JPH043067B2 - - Google Patents

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JPH043067B2
JPH043067B2 JP57062288A JP6228882A JPH043067B2 JP H043067 B2 JPH043067 B2 JP H043067B2 JP 57062288 A JP57062288 A JP 57062288A JP 6228882 A JP6228882 A JP 6228882A JP H043067 B2 JPH043067 B2 JP H043067B2
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    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8663Selection of inactive substances as ingredients for catalytic active masses, e.g. binders, fillers
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    • H01M4/88Processes of manufacture
    • H01M4/8875Methods for shaping the electrode into free-standing bodies, like sheets, films or grids, e.g. moulding, hot-pressing, casting without support, extrusion without support
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、バツテリおよび蓄電池、すなわち
一次電池および二次電池のような電気化学的装置
または電池のための薄膜電極の製造方法と、その
電極のための集電部を製造する方法に関する。よ
り特定的には、この発明は薄膜ガス電極の製造方
法に関する。
この発明の目的とするところは、所望の形状の
薄膜電極を得るための電極製造方法にある。
今日、4ふつ化エチレン樹脂(PTFE;ポリテ
トラフルオルエチレン)を含むペーストから電気
化学的装置のための平坦な形状の薄膜電極を製造
することは公知である。
たとえば、エルモア(Elmore)およびターナ
(Tanner)のアメリカ合衆国特許第3419900号は、
金属の電気触媒粉末および好ましくは4ふつ化エ
チレン樹脂のコロイド分散液により形成される防
水物質を含むペースト状の混合物を調整し、かつ
このベースト状混合物を、たとえば銀またはプラ
チナから作られる格子に付着させ、次にこのペー
スト状混合物でコーテイングされた格子を乾燥
し、石鹸のような分散剤を除去するために加熱す
ることにより得られる、燃料電池のための平坦な
薄膜ガス電極を開示している。
また、アメリカンシアンアミド株式会社
(American Cyanamid社)のフランス国特許第
1522224号が公知であり、これは、水溶液の形態
の金属触媒、たとえば4ふつ化エチレン樹脂のラ
テツクスにより形成される防水物質、および必要
ならば鉱油のような潤滑油ならびにシリカのよう
な分散媒または粒状もしくはコロイド状のアルミ
ナを含むペースト状混合物から、燃料電池のため
のガス電極を形成することを開示している。この
フランス国特許第1522224号によれば、前記混合
物を金属の格子に付着し、次に、プラスチツク材
料の箔で各側面がコーテイングされかつ覆われた
この格子を、回転ローラの間でカレンダーにか
け、あるいは薄片にし、このカレンダーがけおよ
び薄化操作を数回繰返し、次にこのようにして得
られた薄膜平坦電極を溶媒で洗浄し、そこから潤
滑油および混合物が分散媒を含むならば分散媒を
除去する。
最後に、ゼネラル電気株式会社
(CompagnieGenerale d′Electricite)のフランス
国特許第2143593号は、平坦な多層電極を製造す
るための方法を開示しており、そこでは、導電性
材料および4ふつ化エチレン樹脂のような防水物
質のガムまたはラテツクスからなる混合物を準備
し、より特定的には、格子もしくは膨張された金
属のような媒体、またはたとえば4ふつ化エチレ
