JPS59214162A - バイポ−ラ−型積層亜鉛−臭素電池のカ−ボンプラスチツク電極 - Google Patents
バイポ−ラ−型積層亜鉛−臭素電池のカ−ボンプラスチツク電極Info
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- JPS59214162A JPS59214162A JP58087488A JP8748883A JPS59214162A JP S59214162 A JPS59214162 A JP S59214162A JP 58087488 A JP58087488 A JP 58087488A JP 8748883 A JP8748883 A JP 8748883A JP S59214162 A JPS59214162 A JP S59214162A
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- 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
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はバイポーラ−型積層亜鉛電池のカーボンプラス
チック電極に関するものである。
チック電極に関するものである。
亜鉛−臭素電池はエネルギー密度の篩い観点から近年こ
の実用化が研究されている、例えは第１図は電解液循環
型の亜鉛−臭素電池の基本的構成を示す図で、図中１は
単セル、２は陽極室、６け陰極室、４は隔膜（セパレー
タ）、５は陽極、６は陰極、７は陽極電解液、８は陰極
電解液、９は陽極液貯蔵槽、１０は陰極液貯蔵槽、１１
および１２はポンプで外部タンクより電池１内部に電解
液を送シ込み得る様構成されている流電時亜鉛は陰極６
表面上に析出し、陽極５では臭素が発生し電屏液内へ溶
解する。、また溶解した臭素が陰Ｎ ６゜へ拡散し、亜
鉛との自己放電を生ずることを防止するために電極５．
６間にセパレータ４を配しである。
の実用化が研究されている、例えは第１図は電解液循環
型の亜鉛−臭素電池の基本的構成を示す図で、図中１は
単セル、２は陽極室、６け陰極室、４は隔膜（セパレー
タ）、５は陽極、６は陰極、７は陽極電解液、８は陰極
電解液、９は陽極液貯蔵槽、１０は陰極液貯蔵槽、１１
および１２はポンプで外部タンクより電池１内部に電解
液を送シ込み得る様構成されている流電時亜鉛は陰極６
表面上に析出し、陽極５では臭素が発生し電屏液内へ溶
解する。、また溶解した臭素が陰Ｎ ６゜へ拡散し、亜
鉛との自己放電を生ずることを防止するために電極５．
６間にセパレータ４を配しである。
亜鉛−臭素電池を実用的に使用する場合には第２図に示
す如く電極をバイポーラ−型とした等の積層電池とし、
取り出す電圧を高くする。第２図はこのような電池をバ
イポーラ−型ＣＩ）積層構成とした場合の一例を示す分
解斜視図である、各電極５ 、 （６）及びセパレータ
４けいす、ｆｌ、も枠５１゜４１によって保持きれてお
シ、この電極５．（６）及びセパレーク：４は交互に積
層され、その両端部には端子付電極５ ａ 、 （６ａ
）を設置し、これらの両側から締付端板１３ｕ、１３ｂ
Ｋよっ、て挾甘れ、そして、各枠に設けたボルト通孔４
２ ＦＣ締＋１通［７ボル）１３ｃを貫挿して締付ける
ことにょυ、全体を一体にＭ成１．ている。一方の端板
１３ａには陽極および陰極電解液流入（出）口１３ｄ
、１３ｅが設けられ、また他方の端板１ｂも同様に形成
されている。説明の炉雑をさけるため陽極電解液の径路
について述べる。電解液加人口１３ｅがら入った電解液
は各枠５１．４１に設けられたマニホール）”５２ 、
４３を通り、チャンネル５６を介して↑イ極部５４の表
面に供給され、次いｒチャンネル５ろを介しマニホール
ド５２．４３を通り電解液ｆｆ１ｆ出ＩＴＩ １３ ｆ
、 １３ ｇから排出される。
