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JPH05198318A - Air battery - Google Patents

Air battery

Info

Publication number
JPH05198318A
JPH05198318A JP736992A JP736992A JPH05198318A JP H05198318 A JPH05198318 A JP H05198318A JP 736992 A JP736992 A JP 736992A JP 736992 A JP736992 A JP 736992A JP H05198318 A JPH05198318 A JP H05198318A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
film
fluorine
positive electrode
catalyst layer
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
Application number
JP736992A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Watabe
浩史 渡部
Kojiro Miyasaka
幸次郎 宮坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Battery Co Ltd filed Critical Toshiba Battery Co Ltd
Priority to JP736992A priority Critical patent/JPH05198318A/en
Publication of JPH05198318A publication Critical patent/JPH05198318A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02E60/128

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  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the lowering of discharge characteristic of an air battery, in which a positive electrode catalyst layer is provided inside a positive electrode can having an air intake hole through the air diffused porous film and a water repellent film, even in the case where an air battery is preserved or used for a long time under the open condition by making a fluorine included high polymer covering film exist on the surface of the porous film. CONSTITUTION:An air diffused porous film 3 and a porous water repellent film 4 are interposed between an air intake hole 2 and a positive electrode catalyst layer 5 so as to support the catalyst layer 5, and the air flow to the catalyst layer 5 is secured. At this stage, the air diffused porous film 3 is made of nonwoven fabric such as polyethylene, polypropylene, nylon, and kraft paper, and the fluorine included high polymer covering film is formed on the surface of the film 3. As this high polymer material, the material, which can be formed easily into the film by the heating at a low temperature without generating the thermal decomposition of the porosity, is desirable, and for example, the material expressed by formulas I, II is used. At this stage, R<1> in the formula represents hydrogen, methyl, chlorine or fluorine, and R<2> represents R<f> or -(CHX)nR<f>, and R<f> represents a perfluoroalkyl group having 2-10 of carbon.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は酸素を正極作用物質とす
る空気電池に関し、さらに詳しくは、長期間の貯蔵後も
放電性能の低下の少ない空気電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air battery using oxygen as a positive electrode active material, and more particularly to an air battery having a small decrease in discharge performance even after long-term storage.

【0002】[0002]

【従来の技術】空気電池は、空気中の酸素を正極作用物
質として利用する電池であり、その形状としては、ボタ
ン型空気電池、角型空気電池、円筒型空気電池がある。
このうちボタン型空気電池は、単位体積当たりの電気容
量が他の電池系に比較して大きく、また低公害であるこ
とから、水銀電池の代替として注目され、補聴器用など
に普及しはじめている。
2. Description of the Related Art An air battery is a battery that uses oxygen in the air as a positive electrode active substance, and its shape includes a button air battery, a square air battery, and a cylindrical air battery.
Among them, the button-type air battery is attracting attention as an alternative to a mercury battery because it has a larger electric capacity per unit volume than other battery systems and has low pollution, and is beginning to be used for hearing aids and the like.

【0003】以下、ボタン型空気電池を例として構造を
説明する。図1に示すように、底面に空気取り入れ孔
(2)を有し、正極端子を兼ねた正極缶(1)の内部
に、ポリエチレン、ポリプロピレン、アセタール化ポリ
ビニルアルコールなどの不織布やクラフト紙などの柔軟
な空気拡散多孔性膜(3)、ポリテトラフルオロエチレ
ンなどよりなる多孔質の撥水性膜(4)、正極触媒層
(5)、セパレータ(6)がこの順に積層されて収納さ
れている。さらに、セパレータ(6)の上に負極作用物
質と電解液とからなる負極合剤(7)が充填され、負極
端子も兼ねる負極缶(8)が、ガスケット(9)を介し
て正極缶開口部に嵌合され、正極缶(1)の周縁部が内
側にかしめられている。
The structure of the button type air battery will be described below as an example. As shown in FIG. 1, a positive electrode can (1) having an air intake hole (2) on the bottom and also serving as a positive electrode terminal is provided with a soft material such as non-woven fabric such as polyethylene, polypropylene, acetalized polyvinyl alcohol, or kraft paper. An air diffusion porous membrane (3), a porous water-repellent membrane (4) made of polytetrafluoroethylene or the like, a positive electrode catalyst layer (5) and a separator (6) are stacked in this order and housed. Furthermore, a negative electrode can (8), which is filled with a negative electrode mixture (7) composed of a negative electrode acting substance and an electrolytic solution on the separator (6) and also serves as a negative electrode terminal, has a positive electrode can opening through a gasket (9). And the periphery of the positive electrode can (1) is caulked inward.

