JPH02158057A - バイポーラ型鉛蓄電池用電極基板 - Google Patents
バイポーラ型鉛蓄電池用電極基板Info
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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
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/14—Electrodes for lead-acid accumulators
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- Chemical & Material 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、バイポーラ型鉛蓄電池用電極基板に関する。
従来、１９ｇ電池の高比力化を計る手段の１つとして、
バイポーラ型鉛蓄電池が提案されている。そのバイポー
ラ電極基板は、上平浸透性で且つ導電性を有する板、例
えば、鉛板、導電性プラスチック板、鉛板とプラスチッ
ク板の複合板などから成り、その一方の面に陽極活物質
を塗着し、その他方の面に、陰極活物質を塗着して成る
ものである。而して、このバイポーラ板を少なくとも一
枚と負モノポーラ板と陽モノポーラ板とをセパレータを
介して積層し、一体に構成しこれら積層板間に電解液を
収容してバイポーラ型鉛蓄電池として使用される。
バイポーラ型鉛蓄電池が提案されている。そのバイポー
ラ電極基板は、上平浸透性で且つ導電性を有する板、例
えば、鉛板、導電性プラスチック板、鉛板とプラスチッ
ク板の複合板などから成り、その一方の面に陽極活物質
を塗着し、その他方の面に、陰極活物質を塗着して成る
ものである。而して、このバイポーラ板を少なくとも一
枚と負モノポーラ板と陽モノポーラ板とをセパレータを
介して積層し、一体に構成しこれら積層板間に電解液を
収容してバイポーラ型鉛蓄電池として使用される。
従来の上記バイポーラ型鉛蓄電池用電極基板として使用
されている鉛板は、耐食性（耐酸化性）が低く且つ重量
が比較的重いと言う欠点を有する。
されている鉛板は、耐食性（耐酸化性）が低く且つ重量
が比較的重いと言う欠点を有する。
又、導電性プラスチック板は、導電材としてカーボンフ
ァイバー、鉛繊維などが使用されているが、いずれも耐
食性に難があり、鉛板と同様に長期の使用に耐えない、
又、鉛とプラスチックの複合板も又耐食性に劣り且つ複
合技術が非常に難しい、而も、プラスチック材の使用は
、電気抵抗の増大をもたらす点で不利である。耐食性を
向上させるため、これら基板の表面に耐食性皮膜を形成
してみたが、電池極板として使用中、該皮膜が短期間に
剥離してしまい、実用に供し得ないことがわかった。
ァイバー、鉛繊維などが使用されているが、いずれも耐
食性に難があり、鉛板と同様に長期の使用に耐えない、
又、鉛とプラスチックの複合板も又耐食性に劣り且つ複
合技術が非常に難しい、而も、プラスチック材の使用は
、電気抵抗の増大をもたらす点で不利である。耐食性を
向上させるため、これら基板の表面に耐食性皮膜を形成
してみたが、電池極板として使用中、該皮膜が短期間に
剥離してしまい、実用に供し得ないことがわかった。
本発明は、上記の従来のバイポーラ型鉛蓄電池の電極基
板の欠点を解消し、滴下浸透性、導電性、耐食性に優れ
、電極としての使用寿命の延長をもたらすバイポーラ型
鉛蓄電池用電極基板を提供するもので、ガラス状カーボ
ン板を電極基板本体とし、その陽極活物質を塗着する面
に、導電性耐酸化皮膜を形成して成る。
板の欠点を解消し、滴下浸透性、導電性、耐食性に優れ
、電極としての使用寿命の延長をもたらすバイポーラ型
