JPH0456068A - 金属ハロゲン電池の正極電極 - Google Patents
金属ハロゲン電池の正極電極Info
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Classifications
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- 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
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Inert Electrodes (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は金属ハロゲン電池の正極電極に関し、特にハロ
ゲン保持機能を有することから、臭素がセパレーターを
通過して亜鉛極と反応することにより生ずる自己放電を
減少し、これにより放電特性に優れた金属ハロゲン電池
の正極電極に関する。
ゲン保持機能を有することから、臭素がセパレーターを
通過して亜鉛極と反応することにより生ずる自己放電を
減少し、これにより放電特性に優れた金属ハロゲン電池
の正極電極に関する。
Ｂ９発明の概要
本発明は金属ハロゲン電池の正極電極において、活性炭
素繊維、アニオン交換繊維及びポリオレフィン系樹脂繊
維を混合してシート状に成形された正極材とカーボンプ
ラスチック基板とを一体として成形することにより、 金属ハロゲン電池における充電により生ずるハロゲンの
保持力を向上させ、これにより自己放電を減少させ、放
電特性の向上を可能とする。
素繊維、アニオン交換繊維及びポリオレフィン系樹脂繊
維を混合してシート状に成形された正極材とカーボンプ
ラスチック基板とを一体として成形することにより、 金属ハロゲン電池における充電により生ずるハロゲンの
保持力を向上させ、これにより自己放電を減少させ、放
電特性の向上を可能とする。
Ｃ０従来の技術
金属ハロゲン電池、例えば亜鉛臭素電池の電極における
正極側は臭素と直接反応を行なわせるため種々の表面活
性化処理が必要である。
正極側は臭素と直接反応を行なわせるため種々の表面活
性化処理が必要である。
このため近年、亜鉛臭素電池の正極材として活性炭素繊
維を用い、これを熱圧着によりカーボンプラスチック基
板へ張り付ける方法が多く利用されている。
維を用い、これを熱圧着によりカーボンプラスチック基
板へ張り付ける方法が多く利用されている。
この方法は正極側の活性度が未処理のものに比し、著し
く向上し、特に放電過電圧の減少が大きく、そのため電
圧効率を増加させる点で注目される。
く向上し、特に放電過電圧の減少が大きく、そのため電
圧効率を増加させる点で注目される。
Ｄ１発明が解決しようとする課題
しかしながら、金属ハロゲン電池システムにおける総電
解液量が一定の又は液循環型に比し極めて少ない状態の
液静止型では充電により発生したハロゲン分子又はハロ
ゲン分子が、電解液中に加えられているハロゲン剛化剤
と結合して生成するハロゲンコンプレックスを電極表面
に保持させる機能が重要である。
解液量が一定の又は液循環型に比し極めて少ない状態の
液静止型では充電により発生したハロゲン分子又はハロ
ゲン分子が、電解液中に加えられているハロゲン剛化剤
と結合して生成するハロゲンコンプレックスを電極表面
に保持させる機能が重要である。
従って、本発明はハロゲン又はハロゲンコンプレックス
保持力をも向上させ、これにより臭素等がセパレーター
を通過して亜鉛極と反応することに・より生ずる自己放
電を減少し、放電特性を向上させることにより、液静止
型電池システムにおける電圧効率を増加させることを可
能とする金属ノ＼ロゲン電池の正極電極を提供すること
を目的とする。
保持力をも向上させ、これにより臭素等がセパレーター
を通過して亜鉛極と反応することに・より生ずる自己放
電を減少し、放電特性を向上させることにより、液静止
型電池システムにおける電圧効率を増加させることを可
能とする金属ノ＼ロゲン電池の正極電極を提供すること
を目的とする。
Ｅ１課題を解決するための手段
本発明者らは金属ハロゲン電池における正極側でハロゲ
ンがＸ−（ハロゲン分子）又はＱ＋・Ｘ−（ハロゲン分
子が電解液中に加えられているハロゲン剛化剤と結合し
て生成するハロゲンコンプレックス）として存在するこ
とに着目し、鋭意研究した結果、正極材としてアニオン
交換繊維を使用することでハロゲン分子等を保持させる
ことに成功し、本発明を完成した。
ンがＸ−（ハロゲン分子）又はＱ＋・Ｘ−（ハロゲン分
子が電解液中に加えられているハロゲン剛化剤と結合し
て生成するハロゲンコンプレックス）として存在するこ
とに着目し、鋭意研究した結果、正極材としてアニオン
交換繊維を使用することでハロゲン分子等を保持させる
ことに成功し、本発明を完成した。
即ち、本発明は活性炭素繊維、アニオン交換繊維及びポ
リオレフィン系樹脂繊維を混合してシート状に成形され
た正極材とカーボンプラスチック基板とを一体として成
形することを、その解決手段としている。
リオレフィン系樹脂繊維を混合してシート状に成形され
た正極材とカーボンプラスチック基板とを一体として成
形することを、その解決手段としている。
以下、本発明について更に詳細に説明する。
