JPH0251877A - 金属ハロゲン電池用セパレータ - Google Patents
金属ハロゲン電池用セパレータInfo
- Publication number
- JPH0251877A JPH0251877A JP63200125A JP20012588A JPH0251877A JP H0251877 A JPH0251877 A JP H0251877A JP 63200125 A JP63200125 A JP 63200125A JP 20012588 A JP20012588 A JP 20012588A JP H0251877 A JPH0251877 A JP H0251877A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- battery
- membrane
- bromine
- metal halogen
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
- H01M12/08—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of a fuel-cell type and a half-cell of the secondary-cell type
- H01M12/085—Zinc-halogen cells or batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
- H01M50/491—Porosity
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
この発明は、金属ハロゲン電池において正極電解液と負
極電解液を隔離するために使用するセパレータに関する
ものである。
極電解液を隔離するために使用するセパレータに関する
ものである。
Ｂ 発明の概要
この発明は、特定の細孔分布を有する微細多孔質膜で金
属ハロゲン電池のセパレータを構成することによって、
従来と同程度にセパレータの膜電気抵抗をＸ、ＩＩ持し
ながら、セパレータを介して、充電時に発生する臭素の
負極側への浸透拡散を減少させたものである。
属ハロゲン電池のセパレータを構成することによって、
従来と同程度にセパレータの膜電気抵抗をＸ、ＩＩ持し
ながら、セパレータを介して、充電時に発生する臭素の
負極側への浸透拡散を減少させたものである。
かかるセパレータは金属ハロゲン電池の自己放電を低く
押さえ、クーロン効率およびエネルギー効率を向上させ
る上で極めて有用である。
押さえ、クーロン効率およびエネルギー効率を向上させ
る上で極めて有用である。
Ｃ１従来の技術
金属ハロゲン電池の一例として、例えば亜鉛臭素電池に
おいては、充電時に正極において臭素か発生し、この臭
素が負極に析出した亜鉛と直接反応すると自己放電を引
き起こすため、正極電解液と負極電解液を隔離し、臭素
を負極側に拡散させない臭素バリアー性の高いセパレー
タが必要不可欠である。
おいては、充電時に正極において臭素か発生し、この臭
素が負極に析出した亜鉛と直接反応すると自己放電を引
き起こすため、正極電解液と負極電解液を隔離し、臭素
を負極側に拡散させない臭素バリアー性の高いセパレー
タが必要不可欠である。
また、このセパレータは臭素バリアー性に優れるととも
に、セパレータ自体の電気抵抗が低いことが望まれるも
のである。
に、セパレータ自体の電気抵抗が低いことが望まれるも
のである。
従来、このような亜鉛臭素電池のセパレータとしては、
ポリオレフィン系等の樹脂を素材とした各種の微細多孔
質膜の中から適宜選択して用いられていた。
ポリオレフィン系等の樹脂を素材とした各種の微細多孔
質膜の中から適宜選択して用いられていた。
Ｄ２発明が解決しようとする問題点
上記のような従来の亜鉛臭素電池のセパレータにおいて
は、臭素バリアー性と膜の電気抵抗は相反する関係にあ
り、求められる二つの特性の両立が困難であった。
は、臭素バリアー性と膜の電気抵抗は相反する関係にあ
り、求められる二つの特性の両立が困難であった。
即ち、臭素バリアー性を向上させようとするとｎｑの電
気抵抗が高くなりすぎてしまうため、ある程度のレベル
以上に臭素バリアー性を向上させることができず、臭素
分子かセパレータを透過することによっておこる電池の
