JPS5945193B2 - 電極の製造方法 - Google Patents
電極の製造方法Info
- Publication number
- JPS5945193B2 JPS5945193B2 JP54047203A JP4720379A JPS5945193B2 JP S5945193 B2 JPS5945193 B2 JP S5945193B2 JP 54047203 A JP54047203 A JP 54047203A JP 4720379 A JP4720379 A JP 4720379A JP S5945193 B2 JPS5945193 B2 JP S5945193B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- silver
- electrode
- intermediate layer
- glass
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電池用又は電解用の電極の製造方法に関し、
更に詳しくは電池用としては活物質にハロゲンを用いる
二次電池例洸ば亜鉛−塩素、亜鉛一臭素等の二次電池用
電極として、また電解用としてはアルカリ電解、水の電
気分解等の電解電極として用いられている従来のカーボ
ン電極あるいゆ耐食性金属を基材としこれに貴金属をメ
ッキする方式の電極の代りに用いることのできる電極を
提供するもので、これらの従来の電極の持つ欠点を十分
解決する安価で、軽量でかつ耐食性の点でも優れた電極
の製造方法に関するものである。
更に詳しくは電池用としては活物質にハロゲンを用いる
二次電池例洸ば亜鉛−塩素、亜鉛一臭素等の二次電池用
電極として、また電解用としてはアルカリ電解、水の電
気分解等の電解電極として用いられている従来のカーボ
ン電極あるいゆ耐食性金属を基材としこれに貴金属をメ
ッキする方式の電極の代りに用いることのできる電極を
提供するもので、これらの従来の電極の持つ欠点を十分
解決する安価で、軽量でかつ耐食性の点でも優れた電極
の製造方法に関するものである。
従来、この種の電極として用いられているカーボン電極
は、価格は比較的安価であるが、抵抗率が高く、機械的
強度が低いために機械力旺が困難で任意の電極構造を製
作することができず、また消耗率が大きく特に電解温度
の上昇、電流密度の増大に伴う消耗量が増大する等の問
題があつた、又、一方の耐食性金属を基材としこれに貴
金属をメッキする方式の電極は、価格の点に大きな問題
があるほかに、電極の基材（電極支持体）としてチタン
（比重４．５４）、タンタル（比重１６．６）、タング
ステン（比重１９．３）、モリブデン（比重１０．２）
の如き比重の極めて高い耐食性金属を用いていることか
ら、カーボン（比重２．２２）電極に比べても重量があ
り、重量効率特性を要求される電池用としては使用困難
とされている。本発明）＾上述の従来の電極の持ク欠点
を十分解決するためになされたもので、安価であり、軽
量でありかつ耐食性の点でも優れた電極の製造を目的と
している。
は、価格は比較的安価であるが、抵抗率が高く、機械的
強度が低いために機械力旺が困難で任意の電極構造を製
作することができず、また消耗率が大きく特に電解温度
の上昇、電流密度の増大に伴う消耗量が増大する等の問
題があつた、又、一方の耐食性金属を基材としこれに貴
金属をメッキする方式の電極は、価格の点に大きな問題
があるほかに、電極の基材（電極支持体）としてチタン
（比重４．５４）、タンタル（比重１６．６）、タング
ステン（比重１９．３）、モリブデン（比重１０．２）
の如き比重の極めて高い耐食性金属を用いていることか
ら、カーボン（比重２．２２）電極に比べても重量があ
り、重量効率特性を要求される電池用としては使用困難
とされている。本発明）＾上述の従来の電極の持ク欠点
を十分解決するためになされたもので、安価であり、軽
量でありかつ耐食性の点でも優れた電極の製造を目的と
している。
すなわち、アルミニクムよりなる電極支持体上に、中間
層となる亜鉛置換層を作り、更にこの上に中間層となる
銀メッキを施す力、又は前記の亜鉛置換層を作らずアル
ミニウム支持体上に中間層となる銀をクラッドし、その
中間層上に銀を主成分とし硼珪酸鉛系のガラスを含むペ
ーストを塗布、焼成して銀層を形成せしめた後、該銀層
上に酸化ルテニウムを主成分とし前記ガラスと同じガラ
