空气电池及使用该空气电池的电池组的制作方法
【专利摘要】本发明的空气电池具备正极层、叠层于正极层上的电解质层、叠层于电解质层上的负极层、以及叠层于正极层上且位于正极层的与电解质层相反一侧的导电性液密通气层。另外，本发明的电池组具备多个本发明的空气电池。其中，该电池组设置有存在于第一空气电池中的导电性液密通气层和与第一空气电池相邻的第二空气电池中的负极层之间、使含氧气体流通的流路。而且，第一空气电池经由导电性液密通气层与第二空气电池中的负极层电连接。
【专利说明】空气电池及使用该空气电池的电池组
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种空气电池。另外，本发明涉及一种具备多个空气电池的电池组。更详细而言，本发明涉及一种能够降低内电阻的空气电池及使用了空气电池的电池组。
【背景技术】
[0002]空气电池是将空气中的氧作为活性物质加以利用的电池，可以说是一种经济且可长期免维护使用的电源。通常公知的是钮扣型电池，其具有将金属制负极壳体和具有空气孔的金属制正极壳体隔着密封垫嵌合的结构。在该壳体嵌合体的内部空间中，分别配置有负极、隔板、空气极(正极)、憎水膜及电解液。在这样的钮扣型电池中，壳体嵌合体的内部空间被浸渗了电解液的隔板分隔。在一侧空间内填充锌，构成负极，在另一侧空间内配置催化剂，构成空气极(正极)。进而，在空气极侧的与隔板相反的一侧配置有由聚四氟乙烯(PTFE)多孔膜构成的憎水膜。
[0003]在专利文献I中，出于进一步提高憎水膜的除水功能、实现钮扣型电池的长寿命化的目的，提出了下述方案:对构成憎水膜的PTFE多孔膜实施特定的处理。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本专利第3034110号
【发明内容】
[0007]本发明人等对将空气电池制成电池组的技术进行研究时，发现了如下新的问题:在仅使用专利文献I所述的具有优异憎水性的憎水膜时，无法构成具有充分性能的电池组。由于该问题点是因憎水膜等的内电阻增大而引起的，在以钮扣型电池为应用对象的专利文献I中完全没有提及。
[0008]本发明是为了解决该种新的问题点而完成的。而且，本发明的目的在于提供一种能够降低内电阻的空气电池及具备多个该空气电池的电池组。
[0009]本发明的实施方式涉及的空气电池具备:正极层、叠层于正极层上的电解质层、叠层于电解质层上的负极层、以及叠层于正极层上并且位于正极层的与电解质层相反一侧的导电性液密通气层。
[0010]另外，本发明的实施方式涉及的电池组具备多个本发明的实施方式涉及的空气电池。而且，设置有存在于第一空气电池的导电性液密通气层和与第一空气电池相邻的第二空气电池的负极层之间、使含氧气体流通的流路。而且，第一空气电池经由导电性液密通气层与第二空气电池的负极层电连接。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是表示本发明的第一实施方式的电池组的简要构成的剖面图。
[0012]图2是表示本发明的第二实施方式的电池组的简要构成的剖面图。[0013]图3是表示本发明的第三实施方式的电池组的简要构成的剖面图。
[0014]符号说明
[0015]电池组
[0016]10、10’空气电池
[0017]11负极层
[0018]12正极层
[0019]13电解质层
[0020]14导电性液密通气层(导电性憎水层)
[0021]14a碳纤维
[0022]14b碳颗粒
[0023]21、21’、21’’ 负极集电层
[0024]22a 弹簧
[0025]22b导电性多孔体(网)
[0026]AP含氧气体的流路
【具体实施方式】
[0027]下面，结合附图对本发明的空气电池及电池组进行详细说明。需要说明的是，为了便于说明，附图的尺寸比例可能有所夸张，与实际的比例存在出入。
[0028][空气电池]