自己放電を効果的に防いでクーロン効率を向上させるこ
とができないという問題点を有していた。
気抵抗が高くなりすぎてしまうため、ある程度のレベル
以上に臭素バリアー性を向上させることができず、臭素
分子かセパレータを透過することによっておこる電池の
自己放電を効果的に防いでクーロン効率を向上させるこ
とができないという問題点を有していた。
この発明は、上記問題点を解決し、膜の電気抵抗を犠牲
にすることなく、臭素バリアー性に優れた金属ハロゲン
電池用セパレータを提供することを目的とするものであ
る。
にすることなく、臭素バリアー性に優れた金属ハロゲン
電池用セパレータを提供することを目的とするものであ
る。
Ｅ、問題点を解決する手段
この発明においては、気孔率が４５〜５０＊、細孔容積
が７５０〜８５０ＩｎＩＩ＋３７ｇ、平均孔半径が１．
５〜２．０×１０２人である微細多孔質膜を金属ハロゲ
ン電池のセパレータに用いたことによって上記の問題点
を解決したものである。
が７５０〜８５０ＩｎＩＩ＋３７ｇ、平均孔半径が１．
５〜２．０×１０２人である微細多孔質膜を金属ハロゲ
ン電池のセパレータに用いたことによって上記の問題点
を解決したものである。
Ｆ 作用
この発明にかかる微細多孔質■シおいては、従来金属ハ
ロゲン電池のセパレータに用いられている微細多孔質膜
よりも細孔半径の分布が全体に小さい方にシフトシ、気
孔率、細孔容積および平均半径のいずれもが従来の膜よ
り小さい値になっていることから、ハロゲン分子が微細
孔をｉｆｆ Ａすることが極めて困難で、しかもハロゲ
ンイオンの透過を妨げない構造になっている。
ロゲン電池のセパレータに用いられている微細多孔質膜
よりも細孔半径の分布が全体に小さい方にシフトシ、気
孔率、細孔容積および平均半径のいずれもが従来の膜よ
り小さい値になっていることから、ハロゲン分子が微細
孔をｉｆｆ Ａすることが極めて困難で、しかもハロゲ
ンイオンの透過を妨げない構造になっている。
このため、本発明にかかるセパレータを用いれば正極に
おいて発生したハロゲン分子がセパレータを介して負極
室に拡散するのを効果的に防ぐことができる。
おいて発生したハロゲン分子がセパレータを介して負極
室に拡散するのを効果的に防ぐことができる。
一方、かかる微細多孔質膜の孔径は従来に比較して８ｉ
端に小さくされたものではなく、ハロゲンイオンの透過
を妨げずに膜の電気抵抗に影Ｕを及ぼさない特定の範囲
にコントロールされているので、１摸の電気抵抗も従来
と同程度の値を維持できている。
端に小さくされたものではなく、ハロゲンイオンの透過
を妨げずに膜の電気抵抗に影Ｕを及ぼさない特定の範囲
にコントロールされているので、１摸の電気抵抗も従来
と同程度の値を維持できている。
以−Ｆのように本発明によるセパレータは従来と同程度
の膜電気抵抗を維持しながら、電池の自己放電を効果的
に押えることができるので、金属ハロゲン電池のクーロ
ン効率およびエネルギー効率を高めることができる。
の膜電気抵抗を維持しながら、電池の自己放電を効果的
に押えることができるので、金属ハロゲン電池のクーロ
ン効率およびエネルギー効率を高めることができる。
Ｇｙ：層側
実施例：
本発明にかかるポリオレフィン系の微細多孔質膜ａ （
ＦＤ−１２０（Ｂ６） ：商品名 旭化成工業（株）製
）および従来用いられていたポリオレフィン系微細多孔
質膜ｂ （ＦＤ−１２０・商品名 旭化成工業（株）製
）の細孔分布特性を水銀圧入袋「を用いて測定した結果
を第１表および第１図に示す。
ＦＤ−１２０（Ｂ６） ：商品名 旭化成工業（株）製
）および従来用いられていたポリオレフィン系微細多孔
質膜ｂ （ＦＤ−１２０・商品名 旭化成工業（株）製
）の細孔分布特性を水銀圧入袋「を用いて測定した結果
を第１表および第１図に示す。
細孔半径の分布は第１図に示されるように膜ａはｆｌｕ
ｂに比べると全体的に孔径の分布が小さい方ヘシフト
しており、ＩＯｎｍ以下に極大値を存する。
ｂに比べると全体的に孔径の分布が小さい方ヘシフト
しており、ＩＯｎｍ以下に極大値を存する。
また、第１表に示されるように気孔率、細孔容積及び平
均孔半径がいずれも従来のｎ５ ｂより小さくなってい
る。
均孔半径がいずれも従来のｎ５ ｂより小さくなってい
る。
実施例＝２
上記の２つのｎ％ ａおよびｂを用いて、第２図に示す
様なＵ字管２の一方に臭化亜鉛水溶液３を、他方に臭化
