电池用电极体、阳极以及金属空气电池的制作方法_3

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略立体图。图5?8分别是本实施方式的阳极的制作方法的说明图。
[0118]本实施方式的电池用电极体5的特征在于,具备:金属部1,包含作为电极活性物质的金属来作为主成分;和第一结构部件2a以及第二结构部件2b (被覆部件),与金属部I的表面接触,金属部I被设置成能够分割为第一以及第二电极活性物质部3a、3b,使得金属部I的内部的金属露出,第一结构部件2a被设置成在第一电极活性物质部3a上配置,第二结构部件2b被设置成在第二电极活性物质部3b上配置。
[0119]此外,本实施方式的阳极8包括通过对本实施方式的电池用电极体5进行分割而获得的第一电极活性物质部3a以及第一结构部件2a。
[0120]电池用电极体5包括作为电池的电极活性物质的金属,主要在输送电极活性物质时、储藏时形成。此外,由电池用电极体5形成要组装到金属空气电池、碱/锰电池、锰电池等电池中的阳极8。
[0121]在电池用电极体5中包含的金属部I包含作为电极活性物质的金属来作为主成分。通过输送、储藏具有金属部I的电池用电极体5,能够输送、储藏电极活性物质。
[0122]构成金属部I的金属只要是成为金属空气电池等的电极活性物质的金属则并不特别限定,例如是金属锌、金属铝、金属铁、金属镁、金属锂、金属钠、金属钙等。
[0123]此外,金属部I虽然在上述例中举出了由一种金属元素构成的金属,但金属部I既可以由合金构成,也可以包括无机物、有机物。
[0124]另外,在构成金属部I的金属为金属锂、金属钠等与大气中的水分的反应性高的金属的情况下,通过第一结构部件2a以及第二结构部件2b来遮断金属部I与大气中的水分,能够抑制构成金属部I的金属与大气中的水分进行反应。
[0125]若阳极8组装到金属空气电池等中而进行电池反应,则这些电极活性物质通过电极反应而被消耗。
[0126]例如,通过矿石等的精炼、金属氧化物的干式法或湿式法等的还原等而制造构成金属部I的金属。另外,在通过电解析出而制造成为电极活性物质的金属的情况下,也可以使金属在结构部件2上电解析出。
[0127]此外,金属部I既可以是在结构部件2上电解析出的金属层,也可以是通过使金属浆进行干燥而成型的金属块,也可以是通过将粉末状的金属进行压固而成型的金属块。
[0128]第一结构部件2a以及第二结构部件2b分别与金属部I的表面接触,覆盖金属部I的表面。由此,能够防止接触到第一以及第二结构部件2a、2b的金属部I的表面露出到大气中,能够抑制在该表面形成氧化覆膜。此外,能够防止在金属部I中混入杂质。进一步,由于能够将结构部件2用作储藏/输送用外壳(case),因此不需要输送用外壳,能够降低成本。
[0129]此外,通过第一结构部件2a以及第二结构部件2b,实质上能够覆盖金属部I的整个表面。由此,能够抑制在金属部I的表面形成氧化覆膜。此外,能够抑制集电体和电极活性物质部3的电接触因氧化覆膜而受到阻碍。此外,能够防止在金属部I中混入杂质。
[0130]第一结构部件2a以及第二结构部件2b例如由板部件或者膜部件构成。由此,能够增大在电池用电极体5中占据的电极活性物质的比例,且通过储藏、输送电池用电极体5,能够储藏/输送较多的电极活性物质。在第一结构部件2a以及第二结构部件2b由板部件构成的情况下,第一结构部件2a以及第二结构部件2b的形状能够设为能够在内部收纳金属部I的容器状。此外,容器状的第一结构部件2a以及第二结构部件2b能够分别具有开口。
[0131]此外,通过使第一结构部件2a的开口的缘和第二结构部件2b的开口的缘对准,能够以能够将内部空间和外部空间实质上分离的方式设置第一结构部件2a以及第二结构部件2b。由此,能够将金属部I配置在第一结构部件2a和第二结构部件2b的内部,能够防止金属部I的表面露出到大气中。由此,能够抑制在金属部I的表面形成氧化覆膜。
[0132]第一结构部件2a以及第二结构部件2b例如由刚性材料构成。由此,能够抑制金属部I损伤。此外,电池用电极体5的处理变得容易。
