JPS63261682A - 溶融炭酸塩燃料電池用電解質板の製法 - Google Patents
溶融炭酸塩燃料電池用電解質板の製法Info
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- JPS63261682A JPS63261682A JP62096451A JP9645187A JPS63261682A JP S63261682 A JPS63261682 A JP S63261682A JP 62096451 A JP62096451 A JP 62096451A JP 9645187 A JP9645187 A JP 9645187A JP S63261682 A JPS63261682 A JP S63261682A
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- Japan
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- electrolyte
- electrolyte plate
- fuel cell
- manufacturing
- molten carbonate
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0289—Means for holding the electrolyte
- H01M8/0295—Matrices for immobilising electrolyte melts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0048—Molten electrolytes used at high temperature
- H01M2300/0051—Carbonates
-
- 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
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- Y02E60/50—Fuel cells
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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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】
（イ）産業上の利用分野
この発明は溶融炭酸塩燃料電池における電解質板の製法
に関するものである。
に関するものである。
（ロ） 従来の技術
溶融炭酸塩燃料電池の電解質板け、その製法を問わずリ
チウムアルミネートやマグネシアなどの粉末間にアルカ
リ金属炭酸塩を保持する構成をとっている。
チウムアルミネートやマグネシアなどの粉末間にアルカ
リ金属炭酸塩を保持する構成をとっている。
通常前記粉末は板状に成型・焼成して炭酸塩電解質の保
持体としているが、電解質成分の炭酸塩は溶融状態と固
化状態ではその体積が著しく変化し保持体に微細なりラ
ックを生ずる。又、この保持体は機械的強度が低く単セ
ルを積層する際もしくは積層上゛ルを締付ける際に損傷
するなどの原因で反応ガスのクロスリークを起し、電解
質板としての機能を果すことができないという欠点があ
った。これら欠点は電解質板の大型化に伴い増々深刻な
問題へと発展していくことが予想される。
持体としているが、電解質成分の炭酸塩は溶融状態と固
化状態ではその体積が著しく変化し保持体に微細なりラ
ックを生ずる。又、この保持体は機械的強度が低く単セ
ルを積層する際もしくは積層上゛ルを締付ける際に損傷
するなどの原因で反応ガスのクロスリークを起し、電解
質板としての機能を果すことができないという欠点があ
った。これら欠点は電解質板の大型化に伴い増々深刻な
問題へと発展していくことが予想される。
従来電解質板中に耐食性ネットを介在させることにより
機械的強度と耐熱サイクル性を高める方法が提案されて
いるが、前記クラックが発生するとこのクラックに応力
が集中して電解質を縦貫するクラックに発展することに
変りはなく、反応ガスのクロスリークを起して電池特性
及び安定性の面から問題があった。
機械的強度と耐熱サイクル性を高める方法が提案されて
いるが、前記クラックが発生するとこのクラックに応力
が集中して電解質を縦貫するクラックに発展することに
変りはなく、反応ガスのクロスリークを起して電池特性
及び安定性の面から問題があった。
１／ｌ 発明が解決しようとする問題点この発明は電
解質板のクラック発生を抑制して反応ガスのクロスリー
クを防止し、前記問題点を゛解消するものである。
解質板のクラック発生を抑制して反応ガスのクロスリー
クを防止し、前記問題点を゛解消するものである。
に）問題点を解決する手段
この発明による電解質板は、平均粒径が大・小二種類の
各セラミックス微粉末を混合してこの混合物を含むスラ
リーから薄質シートを形成し、該シートを複数枚積層す
るに際し層間に少くとも１枚のネットを介在させて加圧
成型し、ついで焼結後電解質成分を含浸せしめるもので
ある。
各セラミックス微粉末を混合してこの混合物を含むスラ
リーから薄質シートを形成し、該シートを複数枚積層す
るに際し層間に少くとも１枚のネットを介在させて加圧