[0029]如图1所示，本发明一实施方式的空气电池10具有按照负极层11、电解质层13、及正极层12的顺序叠层而成的结构。而且，具有导电性液密通气层14，其叠层于正极层12上，且相对于正极层12位于电解质层13的相反侧。S卩，在图1的空气电池10中，形成了正极层12夹在导电性液密通气层14和电解质层13之间的结构。需要说明的是，所述“导电性液密通气层”是指，具有导电性及通气性，同时具有阻隔液体从而阻碍其移动的功能，由此具有防止该液体从电解质层向外部泄漏的性能的层。通过使空气电池10具有上述构成，能够增粗导电路径，因而能够降低内电阻。在本说明书中，所述“导电路径”是指，在空气电池中流通的电流的路径。即，将相对于构成本实施方式的空气电池的各层叠层面垂直的方向称为“导电路径方向”，“导电路径”为沿该方向的路径。
[0030][电池组]
[0031]另外，本发明一实施方式的电池组具备多个本发明的空气电池。而且，形成有流路，其夹在第一空气电池中的导电性液密通气层、和与第一空气电池相邻的第二空气电池中的负极层之间，使含氧气体流通。而且，第一空气电池经由导电性液密通气层与第二空气电池中的负极层电连接。通过设定为这样的构成，能够降低导电性液密通气层的内电阻、增粗导电路径，因此，能够降低内电阻。在此，所述“连接”的含义包括串联连接及并联连接这两者。而且，在串联连接的情况下，特别是能够使导电路径增粗变短，能够进一步降低内电阻。
[0032]另外，本实施方式的电池组优选为流路内部具备导电性多孔体的电池组。通过设为这样的构成，第一空气电池中的正极层和相邻的其它空气电池的负极层经由导电性液密通气层及流路中的导电性多孔体电连接。其结果，能够降低内电阻。另外，优选空气电池中的层厚度方向和电池组中的导电路径方向以基本平行的方式构成。通过设为这样的构成，能够降低液密通气层的内电阻。而且，可使第一空气电池中的正极层和相邻的其它空气电池的负极层经由导电性液密通气层及流路中的导电性多孔体电连接。由此，可使导电路径增粗、变短，因此能够进一步降低内电阻。作为连接的方式，从上述观点考虑，优选串联连接。
[0033]此外，优选本实施方式的电池组的导电性液密通气层为具有导电性及水密通气性的导电性憎水层。需要说明的是，水密通气性是指，具有通气性、同时阻断水溶液从而防止其向外部泄漏的性能。通过设为这样的构成，即使使用水溶液作为电解质层中所含的液体，也可降低液密通气层的内电阻。其结果，能够使导电路径增粗，能够降低内电阻。
[0034]另外，优选本实施方式的电池组的导电性憎水层含有具有憎水性的导电材料、以及包含憎水材料及导电材料的材料中的至少一者。通过设为这样的构成，能够降低液密通气层的内电阻而无需特别限定导电性憎水层中的导电材料的方式。其结果，能够增粗导电路径，能够降低内电阻。
[0035]此外，优选本实施方式的电池组的导电性憎水层含有微多孔膜、纤维集合体或纤维结构体或者他们任意组合的材料。通过设为这样的构成，能够降低液密通气层的内电阻而无需特别限定导电性憎水层的层结构的方式。其结果，能够增粗导电路径，能够降低内电阻。
[0036]另外，优选本实施方式的电池组的导电材料含有纤维状导电材料及颗粒状导电材料中的任一者或两者。通过设为这样的构成，即使导电材料的形状为纤维状、颗粒状的任意形状，也能够降低液密通气层的内电阻。其结果，能够增粗导电路径，能够降低内电阻。
[0037]而且，优选本实施方式的电池组的导电材料含有碳及金属中的任意一者或两者。通过设为采用导电性优异的碳、金属的构成，能够进一步降低液密通气层的内电阻。其结果，能够增粗导电路径，能够进一步降低内电阻。
[0038]另外，优选本实施方式的电池组的憎水材料含有烯烃类树脂及氟类树脂中的任意一者或两者。通过设为采用憎水性优异的烯烃类树脂、氟类树脂的构成，能够在抑制液密性的降低的同时，降低液密通气层的内电阻。其结果，能够增粗导电路径，因此能够降低内电阻。
[0039]进一步，优选本实施方式的电池组的导电性多孔体为颗粒集合体、纤维集合体、纤维结构体或多孔板或者它们的任意组合。通过设为这样的构成，能够降低液密通气层的内电阻。而且，能够使一个空气电池的正极层和相邻的其它空气电池的负极层经由该正极层上的导电性液密通气层及流路中的导电性多孔体电连接。由此，能够使导电路径增粗、变短，因此能够进一步降低内电阻。作为连接的方式，从上述观点考虑，优选为串联连接。
