JPH0765841A - 亜鉛−臭素電池の電極 - Google Patents
亜鉛−臭素電池の電極Info
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- JPH0765841A JPH0765841A JP5207370A JP20737093A JPH0765841A JP H0765841 A JPH0765841 A JP H0765841A JP 5207370 A JP5207370 A JP 5207370A JP 20737093 A JP20737093 A JP 20737093A JP H0765841 A JPH0765841 A JP H0765841A
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Classifications
-
- 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
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- Inert Electrodes (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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- Multicomponent Fibers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 亜鉛−臭素電池において、耐熱性と耐薬性を
兼ね備えたカーボンペーパーによって融着強度の高い正
極活性層を成形することができるようにする。 【構成】 マトリックス樹脂であるバインダーに、ポリ
エチレンテレフタレートを芯とし、その外側をポリエチ
レンでコーティングした複合樹脂繊維を用い、該複合樹
脂繊維と活性炭素繊維とを混合妙紙してカーボンペーパ
ーを作製し、該カーボンペーパーを正極活性層として用
いる。
兼ね備えたカーボンペーパーによって融着強度の高い正
極活性層を成形することができるようにする。 【構成】 マトリックス樹脂であるバインダーに、ポリ
エチレンテレフタレートを芯とし、その外側をポリエチ
レンでコーティングした複合樹脂繊維を用い、該複合樹
脂繊維と活性炭素繊維とを混合妙紙してカーボンペーパ
ーを作製し、該カーボンペーパーを正極活性層として用
いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電力貯蔵用新型電池のＺ
ｎ−Ｂｒ2（亜鉛−臭素）２次電池の構成部材である、
正極活性層の構造に関する。
ｎ−Ｂｒ2（亜鉛−臭素）２次電池の構成部材である、
正極活性層の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】亜鉛−臭素電池において、正極活性層は
電池効率に影響を与える重要なパーツの一つであり、従
来から多くの種類の材料が検討されてきた。その中で、
活性炭素繊維を素材としてアレンジされた成形体は、活
性炭素繊維の電気化学的触媒活性作用の効果で分極特性
が優れ、また、活性炭素繊維自体は炭化物のため耐薬性
が有るので、亜鉛−臭素電池には良く利用されてきた。
その中で活性炭クロスは現状最も使用されている材料で
ある。
電池効率に影響を与える重要なパーツの一つであり、従
来から多くの種類の材料が検討されてきた。その中で、
活性炭素繊維を素材としてアレンジされた成形体は、活
性炭素繊維の電気化学的触媒活性作用の効果で分極特性
が優れ、また、活性炭素繊維自体は炭化物のため耐薬性
が有るので、亜鉛−臭素電池には良く利用されてきた。
その中で活性炭クロスは現状最も使用されている材料で
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記活性炭クロスは出
発原料となる樹脂繊維を紡糸、繊織して織布にし、それ
を賦活炉に通して炭化賦活させて作製されるために、繊
維強度が低下し、引っ張り、及び圧縮に対して非常に弱
く、押し出しラミネーションのような活性炭クロスをカ
ーボンプラスチック板に熱圧着して電極を成形する電極
製造工程においては、しばしば活性炭素粉が発生して作
業環境に悪影響を及ぼすばかりでなく、電極の残留炭素
粉が電池作動中に電解液循環に伴って電池内部に浮遊し
てマイクロチャンネルに滞留し、局部的に電解液流路を
遮断するトラブルが発生している。
発原料となる樹脂繊維を紡糸、繊織して織布にし、それ
を賦活炉に通して炭化賦活させて作製されるために、繊
維強度が低下し、引っ張り、及び圧縮に対して非常に弱
く、押し出しラミネーションのような活性炭クロスをカ
ーボンプラスチック板に熱圧着して電極を成形する電極