す如く電極をバイポーラ−型とした等の積層電池とし、
取り出す電圧を高くする。第２図はこのような電池をバ
イポーラ−型ＣＩ）積層構成とした場合の一例を示す分
解斜視図である、各電極５ 、 （６）及びセパレータ
４けいす、ｆｌ、も枠５１゜４１によって保持きれてお
シ、この電極５．（６）及びセパレーク：４は交互に積
層され、その両端部には端子付電極５ ａ 、 （６ａ
）を設置し、これらの両側から締付端板１３ｕ、１３ｂ
Ｋよっ、て挾甘れ、そして、各枠に設けたボルト通孔４
２ ＦＣ締＋１通［７ボル）１３ｃを貫挿して締付ける
ことにょυ、全体を一体にＭ成１．ている。一方の端板
１３ａには陽極および陰極電解液流入（出）口１３ｄ
、１３ｅが設けられ、また他方の端板１ｂも同様に形成
されている。説明の炉雑をさけるため陽極電解液の径路
について述べる。電解液加人口１３ｅがら入った電解液
は各枠５１．４１に設けられたマニホール）”５２ 、
４３を通り、チャンネル５６を介して↑イ極部５４の表
面に供給され、次いｒチャンネル５ろを介しマニホール
ド５２．４３を通り電解液ｆｆ１ｆ出ＩＴＩ １３ ｆ
、 １３ ｇから排出される。
ところでこのような構成の積層電池に用いられる電極素
材は、一般的に低抵抗性ならびに耐臭素性をもつものが
要請され、現在ではポリオレフィン系の高分子物質にカ
ーボンブラック等の導電性物質を混入したカーボンプラ
スチック電ｉ ７５Ｅ 用いられている。然しなから第
６図に示す如くカーボンプラスチック電極５．（６）も
長期間の使用によって矢視する如く臭素の透過等を生じ
反対極に発生する亜鉛と自己放電して電池効率の低下を
招く恐れがあった。
材は、一般的に低抵抗性ならびに耐臭素性をもつものが
要請され、現在ではポリオレフィン系の高分子物質にカ
ーボンブラック等の導電性物質を混入したカーボンプラ
スチック電ｉ ７５Ｅ 用いられている。然しなから第
６図に示す如くカーボンプラスチック電極５．（６）も
長期間の使用によって矢視する如く臭素の透過等を生じ
反対極に発生する亜鉛と自己放電して電池効率の低下を
招く恐れがあった。
本発明は上述の問題点を解決するために力さｉｌ。
たものである。即ち本発明はπ１極中を透過する臭素量
を低下せしめることを目的とした、カーボンプラスチッ
ク電極を提供するにある。
を低下せしめることを目的とした、カーボンプラスチッ
ク電極を提供するにある。
本発明に係るポリエチレン、ポリプロピレンか７とにカ
ーボン、グラファイト微オマ１子などを混糺して成形し
た力・−ボンプラスチック電極け、カーボンプラスチッ
クをマトリックスとし、これにポリスチレン、スルホン
酸等の高分子イオン交換物質！ｒ−ｉ′にポリスチレン
スルホン酸塩を混在させて成形し７たことを特徴とする
ものである。
ーボン、グラファイト微オマ１子などを混糺して成形し
た力・−ボンプラスチック電極け、カーボンプラスチッ
クをマトリックスとし、これにポリスチレン、スルホン
酸等の高分子イオン交換物質！ｒ−ｉ′にポリスチレン
スルホン酸塩を混在させて成形し７たことを特徴とする
ものである。
本発明者は第４図に示すような臭素拡散測定装置により
後記実施例に示すように試作した各種カーボンプラスチ
ック電極を前記測定装置に組み入れ拡散臭素量を測定し
た結果カーボンプラスチックＪｊ；！、科即ちポリオレ
フィンとカーボンブラック混合物に粒状才たは粉状の高
分子陽イオン交換体を混練し成形して得られたカーボン
プラスチック電極が臭素透過防止上長時間使用において
も効果があｐ５電池効率の低下を来たさないことを見知
した。
後記実施例に示すように試作した各種カーボンプラスチ
ック電極を前記測定装置に組み入れ拡散臭素量を測定し
た結果カーボンプラスチックＪｊ；！、科即ちポリオレ
フィンとカーボンブラック混合物に粒状才たは粉状の高
分子陽イオン交換体を混練し成形して得られたカーボン
プラスチック電極が臭素透過防止上長時間使用において
