JP3026263B1 - 金属端子付きガス拡散電極、その製造方法及びガス拡散電極の実装方法 - Google Patents
金属端子付きガス拡散電極、その製造方法及びガス拡散電極の実装方法Info
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- JP3026263B1 JP3026263B1 JP11037534A JP3753499A JP3026263B1 JP 3026263 B1 JP3026263 B1 JP 3026263B1 JP 11037534 A JP11037534 A JP 11037534A JP 3753499 A JP3753499 A JP 3753499A JP 3026263 B1 JP3026263 B1 JP 3026263B1
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Abstract
【要約】
【課題】 電解槽給電部とを強固に結合でき、電解槽に
容易に装着でき、装着後、長期に電解を行ってもその間
給電抵抗が低く、液漏れもほとんどない金属端子付きガ
ス拡散電極、その製造方法、及びガス拡散電極の実装方
法を提供する。 【解決手段】 ガス拡散電極と金属端子とを少なくても
一部を重ね合わせ、温度２００℃〜４００℃，プレス圧
５ｋｇ／ｃｍ2 以上の条件下でホットプレスすることに
より該金属端子が接合されたガス拡散電極。金属端子
は、銀、銀合金、金、白金、パラジウムからなる群から
選ばれる金属材、又はその選ばれた金属でニッケル又は
ニッケル基合金を被覆した金属材であるとよい。ガス拡
散電極を構成する部材である反応層シートとガス供給層
シートと集電体とを積層するとともに、一部に金属端子
も合わせて積層し、使用したフッ素樹脂の融点以上、４
００℃以下の温度、プレス圧５ｋｇ／ｃｍ2 以上の条件
下でホットプレスして製造。
容易に装着でき、装着後、長期に電解を行ってもその間
給電抵抗が低く、液漏れもほとんどない金属端子付きガ
ス拡散電極、その製造方法、及びガス拡散電極の実装方
法を提供する。 【解決手段】 ガス拡散電極と金属端子とを少なくても
一部を重ね合わせ、温度２００℃〜４００℃，プレス圧
５ｋｇ／ｃｍ2 以上の条件下でホットプレスすることに
より該金属端子が接合されたガス拡散電極。金属端子
は、銀、銀合金、金、白金、パラジウムからなる群から
選ばれる金属材、又はその選ばれた金属でニッケル又は
ニッケル基合金を被覆した金属材であるとよい。ガス拡
散電極を構成する部材である反応層シートとガス供給層
シートと集電体とを積層するとともに、一部に金属端子
も合わせて積層し、使用したフッ素樹脂の融点以上、４
００℃以下の温度、プレス圧５ｋｇ／ｃｍ2 以上の条件
下でホットプレスして製造。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属端子付きガス
拡散電極、その製造方法、及びガス拡散電極の実装方法
に関し、更に詳しくは、例えば食塩電解等に使用される
ガス拡散電極として、電極パンに容易に取り付けられ、
集電も容易である金属端子付きガス拡散電極、その製造
方法、及びガス拡散電極の実装方法に関する。
拡散電極、その製造方法、及びガス拡散電極の実装方法
に関し、更に詳しくは、例えば食塩電解等に使用される
ガス拡散電極として、電極パンに容易に取り付けられ、
集電も容易である金属端子付きガス拡散電極、その製造
方法、及びガス拡散電極の実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、食塩電解工業では酸素陰極にガス
拡散電極を使用する場合には、通常、電極への通電は、
ガス拡散電極から電極周囲に出してある金属網を陰極パ
ンに溶接し、シール剤で陰極からの漏れ止めをしてい
た。しかし、実用電解槽では１．２ｍ×２．４ｍほどの
大型化電極となると、ガス拡散電極の周囲からだけでは
十分な給電ができない。そのため、液圧をガス圧より大
きくして差圧で電極背面とガス室の金属多孔体との接触
抵抗を低下させる方法等が考えられている。
拡散電極を使用する場合には、通常、電極への通電は、
ガス拡散電極から電極周囲に出してある金属網を陰極パ
ンに溶接し、シール剤で陰極からの漏れ止めをしてい
た。しかし、実用電解槽では１．２ｍ×２．４ｍほどの
大型化電極となると、ガス拡散電極の周囲からだけでは
十分な給電ができない。そのため、液圧をガス圧より大
きくして差圧で電極背面とガス室の金属多孔体との接触
抵抗を低下させる方法等が考えられている。
【０００３】
【解決しようとする課題】しかし、長期間の運転では、
どうしても液漏れ等が起きる。液漏れが起きれば接触界
