JP3275336B2 - Method for manufacturing positive electrode of zinc bromine battery - Google Patents

Method for manufacturing positive electrode of zinc bromine battery

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JP3275336B2
JP3275336B2 JP34054691A JP34054691A JP3275336B2 JP 3275336 B2 JP3275336 B2 JP 3275336B2 JP 34054691 A JP34054691 A JP 34054691A JP 34054691 A JP34054691 A JP 34054691A JP 3275336 B2 JP3275336 B2 JP 3275336B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は亜鉛臭素電池の正極電極
の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for producing a positive electrode of a zinc bromine battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】亜鉛臭素電池は正極活物質に臭素、負極
活物質に亜鉛を用いた2次電池である。電力需要の昼と
夜のアンバランスを解消させるために夜間の余剰電力を
電池に貯蔵し、需要の多い昼間に放出するピークカット
用の電池である。現在は電力貯蔵用として大容量の電池
が開発されている。この電池の化学反応は、 充電時……正極:2Br-→Br2+2e-,負極:Zn
+++2e-→Zn 放電時……正極:2Br-←Br2+2e-,負極:Zn
+++2e-←Zn で表される。
2. Description of the Related Art A zinc bromine battery is a secondary battery using bromine as a positive electrode active material and zinc as a negative electrode active material. It is a peak-cut battery that stores excess power during the night to release the imbalance between power demand during the day and night, and discharges the power during the daytime when demand is high. At present, large capacity batteries are being developed for power storage. The chemical reaction of this battery is as follows: during charging: positive electrode: 2Br → Br 2 + 2e , negative electrode: Zn
++ + 2e → Zn Discharge… Positive electrode: 2Br ← Br 2 + 2e , Negative electrode: Zn
++ + 2e ← Zn.

【0003】電極の材料としては、ポリエチレンをバイ
ンダーとして導電性を与えるためにカーボンブラック、
グラファイトをそれぞれ約6:3:1に混合したカーボ
ンプラスチック電極が用いられる。また正極表面は臭素
の反応過電圧を減少させるためにカーボンクロスを熱融
着させて用いる。電解液は電池本体と別置きにし、充放
電時にポンプで循環させる。正極で発生した臭素は電解
液に添加した臭素錯化剤(四級アミン)と反応しオイル
状の沈澱物となりタンクへ戻され、放電時はポンプでセ
ル内へ送り込み還元される。電解液の成分は、ZnBr
2に液の抵抗を下げるためにNH4Cl等の塩を添加し、
さらに負極亜鉛のデンドライトを防止して均一な電着を
促進させる為のPb、Sn、四級アンモニウム塩類、臭
素錯化剤である(3mol/l ZnBr2+2mol
NH4Cl+1mol/l Br)。正極と負極の間に
はセパレータを用い、正極で発生した臭素が負極へ拡散
し亜鉛が自己放電するのを抑制している。
[0003] As a material for the electrode, carbon black is used to impart conductivity using polyethylene as a binder.
A carbon plastic electrode in which graphite is mixed at about 6: 3: 1 is used. The surface of the positive electrode is formed by heat-sealing carbon cloth to reduce the reaction overvoltage of bromine. The electrolyte is placed separately from the battery body and circulated by a pump during charging and discharging. Bromine generated at the positive electrode reacts with a bromine complexing agent (quaternary amine) added to the electrolytic solution to form an oily precipitate, which is returned to the tank. At the time of discharging, the bromine is pumped into the cell and reduced. The component of the electrolyte is ZnBr
Add a salt such as NH 4 Cl to reduce the resistance of the solution to 2 ,
Pb, Sn, quaternary ammonium salts, and a bromine complexing agent for preventing dendrite of the negative electrode zinc and promoting uniform electrodeposition (3 mol / l ZnBr 2 +2 mol)
NH 4 Cl + 1mol / l Br ). A separator is used between the positive electrode and the negative electrode to prevent bromine generated in the positive electrode from diffusing into the negative electrode and causing self-discharge of zinc.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本電池の正極では臭素
の酸化、還元反応が行われるが、非常に反応過電圧が大
きく電池の電圧損失を大きくしている。この為にカーボ
ンクロス(例えばフェノール系の炭素繊維シート)を電
極表面に熱融着させている。しかしこのカーボンクロス
は非常にコストが高く、商品化を考えた場合は使用が難
しい。そこで不織布にポリビニルアルコール(PVA)
を用いてカーボンファイバーを含浸させ、それを電極に
融着させる方法が考案されている。しかし不織布とカー
ボンファイバーは親和性が無い為に含浸しにくく、その
ため電極との接触抵抗が高く、とくに高電流密度での特
性が悪かった。そこで新たに接触性を良くし電池特性を
向上させる必要がでてきた。
In the positive electrode of the present battery, oxidation and reduction reactions of bromine are carried out. However, the reaction overvoltage is very large and the voltage loss of the battery is large. For this purpose, a carbon cloth (for example, a phenol-based carbon fiber sheet) is thermally fused to the electrode surface. However, this carbon cloth is very expensive, and is difficult to use when considering commercialization. Therefore, polyvinyl alcohol (PVA)
A method has been devised in which carbon fibers are impregnated with the use of a carbon fiber and fused to an electrode. However, the non-woven fabric and the carbon fiber do not have good affinity and are hardly impregnated. Therefore, the contact resistance with the electrode is high, and the characteristics at high current density are particularly poor. Therefore, it is necessary to newly improve the contact property and improve the battery characteristics.