ン樹脂から作られる多孔性シートに付着させる混
合物を乾燥し、かつ薄化し、このようにして層を
得、いくつかの層をともに重ねて、このようにし
て形成された積層を平坦な多層電極を得るために
圧縮する。
これらの公知の技術では、電気触媒試薬および
(特に4ふつ化エチレン樹脂のような)防水剤を
含む平坦な薄膜電極が得られる。
この発明は、所望の形状に形作られる電極を与
える。
この発明の方法は、一方では、エマルジヨン形
態の4ふつ化エチレン樹脂の凝固により得られ、
かつ小さな繊維から粒子に形成された形態を有し
ており、この粒子は潤滑剤がペースト状混合物を
形成するように添加されている乾燥混合物を形成
するために平均で0.5mmの大きさを有するもので
あるが、このようなPTFEによりこの発明の第1
の特徴に形成された防水物質を、たぶん電気伝導
性を与える材料により伴われる電気触媒特性を有
する材料と混合するものであり、他方では、この
ペースト状混合物を薄化あるいはカレンダーがけ
しないが、この発明の第2の特徴により、圧縮、
射出またはトランスフア成形のような公知の成形
方法により所望の形状をそれに与える。
この発明によれば、防水物質として、PTFEエ
マルジヨンの凝固により得られる平均0.5mmの大
きさの繊維形態のPTFEを用いて、活性生産物、
潤滑油および特定のPTFEを含むペースト状混合
物が、より特定的には、圧縮、射出またはトラン
スフア成形により、所望の形状に形作られる。
このように、電極はたとえば中空のシリンダ形
状、中空の円錐台、手袋の指状、中空プリズム状
のような所望の形状を有するように作られるが、
これらの列挙された形状は限定的なものではな
い。出願人は、もし他の形式のPTFE、特に、上
述されたアメリカ合衆国特許第3419900号により
唱えられたコロイド状分散系のPTFE、または上
述されたフランス国特許第1522224号もしくは台
2143593号に記載されたPTFEのラテツクスまた
はガムを用いるならば、潤滑剤が存在したとして
も、このようにして得られた電極は製造の間ある
いは用いられた際に直ちに裂けるために、平坦で
ない薄膜電極を得ることは不可能であり、圧縮、
射出またはトランスフア成形において工業的に用
いられ得ないものであることを発見した。
そこで、複雑な形状、特に、電極および電極を
含む電池を特定の用途に適合させるために、特別
の形状のケースに電極を収納し得るように、電気
的な活性なガス状化合物標本の所望の濃度勾配を
達成するために、あるいは電池の容器の必須の部
分を電極が構成するよう望まれているケース内で
電池の構造を単純化するために、複雑な形状を有
する電気化学的電池のための平坦でない薄膜電
極、特に薄膜ガス電極を構成することは極めて興
味深い。
次に、出願人は、上述したように、ペースト状
混合物が活性材料に加えて、商業的に入手可能で
あり、かつ湿潤剤が添加される役60%の乾燥
PTFEを含む水溶性懸濁液の形態のPTFEを含む
ように構成されるならば、電気化学的電池におい
て薄い平坦でない電極を使用可能に形成すること
は不可能であることを、発見した。活性材料およ
びその懸濁液の混合物の乾燥および蒸溜の後に、
たとえ潤滑油を添加したとしても、平坦でない形
状にすることが不可能なペーストが得られる。な
ぜならば、平坦な電極の製造に関する上述された
先行特許において述べられたように、カレンダー
がけまたは薄化以外により得られた電極は、壊れ
やすくかつ工業的用途に必要な機械的強度を欠い
ているからである。
この発明は、第1に、電極、特に平坦でない任
意の形状の薄膜ガス電極を製造する方法を提供す
ることを目的とし、この方法は、均一な混合物
を、電気触媒活性を有する少なくとも一種の化合
物およびたぶん電気伝導性を有する少なくとも一
種の化合物により形成される活性化合物の乾燥粒
子なびに4ふつ化エチレン樹脂の乾燥繊維から調
製し、潤滑油を加え、の潤滑油との混合物の粒子
をコーテイングするために界面活性材を加え、循
環された混合物粒子を形作る、ことを特徴とす
る。
触媒活性化合物は、銀、二酸化マンガン、フタ
ロシアニンにより触媒化された炭素により形成さ
れる。
一般的には既に存在する電気伝導性化合物は、
カーボンブラツクあるいはグラフアイトにより形
成される。
使用されるべき4ふつ化エチレン樹脂は、乾燥
繊維から形成され、かつ平均0.5mmの大きさを有
し、PTFEエマルジヨンの凝固により得られる。