鉛蓄電池用電極基板を提供するもので、ガラス状カーボ
ン板を電極基板本体とし、その陽極活物質を塗着する面
に、導電性耐酸化皮膜を形成して成る。
本発明の電極基板本体は、ガラス状カーボンであるため
、滴下浸透性と導電性に優れて居ると共に、その表面に
形成した導電性耐酸化皮膜により耐食性を付与された電
極基板が構成される。該被膜としては、好ましくはＳｎ
Ｏ２皮膜又はＴｌ４０．皮＋１Ａｔａ用するときは、そ
の基板本体の表面に強固に付着し、長期に亘り使用され
ても、剥離することがなく、陽極面の優れた耐食性を長
期に亘り維持する。
、滴下浸透性と導電性に優れて居ると共に、その表面に
形成した導電性耐酸化皮膜により耐食性を付与された電
極基板が構成される。該被膜としては、好ましくはＳｎ
Ｏ２皮膜又はＴｌ４０．皮＋１Ａｔａ用するときは、そ
の基板本体の表面に強固に付着し、長期に亘り使用され
ても、剥離することがなく、陽極面の優れた耐食性を長
期に亘り維持する。
この場合、これらの皮膜にＦ−又はＳｂ３＋をドープす
るときは、電極基板の電気抵抗を小さくすることができ
る。
るときは、電極基板の電気抵抗を小さくすることができ
る。
次に本発明の詳細な説明する。
本発明の電極基板は、ガラス状カーボン板とその陽極活
物質を塗着する面にこれと一体に形成した導電性酸化皮
膜とから成る。該ガラス状カーボン板は、液不浸透性が
高く且つ電気抵抗が低く、又密度も小さく、バイポーラ
型鉛蓄電池用電極の要件とする隔壁性と導電性に優れて
いる。而も、ガラスカーボン材は、極めて肉薄に作製で
きるので有利である。然し乍ら、該カラス状カーボン板
をそのま一バイポーラ板として使用するべく、その陽極
となる面に陽極活物質を塗着し電極として使用すると、
充分な耐酸化性を具備せず、短寿命であることが認めら
れた。
物質を塗着する面にこれと一体に形成した導電性酸化皮
膜とから成る。該ガラス状カーボン板は、液不浸透性が
高く且つ電気抵抗が低く、又密度も小さく、バイポーラ
型鉛蓄電池用電極の要件とする隔壁性と導電性に優れて
いる。而も、ガラスカーボン材は、極めて肉薄に作製で
きるので有利である。然し乍ら、該カラス状カーボン板
をそのま一バイポーラ板として使用するべく、その陽極
となる面に陽極活物質を塗着し電極として使用すると、
充分な耐酸化性を具備せず、短寿命であることが認めら
れた。
本発明によるときは、その面に導電性耐酸化皮膜を形成
することにより、優れたバイポーラ型鉛蓄電池用のバイ
ポーラ板、又はモノポーラ板として充分使用できること
を知見した。而して、その導電性耐酸化皮膜としては、
ＳｎＯ２又はＴ１．０７の皮１摸が特に好ましい、陰極
面側の耐食性は、ガラス状カーボン板自体で充分である
ので、か−る皮膜を形成する必要はない。
することにより、優れたバイポーラ型鉛蓄電池用のバイ
ポーラ板、又はモノポーラ板として充分使用できること
を知見した。而して、その導電性耐酸化皮膜としては、
ＳｎＯ２又はＴ１．０７の皮１摸が特に好ましい、陰極
面側の耐食性は、ガラス状カーボン板自体で充分である
ので、か−る皮膜を形成する必要はない。
次に、本発明の更に具体的な実施例につき説明する。
昭和電工製のＳＧカーボンの０．６１１＋の厚さの板の
片面に、Ｆ−イオンを含む５ｎＣ１２のエタノール又は
水溶液を吹き付は乾煉し、その後４５０〜５００℃で１
０分間空気中で焼くことにより、ガラス状カーボン板の
片面に、Ｆ−イオンのドープされたＳｎＯ２から成る導
電性皮膜を形成した。
片面に、Ｆ−イオンを含む５ｎＣ１２のエタノール又は
水溶液を吹き付は乾煉し、その後４５０〜５００℃で１
０分間空気中で焼くことにより、ガラス状カーボン板の
片面に、Ｆ−イオンのドープされたＳｎＯ２から成る導
電性皮膜を形成した。
ＳｎＯ２皮膜か余り薄すぎるとピンボールが残るため、
上記の皮膜形成処理を数回繰り返し、かかる欠陥のない
