JPH0599849A - プラスチツク電極の劣化診断方法 - Google Patents
プラスチツク電極の劣化診断方法Info
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- JPH0599849A JPH0599849A JP3256833A JP25683391A JPH0599849A JP H0599849 A JPH0599849 A JP H0599849A JP 3256833 A JP3256833 A JP 3256833A JP 25683391 A JP25683391 A JP 25683391A JP H0599849 A JPH0599849 A JP H0599849A
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- Japan
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- carbon fiber
- activated carbon
- electrode
- plastic
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- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 複合材料であるため各成分を分離できないプ
ラスチック電極の劣化度を容易に診断できるようにす
る。 【構成】 プラスチック電極の活性層の活性炭素繊維に
ついてレーザーラマン分光法によりスペクトルの１３５
５ｃｍ-1のピーク面積と１５８０ｃｍ-1のピーク面積を
求め、それら求められた面積の比（１３５５ｃｍ-1のピ
ーク面積÷１５８０ｃｍ-1のピーク面積）から黒鉛化度
を測定し、該測定結果に基づいて電極の劣化度合を診断
する。
ラスチック電極の劣化度を容易に診断できるようにす
る。 【構成】 プラスチック電極の活性層の活性炭素繊維に
ついてレーザーラマン分光法によりスペクトルの１３５
５ｃｍ-1のピーク面積と１５８０ｃｍ-1のピーク面積を
求め、それら求められた面積の比（１３５５ｃｍ-1のピ
ーク面積÷１５８０ｃｍ-1のピーク面積）から黒鉛化度
を測定し、該測定結果に基づいて電極の劣化度合を診断
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電解液循環型二次電
池、例えば亜鉛−臭素電池に用いられる電極の劣化診断
方法に係り、特にプラスチック電極の劣化診断方法に関
する。
池、例えば亜鉛−臭素電池に用いられる電極の劣化診断
方法に係り、特にプラスチック電極の劣化診断方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近時、電池電力貯蔵システムの開発が促
進されており、その一環として亜鉛−臭素電池，亜鉛−
塩素電池，レドックスフロー電池等が開発されている。
これらのうち電解液循環形の亜鉛−臭素電池の基本構成
は図３のように示される。図３において１は単セル、２
は正極室、３は負極室、４は多孔質の隔膜、５は正極、
６は負極、７は正極液、８は負極液、９は正極液貯蔵
槽、１０は負極液貯蔵槽、１１，１２は電解液循環用ポ
ンプである。正極室２には正極液貯蔵槽９から正極電解
液を前記ポンプ１１によって循環し、負極室３には負極
液貯蔵槽１０から負極電解液を前記ポンプ１２によって
循環している。
進されており、その一環として亜鉛−臭素電池，亜鉛−
塩素電池，レドックスフロー電池等が開発されている。
これらのうち電解液循環形の亜鉛−臭素電池の基本構成
は図３のように示される。図３において１は単セル、２
は正極室、３は負極室、４は多孔質の隔膜、５は正極、
６は負極、７は正極液、８は負極液、９は正極液貯蔵
槽、１０は負極液貯蔵槽、１１，１２は電解液循環用ポ
ンプである。正極室２には正極液貯蔵槽９から正極電解
液を前記ポンプ１１によって循環し、負極室３には負極
液貯蔵槽１０から負極電解液を前記ポンプ１２によって
循環している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記正極５、負極６の
電極板には、耐臭素性のあるポリエチレンに導電性付与
剤としてカーボン（カーボンブラック，グラファイト）
等を混合して成るプラスチック電極が使用されている。
