JPH08222191A - 電気化学セル - Google Patents
電気化学セルInfo
- Publication number
- JPH08222191A JPH08222191A JP7022532A JP2253295A JPH08222191A JP H08222191 A JPH08222191 A JP H08222191A JP 7022532 A JP7022532 A JP 7022532A JP 2253295 A JP2253295 A JP 2253295A JP H08222191 A JPH08222191 A JP H08222191A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- stainless steel
- current collecting
- electrode current
- collecting member
- 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
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 14
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910001039 duplex stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 12
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 11
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical group [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 9
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 8
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 abstract description 23
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 abstract description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 11
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000005486 organic electrolyte Substances 0.000 abstract description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 16
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 10
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 5
- 229920003026 Acene Polymers 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001111 Fine metal Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003483 aging Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M lithium perchlorate Chemical compound [Li+].[O-]Cl(=O)(=O)=O MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001486 lithium perchlorate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Inorganic materials [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 150000005621 tetraalkylammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 125000005497 tetraalkylphosphonium group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐孔食性材料を正極集電部材として使用した
ので耐電圧の大きな低コストの電気化学セルを提供す
る。 【構成】 正極集電部材は耐孔食指標＝クロム＋3.3 ×
モリブデン＋1.65×タングステン＋16×チッ素（質量
％）が36.1〜48.4であるオーステナイト・フェライト系
二相ステンレス鋼である。
ので耐電圧の大きな低コストの電気化学セルを提供す
る。 【構成】 正極集電部材は耐孔食指標＝クロム＋3.3 ×
モリブデン＋1.65×タングステン＋16×チッ素（質量
％）が36.1〜48.4であるオーステナイト・フェライト系
二相ステンレス鋼である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、負極と有機電解液と正
極からなり、小形且つ高容量で特に高耐電圧な電気化学
セルの正極ケースや金属網などの正極集電部材に関する