亜鉛水溶液と臭素の混合液４を入れて常温で脇の臭素の
バリアー性を調べる試験を行った。
様なＵ字管２の一方に臭化亜鉛水溶液３を、他方に臭化
亜鉛水溶液と臭素の混合液４を入れて常温で脇の臭素の
バリアー性を調べる試験を行った。
この結果を第３図に示す。図に明らかなように数時間の
経過において、一方の管から膜を通して他方の管に透過
した臭素濃度は膜すに比べ膜ａでは約２分の１と著しく
少なく、本発明にかかる膜ａは従来の膜すよりも臭素バ
リアー性が高くなっている。
経過において、一方の管から膜を通して他方の管に透過
した臭素濃度は膜すに比べ膜ａでは約２分の１と著しく
少なく、本発明にかかる膜ａは従来の膜すよりも臭素バ
リアー性が高くなっている。
このことは本発明にかかる微細多孔質膜を臭化亜鉛電池
のセパレータに使用すると自己放電を効果的に防いでク
ーロン効率を向上させることができることをボしている
。
のセパレータに使用すると自己放電を効果的に防いでク
ーロン効率を向上させることができることをボしている
。
実施例＝３
次に、金属ハロゲン電池のセパレータとして臭素バリア
ー性とともに重要な特性である膜の電気抵抗について、
第４図に示した装置を用いＪＩＳ Ｃ−２３１３に従っ
て測定した。
ー性とともに重要な特性である膜の電気抵抗について、
第４図に示した装置を用いＪＩＳ Ｃ−２３１３に従っ
て測定した。
また、金属ハロゲン電池のセパレータは一般にポリオレ
フィン系等の樹脂を膜材の周辺に枠成形して用いら打る
ので、その加工に耐え得る機械強度も必要である。そこ
で、本発明にかかる膜ａと従来の膜すの引張強度を引張
試験機を用いて比較した。
フィン系等の樹脂を膜材の周辺に枠成形して用いら打る
ので、その加工に耐え得る機械強度も必要である。そこ
で、本発明にかかる膜ａと従来の膜すの引張強度を引張
試験機を用いて比較した。
上記の試験の結果を第１表に示す。まず、膜の電気抵抗
についてであるが、第１表に示す様に膜ａｂとも０．０
０４−１００ｃｍ２／枚程度でほとんど差か見られない
。これは、本発明にがかる膜ａは臭素バリアー性が著し
く向上しているにもかかわらず、膜の電気抵抗による損
失は従来の膜と同レベルであることをボしている。
についてであるが、第１表に示す様に膜ａｂとも０．０
０４−１００ｃｍ２／枚程度でほとんど差か見られない
。これは、本発明にがかる膜ａは臭素バリアー性が著し
く向上しているにもかかわらず、膜の電気抵抗による損
失は従来の膜と同レベルであることをボしている。
さらにｍ械強度については、第１表の測定結果に示す如
く、膜ａは従来の膜すに比べ引張強度が倍近くにもなっ
ており、本発明にかかる＠、細多孔質１模は枠成形のｍ
械加工に十分耐え得る構造であるということができる。
く、膜ａは従来の膜すに比べ引張強度が倍近くにもなっ
ており、本発明にかかる＠、細多孔質１模は枠成形のｍ
械加工に十分耐え得る構造であるということができる。
実施例 ４
Ｉ桑ａ及び１模すを臭化亜鉛電池のセパレータとして用
い、それぞれ単セルＡ及び単セルＢを構成して作動時ト
を検討した。単セルはＡ、Ｂどちらも正極に活性炭素繊
維を熱圧着したカーボンプラスチ ッ り （、ｆジエ
チレン／カーボンブラック／クラファイト−５０７１５
７３５重量比）電極を、負極に亜鉛板（圧延亜鉛純度９
９９％）を、電解液に ３ｍｏｌ／ ｌ臭化亜鉛水溶液
を使用した。そして電流密度２０ｍＡ／ｃｍ２で８時間
充電し、同電流密度で放電して電圧が０．５Ｖとなった
時点てカットオフとした。
い、それぞれ単セルＡ及び単セルＢを構成して作動時ト
を検討した。単セルはＡ、Ｂどちらも正極に活性炭素繊
維を熱圧着したカーボンプラスチ ッ り （、ｆジエ
チレン／カーボンブラック／クラファイト−５０７１５
７３５重量比）電極を、負極に亜鉛板（圧延亜鉛純度９
９９％）を、電解液に ３ｍｏｌ／ ｌ臭化亜鉛水溶液
を使用した。そして電流密度２０ｍＡ／ｃｍ２で８時間
充電し、同電流密度で放電して電圧が０．５Ｖとなった
時点てカットオフとした。
この結果を第２表に示した。本発明にがかる膜ａを使用
した単セルＡは従来の膜すを使用した単セルＢに比へる
と電圧効率て約０．６％、クーロン効率で約２７％増加
し、エネルギー効率は３％向上した。
した単セルＡは従来の膜すを使用した単セルＢに比へる
と電圧効率て約０．６％、クーロン効率で約２７％増加