たとえば、次に列挙するものの1つとして商業的
に入手可能である。
デユポン社シリーズ6 インペリアルケミカルインダストリー社
(ICI),シリーズCD ヘキスト社、シリーズ2000 プロデユツツチミツゲスウギネクールマン
(PGUK),シリーズ6 モントデイソン社,シリーズDPTA 潤滑油は、少なくとも一種の液体の炭化水素
(テンベンチル代用品、灯油、ナフサ)または少
なくとも一種のオイル(リセラオイル)により形
成し得る。
潤滑油の表面張力が大きすぎるために活性化合
物およびPTFEの混合物粒子に良好な潤滑性を与
えることができないならば、その表面張力を下げ
るためにアルコールまたはケトンのような界面活
性材をそれに加えることが勧められる。
乾燥混合物は、より有利には、高速で回転され
る攪拌器内で形成し得る。
成形操作に関する限り、第1に、潤滑剤および
おそらく界面活性材の添加の前後に、この成形動
作が均一な混合物の圧縮により実施されることが
注意されるべきである。
また、成形操作および潤滑された混合物の成形
操作への搬送は、好ましくは、PTFE繊維の配向
を維持するように潤滑された混合物の流れの方向
を変化させることなく実施しなければならず、そ
れによつてこれらの繊維は相互に平行に保たれ、
したがつて得られる電極の強度の増大することが
発見された。
最後に、成形操作は、圧縮、射出、およびトラ
ンスフア成形により達成される。
この発明は、特に、排他的ではないが、電気化
学的電池(一次電池または二次電池)のための正
極を製造するのにも利用される。
また、この発明は、(バツテリおよび蓄電池す
なわち一次電池または二次電池)のような電気化
学的装置あるいは電池のための集電部の製造に関
し、より正確には単一の電極−集電部アセンブリ
にも関する。
電気化学的装置のための集電部の製造方法は、
電極から分離することができない(電極に傷を与
えるという欠点を有する)薄い導電性フイルムの
形態の電極にコレクタを配置することを含む。こ
のフイルムは、より特定的には、電極の表面に付
着する多孔性金属フイルムである。このフイルム
は、電極の形状がどのような形状であつても、そ
の正確な形状に適合する。
また、この発明は、電極の表面の少なくとも一
部に電極に付着する薄い多孔性金属フイルムが付
着されていることを特徴とする、電気化学的装置
の電極のための集電部を製造する方法を提供する
ことをも目的とする。
この付着は、より有利には、電鍍により実施さ
れる。この付着物は好ましくはニツケルであり、
また銅、銀、金、白金、モネル(商標)合金、チ
タン、鉄であつてもよい。
この厚みは、一般的には0.01mmおよび5mmの間
であり、好ましくは、0.05mmである。
付着物の孔の径は、0.5mm以下であり、その透
過性は100cm/h以上である。
さらに、この発明は、上述された方法により得
られる単一の電極−集電部アセンブリを提供する
ことを目的としており、この集電部は、電極上に
付着された薄い接着性の多孔性金属フイルムによ
り形成される。
この発明では、集電部は、任意の形状を有する
電極上に付着されており、この集電部は、たとえ
電極の形状がいかなる形状であつても、また非常
に複雑であつても、電極の表面の形状に正確にか
つ極めて忠実に適合する。電極に強固に結合され
るけれども、極めて薄いフイルムが形成され得
る。このように、極めて軽量の集電部が、形成さ
れ、この集電部は電極−集電部アセンブリの重量
および集電部を含む(バツテリまたは蓄電池のよ
うな)電気化学的電池の重量を小さくし得る。
次に、この発明では、多孔性の軽量の電極−集
電部アセンブリの形成が可能となるので、集電部
は電極に対して強固に付着され得る。
この発明による平坦でない薄膜電極の製造方法
は、この発明の方法の限定的ではない例としての
以下のいくつかの実施例により明らかとなるであ
ろう。これらの実施例では、部は重量部で表わさ
れる。
実施例 1 30部の銀で触媒化された炭素(電気的触媒化合
物)と、60部のグラフアイト(電気伝導性化合
物)と、4部のカーボンブラツク(電気伝導性物
質)と、60部の「ソレフロン(Soreflon、商品
名)6−20タイプ」からなるPTFEとを、50部の
リセラオイル(Rissela oil、潤滑剤)と充分に
攪拌する。この混合物は、回転攪拌器、すなわち
周辺速度20m/分で水平軸まわりに回転するポツ
ト内で30分間操作することにより得られる。