【0005】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、電極製造の低コスト化および電池性能の向
上を図った亜鉛臭素電池の正極電極の製造方法を提供す
ることにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a positive electrode of a zinc bromine battery, which aims at reducing the cost of manufacturing the electrode and improving the battery performance.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、 (1)導電性カーボンブラックの水分散液にカーボンフ
ァイバーを20〜30g/l添加して室温で撹拌せし
め、ポリエチレン製ネットを前記液中に10〜20秒含
浸させた後80〜100℃の温度で10〜20分乾燥さ
せ、該ポリエチレン製ネットをヒートプレス又はラミネ
ーションによりカーボンプラスチック電極の表面に融着
させることを特徴とし、 (2)にかわを含む墨汁の混合割合は、該墨汁と導電性
カーボンブラック水分散液とを体積比2:1以下で混合
した液中にカーボンファイバーを50〜70g/l添加
して撹拌せしめ、ポリエチレン製ネットを前記液中に含
浸せさた後100℃の温度で5分乾燥させ、該ポリエチ
レン製ネットをヒートプレス又はラミネーションにより
カーボンプラスチック電極の表面に融着させることを特
徴としている。
According to the present invention, there is provided (1) a method in which 20 to 30 g / l of carbon fiber is added to an aqueous dispersion of conductive carbon black, the mixture is stirred at room temperature, and a polyethylene net is added to the liquid. After impregnating for 10 to 20 seconds and drying at a temperature of 80 to 100 ° C. for 10 to 20 minutes, the polyethylene net is fused to the surface of the carbon plastic electrode by heat press or lamination. The mixing ratio of the ink containing the ink is determined by adding 50 to 70 g / l of carbon fiber to a liquid obtained by mixing the ink and the aqueous dispersion of the conductive carbon black at a volume ratio of 2: 1 or less and stirring the mixture. After impregnating in the liquid, it is dried at a temperature of 100 ° C. for 5 minutes, and the polyethylene net is carbohydrated by heat press or lamination. It is characterized by fusing the surface of the plastic electrode.

【0007】[0007]

【作用】導電性カーボンブラックの水分散液は、導電性
に優れたカーボンブラック、例えばケッチェンブラック
EC(ライオン(株))等を均一に分散させた水分散液
である。水分散されるカーボンブラックはアニオン系、
カチオン系、ノニオン系の何れでも使用することができ
る。
The aqueous dispersion of conductive carbon black is an aqueous dispersion in which carbon black having excellent conductivity, for example, Ketjen Black EC (Lion Corporation) is uniformly dispersed. Carbon black dispersed in water is anionic,
Either a cationic type or a nonionic type can be used.