このプラスチック電極は、ポリエチレン，カーボンブラ
ックおよびグラファイトを配合した複合材料であるの
で、各成分を分離することはできない。このためプラス
チック電極の劣化度合を評価する方法がなかった。
電極板には、耐臭素性のあるポリエチレンに導電性付与
剤としてカーボン（カーボンブラック，グラファイト）
等を混合して成るプラスチック電極が使用されている。
このプラスチック電極は、ポリエチレン，カーボンブラ
ックおよびグラファイトを配合した複合材料であるの
で、各成分を分離することはできない。このためプラス
チック電極の劣化度合を評価する方法がなかった。
【０００４】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、複合材料であるため各成分を分離できない
プラスチック電極の劣化度を容易に診断することができ
るプラスチック電極の劣化診断方法を提供することにあ
る。
その目的は、複合材料であるため各成分を分離できない
プラスチック電極の劣化度を容易に診断することができ
るプラスチック電極の劣化診断方法を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の劣化診断方法
は、プラスチック電極の活性層の活性炭素繊維について
レーザーラマン分光法によりスペクトルの１３５５ｃｍ
-1のピーク面積と１５８０ｃｍ-1のピーク面積を求め、
それら求められた面積の比から黒鉛化度を測定し、該測
定結果に基づいて電極の劣化度合を診断することを特徴
としている。
は、プラスチック電極の活性層の活性炭素繊維について
レーザーラマン分光法によりスペクトルの１３５５ｃｍ
-1のピーク面積と１５８０ｃｍ-1のピーク面積を求め、
それら求められた面積の比から黒鉛化度を測定し、該測
定結果に基づいて電極の劣化度合を診断することを特徴
としている。
【０００６】
【作用】レーザーラマンスペクトル中の１３５５ｃｍ-1
のピークは非晶質系であり、１５８０ｃｍ-1のピークが
結晶質系となる。このため両者のピーク面積比（１３５
５ｃｍ-1のピーク面積÷１５８０ｃｍ-1のピーク面積）
は黒鉛化度を表す。黒鉛化度が低下すると電極の活性炭
素繊維の表面層が劣化し、電極材料と活性炭素繊維の密
着性が低下して剥離現象が起こり、内部抵抗が高くなる
ことによりＢｒの反応過電圧が高くなる。従って電極活
性層の活性炭素繊維の黒鉛化度を測定すれば電極の劣化
度合を評価することができる。
のピークは非晶質系であり、１５８０ｃｍ-1のピークが
結晶質系となる。このため両者のピーク面積比（１３５
５ｃｍ-1のピーク面積÷１５８０ｃｍ-1のピーク面積）
は黒鉛化度を表す。黒鉛化度が低下すると電極の活性炭
素繊維の表面層が劣化し、電極材料と活性炭素繊維の密
着性が低下して剥離現象が起こり、内部抵抗が高くなる
ことによりＢｒの反応過電圧が高くなる。従って電極活
性層の活性炭素繊維の黒鉛化度を測定すれば電極の劣化
度合を評価することができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の劣化診断方法の一実施例を図
面とともに説明する。プラスチック電極の活性層に使用
している活性炭素繊維の劣化度合いを評価するために、
レーザーラマン分光法で活性炭素繊維の黒鉛化度につい
て測定を行った。試料としては、活性炭素繊維をプラス
チック電極（ポリエチレン，カーボンブラック，グラフ
ァイト）にラミネーションし、実際の亜鉛−臭素電池で
の使用後の活性炭素繊維および未使用の活性炭素繊維の
両者について黒鉛化度の比較を行った。この黒鉛化度の
評価としてレーザーラマンスペクトル中の１３５５ｃｍ
-1のピーク（非晶質系）と１５８０ｃｍ-1のピーク（結
晶質系）との両者のピーク面積比（１３５５ｃｍ-1のピ
ーク面積÷１５８０ｃｍ-1のピーク面積＝黒鉛化度）で
黒鉛化度を表し、その数値が低いほど黒鉛化度が高いこ
とになる。
面とともに説明する。プラスチック電極の活性層に使用
している活性炭素繊維の劣化度合いを評価するために、
レーザーラマン分光法で活性炭素繊維の黒鉛化度につい
て測定を行った。試料としては、活性炭素繊維をプラス
チック電極（ポリエチレン，カーボンブラック，グラフ
ァイト）にラミネーションし、実際の亜鉛−臭素電池で
の使用後の活性炭素繊維および未使用の活性炭素繊維の
両者について黒鉛化度の比較を行った。この黒鉛化度の