このように、均一な散在により無定形の形で得
られる、あるいはペーストをケーキに予備圧縮し
た後にプレフオームとして得られたペーストが、
電極に付与することが望まれている形状に相当す
る形状を有し、かつ予め50℃にまで加熱されてい
るモールドに供給される。
成形は、モールドと協動するピストンにより
(固定モールドおよび可動ピストン、可動モール
ドおよび可動ピストンまたは最終的に固定された
ピストンおよび可動モールドのような)モールド
とピストンとの間の相対的な運動を与えることに
より、モールド内のペーストを圧縮することによ
り達成され、この圧縮圧力は、たとえば1平方cm
あたり1トンの大きさであるが、もちろん、圧縮
を受ける混合物の可塑性に依存する。この圧縮
は、固定量で実施され、ノズル孔または漏れ口が
モールドからの過剰のペーストの除去を可能にす
る。
形成された電極は、モールドから取出され、か
つたとえば溶媒で洗浄することにより、潤滑剤が
除去される。
この電極には、従来の方法により、あるいは好
ましくはこの後に述べられるように、集電部が設
けられ得る。
実施例 2 55部の二酸化マンガンにより触媒化された炭素
と、45部のICI社のシリーズCDタイプのPTFEと
が、50部の灯油(潤滑剤)と充分に混合する。
この混合は、コンクリートミキサーのような形
式の攪拌器内で実施される。このようにして得ら
れたペースト状混合物は、原材料供給ホツパを介
して、射出成形金型内に供給される。油圧ピスト
ンが、円滑な運動により、均一なペーストを約50
℃に維持された射出チヤンパまたはポツトに押圧
し、次にペーストが貫通ノズルを介して50℃に加
熱されたモールドに貫通ノズルを介して供給され
る。このモールドは電極に付与することが望まれ
ている形状に相当する形状を有している。ペース
トは電極について望まれている形状となる。モー
ルドは、次に、開放され、電極が取出される。
このようにして得られた電極には、実施例1で
示されたような集電部が設けられており、潤滑剤
がたとえば蒸発により除去される。
実施例 3 この方法は、攪拌生産物および攪拌操作に関す
る限り実施例2と同様である。
このようにして得られたペースト状混合物は、
ペーストのための中空チユーブを与える適当なノ
ズルを介して連続流で射出される。溶媒がこのチ
ユーブを通過することにより、圧迫または吸引の
いずれかによる一致した操作で除去される。
このチユーブは、電極を形成するのに必要な長
さの部分に切断され、この電極には先に示された
ように集電部が設けられている。
実施例4および実施例5 第1に、ペースト状混合物は、(実施例4では)
実施例1の場合と同一の組成を有するように準備
されかつ実施例1の方法と同一の方法で得られ、
(実施例5では)実施例2の方法と同一の組成を
有するように準備されかつ同一の方法で得られ
る。
このようにして得られたペーストは、20ないし
80Kg/cm2の圧力でかつ5ないし10cm/分の速度
で、好ましくは真空状態で、予備圧縮により、ト
ランスフア成形機のポツトに供給されるケーキま
たはプレフオームに予備成形される。ケーキに圧
力を加えることによつて、このペーストがトラン
スフアポツトからトランスフア成形機の予備圧縮
チヤンバまで通過され、油圧ピストンが、ペース
トの任意の量を、予備圧縮チヤンバから電極に付
与することが望まれる形状に対応する形状を有す
るモールドまで移動させる。ケーキに加えられる
圧力は、所望の還元率に依存し、これは、たとえ
ば還元率20の場合には100ないし200Kg/cm2であ
り、還元率180では600ないし800Kg/cm2である。
ポツト、予備圧縮チヤンバおよびモールドは、約
50℃の温度に維持されている。
トランスフア成形機について上述された様々な
部分は、ペーストの方向を変化させない経路を与
えるように構成されており、そのためPTFE繊維
は相互に平行に維持される。
実施例1ないし実施例3におけるように、コレ
クタが設けられており、かつ潤滑剤が、電極のモ
ールドからの取出の後に、モールドに圧縮するこ
とにより得られた電極から除去される。
添付の第1図ないし第9図において、この発明
により得られる電極のいくつかの形状が示されて
おり、もちろんこれは非限定的な例である。
添付の第1図ないし第9図は、任意の所望の形
状を有する電極を得ることが可能であることを示
す。事実、この発明の組成を有するペーストを、