【0008】カーボンブラックの水分散液を使用するの
は、液の粘度を上げカーボンファイバーの分散性を向上
するためである。カーボンブラック水分散液の粘度は、
従って900〜300cpのものがよい。
The use of the aqueous dispersion of carbon black is for increasing the viscosity of the liquid and improving the dispersibility of the carbon fiber. The viscosity of the aqueous dispersion of carbon black is
Therefore, those having 900 to 300 cp are preferable.

【0009】カーボンブラックの水分散液に添加するカ
ーボンファイバーは、使用するネットへの付着性を均一
にするためネットの目の中を通り抜けることができるも
のがよく、ネットの目の寸法の1/4〜1/6の長さの
ものがよく、一般的には市販の0.1〜0.7mmのも
のを使用することができる。0.1mm以下になるとネ
ットへの付着性が悪くなり、また0.7mm以上では水
分散液への分散性が悪くなるからである。
The carbon fiber to be added to the aqueous dispersion of carbon black is preferably one that can pass through the eyes of the net in order to make the adhesion to the net to be used uniform, and is one-half the size of the eyes of the net. Those having a length of 4 to 1/6 are preferred, and generally commercially available ones having a length of 0.1 to 0.7 mm can be used. If the thickness is less than 0.1 mm, the adhesion to the net will be poor, and if it is more than 0.7 mm, the dispersibility in the aqueous dispersion will be poor.

【0010】又同様な理由で添加量は、20〜30g/
lである。このような水分散液によって、ネットに10
0〜150g/m2のカーボンファイバーを付着するこ
とができる。
For the same reason, the addition amount is 20 to 30 g /
l. With such an aqueous dispersion, 10
0 to 150 g / m 2 of carbon fiber can be attached.

【0011】導電性カーボンブラックの水分散液は、市
販の墨汁を混合して用いることができる。墨汁の混合に
より、墨汁中のにかわの作用によりカーボンプラスチッ
クにラミネートした後のカーボンの電極からの脱落を防
止することができる。墨汁の混合割合は、墨汁と導電性
カーボンブラック水分散液と体積比で2:1以下であ
る。墨汁の混合割合が2:1以上になると電極の過電圧
が高くなるからである。
The aqueous dispersion of conductive carbon black can be used by mixing commercially available ink. By mixing the ink, it is possible to prevent carbon from falling off the electrode after lamination on carbon plastic due to the action of glue in the ink. The mixing ratio of the ink is 2: 1 or less in volume ratio between the ink and the conductive carbon black aqueous dispersion. This is because when the mixing ratio of the ink becomes 2: 1 or more, the overvoltage of the electrode increases.

【0012】なお、導電性カーボンブラックの水分散液
と墨汁を混合して使用する場合にはカーボンファイバー
は30g/l以上で50〜70g/lまで加えることが
できる。
When an aqueous dispersion of conductive carbon black and ink are mixed and used, carbon fiber can be added in an amount of from 30 g / l to 50 to 70 g / l.

【0013】[0013]

【実施例】【Example】

実施例1 以下、図面を参照しながら請求項1に記載の発明の一実
施例を説明する。本発明では不織布のかわりに目の間隔
の大きいポリエチレン製ネットを用い、このネットの両
側にカーボンファイバーを付着させる方法を検討した。
使用したネットはタキロン製N−3である。カーボンフ
ァイバーの分散性を良くするためには、液の粘度を高め
る必要がある。この粘度を増加させるものも導電性が必
要である。そこでカーボンブラックにカーボンファイバ
ーを添加することで粘度を増加させた。
Embodiment 1 Hereinafter, an embodiment of the invention described in claim 1 will be described with reference to the drawings. In the present invention, a method of attaching a carbon fiber to both sides of the net using a polyethylene net having a large eye gap instead of the nonwoven fabric was studied.
The net used was Takiron N-3. In order to improve the dispersibility of the carbon fiber, it is necessary to increase the viscosity of the liquid. Those that increase the viscosity also need conductivity. Therefore, the viscosity was increased by adding carbon fiber to carbon black.