ものである。
極からなり、小形且つ高容量で特に高耐電圧な電気化学
セルの正極ケースや金属網などの正極集電部材に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、湿式の電気化学セルの正極集電部
材には特開昭６２−９４９０８号公報や特開昭６３−２
３７３４９号公報に内面にアルミニウム層を設けたステ
ンレス鋼とのクラッド材が電池正極ケースとして使用さ
れている。
材には特開昭６２−９４９０８号公報や特開昭６３−２
３７３４９号公報に内面にアルミニウム層を設けたステ
ンレス鋼とのクラッド材が電池正極ケースとして使用さ
れている。
【０００３】図３には、従来の電気化学セルとして、電
気二重層キャパシタの一構成例を示す。図中、分極性電
極１、１’として各々の片面にプラズマ溶射法によるア
ルミニウム集電体層２、２’を形成した活性炭繊維布を
用いて、アルミニウム層３を設けた正極ケース４及び負
極キャップ５の内底面に、前記分極性電極のアルミニウ
ム溶射面が接するように載置しレーザー溶接法などで各
々の部材（正極及び負極ユニットと呼称）に溶接してい
た。
気二重層キャパシタの一構成例を示す。図中、分極性電
極１、１’として各々の片面にプラズマ溶射法によるア
ルミニウム集電体層２、２’を形成した活性炭繊維布を
用いて、アルミニウム層３を設けた正極ケース４及び負
極キャップ５の内底面に、前記分極性電極のアルミニウ
ム溶射面が接するように載置しレーザー溶接法などで各
々の部材（正極及び負極ユニットと呼称）に溶接してい
た。
【０００４】前記の電極が１体化されたユニットの一方
にポリプロピレン製のガスケット６を挿入した後、電解
液として非プロトン性のエチレンカーボネイト、プロピ
レンカーボネイト、γ−ブチルラクトン等にテトラアル
キルアンモニウム塩やテトラアルキルホスホニウム塩な
どを溶解した溶液を注入する。一方、正極部材にも同様
に電解液を注入しセパレータ７を載置後、該正極及び負
極ユニットを合体させて正極ユニットの上端部を内方に
かしめセルを組立てていた。
にポリプロピレン製のガスケット６を挿入した後、電解
液として非プロトン性のエチレンカーボネイト、プロピ
レンカーボネイト、γ−ブチルラクトン等にテトラアル
キルアンモニウム塩やテトラアルキルホスホニウム塩な
どを溶解した溶液を注入する。一方、正極部材にも同様
に電解液を注入しセパレータ７を載置後、該正極及び負
極ユニットを合体させて正極ユニットの上端部を内方に
かしめセルを組立てていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の電気化
学セルは、通常２〜３Ｖの高い電圧で使用されることが
多く、この種のセルの耐電圧は電解液や導電性電極に大
きく依存している。例えば、正極集電部材をＳＵＳ３０
４（オーステナイト系）やＳＵＳ４３０（フェライト
系）などのステンレス鋼を用いた場合前記集電部材はア
ノード分極すると、金属が溶出し、腐食電流が流れる。
学セルは、通常２〜３Ｖの高い電圧で使用されることが
多く、この種のセルの耐電圧は電解液や導電性電極に大
きく依存している。例えば、正極集電部材をＳＵＳ３０
４（オーステナイト系）やＳＵＳ４３０（フェライト
系）などのステンレス鋼を用いた場合前記集電部材はア
ノード分極すると、金属が溶出し、腐食電流が流れる。
【０００６】該電流が流れ始める電位（溶解電圧と呼
称）は、電解液の分解電圧や電極のアノード酸化電位で
決定される電位よりも小さいため、セルの耐電圧が小さ
く規制されていた。このように、溶解電流が流れ始める
と、セルの内部抵抗が次第に大きくなって、電気容量の
減少やさらには電気容量がまったく取り出せないことが
発生していた。
称）は、電解液の分解電圧や電極のアノード酸化電位で
決定される電位よりも小さいため、セルの耐電圧が小さ
く規制されていた。このように、溶解電流が流れ始める
と、セルの内部抵抗が次第に大きくなって、電気容量の
減少やさらには電気容量がまったく取り出せないことが
発生していた。
【０００７】また、ＳＵＳ３２９Ｊ１（オーステナイト
・フェライト系二相ステンレス鋼）は前述のＳＵＳ３０
４やＳＵＳ４３０よりは溶解電圧が高いが、それでも使
用電圧が2.5 〜3.0 Ｖでは溶解電流が発生する。そこで
従来より、正極集電部材のステンレス鋼の片側（例：正
極ケースの内面）にアルミニウム層を配設（例：アルミ
ニウム−ステンレス鋼クラッド）してステンレス鋼の溶
解を防止していた。この場合のアルミニウム層の防食効
果は、アノード分極時にアルミニウム表面に不働体層
（酸化被膜）が形成されるためである。
・フェライト系二相ステンレス鋼）は前述のＳＵＳ３０
４やＳＵＳ４３０よりは溶解電圧が高いが、それでも使
用電圧が2.5 〜3.0 Ｖでは溶解電流が発生する。そこで
従来より、正極集電部材のステンレス鋼の片側（例：正
極ケースの内面）にアルミニウム層を配設（例：アルミ
ニウム−ステンレス鋼クラッド）してステンレス鋼の溶
解を防止していた。この場合のアルミニウム層の防食効
果は、アノード分極時にアルミニウム表面に不働体層
（酸化被膜）が形成されるためである。
【０００８】しかし、アルミニウム−ステンレス鋼クラ
ッド材は、貼り合わせの圧延工程でアルミニウム表面に
異物が付着することがあり特に微細な金属粉が圧着され
た場合などは、後工程の洗浄で除去できないことがあっ
た。このような金属不純物が付着したアルミニウム−ス
テンレス鋼クラッド材を使用した正極ケースを用いる
と、前述したステンレス鋼単体を正極ケースとした時と
同様にセルの内部抵抗の上昇と電気容量の減少を招く原
