JPS6022471B2 - 電池用ガス電極 - Google Patents
電池用ガス電極Info
- Publication number
- JPS6022471B2 JPS6022471B2 JP50145077A JP14507775A JPS6022471B2 JP S6022471 B2 JPS6022471 B2 JP S6022471B2 JP 50145077 A JP50145077 A JP 50145077A JP 14507775 A JP14507775 A JP 14507775A JP S6022471 B2 JPS6022471 B2 JP S6022471B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- gas
- polytetrafluoroethylene
- porous sheet
- powders
- 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
-
- 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
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Inert Electrodes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電池用電極に係り、特に、反応にあずかる宿物
質がガスである電池用電極に関する。
質がガスである電池用電極に関する。
液体である電解液に一方の面が接し、ガスである活物質
に他方の面が接する、いわゆるガス電極は、新型の−次
、二次電池や燃料電池などに用いられる。このガス電極
は通常多孔質であり「‐一般には、ニッケルや銀などの
粉末の隣鯖体、活性炭や黒鉛を原料とする炭素焼成体、
または、金属や炭素の粉末を樹脂で結着したもの、など
からなる。
に他方の面が接する、いわゆるガス電極は、新型の−次
、二次電池や燃料電池などに用いられる。このガス電極
は通常多孔質であり「‐一般には、ニッケルや銀などの
粉末の隣鯖体、活性炭や黒鉛を原料とする炭素焼成体、
または、金属や炭素の粉末を樹脂で結着したもの、など
からなる。
特に、金属や炭素の粉末「あるいは、これらの粉末に触
媒を添加した粉末を、樹脂で結着させ、金属競結板や金
網に付着させて得られる電極は、優れた電流密度−電位
特性および寿命特性を示すことで知られている。この中
でも、炭素や金属粉末をポリテトラフルオロェチレンの
微粉末と混和して金網や金属競絹板に塗布したものが広
く用いられている。ガス電極の現在の最大の問題は、工
業的に利用するには寿命が短かすぎる、というところに
ある。
媒を添加した粉末を、樹脂で結着させ、金属競結板や金
網に付着させて得られる電極は、優れた電流密度−電位
特性および寿命特性を示すことで知られている。この中
でも、炭素や金属粉末をポリテトラフルオロェチレンの
微粉末と混和して金網や金属競絹板に塗布したものが広
く用いられている。ガス電極の現在の最大の問題は、工
業的に利用するには寿命が短かすぎる、というところに
ある。
ガス電極の寿命が短かし、原因としては、電極の橋れと
触媒の劣化が考えられるが、通常は前者の影響が大きい
。電解液や反応で生成する液体によって、ガス電極の内
部の反応の場が次第に橘れて減少し、ついには液体がガ
ス側から漏洩するような事態に到る。このような電池内
でのガス側への液体の漏洩は、ガス室への液体の充満、
電池内での電解液面の低下、各所の腐食など、多くの悪
い副作用を併発する。電極におけるこのような濡れを防
止するためには、炭素粉末などの結着のために添加する
樹脂としてポリテトラフルオロェチレンのような綾水性
のあるものが、通常用いられている。
触媒の劣化が考えられるが、通常は前者の影響が大きい
。電解液や反応で生成する液体によって、ガス電極の内
部の反応の場が次第に橘れて減少し、ついには液体がガ
ス側から漏洩するような事態に到る。このような電池内
でのガス側への液体の漏洩は、ガス室への液体の充満、
電池内での電解液面の低下、各所の腐食など、多くの悪
い副作用を併発する。電極におけるこのような濡れを防
止するためには、炭素粉末などの結着のために添加する
樹脂としてポリテトラフルオロェチレンのような綾水性
のあるものが、通常用いられている。