製造工程においては、しばしば活性炭素粉が発生して作
業環境に悪影響を及ぼすばかりでなく、電極の残留炭素
粉が電池作動中に電解液循環に伴って電池内部に浮遊し
てマイクロチャンネルに滞留し、局部的に電解液流路を
遮断するトラブルが発生している。
【０００４】そこで、このような状況を打開するために
活性炭クロスの代替品としてカーボンペーパーを使用し
始めることになった。カーボンペーパーは活性炭素繊維
のチョップとバインダー樹脂繊維チョップを素材に用い
て妙紙されており、織布ではないので圧縮力には強く、
電極製造時の押し出しラミネーション工程においても炭
素粉の発生が少ない利点が有る。また、カーボンペーパ
ーには織布製造工程がないのでコストが安くなる利点も
ある。
活性炭クロスの代替品としてカーボンペーパーを使用し
始めることになった。カーボンペーパーは活性炭素繊維
のチョップとバインダー樹脂繊維チョップを素材に用い
て妙紙されており、織布ではないので圧縮力には強く、
電極製造時の押し出しラミネーション工程においても炭
素粉の発生が少ない利点が有る。また、カーボンペーパ
ーには織布製造工程がないのでコストが安くなる利点も
ある。
【０００５】しかしながら、カーボンペーパーは樹脂繊
維をバインダーに用いる分だけ全体に占める活性炭素繊
維の量が少ないので特性が低下し、またバインダーの種
類によっては臭素に攻撃され易く寿命が短いという欠点
がある。さらに大きな問題として、押し出しラミネーシ
ョン工程時のカーボンプラスチックがダイから押し出さ
れる高温度の環境で、その原形を保持するに十分耐えら
れ、尚且つ耐臭素性の有るバインダーが無い問題があ
る。
維をバインダーに用いる分だけ全体に占める活性炭素繊
維の量が少ないので特性が低下し、またバインダーの種
類によっては臭素に攻撃され易く寿命が短いという欠点
がある。さらに大きな問題として、押し出しラミネーシ
ョン工程時のカーボンプラスチックがダイから押し出さ
れる高温度の環境で、その原形を保持するに十分耐えら
れ、尚且つ耐臭素性の有るバインダーが無い問題があ
る。
【０００６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、耐熱性と耐薬性を兼ね備えたカーボンペー
パーによって融着強度を高めた亜鉛−臭素電池の電極を
提供することにある。
その目的は、耐熱性と耐薬性を兼ね備えたカーボンペー
パーによって融着強度を高めた亜鉛−臭素電池の電極を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はマトリックス樹
脂であるバインダーに、ポリエチレンテレフタレートを
芯とし、その外側をポリエチレンでコーティングした複
合樹脂繊維を用い、該複合樹脂繊維と活性炭素繊維とを
混合妙紙してカーボンペーパーを作製し、該カーボンペ
ーパーを正極活性層として用いたことを特徴としてい
る。
脂であるバインダーに、ポリエチレンテレフタレートを
芯とし、その外側をポリエチレンでコーティングした複
合樹脂繊維を用い、該複合樹脂繊維と活性炭素繊維とを
混合妙紙してカーボンペーパーを作製し、該カーボンペ
ーパーを正極活性層として用いたことを特徴としてい
る。
【０００８】
【作用】本発明のカーボンペーパーはポリエチレンテレ
フタレートの耐熱性とポリエチレンの耐薬性を両方兼ね
備えており、電極製造工程時に電極基板に均一にラミネ
ートされる。このため融着強度の高い正極活性層が成形
できる。
フタレートの耐熱性とポリエチレンの耐薬性を両方兼ね
備えており、電極製造工程時に電極基板に均一にラミネ
ートされる。このため融着強度の高い正極活性層が成形
できる。
【０００９】
【実施例】本発明では当電池系における高濃度の臭素を
含む電解液に対して化学的に安定であり、尚且つ電極製
造工程の押し出しラミネーション時の熱圧着に耐えられ
るような、耐熱性があって耐臭素性のあるカーボンペー
パーを得るため、バインダーであるマトリックス樹脂の
材質を検討した。
含む電解液に対して化学的に安定であり、尚且つ電極製
造工程の押し出しラミネーション時の熱圧着に耐えられ
るような、耐熱性があって耐臭素性のあるカーボンペー
パーを得るため、バインダーであるマトリックス樹脂の
材質を検討した。
【００１０】その結果、ポリエチレンテレフタレート
（以下ＰＥＴと称する）を芯とし、その外側をポリエチ
レン（以下ＰＥと称する）で被服した複合合成繊維を用
いると良好であることが分かり、その複合合成繊維ファ
イバーと活性炭繊維を用いてペーパーに妙紙して、耐熱
及び耐臭素性のあるカーボンペーパーを得た。次にその
実施例を示す。
（以下ＰＥＴと称する）を芯とし、その外側をポリエチ
レン（以下ＰＥと称する）で被服した複合合成繊維を用
いると良好であることが分かり、その複合合成繊維ファ