因となっていた。さらに、アルミニウム−ステンレス鋼
クラッド材はクラッド工程が煩雑なためコスト高となる
要因となっている。又、アルミニウム−ステンレス鋼ク
ラッド材の正極ケースを使って図１に示す電気化学セル
を組立てるさいに、該ケース上端周縁部を内方にかしめ
るとアルミニウム層がステンレス鋼から剥離することが
あり、この剥離した小片が負極キャップ５と接触し、セ
ルのショートの原因となることもあった。
ッド材は、貼り合わせの圧延工程でアルミニウム表面に
異物が付着することがあり特に微細な金属粉が圧着され
た場合などは、後工程の洗浄で除去できないことがあっ
た。このような金属不純物が付着したアルミニウム−ス
テンレス鋼クラッド材を使用した正極ケースを用いる
と、前述したステンレス鋼単体を正極ケースとした時と
同様にセルの内部抵抗の上昇と電気容量の減少を招く原
因となっていた。さらに、アルミニウム−ステンレス鋼
クラッド材はクラッド工程が煩雑なためコスト高となる
要因となっている。又、アルミニウム−ステンレス鋼ク
ラッド材の正極ケースを使って図１に示す電気化学セル
を組立てるさいに、該ケース上端周縁部を内方にかしめ
るとアルミニウム層がステンレス鋼から剥離することが
あり、この剥離した小片が負極キャップ５と接触し、セ
ルのショートの原因となることもあった。
【０００９】本発明は、以上のような欠点を解決した小
形で且つ高容量で特に高耐電圧な電気化学セルを実用化
するため、該電気化学セルに好適な正極集電部材を提供
することである。更に本発明は、正極集電部材の低コス
ト化さらには該電気化学セルの生産性を向上させて経済
的な電気化学セルを提供することにある。
形で且つ高容量で特に高耐電圧な電気化学セルを実用化
するため、該電気化学セルに好適な正極集電部材を提供
することである。更に本発明は、正極集電部材の低コス
ト化さらには該電気化学セルの生産性を向上させて経済
的な電気化学セルを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、有機電解
液を用いる電気化学セルの正極集電部材として耐孔食指
標＝クロム＋3.3 ×モリブデン＋1.65×タングステン＋
16×チッ素（質量％）が36.1〜48.4でニッケル5.5 〜8.
0 ％、クロム24〜26％、モリブデン2.5 〜3.5％、タン
グステン0.05〜3.5 ％及びチッ素0.24〜0.32％であるオ
ーステナイト・フェライト系二相ステンレス鋼を使用し
アルミニウム層を配設することなく、前述の課題を達成
した。
液を用いる電気化学セルの正極集電部材として耐孔食指
標＝クロム＋3.3 ×モリブデン＋1.65×タングステン＋
16×チッ素（質量％）が36.1〜48.4でニッケル5.5 〜8.
0 ％、クロム24〜26％、モリブデン2.5 〜3.5％、タン
グステン0.05〜3.5 ％及びチッ素0.24〜0.32％であるオ
ーステナイト・フェライト系二相ステンレス鋼を使用し
アルミニウム層を配設することなく、前述の課題を達成
した。
【００１１】本発明において使用するオーステナイト・
フェライト系ステンレス鋼とは、その顕微鏡組織がオー
ステナイト及びフェライトの二相組織を有する高耐食ス
テンレス鋼であって25Ｃｒ−６Ｎｉ−3.5 Ｍｏで代表さ
れる組成にタングステン0.05〜3.5 ％含有したものであ
る。表１に本発明に係る二相ステンレス鋼の成分を示
す。
フェライト系ステンレス鋼とは、その顕微鏡組織がオー
ステナイト及びフェライトの二相組織を有する高耐食ス
テンレス鋼であって25Ｃｒ−６Ｎｉ−3.5 Ｍｏで代表さ
れる組成にタングステン0.05〜3.5 ％含有したものであ
る。表１に本発明に係る二相ステンレス鋼の成分を示
す。
【００１２】
【表１】
【００１３】
（実施例１）有機電解液中での各種材料の安定性を調査
するため、アノード側及びカソード側のＬｉ／Ｌｉ+ 参
照電極に対する電圧／電流特性を測定した。なお、電解
液は四フッ化ホウ酸テトラエチルアンモニウム（（Ｃ2
Ｈ5)4 ＮＢＦ4)をプロピレンカーボネイトに溶解したも
のを用いた。
するため、アノード側及びカソード側のＬｉ／Ｌｉ+ 参
照電極に対する電圧／電流特性を測定した。なお、電解
液は四フッ化ホウ酸テトラエチルアンモニウム（（Ｃ2
Ｈ5)4 ＮＢＦ4)をプロピレンカーボネイトに溶解したも
のを用いた。
【００１４】図２中、本発明Ａがクロム25.1％、ニッケ
ル6.9 ％、モリブデン3.2 ％、タングステン2.1 ％、チ
ッ素0.28％からなるオーステナイト・フェライト系二相
ステンレス鋼板、比較例としてＢがＳＵＳ３０４鋼板、
Ｃがアルミニウム板である。金属の溶解反応はアノード
側であり（セルではカソード側）、電圧をスイープさせ
ると、本発明Ａは1.8 Ｖ、比較例Ｂは0.6 Ｖより開始す
る。
ル6.9 ％、モリブデン3.2 ％、タングステン2.1 ％、チ
ッ素0.28％からなるオーステナイト・フェライト系二相
ステンレス鋼板、比較例としてＢがＳＵＳ３０４鋼板、
Ｃがアルミニウム板である。金属の溶解反応はアノード
側であり（セルではカソード側）、電圧をスイープさせ
ると、本発明Ａは1.8 Ｖ、比較例Ｂは0.6 Ｖより開始す
る。
【００１５】そして比較例Ｃは最初0.65Ｖでその後2.8
Ｖ近辺より溶解反応が顕著となる。なお、前述の各々の
電圧は電流密度0.5 μＡ／ｃｍ2 の時の電圧とした。
今、セルの最高使用電圧3.0 Ｖの場合、セルのカソード
側（図２中ではアノード側）にかかる最大電圧は＋1.5
Ｖであり、Ａが溶解する電圧はこれよりプラス側（＋1.