所望の形状を有するダイのノズルを経由して通過
させ、したがつて所望の電極部分を得ることが常
に可能である。
もちろん、電極の厚みおよび形状は、機械的強
度、ガスの拡散の容易さ、電気的活性、密封性の
ような要求される特性に適合するようにされてい
る。
一般的には、電極の厚みは、約0.05mmおよび約
5mmの間であり、好ましくは0.5mmの近傍である。
第8図において例示的に示されているように、電
極は一定でない厚みを有していてもよいことが理
解されるであろう。
残りの孔の平均の径は10ミクロンを越えず、透
過性は約100cm/hの大きさである。
ある場合には、ノズルは、中心コアおよび環状
開口を含むように用いられてもよく、ペーストは
チユーブの形態で吸引されてもよい。
このように、管状の電極が、両端部で開かれて
(第1図、第5図、第6図、第8図)、もしくは一
方端部で開かれてかつ他方端部で閉じられた状態
で、すなわち手袋の指の形状(第2図)で得ら
れ、または両端部で閉じられた形態で得られる。
これらの厚みは、変化し得るものであつてもよい
(第8図を参照されたい)。円錐台形状(第3図お
よび第4図を参照されたい)が、たとえば圧縮、
射出あるいは円錐形状を有するモールド内での押
出成形のようないくつかの方法により得られる。
円錐台形状にされた表面は、両端部で開かれてい
るか(第3図参照)、あるいは一方端部で開かれ
て他方端部で閉じられた状態(第4図を参照され
たい)であり、さもなくば両端部で閉じられた状
態にされていてもよい。これらの表面は回転面か
ら構成されてもよく、あるいは回転面でなくとも
よく、かつ均一な厚みを有していてもよく、また
不均一な厚みを有していてもよい。
円錐状または円柱状電極が一方端部で閉じられ
ているときには(第2図および第5図の手袋の指
の形状のものを参照されたい)、これらの電極は
円柱状または円錐状表面に連続する形状を有する
球面により閉じられていてもよい。
集電部に関する限り、集電部は、実施例6ない
し実施例14および添付図面の第10図ないし第1
5図を参照して述べられるような方法で位置決め
され、さもなければ挿入コアのような従来の方法
により位置決めされる。従来の方法では、集電部
は、金属格子、拡張された金属シート、テープま
たはフイラメント、カプセルより構成され得る。
挿入コアは、モールド内で好ましくは壁面に対向
して位置決めされ、この挿入は好ましくはたとえ
ば嵌め込みにより、ペーストかモールド内で圧力
下に供給される前にモールドを固定されており、
前記ペーストはその塊中に集電部を一体化する間
に集電部を取囲んでいる。
添付の第1図ないし第9図のいくつかにおいて
は、集電部は電極内に位置決めされて示されてい
る。
実施例 6 45重量部の4ふつ化エチレン樹脂、より詳しく
は、乾燥繊維から得られかつ0.5mmの平均的な大
きさを有し、かつ4ふつ化エチレン樹脂エマルジ
ヨンの凝固により得られる4ふつ化エチレン樹脂
と、55重量部の銀で触媒化された炭素とを、50重
量部の灯油のような潤滑剤と充分に混合して、ペ
ーストを得る。
このペーストは、0.5mmの厚みのストリツプを
得るために、50℃まで加熱されたローラの間で延
ばされる。
第10図から明らかなように、このストリツプ
のロールAは、軸31に取付けられている。巻回
されていないストリツプBは、方向変換ローラ3
3を通過し、次に電着タンク35内に配置された
伝導ローラ34を通過し、可溶性ニツケル塩の溶
液を含む電解液槽に浸漬される。たとえばニツケ
ルボール37により形成される可溶性ニツケル陽
極は、電解液槽36内に配置されている。圧縮ロ
ーラ38は、伝達ローラ34に対してストリツプ
Bを押し付け、電気分解のための電圧が、導線4
0ににより伝達ローラ34のシヤフト39に接続
された、およびボール37と接触する導電プレー
ト42および導電線41を介して、ボール37に
より形成された可溶性陽極に接続された、端子a
および端子bの間に印加される。
例示によれば、この電解液タンクは、溶液1lあ
たり、硫酸ニツケルの形態で80gのニツケルを含
み、かつ30gのホウ酸を含む。電着電流の密度
は、浸漬された電極の1cm2あたり100アンペアで
あり、ストリツプBの走行密度は、各電極部分が
30秒および数分の間の時間の間電解液槽に残存
し、所望のニツケル付着物の厚みに依存するよう
にされている。この付着物は、集電部を形成する
ために存在する。集電部を形成するニツケル付着