ス成分を含むペーストを塗布、焼成して酸化ルテニウム
層を形成せしめることを特徴としており、このような構
成とすることによりアルミニウム（比重２．７）が従来
の耐食性金属と比べ軽量であること、焼成された酸化ル
テニウム層が下地の銀焼成層と互いのガラス成分が融合
し合つて密着が確保され、かつこの酸化ルテニウム層は
電気性能的に優れていることは言う迄もなく電解質と直
接接触した場合でも耐食性の点でも優れているものであ
る。次に、本発明の電極の製造方法を詳細に説明する。
層となる亜鉛置換層を作り、更にこの上に中間層となる
銀メッキを施す力、又は前記の亜鉛置換層を作らずアル
ミニウム支持体上に中間層となる銀をクラッドし、その
中間層上に銀を主成分とし硼珪酸鉛系のガラスを含むペ
ーストを塗布、焼成して銀層を形成せしめた後、該銀層
上に酸化ルテニウムを主成分とし前記ガラスと同じガラ
ス成分を含むペーストを塗布、焼成して酸化ルテニウム
層を形成せしめることを特徴としており、このような構
成とすることによりアルミニウム（比重２．７）が従来
の耐食性金属と比べ軽量であること、焼成された酸化ル
テニウム層が下地の銀焼成層と互いのガラス成分が融合
し合つて密着が確保され、かつこの酸化ルテニウム層は
電気性能的に優れていることは言う迄もなく電解質と直
接接触した場合でも耐食性の点でも優れているものであ
る。次に、本発明の電極の製造方法を詳細に説明する。
電極支持体の材質は一般的には良導体で、表面にメッキ
被膜を形成できる金属でかつ機械加工に適していればよ
い訳であるが、価格が安価で汎用的であること、上述の
理由によつて軽量であることが望まれる。本発明の電極
は支持電極が電極の重量を決定するため、特に比重の小
さいアルミニウムを電極支持体として選んだ。しかして
、この電極支持体のアルミニウムは表面上に直接電着で
きないために第１図の実施例に示す如く公知の亜鉛置換
法によつてあらかじめ中間層となる亜鉛置換した後に更
に中間層となる銀メツキを施せばよい。又、上記の亜鉛
置換法を用いずに第２図の実施例に示す如く直接中間層
となる銀をクラツドすることによつて銀メツキを省略し
てもよい。次に、上記の銀メツキ層の中間層若しくは銀
クラツドの中間層上に第１，２図に示す如く銀を主成分
とし、硼珪酸鉛系のガラスを含むペーストを塗布して焼
成する。塗布方法は刷毛塗、ロール塗布等いずれの方法
でも差支えないが、ピンホールの発生しない厚さの確保
が肝要であり、焼成後の厚さが１０〜２０μｍの範囲に
なるようにすることが好ましい。而して、こａ場合の焼
成温度及び保持時間は塗布する銀ペーストに含まれてい
るガラス成分の軟化温度によつて決められ、硼珪酸鉛ガ
ラスを用いた場合は焼成温度は５００〜６５０℃の範囲
で保持時間は１０〜６０分の範囲であることが好ましい
。しかしながら、この焼成温度と保持時間つまり焼成条
件は塗布された銀ペーストの下地にメツキされている中
間層の銀メツキ（銀クラツドの場合は別として）の厚さ
に関係する。これは焼成工程中５００〜６５０℃に加熱
されると、電極支持体の金属と中間層の銀メツキ層、該
中間層と銀ペースト層の間で金属層の拡散が生ずるため
、温度が高くかつ時間が長いと電極支持体のアルミニウ
ムと中間層の銀が融合し易いので、この中間層を厚くし
ておく必要がある。この点を更に改善する方法として第
３図の実施例に示す如く電極支持体のアルミニウムの表
面に亜鉛置換法によつてあらかじめ中間層となる亜鉛置
換した後アルミニウムと融合しにくい銅又はニツケルメ
ツキの中間層を施すことが有効であり、このようにした
場合は銀メツキの中間層を薄くすることが可能である。
旬、銀ペーストを塗布する前にあらかじめ真空中に卦い
て１５０〜２００℃に１／２ 〜２時間保持することに
より中間層の銀メツキ工程まで経た電極基材中に吸蔵さ
れているガスを除去して、焼成時の発泡を防止すること
ができる。このようにして銀ペースト層を形成したなら
ば、更にその上に酸化ルテニクムを主成分とし前記ガラ
スと同じガラス成分を含むペーストを塗布し、焼成する
。この場合の塗布方法は上記銀ペーストの塗布方法と略
同一の方法でよい。酸化ルテニクム層は下地の銀ペース
ト層と互いのガラス成分が融合し合つて密着が確保され
る。したがつて酸化ルテニクムペーストに配合するガラ
ス成分へ下地の銀ペーストのガラス成分と同種若しくは
