JPH05114405A - 電極材料膜生成方法および電極材料膜生成装置 - Google Patents
電極材料膜生成方法および電極材料膜生成装置Info
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- JPH05114405A JPH05114405A JP3272384A JP27238491A JPH05114405A JP H05114405 A JPH05114405 A JP H05114405A JP 3272384 A JP3272384 A JP 3272384A JP 27238491 A JP27238491 A JP 27238491A JP H05114405 A JPH05114405 A JP H05114405A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】多孔質基体管の外表面に短時間で均一な膜厚の
電極材料膜を生成することができる電極材料膜生成方法
並びに電極材料膜生成装置を提供する。 【構成】内部を減圧状態とした多孔質基体管３５の外表
面に、電極材料を分散含有する懸濁液３１を吸い寄せさ
せ、多孔質基体管３５の外表面に電極材料を強制的に付
着させる。
電極材料膜を生成することができる電極材料膜生成方法
並びに電極材料膜生成装置を提供する。 【構成】内部を減圧状態とした多孔質基体管３５の外表
面に、電極材料を分散含有する懸濁液３１を吸い寄せさ
せ、多孔質基体管３５の外表面に電極材料を強制的に付
着させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、固体電解質燃
料電池等に使用される多孔質基体管への電極材料膜生成
方法および電極材料膜生成装置に関するものである。
料電池等に使用される多孔質基体管への電極材料膜生成
方法および電極材料膜生成装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来、例えば、固体電解質燃料電池等に使
用される多孔質基体管は、その外表面に電極材料膜を生
成して電極として使用されている。図２は、このような
電極を示すもので、多孔質基体管１１の外面に電極材料
膜１３が生成されている。このような多孔質基体管への
電極形成方法としては、例えば、特開昭６３−２１１５
６９号公報や特開昭６４−２２５９号公報等に開示され
るようなものが知られている。
用される多孔質基体管は、その外表面に電極材料膜を生
成して電極として使用されている。図２は、このような
電極を示すもので、多孔質基体管１１の外面に電極材料
膜１３が生成されている。このような多孔質基体管への
電極形成方法としては、例えば、特開昭６３−２１１５
６９号公報や特開昭６４−２２５９号公報等に開示され
るようなものが知られている。
【０００３】これらの公報には、固体電解質燃料電池の
電極材料を液体中に懸濁させ、この懸濁液をスプレー等
を利用して多孔質基体管上に吹きつけたり、電極材料を
含有する懸濁液をハケ等で多孔質基体管に塗布したり、
或いは、電極材料を含有する懸濁液中に多孔質基体管を
浸して、多孔質基体管の外表面に電極材料を自然に付着
させ、電極材料膜を生成する方法（ディッピング法）等
が開示されている。
電極材料を液体中に懸濁させ、この懸濁液をスプレー等
を利用して多孔質基体管上に吹きつけたり、電極材料を
含有する懸濁液をハケ等で多孔質基体管に塗布したり、
或いは、電極材料を含有する懸濁液中に多孔質基体管を
浸して、多孔質基体管の外表面に電極材料を自然に付着
させ、電極材料膜を生成する方法（ディッピング法）等
が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、懸濁
液をスプレー等を利用して多孔質基体管の外面に吹きつ
ける方法や懸濁液をハケ等で塗布する方法では、懸濁液
を多孔質基体管の外表面に均一に塗布することができ
ず、均一な膜厚の電極材料膜を生成することができない
という問題があった。このため、焼成時に電極材料膜に
クラックが発生したり、電極材料膜が基体管から剥離す
るという問題があった。
液をスプレー等を利用して多孔質基体管の外面に吹きつ
ける方法や懸濁液をハケ等で塗布する方法では、懸濁液
を多孔質基体管の外表面に均一に塗布することができ
ず、均一な膜厚の電極材料膜を生成することができない
という問題があった。このため、焼成時に電極材料膜に
クラックが発生したり、電極材料膜が基体管から剥離す
るという問題があった。
【０００５】また、電極材料を含有する懸濁液中に多孔
質基体管を浸して、多孔質基体管の外表面に電極材料を