面の腐食、酸化膜の生成等で、接触抵抗が大きくなる欠
点がある。そこで、ガス拡散電極と電解槽給電部とを強
固に結合でき、且つ給電抵抗も低い、ガス拡散電極と電
解槽との接合方法の実現が望まれていた。そこで本発明
は、電解槽給電部とを強固に結合でき、電解槽に容易に
装着でき、装着後、長期に電解を行ってもその間給電抵
抗が低く、液漏れもほとんどない金属端子付きガス拡散
電極、その製造方法、及びガス拡散電極の実装方法を提
供することを課題とする。
どうしても液漏れ等が起きる。液漏れが起きれば接触界
面の腐食、酸化膜の生成等で、接触抵抗が大きくなる欠
点がある。そこで、ガス拡散電極と電解槽給電部とを強
固に結合でき、且つ給電抵抗も低い、ガス拡散電極と電
解槽との接合方法の実現が望まれていた。そこで本発明
は、電解槽給電部とを強固に結合でき、電解槽に容易に
装着でき、装着後、長期に電解を行ってもその間給電抵
抗が低く、液漏れもほとんどない金属端子付きガス拡散
電極、その製造方法、及びガス拡散電極の実装方法を提
供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、フッ素樹
脂を使用したガス拡散電極と金属端子との接続を強固に
かつ液漏れの問題がないようにする手段について種々研
究した結果、ガス拡散電極と薄板から作られた銀端子と
を接触させ、接触面に２００℃〜４００℃，５ｋｇ／ｃ
ｍ2 以上の条件で加温、加圧すると銀端子とガス拡散電
極とは強固に接合され、そのようなガス拡散電極を電解
槽で陰極に用いると、液漏れもほとんど無いことを見い
だすことにより本発明に到達した。
脂を使用したガス拡散電極と金属端子との接続を強固に
かつ液漏れの問題がないようにする手段について種々研
究した結果、ガス拡散電極と薄板から作られた銀端子と
を接触させ、接触面に２００℃〜４００℃，５ｋｇ／ｃ
ｍ2 以上の条件で加温、加圧すると銀端子とガス拡散電
極とは強固に接合され、そのようなガス拡散電極を電解
槽で陰極に用いると、液漏れもほとんど無いことを見い
だすことにより本発明に到達した。
【０００５】すなわち、本発明は上記目的を以下の手段
で前記の課題を解決した。 （１）ガス拡散電極と金属端子とを少なくても一部を重
ね合わせ、温度２００℃〜４００℃，プレス圧５ｋｇ／
ｃｍ2 以上の条件下でホットプレスすることにより該金
属端子が接合されたガス拡散電極。 （２）金属端子は、銀、銀合金、金、白金、パラジウム
からなる群から選ばれる金属材、又はその選ばれた金属
でニッケル又はニッケル基合金を被覆した金属材である
前記（１）記載のガス拡散電極。 （３）フッ素樹脂を使用したガス拡散電極を構成する部
材である反応層シートとガス供給層シートと集電体とを
積層するとともに、一部に金属端子も合わせて積層し、
前記フッ素樹脂の融点以上、４００℃以下の温度、プレ
ス圧５ｋｇ／ｃｍ2 以上の条件下でホットプレスするこ
とを特徴とする金属端子付きガス拡散電極の製造方法。 （４）前記（１）のガス拡散電極の金属端子を電解槽の
電極パンに固定し、通電部とすることを特徴とするガス
拡散電極の実装方法。
で前記の課題を解決した。 （１）ガス拡散電極と金属端子とを少なくても一部を重
ね合わせ、温度２００℃〜４００℃，プレス圧５ｋｇ／
ｃｍ2 以上の条件下でホットプレスすることにより該金
属端子が接合されたガス拡散電極。 （２）金属端子は、銀、銀合金、金、白金、パラジウム
からなる群から選ばれる金属材、又はその選ばれた金属
でニッケル又はニッケル基合金を被覆した金属材である
前記（１）記載のガス拡散電極。 （３）フッ素樹脂を使用したガス拡散電極を構成する部
材である反応層シートとガス供給層シートと集電体とを
積層するとともに、一部に金属端子も合わせて積層し、
前記フッ素樹脂の融点以上、４００℃以下の温度、プレ
ス圧５ｋｇ／ｃｍ2 以上の条件下でホットプレスするこ
とを特徴とする金属端子付きガス拡散電極の製造方法。 （４）前記（１）のガス拡散電極の金属端子を電解槽の
電極パンに固定し、通電部とすることを特徴とするガス
拡散電極の実装方法。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を説明す
るが、本発明はこれに限定されない。図１は、本発明の
ガス拡散電極の１例の断面図を示すものである。図に示
すように、集電体４である銀網と反応層２とガス供給層
３とを積層したガス拡散電極１を設け、その上の一角に
銀製円盤状の金属端子５（径１０ｍｍ、０．２ｍｍ厚）
を乗せ、２６０℃、重なったところの面圧を８０ｋｇ／
ｃｍ2 でホットプレスを行い、銀製円盤状の上記金属端
子５をガス拡散電極１に接合してある。図２は、ガス拡
散電極１に貫通穴６を開けて金属端子５をホットプレス