も効果があｐ５電池効率の低下を来たさないことを見知
した。
粒状または粉状の高分子陽イオン交換体としては、ポリ
スチレンスルホン酸ナトリウムを添加するのが好適であ
り、添加量としては１０重量％以上では１Ｅ極が跪くな
り機械的強度が保持できず、０．０１重量外未満では臭
素透過防止効果が得られないので０．０１重８％以上、
実用的には０１０１〜５重量悸の添加が好ましい。斯る
高分子陽イオン交換物質としてポリスチレンスルホン酸
ナトリウムを添加（〜だカーボンプラスチ・ンク電極は
比抵抗が約１〜０．５Ωｍと低く、また臭素は電気的な
反撥力を受けるので、電析中を透過する量は極端に低下
し、その効果としてバイポーラ−型積層電池では逆側に
ある陰極に充電時析出する亜鉛との自己放電が減少して
エネルギー効率の向上が図れる。
スチレンスルホン酸ナトリウムを添加するのが好適であ
り、添加量としては１０重量％以上では１Ｅ極が跪くな
り機械的強度が保持できず、０．０１重量外未満では臭
素透過防止効果が得られないので０．０１重８％以上、
実用的には０１０１〜５重量悸の添加が好ましい。斯る
高分子陽イオン交換物質としてポリスチレンスルホン酸
ナトリウムを添加（〜だカーボンプラスチ・ンク電極は
比抵抗が約１〜０．５Ωｍと低く、また臭素は電気的な
反撥力を受けるので、電析中を透過する量は極端に低下
し、その効果としてバイポーラ−型積層電池では逆側に
ある陰極に充電時析出する亜鉛との自己放電が減少して
エネルギー効率の向上が図れる。
また電極中の臭素透過量の減少により安定した電池性能
及び臭素の透過による電極の劣化を防止できるため電池
寿命を長くすることが可能となった。
及び臭素の透過による電極の劣化を防止できるため電池
寿命を長くすることが可能となった。
次に実施例について述べる。
実施例
ボ１１エチレン６７重量％にカーボンブラック６３重量
％を混合したカーボンプラスチック原料に高分子陽イオ
ン交換物質であるポリスチレンスルホン酸ナトリウム（
ＶＥＲ８Ａ−ＴＬ：カネボウ、エヌ。
％を混合したカーボンプラスチック原料に高分子陽イオ
ン交換物質であるポリスチレンスルホン酸ナトリウム（
ＶＥＲ８Ａ−ＴＬ：カネボウ、エヌ。
ニスシー株式会社製）を０．０１．０．０５ 、（１１
。
。
０．５ 、１ 、２．０ 、５．０ 、１０．ＯＭ量係
添加混練しこれを２００℃以上で平型にプレスし、厚さ
ＩＴＨのカーボンプラスチック電極試料とした。
添加混練しこれを２００℃以上で平型にプレスし、厚さ
ＩＴＨのカーボンプラスチック電極試料とした。
上記試料を第４図に示す臭素拡散測定装置に組み入れ２
００．５００．７００．１０００時間後の拡散臭素量を
測定した。
００．５００．７００．１０００時間後の拡散臭素量を
測定した。
なお第４図において１ａけカーボンプラスチック電極シ
ー）２ａはバッキング６ａは無臭素電解液容器、４ａは
臭素含有電解液容器、５ａけ締付ボルト６ａは、３ ｍ
ｏｔ／ノ臭化亜鉛トロｍＯ！、／Ｌノを 臭素を含有する水溶液、７ａは臭化亜鉛３ ｍｏ！−／
ｌの水溶液８ａは蒸発防止のための蓋である。
ー）２ａはバッキング６ａは無臭素電解液容器、４ａは
臭素含有電解液容器、５ａけ締付ボルト６ａは、３ ｍ
ｏｔ／ノ臭化亜鉛トロｍＯ！、／Ｌノを 臭素を含有する水溶液、７ａは臭化亜鉛３ ｍｏ！−／
ｌの水溶液８ａは蒸発防止のための蓋である。
手記測定装置を用いた臭素拡散量の測定方法は、カーボ
ンプラスチック試料１ａを無臭素電解液容器３ａに入れ
バッキング２ａにより臭素含有電解液容器４ａを締付ポ
ル）５ａにより締めっけることによシ液洩れをなくす。
ンプラスチック試料１ａを無臭素電解液容器３ａに入れ
バッキング２ａにより臭素含有電解液容器４ａを締付ポ
ル）５ａにより締めっけることによシ液洩れをなくす。
次いで臭素含有水溶液６ａと臭化亜鉛溶液７ａの液レベ
ルを等しくするｊ’５に各々２５ｍ４各容器３ ａ 、