また、ガス電極のガス側にポリテトラフルオロェチレン
の多孔質シートを貼り付け、ガス電極の最終段階での橘
れを防止し、液体のガス側への漏洩を防ぐ方法もとられ
ている。しかし、このような方法を講じても、なお、電
極の内部で次第に濡れが進行し、工業的に利用きる程度
の時間を経ずして、電流密度−電位特性の低下と「ガス
側への液漏れが生じているのが現状である。
の多孔質シートを貼り付け、ガス電極の最終段階での橘
れを防止し、液体のガス側への漏洩を防ぐ方法もとられ
ている。しかし、このような方法を講じても、なお、電
極の内部で次第に濡れが進行し、工業的に利用きる程度
の時間を経ずして、電流密度−電位特性の低下と「ガス
側への液漏れが生じているのが現状である。
本発明は、このような問題を解決し、工業的に利用でき
る程度に長寿命のガス電極を提供することを目的として
なされたものである。
る程度に長寿命のガス電極を提供することを目的として
なされたものである。
本発明の特徴は「従釆の多孔費ポリテトラフルオロェチ
レンシートの代りに、ポリテトラフルオロェチレンとフ
ッ化黒鉛とからなる多孔質シートをガス電極のガス側に
貼付したところにある。
レンシートの代りに、ポリテトラフルオロェチレンとフ
ッ化黒鉛とからなる多孔質シートをガス電極のガス側に
貼付したところにある。
この場合にポリテトラフルオロェチレンとフツ化黒鉛と
らなる多孔質シートと、粉末板結着体との間に、これら
２層間の密着性を良好にするために、ポリテトラフルオ
ロェチレン樹脂の微粉末を介在させる。以下、本発明を
図面を用いてさらに詳細に説明する。
らなる多孔質シートと、粉末板結着体との間に、これら
２層間の密着性を良好にするために、ポリテトラフルオ
ロェチレン樹脂の微粉末を介在させる。以下、本発明を
図面を用いてさらに詳細に説明する。
第１図は、本発明を実施して得らるガス電極の断面図で
ある。
ある。
図において１が粉末の樹脂結着体である。粉末としては
、ニッケル、銀などの金属粉末、あるいはこれらの金属
の酸化物など、他の元素との化合物の粉末、あるいは活
性炭や黒鉛の炭素粉末、あるいはこれらの粉末の２種以
上の混合粉末が用いられる。通常、これらの粉末には触
媒として、白金、パラジウム、銀、ニッケル、コバルト
、マンガン、などの金属や、これらの金属の酸化物など
が添加されている。これらの粉末を結着するために用い
られる樹脂は、一般にはポリテトラフルオロェチレンで
あるが、その他に三フッ化塩化エチレン樹脂、ヘキサフ
ルオロプロピレン樹脂、アクリル樹脂のような、その他
の樹脂も用いられる。
、ニッケル、銀などの金属粉末、あるいはこれらの金属
の酸化物など、他の元素との化合物の粉末、あるいは活
性炭や黒鉛の炭素粉末、あるいはこれらの粉末の２種以
上の混合粉末が用いられる。通常、これらの粉末には触
媒として、白金、パラジウム、銀、ニッケル、コバルト
、マンガン、などの金属や、これらの金属の酸化物など
が添加されている。これらの粉末を結着するために用い
られる樹脂は、一般にはポリテトラフルオロェチレンで
あるが、その他に三フッ化塩化エチレン樹脂、ヘキサフ
ルオロプロピレン樹脂、アクリル樹脂のような、その他
の樹脂も用いられる。
２は金網であり、電極内にあっては集電と強度維持の働
きをしている。
きをしている。
材料はニッケルやテンレス鋼である。３が本発明の主要
構成要素である多孔質シートで、ポリテトラフルオロェ
チレンとフツ化黒鉛からなり、電極のガス側に位置して
いる。
構成要素である多孔質シートで、ポリテトラフルオロェ
チレンとフツ化黒鉛からなり、電極のガス側に位置して
いる。
ポリテトラフルオロェチレンはく綾水性の他に優れた結
着性を有し、粉末や短繊維からの多孔質シートへの加工
が容易である。
着性を有し、粉末や短繊維からの多孔質シートへの加工
が容易である。
一方、フッ化黒鉛は、炭素粉末をフッ素ガス雰囲気中で
加熱することによって得られるもので、（ＣＦ）ｎで表
わされる。このものは、ポリテトラフルオロエチレンよ
りも優れた綾水性を有するが、結着性がほとんどないの
で、多孔質シートに加工することはできない。しかし、
ポリテトラフルオロェチレンの結着性を利用して、フッ
化黒鉛を含む多孔質シートを作ることは可能である。
加熱することによって得られるもので、（ＣＦ）ｎで表
わされる。このものは、ポリテトラフルオロエチレンよ
りも優れた綾水性を有するが、結着性がほとんどないの
