JPH0622134B2 - カーボンプラスチック電極 - Google Patents
カーボンプラスチック電極Info
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- JPH0622134B2 JPH0622134B2 JP62288379A JP28837987A JPH0622134B2 JP H0622134 B2 JPH0622134 B2 JP H0622134B2 JP 62288379 A JP62288379 A JP 62288379A JP 28837987 A JP28837987 A JP 28837987A JP H0622134 B2 JPH0622134 B2 JP H0622134B2
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- JP
- Japan
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- electrode
- carbon
- battery
- carbon cloth
- polyethylene
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/96—Carbon-based electrodes
-
- 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
-
- 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
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- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 Ａ．産業上の利用分野 この発明は、亜鉛−臭素積層電池の端部電極の間のいわ
ゆる中間電極として使用されているカーボンプラスチッ
ク電極にかかるものであり、特にその構造の改良に関す
るものである。
ゆる中間電極として使用されているカーボンプラスチッ
ク電極にかかるものであり、特にその構造の改良に関す
るものである。
Ｂ．発明の概要 この発明は、亜鉛−臭素積層電池の端部電極の間の中間
電極として使用されるカーボンプラスチック電極におい
て発生するワーページを低減しようとするものである。
電極として使用されるカーボンプラスチック電極におい
て発生するワーページを低減しようとするものである。
この発明によれば、電極は、カーボンプラスチックの間
に、ポリエチレン含浸の炭素繊維からなるシート（以
下、カーボンクロスという）が装入された構造となる。
に、ポリエチレン含浸の炭素繊維からなるシート（以
下、カーボンクロスという）が装入された構造となる。
カーボンクロスの作用により、ワーページの発生低減さ
れ、電池の寿命が長くなる。
れ、電池の寿命が長くなる。
Ｃ．従来の技術 亜鉛−臭素電池の電極としては、高密度ポリエチレン、
カーボンブラックおよびグラファイトを、例えば重量比
５０：５：４５で混練加熱加圧して成形したカーボンプ
ラスチック（以下「ＣＰ」という）の電極が使用されて
いる。
カーボンブラックおよびグラファイトを、例えば重量比
５０：５：４５で混練加熱加圧して成形したカーボンプ
ラスチック（以下「ＣＰ」という）の電極が使用されて
いる。
ところで、一般に電池の特性の重要なファクタとしてそ
の寿命があるが、亜鉛−臭素電池の寿命を決定している
ものとして、ＣＰ電極の劣化が考えられている。
の寿命があるが、亜鉛−臭素電池の寿命を決定している
ものとして、ＣＰ電極の劣化が考えられている。
Ｄ．発明が解決しようとする問題点 ＣＰ電極の劣化の原因としては、臭素による化学的な劣
化と、ワーページ(warpage)によるクラック劣化があ
る。ワーページとは、後述するように、波を打ったよう
に電極に凹凸ができることである。
化と、ワーページ(warpage)によるクラック劣化があ
る。ワーページとは、後述するように、波を打ったよう
に電極に凹凸ができることである。
このようなワーページの発生は、ＣＰの熱膨張による伸
びが原因であると考えられている。電池の運転時、電池
の内部は、通常３０℃〜４０℃の温度となっている。こ
のため、電池は、その線膨張率分だけ伸びることとな
る。
びが原因であると考えられている。電池の運転時、電池
の内部は、通常３０℃〜４０℃の温度となっている。こ
のため、電池は、その線膨張率分だけ伸びることとな
る。
ところで、亜鉛−ハロゲン電池は、一般に電極とセパレ
ーターとを交互に重ね合わせ、集電用端子を持った端部
電極で挟んだ積層構造となっており、該電極及びセパレ
ーターの周囲に形成した絶縁フレームをボルトなどの手
段によって積層方向に締め付けて一体に固定している。