[0040]另外，优选本实施方式的电池组的导电性多孔体含有碳及金属中的任意一者或两者。通过设为采用导电性优异的碳、金属的构成，能够降低导电性多孔体的内电阻。其结果，能够增粗导电路径，能够进一步降低内电阻。
[0041]进一步，优选本实施方式的电池组中具有憎水性的导电材料及憎水材料中的任意一者或两者含有对非憎水性材料进行憎水处理而获得的材料。需要说明的是，作为憎水处理，例如可以举出氟处理。该氟处理没有特别限定，只要根据非憎水性材料的种类使用现有公知的各种氟处理即可。通过设为这样的构成，能够降低液密通气层的内电阻，而无需特别限定显示憎水性的材料。其结果，能够增粗导电路径，能够降低内电阻。
[0042]下面，结合附图对本发明的若干实施方式详细地进行说明。
[0043][第一实施方式]
[0044]图1是表示第一实施方式的电池组的简要构成的剖面图。其中，图1所示的箭头表示导电路径方向。
[0045]如图1所示，本实施方式的电池组I具备多个本发明的空气电池。第一空气电池10具有按照负极层11、电解质层13、正极层12及作为导电性液密通气层的一例的导电性憎水层14的顺序叠层而成的结构。而且，具有在负极集电层21上叠层有负极层11的结构。与第一空气电池10相邻的第二空气电池10’当然具有与第一空气电池10相同的结构。需要说明的是，该例中的第一空气电池10和第二空气电池10’经由弹簧22a及第二空气电池10’的负极集电层21’叠层在一起。此外，弹簧22a为正极集电部件的一例，负极集电层21、21’、21’’是负极层外装材料的一例。另外，设有叠层在第一空气电池10的正极层12上、且位于正极层12的与电解质层13相反一侧的导电性憎水层14。即，形成第二空气电池10’中的负极集电层21’和正极层12经由导电性憎水层14电连接的结构。另外，通过设置在叠层于第一空气电池10的正极层12上的导电性憎水层14、和第二空气电池10’中的负极层之间的弹簧22a及负极集电层21’，形成了流通含氧气体的流路AP。通过这样的构成，能够确保作为空气电池的电池组的功能、同时能够增粗导电路径。其结果，能够降低内电阻。需要说明的是，在本实施方式中，在设置于第一空气电池10的正极层12上的导电性憎水层14和第二空气电池10 ’的负极层11之间设有负极集电层21’，但其包含在本发明的范围内。另外，在本实施方式中示出了串联连接的构成并进行了说明，但不限于此，并联连接的方式也包含在本发明的范围内。
[0046]下面，更详细地对各构成进行说明。
[0047](负极层)
[0048]负极层11包含例如由标准电极电位比氢低的金属单质或合金构成的负极活性物质。根据情况，也可由多孔性的材料形成。作为标准电极电位比氢低的金属单质，例如可以举出锂(Li)、锌(Zn)、铁(Fe)、铝(Al)、镁(Mg)、锰(Mn)、硅(Si)、钛(Ti)、铬(Cr)及钒(V)等。另外，也可使用合金。需要说明的是，所述合金，通常是对金属元素添加一种以上的金属元素或非金属元素而成的、具有金属特性的材料的总称。具体而言，可以举出对上述金属元素添加一种以上的金属元素或非金属元素而成的材料。此外，合金的组织包括:成分元素分别形成独立结晶的作为所谓混合物的共晶合金、成分元素形成完全融合的固溶体的合金组织、成分元素形成了金属间化合物或金属与非金属的化合物的合金组织等。在本发明中，可以是上述任意合金组织。但是，并不限于这些，可使用适用于空气电池的现有公知的材料。
[0049](正极层)
[0050]正极层12包含例如催化剂成分、负载催化剂成分的导电性的催化剂载体、以及粘结催化剂成分的粘合剂，其形成有多孔结构。需要说明的是，催化剂载体及粘合剂可根据需要而含有。下面，也将催化剂成分负载于催化剂载体而成的复合体称为“电极催化剂”。
[0051]作为催化剂成分，具体而言，可选自钼(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)、钥(Mo)、镓(Ga)及铝(Al)等金属以及这些金属的合金等。另外，关于该合金的组织，如上所述。[0052]催化剂成分的形状及大小没有特别限定，可采用与现有公知的催化剂成分相同的形状及大小。但催化剂成分的形状优选为颗粒状。另外，催化剂颗粒的平均粒径优选为I?30nm。催化剂颗粒的平均粒径为该范围内的值时，能够适当地控制催化剂利用率和负载简便性的平衡。需要说明的是，催化剂利用率与进行电气化学反应的电极表面的有效电极面积相关。