[0133]第一结构部件2a或者第二结构部件2b可以是整体或者其一部分由导电性材料构成。由此,在由电池用电极体5形成了阳极8时,能够使第一结构部件2a或者第二结构部件2b作为集电体发挥作用。
[0134]也可以使第一结构部件2a或者第二结构部件2b中的由导电性材料构成的部分的表面与金属部I接触。由此,能够使第一结构部件2a或者第二结构部件2b作为集电体发挥作用。此外,第一结构部件2a或者第二结构部件2b与金属部I接触的面既可以是平面,也可以是形成有凹凸的面。
[0135]例如,如图1所示的电池用电极体5所示,电池用电极体5能够具有长方体的金属部I和覆盖金属部I的表面的第一以及第二结构部件2a、2b。
[0136]第一或者第二结构部件2a、2b分别由金属板等导电性的板部件构成,且由长方形的底面和4个侧壁构成,在上表面具有开口。此外,第一结构部件2a和第二结构部件2b实质上设为相同的形状,第一结构部件2a的开口的缘和第二结构部件2b的开口的缘对准。
[0137]金属部I是成型为长方体的金属锌等金属,且表面与第一结构部件2a以及第二结构部件2b的内壁接触。此外,第一结构部件2a和第二结构部件2b的内部空间由金属部I充满,金属部I的表面的实质上整体由第一结构部件2a以及第二结构部件2b覆盖。
[0138]另外,包括第一结构部件2a的开口的缘和第二结构部件2b的开口的缘对准的部分的面成为分割电池用电极体5的面,电池用电极体5由该面分割而形成阳极8。
[0139]例如,如图2 (a)所示,金属部I能够在包括第一结构部件2a的开口的缘和第二结构部件2b的开口的缘对准的部分的面具有2个金属块的接合面。由此,在包括第一结构部件2a的开口的缘和第二结构部件2b的开口的缘对准的部分的面上分割电池用电极体5时,能够在分割面上将金属部I容易地分离,能够使金属部I的内部的金属露出。这样的金属部I能够通过使2个金属块进行压合而接合来形成。
[0140]此外,例如,如图2(b)所示,金属部I也可以由I个金属块构成。在该情况下,在包括第一结构部件2a的开口的缘和第二结构部件2b的开口的缘对准的部分的面上,能够通过刀等而将金属部I分离,能够使金属部I的内部的金属露出。
[0141]此外,例如,如图2(c)所示,金属部I在包括第一结构部件2a的开口的缘和第二结构部件2b的开口的缘对准的部分的面能够具有膜部4。膜部4例如由塑料薄膜、树脂薄膜等构成。通过具有这样的膜部4,能够从膜部4的两面分别剥离构成金属部I的金属而将金属部I分离,能够使金属部I的内部的金属露出。
[0142]第一结构部件2a以及第二结构部件2b既可以如图2(a)?图2(c)那样由金属板等导电性材料构成,也可以如图3(a)?图3(c)那样通过由金属板等导电性材料构成的集电部6和由绝缘性材料构成的绝缘部7而构成。
[0143]此外,第一结构部件2a或者第二结构部件2b能够设置成与金属部I接触的表面由导电性材料构成。由此,在分割电池用电极体5并形成了阳极8时,能够使第一结构部件2a或者第二结构部件2b的由导电性材料构成的部分作为集电体发挥作用。
[0144]此外,第一结构部件2a或者第二结构部件2b通过具有绝缘部7,在分割电池用电极体5并形成了阳极8时,能够抑制短路电流流过。例如,在如图3(a)那样在电池用电极体5的下部设置了绝缘部7的情况下,在形成阳极8且组装到电池中时,能够抑制在阳极8的下部流过短路电流。在如图3(b)那样在电池用电极体5的上部以及下部设置了绝缘部7的情况下,在形成阳极8且组装到电池中时,能够抑制在阳极8的下部以及上部流过短路电流。此外,在如图3(c)那样在金属部I的主要面上设置集电部6、在电池用电极体5的下部、侧部、上部设置了绝缘部7的情况下,在形成阳极8且组装到电池中时,能够抑制在阳极8的下部、上部以及侧部流过短路电流。
[0145]由导电性材料构成的结构部件2或者集电部6例如能够由铁、镲、锡、铅、铜、银、铂、金、不锈钢、黄铜(铜-锌)、锌、碳、导电性聚合物(聚噻吩类等)、导电性陶瓷(导电性氧化错等)等构成。
[0146]绝缘部7例如能够由金属氧化物(硅石等)、陶瓷、高分子化合物(橡胶状的聚合物、塑料)等构成。