8 Ｖ）にあるので実用上問題とならない。ところが、図
２中の従来例Ｂは＋0.6 Ｖから溶解が始まるのでＳＵＳ
３０４単体による正極集電部材は使用できない。
Ｖ近辺より溶解反応が顕著となる。なお、前述の各々の
電圧は電流密度0.5 μＡ／ｃｍ2 の時の電圧とした。
今、セルの最高使用電圧3.0 Ｖの場合、セルのカソード
側（図２中ではアノード側）にかかる最大電圧は＋1.5
Ｖであり、Ａが溶解する電圧はこれよりプラス側（＋1.
8 Ｖ）にあるので実用上問題とならない。ところが、図
２中の従来例Ｂは＋0.6 Ｖから溶解が始まるのでＳＵＳ
３０４単体による正極集電部材は使用できない。
【００１６】従来例Ｃは高電位（＋2.8 Ｖ）で安定な材
料であるが、図２中0.65〜0.80Ｖで小さな溶解が観察さ
れる。これは、前述したアルミニウムをクラッドにする
際には付着した金属粉と考えられる。尚、図２は標準水
素電極電位を基準に換算したグラフである。
料であるが、図２中0.65〜0.80Ｖで小さな溶解が観察さ
れる。これは、前述したアルミニウムをクラッドにする
際には付着した金属粉と考えられる。尚、図２は標準水
素電極電位を基準に換算したグラフである。
【００１７】一般的にオーステナイト系やフェライト系
ステンレス鋼の耐食性は、クロム、モリブデンの含有量
に大きく作用され、他にニッケル、銅、チッ素も耐食性
を上げる成分といわれている。一方、オーステナイト・
フェライト系二相ステンレス鋼は前記のオーステナイト
系やフェライト系ステンレス鋼よりクロムとモリブデン
量を増やすことによりさらに耐孔食性を高めているもの
の、高い電圧で使用する電気化学セルの正極集電部材に
使用すると溶解が起こる。そこで、本発明者等は、従来
のオーステナイト・フェライト系二相ステンレス鋼に金
属間化合物（シグマ相）の析出や成長の促進を抑制する
タングステン0.1 〜3.5 ％を添加したものを正極集電部
材として用いると溶解電圧が大きくなりセルの耐電圧が
向上することが分かった。
ステンレス鋼の耐食性は、クロム、モリブデンの含有量
に大きく作用され、他にニッケル、銅、チッ素も耐食性
を上げる成分といわれている。一方、オーステナイト・
フェライト系二相ステンレス鋼は前記のオーステナイト
系やフェライト系ステンレス鋼よりクロムとモリブデン
量を増やすことによりさらに耐孔食性を高めているもの
の、高い電圧で使用する電気化学セルの正極集電部材に
使用すると溶解が起こる。そこで、本発明者等は、従来
のオーステナイト・フェライト系二相ステンレス鋼に金
属間化合物（シグマ相）の析出や成長の促進を抑制する
タングステン0.1 〜3.5 ％を添加したものを正極集電部
材として用いると溶解電圧が大きくなりセルの耐電圧が
向上することが分かった。
【００１８】次式は、タングステンを含んだ二相ステン
レス鋼の耐孔食指標＝クロム＋3.3×モリブデン＋1.65
×タングステン＋16Ｎ（質量％）で通常、塩化物環境下
であてはめられるものだが、この指標は図１に示すよう
な有機電解質中で電圧をスイプさせると出現する溶解電
位に近似正相関があることが分かった。
レス鋼の耐孔食指標＝クロム＋3.3×モリブデン＋1.65
×タングステン＋16Ｎ（質量％）で通常、塩化物環境下
であてはめられるものだが、この指標は図１に示すよう
な有機電解質中で電圧をスイプさせると出現する溶解電
位に近似正相関があることが分かった。
【００１９】耐孔食指標は高い程耐食性に優れている
が、タングステン3.5 ％以上になるとシグマ相以外の金
属間化合物相の析出を促進してしまい、時効硬化が大き
くなり材料の加工性や機械的特性が悪くなって正極集電
部材としての仕様を十分満足できない。
が、タングステン3.5 ％以上になるとシグマ相以外の金
属間化合物相の析出を促進してしまい、時効硬化が大き
くなり材料の加工性や機械的特性が悪くなって正極集電
部材としての仕様を十分満足できない。
【００２０】（実施例２）本発明のオーステナイト・フ
ェライト系二相ステンレス鋼（クロム25.1％、ニッケル
6.9 ％、モリブデン3.2 ％、タングステン2.1 ％、チッ
素0.28％、耐孔食指標43.6）の厚さ0.15ｍｍを抜き絞り
加工して、正極ケースを作製した。該正極ケースを用い
て図１に示す電気化学セルを組立てた。詳述すると、あ
らかじめ導電性ゴムシート８、８’を片面に貼り付けた
分極性電極の活性炭繊維布１、１’（比表面積２０００
ｍ2 ／ｇ）をディスク状に打ち抜いておき、正極ケース