した例の断面図を示している。貫通穴６は、ガス拡散電
極１の所々に径５ｍｍの大きさのものを開け、そこに銀
円盤（金属端子５）を置き、同様にホットプレスしてい
る。金属端子５は、例えばガス拡散電極１を水平にして
その上側面に設けてもよく、下側面に設けてもよい。金
属端子５は必ずしも板状である必要はない。縁のある例
えばピン状でもよい（図９〜１１参照）。金属端子５の
形状は円形、長方形等任意に変えることができる。
るが、本発明はこれに限定されない。図１は、本発明の
ガス拡散電極の１例の断面図を示すものである。図に示
すように、集電体４である銀網と反応層２とガス供給層
３とを積層したガス拡散電極１を設け、その上の一角に
銀製円盤状の金属端子５（径１０ｍｍ、０．２ｍｍ厚）
を乗せ、２６０℃、重なったところの面圧を８０ｋｇ／
ｃｍ2 でホットプレスを行い、銀製円盤状の上記金属端
子５をガス拡散電極１に接合してある。図２は、ガス拡
散電極１に貫通穴６を開けて金属端子５をホットプレス
した例の断面図を示している。貫通穴６は、ガス拡散電
極１の所々に径５ｍｍの大きさのものを開け、そこに銀
円盤（金属端子５）を置き、同様にホットプレスしてい
る。金属端子５は、例えばガス拡散電極１を水平にして
その上側面に設けてもよく、下側面に設けてもよい。金
属端子５は必ずしも板状である必要はない。縁のある例
えばピン状でもよい（図９〜１１参照）。金属端子５の
形状は円形、長方形等任意に変えることができる。
【０００７】ガス拡散電極１の集電体４は銀網、銀多孔
体、銀メッキニッケル網、銀メッキニッケル多孔体等任
意に選択できる。金属端子５のガス拡散電極１と直接接
合する縁部は、例えば銀製であるとよいが、その縁部の
厚さは０．０５〜０．３ｍｍがよい。厚みがこの程度に
薄くフレキシブルであれば、変形しても壊れにくくてよ
い。素材は純銀が望ましいが、ホットプレス条件が高
温、高圧であれば、各種銀合金を用いることができる。
具体的には金、白金、パラジウム等の耐食性で展延性の
金属であれば使用できる。基材をニッケル等で形成し、
その上に銀メッキを施すか、又は銀ニッケルクラッド材
としてもよい。ガス拡散電極との接合面に、柔らかなで
プレス条件下で酸素を吸着しない金属が介在すれば、接
合が容易である。ホットプレスの条件は、ガス拡散電極
の構成材料として使用したフッ素樹脂の溶融点以上、４
００℃以下の温度で、例えば温度２００℃〜４００℃の
範囲が好適である。プレス温度が２００℃より低いと接
合力が小さく、４００℃より高いとＰＴＦＥの分解が始
まるので好ましくない。プレス圧力は、低いと接合力が
小さいので大きい方がよく、５ｋｇ／ｃｍ2 以上とす
る。実用的な圧力は２０ｋｇ／ｃｍ2 〜１００ｋｇ／ｃ
ｍ2 程度である。
体、銀メッキニッケル網、銀メッキニッケル多孔体等任
意に選択できる。金属端子５のガス拡散電極１と直接接
合する縁部は、例えば銀製であるとよいが、その縁部の
厚さは０．０５〜０．３ｍｍがよい。厚みがこの程度に
薄くフレキシブルであれば、変形しても壊れにくくてよ
い。素材は純銀が望ましいが、ホットプレス条件が高
温、高圧であれば、各種銀合金を用いることができる。
具体的には金、白金、パラジウム等の耐食性で展延性の
金属であれば使用できる。基材をニッケル等で形成し、
その上に銀メッキを施すか、又は銀ニッケルクラッド材
としてもよい。ガス拡散電極との接合面に、柔らかなで
プレス条件下で酸素を吸着しない金属が介在すれば、接
合が容易である。ホットプレスの条件は、ガス拡散電極
の構成材料として使用したフッ素樹脂の溶融点以上、４
００℃以下の温度で、例えば温度２００℃〜４００℃の
範囲が好適である。プレス温度が２００℃より低いと接
合力が小さく、４００℃より高いとＰＴＦＥの分解が始
まるので好ましくない。プレス圧力は、低いと接合力が
小さいので大きい方がよく、５ｋｇ／ｃｍ2 以上とす
る。実用的な圧力は２０ｋｇ／ｃｍ2 〜１００ｋｇ／ｃ
ｍ2 程度である。
【０００８】図３は、ガス拡散電極１の積層構造の間に
金属端子５の縁部７を挿入した例の断面図である。銀製
の金属端子５を縁部７のある凸型で設け、ガス拡散電極
１との接合は、ガス拡散電極１の積層構造の間に縁部を
挿入して行っている。銀端子はホットプレスの時にはさ
みこむ。図１の例では、ガス拡散電極１の表面に接合し
た例を示したが、図３のように、ガス拡散電極１の積層
素材と共にホットプレスしてもよい。前記縁部７はフラ
ンジと同様なものである。ガス拡散電極１に接合された
金属端子５は、電極パンにレーザー溶接、スポット溶接
又はねじ止めすることで強固に固定することができる。
金属端子５の縁部７を挿入した例の断面図である。銀製
の金属端子５を縁部７のある凸型で設け、ガス拡散電極
１との接合は、ガス拡散電極１の積層構造の間に縁部を