【0014】使用したカーボンブラック水分散液はライ
オン(株)製でW−310A、W−311N、W−37
0Cである。このカーボンブラック水分散液の液にカー
ボンファイバー(ドナカーボS−242大日本インキ
製)を0〜30gまで変化させ添加した。カーボンファ
イバーの平均糸系は13μmである。
The aqueous carbon black dispersion used was W-310A, W-311N, or W-37 manufactured by Lion Corporation.
0C. Carbon fiber (Donacarbo S-242, manufactured by Dainippon Ink) was changed to 0 to 30 g and added to the aqueous solution of carbon black. The average fiber system of the carbon fibers is 13 μm.

【0015】そしてこの中にポリエチレン製ネットを含
浸させ、液を多少撹拌させ10〜20秒後取り出し、1
00℃の乾燥器に20分入れた。このネットをヒートプ
レスで電極を得た。
Then, a polyethylene net is impregnated therein, and the liquid is slightly agitated and taken out after 10 to 20 seconds.
Placed in a 00 ° C. oven for 20 minutes. This net was heat-pressed to obtain an electrode.

【0016】カーボンファイバーの長さを0.1,0.
3,0.7m/mと変化させたが、0.7m/mでは分
散性が悪く0.1m/mではネットへの付着性が悪い。
このため0.3m/mが最適である。
The length of the carbon fiber is set to 0.1, 0.
Although it was changed to 3,0.7 m / m, the dispersibility was poor at 0.7 m / m, and the adhesion to the net was poor at 0.1 m / m.
For this reason, 0.3 m / m is optimal.

【0017】カーボンファイバーの添加量は30g/l
以上になるとカーボンファイバーが凝集してしまい、2
0g以下だとネットの網目を埋めることができない。よ
って20〜30g/lの間が好ましい。
The amount of carbon fiber added is 30 g / l
Above this, the carbon fiber aggregates and 2
If it is less than 0 g, the net mesh cannot be filled. Therefore, it is preferably between 20 and 30 g / l.

【0018】図1に上記のカーボンファイバー+カーボ
ンブラック水分散液を用いて作った活性ネットを示す。
図1(a)は付着の少ない場合、図1(b)は良く付着
した場合を示している。尚カーボンファイバーの付着量
は100〜150g/m2である。
FIG. 1 shows an active net prepared by using the above-mentioned aqueous dispersion of carbon fiber and carbon black.
FIG. 1 (a) shows the case where the adhesion is small, and FIG. 1 (b) shows the case where the adhesion is good. The amount of carbon fiber attached is 100 to 150 g / m 2 .

【0019】また図2に3mol/lZnBr2+0.
1molBr2の液で走査速度10mA/secなる条
件で行ったサイクリックボルタンメトリー(電圧電流法
による分極特性)の結果を示す。図2において曲線Aは
従来のカーボンクロスを用いて製造した電極の分極特
性、曲線Bは本発明によるポリエチレン製ネットとカー
ボンファイバーとカーボンブラックを用いて製造した電
極の分極特性、曲線Cは不織布とカーボンファイバーを
用いて製造した電極の分極特性を各々示している。図2
から分極特性Bは分極特性Aとほぼ同等の特性を示すこ
とがわかる。このため本発明によれば従来のようにカー
ボンクロスを用いなくても、用いたときと同等の良好な
電池性能が得られ、コストダウンを図ることができる。
FIG. 2 shows that 3 mol / l ZnBr 2 +0.
The results of cyclic voltammetry (polarization characteristics by a voltage-current method) performed on a 1 molBr 2 solution at a scanning speed of 10 mA / sec are shown. In FIG. 2, curve A is the polarization characteristic of the electrode manufactured using the conventional carbon cloth, curve B is the polarization characteristic of the electrode manufactured using the polyethylene net, carbon fiber and carbon black according to the present invention, and curve C is the non-woven fabric. The polarization characteristics of the electrodes manufactured using carbon fibers are shown. FIG.
From this, it can be seen that the polarization characteristic B shows almost the same characteristic as the polarization characteristic A. For this reason, according to the present invention, even if a carbon cloth is not used unlike the related art, the same good battery performance as when the carbon cloth is used can be obtained and the cost can be reduced.

【0020】本発明においてカーボンファイバーとカー
ボンブラックの量を調整すれば電池性能とコストをコン
トロールすることができる。
In the present invention, the battery performance and cost can be controlled by adjusting the amounts of carbon fiber and carbon black.