付着させる方法、いわゆるディッピング法では、多孔質
基体管の外表面に電極材料を自然に付着させていたの
で、所定の膜厚の電極材料膜を生成するには懸濁液中に
繰り返し浸す必要があり、電極材料膜の生成に長時間を
要するという問題があった。例えば、従来のディッピン
グ法では、１ｍｍの膜厚を得るためには１０回以上懸濁
液中に浸す必要があった。
質基体管を浸して、多孔質基体管の外表面に電極材料を
付着させる方法、いわゆるディッピング法では、多孔質
基体管の外表面に電極材料を自然に付着させていたの
で、所定の膜厚の電極材料膜を生成するには懸濁液中に
繰り返し浸す必要があり、電極材料膜の生成に長時間を
要するという問題があった。例えば、従来のディッピン
グ法では、１ｍｍの膜厚を得るためには１０回以上懸濁
液中に浸す必要があった。
【０００６】本発明は、多孔質基体管の外表面に短時間
で均一な膜厚の電極材料膜を生成することができる多孔
質基体管への電極材料膜生成方法並びに電極材料膜生成
装置を提供することを目的とする。
で均一な膜厚の電極材料膜を生成することができる多孔
質基体管への電極材料膜生成方法並びに電極材料膜生成
装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【問題点を解決するための手段】本発明の電極材料膜生
成方法は、内部を減圧状態とした多孔質基体管の外表面
に、電極材料を分散含有する懸濁液を吸い寄せさせ、前
記多孔質基体管の外表面に前記電極材料を付着させる方
法である。
成方法は、内部を減圧状態とした多孔質基体管の外表面
に、電極材料を分散含有する懸濁液を吸い寄せさせ、前
記多孔質基体管の外表面に前記電極材料を付着させる方
法である。
【０００８】そして、本発明の電極材料膜生成装置は、
電極材料を分散含有する懸濁液を収容する容器と、この
容器内の懸濁液中に浸される多孔質基体管を保持する保
持装置と、前記多孔質基体管の内部を減圧状態とする真
空装置とを備えてなるものである。
電極材料を分散含有する懸濁液を収容する容器と、この
容器内の懸濁液中に浸される多孔質基体管を保持する保
持装置と、前記多孔質基体管の内部を減圧状態とする真
空装置とを備えてなるものである。
【０００９】
【作用】従来、電極材料が分散含有する懸濁液中に単に
多孔質基体管を浸すだけであったのに対し、本発明の電
極材料膜生成方法並びに電極材料膜生成装置は、さらに
真空装置により多孔質基体管の内部を減圧状態としたの
で、多孔質基体管の周囲にある懸濁液が強制的に多孔質
基体管の方に吸い寄せられ、懸濁液中の電極材料が多孔
質基体管の外表面に迅速に付着する。また、懸濁液中の
電極材料は、多孔質基体管外面の電極材料膜の目が詰ま
っていない部分、即ち、電極材料膜の膜厚が薄い部分に
吸い寄せられる傾向があるため、多孔質基体管の外面に
均一に電極材料膜が生成する。
多孔質基体管を浸すだけであったのに対し、本発明の電
極材料膜生成方法並びに電極材料膜生成装置は、さらに
真空装置により多孔質基体管の内部を減圧状態としたの
で、多孔質基体管の周囲にある懸濁液が強制的に多孔質
基体管の方に吸い寄せられ、懸濁液中の電極材料が多孔
質基体管の外表面に迅速に付着する。また、懸濁液中の
電極材料は、多孔質基体管外面の電極材料膜の目が詰ま
っていない部分、即ち、電極材料膜の膜厚が薄い部分に
吸い寄せられる傾向があるため、多孔質基体管の外面に
均一に電極材料膜が生成する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明す
る。図１は、本発明の電極材料膜生成装置を示すもの
で、符合３１は、電極材料を分散含有する懸濁液を示し
ている。この懸濁液３１は、例えば、平均粒径１〜５μ
ｍのＬａ，Ｓｒ，Ｍｎからなる複合酸化物等の電極材料
を、例えば、バインダーとしてＰＶＡ（ポリビニルアル
コール）等を含有する水溶液に添加して得られるもの
で、懸濁液３１は容器３３内に収容されている。
る。図１は、本発明の電極材料膜生成装置を示すもの
で、符合３１は、電極材料を分散含有する懸濁液を示し
ている。この懸濁液３１は、例えば、平均粒径１〜５μ
ｍのＬａ，Ｓｒ，Ｍｎからなる複合酸化物等の電極材料
を、例えば、バインダーとしてＰＶＡ（ポリビニルアル
コール）等を含有する水溶液に添加して得られるもの
で、懸濁液３１は容器３３内に収容されている。
【００１１】そして、容器３３の懸濁液３１中には、例
えば、固体電解質燃料電池用の多孔質基体管３５が浸さ
れている。この多孔質基体管３５は、カルシアで安定化
したジルコニアを原料とし、押し出し成形により成形体
を作製し、得られた成形体を大気中で１５００℃で焼成
することにより得られる。