[0053]此外，本发明中的“催化剂颗粒的平均粒径”可以作为由X射线衍射中催化剂成分的衍射峰值的半峰宽求出的微晶直径、或由透射电子显微镜图像检测的催化剂成分粒径的平均值加以测定。另外，催化剂载体作为用于负载上述催化剂成分的载体、及参与催化剂成分和其它部件间的电子给受的电子传导通路发挥功能。作为催化剂载体，只要为具有用于以希望的分散状态负载催化剂成分的比表面积、并具有充分的电子传导性的材料即可，主成分优选为碳。作为催化剂载体，具体可以举出由炭黑、活性炭、焦炭、天然石墨、人造石墨等构成的碳颗粒。
[0054]需要说明的是，“主成分为碳”也可以说成含有碳原子作为主成分，是包含“仅由碳原子构成”和“实质上由碳原子构成”这两种含义的概念。此外，“实质上由碳原子构成”的意思是，可容许有2?3质量％程度以下的杂质混入。
[0055]催化剂载体的BET比表面积只要是对于高分散负载催化剂成分而言充分的比表面积即可，优选为20?1600m2/g、更优选为80?1200m2/g。在催化剂载体的比表面积为该范围内的值时，可适当地控制催化剂载体上的催化剂成分的分散性和催化剂成分的有效利用率之间的平衡。
[0056]对催化剂载体的大小没有特别限定。从在适当的范围内控制负载简便性、催化剂利用率、催化剂层的厚度等观点考虑，优选将催化剂载体的平均粒径设为5?200nm程度，更优选设为10?IOOnm程度。在电极催化剂中，催化剂成分的负载量相对于电极催化剂的总量优选为10?80质量％，更优选为30?70质量％。在催化剂成分的负载量为该范围内的值时，能够适当地控制催化剂载体上的催化剂成分的分散度和催化剂性能之间的平衡。此外，电极催化剂中催化剂成分的负载量可通过电感耦合等离子体发射光谱法(ICP)测定。但是，并不限于此，可使用适用于空气电池的现有公知的材料。
[0057]此外，作为粘合剂，没有特别限定，可以举出以下的材料。例如，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚腈(PEN)、聚丙烯腈(PAN)、聚酰亚胺(PI)及聚酰胺(PA)。另外，还可举出纤维素、羧甲基纤维素(CMC)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯(PVC)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯共聚物以及苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物及其加氢产物。另外，还可举出苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物及其加氢产物等热塑性高分子、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)以及聚氟乙烯(PVF)等氟树脂。另外，还可举出，偏氟乙烯-六氟丙烯类氟橡胶(VDF-HFP类氟橡胶)、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯类氟橡胶(VDF-HFP-TFE类氟橡胶)、偏氟乙烯-五氟丙烯类氟橡胶(VDF-PFP类氟橡胶)、偏氟乙烯-五氟丙烯-四氟乙烯类氟橡胶(VDF-PFP-TFE类氟橡胶)、偏氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚-四氟乙烯类氟橡胶(VDF-PFMVE-TFE类氟橡胶)、偏氟乙烯_三氟氯乙烯类氟橡胶(VDF-CTFE类氟橡胶)等偏氟乙烯类氟橡胶及环氧树脂等。其中，更优选为聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、苯乙烯-丁二烯橡胶、羧甲基纤维素、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺。这些粘合剂可以仅单独使用一种，也可并用两种以上。
[0058](电解质层)