４及び負極キャップ５の内底面に導電性ゴムシート面
８、８’がくるように載置し、熱圧着を行い、その後１
００℃で２時間乾燥した。このようにして得た正極ユニ
ットにあらかじめ１００℃で１時間乾燥したガラス繊維
製のディスク状セパレータ７を載置し、電解液（プロピ
レンカーボネイトに１モルの四フッ化ホウ酸テトラエチ
ルアンモニウムを溶解）の所定量を注入し、負極ユニッ
トにはポリプロピレン製のガスケット６を押し込んだ
後、正極及び負極ユニットを合体させ、正極ユニットの
上端部を内方にかしめ、セルを組立てた。
ェライト系二相ステンレス鋼（クロム25.1％、ニッケル
6.9 ％、モリブデン3.2 ％、タングステン2.1 ％、チッ
素0.28％、耐孔食指標43.6）の厚さ0.15ｍｍを抜き絞り
加工して、正極ケースを作製した。該正極ケースを用い
て図１に示す電気化学セルを組立てた。詳述すると、あ
らかじめ導電性ゴムシート８、８’を片面に貼り付けた
分極性電極の活性炭繊維布１、１’（比表面積２０００
ｍ2 ／ｇ）をディスク状に打ち抜いておき、正極ケース
４及び負極キャップ５の内底面に導電性ゴムシート面
８、８’がくるように載置し、熱圧着を行い、その後１
００℃で２時間乾燥した。このようにして得た正極ユニ
ットにあらかじめ１００℃で１時間乾燥したガラス繊維
製のディスク状セパレータ７を載置し、電解液（プロピ
レンカーボネイトに１モルの四フッ化ホウ酸テトラエチ
ルアンモニウムを溶解）の所定量を注入し、負極ユニッ
トにはポリプロピレン製のガスケット６を押し込んだ
後、正極及び負極ユニットを合体させ、正極ユニットの
上端部を内方にかしめ、セルを組立てた。
【００２１】比較例として、従来のアルミニウム−ステ
ンレス鋼クラッド材を用いて図３に示すセルを組立て
た。上述した本発明と従来の電気化学セルについて、７
０℃の雰囲気中で3.0 Ｖを印加し５００時間後の電気容
量減少率と交流内部抵抗（１ｋＨｚで測定）の上昇率を
測定した。また、正極及び負極ユニットを合体させた
後、該正極ユニットの上端を内方にかしめてセルを封口
する際に発生する正極ユニットの上端周縁部のアルミニ
ウム層の剥離片の発生率を表２に示す。
ンレス鋼クラッド材を用いて図３に示すセルを組立て
た。上述した本発明と従来の電気化学セルについて、７
０℃の雰囲気中で3.0 Ｖを印加し５００時間後の電気容
量減少率と交流内部抵抗（１ｋＨｚで測定）の上昇率を
測定した。また、正極及び負極ユニットを合体させた
後、該正極ユニットの上端を内方にかしめてセルを封口
する際に発生する正極ユニットの上端周縁部のアルミニ
ウム層の剥離片の発生率を表２に示す。
【００２２】
【表２】 （実施例３）正極及び負極活物質に有機半導体であるポ
リアセンを用いて、実施例２と同様にして本発明の二相
ステンレス鋼と従来のアルミニウム−ステンレス鋼の正
極ケースを用い実施例２と同様のセルを組立てた。
リアセンを用いて、実施例２と同様にして本発明の二相
ステンレス鋼と従来のアルミニウム−ステンレス鋼の正
極ケースを用い実施例２と同様のセルを組立てた。
【００２３】尚、前記ポリアセンとケース４およびキャ
ップ５はカーボンを含んだ導電ペースト８、８’を用い
て接着した。表３に上記セルの実施例２と同様の特性値
を示す。
ップ５はカーボンを含んだ導電ペースト８、８’を用い
て接着した。表３に上記セルの実施例２と同様の特性値
を示す。
【００２４】
【表３】 （実施例４）正極活物質として有機半導体であるポリア
セン、負極活物質としてリチウムイオンをドーピングし
た有機半導体ポリアセンと有機電解液として0.5 モルの
過塩素酸リチウムを溶解したプロピレンカーボネイトを
用いて以下実施例３と同様にセルを組立てた。
セン、負極活物質としてリチウムイオンをドーピングし
た有機半導体ポリアセンと有機電解液として0.5 モルの
過塩素酸リチウムを溶解したプロピレンカーボネイトを
用いて以下実施例３と同様にセルを組立てた。
【００２５】このセルの特性値を表４に示す。
【００２６】
【表４】 表２、表３及び表４の結果から、本発明は従来と比べて
特性値の変化率が小さく、改善されていることは明らか
である。つまり、正極ケースに本発明の二相ステンレス
鋼を使うことにより、セルの耐電圧が大きくなった。
尚、実施例４の従来例であるアルミニウム−ステンレス
鋼クラッド材は、過塩素酸塩を溶質とした電解液を用い
ると、アルミニウム表面に不働体層（酸化被膜）が形成