評価としてレーザーラマンスペクトル中の１３５５ｃｍ
-1のピーク（非晶質系）と１５８０ｃｍ-1のピーク（結
晶質系）との両者のピーク面積比（１３５５ｃｍ-1のピ
ーク面積÷１５８０ｃｍ-1のピーク面積＝黒鉛化度）で
黒鉛化度を表し、その数値が低いほど黒鉛化度が高いこ
とになる。
【０００８】尚、前記使用した活性炭素繊維の商品名、
プラスチック電極の成分の割合、活性炭素繊維の使用の
程度は次のとおりである。
プラスチック電極の成分の割合、活性炭素繊維の使用の
程度は次のとおりである。
【０００９】 （使用した活性炭素繊維） 商品名：Ａｃｃ５０７−２０、メーカ名：（株）日本カイノール （カーボンプラスチック電極成分の割合） 高密度ポリエチレン：ケッチェンブラック：キッシュグラファイト Ｓ６００８Ｇ ＥＣカーボン ＫＮＣ−Ｓ 組成比 ５０ｗｔ％： １５ｗｔ％ ： ３５ｗｔ％ （使用の程度）この電極材料の劣化品は、大阪工業技術
試験所内で第２次中間評価試験での１０ＫＷ級電池シス
テムの電極材料である。期間としては約１．５年ぐらい
でサイクル数は５００サイクル前後である。
試験所内で第２次中間評価試験での１０ＫＷ級電池シス
テムの電極材料である。期間としては約１．５年ぐらい
でサイクル数は５００サイクル前後である。
【００１０】また測定条件はＡｒレーザ：５００ｍＷ、
波長：５１４５Ａ°、反射角度：７０°、測定領域：１
００ｃｍ-1〜２０００ｃｍ-1で測定を行った。上記の測
定の結果、未使用品の黒鉛化度は図１に示すように０．
８４８であり、使用品の黒鉛化度は図２に示すように
０．９１４であり、黒鉛化度の低下率として７．２２％
であった。
波長：５１４５Ａ°、反射角度：７０°、測定領域：１
００ｃｍ-1〜２０００ｃｍ-1で測定を行った。上記の測
定の結果、未使用品の黒鉛化度は図１に示すように０．
８４８であり、使用品の黒鉛化度は図２に示すように
０．９１４であり、黒鉛化度の低下率として７．２２％
であった。
【００１１】ここで電極の劣化度合いは正極側での活性
炭素繊維のＢｒの反応過電圧のデータで表される。この
Ｂｒの反応過電圧と前記黒鉛化度の関係は表１のように
示される。
炭素繊維のＢｒの反応過電圧のデータで表される。この
Ｂｒの反応過電圧と前記黒鉛化度の関係は表１のように
示される。
【００１２】
【表１】
【００１３】表１から解るように未劣化品より劣化品の
方が黒鉛化度と同様にＢｒの反応過電圧は高くなってい
る。この高くなった理由としては、活性炭素繊維の表面
層が劣化したことにより電極材料と活性炭素繊維の密着
性が低下し、剥離現象が起こり内部抵抗が高くなり、こ
れによってＢｒの反応過電圧が高くなったことによる。
したがって前述したような方法で活性炭素繊維の黒鉛化
度を測定すれば電極の劣化度合いを容易に評価すること
ができる。
方が黒鉛化度と同様にＢｒの反応過電圧は高くなってい
る。この高くなった理由としては、活性炭素繊維の表面
層が劣化したことにより電極材料と活性炭素繊維の密着
性が低下し、剥離現象が起こり内部抵抗が高くなり、こ
れによってＢｒの反応過電圧が高くなったことによる。
したがって前述したような方法で活性炭素繊維の黒鉛化
度を測定すれば電極の劣化度合いを容易に評価すること
ができる。
【００１４】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の劣化診断方
法によれば、プラスチック電極の活性層の活性炭素繊維
についてレーザーラマン分光法によりスペクトルの１３
５５ｃｍ-1のピーク面積と１５８０ｃｍ-1のピーク面積
を求め、それら求められた面積の比から黒鉛化度を測定
し、該測定結果に基づいて電極の劣化度合を診断するよ
うにしたので次のような優れた効果が得られる。
法によれば、プラスチック電極の活性層の活性炭素繊維
についてレーザーラマン分光法によりスペクトルの１３
５５ｃｍ-1のピーク面積と１５８０ｃｍ-1のピーク面積
を求め、それら求められた面積の比から黒鉛化度を測定
し、該測定結果に基づいて電極の劣化度合を診断するよ
うにしたので次のような優れた効果が得られる。
【００１５】（１）複合材料であるため各成分を分離で
きないプラスチック電極の劣化度合いを容易に診断する
ことができる。
きないプラスチック電極の劣化度合いを容易に診断する
ことができる。
【００１６】（２）他種の活性炭素繊維についての評
価、比較に適用することができる。