[0059]电解质层13包含例如电解液，且根据需要而包含多孔性的隔板。电解液可使用例如氯化钾、氯化钠、氢氧化钾等的水溶液或非水溶液。但是，并不限于这些，可使用适用于空气电池的现有公知的电解液。另外，相对于作为水溶液的电解液，隔板可优选使用例如未进行憎水处理的玻璃纸、由聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃形成的微多孔膜。但是，并不限于这些，可使用适用于空气电池的现有公知的材料。
[0060](导电性液密通气层)
[0061]导电性液密通气层14可优选使用例如导电性憎水层。该导电性憎水层具有可抑制空气电池中含有的电解液发生漏液的憎水性，另一方面，具有可使气体较容易流通的多孔性结构。而且，该导电性憎水层在正极上形成三相界面，从而使反应性提高，同时具有导电性，并且还作为导电路径发挥功能。作为这样的导电性液密通气层，可以举出具有憎水性的导电材料、或包含憎水材料及导电材料的材料。这些材料可以单独使用一种，也可组合两种以上使用。具有憎水性的导电材料的代表例为导电性高分子材料。另外，包含憎水材料及导电材料的材料的代表例为导电性高分子材料、或在非导电性高分子材料中添加作为导电材料的导电性填料而成的树脂。
[0062]作为导电性高分子材料，例如可以举出聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、聚对苯、聚苯撑乙烯、聚丙烯腈及聚二唑等。这样的导电性高分子材料即使不添加导电材料也具有充分的导电性。
[0063]另外，作为非导电性高分子材料，例如可以举出高密度聚乙烯(HDPE)及低密度聚乙烯(LDPE)等聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等烯烃类树脂、聚四氟乙烯(PTFE)及聚偏氟乙烯(PVdF)等氟类树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚腈(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚酰胺(PA)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯酸甲酯(PMA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)以及聚苯乙烯(PS)等。这样的非导电性高分子材料具有优异的耐电位性或耐溶剂性。其中，优选烯烃类树脂、氟类树脂。
[0064]根据需要，可在上述导电性高分子材料或非导电性高分子材料中添加导电材料。特别是，在作为基体材料的树脂仅由非导电性高分子构成的情况下，为了赋予树脂以导电性，必然需要导电材料。导电材料只要是具有导电性的物质即可没有特别限定地使用。例如，作为导电性、耐电位性优异的材料，可以举出金属、导电性碳等。作为金属，可举出包含如下材料的材料作为优选例:选自镍(Ni)、钛(Ti)、铝(Al)、铜(Cu)、钼(Pt)、铁(Fe)、铬(Cr)、锡(Sn)、锌(Zn)、铟(In)、锑(Sb)及钾(K)中的至少一种金属、或包含这些金属的合金或金属氧化物。
[0065]另外，作为导电性碳，可以举出包含选自下组中的至少一种的材料作为优选例:乙炔黑、Vulcan、Black Pearl、碳纳米纤维、科琴黑、碳纳米管、碳纳米突、碳纳米球、富勒烯及气相沉积碳。
[0066]导电材料的形状没有特别限定，可单独使用纤维状导电材料、颗粒状导电材料中的一种、或组合两种以上使用。另外，也可以使用例如在通过上述适用于导电性高分子材料、导电性填料的材料形成多孔导电性层后，通过实施氟处理等憎水处理而得到的导电性憎水层。另外，导电性憎水层也如上述那样，要求为多孔性材料。例如，可使用由适用于导电性填料的材料形成的微多孔膜、由导电性高分子材料或非导电性高分子材料形成的无纺布等纤维集合体。另外，也可使用由导电性高分子材料或非导电性高分子材料形成的织布等纤维结构体。
[0067](负极集电层)