【0004】一般に、電解液としては水酸化カリウム水
溶液のようなアルカリ性水溶液を使用し、その濃度は3
0〜35%である。前述のような構造により、空気取り
入れ孔が外部に対して開いているため、環境雰囲気の相
対湿度が高いと外部の湿気を取り込むために電解液濃度
の低下と体積膨張とが起こり、放電性能の低下、電解液
の漏液を生じていた。一方、相対湿度が低い場合には、
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。したがって、空気電池は環境雰囲
気によって著しい影響を受け易いため、長期間の保存及
び/又は使用後の特性に問題があり、ある特定の分野用
に設計されるにとどまって、汎用化を図るうえで大きな
課題を有していた。
Generally, an alkaline aqueous solution such as an aqueous potassium hydroxide solution is used as the electrolytic solution, and its concentration is 3
0 to 35%. With the structure as described above, since the air intake hole is open to the outside, if the relative humidity of the environment atmosphere is high, the concentration of the electrolyte solution decreases and the volume expands to take in the outside humidity, and the discharge performance is reduced. There was a drop and electrolyte leakage. On the other hand, when the relative humidity is low,
Evaporation of the electrolytic solution caused an increase in internal resistance and a decrease in discharge performance. Therefore, since the air battery is significantly affected by the environmental atmosphere, it has a problem in the characteristics after long-term storage and / or use, and it is designed only for a specific field, and is not suitable for generalization. It had a big problem.

【0005】これらの問題を改善するため、従来より種
々の対策が検討されてきた。たとえば、空気孔を小さく
する方法;水蒸気の透過を制限しつつ、酸素を優先的に
透過する選択性透過膜を用いる方法;電解液と反応する
物質を空気孔周辺の一部に挿入し、電池外部へ電解液が
漏出するのを防止する方法;紙又は高分子材料よりなる
不織布などの電解液吸収材を設けて、電解液の電池外部
への漏出を防止する方法;さらには、空気孔を極端に小
さくして、酸素の供給量を制限し、水蒸気や炭酸ガスの
電池内部への浸入を防止する方法などの提案がなされて
いる。
In order to improve these problems, various countermeasures have been studied in the past. For example, a method of reducing the size of the air holes; a method of using a selective permeable membrane that preferentially permeates oxygen while limiting the permeation of water vapor; Method of preventing leakage of electrolytic solution to the outside; Method of preventing leakage of electrolytic solution to the outside of battery by providing electrolytic solution absorbing material such as paper or non-woven fabric made of polymer material; Proposals have been made for making the amount extremely small, limiting the amount of oxygen supply, and preventing water vapor and carbon dioxide gas from entering the inside of the battery.

【0006】しかし、いずれの方法も漏液防止や放電性
能、とくに長期間放電における性能に大きな課題を残し
ていた。たとえば、空気孔を小さくすれば酸素の通過も
制限されることになって、放電性能が低下し;また選択
性透過膜も、電池中における長期間の使用に耐え、かつ
満足な選択性を示すものはなく、逆に酸素透過量が不足
して、電池の性能が低下するものもあった。
However, all of the methods still have major problems in leakage prevention and discharge performance, especially in long-term discharge. For example, the smaller the air holes, the more restrictive the passage of oxygen and the lower the discharge performance; and also the selective permeable membrane, which can be used for a long time in the battery and shows satisfactory selectivity. On the contrary, in some cases, the oxygen permeation amount was insufficient and the battery performance was deteriorated.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題を解決しようとしてなされたもので、大気中の酸素
を十分な速度で電池内に取り入れるが、大気中の水蒸気
の電池内への浸入ならびに電解液の蒸発を長期にわたっ
て抑制するように構成された空気電池を提供することを
目的とする。さらに、このことによって、空気取り入れ
孔を通して電池内部と外部とが通じている状態で長期間
保存ないし使用しても、満足な放電特性を保つ空気電池
を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve such a problem and takes in oxygen in the atmosphere into the battery at a sufficient rate. It is an object of the present invention to provide an air battery configured to suppress infiltration and evaporation of an electrolytic solution for a long period of time. Another object of the present invention is to provide an air battery that maintains satisfactory discharge characteristics even when stored or used for a long period of time while the inside and outside of the battery communicate with each other through the air intake hole.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、この目的
を達成するために、正極触媒層と空気取り入れ孔との間
に、表面に含フッ素高分子物質の被膜が形成されている
空気拡散多孔性膜を挿入することがきわめて有効である
ことを見出して、本発明をなすに至った。
In order to achieve this object, the present inventors have found that a film of a fluorine-containing polymer material is formed on the surface between the positive electrode catalyst layer and the air intake hole. The present invention has been completed by finding that inserting a diffusion porous membrane is extremely effective.