、４ ａ 内Ｋ 入ｈ−５臭化亜ぐｎ及び臭素含有溶液
６ａ中の臭素（Ｂ ｒ２ ）が臭化亜鉛溶液Ｚａ中に拡
散透過した量をヨウ水滴定法Ｋｊ二つて求めた。以上の
測定方法によって測定した結果を次表に示す。
ルを等しくするｊ’５に各々２５ｍ４各容器３ ａ 、
、４ ａ 内Ｋ 入ｈ−５臭化亜ぐｎ及び臭素含有溶液
６ａ中の臭素（Ｂ ｒ２ ）が臭化亜鉛溶液Ｚａ中に拡
散透過した量をヨウ水滴定法Ｋｊ二つて求めた。以上の
測定方法によって測定した結果を次表に示す。
表 添加量と一定使用時間後の臭素拡散ｆｌ−（ｍｏ
Ｌ／Ｌ）上表に明らかな如く高分子陽イオン交換物質と
してポリスチレンスルホン酸す１・ＩＪウムを添加する
ことによって無添加の場合に比べて臭素透過防止効果を
得ることができ、その添加量は１０重量飴以上添加の場
合には電極が機械的に脆くなるので０．０１〜５重ｉ％
添加が好ましいことが判明し鱈 さらに本発明の電極を実際にバイポーラ−型積層亜鉛−
臭素布池の電極として使用して、充放電を行々つ／こ際
、充電時に臭素極の逆側にある陰極に析出する亜鉛が従
来のものに比べて平滑に電着することが認められた。
Ｌ／Ｌ）上表に明らかな如く高分子陽イオン交換物質と
してポリスチレンスルホン酸す１・ＩＪウムを添加する
ことによって無添加の場合に比べて臭素透過防止効果を
得ることができ、その添加量は１０重量飴以上添加の場
合には電極が機械的に脆くなるので０．０１〜５重ｉ％
添加が好ましいことが判明し鱈 さらに本発明の電極を実際にバイポーラ−型積層亜鉛−
臭素布池の電極として使用して、充放電を行々つ／こ際
、充電時に臭素極の逆側にある陰極に析出する亜鉛が従
来のものに比べて平滑に電着することが認められた。
実１図は電解沿循環型の亜鉛−臭素電池の基本的構成図
、第２図はバイボーノー型の積層構成を示す分解斜視図
、第６図は長期間使用後の臭素透過状態を示す説明図第
４図は臭素拡散測定装置の模式図である。 ４：セパレータ、５．６：電極、５ａ、６ａ：姶子付電
極、１３ａ、１３ｂ：締付端板、１６ｄ。 １３ｅ：％解液流人（出）口、４３．５２：マニホール
ド、１ａ：カーホ゛ンフーラスチック電極シート。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 名 代
垣 ＬＬ） 手続補正書（自発） 昭和５８年７月２８１−３ 特許庁長官殿 １ 事（牛の表示 ’＋”ｒ’９（Ｉｎ（３５Ｈ−８７４８８号２ 発明の
名称 バイ１゛〜 ’５ − 型６７ Ｒ’ｆ 亜鉛’臭’１
：電池のカー４゛シーツ゛ラスチソ・プ′１ｕ１重 ３ ンｌＩｉ ｉｆ を −１７５バ事件どの関
係 １ｊｆｒＦ出願人 名伯＼ （６１］、ｊオ式会ン１ 明 電 舎４
代 理 人 〒１０５ 東京都港区虎ノ門−・丁１１２１番１９号
「明細書の発明の、り′釧な説明」及び図面６ 補正の
内容 （１） 図面中筒２図を補正図面の如く、！ｊ市する
２、（ニジ） 明細書第１頁下から４行のｒ ｉ：Ｉ
７りｒ＋＋ｉ釦電ｉＦ！！を」Ｉｒ積層匝紹−臭素電池
」と補ｉ「−Ｊろ、。 ｆ３］ １ｉ’Ｕ上第２頁６行の「電池」ケ１□ｌｌ
ｊ ４−１１．．１と補正するわ。 （・１） 同上筒２頁Ｊ４行の「等のｊをｉ’ｊｌｌ
除する。７（！’＋’、１ 同１） ｑｇ ３．１”
ｊ １４行のｒ１３ｇｌ’ｊ削除−４る９（１ｉ）
同上筒７１頁〕３行ならびに第６「ｆ７〜８行Ｑ）［ポ
リスグレン、スル；ｊ−ン酸（を釘’ 、＋″リスｊＦ
Ｌンスル５１゛ン酸Ｊと人々補正する。
、第２図はバイボーノー型の積層構成を示す分解斜視図
、第６図は長期間使用後の臭素透過状態を示す説明図第
４図は臭素拡散測定装置の模式図である。 ４：セパレータ、５．６：電極、５ａ、６ａ：姶子付電
極、１３ａ、１３ｂ：締付端板、１６ｄ。 １３ｅ：％解液流人（出）口、４３．５２：マニホール
ド、１ａ：カーホ゛ンフーラスチック電極シート。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 名 代