されないので、特性の変化率が大きくなると推定され
る。ところが二相ステンレス鋼は塩化物に対しては耐食
性が強いので過塩素酸を溶質とする電解液を用いたセル
には特に変化率が小さく良好な結果が得られたものと考
えられる。
特性値の変化率が小さく、改善されていることは明らか
である。つまり、正極ケースに本発明の二相ステンレス
鋼を使うことにより、セルの耐電圧が大きくなった。
尚、実施例４の従来例であるアルミニウム−ステンレス
鋼クラッド材は、過塩素酸塩を溶質とした電解液を用い
ると、アルミニウム表面に不働体層（酸化被膜）が形成
されないので、特性の変化率が大きくなると推定され
る。ところが二相ステンレス鋼は塩化物に対しては耐食
性が強いので過塩素酸を溶質とする電解液を用いたセル
には特に変化率が小さく良好な結果が得られたものと考
えられる。
【００２７】さらに、本発明は、封口時の正極ケースの
切片なども発生しなかった。
切片なども発生しなかった。
【００２８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば正極集電
部材にアルミニウム層を配設することなく、耐電圧の大
きな低コストの電気化学セルが得られる。
部材にアルミニウム層を配設することなく、耐電圧の大
きな低コストの電気化学セルが得られる。
【図１】本発明の電気化学セルを示す半縦断面図であ
る。
る。
【図２】各種金属の電圧−電流曲線を示す図である。
【図３】従来の電気化学セルを示す半縦断面図である。
１、１’ 電極 ２、２’ 集電体層 ３ 正極集電部材内面のアルミニウム層 ４ 正極集電部材 ５ 負極集電部材 ６ ガスケット ７ セパレータ ８、８’ 導電性ゴムシート又は導電ペースト
───────────────────────────────────────────────────── 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 4/66 Ｈ０１Ｍ 4/66 Ａ // Ｃ２５Ｂ 11/04 Ｃ２５Ｂ 11/04 Ｚ
Claims (2)
- 【請求項１】 電極物質と電気的に連結されている正極
及び負極集電部材において、前記正極集電部材が耐孔食
指標＝クロム＋3.3 ×モリブデン＋1.65×タングステン
＋16×チッ素（質量％）が36.1〜48.4であるオーステナ
イト・フェライト系二相ステンレス鋼であることを特徴
とする電気化学セル。 - 【請求項２】 オーステナイト・フェライト系二相ステ
ンレス鋼はニッケル5.5 〜8.0 ％、クロム24〜26％、モ
リブデン2.5 〜3.5 ％、タングステン0.05〜3.5 ％及び
チッ素0.24〜0.32％であることを特徴とする請求項１記
載の電気化学セル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7022532A JPH08222191A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 電気化学セル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7022532A JPH08222191A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 電気化学セル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08222191A true JPH08222191A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=12085419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7022532A Pending JPH08222191A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 電気化学セル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08222191A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1986255A3 (en) * | 2007-04-20 | 2010-04-28 | Nissan Motor Co., Ltd. | Secondary battery with non-aqueous electrolyte and corrosion-resistant collector |