厚さ約１００μのＳｎＯ２皮膜を形成した。
上記の皮膜形成処理を数回繰り返し、かかる欠陥のない
厚さ約１００μのＳｎＯ２皮膜を形成した。
このように作製した本発明の電極基板は、その周辺部に
囲枠を突設してその両面を凹面に形成し、その一方の前
記の皮膜を表面とする凹面には、陽極活物質を充填塗着
し、その他方のガラス状カーボンを表面とする凹面には
、陰極活物質を充填塗着してバイポーラ板を作製する。
囲枠を突設してその両面を凹面に形成し、その一方の前
記の皮膜を表面とする凹面には、陽極活物質を充填塗着
し、その他方のガラス状カーボンを表面とする凹面には
、陰極活物質を充填塗着してバイポーラ板を作製する。
このように作製したバイポーラ板２枚と、その両側に、
ガラス状カーボン板の片面に１１１活物質を充填塗着し
て成る陰極モノポーラ板と、ガラス状カーボン板を電極
基板本体としその片面に前記と同様にして形成したＳｎ
Ｏ，皮膜面に陽極活物質を充填塗着して成る陽極モノポ
ーラ板とを配設し、セパレータを介して組み合わせて３
セル直列の６Ｖのバイポーラ型鉛蓄電池を作製した。
ガラス状カーボン板の片面に１１１活物質を充填塗着し
て成る陰極モノポーラ板と、ガラス状カーボン板を電極
基板本体としその片面に前記と同様にして形成したＳｎ
Ｏ，皮膜面に陽極活物質を充填塗着して成る陽極モノポ
ーラ板とを配設し、セパレータを介して組み合わせて３
セル直列の６Ｖのバイポーラ型鉛蓄電池を作製した。
比較のため、ＳＧカーボン板をそのま−１即ち、前記の
ＳｎＯ□皮膜を形成しないガラスカーボン板を基板とし
て使用して作製したバイポーラ板２枚と、その両側にガ
ラスカーボン板を夫々陰極モノポーラ板と陽極モノポー
ラ板とを配置し、セパレータを介して岨み合わせて同様
に３セル直列の６ｖのバイポーラ型鉛蓄電池を対照電池
として作製した。
ＳｎＯ□皮膜を形成しないガラスカーボン板を基板とし
て使用して作製したバイポーラ板２枚と、その両側にガ
ラスカーボン板を夫々陰極モノポーラ板と陽極モノポー
ラ板とを配置し、セパレータを介して岨み合わせて同様
に３セル直列の６ｖのバイポーラ型鉛蓄電池を対照電池
として作製した。
次に、これら電池につき充電率１４０％（１７５Ｃ）
、ＤＯＤ１００％（１１５Ｃ）のサイクル寿命試験を行
った所、対照電池は３〜５サイクル目でセル電圧の低下
が発生し、６Ｖの公称電圧が維持できなくなった。これ
に対し本発明電極を使用した電池は、２０サイクルを経
過しても６■の交渉電圧を維持していた。試験終了後、
これら電池を解体し、夫々のバイポーラ板を観察した所
、ＳｎＯ２皮膜を有しないガラス状カーボン電極基板の
陽極側面は陽極酸化により多数の膨れが発生して居り、
その所々で液絡が発生していることが認められた。これ
に対し、ＳｎＯ２を有するガラス状カーボン電極基板の
陽極側面は全く異常がなく、そのガラス状カーボン板を
使用した電極は、陽極酸化から完全に保護されて居り、
全く異常が認められなかった。
、ＤＯＤ１００％（１１５Ｃ）のサイクル寿命試験を行
った所、対照電池は３〜５サイクル目でセル電圧の低下
が発生し、６Ｖの公称電圧が維持できなくなった。これ
に対し本発明電極を使用した電池は、２０サイクルを経
過しても６■の交渉電圧を維持していた。試験終了後、
これら電池を解体し、夫々のバイポーラ板を観察した所
、ＳｎＯ２皮膜を有しないガラス状カーボン電極基板の
陽極側面は陽極酸化により多数の膨れが発生して居り、
その所々で液絡が発生していることが認められた。これ
に対し、ＳｎＯ２を有するガラス状カーボン電極基板の
陽極側面は全く異常がなく、そのガラス状カーボン板を
使用した電極は、陽極酸化から完全に保護されて居り、
全く異常が認められなかった。
ＳｎＯ２皮膜をガラス状カーボン板面に形成する方法は