垣 ＬＬ） 手続補正書（自発） 昭和５８年７月２８１−３ 特許庁長官殿 １ 事（牛の表示 ’＋”ｒ’９（Ｉｎ（３５Ｈ−８７４８８号２ 発明の
名称 バイ１゛〜 ’５ − 型６７ Ｒ’ｆ 亜鉛’臭’１
：電池のカー４゛シーツ゛ラスチソ・プ′１ｕ１重 ３ ンｌＩｉ ｉｆ を −１７５バ事件どの関
係 １ｊｆｒＦ出願人 名伯＼ （６１］、ｊオ式会ン１ 明 電 舎４
代 理 人 〒１０５ 東京都港区虎ノ門−・丁１１２１番１９号
「明細書の発明の、り′釧な説明」及び図面６ 補正の
内容 （１） 図面中筒２図を補正図面の如く、！ｊ市する
２、（ニジ） 明細書第１頁下から４行のｒ ｉ：Ｉ
７りｒ＋＋ｉ釦電ｉＦ！！を」Ｉｒ積層匝紹−臭素電池
」と補ｉ「−Ｊろ、。 ｆ３］ １ｉ’Ｕ上第２頁６行の「電池」ケ１□ｌｌ
ｊ ４−１１．．１と補正するわ。 （・１） 同上筒２頁Ｊ４行の「等のｊをｉ’ｊｌｌ
除する。７（！’＋’、１ 同１） ｑｇ ３．１”
ｊ １４行のｒ１３ｇｌ’ｊ削除−４る９（１ｉ）
同上筒７１頁〕３行ならびに第６「ｆ７〜８行Ｑ）［ポ
リスグレン、スル；ｊ−ン酸（を釘’ 、＋″リスｊＦ
Ｌンスル５１゛ン酸Ｊと人々補正する。
Claims (2)
- （１） バイポーラ−型積層亜鉛−臭素電池のカーボ
ンプラスチック電極において、カーボンプラスチックに
ポリスチレンスルホン酸塩等の高分子イオン交換物質を
湿在させて成形したことを特徴とするカーボンプラスチ
ック電極、 - （２） ポリオレフィンとカーボンブラック混合物の
カーボンプラスチック原料にポリスチレンスルホン酸ナ
トリウム０，０１重量５以上混合することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のカーボンプラスチック電極
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58087488A JPS59214162A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | バイポ−ラ−型積層亜鉛−臭素電池のカ−ボンプラスチツク電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58087488A JPS59214162A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | バイポ−ラ−型積層亜鉛−臭素電池のカ−ボンプラスチツク電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59214162A true JPS59214162A (ja) | 1984-12-04 |
| JPH0145946B2 JPH0145946B2 (ja) | 1989-10-05 |
Family
ID=13916331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58087488A Granted JPS59214162A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | バイポ−ラ−型積層亜鉛−臭素電池のカ−ボンプラスチツク電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59214162A (ja) |
-
1983
- 1983-05-20 JP JP58087488A patent/JPS59214162A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0145946B2 (ja) | 1989-10-05 |
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