類似のものであることが望ましい。特に重要なことは、
この酸化ルテニウム層は電解質と直接接触することにな
るから、下地まで液が浸透するようなピンホールがない
ことが要求さべ又ガラス成分も電解質に耐える耐薬品性
のものの使用が望まれる。このようなガラス成分として
はアルカリ金属を含まないガラス成分が良く、硼珪酸鉛
系のガラスがこれを満足させるものとして挙げられる。
また、酸化ルテニウム層の厚さは１０〜１００μｍの範
囲であることが望ましいが、ピンホール防止を考慮して
塗布、焼成を数回繰返せば比較的薄い状態で好ましい性
能が得られる。周、焼成雰囲気としては下地銀ペースト
形成工程を含めて大気中でよい。また塗布後の乾燥はペ
ースト作成に使用したフラツクスが揮発する温度で所望
時間行えばよい。以上の本発明の電極製造方法から推測
されること哄電極支持体上の銀メツキの中間層は他の金
属メツキの中間層例えば金、白金メツキ層でも合金層を
形成する組合せであれば充分可能である。以下に、本発
明の適用例を挙げ併せてその効果を示す。
被膜を形成できる金属でかつ機械加工に適していればよ
い訳であるが、価格が安価で汎用的であること、上述の
理由によつて軽量であることが望まれる。本発明の電極
は支持電極が電極の重量を決定するため、特に比重の小
さいアルミニウムを電極支持体として選んだ。しかして
、この電極支持体のアルミニウムは表面上に直接電着で
きないために第１図の実施例に示す如く公知の亜鉛置換
法によつてあらかじめ中間層となる亜鉛置換した後に更
に中間層となる銀メツキを施せばよい。又、上記の亜鉛
置換法を用いずに第２図の実施例に示す如く直接中間層
となる銀をクラツドすることによつて銀メツキを省略し
てもよい。次に、上記の銀メツキ層の中間層若しくは銀
クラツドの中間層上に第１，２図に示す如く銀を主成分
とし、硼珪酸鉛系のガラスを含むペーストを塗布して焼
成する。塗布方法は刷毛塗、ロール塗布等いずれの方法
でも差支えないが、ピンホールの発生しない厚さの確保
が肝要であり、焼成後の厚さが１０〜２０μｍの範囲に
なるようにすることが好ましい。而して、こａ場合の焼
成温度及び保持時間は塗布する銀ペーストに含まれてい
るガラス成分の軟化温度によつて決められ、硼珪酸鉛ガ
ラスを用いた場合は焼成温度は５００〜６５０℃の範囲
で保持時間は１０〜６０分の範囲であることが好ましい
。しかしながら、この焼成温度と保持時間つまり焼成条
件は塗布された銀ペーストの下地にメツキされている中
間層の銀メツキ（銀クラツドの場合は別として）の厚さ
に関係する。これは焼成工程中５００〜６５０℃に加熱
されると、電極支持体の金属と中間層の銀メツキ層、該
中間層と銀ペースト層の間で金属層の拡散が生ずるため
、温度が高くかつ時間が長いと電極支持体のアルミニウ
ムと中間層の銀が融合し易いので、この中間層を厚くし
ておく必要がある。この点を更に改善する方法として第
３図の実施例に示す如く電極支持体のアルミニウムの表
面に亜鉛置換法によつてあらかじめ中間層となる亜鉛置
換した後アルミニウムと融合しにくい銅又はニツケルメ
ツキの中間層を施すことが有効であり、このようにした
場合は銀メツキの中間層を薄くすることが可能である。
旬、銀ペーストを塗布する前にあらかじめ真空中に卦い
て１５０〜２００℃に１／２ 〜２時間保持することに
より中間層の銀メツキ工程まで経た電極基材中に吸蔵さ
れているガスを除去して、焼成時の発泡を防止すること
ができる。このようにして銀ペースト層を形成したなら
ば、更にその上に酸化ルテニクムを主成分とし前記ガラ
スと同じガラス成分を含むペーストを塗布し、焼成する
。この場合の塗布方法は上記銀ペーストの塗布方法と略
同一の方法でよい。酸化ルテニクム層は下地の銀ペース
ト層と互いのガラス成分が融合し合つて密着が確保され
る。したがつて酸化ルテニクムペーストに配合するガラ
ス成分へ下地の銀ペーストのガラス成分と同種若しくは
類似のものであることが望ましい。特に重要なことは、
この酸化ルテニウム層は電解質と直接接触することにな
るから、下地まで液が浸透するようなピンホールがない
ことが要求さべ又ガラス成分も電解質に耐える耐薬品性
のものの使用が望まれる。このようなガラス成分として
はアルカリ金属を含まないガラス成分が良く、硼珪酸鉛
系のガラスがこれを満足させるものとして挙げられる。
また、酸化ルテニウム層の厚さは１０〜１００μｍの範