[0068]负极集电层21只要为具有导电性、不会使电解液泄露到空气电池外部的材质的层，则没有特别限定。例如，可以举出涂镀了对不锈钢(SUS)或铜、铜合金、其它金属表面具有耐腐蚀性的金属而成的层。
[0069](弹簧)
[0070]弹簧22a只要具有作为正极集电材料的功能，则没有特别限定。例如，可以使用由不锈钢(SUS)或铜、镍等金属形成的弹簧。需要说明的是，在本实施方式中，例示性地采用了使用弹簧22a的构成，但不限于这样的弹性体。即，只要是作为上述导电性液密通气层发挥功能的弹性体即可，也可以用具有与弹簧22a相同的形状、且具有集电功能的非弹性体代替。
[0071]在本实施方式中，由于具有下述(I)?(4)的构成，因此可使导电路径变粗变短，能够降低内电阻。
[0072](I)设置有叠层于第一空气电池的正极层上、且位于正极层的与电解质层相反一侧的导电性液密通气层。该导电性液密通气层为含有具有憎水性的导电材料的层，具有憎水性的导电材料是对微多孔碳进行氟处理而得到的材料。另外，第一空气电池的正极层经由导电性液密通气层与相邻的第二空气电池的负极层电连接。
[0073](2)在叠层于第一空气电池的正极层的导电性液密通气层和相邻的第二空气电池的负极层之间，形成有流通含氧气体的流路。
[0074](3)流路为在流路内具有金属制弹簧、而并非导电性多孔体的流路。而且，空气电池的层厚度方向和电池组的导电路径方向大致平行。
[0075](4)由于导电性液密通气层为具有导电性及水密通气性的导电性憎水层，因此，作为电解质层中所含有的液体，可使用通常的水溶液。
[0076][第二实施方式]
[0077]图2是表示第二实施方式的电池组的简要构成的剖面图。其中，图2所示的箭头表不导电路径方向。另外，对于与在第一实施方式中说明了的部分相同的部分，赋予与第一实施方式相同的符号并省略其说明。
[0078]如图2所示，本实施方式的电池组I’在正极集电部件及导电性憎水层的构成方面与上述第一实施方式的电池组I存在不同。即，在本实施方式中，作为成为正极集电部件的一例的导电性多孔体，使用了不锈钢(SUS)的网22b。另外，作为导电性憎水层14，使用了对由烯烃类树脂的无纺布和碳纤维14a混合而成的材料实施氟化处理而得到的层。
[0079]作为导电性多孔体22b，可使用金属粉末烧结体等颗粒集合体。另外，也可使用金属纤维、碳纤维及导电性树脂纤维等的无纺布等纤维集合体以及金属纤维、碳纤维及导电性树脂纤维等的织布或网等纤维结构体。另外，也可使用冲孔金属及膨胀金属等多孔板。但是，其并不限于这些，可适当使用现有公知的集电部件。[0080]在本实施方式中，由于具有下述⑴?⑷的构成，因此可使导电路径变粗变短，能够使内电阻降低。
[0081](I)设置有叠层于第一空气电池的正极层上、且位于正极层的与电解质层相反一侧的导电性液密通气层。该导电性液密通气层含有憎水材料及导电材料。即，使用在烯烃类树脂的无纺布中混合了碳纤维并进行了氟处理的材料。而且，第一空气电池的正极层经由导电性液密通气层与相邻的第二空气电池的负极层电连接。
[0082](2)在叠层于第一空气电池的正极层的导电性液密通气层和相邻的第二空气电池的负极层之间，形成有流通含氧气体的流路。
[0083](3)流路为在流路内具有作为导电性多孔体的一例的不锈钢(SUS)的网的流路。而且，空气电池的层厚度方向和电池组的导电路径方向大致平行。
[0084](4)由于导电性液密通气层为具有导电性及水密通气性的导电性憎水层，因此，作为电解质层中所含的液体，可使用通常的水溶液。
[0085][第三实施方式]
[0086]图3是表示第三实施方式的电池组的简要构成的剖面图。其中，图3所示的箭头表不导电路径方向。另外，对于与在第一实施方式中说明了的部分相同的部分，赋予与第一实施方式相同的符号并省略其说明。
[0087]如图3所示，本实施方式的电池组I’ ’在正极集电部件及导电性憎水层的构成方面与上述第一实施方式的电池组I存在不同。即，在本实施方式中，作为正极集电部件，使用了不锈钢(SUS)的网22b。另外，作为导电性憎水层14，使用了对由烯烃类树脂的无纺布和碳颗粒14b混合而成的材料实施氟化处理而得到的层。
[0088]在本实施方式中，由于具有下述(I)?(4)的构成，因此可使导电路径变粗变短，能够降低内电阻。