ーターとを交互に重ね合わせ、集電用端子を持った端部
電極で挟んだ積層構造となっており、該電極及びセパレ
ーターの周囲に形成した絶縁フレームをボルトなどの手
段によって積層方向に締め付けて一体に固定している。
このため、端部電極の間の電極は、その温度上昇があっ
ても外側に伸びることができない。
ても外側に伸びることができない。
そこで、電極自体がたわむことによって伸びを吸収する
こととなり、これがワーページとなる。他方、電池が冷
却されて電極の温度が下がった場合には、温度の低下に
対応して電極は縮もうとするが、高温時の電解液の侵入
によって膨潤が生じているため、ワーページは元には戻
らない。
こととなり、これがワーページとなる。他方、電池が冷
却されて電極の温度が下がった場合には、温度の低下に
対応して電極は縮もうとするが、高温時の電解液の侵入
によって膨潤が生じているため、ワーページは元には戻
らない。
以上のようなワーページが相当量生じると、凹凸部分電
極にクラックが生じ、電気の自己放電が生じる可能性が
ある。
極にクラックが生じ、電気の自己放電が生じる可能性が
ある。
特に、夜間の余剰電力を充電し、昼間の電量使用料のピ
ーク時に放電するロードレベリング用の電池において
は、その規模が実用的には数10MW程度となり、電極面積
1600cm2の単セルを多数に直列に組合わせて使用するの
で、上述したワーページの発生防止は重要な技術的課題
である。
ーク時に放電するロードレベリング用の電池において
は、その規模が実用的には数10MW程度となり、電極面積
1600cm2の単セルを多数に直列に組合わせて使用するの
で、上述したワーページの発生防止は重要な技術的課題
である。
この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、電極の
ワーページの発生の低減を図り、電池の長寿命化を図る
ことができるＣＰ電極を提供することをその目的とする
ものである。
ワーページの発生の低減を図り、電池の長寿命化を図る
ことができるＣＰ電極を提供することをその目的とする
ものである。
Ｅ．問題点を解決するための手段 この発明は、ポリエチレンとカーボンブラツク及びグラ
フアイトを混練加熱加圧して成型した亜鉛−臭素電池の
カーボンプラスチック電極であって、電極板の全周縁を
該電極板より大なる厚みの絶縁枠で囲んでなり、互いに
積層した時に電極板表面と絶縁枠内周面とによって亜鉛
−臭素電池の電池反応室を両側に形成するものにおい
て、 前記電極板が、ポリエチレン樹脂を含浸したシート状の
炭素繊維の表裏面に、シート状のカーボンプラスチック
をそれぞれ積層し、加熱加圧により一体化されてなるこ
とによってＣＰ電極の中にカーボンクロスを装入するよ
うにしたことを特徴とするものである。
フアイトを混練加熱加圧して成型した亜鉛−臭素電池の
カーボンプラスチック電極であって、電極板の全周縁を
該電極板より大なる厚みの絶縁枠で囲んでなり、互いに
積層した時に電極板表面と絶縁枠内周面とによって亜鉛
−臭素電池の電池反応室を両側に形成するものにおい
て、 前記電極板が、ポリエチレン樹脂を含浸したシート状の
炭素繊維の表裏面に、シート状のカーボンプラスチック
をそれぞれ積層し、加熱加圧により一体化されてなるこ
とによってＣＰ電極の中にカーボンクロスを装入するよ
うにしたことを特徴とするものである。
Ｆ．作用 この発明によれば、カーボンクロスが装入されているた
め、熱的な変形が生じにくくなり、ワーページの発生は
良好に低減される。
め、熱的な変形が生じにくくなり、ワーページの発生は
良好に低減される。
カーボンクロスには、ポリエチレン含浸されているた
め、カーボンクロスとカーボンプラスチックとの密着性
は良好に保持される。
め、カーボンクロスとカーボンプラスチックとの密着性
は良好に保持される。
Ｇ．実施例 以下、この発明の実施例を、添付図面を参照しながら詳
細に説明する。
細に説明する。
製造方法 まず、第１図および第２図を参照しながら、この発明に
かかるＣＰ電極の製造方法の一例について説明する。
かかるＣＰ電極の製造方法の一例について説明する。
まず、第一図(A) に示すように、カーボンクロス１０の
表裏に、ポリエチレンシート１２が各々サンドイッチ状
に積層される。
表裏に、ポリエチレンシート１２が各々サンドイッチ状
に積層される。
次に、以上のような積層物に対してヒートプレス加工が
施されると、ポリエチレンシートの一部１２′がカーボ
ンクロス１０に含浸することとなり、ポリエチレン含浸
カーボンクロス１４が、同図(B) に示すように形成され
る。
施されると、ポリエチレンシートの一部１２′がカーボ
ンクロス１０に含浸することとなり、ポリエチレン含浸
カーボンクロス１４が、同図(B) に示すように形成され
る。
次に、以上のようなポリエチレン含浸カーボンクロス１
４の表裏に対し、同図(C) に示すように、ＣＰ１６が各