挿入して行っている。銀端子はホットプレスの時にはさ
みこむ。図１の例では、ガス拡散電極１の表面に接合し
た例を示したが、図３のように、ガス拡散電極１の積層
素材と共にホットプレスしてもよい。前記縁部７はフラ
ンジと同様なものである。ガス拡散電極１に接合された
金属端子５は、電極パンにレーザー溶接、スポット溶接
又はねじ止めすることで強固に固定することができる。
【０００９】図４は、ガス拡散電極１に貫通穴６を設け
てその外周全部を覆うようにはと目状の金属端子５を設
けた例を示す断面図である。図４に示すように、金属端
子５を設けた箇所は、ガス拡散電極１の肉厚方向に貫通
する貫通穴６を有し、金属端子５で穴部周囲をはと目状
に固めることで接合しており、この貫通穴６にボルトを
通しかつシール材でシールすることにより電極パンなど
の一部にねじ止めできる構造を形成している。この構造
ではガス拡散電極の貫通穴６に面する反応層及びガス供
給層の部分が金属端子５で完全に被覆されているので、
それらの部分から液が浸入する問題が生じない。
てその外周全部を覆うようにはと目状の金属端子５を設
けた例を示す断面図である。図４に示すように、金属端
子５を設けた箇所は、ガス拡散電極１の肉厚方向に貫通
する貫通穴６を有し、金属端子５で穴部周囲をはと目状
に固めることで接合しており、この貫通穴６にボルトを
通しかつシール材でシールすることにより電極パンなど
の一部にねじ止めできる構造を形成している。この構造
ではガス拡散電極の貫通穴６に面する反応層及びガス供
給層の部分が金属端子５で完全に被覆されているので、
それらの部分から液が浸入する問題が生じない。
【００１０】図５は、ガス拡散電極１に貫通穴６を設け
て金属端子５を設けた場合の第二の例を示す断面図であ
る。図５に示すように、金属端子５を設けた箇所は、ガ
ス拡散電極１の肉厚方向に貫通する貫通穴６を有すると
ともに、金属端子５は、貫通穴６の周囲を固め、さらに
ガス拡散電極１の裏表どちらか一方の面と同一の面に閉
塞板８を当て、貫通穴６を閉塞して底部９を形成してい
てもよい。接合上、ガス拡散電極１の裏面に設けること
が好ましい。貫通穴６の底部９は、電極パン１０に支持
リブ１１を設け、その支持リブ１１にレーザー溶接ある
いはスポット溶接１３をするとよい。なお、電極パン１
０は給電リブ１２上に溶接するのが望ましい。
て金属端子５を設けた場合の第二の例を示す断面図であ
る。図５に示すように、金属端子５を設けた箇所は、ガ
ス拡散電極１の肉厚方向に貫通する貫通穴６を有すると
ともに、金属端子５は、貫通穴６の周囲を固め、さらに
ガス拡散電極１の裏表どちらか一方の面と同一の面に閉
塞板８を当て、貫通穴６を閉塞して底部９を形成してい
てもよい。接合上、ガス拡散電極１の裏面に設けること
が好ましい。貫通穴６の底部９は、電極パン１０に支持
リブ１１を設け、その支持リブ１１にレーザー溶接ある
いはスポット溶接１３をするとよい。なお、電極パン１
０は給電リブ１２上に溶接するのが望ましい。
【００１１】図６は、ガス拡散電極１と、金属端子５ａ
〜ｃとの各種の接合方法のうちの三例を示す断面図であ
る。給電リブ１２で陰極パン（電極パン１０）を支え、
陰極パンの上に平面的にガス室多孔体１４を並べ、隣接
するガス室多孔体１４の相互間には支持リブ１１を陰極
パン１０の上で配してある。金属端子５ａは、これをガ
ス拡散電極１の上面に設け、支持リブ１１と接合してい
る。連結金属端子５ｂは、これをガス拡散電極１の裏面
に設け、支持リブ１１にレーザー溶接１３で接合してい
る。金属端子５ｃは、これをガス拡散電極１の積層構造
の間に介装し、支持リブ１１に付け合わせ溶接してい
る。
〜ｃとの各種の接合方法のうちの三例を示す断面図であ
る。給電リブ１２で陰極パン（電極パン１０）を支え、
陰極パンの上に平面的にガス室多孔体１４を並べ、隣接
するガス室多孔体１４の相互間には支持リブ１１を陰極
パン１０の上で配してある。金属端子５ａは、これをガ
ス拡散電極１の上面に設け、支持リブ１１と接合してい
る。連結金属端子５ｂは、これをガス拡散電極１の裏面
に設け、支持リブ１１にレーザー溶接１３で接合してい
る。金属端子５ｃは、これをガス拡散電極１の積層構造
の間に介装し、支持リブ１１に付け合わせ溶接してい
る。
【００１２】図７は、ガス拡散電極１と、金属端子５と
の接合方法のうちの第四の例を示す断面図である。一般
に、陰極パン（電極パン１０）とガス拡散電極１とを連
結する際、陰極パンとガス拡散電極１との間は１ｍｍ程
度のガス室空間１５を設けるとよい。ガス拡散電極１
は、例えば銀メッキ発泡ニッケル体を使用した反応層２
とガス供給層３との積層体で形成する。ガス拡散電極１
に、所々貫通穴６を設け、当該貫通穴６に凸型に形成し
た金属端子５を埋設する。金属端子５は、上端と中段と