物を受入れる伝達ローラ34に接触する面と反対
にストリツプBの面43が存在する。
集電部を形成するであろうニツケル付着物をそ
の表面43に含むストリツプは、方向変換ローラ
44を通過した後に、プーリ47のまわりを通過
する間タンク46内に配置される洗浄液槽45を
通過する。洗浄液槽を通過すると、洗浄されたス
トリツプDは、方向変換ローラ48を通過した後
に、乾燥オーブン49内に到達し、乾燥オーブン
内で乾燥され、最終的に乾燥された電極Eが方向
変換ローラ51を通過した後でドラム50に巻回
される。
このように、ニツケル集電部で一方面がコーテ
イングされた電極材料により形成されたストリツ
プがドラム50上に得られる。
次に、このストリツプは、所望の形状および大
きさの小片に切断される。この小片を、たとえ
ば、圧縮成形、射出成形もしくはトランスフア成
形により所望の形状に加工することが可能とな
る。
実施例 7 60重量部の実施例6と同じ品質の4ふつ化エチ
レン樹脂、30重量部の二酸化マンガンにより触媒
化された炭素、6重量部のフラフアイトおよび4
重量部の導電性カーボンブラツクを、45重量部の
灯油と充分に攪拌してペーストを得る。
このペーストは、約50℃まで加熱されたモール
ド内に注入され、次に所望の形状でそこから取出
される。たとえば、モールドから、円錐台形状に
された手袋の指の形をした電極(円錐台の下部が
球面のキヤツプにより閉じられている)が除去さ
れる。このような電極は第11図においてFで表
わされている。
この電極Fが、第11図において示されている
ように、実施例6で示された電解液槽と同じ組成
を有しかつ槽54内に配置された電解液槽53内
で突出している軸52上に置かれている。
軸52および電極Fからなるアセンブリは、電
極担体56のリブ55に載置しており、この電極
担体56の周辺部57には、電解液がそこを通過
し得るように孔57aが貫通して形成されてい
る。リブ55の目的は、軸52に対して電極Fを
付着させることであり、そのため電気的に接続さ
れているこの軸と電極との間の電気的接触を改善
する。これは、第11図のX−Xに沿う断面
図である第12図においてより一層明らかに示さ
れている。
ニツケルボール58が、槽54および電極担体
56の間の空間に配置されており、これらのボー
ルは電解液槽53内に配置されており、かつたと
えばチタンからなる電気的接続部59と電気的に
接触しており、導電部60により、電流供給端子
aの1つに接続されており、その他方の端子bは
導電部61を介して軸52に接続されている。
加えられる電流密度は、付着された電極1dm2
あたり100アンペアである。電源がオンにされ、
付着物が30秒および2分の間の一定の時間加えら
れる。電着されたニツケル層がコーテイングされ
た電極は、次に乾燥され、潤滑油がたとえば蒸発
により除去される。
このように調整された電極は、陽極塊およびセ
パレータを組合わせることにより(バツテリすな
わち蓄電池のような)電気化学的電池の陰極を形
成するのみ極めて都合よく用いられ得る。たとえ
ば、同一出願人により同日付で出願された「薄膜
ガス電極を含む電気化学的電池」と題される他の
特許出願において開示された形式の電池を構成す
るのに用いられ得る。
実施例8、実施例9および実施例10 この発明によれば、金属付着物はコーテイング
されるべき電極表面全体にわたり不均一な厚みを
有するように形成されてもよい。このように、集
電部が一定でない厚みを有するように形成されて
もよい。
したがつて、金属付着物および集電部は、(そ
の中で突出リブ63がケーソン64を規定するた
めに正しい角度で交差している第13図において
部分的に示されている集電部62のような)ハニ
コム構造、(突出リブ66を備える極面が与えら
れた集電部65の一部を表わす第14図に示され
るような)リブが設けられた構造、(ダイヤモン
ドの結晶に似た形状の突出部68を備える電極6
7を表わす第15図において示されるような)フ
レーム状構造、あるいは格子または舌片が形成さ
れた構造であつてもよい。これらの構造は、得ら
れる電極−集電部アセンブリが、1以上の任意の
方向の機械的応力に耐えるように、あるいは1以
上の方向に導電性を引起こすようにより一層適合
することを可能とし、他方たとえばリブの間また
はダイヤモンドの間の付着物の主要部分における
付着物の還元された厚みに基づく電極の一般的な
透過性を妨害しない。