【0021】尚本発明で使用したカーボンブラック水分
散液、カーボンファイバー、ポリエチレン製ネットの特
性を以下に示す。 (1)水分散性カーボンブラックは表1のようなライオ
ン株式会社製のライオンペーストWシリーズを用いる。
The characteristics of the aqueous carbon black dispersion, carbon fiber and polyethylene net used in the present invention are shown below. (1) Lion paste W series manufactured by Lion Corporation as shown in Table 1 is used as the water-dispersible carbon black.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】(2)カーボンファイバーは表2のような
大日本インキ製ドナカーボS−240シリーズ(炭素繊
維を微少に切断(ミルド)した粉状の炭素繊維)を用い
る。
(2) Donnacarbo S-240 series (powder-like carbon fiber obtained by finely cutting (milling) carbon fiber) as shown in Table 2 is used as the carbon fiber.

【0024】[0024]

【表2】 [Table 2]

【0025】(3)ポリエチレン製ネットはタキロン製
の登録商標「トリカルネット」N−3を用いる。
(3) As a polyethylene net, Takiron's registered trademark "trical net" N-3 is used.

【0026】実施例2 次に請求項2の発明の実施例を説明する。前記請求項1
では高価なカーボンクロスを用いる方法の代替えとし
て、ポリエチレン製ネットをカーボンブラック水分散液
とカーボンファイバーの混合液につけ、正極活性層を製
造していた。しかしこの方法だとカーボンブラックの量
が過剰で、電極にラミネート後、カーボンの脱落が非常
に大きい。脱落が大きいと電池内に電解液を循環してい
る時に流れ、パターンにつまりがおこり液の流れが乱さ
れる。これは効率、寿命を低下させる原因となる。従っ
てカーボンブラックの量を減少させる事が必要だが、低
下させると溶液の粘度が低下し、カーボンファイバーの
分散が悪くなる。
Embodiment 2 Next, a second embodiment of the present invention will be described. Claim 1
As an alternative to the method using expensive carbon cloth, a polyethylene net was attached to a mixture of an aqueous dispersion of carbon black and carbon fiber to produce a positive electrode active layer. However, according to this method, the amount of carbon black is excessive, and the amount of carbon falling after lamination on the electrode is very large. If the dropout is large, it flows when the electrolyte is circulating in the battery, and the pattern is clogged, and the flow of the liquid is disturbed. This causes a reduction in efficiency and life. Therefore, it is necessary to reduce the amount of carbon black. However, when the amount is reduced, the viscosity of the solution decreases, and the dispersion of the carbon fiber becomes poor.

【0027】前記ネットへの付着力は、カーボンファイ
バーのネットへの絡みと、カーボンブラックの大きな表
面積がネットへの接着力を生み出す両者の効果である。
又溶液の粘性をカーボンブラックが上げ、カーボンファ
イバーの分散性を良くしている。従ってカーボンブラッ
クの量を減らすと、ネットへの接着力、液の粘性が低下
する。そこでカーボンのネットへの接着力の向上につい
て検討した。
The adhesive force to the net is an effect of both the entanglement of the carbon fiber with the net and the large surface area of the carbon black producing the adhesive force to the net.
Carbon black increases the viscosity of the solution and improves the dispersibility of the carbon fiber. Therefore, when the amount of carbon black is reduced, the adhesive force to the net and the viscosity of the liquid are reduced. Then, the improvement of the adhesive strength of the carbon to the net was examined.