イバーと活性炭繊維を用いてペーパーに妙紙して、耐熱
及び耐臭素性のあるカーボンペーパーを得た。次にその
実施例を示す。
【００１１】ＰＥＴ製樹脂系にＰＥを塗布または浸漬に
よりコートした後、細断して得られた複合合成繊維ファ
イバーと比表面積１５００ｍ2／ｇの活性炭素繊維ファ
イバーを、重量比３０／７０で分散妙紙後乾燥熱プレス
して約０．６ｍｍ厚のカーボンペーパーＳを作製した。
このカーボンペーパーＳと、ＰＥ樹脂繊維をバインダー
に用いた従来のカーボンペーパーＵをそれぞれカーボン
プラスチック電極基板に押し出しラミネーションして電
極を作製した。
よりコートした後、細断して得られた複合合成繊維ファ
イバーと比表面積１５００ｍ2／ｇの活性炭素繊維ファ
イバーを、重量比３０／７０で分散妙紙後乾燥熱プレス
して約０．６ｍｍ厚のカーボンペーパーＳを作製した。
このカーボンペーパーＳと、ＰＥ樹脂繊維をバインダー
に用いた従来のカーボンペーパーＵをそれぞれカーボン
プラスチック電極基板に押し出しラミネーションして電
極を作製した。
【００１２】これらのカーボンペーパーＳを用いた電極
ＳとカーボンペーパーＵを用いた電極Ｕの特性を比較し
た。表１はそれぞれのカーボンペーパーの電極基板から
の９０度引きはがし強度を比較したものである。
ＳとカーボンペーパーＵを用いた電極Ｕの特性を比較し
た。表１はそれぞれのカーボンペーパーの電極基板から
の９０度引きはがし強度を比較したものである。
【００１３】
【表１】
【００１４】結果は、本発明の電極Ｓの方が電極Ｕより
も引きはがし強度が高い値を示している。カーボンペー
パーＳは、芯にＰＥＴを用いているために熱圧着時の熱
変形（熱収縮）が少なく、電極基板に均一に熱圧着され
るためである。一方、従来のカーボンペーパーＵはバイ
ンダーのＰＥ自体は電極基板に良く融着するが同時に熱
収縮も大きいので、電極基板に不均一にラミネートさ
れ、全体の融着強度としては小さくなったものである。
も引きはがし強度が高い値を示している。カーボンペー
パーＳは、芯にＰＥＴを用いているために熱圧着時の熱
変形（熱収縮）が少なく、電極基板に均一に熱圧着され
るためである。一方、従来のカーボンペーパーＵはバイ
ンダーのＰＥ自体は電極基板に良く融着するが同時に熱
収縮も大きいので、電極基板に不均一にラミネートさ
れ、全体の融着強度としては小さくなったものである。
【００１５】次に、耐臭素性を調べるためにこの２種類
の電極Ｕ，Ｓを高濃度電解液に浸漬させ、浸漬前後での
過電圧を測定した。測定電解液には、３Ｍ／ｌＺｎＢｒ
2＋０．１Ｍ／ｌＢｒ2を用いた。その結果を表２に示
す。
の電極Ｕ，Ｓを高濃度電解液に浸漬させ、浸漬前後での
過電圧を測定した。測定電解液には、３Ｍ／ｌＺｎＢｒ
2＋０．１Ｍ／ｌＢｒ2を用いた。その結果を表２に示
す。
【００１６】
【表２】
【００１７】表２によれば４０℃、６０００時間の浸漬
前後で、両電極試料とも特に大きな変化は無く、耐薬的
にも問題が無いことが分かる。
前後で、両電極試料とも特に大きな変化は無く、耐薬的
にも問題が無いことが分かる。
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、マトリッ
クス樹脂であるバインダーに、ポリエチレンテレフタレ
ートを芯とし、その外側をポリエチレンでコーティング
した複合樹脂繊維を用い、該複合樹脂繊維と活性炭素繊
維とを混合妙紙してカーボンペーパーを作製し、該カー
ボンペーパーを正極活性層として用いたので、次のよう
な優れた効果が得られる。
クス樹脂であるバインダーに、ポリエチレンテレフタレ
ートを芯とし、その外側をポリエチレンでコーティング
した複合樹脂繊維を用い、該複合樹脂繊維と活性炭素繊
維とを混合妙紙してカーボンペーパーを作製し、該カー
ボンペーパーを正極活性層として用いたので、次のよう
な優れた効果が得られる。
【００１９】（１）本発明のカーボンペーパーは、ＰＥ
Ｔの耐熱性とＰＥの耐薬性を両方兼ね備えており、従来
のＰＥをバインダーに用いたカーボンペーパーの弱点で
あった、電極製造工程時の熱収縮性を解消して電極基板
に均一にラミネートされ、融着強度の高い正極活性層が
成形できるようになった。
Ｔの耐熱性とＰＥの耐薬性を両方兼ね備えており、従来
のＰＥをバインダーに用いたカーボンペーパーの弱点で
あった、電極製造工程時の熱収縮性を解消して電極基板
に均一にラミネートされ、融着強度の高い正極活性層が
成形できるようになった。
【００２０】（２）本発明のカーボンペーパーは、バイ
ンダー樹脂の外側がＰＥでコーティングされており、従
来のＰＥをバインダーに用いたカーボンペーパーと同様
に耐臭素性がある。高濃度電解液に長時間浸漬した後で
もその特性に変化は無く、当電池系の環境で充分に使用
可能である。