々サンドイッチ状に積層された後、再びヒートプレス加
工が施される。これによって、同図(D) に示すようにＣ
Ｐ電極１８が形成されることとなる。
４の表裏に対し、同図(C) に示すように、ＣＰ１６が各
々サンドイッチ状に積層された後、再びヒートプレス加
工が施される。これによって、同図(D) に示すようにＣ
Ｐ電極１８が形成されることとなる。
以上のような工程によって製造する理由は、カーボンク
ロスとＣＰとの密着性が悪いためである。
ロスとＣＰとの密着性が悪いためである。
例えば、第２図(A) に示すように、カーボンクロス１０
に対してＣＰ１６を直接積層させ、これにヒートプレス
加工を施しても、同図(B) 似示すように、ＣＰ１６がカ
ーボンクロス１０から剥れてしまう。
に対してＣＰ１６を直接積層させ、これにヒートプレス
加工を施しても、同図(B) 似示すように、ＣＰ１６がカ
ーボンクロス１０から剥れてしまう。
次に、この発明の実施例について説明する。
第１実施例 カーボンクロス１０として、次のものを使用した。
シート形体；平織、 体積低効率；1.5 ×10-3Ωcm、 使用原糸、タテ糸；1000F、ヨコ糸；1000F、密度（本／
ｍ）、タテ糸；906、ヨコ糸；906、重さ；125 g/m2、 厚さ；0.16 mm。
ｍ）、タテ糸；906、ヨコ糸；906、重さ；125 g/m2、 厚さ；0.16 mm。
（東邦レーヨン(株)製 W-1103 ；商標） 以上のようなカーボンクロス１０に対し、厚さ５０μｍ
のポリエチレンシート１２をサンドイッチ状に積層し、
ヒートプレスによってポリエチレン含浸カーボンクロス
１４を形成した。
のポリエチレンシート１２をサンドイッチ状に積層し、
ヒートプレスによってポリエチレン含浸カーボンクロス
１４を形成した。
次に、このポリエチレン含浸カーボンクロス１４に対
し、比抵抗 0.3 Ωcm、厚さ 0.6 mmのＣＰをサンドイ
ッチ状に積層し、ヒートプレスによって全体の厚さが1.
0 mm となるように形成した。
し、比抵抗 0.3 Ωcm、厚さ 0.6 mmのＣＰをサンドイ
ッチ状に積層し、ヒートプレスによって全体の厚さが1.
0 mm となるように形成した。
以上のようにして得られたＣＰ電極１８に対し、通常の
インジェクション成形を行って第３図(A) に示すように
前縁枠２２を設け、この電極を用いて電池を構成した。
インジェクション成形を行って第３図(A) に示すように
前縁枠２２を設け、この電極を用いて電池を構成した。
第２実施例 カーボンクロス１０として、次のものを使用した。
シート形体；平織、 体積低効率；1.5 ×10-3Ωcm、 使用原糸、タテ糸；3000F、ヨコ糸；3000F、密度（本／
ｍ）、タテ糸；492、ヨコ糸；492、重さ；200 g/m2、 厚さ；0.25 mm。
ｍ）、タテ糸；492、ヨコ糸；492、重さ；200 g/m2、 厚さ；0.25 mm。
（東邦レーヨン(株)製 W-1104 ；商標） その他は上述した第１実施例と同様である。
実施例の作用 次に、以上のような実施例のＣＰ電極１８の作用につい
て、比較例との比較を行いつつ説明する。
て、比較例との比較を行いつつ説明する。
まず、比較例として、全体の熱さが1.0mm となるように
カーボンプラスチックのみで成形したものに、同様の絶
縁枠２２（第３図参照）を設け、電池を構成した。
カーボンプラスチックのみで成形したものに、同様の絶
縁枠２２（第３図参照）を設け、電池を構成した。
各電池の構成は、電極面積800cm2、10セルとし、実施例
の電池と、比較例の電池の各々に対して、各々充放電試
験を行った。この試験は、電流密度26mA/cm2、８時間充
電で、200 サイクル充放電を繰り返すことによって行っ
た。
の電池と、比較例の電池の各々に対して、各々充放電試
験を行った。この試験は、電流密度26mA/cm2、８時間充
電で、200 サイクル充放電を繰り返すことによって行っ
た。
そして、かかる試験後、各電池を解体して各電極のワー
ページを調べたところ、第３図に示すようになった。
ページを調べたところ、第３図に示すようになった。
すなわち、上述した第１及び第２実施例にかかるＣＰ電
極１８の場合は、同図(A) に示すように、ワーページの
発生はほとんどなかった。
極１８の場合は、同図(A) に示すように、ワーページの
発生はほとんどなかった。
これに対し、従来の比較例にかかるＣＰ電極の場合は、
同図(B) に示すように、ワーページが発生しこの時発生
したワーページの量Ｗは、Ｗ＝8.0mm であった。
同図(B) に示すように、ワーページが発生しこの時発生
したワーページの量Ｗは、Ｗ＝8.0mm であった。
更に、実施例にかかるＣＰ電極１８においては、第２図
に示したようなＣＰとカーボンクロスとの剥がれもな
く、カーボンクロス１０に含浸したポリエチレンによる
高抵抗化も見られず、その体積抵抗値は従来のＣＰ電極