囲であることが望ましいが、ピンホール防止を考慮して
塗布、焼成を数回繰返せば比較的薄い状態で好ましい性
能が得られる。周、焼成雰囲気としては下地銀ペースト
形成工程を含めて大気中でよい。また塗布後の乾燥はペ
ースト作成に使用したフラツクスが揮発する温度で所望
時間行えばよい。以上の本発明の電極製造方法から推測
されること哄電極支持体上の銀メツキの中間層は他の金
属メツキの中間層例えば金、白金メツキ層でも合金層を
形成する組合せであれば充分可能である。以下に、本発
明の適用例を挙げ併せてその効果を示す。
アルミニウＫ電極支持体上に亜鉛置換層の中間層を介し
て中間層の銀メツキ層２０μｍを設け、該中間層上Ｖｃ
ＡｇｖｃＰｔ５（重量）％、硼珪酸鉛ガラス５（重量）
（ｆｌ）を含むぺーストを塗布して５６０℃−２０分間
焼成し、さらに酸化ルテニウム５０（重量）％、硼珪酸
鉛ガラス５０（重量）％のペーストを塗布して５６０℃
−２０分間焼成する工程を２回繰返して酸化ルテニウム
層を約４０μｍ形成せしめた電極を製造し上記の電極を
用い、４０（重量）（！）臭化亜鉛溶液に陽極として電
流密度０．１６Ａ／ｄで臭素を析出させた。
て中間層の銀メツキ層２０μｍを設け、該中間層上Ｖｃ
ＡｇｖｃＰｔ５（重量）％、硼珪酸鉛ガラス５（重量）
（ｆｌ）を含むぺーストを塗布して５６０℃−２０分間
焼成し、さらに酸化ルテニウム５０（重量）％、硼珪酸
鉛ガラス５０（重量）％のペーストを塗布して５６０℃
−２０分間焼成する工程を２回繰返して酸化ルテニウム
層を約４０μｍ形成せしめた電極を製造し上記の電極を
用い、４０（重量）（！）臭化亜鉛溶液に陽極として電
流密度０．１６Ａ／ｄで臭素を析出させた。
起電力を測定したところ１．８０Ｖの開路電圧を得て亜
鉛一臭素２次電池に十分使用可能であることを確認した
。
鉛一臭素２次電池に十分使用可能であることを確認した
。
【図面の簡単な説明】
第１図、第２図、第３図は夫々本発明の方法の工程順を
示す模式図である。
示す模式図である。
Claims (1)
- １ アルミニウムよりなる電極支持体上に、中間層を介
して銀を主成分とし、硼珪酸鉛系のガラスを含むペース
トを塗布、焼成して銀層を形成せしめた後、該銀層上に
酸化ルテニウムを主成分とし前記ガラスと同じガラス成
分を含むペーストを塗布、焼成して酸化ルテニウム層を
形成せしめることを特徴とする電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54047203A JPS5945193B2 (ja) | 1979-04-19 | 1979-04-19 | 電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54047203A JPS5945193B2 (ja) | 1979-04-19 | 1979-04-19 | 電極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55139762A JPS55139762A (en) | 1980-10-31 |
| JPS5945193B2 true JPS5945193B2 (ja) | 1984-11-05 |
Family
ID=12768577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54047203A Expired JPS5945193B2 (ja) | 1979-04-19 | 1979-04-19 | 電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5945193B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB201611252D0 (en) * | 2016-06-29 | 2016-08-10 | Johnson Matthey Plc | Electrode |
-
1979
- 1979-04-19 JP JP54047203A patent/JPS5945193B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55139762A (en) | 1980-10-31 |
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