【0009】すなわち、本発明の空気電池は、空気取り
入れ孔を有する正極缶の内部に、空気拡散多孔性膜及び
撥水性膜を介して正極触媒層を有する空気電池におい
て、前記空気拡散多孔性膜の表面に含フッ素高分子物質
の被膜が存在することを特徴とする。
That is, the air battery of the present invention is an air battery having a positive electrode catalyst layer with an air diffusion porous film and a water repellent film inside a positive electrode can having an air intake hole, wherein the air diffusion porous film is used. Is characterized in that a film of a fluorine-containing polymer substance is present on the surface of.

【0010】本発明において、空気取り入れ孔(2)と
正極触媒層(5)との間には、空気拡散多孔性膜(3)
および多孔質の撥水フィルム(4)が、正極触媒層を支
持するように介在して、該正極触媒層への空気の流通を
確保する。
In the present invention, an air diffusion porous membrane (3) is provided between the air intake hole (2) and the positive electrode catalyst layer (5).
And the porous water-repellent film (4) intervenes so as to support the positive electrode catalyst layer to ensure the flow of air to the positive electrode catalyst layer.

【0011】空気拡散多孔性膜は、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、アセタール化ポリビニルアルコール、ナイ
ロンなどの不織布;クラフト紙などの紙が例示される。
これらのうち、加工性などからクラフト紙が好ましい。
Examples of the air diffusion porous membrane include non-woven fabrics such as polyethylene, polypropylene, acetalized polyvinyl alcohol and nylon; paper such as kraft paper.
Of these, kraft paper is preferable in terms of workability.

【0012】本発明において特徴的なことは、上記の空
気拡散多孔質膜の表面に、含フッ素高分子物質の被膜が
形成されていることである。このような含フッ素高分子
物質としては、常温又は空気拡散多孔質が熱変質をしな
い程度の低温加熱で被膜の形成が容易に行われるものが
好ましく、たとえば式(I)
A feature of the present invention is that a film of a fluorine-containing polymer substance is formed on the surface of the air diffusion porous film. As such a fluorine-containing polymer substance, a substance which can easily form a film at room temperature or at a low temperature such that the air-diffusing porous material does not undergo thermal alteration is preferable.

【0013】[0013]

【化1】 [Chemical 1]

【0014】(式中、R1 は水素、メチル、塩素又はフ
ッ素を表し;R2 はRf 又は−(CHX)nf を表し;
f はパーフルオロアルキル基を表し、好ましくはその
炭素数が2〜10であり;Xは水素原子であり、ただし
該R2 中、1個のXはメチル基、水酸基又はアセトキシ
基であってもよく;nは1〜3の数を表す)で示される
アクリル酸又はその誘導体の含フッ素エステル;又は式
(II)
(Wherein R 1 represents hydrogen, methyl, chlorine or fluorine; R 2 represents R f or-(CHX) n R f ;
R f represents a perfluoroalkyl group, preferably having 2 to 10 carbon atoms; X is a hydrogen atom, provided that in the R 2 , one X is a methyl group, a hydroxyl group or an acetoxy group. Or n is a number of 1 to 3), a fluorine-containing ester of acrylic acid or a derivative thereof represented by formula; or formula (II)

【0015】[0015]

【化2】 [Chemical 2]