に、２ｍｍ程度の幅広の縁部７を上下に有する有底の筒
状体１６で設け、深さは上記積層体の厚み分を約１ｍｍ
程度上回る程度とする。貫通穴６の肉厚を金属端子５の
上下２段の縁で挟み、上端面をガス拡散電極１の上面と
そろえて金属端子５を埋設し、接合する。さらに、金属
端子５の底面外側を陰極パンにレーザー溶接又は抵抗溶
接する。有底の筒状体１６底部をレーザー溶接、抵抗溶
接する際は、当て金をするとよい。
の接合方法のうちの第四の例を示す断面図である。一般
に、陰極パン（電極パン１０）とガス拡散電極１とを連
結する際、陰極パンとガス拡散電極１との間は１ｍｍ程
度のガス室空間１５を設けるとよい。ガス拡散電極１
は、例えば銀メッキ発泡ニッケル体を使用した反応層２
とガス供給層３との積層体で形成する。ガス拡散電極１
に、所々貫通穴６を設け、当該貫通穴６に凸型に形成し
た金属端子５を埋設する。金属端子５は、上端と中段と
に、２ｍｍ程度の幅広の縁部７を上下に有する有底の筒
状体１６で設け、深さは上記積層体の厚み分を約１ｍｍ
程度上回る程度とする。貫通穴６の肉厚を金属端子５の
上下２段の縁で挟み、上端面をガス拡散電極１の上面と
そろえて金属端子５を埋設し、接合する。さらに、金属
端子５の底面外側を陰極パンにレーザー溶接又は抵抗溶
接する。有底の筒状体１６底部をレーザー溶接、抵抗溶
接する際は、当て金をするとよい。
【００１３】図８は、有底の筒状に設けた金属端子５の
一例を示す断面図である。上端の縁部７は、銀厚０．２
ｍｍ〜０．１ｍｍがよい。図９〜１１は、板状の部材に
ピン部を接合してなる金属端子５の例である。図９は、
板状の部材の片側面からピン部１７を突設している。ピ
ン部１７は中空でも無垢でもよい。図１０は、ピン部１
７の途中に板状の縁材７を鍔状に設けてある。図１１で
は、釘状のピン部１７を設けている。釘状のピン部１７
は、抵抗溶接する場合に適している。
一例を示す断面図である。上端の縁部７は、銀厚０．２
ｍｍ〜０．１ｍｍがよい。図９〜１１は、板状の部材に
ピン部を接合してなる金属端子５の例である。図９は、
板状の部材の片側面からピン部１７を突設している。ピ
ン部１７は中空でも無垢でもよい。図１０は、ピン部１
７の途中に板状の縁材７を鍔状に設けてある。図１１で
は、釘状のピン部１７を設けている。釘状のピン部１７
は、抵抗溶接する場合に適している。
【００１４】
【実施例】以下、実施例を示すが本発明はこれに限定さ
れない。 実施例１ ４％トライトン（界面活性剤）２００部に、疎水性カー
ボンブラック（デンカブラック、平均粒径３９０Å、電
気化学工業社製）２部を添加し、撹拌して分散する。こ
のカーボンブラック分散液を水で冷却しながら超音波分
散機（ブランソン製、５００Ｗ）で５分間分散させた。
その結果、平均粒子径は１．６ミクロンとなった。この
分散液に銀コロイド（田中貴金属社製試作品、平均粒径
０．１ミクロン）１０部（重量）を加え、撹拌混合す
る。更に、ＰＴＦＥディスパージョンＤ−１（平均粒径
０．３ミクロン、ダイキン工業社製）１．５部を加え、
撹拌混合する。この分散液にイソプロピルアルコールを
３００部加えて自己組織化させ、ろ過する事で反応層原
料とする。
れない。 実施例１ ４％トライトン（界面活性剤）２００部に、疎水性カー
ボンブラック（デンカブラック、平均粒径３９０Å、電
気化学工業社製）２部を添加し、撹拌して分散する。こ
のカーボンブラック分散液を水で冷却しながら超音波分
散機（ブランソン製、５００Ｗ）で５分間分散させた。
その結果、平均粒子径は１．６ミクロンとなった。この
分散液に銀コロイド（田中貴金属社製試作品、平均粒径
０．１ミクロン）１０部（重量）を加え、撹拌混合す
る。更に、ＰＴＦＥディスパージョンＤ−１（平均粒径
０．３ミクロン、ダイキン工業社製）１．５部を加え、
撹拌混合する。この分散液にイソプロピルアルコールを
３００部加えて自己組織化させ、ろ過する事で反応層原
料とする。
【００１５】ロール法で反応層とガス供給層が積層され
たシートを製造し、８０℃で３時間乾燥、界面活性剤を
エタノール抽出装置で除去し、８０℃で５時間、乾燥し
て反応層ガス拡散層接合シートを得た。この反応層ガス
拡散層接合シートを３１ｃｍ×１２１ｃｍの長方形にカ
ットした。疎水性カーボンブラックとＰＴＦＥ（４０
％）から同様に作成したガス供給層シートも同じ大きさ
にカットする。線径０．１ｍｍ、５０メッシュの銀網を
３２ｃｍ×１２２ｃｍの長方形にカットする。銀網、前
記接合シート、ガス供給層シートの順で重ね、５０ｋｇ
／ｃｍ2 で３５０℃、６０秒間プレスする事で電極を得
た。ガス拡散電極の周囲の銀網を反応層側に折り曲げて
おく。作成したガス拡散電極板に縦５ｃｍ、横５ｃｍ毎
に５ｍｍ径の穴を開け、０．２ｍｍ厚、径１ｃｍの凸型