【0028】 市販の墨汁100mlにドナカーボS−2
41(前記表2のカーボンファイバー、カット長0.1
3m/m)を10〜70gまで添加し、よく撹拌した後
ポリエチレントリカルネットN−3(タキロン製のポリ
エチレン製ネット)をつけた。その後乾燥器で100
℃、5分間乾燥させた。前記S241の量は10g,3
0g,50g,70gと4点おこなった。墨汁中のカー
ボンは添加量が少ないにも拘わらず図3のようにネット
の目に膜をはるように作成できた。カーボンファイバー
は、30〜50gが均一に付き、それ以上ではある部分
で厚く付いたりした。これは墨汁成分中のにかわが糊の
役目をしているものと推定される。添加量は2%程度と
思われる。カーボンファイバー50gについての分極特
性は図4の破線のような特性となった。カーボンブラッ
ク水分散液を用いたものの特性(実線の特性)に比べて
約2倍程度の特性低下がみられた。ただし墨汁を用いた
場合、電極にラミネート後のカーボンの脱落は殆どみら
れなかった。
[0028] Donna carb S-2 in 100ml of commercially available ink
41 (Carbon fiber of Table 2 above, cut length 0.1
3m / m) up to 10-70g and after stirring well
Polyethylene trical net N-3 (polyethylene made by Takiron)
Ethylene net). After that, 100
C. and dried for 5 minutes. The amount of S241 is 10 g, 3
0 g, 50 g, and 70 g were performed at four points. Car in ink
Although the amount of bon is small, the net
Could be made to put a film on the eyes. Carbon fiber
Is a part that is evenly attached to 30 to 50 g,
It was thick. This is the glue paste in the ink
It is presumed to be playing a role. The amount of addition is about 2%
Seem. Polarization characteristics of 50g of carbon fiber
The characteristics were as shown by the broken line in FIG. Carbon black
In comparison with the characteristics (the characteristics of the solid line) of those using the water dispersion
About a two-fold reduction in characteristics was observed. However, using ink
In the case, carbon is almost completely removed from the electrode after lamination.
Was not.

【0029】 墨汁を用いることによりカーボン脱落の問
題は低減できたので、特性を向上させる為に墨汁とカー
ボンブラック水分散液を2:1、1:1、1:2の割合
で混合したものについてカーボンファイバーS241を
50g添加し作成した。前記各割合で添加したものにつ
いて電極にラミネートし、それらの分極特性評価を行っ
た結果を図5に示す。
[0029] The question of carbon dropout by using ink
Title was reduced, so to improve the properties,
Bonblack aqueous dispersion in a ratio of 2: 1, 1: 1, 1: 2
About carbon fiber S241
50 g was added and prepared. What was added in each of the above ratios
And laminate them to electrodes and evaluate their polarization characteristics
The results are shown in FIG.

【0030】図5においてA,B,C,Dはカーボンブ
ラック水分散液と墨汁の混合比が各々1:0,1:1,
1:2,0:1の場合の分極特性を示している。図5に
よれば混合比1:1(図示B)のものの特性がカーボン
ブラック水分散液だけのもの(図示A)の特性と殆ど同
じとなっている。このため前記混合比1:1の混合液を
用いれば良好な特性が得られることがわかる。
In FIG. 5, A, B, C, and D indicate that the mixing ratio of the aqueous dispersion of carbon black to black ink is 1: 0, 1: 1, respectively.
The polarization characteristics in the case of 1: 2, 0: 1 are shown. According to FIG. 5, the characteristics of a mixture having a mixing ratio of 1: 1 (shown in B) are almost the same as those of only the aqueous dispersion of carbon black (shown in A). Therefore, it is understood that good characteristics can be obtained by using the mixed liquid having the mixing ratio of 1: 1.

【0031】前記で作成した墨汁+カーボンブラック水
分散液(混合比1:1)+カーボンファイバーS241
(50g)の溶液を50l作成し、前記ポリエチレント
リカルネットを40cm×40cmに切り出し、活性ネ
ットを作成し、電極にラミネートして800cm2電極
を作成した。この電極により10セル電池を積層し、電
池運転試験を行った。試験の条件は10A(12.5m
A/cm2)8時間充電、10A放電、液温30℃で行
った。その結果、電圧効率、クーロン効率、エネルギー
効率は表3の数値となった。
Black ink prepared above and aqueous dispersion of carbon black (mixing ratio 1: 1) + carbon fiber S241
(50 g) of the solution was prepared in an amount of 50 liters, the polyethylene trical net was cut out to 40 cm × 40 cm, an active net was formed, and laminated on an electrode to form an 800 cm 2 electrode. A 10-cell battery was stacked using these electrodes, and a battery operation test was performed. The test conditions were 10A (12.5m
(A / cm 2 ) Charging for 8 hours, discharging at 10 A, and liquid temperature of 30 ° C. As a result, the voltage efficiency, Coulomb efficiency, and energy efficiency were as shown in Table 3.