変形例においては、均一な付着物が、第1に形
成され、次に付着物は第1の均一な付着物上に重
ねられた特別の構造を有する。
不均一な付着物、特に実施例8(第13図)、実
施例9(第14図)および実施例10(第15図)に
おいて述べられた不均一な付着物は、電着の間電
極に付着されるマスクにより得られてもよく、こ
れらのマスクはたとえば第11図および第12図
に示されたリブ55に類似するものであつてもよ
い。
実施例11および実施例12 これらの実施例においては、実施例6および実
施例7について示された電解液槽が、次の槽すな
わち220g/lの硫酸銅および30g/lの硫酸を有
する槽により置換えられており、可溶性の陽極は
ニツケルボールの代りに、電解質銅プレートによ
り形成される。用いられた電流密度は、このとき
には数10アンペアdm2である。
実施例13および実施例14 実施例6および実施例7の電解液槽が、30g/
lのシアン化銀、70g/lのシアン化ナトリウム
および40g/lの炭酸ナトリウムからなる電解液
槽により置換えられており、可溶性陽極はニツケ
ルボールの代りに銀箔により形成されており、用
いられた電流密度は数10アンペア/dm2である。
この発明の範囲内で、付着物もまた、金、白
金、モネル合金、チタンまたは鉄(もつとも、こ
の鉄がより安価である)からも形成され得る。
この発明の方法は、極めて単純であるため非常
に有効であり、いかなる形状の電極に対しても集
電部を装着することができ、付着される金属の量
は任意に調整することができかつ容易に自動化し
得る。
集電部は、いかなる形状の電極であつても、電
極上に付着された金属フイルムにより形成される
この方法により得られ、このフイルムは多孔性で
あり、電極がいかなる形状であつても電極に完全
に付着し、かつ所望の伝導度および所望の機械的
強度を完全に調整し得る。
また、この発明の方法は、格子または箔の購入
もしくは貯蔵を予め必要とすることはなく、これ
らはこの出願の前文で述べられた従来技術の方法
の場合にのみ必要である。
ここまでに説明された内容から明らかでありか
つより一層理解され得るように、この発明は、特
別に考慮された用途および実施例のモードに限ら
れるものでは決してなく、むしろそのすべての変
形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、中空の円柱形状のチユーブの両端で
開かれた形状の電極の斜視図を示す。第2図は、
一方端部では開かれており、他方端部で球面によ
り閉じられている中空の円筒状の電極の斜視図で
ある。第3図は、両端部で開かれた中空の円錐台
の形態の電極の斜視図である。第4図は、一方端
部が開かれており他方端部が球面が閉じられてい
る円錐台形作られた手袋の指の形状の電極を斜視
図で示す。第5図は、断面が円形でない管状電極
を斜視図で表わす。第6図は、両端部で開かれた
中空プリズムの形態の電極を斜視図で示す。第7
図は、断面W字の形状を有する電極の斜視図であ
る。第8図は、厚みが一定でない環状電極の斜視
図である。第9図は、テーブル上表面と多数の長
手方向のリブを有する電極を斜視図で表わす。第
10図は、この発明の方法を実施するための装置
の第1の実施例を略図的に断面図で示す。第11
図は、この発明の方法を実施するための装置の一
実施例の断面図である。第12図は、第11図の
線X−Xに沿う断面図である。第13図、第
14図および第15図は、この発明の方法により
得られる3種の集電部の構造を示す、平面図およ
び斜視図である。 図において、1,4,7,10,13,16,
19,22は電極を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電極、特に平坦でない形状に形作られた薄膜
    ガス電極の製造方法であつて、均一な混合物を活
    性化合物の乾燥粒子および4ふつ化エチレン樹脂
    の乾燥繊維から調整し、前記活性化合物は、少な
    くとも一種の電気触媒活性を有する化合物および
    少なくとも一種の電気伝導性を示す化合物により
    形成されるものであり、潤滑油および必要ならば
    界面活性材を加え、それによつて前記混合物の粒
    子を前記潤滑油でコーテイングし、潤滑された前
    記混合物粒子を電極を形成するように形作る、電
    極の製造方法。 2 前記4ふつ化エチレン樹脂は、乾燥繊維から