[0089](I)设置有叠层于第一空气电池的正极层上、且位于正极层的与电解质层相反一侧的导电性液密通气层。该导电性液密通气层含有憎水材料及导电材料。即，使用在烯烃类树脂的无纺布中混合了碳颗粒并进行了氟处理的材料。而且，第一空气电池的正极层经由导电性液密通气层与相邻的第二空气电池的负极层电连接。
[0090](2)在叠层于第一空气电池的正极层的导电性液密通气层和相邻的第二空气电池的负极层之间，形成有流通含氧气体的流路。
[0091](3)流路为在流路内具有作为导电性多孔体的一例的不锈钢(SUS)的网的流路。而且，空气电池的层厚度方向和电池组的导电路径方向大致平行。
[0092](4)由于导电性液密通气层为具有导电性及水密通气性的导电性憎水层，因此，作为电解质层中所含的液体，可使用通常的水溶液。
[0093]以上，结合实施例对本发明的内容进行了说明，但本领域技术人员应该理解的是，本发明不限于上述内容，可进行各种变形及改良。
[0094]例如，可对导电性憎水层、正极集电部件的构成的细节进行变更。另外，还可以使各实施方式的构成为上述各实施方式以外的组合等。
[0095]日本专利申请特愿2011-201704号(申请日:2011年9月15日)及日本专利申请特愿2012-196728号(申请日:2012年9月7日)的全部内容援引于此。
[0096]工业实用性[0097]根据本发明，在具备多个具有正极层、电解质层、负极层及导电性液密通气层的空气电池的电池组中，具有下述⑴及⑵的构成。由此，能够提供一种可降低内电阻的电池组。(I)设置有存在于第一空气电池中的导电性液密通气层和与第一空气电池相邻的第二空气电池中的负极层之间、使含氧气体流通的流路。(2)第一空气电池经由导电性液密通气层与第二空气电池中的负极层电连接。
【权利要求】
1.一种空气电池，其具备: 正极层； 电解质层，其叠层于所述正极层上； 负极层，其叠层于所述电解质层上；以及， 导电性液密通气层，其叠层于所述正极层上，并位于所述正极层的与所述电解质层相反的一侧。
2.一种电池组，其具备多个权利要求1所述空气电池， 该电池组设置有流路，所述流路存在于第一空气电池的导电性液密通气层和与所述第一空气电池相邻的第二空气电池的负极层之间，使含氧气体流通， 所述第一空气电池经由所述导电性液密通气层与所述第二空气电池的负极层电连接。
3.如权利要求2所述的电池组，其中， 所述流路的内部具备导电性多孔体， 所述空气电池的层厚度方向和所述电池组的导电路径方向以基本平行的方式构成。
4.如权利要求2或3所述的电池组，其中， 所述导电性液密通气层为具有导电性及水密通气性的导电性憎水层。
5.如权利要求4所述的电池组，其中， 所述导电性憎水层含有具有憎水性的导电材料、以及包含憎水材料及导电材料的材料中的至少一者。
6.如权利要求4或5所述的电池组，其中， 所述导电性憎水层含有选自下组中的至少一种材料:微多孔膜、纤维集合体及纤维结构体。
7.如权利要求5或6所述的电池组，其中， 所述导电材料为纤维状导电材料及颗粒状导电材料中的至少一者。
8.如权利要求5?7中任一项所述的电池组，其中， 所述导电材料含有碳及金属中的至少一者。
9.如权利要求5?8中任一项所述的电池组，其中， 所述憎水材料含有烯烃类树脂及氟类树脂中的至少一者。
10.如权利要求3?9中任一项所述的电池组，其中， 所述导电性多孔体为选自下组中的至少一种材料:颗粒集合体、纤维集合体、纤维结构体及多孔板。
11.如权利要求3?10中任一项所述的电池组，其中， 所述导电性多孔体含有碳及金属中的至少一者。
12.如权利要求5?11中任一项所述的电池组，其中， 所述憎水材料及所述具有憎水性的导电材料中的至少一者含有对非憎水性材料进行憎水处理而得到的材料。
13.如权利要求12所述的电池组，其中， 所述憎水处理为氟处理。
【文档编号】H01M12/06GK103797638SQ201280044905
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年9月13日 优先权日:2011年9月15日
【发明者】长山森, 千叶启贵, 塚田佳子, 宫泽笃史 申请人:日产自动车株式会社