| JP2012211397A (ja) * | 2005-03-09 | 2012-11-01 | Xstrata Queensland Ltd | ステンレス鋼電解プレート |
| JP2016219267A (ja) * | 2015-05-21 | 2016-12-22 | 日本電気株式会社 | 非水電解液二次電池 |
-
1995
- 1995-02-10 JP JP7022532A patent/JPH08222191A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012211397A (ja) * | 2005-03-09 | 2012-11-01 | Xstrata Queensland Ltd | ステンレス鋼電解プレート |
| EP1986255A3 (en) * | 2007-04-20 | 2010-04-28 | Nissan Motor Co., Ltd. | Secondary battery with non-aqueous electrolyte and corrosion-resistant collector |
| JP2016219267A (ja) * | 2015-05-21 | 2016-12-22 | 日本電気株式会社 | 非水電解液二次電池 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR900003211B1 (ko) | 전기 2중층 콘덴서 | |
| US5563765A (en) | Amorphous cobalt alloy electrodes for aqueous electrochemical devices | |
| JP5672464B2 (ja) | 二次電池及びその製造方法 | |
| WO1996012315A1 (en) | Nickel alloy electrodes for electrochemical devices | |
| KR880007786A (ko) | 전기화학적 수소 축전 합금 및 전기화학적 셀 | |
| JP3195475B2 (ja) | 電気化学セル | |
| US20180010255A1 (en) | Methanol generation device, method for generating methanol, and electrode for generating methanol | |
| JP2015008154A (ja) | 電池ケース | |
| JPH08222191A (ja) | 電気化学セル | |
| JPS60175375A (ja) | リチウム有機二次電池 | |
| Mihailov et al. | Electrocatalytic behavior of Ni-based amorphous alloys for hydrogen evolution | |
| JP3576948B2 (ja) | 電気化学セル | |
| JP3416172B2 (ja) | 電気二重層コンデンサの製造方法 | |
| JP2002063906A (ja) | 扁平形非水電解質二次電池 | |
| JP3018771B2 (ja) | ボタン形亜鉛・アルカリ電池 | |
| JPH06290784A (ja) | アルカリ電池 | |
| JPH07122467A (ja) | 電気二重層コンデンサ | |
| JPH0715817B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
| JP2025137450A (ja) | 電気化学デバイスの耐久性を向上させる方法 | |
| JPH04293218A (ja) | 電気二重層コンデンサ | |
| JPH0426106A (ja) | 電気二重層コンデンサ | |
| JP2003253400A (ja) | ボタン型リチウム二次電池ケース用オーステナイト系ステンレス鋼およびそれを用いた電池ケース | |
| JP2771580B2 (ja) | リチウム合金板の製造法 | |
| JPH01241110A (ja) | 電気二重層コンデンサ | |
| JPH0234905A (ja) | 電気二重層コンデンサ |