と同様であった。
に示したようなＣＰとカーボンクロスとの剥がれもな
く、カーボンクロス１０に含浸したポリエチレンによる
高抵抗化も見られず、その体積抵抗値は従来のＣＰ電極
と同様であった。
なお、上記実施例において、ポリエチレン含浸カーボン
クロス１４の抵抗率は、1.5 × 10-3 Ωcm以下であるこ
とが好ましく、カーボンクロス１０は、電極の熱さを1m
m 以下にするとともに、ワーページを防止するためにそ
の厚さが0.25mm以下、その重さないし、目付量が 200〜
300 g/m2であることが好ましい。
クロス１４の抵抗率は、1.5 × 10-3 Ωcm以下であるこ
とが好ましく、カーボンクロス１０は、電極の熱さを1m
m 以下にするとともに、ワーページを防止するためにそ
の厚さが0.25mm以下、その重さないし、目付量が 200〜
300 g/m2であることが好ましい。
Ｈ．発明の効果 以上説明したように、この発明によれば、亜鉛−臭素電
池の電極として使用されるＣＰ電極のＣＰ中にカーボン
クロスを装入することとしたので、ワーページの発生が
良好に低減され、電池の寿命が長くなるという効果があ
る。
池の電極として使用されるＣＰ電極のＣＰ中にカーボン
クロスを装入することとしたので、ワーページの発生が
良好に低減され、電池の寿命が長くなるという効果があ
る。
第１図はこの説明にかかるＣＰ電極の製造工程の一例を
示す説明図、第２図はカーボンクロスとＣＰとの接合の
剥離を示す説明図、第３図はこの発明の実施例と比較例
との充放電試験後の状態を各々示す説明図である。 １０……カーボンクロス、１２……ポリエチレンシー
ト、１４……ポリエチレン含浸カーボンクロス、１６…
…ＣＰ、１８……ＣＰ電極。
示す説明図、第２図はカーボンクロスとＣＰとの接合の
剥離を示す説明図、第３図はこの発明の実施例と比較例
との充放電試験後の状態を各々示す説明図である。 １０……カーボンクロス、１２……ポリエチレンシー
ト、１４……ポリエチレン含浸カーボンクロス、１６…
…ＣＰ、１８……ＣＰ電極。
Claims (1)
- 【請求項１】ポリエチレンとカーボンブラック及びグラ
ファイトを混練加熱加圧して成型した亜鉛−臭素電池の
カーボンプラスチック電極であって、電極板の全周縁を
該電極板より大なる厚みの絶縁枠で囲んでなり、互いに
積層した時に電極板表面と絶縁枠内周面とによって亜鉛
−臭素電池の電池反応室を両側に形成するものにおい
て、 前記電極板が、ポリエチレン樹脂を含浸したシート状の
炭素繊維の表裏面に、シート状のカーボンプラスチック
をそれぞれ積層し、加熱加圧により一体化されてなるこ
とを特徴とするカーボンプラスチック電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62288379A JPH0622134B2 (ja) | 1987-11-17 | 1987-11-17 | カーボンプラスチック電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62288379A JPH0622134B2 (ja) | 1987-11-17 | 1987-11-17 | カーボンプラスチック電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01132058A JPH01132058A (ja) | 1989-05-24 |
| JPH0622134B2 true JPH0622134B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=17729437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62288379A Expired - Lifetime JPH0622134B2 (ja) | 1987-11-17 | 1987-11-17 | カーボンプラスチック電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0622134B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58197668A (ja) * | 1982-05-11 | 1983-11-17 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 積層電池用端板電極 |
-
1987
- 1987-11-17 JP JP62288379A patent/JPH0622134B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01132058A (ja) | 1989-05-24 |
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