銀端子を穴に差し込み並べた。
たシートを製造し、８０℃で３時間乾燥、界面活性剤を
エタノール抽出装置で除去し、８０℃で５時間、乾燥し
て反応層ガス拡散層接合シートを得た。この反応層ガス
拡散層接合シートを３１ｃｍ×１２１ｃｍの長方形にカ
ットした。疎水性カーボンブラックとＰＴＦＥ（４０
％）から同様に作成したガス供給層シートも同じ大きさ
にカットする。線径０．１ｍｍ、５０メッシュの銀網を
３２ｃｍ×１２２ｃｍの長方形にカットする。銀網、前
記接合シート、ガス供給層シートの順で重ね、５０ｋｇ
／ｃｍ2 で３５０℃、６０秒間プレスする事で電極を得
た。ガス拡散電極の周囲の銀網を反応層側に折り曲げて
おく。作成したガス拡散電極板に縦５ｃｍ、横５ｃｍ毎
に５ｍｍ径の穴を開け、０．２ｍｍ厚、径１ｃｍの凸型
銀端子を穴に差し込み並べた。
【００１６】０．２ｍｍ厚、幅１ｃｍの銀ベルトで内側
が３０ｃｍ×１２０ｃｍとなる銀枠を作成しておき、上
記ガス拡散電極と銀枠を重ね、圧力５０ｋｇ／ｃｍ2 、
温度３００℃でホットプレスを行い、銀枠付きで銀端子
付きガス拡散電極を得た。次に、電極パンに周囲の銀枠
とそれぞれの銀端子をレーザー溶接する事でガス拡散電
極板を電極パンに接合した。より大きな電極とする場合
にはこの電極を並べて、電極パンに溶接すればよい。こ
の電極接合体は液漏れが無く安定して電解ができること
が確認できた。この電極接合体を酸素陰極として用いて
食塩電解を行った。９０℃、３２％ＮａＯＨ、３０Ａ／
ｄｍ2 で１．９８Ｖの電解槽電圧が得られた。
が３０ｃｍ×１２０ｃｍとなる銀枠を作成しておき、上
記ガス拡散電極と銀枠を重ね、圧力５０ｋｇ／ｃｍ2 、
温度３００℃でホットプレスを行い、銀枠付きで銀端子
付きガス拡散電極を得た。次に、電極パンに周囲の銀枠
とそれぞれの銀端子をレーザー溶接する事でガス拡散電
極板を電極パンに接合した。より大きな電極とする場合
にはこの電極を並べて、電極パンに溶接すればよい。こ
の電極接合体は液漏れが無く安定して電解ができること
が確認できた。この電極接合体を酸素陰極として用いて
食塩電解を行った。９０℃、３２％ＮａＯＨ、３０Ａ／
ｄｍ2 で１．９８Ｖの電解槽電圧が得られた。
【００１７】実施例２ 実施例１ではガス拡散電極をホットプレスした後、銀板
と接合したが、反応層ガス拡散層接合シートと銀端子、
銀網、ガス供給層シートの順で重ね合わせ、５０ｋｇ／
ｃｍ2 で３５０℃、６０秒間プレスする事で銀端子付き
ガス拡散電極板を得た。 実施例３ 実施例１と同様な反応層原料を銀メッキニッケル発泡体
に充填して反応層シートを作製した。ガス供給層シート
を用い、これらのシートの間に銀網と共に図７に示す様
に０．１ｍｍ厚３ｍｍ幅の縁部を持った銀端子を挟み込
み、５０ｋｇ／ｃｍ2 で３５０℃、６０秒間プレスする
事で銀端子付きガス拡散電極を得た。銀端子の凸部と電
極パンをレーザー溶接すると強固に接合され、電極もし
っかりしているのでガス室の多孔体は必要なかった。
と接合したが、反応層ガス拡散層接合シートと銀端子、
銀網、ガス供給層シートの順で重ね合わせ、５０ｋｇ／
ｃｍ2 で３５０℃、６０秒間プレスする事で銀端子付き
ガス拡散電極板を得た。 実施例３ 実施例１と同様な反応層原料を銀メッキニッケル発泡体
に充填して反応層シートを作製した。ガス供給層シート
を用い、これらのシートの間に銀網と共に図７に示す様
に０．１ｍｍ厚３ｍｍ幅の縁部を持った銀端子を挟み込
み、５０ｋｇ／ｃｍ2 で３５０℃、６０秒間プレスする
事で銀端子付きガス拡散電極を得た。銀端子の凸部と電
極パンをレーザー溶接すると強固に接合され、電極もし
っかりしているのでガス室の多孔体は必要なかった。
【００１８】実施例１〜３は、いずれもガス拡散電極と
銀端子とを電極パンに、液漏れ、ガス漏れ無く強固に接
合できた。電極パン、給電体とガス拡散電極との接合
は、銀端子を介して行うことが可能となった。電極パン
又は電解槽に接合された銀端子は、給電体との間でレー
ザー溶接、抵抗圧着、かしめ等で接合できる。電解槽に
装着し、電解を長期に渡って行っても給電抵抗が低く、
液漏れのない非常に安定な酸素陰極が得られた。
銀端子とを電極パンに、液漏れ、ガス漏れ無く強固に接
合できた。電極パン、給電体とガス拡散電極との接合
は、銀端子を介して行うことが可能となった。電極パン
又は電解槽に接合された銀端子は、給電体との間でレー
ザー溶接、抵抗圧着、かしめ等で接合できる。電解槽に
装着し、電解を長期に渡って行っても給電抵抗が低く、
液漏れのない非常に安定な酸素陰極が得られた。
【００１９】
【発明の効果】本発明の金属端子付きガス拡散電極は、
上記のような構成でなるから、ガス拡散電極と金属端子
との接合が強固であり、かつその金属端子の設置箇所も
