本发明专利技术的目的在于提供金属空气电池，所述金属空气电池可以实现在手机的充电等用途中也能够应用的水平的高输出(最大电力)。本发明专利技术的金属空气电池将金属作为负极(30)的活性物质、将空气中的氧作为正极(20)的活性物质，正极(20)具备由板状的多孔金属体形成的集电体(21)和配置在集电体(21)的一面侧的导电材料层(23)，至少在集电体(21)的配置导电材料层(23)的一面涂布导电性涂料而形成有导电性的涂膜(25)。
Metal air battery and its manufacturing method
The purpose of the invention is to provide a metal air battery, which can realize the horizontal high output (maximum power) that can also be applied in the charging of mobile phones. Metal air battery of this invention will metal as anode active material (30), the oxygen in the air as a cathode active material (20), positive (20) with a collector plate formed of a porous metal body (21) and the configuration in the collector (21) conductive material layer one side of the side (23), at least in the collector (21) configuration of the conductive material layer (23) side coated conductive coating formed by a conductive film (25).
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属空气电池及其制造方法
本专利技术涉及将金属作为负极的活性物质、将空气中的氧作为正极的活性物质的金属空气电池。
技术介绍
以往，提出了将镁或镁合金作为负极的活性物质、将空气作为正极的活性物质的金属空气电池(镁空气电池)(例如参见下述专利文献1和专利文献2)。专利文献1中，作为金属空气电池的正极(阴极体)，介绍了将由导电性金属形成的板状的集电层、由活性炭等正极活性物质形成的活性层和由碳材料等导电性材料形成的电极层层叠而成的结构。另外，该文献中，作为优选的集电层记载了多孔体。专利文献2中，作为金属空气电池的正极(空气极主体)，介绍了在由发泡镍形成的集电体上涂布导电材料浆料后进行焙烧而形成的电极。该导电材料浆料是通过在导电材料上负载铂，将它们投入PTFE的水性分散液中并搅拌混合而调制的。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2014-120401号公报专利文献2：特开2013-191481号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题例如，对于供于手机的充电等用途的金属空气电池，期望一定水平的高输出(最大电力)。然而，上述专利文献1或专利文献2记载的金属空气电池中，由于内部电阻高的情况等而无法得到充分高的输出。本专利技术是基于以上的情况而作出的，其目的在于提供可以实现在手机的充电等用途中也能够应用的水平的高输出(最大电力)的金属空气电池。用于解决问题的方案本专利技术人等为了实现上述目的而反复进行了深入研究，其结果发现，在层叠由多孔金属体形成的集电体和导电材料层而构成的正极中，通过使基于导电性涂料的涂膜夹在集电体与导电材料层之间，从而可降低两者间的接触电阻，内部电阻变低，由此能够实现输出的提高，基于该见解而完成了本专利技术。即，本专利技术的金属空气电池的特征在于，其为将金属作为负极的活性物质、将空气中的氧作为正极的活性物质的金属空气电池，前述正极具备由板状的多孔金属体形成的集电体和配置在前述集电体的一面侧的导电材料层，至少在前述集电体的配置前述导电材料层的一面涂布有导电性涂料。本专利技术的金属空气电池中，优选构成前述集电体的多孔金属体为金属发泡体。另外，本专利技术的金属空气电池中，优选前述导电性涂料的干燥涂膜的体积电阻率值为1.0Ω·cm以下、特别是5.0×10-3～4.0×10-1Ω·cm。另外，本专利技术的金属空气电池中，优选前述导电性涂料的涂布量为2～10mg/cm2。另外，本专利技术的金属空气电池中，优选前述负极的活性物质为镁或镁合金。本专利技术的金属空气电池的制造方法的特征在于，所述金属空气电池为将金属作为负极的活性物质、将空气中的氧作为正极的活性物质的金属空气电池，所述方法包含如下的工序：在由板状的多孔金属体形成的集电体的至少一面涂布导电性涂料，在前述集电体的涂布有前述导电性涂料的一面侧配置导电材料层，从而制作前述正极。专利技术的效果根据后述实施例的结果可知，本专利技术的金属空气电池的内部电阻低，能够实现高输出(最大电力)。附图说明图1为示意性示出本专利技术的金属空气电池的概略结构的说明图。具体实施方式以下，对本专利技术的金属空气电池的一个实施方式的镁空气电池进行详细说明。图1所示的该实施方式的镁空气电池100具备：有底方筒状的容器10，固定配置于该容器10的侧壁的、作为空气极的板状的正极20，以及以与该正极20相向的方式配置在容器10内的、板状的负极30。