えば、固体電解質燃料電池用の多孔質基体管３５が浸さ
れている。この多孔質基体管３５は、カルシアで安定化
したジルコニアを原料とし、押し出し成形により成形体
を作製し、得られた成形体を大気中で１５００℃で焼成
することにより得られる。
【００１２】得られた多孔質基体管３５の気孔率は２０
〜４０％であり、特に３０〜３５％であることが好まし
い。また、孔径は０．５〜５μｍであり、特に、０．５
〜２μm であることが望ましい。気孔率を２０〜４０％
としたのは、基体管３５としての必要な強度を有してお
り、また、燃料電池セルとしてガスの拡散をスムーズに
行う必要があるからである。また、孔径を０．５〜５μ
ｍとしたのは、この範囲であれば、電極材料が多孔質基
体管３５の孔を通過することがなく、しかも膜の生成速
度を速くできるからである。
〜４０％であり、特に３０〜３５％であることが好まし
い。また、孔径は０．５〜５μｍであり、特に、０．５
〜２μm であることが望ましい。気孔率を２０〜４０％
としたのは、基体管３５としての必要な強度を有してお
り、また、燃料電池セルとしてガスの拡散をスムーズに
行う必要があるからである。また、孔径を０．５〜５μ
ｍとしたのは、この範囲であれば、電極材料が多孔質基
体管３５の孔を通過することがなく、しかも膜の生成速
度を速くできるからである。
【００１３】また、多孔質基体管３５の下端は開口して
いるため、下端からの懸濁液３１の浸入を防止するた
め、多孔質基体管３５の下端にはゴム製のキャップ３７
が取りつけられている。尚、多孔質基体管３５の下端は
開口していない場合には、キャップ３７を取りつける必
要はない。一方、多孔質基体管３５の上部は保持装置３
９により支持されている。この保持装置３９は、多孔質
基体管３５の上部を収容する収容部材４１と、この収容
部材４１に螺合する締結部材４３とから構成されてお
り、懸濁液３１の多孔質基体管３５内部への侵入を防止
すべく、所要箇所にＯリング４５が配備されている。そ
して、保持装置３９の収容部材４１には、多孔質基体管
３５の内部を減圧状態とする真空装置４７が連結されて
いる。
いるため、下端からの懸濁液３１の浸入を防止するた
め、多孔質基体管３５の下端にはゴム製のキャップ３７
が取りつけられている。尚、多孔質基体管３５の下端は
開口していない場合には、キャップ３７を取りつける必
要はない。一方、多孔質基体管３５の上部は保持装置３
９により支持されている。この保持装置３９は、多孔質
基体管３５の上部を収容する収容部材４１と、この収容
部材４１に螺合する締結部材４３とから構成されてお
り、懸濁液３１の多孔質基体管３５内部への侵入を防止
すべく、所要箇所にＯリング４５が配備されている。そ
して、保持装置３９の収容部材４１には、多孔質基体管
３５の内部を減圧状態とする真空装置４７が連結されて
いる。
【００１４】以上のように構成された電極材料膜生成装
置では、真空装置４７により多孔質基体管３５内部を減
圧状態とし、この状態で多孔質基体管３５を静かに懸濁
液３１中に浸すことにより、多孔質基体管３５の周囲に
ある懸濁液３１が強制的に多孔質基体管３５の方に吸い
寄せられ、懸濁液３１中の電極材料が多孔質基体管３５
の外表面に付着し、電極材料膜が迅速に生成される。そ
して、電極材料膜が生成されたら多孔質基体管３５を引
き上げ、乾燥した後、所定温度で焼き付けることにより
電極が形成される。次に、上記のような電極材料膜生成
装置を使用して実験を行った。以下、２つの実験例につ
いて述べる。
置では、真空装置４７により多孔質基体管３５内部を減
圧状態とし、この状態で多孔質基体管３５を静かに懸濁
液３１中に浸すことにより、多孔質基体管３５の周囲に
ある懸濁液３１が強制的に多孔質基体管３５の方に吸い
寄せられ、懸濁液３１中の電極材料が多孔質基体管３５
の外表面に付着し、電極材料膜が迅速に生成される。そ
して、電極材料膜が生成されたら多孔質基体管３５を引
き上げ、乾燥した後、所定温度で焼き付けることにより
電極が形成される。次に、上記のような電極材料膜生成
装置を使用して実験を行った。以下、２つの実験例につ
いて述べる。
【００１５】実験例１ 電極材料粉末である平均粒径５μｍのＬａ0.85Ｓｒ0.15
ＭｎＯ3 粉末２００ｇを、ＰＶＡ（ポリビニルアルコー
ル・重合度５００）を３重量％含有する５００ｃｃの水
溶液に添加して懸濁液３１を形成する。電極材料粉末は
水溶液に対して４０重量％の割合で含有されている。こ
の懸濁液３１中に、内部を２５ｔｏｒｒ程度に減圧した
気孔率３５％，孔径１．５μm の多孔質基体管３５を浸
し、３分間静置した後、素早く引き上げる。これを乾燥
後、１４００℃で焼き付けた。焼付後の電極の膜厚は２
