[發明專利]空氣電池用正極及其制造方法

有效

• 申請號: 201380020116.5
• 申請日: 2013-03-08
• 公開（公告）號: CN104221213B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 塚田佳子;兒玉一史;桑田茂昌;宮澤篤史
• 申請（專利權）人: 日產自動車株式會社
• 主分類號: H01M12/06
• 分類號: H01M12/06;H01M4/88;H01M4/96
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 張濤

技術領域

本發明涉及用于空氣電池的正極。詳細而言，本發明涉及抑制電解液漏出，且空氣電池的串聯連接性或操作性優良的空氣電池用正極及其制造方法。

背景技術

空氣電池由于利用空氣中的氧氣作為活性物質，所以是經濟的，進而是可長期免維護而使用的電源。作為現有的空氣電池，已知有鈕扣型空氣電池。鈕扣型空氣電池使用殼嵌合體，所述殼嵌合體對金屬制負極殼和具有空氣孔的金屬制正極殼隔著墊片進行嵌合而成。而且，在該殼嵌合體的內部具有配置了負極、電解液、隔板、空氣極(正極)及防水膜等結構。

在這樣的鈕扣型空氣電池中，殼嵌合體的內部空間通過隔板進行分割。而且，一個空間充填有鋅及含浸于其的電解液而成為負極，另一個空間配置催化劑而成為空氣極(正極)。另外，空氣極中的隔板的相反一側的面上配置有由聚四氟乙烯(PTFE)制的多孔膜構成的防水膜。而且，密合于該防水膜而配置有擴散紙。

而且，在鈕扣型空氣電池中，作為正極活性物質的空氣中的氧氣從設置于正極殼底部的空氣孔攝入，經由擴散紙及防水膜供給至空氣極。在該情況下，擴散紙發揮均一地供給氧氣至空氣極整體的功能。而且，防水膜將氧氣供給至電池內部(正極)，并且發揮防止電解液經由空氣孔漏出至電池外的功能。

已知在如上述的結構的空氣電池中，在氣體擴散層上層疊催化劑層，同時使集電體偏向催化劑層中的氣體擴散層而配置(例如參照專利文獻1)。而且，該空氣電池具備空氣極，該空氣極沿氣體擴散層向催化劑層的頂面方向縮小直徑而呈圓錐梯形狀。該鈕扣型空氣電池能夠抑制催化劑層崩落而產生的塊狀催化劑變成異物被夾在構成零件間，因此耐漏液性優良。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平11-54130號公報

發明內容

但是，現有的鈕扣型空氣電池雖能夠防止塊狀催化劑造成的電解液漏出，但對于電解液從空氣孔漏出，仍然只是通過與空氣極(正極)分別設置的PTFE膜制防水膜來防止。另外，若配置這樣的防水膜，則導電性降低，因此，必須在催化劑層中配置集電體。

本發明是鑒于這種現有技術具有的問題而完成的。而且，其目的在于，提供一種能夠抑制電解液漏出，可用于空氣電池的串聯連接，另外可提高制造效率及操作性的空氣電池用正極及其制造方法。

本發明實施方式的空氣電池用正極具備：催化劑層以及液密透氣層，所述催化劑層包含含有導電性碳、粘合劑和催化劑成分的多孔層；所述液密透氣層包含含有導電性碳和粘合劑的多孔層，且液密透氣層層疊于催化劑層上。

附圖說明

圖1是概略性表示本發明實施方式的空氣電池用正極的微細結構的局部剖面圖；

圖2是表示使用了本發明實施方式的空氣電池用正極的串聯式空氣電池的一例的概略剖面圖；

圖3是表示實施例2的正極片的剖面的掃描式電子顯微鏡照片。

具體實施方式

下面，基于附圖詳細說明本發明實施方式的空氣電池用正極。需要說明的是，為便于說明附圖的尺寸比率有所夸大，可能和實際比率不同。

圖1中概略性表示本實施方式的空氣電池用正極的微細結構。如同圖所示，本實施方式的空氣電池用正極即正極層10具備催化劑層11和液密透氣層12，液密透氣層12層疊于催化劑層11上。需要說明的是，本說明書中，為便于說明，記載為在催化劑層11上“層疊”液密透氣層12。但是，只要是兩層鄰接，并且液密透氣層12配置在向催化劑層11配置空氣攝入孔或空氣通路的一側、即配置電解液的一側的相反側即可。因此，未必僅受“層疊”的詞 意限定。

催化劑層11含有作為碳骨材的碳粒子1、作為導電路徑材的一例的碳黑1b、作為催化劑成分的催化劑粒子3和粘合劑2。而且，碳粒子1、碳黑1b及催化劑粒子3通過粘合劑2粘接，從而形成多孔層。

液密透氣層12含有作為碳骨材的一例的石墨1a、作為導電路徑材的一例的碳黑1b、粘合劑2。而且，石墨1a及碳黑1b通過粘合劑2粘接，從而形成多孔層。

本實施方式中，催化劑層11和液密透氣層12通過粘合劑2粘接而基本一體化。這樣的一體化可通過后述的空氣電池用正極的制造方法中的一體成形進行。需要說明的是，在本實施方式中，碳粒子1、石墨(碳骨材)1a及碳黑(導電路徑材)1b均由導電性碳構成。