ンダー樹脂の外側がＰＥでコーティングされており、従
来のＰＥをバインダーに用いたカーボンペーパーと同様
に耐臭素性がある。高濃度電解液に長時間浸漬した後で
もその特性に変化は無く、当電池系の環境で充分に使用
可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｍ 4/02 Ａ 10/36 Ｚ 12/08 Ｃ
Claims (1)
- 【請求項１】 マトリックス樹脂であるバインダーに、
ポリエチレンテレフタレートを芯とし、その外側をポリ
エチレンでコーティングした複合樹脂繊維を用い、該複
合樹脂繊維と活性炭素繊維とを混合妙紙してカーボンペ
ーパーを作製し、該カーボンペーパーを正極活性層とし
て用いたことを特徴とする亜鉛−臭素電池の電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20737093A JP3168777B2 (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | 亜鉛−臭素電池の電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20737093A JP3168777B2 (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | 亜鉛−臭素電池の電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0765841A true JPH0765841A (ja) | 1995-03-10 |
| JP3168777B2 JP3168777B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=16538608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20737093A Expired - Fee Related JP3168777B2 (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | 亜鉛−臭素電池の電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3168777B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008116248A1 (en) * | 2007-03-28 | 2008-10-02 | Redflow Pty Ltd | Cell stack for a flowing electrolyte battery |
| JP2012155862A (ja) * | 2011-01-21 | 2012-08-16 | Noritake Co Ltd | 固体高分子形燃料電池のガス拡散層、そのガス拡散層を含む膜−電極接合体、そのガス拡散層の製造方法、および、そのガス拡散層の製造に用いるスラリー |
| JP2012190619A (ja) * | 2011-03-09 | 2012-10-04 | Noritake Co Ltd | 固体高分子形燃料電池のガス拡散層、そのガス拡散層を含む固体高分子形燃料電池の膜−電極接合体、および、そのガス拡散層の製造に用いるスラリー |
-
1993
- 1993-08-23 JP JP20737093A patent/JP3168777B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008116248A1 (en) * | 2007-03-28 | 2008-10-02 | Redflow Pty Ltd | Cell stack for a flowing electrolyte battery |
| JP2012155862A (ja) * | 2011-01-21 | 2012-08-16 | Noritake Co Ltd | 固体高分子形燃料電池のガス拡散層、そのガス拡散層を含む膜−電極接合体、そのガス拡散層の製造方法、および、そのガス拡散層の製造に用いるスラリー |
| JP2012190619A (ja) * | 2011-03-09 | 2012-10-04 | Noritake Co Ltd | 固体高分子形燃料電池のガス拡散層、そのガス拡散層を含む固体高分子形燃料電池の膜−電極接合体、および、そのガス拡散層の製造に用いるスラリー |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3168777B2 (ja) | 2001-05-21 |
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