ｍｍの均一膜であった。
ＭｎＯ3 粉末２００ｇを、ＰＶＡ（ポリビニルアルコー
ル・重合度５００）を３重量％含有する５００ｃｃの水
溶液に添加して懸濁液３１を形成する。電極材料粉末は
水溶液に対して４０重量％の割合で含有されている。こ
の懸濁液３１中に、内部を２５ｔｏｒｒ程度に減圧した
気孔率３５％，孔径１．５μm の多孔質基体管３５を浸
し、３分間静置した後、素早く引き上げる。これを乾燥
後、１４００℃で焼き付けた。焼付後の電極の膜厚は２
ｍｍの均一膜であった。
【００１６】実験例２ 電極材料粉末である平均粒径５μｍのＬａ0.8 Ｓｒ0.2
ＭｎＯ3 粉末３００ｇを、ＰＶＡ（ポリビニルアルコー
ル・重合度５００）を３重量％含有する５００ｃｃの水
溶液に添加して懸濁液３３を形成する。電極材料粉末は
水溶液に対して４０重量％の割合で含有されている。懸
濁液３３中に内部を５０ｔｏｒｒ程度に減圧した多孔質
基体管３５を浸し、５分間静置した後、素早く引き上げ
る。これを乾燥後、１５００℃で焼き付けた。焼付後の
電極の膜厚は２ｍｍの均一膜であった。
ＭｎＯ3 粉末３００ｇを、ＰＶＡ（ポリビニルアルコー
ル・重合度５００）を３重量％含有する５００ｃｃの水
溶液に添加して懸濁液３３を形成する。電極材料粉末は
水溶液に対して４０重量％の割合で含有されている。懸
濁液３３中に内部を５０ｔｏｒｒ程度に減圧した多孔質
基体管３５を浸し、５分間静置した後、素早く引き上げ
る。これを乾燥後、１５００℃で焼き付けた。焼付後の
電極の膜厚は２ｍｍの均一膜であった。
【００１７】従って、以上のような電極材料膜生成方法
並びに電極材料膜生成装置では、多孔質基体管３５内部
を減圧状態とし、この状態で多孔質基体管３５を懸濁液
３１中に浸すため、多孔質基体管３５の周囲にある懸濁
液３１が強制的に多孔質基体管３５の方に吸い寄せら
れ、懸濁液３１中の電極材料が多孔質基体管３５の外表
面に付着し、電極材料膜を短時間に生成することができ
る。また、懸濁液３１中の電極材料は、多孔質基体管３
５外面の電極材料膜の目が詰まっていない部分、即ち、
電極材料膜が薄い部分に吸い寄せられる傾向があるた
め、多孔質基体管３５の外面に均一に電極材料膜を生成
することができる。
並びに電極材料膜生成装置では、多孔質基体管３５内部
を減圧状態とし、この状態で多孔質基体管３５を懸濁液
３１中に浸すため、多孔質基体管３５の周囲にある懸濁
液３１が強制的に多孔質基体管３５の方に吸い寄せら
れ、懸濁液３１中の電極材料が多孔質基体管３５の外表
面に付着し、電極材料膜を短時間に生成することができ
る。また、懸濁液３１中の電極材料は、多孔質基体管３
５外面の電極材料膜の目が詰まっていない部分、即ち、
電極材料膜が薄い部分に吸い寄せられる傾向があるた
め、多孔質基体管３５の外面に均一に電極材料膜を生成
することができる。
【００１８】尚、バインダーとしてのＰＶＡの濃度は、
水に対して１〜５重量％であることが望ましい。また、
バインダーとしては、ＰＶＡの他に、例えば、アクリル
樹脂系のものでも良い。さらに、電極材料粉末の粒径は
１〜１０μｍが望ましい。
水に対して１〜５重量％であることが望ましい。また、
バインダーとしては、ＰＶＡの他に、例えば、アクリル
樹脂系のものでも良い。さらに、電極材料粉末の粒径は
１〜１０μｍが望ましい。
【００１９】また、懸濁液３１は、電極材料粉末が水溶
液に対して１０〜８０重量％の割合で含有していること
が望ましく、特に、３０〜６０重量％の割合で含有して
いることが好適である。
液に対して１０〜８０重量％の割合で含有していること
が望ましく、特に、３０〜６０重量％の割合で含有して
いることが好適である。
【００２０】尚、多孔質基体管３５の内部の圧力は１０
〜２００ｔｏｒｒが望ましい。また、電極材料膜の焼付
温度は、１３００〜１６００℃が望ましい。
〜２００ｔｏｒｒが望ましい。また、電極材料膜の焼付
温度は、１３００〜１６００℃が望ましい。
【００２１】さらに、上記実施例では、内部が減圧状態
の多孔質基体管３５を懸濁液３１中に浸した例について
説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、懸濁液中に多孔質基体管を浸した後、多孔質基体
管の内部を減圧状態としても上記実施例とほぼ同様の効
果を得ることができる。
の多孔質基体管３５を懸濁液３１中に浸した例について
説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、懸濁液中に多孔質基体管を浸した後、多孔質基体
管の内部を減圧状態としても上記実施例とほぼ同様の効
果を得ることができる。