【0016】(式中、R1 及びR2 は前述と同じ)で示
されるアクリル酸又はその誘導体の含フッ素アミドの、
単独重合体、2種以上の上記含フッ素モノマーの共重合
体、又は1種又は2種以上のこれらの含フッ素モノマー
と、分子中にフッ素原子をもたないアクリル酸又はメタ
クリル酸のエステル又はアミドとの共重合体が好まし
い。また、含フッ素モノマーの一部又は全部として、含
フッ素分子鎖の両側に2個のアクリル基又はメタクリル
基を有する、たとえば式(III)
A fluorine-containing amide of acrylic acid or a derivative thereof represented by the formula (wherein R 1 and R 2 are the same as above);
A homopolymer, a copolymer of two or more kinds of the above-mentioned fluorine-containing monomers, or an ester or amide of one or more kinds of these fluorine-containing monomers and acrylic acid or methacrylic acid having no fluorine atom in the molecule. Copolymers with are preferred. Further, as a part or all of the fluorine-containing monomer, it has two acrylic groups or methacrylic groups on both sides of the fluorine-containing molecular chain, for example, the compound represented by the formula (III)

【0017】[0017]

【化3】 [Chemical 3]

【0018】(式中、R は前述と同じ;R3 は鎖中
に−CF2 −単位を有する2価の基を表し、Xは−O−
又は−NH−を表す)で示される架橋性含フッ素モノマ
ーを用いるか、複数のエチレン性不飽和基を有する非フ
ッ素系の架橋性モノマーを用いて形成した、架橋構造の
含フッ素高分子物質も使用することができる。
(Wherein R 1 is the same as above; R 3 represents a divalent group having a —CF 2 — unit in the chain, and X represents —O—
Or a -NH-) is used, or a fluorine-containing polymer substance having a crosslinked structure formed by using a non-fluorine-based crosslinking monomer having a plurality of ethylenically unsaturated groups is also used. Can be used.

【0019】さらに他のタイプの含フッ素高分子物質と
しては、フルオロオレフィン重合体又は前述のRf を置
換基とする二塩基酸を、メラミン樹脂又はウレタン樹脂
の反応機構を利用して硬化させるもの、フッ素を含有す
るビスフェノール系エポキシ化合物の重合体などが例示
される。
Still another type of fluorine-containing polymer substance is one in which a fluoroolefin polymer or the above-mentioned dibasic acid having R f as a substituent is cured by utilizing the reaction mechanism of a melamine resin or a urethane resin. Examples thereof include polymers of bisphenol-based epoxy compounds containing fluorine.

【0020】これらの含フッ素高分子物質のうち、簡単
な処理で、空気拡散多孔性膜の表面に、均一で、優れた
撥水性を有する皮膜を形成でき、その皮膜が電池に用い
られる通常の非プロトン性溶媒や電解液に冒されないこ
とから、アクリル酸又はその誘導体の含フッ素エステル
の重合体がさらに好ましく、その単独重合体がとくに好
ましい。
Of these fluorine-containing polymer substances, a uniform film having excellent water repellency can be formed on the surface of the air diffusion porous film by a simple treatment, and the film is used in a usual battery. A polymer of a fluorine-containing ester of acrylic acid or a derivative thereof is more preferable because it is not affected by an aprotic solvent or an electrolytic solution, and a homopolymer thereof is particularly preferable.

【0021】このような含フッ素高分子物質又はそれを
含有する組成物は、フロラード(住友スリーエム株式会
社商品名)アサヒガード(旭硝子株式会社商品名)、テ
ックスガード(ダイキン株式会社商品名)などとして入
手できる。
Such a fluorine-containing polymer or a composition containing the same is used as Florard (Sumitomo 3M Co., Ltd. trade name) Asahi Guard (Asahi Glass Co., Ltd. trade name), Tex Guard (Daikin Co., Ltd. trade name) and the like. Available.