まず本発明に使用する活性炭素繊維としては例えばフェ
ノール系、アクリル系、ＰＶＡ系及びピッチ系などが挙
げられ、好ましくはフェノール系活性炭素繊維、より好
ましくは比表面積１５００〜２０００ｍ２／ｇのフェノ
ール系活性炭素繊維を用いる。これにより活性炭素が有
するミクロボアを反応活性点として電解液中で有効に作
用して過電圧を減少できる。
ノール系、アクリル系、ＰＶＡ系及びピッチ系などが挙
げられ、好ましくはフェノール系活性炭素繊維、より好
ましくは比表面積１５００〜２０００ｍ２／ｇのフェノ
ール系活性炭素繊維を用いる。これにより活性炭素が有
するミクロボアを反応活性点として電解液中で有効に作
用して過電圧を減少できる。
次に、本発明において最も特徴をなすアニオン交換繊維
としては、活性物質であるハロゲン分子を保持できる機
能を有するものであればいずれの材料を用いても良いが
、好ましくは四級アミンの官能基を有するアニオン交換
繊維を用いる。これにより充電時に形成されたハロゲン
を電極表面で保持することができる。このことはハロゲ
ンがセパレーターを通過して亜鉛極と反応することによ
り生ずる自己放電を減少し、これにより放電特性を向上
させることができることを意味する。
としては、活性物質であるハロゲン分子を保持できる機
能を有するものであればいずれの材料を用いても良いが
、好ましくは四級アミンの官能基を有するアニオン交換
繊維を用いる。これにより充電時に形成されたハロゲン
を電極表面で保持することができる。このことはハロゲ
ンがセパレーターを通過して亜鉛極と反応することによ
り生ずる自己放電を減少し、これにより放電特性を向上
させることができることを意味する。
更に、本発明ではポリオレフィン系樹脂、例えばポリエ
チレン繊維、チョップ又はポリプロピレン繊維、チョッ
プ、好ましくはポリエチレン繊維を上記活性炭素繊維と
アニオン交換繊維を混合し、シート状に固めるためのバ
インダーとして用いる。
チレン繊維、チョップ又はポリプロピレン繊維、チョッ
プ、好ましくはポリエチレン繊維を上記活性炭素繊維と
アニオン交換繊維を混合し、シート状に固めるためのバ
インダーとして用いる。
これによりアニオン交換繊維やポリオレフィン繊維で形
成されたトランジショナルボアが電解液中で有効に作用
し、従来の正極材に比し充放電特性がより一層向上でき
る。
成されたトランジショナルボアが電解液中で有効に作用
し、従来の正極材に比し充放電特性がより一層向上でき
る。
以上の活性炭素繊維、カチオン交換繊維及びポリオレフ
ィン系繊維を適当な重合比、好ましくはそれぞれ５：２
：３の割合で混合分散させ、７０〜３００℃好ましくは
１３０℃で圧着してシート状に成形し、正極材とする。
ィン系繊維を適当な重合比、好ましくはそれぞれ５：２
：３の割合で混合分散させ、７０〜３００℃好ましくは
１３０℃で圧着してシート状に成形し、正極材とする。
この正極材は、シート状であればよく、例えば、編物、
織物、不織布あるいは抄紙状のものを使用することが出
来る。
織物、不織布あるいは抄紙状のものを使用することが出
来る。
この場合、編物、織物、不織布あるいは抄紙を構成する
各繊維は、ファイバ状あるいは、チョップ状等から任意
に選択することが用来る。
各繊維は、ファイバ状あるいは、チョップ状等から任意
に選択することが用来る。
こうして得られるシート状にした正極材をカーボンプラ
スチック電極基板に熱圧着して一体成形し、金属ハロゲ
ン電池、例えば亜鉛臭素電池などの正極電極として用い
る。
スチック電極基板に熱圧着して一体成形し、金属ハロゲ
ン電池、例えば亜鉛臭素電池などの正極電極として用い
る。
Ｆ、実施例
以下、本発明に係る金属ハロゲン電池の正極電極の詳細
を実施例に基づいて説明する。
を実施例に基づいて説明する。
実施例１
比表面積１５００〜２０００ｍ２／ｇのフェノール系活
性炭素繊維（日本カイノール製、ファイバー形態）、ア
ニオン交換繊維にチビ製、チョップ形態）、及びポリエ
チレン繊維（昭和電工製、ファイバー形態）をそれぞれ
５：２＋３の割合で混合分散させたものを抄紙状に成形
してシートを得た。
性炭素繊維（日本カイノール製、ファイバー形態）、ア
ニオン交換繊維にチビ製、チョップ形態）、及びポリエ
チレン繊維（昭和電工製、ファイバー形態）をそれぞれ
５：２＋３の割合で混合分散させたものを抄紙状に成形
してシートを得た。
次に得られたシートをカーボンプラスチック電極基板に
熱圧着させ本発明に係る金属ハロゲン電池の正極電極（
Ａ）とした。
熱圧着させ本発明に係る金属ハロゲン電池の正極電極（
Ａ）とした。
更に比表面積１５００〜２０００ｍ２／ｇのフェノール
系活性炭素繊維のみを同様にシート状とし、これをカー
ボンプラスチック基板に熱圧着した正極電極（Ｂ）を比
較例として用いた。
系活性炭素繊維のみを同様にシート状とし、これをカー
ボンプラスチック基板に熱圧着した正極電極（Ｂ）を比
較例として用いた。
このようにして得られた本発明に係る正極電極（Ａ）と
従来の正極電極（Ｂ）を用いて、それぞれ単セル（Ａ）
及び（Ｂ）を構成し、液静止型電池として充放電特性を
検討した。
従来の正極電極（Ｂ）を用いて、それぞれ単セル（Ａ）
及び（Ｂ）を構成し、液静止型電池として充放電特性を
検討した。
その結果を第１図に示す。
第１図に示すように本発明に係る正極電極（Ａ）を用い