、上記の方法に限られず、他の如何なる方法でも採用で
きる。いずれの場合でもＳｎＯ２皮膜は、ガラス状カー
ボン板面に形成するときは、従来、バイポーラ板として
一般に好ましく使用されている板面に形成する場合に比
し、強固に結着し長期使用に耐える有利な電極基板をも
たらすことが比較試験の結果判明した。
、上記の方法に限られず、他の如何なる方法でも採用で
きる。いずれの場合でもＳｎＯ２皮膜は、ガラス状カー
ボン板面に形成するときは、従来、バイポーラ板として
一般に好ましく使用されている板面に形成する場合に比
し、強固に結着し長期使用に耐える有利な電極基板をも
たらすことが比較試験の結果判明した。
即ち、０．３間厚の鉛板に、上記と同様にして１００μ
厚のＳｎＯ，皮膜を形成したものをバイポーラ基板とし
、これを用いてバイポーラ電極をつくり、電池に組み込
み充放電試験を行った所、１０〜１５サイクルでＳｎＯ
，皮膜の部分的な剥離を生じ、そこから鉛基板本体が酸
化侵蝕されて孔が開き、液絡を生じた。これに比し、１
００μ厚のＳｎＯ，皮膜をガラス状カーボン板面に形成
した本発明の電極基板は、同じ充放電試験を行いかかる
剥離現象は全く認められず、そのＳｎＯ２皮膜が特にガ
ラス状カーボン板面に対する強固な結着性が確認され、
電池の長寿命を保証した。
厚のＳｎＯ，皮膜を形成したものをバイポーラ基板とし
、これを用いてバイポーラ電極をつくり、電池に組み込
み充放電試験を行った所、１０〜１５サイクルでＳｎＯ
，皮膜の部分的な剥離を生じ、そこから鉛基板本体が酸
化侵蝕されて孔が開き、液絡を生じた。これに比し、１
００μ厚のＳｎＯ，皮膜をガラス状カーボン板面に形成
した本発明の電極基板は、同じ充放電試験を行いかかる
剥離現象は全く認められず、そのＳｎＯ２皮膜が特にガ
ラス状カーボン板面に対する強固な結着性が確認され、
電池の長寿命を保証した。
尚、ガラス状カーボンの利点は、任意の形状に成形でき
ることで、その表面形状を細い凹凸のある粗面にするこ
とにより、導電性耐酸化皮膜との強固な結着性を更に増
大できると共に、陽極活物質との接触面積の増大をはか
ることができる。又、必要に応じ鋳造法などにより、そ
の両面又は片面を活物質充填塗着用の凹面形状に形成で
き、別個の囲枠を取り付は凹面を形成する手間を省くこ
とができる。
ることで、その表面形状を細い凹凸のある粗面にするこ
とにより、導電性耐酸化皮膜との強固な結着性を更に増
大できると共に、陽極活物質との接触面積の増大をはか
ることができる。又、必要に応じ鋳造法などにより、そ
の両面又は片面を活物質充填塗着用の凹面形状に形成で
き、別個の囲枠を取り付は凹面を形成する手間を省くこ
とができる。
上記の実施例では、導電性耐酸化皮膜としてＳｎＯ２を
例示したが、これに限らない、 ＳｎＯ２と同様に好ま
しい皮膜としてはＴｉ４Ｏ７があり、これも又上記のＳ
ｎＯ２皮膜について述べたと同様の利点をもち、ＳｎＯ
，に代えて好適に使用できる。該Ｔｉ４０．皮膜の形成
は、例えば、次のように行う。
例示したが、これに限らない、 ＳｎＯ２と同様に好ま
しい皮膜としてはＴｉ４Ｏ７があり、これも又上記のＳ
ｎＯ２皮膜について述べたと同様の利点をもち、ＳｎＯ
，に代えて好適に使用できる。該Ｔｉ４０．皮膜の形成
は、例えば、次のように行う。
即ち、チタン酸ブチルのブタノール溶液を該ガラス状カ
ーボン板に塗布後、１００℃で加熱し、溶媒を揮発、乾
燥させた後空気中などの酸化性雰囲気中で５００°Ｃで
熱分解することにより 丁１４０７皮膜を形成できるが
、この操作を所望の厚さに至るまで繰り返し行うことが
一般である。
ーボン板に塗布後、１００℃で加熱し、溶媒を揮発、乾
燥させた後空気中などの酸化性雰囲気中で５００°Ｃで
熱分解することにより 丁１４０７皮膜を形成できるが
、この操作を所望の厚さに至るまで繰り返し行うことが
一般である。