し、エネルギー効率は３％向上した。
上記の実施例より、本発明にかかる微細多孔質膜は従来
の膜に比へて基礎特性が向上しており、ｆ：、属ハロゲ
ン電池のセパレータとして使用すればその（衾ねた性能
を電池特性に十分反映できること明確になった。
の膜に比へて基礎特性が向上しており、ｆ：、属ハロゲ
ン電池のセパレータとして使用すればその（衾ねた性能
を電池特性に十分反映できること明確になった。
Ｈ発明の効果
この発明においては、特定の細孔分布を有する微細多孔
質１摸で金属ハロゲン電池のセパレータを構成すること
によって、従来と同程度の膜電気抵抗を維持しながら臭
素バリアー性を著しく向上させて電池の自己放電を防ぎ
、クーロン効率およびエネルギー効率を向上させること
ができるという極めて漬れた効果を有するものである。
質１摸で金属ハロゲン電池のセパレータを構成すること
によって、従来と同程度の膜電気抵抗を維持しながら臭
素バリアー性を著しく向上させて電池の自己放電を防ぎ
、クーロン効率およびエネルギー効率を向上させること
ができるという極めて漬れた効果を有するものである。
また、かかる微細多孔質膜は機械強度も従来の膜に比較
して大幅に向上しているので、枠に張設される際等にお
ける破損も極めて少なくなるものである。
して大幅に向上しているので、枠に張設される際等にお
ける破損も極めて少なくなるものである。
水溶液、４・・・臭化亜鉛水溶液と臭素の混合液、５・
・・電源、６・・・抵抗、７・・・電流計、８・・・電
流電極、９・・・電圧電極、１０・・・電圧計、１１・
・・試験用電槽、１２・・・サンプル挿入箇所。
・・電源、６・・・抵抗、７・・・電流計、８・・・電
流電極、９・・・電圧電極、１０・・・電圧計、１１・
・・試験用電槽、１２・・・サンプル挿入箇所。
代理人 弁理士 佐 藤 正 年
第１図は本発明にかかる膜および従来の膜の細分７ｔｉ
を表わすグラフ、第２図は臭素バリアー性試験に用いた
装置の模式・図、第３図は臭素バリアー性試験の結果を
示すグラフ、第４図は膜の電気抵抗測定装置の模式図で
ある。
を表わすグラフ、第２図は臭素バリアー性試験に用いた
装置の模式・図、第３図は臭素バリアー性試験の結果を
示すグラフ、第４図は膜の電気抵抗測定装置の模式図で
ある。
Claims (1)
- 金属ハロゲン電池の正極電解液と負極電解液を隔離し、
ハロゲン分子の透過を防ぐ微細多孔質膜からなる金属ハ
ロゲン電池用セパレータにおいて、前記微細多孔質膜の
気孔率が４５〜５０％、細孔容積が７５０〜８５０ｍｍ
＾３／ｇ、平均孔半径が１．５〜２．０×１０＾２Åで
あることを特徴とする金属ハロゲン電池用セパレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63200125A JPH0251877A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 金属ハロゲン電池用セパレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63200125A JPH0251877A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 金属ハロゲン電池用セパレータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0251877A true JPH0251877A (ja) | 1990-02-21 |
Family
ID=16419235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63200125A Pending JPH0251877A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 金属ハロゲン電池用セパレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0251877A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001093351A1 (fr) * | 2000-05-30 | 2001-12-06 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Membrane pour cellule halogene metallique |