で、多孔質シートに加工することはできない。しかし、
ポリテトラフルオロェチレンの結着性を利用して、フッ
化黒鉛を含む多孔質シートを作ることは可能である。
すなわち、フツ化黒鉛とポリテトラフルオロェチレンと
を混和して多孔質シートを作り、このシートをガス電極
に用いるものである。
を混和して多孔質シートを作り、このシートをガス電極
に用いるものである。
この場合ポリテトラフルオ。エチレンの綾水性も併せて
利用することができる。通常ボリテトラフルオロヱチレ
ンの多孔質シートは微細粉末を競結するか、繊維を紙状
に漉いて作られてるので、このとき、粉末中に、あるい
は繊維中にフツ化黒鉛を添加しておけばよい。フッ化黒
鉛の添加量を多くすると、綾水性は向上するが結着性は
弱くなるので、混合の比率は電極の大きさ、あるいは使
用時の温度、圧力、振動や衝撃の有無などによって決め
られる。
利用することができる。通常ボリテトラフルオロヱチレ
ンの多孔質シートは微細粉末を競結するか、繊維を紙状
に漉いて作られてるので、このとき、粉末中に、あるい
は繊維中にフツ化黒鉛を添加しておけばよい。フッ化黒
鉛の添加量を多くすると、綾水性は向上するが結着性は
弱くなるので、混合の比率は電極の大きさ、あるいは使
用時の温度、圧力、振動や衝撃の有無などによって決め
られる。
通常、１〜３０％程度の添加で、充分効果が認められる
。ただし、フッ化黒鉛は結着性がないので、これを大量
に添加して作った多孔質シートは、粉末の樹脂結着体と
重ねたときに結着が少なく、そのためにはく離しやすい
。これを防ぐためには、粉末の樹脂結着体と多孔質シー
トとの間にポリテトラフルオロェチレンの微粉末を介在
させる方法が有効である。次に具体的な実施例について
説明する。
。ただし、フッ化黒鉛は結着性がないので、これを大量
に添加して作った多孔質シートは、粉末の樹脂結着体と
重ねたときに結着が少なく、そのためにはく離しやすい
。これを防ぐためには、粉末の樹脂結着体と多孔質シー
トとの間にポリテトラフルオロェチレンの微粉末を介在
させる方法が有効である。次に具体的な実施例について
説明する。
活性炭、黒鉛、ニッケルの各微細粉末に、触媒として徴
量のパラジウムとニッケルを添加し、これと、ポリテト
ラフルオロヱチレンの微細粉末とを混和して粉末の樹脂
縞体を作った回次にこれをニッケル金網に塗布したのち
、一方の面に、ポリテトラフルオロェチレン樹脂の微粉
末を分散させたスラリーを塗布し、その上にポＩＪテト
ラフルオロェチレンとフッ化黒鉛からなる多孔質シート
を圧着、３５０つ○以下の温度で熱処理して電極とした
。
量のパラジウムとニッケルを添加し、これと、ポリテト
ラフルオロヱチレンの微細粉末とを混和して粉末の樹脂
縞体を作った回次にこれをニッケル金網に塗布したのち
、一方の面に、ポリテトラフルオロェチレン樹脂の微粉
末を分散させたスラリーを塗布し、その上にポＩＪテト
ラフルオロェチレンとフッ化黒鉛からなる多孔質シート
を圧着、３５０つ○以下の温度で熱処理して電極とした
。
多孔質シートは、ポリテトラフルオロヱチレンの微細粉
末９０（重量）に対してフッ化黒鉛の微細粉末を１０の
割合で混合したものを、３００℃以上の温度で加熱し、
圧延により薄膜状にしたものである。
末９０（重量）に対してフッ化黒鉛の微細粉末を１０の
割合で混合したものを、３００℃以上の温度で加熱し、
圧延により薄膜状にしたものである。
粉末の樹脂結着体と金網とからなる部分の厚さを０．５
０風、多孔質シートの厚さを０．０３側とした。このよ
うにして作ったガス電極を水素極、および酸素極として
、水素−酸素型燃料電池を組立て、水素極に水素ガスを
、酸素極に酸素ガスを供給し、３５％苛性カリ水溶液を
電解液として、電池内温度４０〜５０ｏｏの条件で作動
させたところ、電流密度１５皿Ａ／均の放電で表に示す
電池電圧が得られた。
０風、多孔質シートの厚さを０．０３側とした。このよ
うにして作ったガス電極を水素極、および酸素極として
、水素−酸素型燃料電池を組立て、水素極に水素ガスを
、酸素極に酸素ガスを供給し、３５％苛性カリ水溶液を
電解液として、電池内温度４０〜５０ｏｏの条件で作動
させたところ、電流密度１５皿Ａ／均の放電で表に示す
電池電圧が得られた。
なお多孔質ガス電極と多孔質シートとの間にポリテトラ
フルオ。エチレン樹脂粉末層を介在させないものについ
ても電池電圧を示した。ガス側への液漏れは、いずれも