【0032】[0032]

【表3】 [Table 3]

【0033】表3から本発明により製造した電池は従来
のカーボンクロス、市販されているカーボンペーパー
(例えば東洋紡)を用いた電池と同等の性能を示すこと
がわかる。
From Table 3, it can be seen that the battery manufactured according to the present invention exhibits the same performance as a battery using a conventional carbon cloth or a commercially available carbon paper (for example, Toyobo).

【0034】[0034]

【発明の効果】以上のように請求項1の発明によれば、
導電性カーボンブラックの水分散液にカーボンファイバ
ーを添加し、その中にポリエチレン製ネットを含浸した
後乾燥したものを電極に溶着するようにしたので、カー
ボンクロスを用いなくても性能の良い正極電極が得られ
コストダウンを図ることができる。従来のカーボンクロ
スは、一本の繊維にもミクロポアーが存在し、且つ一本
の繊維がおられているのでコスト的に非常に高い。しか
し臭素の酸化還元反応はこのミクロポアーが存在しなく
ても、多少のカーボンブラックとポアーのないカーボン
ファイバーを用いても十分に性能が向上する。又このカ
ーボンファイバーとカーボンブラックの量を調整すれば
性能とコストをコントロールすることも可能である。
As described above, according to the first aspect of the present invention,
Carbon fiber was added to the aqueous dispersion of conductive carbon black, and a polyethylene net was impregnated in the dispersion and then dried and welded to the electrode, so that a positive electrode with good performance without using a carbon cloth And cost can be reduced. The conventional carbon cloth is very expensive in terms of cost since one fiber has micropores and one fiber is present. However, the performance of the bromine oxidation-reduction reaction can be sufficiently improved even in the absence of the micropores and the use of some carbon black and carbon fibers without pores. By adjusting the amounts of carbon fiber and carbon black, it is possible to control the performance and cost.

【0035】また請求項2の発明によれば、墨汁と導電
性カーボンブラックの水分散液を混合した液中にカーボ
ンファイバーを添加し、その中にポリエチレン製ネット
を含浸した後乾燥したものを電極に融着するようにした
ので、次のような優れた効果が得られる。
According to the second aspect of the present invention, carbon fiber is added to a mixture of an aqueous dispersion of black ink and conductive carbon black, and a polyethylene net is impregnated in the mixture, followed by drying. , The following excellent effects can be obtained.

【0036】(1)正極活性層の導電性材料の1つであ
るカーボンブラックに、市販されている墨汁を用いるこ
とで、電極成形後のカーボンの脱落防止及び低コスト化
が十分可能になった。
(1) By using a commercially available black ink for carbon black, which is one of the conductive materials of the positive electrode active layer, it has become possible to sufficiently prevent the carbon from dropping off after the electrode is formed and to reduce the cost. .

【0037】(2)カーボンブラックはその表面積の大
きさからネットへの物理的接着力がある。この接着力と
カーボンファイバーの糸長が相互作用し、ネットへの付
着をよくする。墨汁の中のカーボンブラックの添加量が
少ないのにも拘わらずネットへの付着をよくしているの
は、墨汁の中のにかわの為である。これが一種の糊の役
目をはたしており、従来用いていたポリビニルアルコー
ルよりもその効果は大きい。
(2) Carbon black has physical adhesion to the net due to its large surface area. This adhesive force and the yarn length of the carbon fiber interact to improve the adhesion to the net. The reason why the adhesion to the net is improved despite the small amount of carbon black added in the ink is due to the glue in the ink. This serves as a kind of glue, and its effect is greater than conventionally used polyvinyl alcohol.