成型し、ついで焼結後電解質成分を含浸せしめるもので
ある。
（ホ）作 用
この発明では平均粒径が大小二種類のセラミックス混合
粉末材より薄質シートとするため各粒子の詰まり具合が
良くなると共に焼結時の結合点が多くなって機械的強度
が増加する。さらに薄質シートを複数枚積層し、その層
間にネットを介在させることにより強度が一層向上する
とすると共に熱サイクルにより発生するクラックは多層
構成焼結板の各層間面で停止して縦貫方向への拡大を阻
止する。
粉末材より薄質シートとするため各粒子の詰まり具合が
良くなると共に焼結時の結合点が多くなって機械的強度
が増加する。さらに薄質シートを複数枚積層し、その層
間にネットを介在させることにより強度が一層向上する
とすると共に熱サイクルにより発生するクラックは多層
構成焼結板の各層間面で停止して縦貫方向への拡大を阻
止する。
（へ）実施例
本発明電解質板の作成例について説明する。
電解質として混合炭酸塩を用い、電解質保持体としてγ
−リチウムアルミネートを用いた。
−リチウムアルミネートを用いた。
γ−リチウムアルミネートは平均粒径１０μｍと３μｍ
の二種類を用い、これらを７０：３０重量部め割合で混
合した。この混合物にバインダー（ポリビニールブチラ
ール樹脂）３０重量部、可塑剤（フタル酸ジオクチルも
しくはポリエチレングリコール）２０重量部及び溶媒（
エタノールもしくはＰ−キシレン）３００重量部を加え
て、ボールミルにて充分混合し、スラリー中に含まれた
微少な気泡を減圧下で撹拌除去した。
の二種類を用い、これらを７０：３０重量部め割合で混
合した。この混合物にバインダー（ポリビニールブチラ
ール樹脂）３０重量部、可塑剤（フタル酸ジオクチルも
しくはポリエチレングリコール）２０重量部及び溶媒（
エタノールもしくはＰ−キシレン）３００重量部を加え
て、ボールミルにて充分混合し、スラリー中に含まれた
微少な気泡を減圧下で撹拌除去した。
こうして作成したスラリーは通常のテープキャステング
法によりテープ状に形成した。テープは厚み０．２ ｆ
ｉ、巾２００ｍ！１で、コ１７） ｆ −フヲ長す２０
０ｆｌに切断して一辺が２００ｎの正方形シートを４〜
５枚積層する。この際層間に線径０．１〜０．２１Ｅｌ
、２０〜５０メツシユのニッケルネットをはさみ込み、
圧力５０〜３００−１温度１００〜１５０℃にて加熱成
型した。これにより溶媒を揮散させると共に可塑剤を軟
化して積層体の一体化を図る。
法によりテープ状に形成した。テープは厚み０．２ ｆ
ｉ、巾２００ｍ！１で、コ１７） ｆ −フヲ長す２０
０ｆｌに切断して一辺が２００ｎの正方形シートを４〜
５枚積層する。この際層間に線径０．１〜０．２１Ｅｌ
、２０〜５０メツシユのニッケルネットをはさみ込み、
圧力５０〜３００−１温度１００〜１５０℃にて加熱成
型した。これにより溶媒を揮散させると共に可塑剤を軟
化して積層体の一体化を図る。
ついで空気中で８００〜１１００℃まで昇温しその過程
でバインダーや可塑剤を分解除去し、最終的にγ−リチ
ウムアルミネートが焼結される。
でバインダーや可塑剤を分解除去し、最終的にγ−リチ
ウムアルミネートが焼結される。
この焼結体ＫＬｉＣＯ３： Ｋ、ｃｏ、＝６２ ： ３
８（ｍｏｚ１′）の混合溶融炭酸塩を含浸した。
８（ｍｏｚ１′）の混合溶融炭酸塩を含浸した。
図面はこのようにして作成された４層シート（１ａ）〜
（１ｄ）と層間に介在するニッケルネット（２）よりな
る電解質板（１）の模式図を示し、厚みは０．６〜１．
０１ｆｌ＋である。この電解質板（１）の両側にリチウ
ム化酸化ニッケル焼結体からなるカンードとニッケル焼
結体力゛＝らなるアノード（いづれも図示せず〕を配置
し、単電池に組立てた。
（１ｄ）と層間に介在するニッケルネット（２）よりな
る電解質板（１）の模式図を示し、厚みは０．６〜１．
０１ｆｌ＋である。この電解質板（１）の両側にリチウ
ム化酸化ニッケル焼結体からなるカンードとニッケル焼
結体力゛＝らなるアノード（いづれも図示せず〕を配置
し、単電池に組立てた。
電池放電Ｆｉ−化剤ガスとして空気−炭酸ガスの混合ガ
スを、燃料ガスとして加湿水素−炭酸ガスの混合ガスを
使用し、６５０℃で作動させた電池の放電特性は従来方
式の電解質板を用いた電池と同等かそれ以上であった。
スを、燃料ガスとして加湿水素−炭酸ガスの混合ガスを
使用し、６５０℃で作動させた電池の放電特性は従来方
式の電解質板を用いた電池と同等かそれ以上であった。
この放電テスト及び別に行ったヒートサイクルテストで
も本発明電解質板にクラックの発生は認められなかった
のに対し、従来方式の電解質板では縦貫方向へのクラッ
クの発生及びそれに起因する反応ガスのクロスリークが
生じた。
も本発明電解質板にクラックの発生は認められなかった
のに対し、従来方式の電解質板では縦貫方向へのクラッ
クの発生及びそれに起因する反応ガスのクロスリークが
生じた。
Ｌ ｒ−リチウムアルミネートの平均粒径が大小異にす
る二種類の粉末の混合比としては、大：小＝８：２〜６
；４の範囲が好ましい。又、シートの厚みは０．１〜０
．３ ｆｉ′％積層枚数１ｌｔ３〜７枚の範囲で種々変
化させ、完成電解質板の厚みを０，５〜１．５ｆｉとす
ることができる。積層シート層間のネットはその位置を
問わず複数枚介在させゐととも可能である。
る二種類の粉末の混合比としては、大：小＝８：２〜６