    形成された粒子により構成されており、PTFEエ
    マルジヨンの凝固により得られた平均0.5mmの大
    きさを有する、特許請求の範囲第1項に記載の電
    極の製造方法。 3 潤滑された混合物の成形操作および成形操作
    への搬送は、PTFEの繊維が相互に平行となるよ
    うにPTFEの配向を維持するように、前記潤滑さ
    れた混合物の流れの方向を変化させることなく実
    施される、特許請求の範囲第1項または第2項に
    記載の電極の製造方法。 4 得られた電極が、0.05mmないし5mmの大きさ
    の厚み、好ましくは0.5mmの厚みを有する、特許
    請求の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記載
    の電極の製造方法。 5 触媒活性を有する化合物は、触媒化された炭
    素により構成される、特許請求の範囲第1項ない
    し第4項のいずれかに記載の電極の製造方法。 6 前記電気伝導性化合物は、カーボンブラツク
    またはグラフアイトにより構成される、特許請求
    の範囲第1項ないし第5項のいずれかに記載の電
    極の製造方法。 7 前記潤滑油は、少なくとも一種の液体炭化水
    素により構成される、特許請求の範囲第1項ない
    し第6項のいずれかに記載の電極の製造方法。 8 前記潤滑油は、少なくともオイルにより構成
    される、特許請求の範囲第1項ないし第6項のい
    ずれかに記載の電極の製造方法。 9 前記混合物は、高速度で回転される攪拌器内
    で形成される、特許請求の範囲第1項ないし第8
    項のいずれかに記載の電極の製造方法。 10 前記潤滑油および必要ならば界面活性材の
    添加の前にまたは後に、前記均一な混合物の圧縮
    が前記成形操作に先立ち実施される、特許請求の
    範囲第1項ないし第9項のいずれかに記載の電極
    の製造方法。 11 前記成形操作は、圧縮、射出またはトラン
    スフアにより達成される、特許請求の範囲第1項
    ないし第10項のいずれかに記載の電極の製造方
    法。 12 電極のための集電部を製造する方法であつ
    て、 均一な混合物を活性化合物の乾燥粒子および4
    ふつ化エチレン樹脂の乾燥繊維から調整し、前記
    活性化合物は、少なくとも一種の電気触媒活性を
    有する化合物および少なくとも一種の電気伝導性
    を示す化合物により形成されるものであり、潤滑
    油および必要ならば界面活性材を加え、それによ
    つて前記混合物の粒子を前記潤滑油でコーテイン
    グし、潤滑された前記混合物粒子を電極を形成す
    るように形作り、 その電極の少なくとも一部の表面に薄い多孔性
    金属フイルムを付着し、この付着は、前記電極に
    電鍍することにより実施されることを特徴とす
    る、電極のための集電部を製造する方法。 13 前記付着物はニツケルから構成される、特
    許請求の範囲第12項に記載の電極のための集電
    部を製造する方法。 14 前記付着物は、銅から構成される、特許請
    求の範囲第12項に記載の電極のための集電部を
    製造する方法。 15 付着物の厚みが0.01mmおよび5mmの間であ
    り、好ましくは0.05mmの大きさであるとき、前記
    付着が停止される、特許請求の範囲第12項ない
    し第14項のいずれかに記載の電極のための集電
    部を製造する方法。
JP57062288A 1981-04-13 1982-04-13 Method of producing electrode Granted JPS57182974A (en)

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JPS57182974A JPS57182974A (en) 1982-11-11
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FR2503937B1 (ja) 1983-11-04
JPS57182974A (en) 1982-11-11
FR2503937A1 (fr) 1982-10-15

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