【0038】(3)墨汁とカーボンファイバーだけでは
前記図4で述べたようにやや特性的に低い為に、墨汁と
カーボンブラック水分散液の混合比2:1以下の溶液に
することでカーボンの脱落を少なくし、且つ特性を向上
させることができる。
(3) As described above with reference to FIG. 4 , since ink and carbon fiber alone are somewhat low in characteristics, carbon black is prepared by preparing a solution having a mixing ratio of ink and carbon black in an aqueous dispersion of 2: 1 or less. Dropout can be reduced and characteristics can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】請求項1に記載の発明の一実施例を示し、
(a)はカーボンファイバーおよびカーボンブラック水
分散液の活性ネットへの付着が少ない場合を表す説明
図、(b)はカーボンファイバーおよびカーボンブラッ
ク水分散液の活性ネットへの付着が正常である場合を表
す説明図。
FIG. 1 shows an embodiment of the invention according to claim 1,
(A) is an explanatory view showing the case where the adhesion of the carbon fiber and the aqueous dispersion of carbon black to the active net is small, and (b) is the case where the adhesion of the carbon fiber and the aqueous dispersion of carbon black to the active net is normal. FIG.

【図2】請求項1に記載の発明の実施例により製造した
電極の分極特性を示す分極特性図。
FIG. 2 is a polarization characteristic diagram showing the polarization characteristics of an electrode manufactured according to the embodiment of the present invention.

【図3】請求項2に記載の発明の一実施例を示し、カー
ボンブラックおよび墨汁の活性ネットへの付着情況を表
す説明図。
FIG. 3 is an explanatory view showing an embodiment of the invention as set forth in claim 2 and showing a situation in which carbon black and black ink adhere to an active net.

【図4】請求項1の発明により製造した電極の分極特性
と、参考例の方法により製造した電極の分極特性とを示
す分極特性図。
FIG. 4 is a polarization characteristic diagram showing the polarization characteristics of the electrode manufactured according to the invention of claim 1 and the polarization characteristics of the electrode manufactured by the method of the reference example .

【図5】請求項2の発明により製造した電極の、墨汁と
カーボンブラック水分散液の混合比を変えた場合の分極
特性を示す分極特性図。
FIG. 5 is a polarization characteristic diagram showing the polarization characteristics of the electrode manufactured according to the invention of claim 2 when the mixing ratio of black ink and the aqueous solution of carbon black is changed.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 4/96 H01M 4/88 H01M 12/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01M 4/96 H01M 4/88 H01M 12/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 導電性カーボンブラックの水分散液にカ
ーボンファイバーを20〜30g/l添加して室温で撹
拌せしめ、ポリエチレン製ネットを前記液中に10〜2
0秒含浸させた後80〜100℃の温度で10〜20分
乾燥させ、該ポリエチレン製ネットをヒートプレス又は
ラミネーションによりカーボンプラスチック電極の表面
に融着させることを特徴とする亜鉛臭素電池の正極電極
の製造方法。
1. An aqueous dispersion of conductive carbon black is added with 20 to 30 g / l of carbon fiber and stirred at room temperature, and a polyethylene net is added to the aqueous dispersion of 10 to 2 g.
A positive electrode of a zinc bromine battery, wherein the positive electrode is impregnated for 0 second, dried at a temperature of 80 to 100 ° C. for 10 to 20 minutes, and the polyethylene net is fused to the surface of the carbon plastic electrode by heat press or lamination. Manufacturing method.
【請求項2】 にかわを含む墨汁の混合割合は、墨汁
と導電性カーボンブラック水分散液とを体積比2:1以
下で混合した液中にカーボンファイバーを50〜70g
/l添加して撹拌せしめ、ポリエチレン製ネットを前記
液中に含浸せさた後100℃の温度で5分乾燥させ、該
ポリエチレン製ネットをヒートプレス又はラミネーショ
ンによりカーボンプラスチック電極の表面に融着させる
ことを特徴とする亜鉛臭素電池の正極電極の製造方法。
The mixing ratio of 2. A India ink containing glue, said Indian ink and conductive carbon black aqueous dispersion in a volume ratio of 2: 50 to 70 g of carbon fibers mixed submerged in 1 below
/ L and stirred, impregnated with a polyethylene net in the liquid, dried at a temperature of 100 ° C. for 5 minutes, and the polyethylene net is fused to the surface of the carbon plastic electrode by heat press or lamination. A method for producing a positive electrode of a zinc bromine battery.
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