【0022】前記の空気拡散多孔性膜の表面に形成した
含フッ素高分子物質の皮膜は、該多孔性膜の表面積に対
して0.1〜0.8mg/cm2 の範囲に形成されることが
好ましい。0.1mg/cm2 未満では、保存中及び/又は
使用中の放電特性の低下を抑える効果が、使用目的によ
っては十分でなく、0.8mg/cm2 を越えると、上記の
放電特性の低下は少ないが、初期の放電特性が十分でな
いからである。
The film of the fluorine-containing polymer material formed on the surface of the air diffusion porous film is formed in the range of 0.1 to 0.8 mg / cm 2 with respect to the surface area of the porous film. Is preferred. If it is less than 0.1 mg / cm 2 , the effect of suppressing the deterioration of discharge characteristics during storage and / or use is not sufficient depending on the purpose of use, and if it exceeds 0.8 mg / cm 2 , the above discharge characteristics deteriorate. However, the initial discharge characteristics are not sufficient.

【0023】このような含フッ素高分子物質の被膜を形
成する方法は特に限定されないが、コーティング方法と
しては、浸漬、パディング、はけ塗り、ナイフコーティ
ング、ロールコーティング、スプレーなどが例示され
る。コーティングに用いる含フッ素高分子物質又はその
前駆体は、ポリマー、プレポリマー又は反応性モノマー
の形で、あるいはそれらの混合物でもよく、それらを溶
解する溶媒に溶解したり、溶液中で重合して該含フッ素
高分子物質の溶液を形成させたり、水中に懸濁させたり
して得られる処理液として用いるのが、作業の容易さか
ら好ましい。
The method for forming such a film of a fluorine-containing polymer is not particularly limited, but examples of the coating method include dipping, padding, brush coating, knife coating, roll coating, spraying and the like. The fluorine-containing polymer substance or its precursor used for coating may be in the form of a polymer, a prepolymer or a reactive monomer, or a mixture thereof, and it may be dissolved in a solvent which dissolves them or polymerized in a solution. It is preferable to use as a treatment liquid obtained by forming a solution of a fluorine-containing polymer substance or suspending it in water, from the viewpoint of easy work.

【0024】上記の溶媒としては、ペルフルオロへキサ
ン、ペルフルオロヘプタン、ペルフルオロオクタン、ペ
ルフルオロノナン、ペルフルオロデカン、ペルフルオロ
ケロシン、ペルフルオロシクロヘキサン、ペルフルオロ
(メチルシクロヘキサン)、ペルフルオロ−1,4−ジ
メチルシクロヘキサン、ペルフルオロ−3,3′−ジメ
チルジシクロヘキサン、ペルフルオロデカリン、ペルフ
ルオロトルエン、ペルフルオロトリブチルアミン、ペル
フルオロトリペンチルアミン、ペルフルオロトリへキシ
ルアミン、ペルフルオロ−N,N,N′,N′−テトラ
プロピルジアミノプロパン、ペルフルオロ−4−イソプ
ロピルモルホリン、ペルフルオロブチルエーテル、ペル
フルオロ−2−エチルテトラヒドロフラン、環状ペルフ
ルオロエーテル(C816O)などのフッ素含有溶媒;
トリクロロトリフルオロエタン、テトラクロロジフルオ
ロエタン、ジクロロヘキサフルオロブテンなどのフッ素
・塩素含有溶媒;1,1,1−トリクロロエタン、テト
ラクロロエタン、トリクロロブテンなどの塩素含有溶媒
が例示されるが、衛生上又は地球環境上の問題を生じる
塩素原子を含まないことと、不活性で、フッ素含有高分
子物質を良く溶解することから、フッ素含有溶媒が好ま
しい。
Examples of the above-mentioned solvent include perfluorohexane, perfluoroheptane, perfluorooctane, perfluorononane, perfluorodecane, perfluorokerosene, perfluorocyclohexane, perfluoro (methylcyclohexane), perfluoro-1,4-dimethylcyclohexane, perfluoro-3, 3'-dimethyldicyclohexane, perfluorodecalin, perfluorotoluene, perfluorotributylamine, perfluorotripentylamine, perfluorotrihexylamine, perfluoro-N, N, N ', N'-tetrapropyldiaminopropane, perfluoro-4-isopropylmorpholine , Perfluorobutyl ether, perfluoro-2-ethyltetrahydrofuran, cyclic perfluoroether ( 8 F 16 O) fluorine-containing solvents such as;
Fluorine / chlorine-containing solvents such as trichlorotrifluoroethane, tetrachlorodifluoroethane and dichlorohexafluorobutene; chlorine-containing solvents such as 1,1,1-trichloroethane, tetrachloroethane and trichlorobutene are exemplified, but hygiene or global environment A fluorine-containing solvent is preferable because it does not contain a chlorine atom that causes the above problems, is inactive, and dissolves the fluorine-containing polymer substance well.