多くすることができ、導電性も良好となり、かつその金
属端子を介して電極パンなどに強固に接続することがで
き、その接続手段も種々あるので電解槽などに容易に装
着でき、装着後、長期に電解を行ってもその間給電抵抗
が低く、液漏れもない安定な酸素陰極などが得られる。
金属端子は多数設けることができるので集電も容易であ
る。その製造方法も簡単な手段であり、容易に行うこと
ができ、前記した金属端子との接合が強固なガス拡散電
極が得られる。ガス拡散電極の実装方法では、電解槽な
どに容易に装着することができる。
上記のような構成でなるから、ガス拡散電極と金属端子
との接合が強固であり、かつその金属端子の設置箇所も
多くすることができ、導電性も良好となり、かつその金
属端子を介して電極パンなどに強固に接続することがで
き、その接続手段も種々あるので電解槽などに容易に装
着でき、装着後、長期に電解を行ってもその間給電抵抗
が低く、液漏れもない安定な酸素陰極などが得られる。
金属端子は多数設けることができるので集電も容易であ
る。その製造方法も簡単な手段であり、容易に行うこと
ができ、前記した金属端子との接合が強固なガス拡散電
極が得られる。ガス拡散電極の実装方法では、電解槽な
どに容易に装着することができる。
【図１】本発明のガス拡散電極の１例の断面図を示す。
【図２】ガス拡散電極に貫通穴を開けて金属端子をホッ
トプレスした例の断面図を示す。
トプレスした例の断面図を示す。
【図３】ガス拡散電極の積層構造の間に金属端子の縁部
を挿入した例の断面図を示す。
を挿入した例の断面図を示す。
【図４】ガス拡散電極に貫通穴を設けてその外周全部を
覆うようにはと目状の金属端子を設けた例の断面図を示
す。
覆うようにはと目状の金属端子を設けた例の断面図を示
す。
【図５】ガス拡散電極に貫通穴を設けて金属端子を設け
た場合の第二の例の断面図を示す。
た場合の第二の例の断面図を示す。
【図６】ガス拡散電極と金属端子との各種の接合方法の
うちの第三の例の断面図を示す。
うちの第三の例の断面図を示す。
【図７】ガス拡散電極と金属端子との接合方法のうちの
第四の例（有底の筒体で設けた金属端子を用いた場合）
の断面図を示す。
第四の例（有底の筒体で設けた金属端子を用いた場合）
の断面図を示す。
【図８】縁部を有する有底の筒体からなる金属端子の断
面図を示す。
面図を示す。
【図９】ピン部を有する金属端子の一例の断面図を示
す。
す。
【図１０】先端が尖ったピン部を有する金属端子の一例
の断面図を示す。
の断面図を示す。
【図１１】途中に鍔が付いているピン部を有する金属端
子の一例の断面図を示す。
子の一例の断面図を示す。
１ ガス拡散電極板 ２ 反応層 ３ ガス供給層 ４ 集電体 ５ 金属端子 ６ 貫通穴 ７ 縁部 ８ 閉鎖板 ９ 底部 １０ 電極パン １１ 支持リブ １２ 給電リブ １３ 溶接部 １４ ガス室多孔体 １５ ガス室空間部 １６ 円筒状部 １７ ピン部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古屋 長一 山梨県甲府市中村町２−14 (56)参考文献 特開 平７−207482（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−30784（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C25B 1/00 - 15/08
Claims (4)
- 【請求項１】 ガス拡散電極と金属端子とを少なくても
一部を重ね合わせ、温度２００℃〜４００℃，プレス圧
５ｋｇ／ｃｍ2 以上の条件下でホットプレスすることに
より該金属端子が接合されたガス拡散電極。 - 【請求項２】 金属端子は、銀、銀合金、金、白金、パ
ラジウムからなる群から選ばれる金属材、又はその選ば
れた金属でニッケル又はニッケル基合金を被覆した金属
材である請求項１記載のガス拡散電極。 - 【請求項３】 フッ素樹脂を使用したガス拡散電極を構
成する部材である反応層シートとガス供給層シートと集
電体とを積層するとともに、一部に金属端子も合わせて
積層し、前記フッ素樹脂の融点以上、４００℃以下の温
度、プレス圧５ｋｇ／ｃｍ2 以上の条件下でホットプレ
スすることを特徴とする金属端子付きガス拡散電極の製
造方法。 - 【請求項４】 請求項１のガス拡散電極の金属端子を電
解槽の電極パンに固定し、通電部とすることを特徴とす
るガス拡散電極の実装方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11037534A JP3026263B1 (ja) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | 金属端子付きガス拡散電極、その製造方法及びガス拡散電極の実装方法 |