-
1988
- 1988-08-12 JP JP63200125A patent/JPH0251877A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001093351A1 (fr) * | 2000-05-30 | 2001-12-06 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Membrane pour cellule halogene metallique |
| US7081321B2 (en) | 2000-05-30 | 2006-07-25 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Separator for metal halogen cell |
| JP4901050B2 (ja) * | 2000-05-30 | 2012-03-21 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | 金属ハロゲン電池用セパレータ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2117730C (en) | Manufacturing method of a separator for a lithium secondary battery and an organic electrolyte lithium secondary battery using the same separator | |
| US4791037A (en) | Carbon electrode | |
| CN112038541B (zh) | 一种复合隔膜材料及其制备方法和应用 | |
| AU605140B2 (en) | Cathodic electrode | |
| US4731310A (en) | Cathodic electrode | |
| CN110120483A (zh) | 一种钠离子电池隔膜及其制备方法 | |
| JPH10172533A (ja) | アルカリ蓄電池用セパレータ | |
| CN113270689A (zh) | 一种高安全电池隔膜及制备方法 | |
| Skelton et al. | Improved silver/zinc secondary cells for underwater applications | |
| JPH0251877A (ja) | 金属ハロゲン電池用セパレータ | |
| JP3555177B2 (ja) | 密閉形鉛蓄電池 | |
| JP2673336B2 (ja) | 空気−金属水素化物二次電池 | |
| CN112042012A (zh) | 锂离子二次电池用电极 | |
| JP2024114013A (ja) | 電池用電解液及びリチウムイオン電池 | |
| Putra et al. | The Physicochemical Properties of PVDF/SiO2 Composite Nanofibers for Potential Application of Lithium-Ion Battery Separators | |
| EP1199764A1 (en) | Polymer electrolyte | |
| JPH04296464A (ja) | 密閉形鉛蓄電池 | |
| WO2022145034A1 (ja) | ニッケル水素二次電池 | |
| CN114374059A (zh) | 一种高通量锂离子电池多孔超薄隔膜及其制备方法 | |
| CN113629354A (zh) | 一种基于重离子径迹膜的适宜于液态电解质的锂离子电池隔膜及其制备方法 | |
| WO2022239205A1 (ja) | プロトン伝導型二次電池 | |
| CN222619770U (zh) | 一种低阻抗厚电极及应用其的锂离子电池 | |
| JPH02192655A (ja) | 二次電池 | |
| JPS61151965A (ja) | アルカリ蓄電池 | |
| WO2020208909A1 (ja) | 液式鉛蓄電池用セパレータおよび液式鉛蓄電池 |