【0025】このようなフッ素含有溶媒は、たとえばフ
ロリナートFC−70、FC−72、FC−75、FC
−77、FC−40など(いずれも住友スリーエム株式
会社商品名)として入手することができる。
Such a fluorine-containing solvent is, for example, Fluorinert FC-70, FC-72, FC-75, FC.
-77, FC-40 and the like (both are trade names of Sumitomo 3M Limited).

【0026】上記の処理液には、含フッ素高分子物質の
種類と処理条件により、必要に応じて硬化促進剤を添加
してもよい。硬化促進剤としては、金属アルコラート、
ジルコニウム有機酸塩、酸無水物、アジリジン化合物、
カルボジイミド化合物が例示される。これらは単独で用
いても、2種以上を使用しても差支えない。
A curing accelerator may be added to the above treatment liquid, if necessary, depending on the type of the fluorine-containing polymer substance and the treatment conditions. As a curing accelerator, a metal alcoholate,
Zirconium organic acid salt, acid anhydride, aziridine compound,
A carbodiimide compound is exemplified. These may be used alone or in combination of two or more.

【0027】コーティングの後、含フッ素系高分子物質
の種類及び処理液の組成に応じて、常温で風乾するか、
空気拡散多孔性膜の材料が冒されない範囲の加熱、たと
えば70〜100℃、2〜10分間の加熱を行って、該
フッ素高分子物質の被膜を該多孔性膜の表面に形成させ
る。
After coating, depending on the type of fluorine-containing polymer and the composition of the treatment liquid, air-dry at room temperature, or
The coating of the fluoropolymer material is formed on the surface of the porous membrane by heating in a range that does not affect the material of the air diffusion porous membrane, for example, 70 to 100 ° C. for 2 to 10 minutes.

【0028】本発明の空気電池に用いられる撥水性膜は
とくに限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン、
ポリエチレン、ポリプロピレンなどの多孔質膜が例示さ
れ、撥水性が優れていることから、ポリテトラフルオロ
エチレンの多孔質膜が好ましい。
The water-repellent film used in the air battery of the present invention is not particularly limited, but polytetrafluoroethylene,
Porous membranes such as polyethylene and polypropylene are exemplified, and a porous membrane of polytetrafluoroethylene is preferable because it has excellent water repellency.

【0029】本発明の空気電池において、正極触媒層
は、通常、触媒、活性炭及びバインダーからなり、触媒
としては、マンガン酸化物、白金、銀、金属フタロシア
ニンなどを使用することができる。セパレーターとして
は、通常、ポリプロピレンなどの微孔性多孔性膜が用い
られる。
In the air battery of the present invention, the positive electrode catalyst layer usually comprises a catalyst, activated carbon and a binder, and as the catalyst, manganese oxide, platinum, silver, metal phthalocyanine or the like can be used. As the separator, a microporous membrane such as polypropylene is usually used.

【0030】本発明の空気電池において、他の要素はす
べて公知のものであってもよい。また、本発明の範囲を
逸脱しないかぎり、他の任意の要素を付加しても差し支
えない。なお、本発明はボタン型空気電池だけでなく、
角型、円筒型など、他の型の空気電池にも適用できる。
さらに、電池の機構に関しては、空気−亜鉛系、空気−
アルミニウム系、空気−鉄系などのいずれについても有
効に適用できる。
In the air cell of the present invention, all other elements may be known ones. Further, other optional elements may be added without departing from the scope of the present invention. The present invention is not limited to the button type air battery,
It can also be applied to other types of air batteries such as prismatic type and cylindrical type.
Further, regarding the mechanism of the battery, air-zinc system, air-
It can be effectively applied to any of aluminum type and air-iron type.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明により、空気拡散多孔性膜の表面
に含フッ素高分子物質の被膜を形成させることによっ
て、該多孔性膜の孔径を大きくしても、外気と正極触媒
層との間の水分の移動を防ぐことができる。それゆえ、
本発明によって、大気中の水蒸気の電池内への侵入や、
電解液の蒸発による電解液の濃度変化をもたらすことな
く、正極触媒層への空気の供給量を低下させない。その
ため、該触媒層に対する透過酸素量の不足による放電性
能の低下をほとんどもたらさない。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, by forming a film of a fluorine-containing polymer on the surface of an air diffusion porous film, even if the pore size of the porous film is increased, the air diffusion porous film can be formed between the outside air and the positive electrode catalyst layer. It is possible to prevent the movement of water. therefore,
According to the present invention, invasion of water vapor in the atmosphere into the battery,
The concentration of the electrolytic solution is not changed by evaporation of the electrolytic solution, and the amount of air supplied to the positive electrode catalyst layer is not reduced. Therefore, the discharge performance hardly deteriorates due to the lack of the amount of oxygen permeated into the catalyst layer.