価、比較に適用することができる。
【００１７】（３）活性炭素繊維の品質管理に適用する
ことができる。
ことができる。
【図１】本発明の一実施例を示し、カーボンプラスチッ
ク電極の未使用品の活性炭素繊維についてレーザラマン
分光法により黒鉛化度を測定した結果を示す特性図。
ク電極の未使用品の活性炭素繊維についてレーザラマン
分光法により黒鉛化度を測定した結果を示す特性図。
【図２】本発明の一実施例を示し、カーボンプラスチッ
ク電極の使用後の活性炭素繊維についてレーザラマン分
光法により黒鉛化度を測定した結果を示す特性図。
ク電極の使用後の活性炭素繊維についてレーザラマン分
光法により黒鉛化度を測定した結果を示す特性図。
【図３】亜鉛−臭素電池の基本構成図。
１…単セル、２…正極室、３…負極室、４…多孔質の隔
膜、５…正極、６…負極、７…正極液、８…負極液、９
…正極液貯蔵槽、１０…負極液貯蔵槽、１１，１２…電
解液循環用ポンプ。
膜、５…正極、６…負極、７…正極液、８…負極液、９
…正極液貯蔵槽、１０…負極液貯蔵槽、１１，１２…電
解液循環用ポンプ。
Claims (1)
- 【請求項１】 プラスチック電極の活性層の活性炭素繊
維についてレーザーラマン分光法によりスペクトルの１
３５５ｃｍ-1のピーク面積と１５８０ｃｍ-1のピーク面
積を求め、それら求められた面積の比から黒鉛化度を測
定し、該測定結果に基づいて電極の劣化度合を診断する
ことを特徴とするプラスチック電極の劣化診断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3256833A JPH0599849A (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | プラスチツク電極の劣化診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3256833A JPH0599849A (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | プラスチツク電極の劣化診断方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0599849A true JPH0599849A (ja) | 1993-04-23 |
Family
ID=17298066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3256833A Pending JPH0599849A (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | プラスチツク電極の劣化診断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0599849A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007240180A (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Mandom Corp | ケラチン繊維の損傷評価方法 |
| CN102866142A (zh) * | 2011-07-08 | 2013-01-09 | 中国蓝星（集团）股份有限公司 | 一种测定碳纤维内层和外层结晶度差值的方法 |
-
1991
- 1991-10-04 JP JP3256833A patent/JPH0599849A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007240180A (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Mandom Corp | ケラチン繊維の損傷評価方法 |
| JP4673771B2 (ja) * | 2006-03-06 | 2011-04-20 | 株式会社マンダム | ケラチン繊維の損傷評価方法 |
| CN102866142A (zh) * | 2011-07-08 | 2013-01-09 | 中国蓝星（集团）股份有限公司 | 一种测定碳纤维内层和外层结晶度差值的方法 |
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