；４の範囲が好ましい。又、シートの厚みは０．１〜０
．３ ｆｉ′％積層枚数１ｌｔ３〜７枚の範囲で種々変
化させ、完成電解質板の厚みを０，５〜１．５ｆｉとす
ることができる。積層シート層間のネットはその位置を
問わず複数枚介在させゐととも可能である。
（ト） 発明の効果
本発明によれば電解質の保持材であるセラミックスは、
平均粒径が大小二種類の混合粉末を用いたので、保持体
として良好な緻密性とより多くの焼結結合点が得られ、
適度の多孔度が維持されると共に機械的強度が向上する
。さらにＷ１質シートの多１ａ ＢＮ成とこの層間に介
在す石ネットにより機械的強度が著しく増加すると同時
に、サーマルサイクル時に発生する微れｌなりラックを
全体に拡大きせることなく各層間で停止させるので、電
解板を縦貫するクラックの発生を阻止し、各反応ガス間
のクロスリークを防止することができる。
平均粒径が大小二種類の混合粉末を用いたので、保持体
として良好な緻密性とより多くの焼結結合点が得られ、
適度の多孔度が維持されると共に機械的強度が向上する
。さらにＷ１質シートの多１ａ ＢＮ成とこの層間に介
在す石ネットにより機械的強度が著しく増加すると同時
に、サーマルサイクル時に発生する微れｌなりラックを
全体に拡大きせることなく各層間で停止させるので、電
解板を縦貫するクラックの発生を阻止し、各反応ガス間
のクロスリークを防止することができる。
図面は本発明電解質板の模式図である。
（１）−Ｎ解質板、（１ａ）（１ｂ）（１ｏ）（ｔｄ）
−４ａ層シート、（２）・・・ネット。
−４ａ層シート、（２）・・・ネット。
Claims (2)
- （１）平均粒径が大小二種類の各セラミックス微粉末を
混合してこの混合物を含むスラリーから薄質シートを形
成し、該シートを複数枚積層するに際し層間に少くとも
１枚のネットを介在させて加圧成型し、ついで焼結後電
解質成分を含浸せしめることを特徴とする溶融炭酸塩燃
料電池用電解質板の製法 - （２）前記平均粒径が１０μｍと３μｍであり、この大
小粒径粉末の混合比が８：２〜６：４の範囲であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の溶融炭酸塩燃
料電池用電解質板の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62096451A JPS63261682A (ja) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | 溶融炭酸塩燃料電池用電解質板の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62096451A JPS63261682A (ja) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | 溶融炭酸塩燃料電池用電解質板の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63261682A true JPS63261682A (ja) | 1988-10-28 |
Family
ID=14165382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62096451A Pending JPS63261682A (ja) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | 溶融炭酸塩燃料電池用電解質板の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63261682A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0722039A (ja) * | 1993-06-29 | 1995-01-24 | Samsung Electron Co Ltd | 溶融炭酸塩燃料電池用マトリックス板及びその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61109261A (ja) * | 1984-11-01 | 1986-05-27 | Fuji Electric Co Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池の電解質板 |
-
1987
- 1987-04-20 JP JP62096451A patent/JPS63261682A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61109261A (ja) * | 1984-11-01 | 1986-05-27 | Fuji Electric Co Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池の電解質板 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0722039A (ja) * | 1993-06-29 | 1995-01-24 | Samsung Electron Co Ltd | 溶融炭酸塩燃料電池用マトリックス板及びその製造方法 |
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