【００２２】また、本発明の電極材料膜生成方法並びに
装置を、固体電解質燃料電池を構成する多孔質基体管３
５について適用した例について説明したが、固体電解質
燃料電池以外のものに使用する多孔質基体管に本発明を
適用しても良いことは勿論である。
装置を、固体電解質燃料電池を構成する多孔質基体管３
５について適用した例について説明したが、固体電解質
燃料電池以外のものに使用する多孔質基体管に本発明を
適用しても良いことは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の電極材料膜
生成方法並びに電極材料膜生成装置によれば、懸濁液を
多孔質基体管の方へ強制的に吸い寄せるので、多孔質基
体管の外表面に短時間で均一な膜厚の電極材料膜を生成
することができ、これにより、電極作製工程時間の大幅
な短縮および電極の品質の大幅な改善が期待できる。
生成方法並びに電極材料膜生成装置によれば、懸濁液を
多孔質基体管の方へ強制的に吸い寄せるので、多孔質基
体管の外表面に短時間で均一な膜厚の電極材料膜を生成
することができ、これにより、電極作製工程時間の大幅
な短縮および電極の品質の大幅な改善が期待できる。
【図１】本発明の電極材料膜生成装置およびその近傍を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図２】多孔質基体管に電極材料膜を生成した状態を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
３１ 懸濁液 ３５ 多孔質基体管 ３９ 保持装置 ４７ 真空装置
Claims (2)
- 【請求項１】内部を減圧状態とした多孔質基体管の外表
面に、電極材料を分散含有する懸濁液を吸い寄せさせ、
前記多孔質基体管の外表面に前記電極材料を付着させる
ことを特徴とする電極材料膜形成方法。 - 【請求項２】電極材料を分散含有する懸濁液を収容する
容器と、この容器内の懸濁液中に浸される多孔質基体管
を保持する保持装置と、前記多孔質基体管の内部を減圧
状態とする真空装置とを備えてなることを特徴とする電
極材料膜生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3272384A JPH05114405A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 電極材料膜生成方法および電極材料膜生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3272384A JPH05114405A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 電極材料膜生成方法および電極材料膜生成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05114405A true JPH05114405A (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=17513135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3272384A Pending JPH05114405A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 電極材料膜生成方法および電極材料膜生成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05114405A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003522384A (ja) * | 2000-02-04 | 2003-07-22 | シュティヒティン・エネルギーオンデルツォイク・セントラム・ネーデルランド | アノードに支持された電解質を含むアセンブリの製造方法およびそのようなアセンブリを備えるセラミック電池 |
| JP2005243334A (ja) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Kyocera Corp | 棒状体及びその製法、棒状燃料電池セル及びその製法並びに燃料電池 |
-
1991
- 1991-10-21 JP JP3272384A patent/JPH05114405A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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