【0032】本発明の空気電池は、耐漏液性、過放電特
性ともに非常に優れており、重負荷・軽負荷の放電特性
や、開放状態において長期間保存した後の放電性能に優
れている。
The air battery of the present invention is extremely excellent in both leakage resistance and overdischarge characteristics, and is also excellent in discharge characteristics under heavy and light loads and in discharge performance after being stored for a long period in an open state.

【0033】したがって、本発明の空気電池は、電卓な
どの非連続的に放電する電子機器、時計などの比較的軽
負荷で放電される機器などの電池として、特に有用であ
る。
Therefore, the air battery of the present invention is particularly useful as a battery for electronic devices such as calculators that are discontinuously discharged and devices such as watches that are discharged with a relatively light load.

【0034】[0034]

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例によって詳
細に説明する。これらの例において、部は重量部を表わ
す。本発明はこれらの実施例によって限定されるもので
はない。
EXAMPLES The present invention will now be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples. In these examples, parts represent parts by weight. The invention is not limited by these examples.

【0035】実施例1〜6 含フッ素高分子物質を含有する母液としては、2重量%
のポリ(ペルフルオロペンチルメタクリレート)と98
重量%のペルフルオロへキサンからなる溶液を調製し
た。この溶液をさらにペルフルオロへキサンで希釈し
て、上記のポリマーを含有する各種の濃度の処理液を調
製した。
Examples 1 to 6 As a mother liquor containing a fluorine-containing polymer, 2% by weight was used.
Poly (perfluoropentyl methacrylate) and 98
A solution consisting of wt% perfluorohexane was prepared. This solution was further diluted with perfluorohexane to prepare treatment liquids containing the above polymer and having various concentrations.

【0036】この処理液にクラフト紙を浸漬し、取出し
て風乾することによって、撥水性膜として含フッ素高分
子物質の被膜を形成したクラフト紙を得た。クラフト紙
への含フッ素高分子物質のコーティング量は、前述のよ
うに、処理液中のポリマーの量を変化させることによっ
て、表1に示すように、クラフト紙の片面の面積あたり
0.05〜1.2mg/cm2 の間で変化させた。
Kraft paper was immersed in this treatment liquid, taken out and air dried to obtain a kraft paper having a film of a fluorine-containing polymer substance as a water-repellent film. As described above, the amount of the fluorine-containing polymer substance coated on the kraft paper varies from 0.05 to 0.05 per unit area of the kraft paper by changing the amount of the polymer in the treatment liquid, as shown in Table 1. Varyed between 1.2 mg / cm 2 .

【0037】このようにして得た撥水性膜を有するクラ
フト紙を空気拡散多孔性膜(3)として用い、撥水性膜
(4)としてポリテトラフルオロエチレンの多孔質フィ
ルムを用い、その他は従来の空気電池と同じ構造と材質
のものを用いて、図1に示すようなボタン型空気亜鉛電
池を作成した。
The kraft paper having the water-repellent film thus obtained was used as the air diffusion porous film (3), the porous film of polytetrafluoroethylene was used as the water-repellent film (4), and the others were conventional. A button type zinc-air battery as shown in FIG. 1 was prepared using the same structure and material as the air battery.