构成镁空气电池100的容器10由有底方筒状的树脂形成，该容器10内容纳例如食盐水作为电解液40。构成容器10的侧壁上形成有开口窗11，板状的正极20以将该开口窗11堵住的方式被固定于该容器10的侧壁。镁空气电池100的作为空气极的正极20具备集电体21和配置在该集电体21的一面侧的导电材料层23，正极20的集电体21上通过未图示的端子而连接有引线50。正极20的集电体21为与空气接触的外侧层，由板状的多孔金属体形成。此处，作为构成集电体21的多孔金属体，可列举出发泡金属、金属粉末的烧结体等，这些之中，发泡金属是适宜的。作为构成集电体21(多孔金属体)的金属，可例示出镍、铜、不锈钢(SUS)等。通过使用多孔金属体作为集电体21，能够在与导电材料层23之间发挥基于锚固效果的高粘结力。作为适宜的多孔金属体的发泡金属可以通过如下方法制造：对连续气泡型的聚氨酯泡沫进行金属镀覆后，在氧化气氛下和还原气氛下进行加热处理，从而使聚氨酯燃烧(消失)。此处，作为优选的发泡金属的市售品，可列举出“Celmet”(住友电气工业株式会社制)。正极20的导电材料层23是与容纳在容器10内的电解液40(食盐水)接触的内侧层。该导电材料层23可以通过利用粘结剂树脂使导电性材料粘结而形成。此处，作为为了得到导电材料层23而使用的导电性材料，没有特别限定，可以使用所有以往公知的构成金属空气电池的正极(导电材料层)的材料，作为适宜的导电性材料，可列举出乙炔黑、科琴黑、活性炭以及碳纳米管等碳材料。作为为了形成正极20的导电材料层23而与导电性材料混合的粘结剂树脂，也没有特别限定，作为适宜的粘结剂树脂，可列举出聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物(PFA)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、乙烯-氯三氟乙烯共聚物(ECTFE)、聚氟乙烯(PVF)等氟树脂。导电材料层23中可以含有以往公知的空气电池正极用的电极催化剂。作为可以包含在导电材料层23中的催化剂，可例示出铂(Pt)、钌(Ru)、铱(Ir)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、钨(W)、铅(Pb)、铁(Fe)、铬(Cr)、钴(Co)、镍(Ni)、锰(Mn)、钒(V)、钼(Mo)、镓(Ga)、铝(Al)等金属及其化合物、以及它们的合金等。该镁空气电池100中，在正极20的集电体21的一面(配置导电材料层23的一侧的面)涂布导电性涂料而形成有导电性的涂膜25。需要说明的是，“涂膜”也可以是在集电体21(多孔金属体)的内部的导电性涂料的浸渗层。通过在集电体21的配置导电材料层23的一面形成导电性的涂膜25，能够降低集电体21与导电材料层23之间的接触电阻，使电池的内部电阻变低。由此，与未形成这样的涂膜的情况相比，能够实现输出(最大电力)的提高。作为在集电体21的一面涂布的导电性涂料，可以使用含有导电性颗粒、粘结剂和溶剂的公知的涂料，可以为水溶性类也可以为有机溶剂类。作为导电性涂料所含有的导电性颗粒，可列举出炭黑、石墨等碳颗粒、金属颗粒等。作为水溶性类的导电性涂料所含有的粘结剂，可列举出纤维素类树脂、水玻璃、丙烯酸类树脂等，作为溶剂，可列举出水。作为有机溶剂类的导电性涂料所含有的粘结剂，可列举出热塑性树脂、乙烯基类树脂、合成橡胶等，作为溶剂，可列举出各种有机溶剂。作为导电性涂料的涂布方法，没有特别限定，可例示出利用刷毛、辊等的涂布、利用喷雾的涂布、利用浸渍的涂布等。利用导电性涂料形成的涂膜25(干燥涂膜)的体积电阻率值通常设为1.0Ω·cm以下、优选设为5.0×10-3～4.0×10-1Ω·cmΩ·cm。利用涂膜的体积电阻率值过大的导电性涂料，无法充分降低集电体与导电材料层之间的接触电阻。作为导电性涂料的涂布量(干燥涂膜的形成量)，优选为2～10mg/cm2。涂布量低于2mg/cm2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属空气电池，其特征在于，其将金属作为负极的活性物质，将空气中的氧作为正极的活性物质，所述正极具备由板状的多孔金属体形成的集电体和配置在所述集电体的一面侧的导电材料层，至少在所述集电体的配置所述导电材料层的一面涂布有导电性涂料。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.21 JP 2015-1036891.一种金属空气电池，其特征在于，其将金属作为负极的活性物质，将空气中的氧作为正极的活性物质，所述正极具备由板状的多孔金属体形成的集电体和配置在所述集电体的一面侧的导电材料层，至少在所述集电体的配置所述导电材料层的一面涂布有导电性涂料。2.根据权利要求1所述的金属空气电池，其特征在于，构成所述集电体的多孔金属体为金属发泡体。3.根据权利要求1或权利要求2所述的金属空气电池，其特征在于，所述导电性涂料的干燥涂膜的体积电阻率值为1.0Ω·cm以下。4.根据权利要求1或权利要求2所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：成田奖，濑下真弘，太田洋邦，阪间宽，
申请(专利权)人：藤仓橡胶工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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