尚、これら皮膜にドープするイオン種としてはＦ−の他
Ｓｂ３＋でもよく、その両方を同時に用いることができ
、かへる添加剤により皮膜の電気抵抗を小さくするなど
の調節ができる。
Ｓｂ３＋でもよく、その両方を同時に用いることができ
、かへる添加剤により皮膜の電気抵抗を小さくするなど
の調節ができる。
該ガラス状カーボンにづいても、各種のものが使用でき
ることは言うまでもなく、又その板の厚さも用途に応じ
て自由に選択できる。
ることは言うまでもなく、又その板の厚さも用途に応じ
て自由に選択できる。
このように本発明によるときは、バイポーラ型鉛蓄電池
用電極基板として、ガラス状カーボン板を基板本体とし
、これにその片面にＳｎＯ２、Ｔｉ４Ｏ７などの導電性
耐酸化皮膜を形成したので、その皮膜面に陽極活物質を
塗着して電極を作製し、バイポーラ釦＠電池の電極とし
て使用するときは、導電性、耐液浸透性、耐ｑＪＦｉ！
酸化性の全ての面において優れた極板を得ることができ
、導電性耐酸性皮膜のガラス状カーボン板面に対する堅
牢固着性と共に電池寿命の延長をもたらす等の効果を有
する。
用電極基板として、ガラス状カーボン板を基板本体とし
、これにその片面にＳｎＯ２、Ｔｉ４Ｏ７などの導電性
耐酸化皮膜を形成したので、その皮膜面に陽極活物質を
塗着して電極を作製し、バイポーラ釦＠電池の電極とし
て使用するときは、導電性、耐液浸透性、耐ｑＪＦｉ！
酸化性の全ての面において優れた極板を得ることができ
、導電性耐酸性皮膜のガラス状カーボン板面に対する堅
牢固着性と共に電池寿命の延長をもたらす等の効果を有
する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ガラス状カーボン板を電極基板本体とし、且つその
陽極活物質を塗着する面に、導電性耐酸化皮膜を形成し
て成るバイポーラ型鉛蓄電池用電極基板。 ２、該導電性耐酸化皮膜は、ＳｎＯ＿２又はＴｉ＿４Ｏ
＿７から成る請求項１に記載のバイポーラ型鉛蓄電池用
電極基板。 ３、該ＳｎＯ＿２皮膜、又は該Ｔｉ＿４Ｏ＿７皮膜は、
Ｆ＾−又はＳｂ＾３＾＋の少なくともいずれか一方をド
ープされて成るバイポーラ型鉛蓄電池用電極基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63313366A JPH02158057A (ja) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | バイポーラ型鉛蓄電池用電極基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63313366A JPH02158057A (ja) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | バイポーラ型鉛蓄電池用電極基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02158057A true JPH02158057A (ja) | 1990-06-18 |
Family
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1988
- 1988-12-12 JP JP63313366A patent/JPH02158057A/ja active Pending
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| CN108878992A (zh) * | 2017-05-10 | 2018-11-23 | 中国电力科学研究院 | 一种铅炭电池正极复合添加剂组合物 |
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