[0147]在图1?3中,说明了电池用电极体5以及金属部I为长方体的情况,但电池用电极体5以及金属部I的形状并不特别限定。例如,可以如图4(a)那样为第一结构部件2a、第二结构部件2b覆盖球状的金属部I的结构,也可以如图4(b)那样为第一结构部件2a、第二结构部件2b覆盖圆柱状的金属部I的结构,也可以如图4(c)那样为第一结构部件2a、第二结构部件2b覆盖三角柱的金属部I的结构,也可以如图4(e)那样为第一结构部件2a、第二结构部件2b覆盖五角柱的金属部I的结构,也可以如图4(f)那样为第一结构部件2a、第二结构部件2b覆盖六角柱的金属部I的结构。
[0148]接着,使用图5?8说明分割电池用电极体5并形成阳极8的方法。另外,电池用电极体5的分割也可以在惰性气体环境中进行。由此,能够抑制在分割面形成氧化覆膜。
[0149]图5是由I个电池用电极体5形成2个阳极8a、8b的方法的说明图。图5的左侧所示的电池用电极体5是如图1、图2(a)所示的电池用电极体5,包括连接端子14。将这样的电池用电极体5在包括第一结构部件2a的开口的缘和第二结构部件2b的开口的缘对准的部分的面上分割为2个。由此,能够形成包括将金属部I分割而形成的第一电极活性物质部3a以及第一结构部件2a的第一阳极8a、包括将金属部I分割而形成的第二电极活性物质部3b以及第二结构部件2b的第二阳极8b。
[0150]另外,连接端子14被设置成与第一结构部件2a或者第二结构部件2b的具有导电性的部分接触,且其位置并不特别限定。例如,连接端子14能够设置于在将阳极8组装到电池中时容易连接到支撑部件16的位置。在图1所示的电池用电极体5中,能够在上表面或者下表面的与第一结构部件2a接触的部分以及上表面或者下表面的与第二结构部件2b接触的部分设置连接端子14。
[0151]此外,如图5所示的电池用电极体5中包含的连接端子14那样,在由电池用电极体5形成了多个阳极8时,能够以在多个阳极8中连接端子14成为相同的位置的方式在电池用电极体5中设置连接端子14。由此,能够不需要按每个阳极8变更支撑部件16和连接端子14的连接位置,容易向金属空气电池45供给阳极8。此外,能够对2个阳极8分别具备的连接端子14连接I个支撑部件16,将该2个阳极8汇总而供给到金属空气电池45。由此,能够省略将2个阳极8接合的工序。
[0152]分割I个电池用电极体5而形成的阳极8的数目并不限定于2个,例如也可以是3个、4个、5个、6个等。在该情况下,电池用电极体5能够具有与分割数相同的数目的结构部件2。
[0153]分割电池用电极体5的方法例如既可以通过将金属部I具有的接合面剥离而将金属部I分割为第一电极活性物质部3a和第二电极活性物质部3b来进行,也可以将刀等插入到包括第一结构部件2a的开口的缘和第二结构部件2b的开口的缘对准的部分的面而将金属部I分割为第一电极活性物质部3a和第二电极活性物质部3b来进行,也可以通过将如图2(c)所示的膜部4从构成金属部I的金属剥离而将金属部I分割为第一电极活性物质部3a和第二电极活性物质部3b而进行。
[0154]此外,分割电池用电极体5的面既可以是平面,也可以是形成有凹凸的面,也可以是形成有台阶的面。
[0155]这样,若将金属部I分割为第一电极活性物质部3a和第二电极活性物质部3b,形成第一阳极8a和第二阳极8b,则在第一阳极8a中包含的第一电极活性物质部3a的分割面12a以及第二阳极8b中包含的第二电极活性物质部3b的分割面12b中,金属部I的内部的金属露出,不会在表面形成氧化覆膜。因此,若将第一阳极8a或者第二阳极Sb组装到金属空气电池等电池中,则能够使在分割面12中立即进行电池反应。因此,能够提高电池的初始特性。
[0156]另外,在第一阳极8a、第二阳极8b中,第一结构部件2a、第二结构部件2b能够作为集电体发挥作用。
[0157]在图5中,说明了分割I个电池用电极体5并形成2个阳极8a、8b的方法,但也可以如图6所示,通过将I个电池用电极体5分割为2个,使进行了分割的电池用电极体分别反转并使第一结构部件2a和第二结构部件2b贴合,从而形成I个阳极8。
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