全く認められなかった。表 他方、粉末の樹脂結着体と金網との組合せからなる部分
までを上記の実施例と同様にして作り「ガス側につける
多孔質シートをポリテトラフルオロェチレンのみで作っ
たものとした従来のガス電極を水素極、および酸素極と
して用いた水素−酸素型燃料電池においては、上記実施
例と同じ作動条件において「初期電池電圧が０．８３Ｖ
「 ３００印時間連続放電後の電圧は０．８０Ｖ、５０
０加時間後の電圧は０．７５Ｖでであった。
フルオ。エチレン樹脂粉末層を介在させないものについ
ても電池電圧を示した。ガス側への液漏れは、いずれも
全く認められなかった。表 他方、粉末の樹脂結着体と金網との組合せからなる部分
までを上記の実施例と同様にして作り「ガス側につける
多孔質シートをポリテトラフルオロェチレンのみで作っ
たものとした従来のガス電極を水素極、および酸素極と
して用いた水素−酸素型燃料電池においては、上記実施
例と同じ作動条件において「初期電池電圧が０．８３Ｖ
「 ３００印時間連続放電後の電圧は０．８０Ｖ、５０
０加時間後の電圧は０．７５Ｖでであった。
しかも、３００畑時間経過後において、電極１０のあた
り約１ヵ所の濠液点が認められた。以上のように、本発
明により、大電流密度で長時間放電させても電位低下の
少ない、長寿命の電極が得られる。
り約１ヵ所の濠液点が認められた。以上のように、本発
明により、大電流密度で長時間放電させても電位低下の
少ない、長寿命の電極が得られる。
この電極は工業的な使用に充分耐え得るものである。
第１図は、本発明を実施して得られる電池用ガス電極の
断面図である。 符号の説明、１・・・・・・粉末の樹脂結着体、２……
金網、３…・・・多孔質シート。 多ー図
断面図である。 符号の説明、１・・・・・・粉末の樹脂結着体、２……
金網、３…・・・多孔質シート。 多ー図
Claims (1)
- １ 多孔質ガス拡散電極のガス側に、ポリテトラフルオ
ロエチレン樹脂とフツ化黒鉛との混合物からなり前記電
極とは別個に形成された多孔質シートを有し、且つ該多
孔質シートと前記電極との間にポリテトラフルオロエチ
レン樹脂の粉末層を有することを特徴とする電池用ガス
電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50145077A JPS6022471B2 (ja) | 1975-12-08 | 1975-12-08 | 電池用ガス電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50145077A JPS6022471B2 (ja) | 1975-12-08 | 1975-12-08 | 電池用ガス電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5268935A JPS5268935A (en) | 1977-06-08 |
| JPS6022471B2 true JPS6022471B2 (ja) | 1985-06-01 |
Family
ID=15376837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50145077A Expired JPS6022471B2 (ja) | 1975-12-08 | 1975-12-08 | 電池用ガス電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6022471B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0616416B2 (ja) * | 1982-10-04 | 1994-03-02 | 株式会社東芝 | 空気電極 |
| JPS59146168A (ja) * | 1983-02-08 | 1984-08-21 | Mitsubishi Electric Corp | ガス分離板の被膜方法 |
-
1975
- 1975-12-08 JP JP50145077A patent/JPS6022471B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5268935A (en) | 1977-06-08 |
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