| EP00103148A EP1029946A3 (en) | 1999-02-16 | 2000-02-16 | Gas diffusion electrode assemblies and process for producing the same |
| CNB001026186A CN1148468C (zh) | 1999-02-16 | 2000-02-16 | 气体扩散电极组件及其生产方法 |
| CN200410028614.7A CN1702198B (zh) | 1999-02-16 | 2000-02-16 | 气体扩散电极组件及其生产方法 |
| US09/504,866 US6399236B1 (en) | 1999-02-16 | 2000-02-16 | Gas diffusion electrode assemblies and processes for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11037534A JP3026263B1 (ja) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | 金属端子付きガス拡散電極、その製造方法及びガス拡散電極の実装方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3026263B1 true JP3026263B1 (ja) | 2000-03-27 |
| JP2000239877A JP2000239877A (ja) | 2000-09-05 |
Family
ID=12500202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11037534A Expired - Fee Related JP3026263B1 (ja) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | 金属端子付きガス拡散電極、その製造方法及びガス拡散電極の実装方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3026263B1 (ja) |
| CN (1) | CN1702198B (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5031336B2 (ja) | 2006-11-21 | 2012-09-19 | ペルメレック電極株式会社 | 食塩電解用酸素ガス拡散陰極 |
| DE102010054159A1 (de) * | 2010-12-10 | 2012-06-14 | Bayer Materialscience Aktiengesellschaft | Verfahren zum Einbau von Sauerstoffverzehrelektroden in elektrochemischen Zellen und elektrochemische Ze lle |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5456813A (en) * | 1993-01-26 | 1995-10-10 | Societe Anonyme: Saft | Method of joining a metal connection tab to an electro-chemical cell electrode having a foam-type support, and an electrode obtained by the method |
| JP3628756B2 (ja) * | 1995-04-28 | 2005-03-16 | ペルメレック電極株式会社 | ガス拡散電極 |
-
1999
- 1999-02-16 JP JP11037534A patent/JP3026263B1/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-02-16 CN CN200410028614.7A patent/CN1702198B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1702198B (zh) | 2012-07-25 |
| CN1702198A (zh) | 2005-11-30 |
| JP2000239877A (ja) | 2000-09-05 |
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