た単セル（Ａ）の方が従来の正極電極（Ｂ）に比し充放
電特性が優れていることがわかる。このことはアニオン
交換繊維を有する正極電極（Ａ、）は臭素保持力がよく
そのため正極活性層内部及びその近傍に発生臭素を保ち
、これにより臭素の拡散による自己放電を防止できるた
めである。
た単セル（Ａ）の方が従来の正極電極（Ｂ）に比し充放
電特性が優れていることがわかる。このことはアニオン
交換繊維を有する正極電極（Ａ、）は臭素保持力がよく
そのため正極活性層内部及びその近傍に発生臭素を保ち
、これにより臭素の拡散による自己放電を防止できるた
めである。
なお、亜鉛臭素電池の電解液量は２００ ｃ ｃ。
セパレーターは多孔質膜を用い、負極に亜鉛板を用い、
その電極面積を３００ｆｆ１２とした。また、第１図に
示した充放電特性は初期の電解液濃度が３Ｍ／／ＺｎＢ
ｒ２ と０．１ Ｍ／Ｉ Ｂ ｒ ２で１０ｍＡ／ｃＩ
２の電流密度で２５℃、４時間充電したときの測定値で
ある。
その電極面積を３００ｆｆ１２とした。また、第１図に
示した充放電特性は初期の電解液濃度が３Ｍ／／ＺｎＢ
ｒ２ と０．１ Ｍ／Ｉ Ｂ ｒ ２で１０ｍＡ／ｃＩ
２の電流密度で２５℃、４時間充電したときの測定値で
ある。
Ｇ０発明の効果
本発明は上述のように構成することにより、ハロゲン保
持能力を向上でき、そのため正極側で発生したハロゲン
がセパレーターを通過して負極側の亜鉛と反応すること
により生ずる自己放電を減少でき、これにより金属ハロ
ゲン電池の充放電特性の向上を可能とする。
持能力を向上でき、そのため正極側で発生したハロゲン
がセパレーターを通過して負極側の亜鉛と反応すること
により生ずる自己放電を減少でき、これにより金属ハロ
ゲン電池の充放電特性の向上を可能とする。
従って本発明に係る金属ハロゲン電池の正極電極を使用
した金属ハロゲン電池によれば、電池システムにおける
総電解液量が一定の又は液循環型に比し極めて少ない状
態の液静止型でも高い電圧効率を得ることができる。
した金属ハロゲン電池によれば、電池システムにおける
総電解液量が一定の又は液循環型に比し極めて少ない状
態の液静止型でも高い電圧効率を得ることができる。
第１図は本発明に係る正極電極（Ａ）と従来の正極電極
（Ｂ）との充放電特性を示すグラフである。 第１図
（Ｂ）との充放電特性を示すグラフである。 第１図
Claims (1)
- （１）活性炭素繊維、アニオン交換繊維及びポリオレフ
ィン系樹脂繊維を混合してシート状に成形された正極材
とカーボンプラスチック基板とを一体として成形するこ
とを特徴とする金属ハロゲン電池の正極電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2164385A JP3003167B2 (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | 金属ハロゲン電池の正極電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2164385A JP3003167B2 (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | 金属ハロゲン電池の正極電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0456068A true JPH0456068A (ja) | 1992-02-24 |
| JP3003167B2 JP3003167B2 (ja) | 2000-01-24 |
Family
ID=15792126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2164385A Expired - Fee Related JP3003167B2 (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | 金属ハロゲン電池の正極電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3003167B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6399234A (ja) * | 1986-06-02 | 1988-04-30 | Toray Ind Inc | ポリイミドコ−テイング剤組成物 |
-
1990
- 1990-06-22 JP JP2164385A patent/JP3003167B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6399234A (ja) * | 1986-06-02 | 1988-04-30 | Toray Ind Inc | ポリイミドコ−テイング剤組成物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3003167B2 (ja) | 2000-01-24 |
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|---|---|---|---|
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