電解液と亜鉛の負極体とを、空気供給孔を有す
る本発明の空気電池は、放電作動電圧が高く放電容量も
向上するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の空気電池の断面図、第２図は
本発明品（Ａ）と従来品ＣＢ）の２５°ｃ１１５０献定
電流の放電曲線の比較図である。 １・・・・・正極蓋　　　　２・・・・・空気供給孔３
・・・・・空気極　　　　５・・・・・電解質６・・・
・・負　極　　　　１２・・・炭素棒特許出願人の名称 １１！′１　　図 第２図 ３０１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属キレート化合物と炭素質と撥水性フッ素樹脂
   とを有する空気極と、塩化アンモニウム塩を含む電解液
   と、亜鉛負極とからなる空気電池。
2. （２）該金属キレート化合物が、ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ　、
   Ｍｇ、Ｃｕ。 Ｃｒ、Ｍｎ等の遷移金属を中心とし、窒素元素４個で囲
   まれたフタロシアニン環もしくはポルフィリン環を有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の空気電
   池。
3. （３）該空気極が、粉もしくは粒状炭素からカリ、温度
   １５０℃〜１３００℃の範囲で加熱処理され、亜鉛を対
   極としていることを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の空気電池。