【0038】比較例 含フッ素高分子物質によるコーティングを行わないクラ
フト紙を用いたほかは、上記の実施例と同様にして、ボ
タン型空気亜鉛電池を作成した。
Comparative Example A button-type zinc-air battery was prepared in the same manner as in the above example except that kraft paper not coated with a fluorine-containing polymer substance was used.

【0039】試験例 実施例1〜6及び比較例で作成したボタン型空気亜鉛電
池を、温度20℃、相対湿度60%で、空気孔の封止シ
ールをはがして貯蔵し、貯蔵前、1カ月後及び2カ月後
の電池の全重量を測定して、重量変化を求めた。また、
貯蔵前及びそれぞれの期間経過後の電池について、25
0Ωの連続放電を行って、電圧が1.0Vに低下するま
での放電持続時間を測定した。
Test Examples The button type zinc air batteries prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Example were stored at a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 60% with a sealing seal of air holes peeled off and stored for 1 month. The total weight of the battery after and after 2 months was measured to determine the weight change. Also,
For batteries before storage and after each period, 25
The continuous discharge of 0Ω was performed, and the discharge duration until the voltage dropped to 1.0 V was measured.

【0040】これらの結果を表1に示す。ただし、放電
持続時間については、貯蔵前の比較例の電池の値をを1
00とした相対値で示す。
The results are shown in Table 1. However, regarding the discharge duration, the value of the battery of the comparative example before storage is 1
The relative value is set to 00.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】表1により明らかなように、本発明によっ
て空気拡散多孔性膜を含フッ素高分子物質でコーティン
グして撥水性膜を形成することにより、長期間の貯蔵な
いし使用後も優れた放電持続時間を保つ空気電池が得ら
れた。なお、初期の放電持続時間の低下がなく、また長
時間貯蔵後も放電持続時間を高水準に保つことから、含
フッ素高分子物質のクラフト紙面積あたりの処理量を
0.1〜0.8mg/cm2の範囲にすることが、良い結果
をもたらしている。
As is clear from Table 1, by forming the water-repellent film by coating the air-diffusing porous film with the fluorine-containing polymer substance according to the present invention, excellent discharge sustainability can be achieved even after long-term storage or use. A time keeping air battery was obtained. The initial discharge duration did not decrease, and the discharge duration was maintained at a high level even after long-term storage. A range of / cm 2 gives good results.

【0043】[0043]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例で作成したボタン型空気亜鉛電池の構造
を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing the structure of a button type zinc-air battery produced in an example.

【符合の説明】[Explanation of sign]

1 正極缶 2 空気取り入れ孔 3 空気拡散多孔性膜 4 撥水性膜 5 正極触媒層 6 セパレータ 7 負極合剤 8 負極缶 9 ガスケット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positive electrode can 2 Air intake hole 3 Air diffusion porous film 4 Water repellent film 5 Positive electrode catalyst layer 6 Separator 7 Negative electrode mixture 8 Negative electrode can 9 Gasket

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 空気取り入れ孔を有する正極缶の内部
の、空気拡散多孔性膜及び撥水性膜を介して正極触媒層
を有する空気電池において、前記空気拡散多孔性膜の表
面に含フッ素高分子物質の被膜が存在することを特徴と
する空気電池。
1. An air battery having a positive electrode catalyst layer via an air diffusion porous film and a water repellent film inside a positive electrode can having an air intake hole, wherein a fluorine-containing polymer is provided on the surface of the air diffusion porous film. An air battery characterized by the presence of a coating of material.
【請求項2】 空気拡散多孔性膜の表面の含フッ素高分
子物質の量が0.1〜0.8mg/cm2 である請求項1記
載の空気電池。
2. The air battery according to claim 1, wherein the amount of the fluorine-containing polymer substance on the surface of the air diffusion porous membrane is 0.1 to 0.8 mg / cm 2 .
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998058418A1 (en) * 1997-06-17 1998-12-23 Aer Energy Resources, Inc. Membrane for selective transport of oxygen over water vapor and metal-air electrochemical cell including said membrane
JP2009141003A (en) * 2007-12-04 2009-06-25 Nhk Spring Co Ltd Electrostatic chuck
JP2009252637A (en) * 2008-04-09 2009-10-29 Toyota Motor Corp Air cell

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