JPH06290799A - 溶融炭酸塩型燃料電池の電解質板の製造方法 - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池の電解質板の製造方法Info
- Publication number
- JPH06290799A JPH06290799A JP4261078A JP26107892A JPH06290799A JP H06290799 A JPH06290799 A JP H06290799A JP 4261078 A JP4261078 A JP 4261078A JP 26107892 A JP26107892 A JP 26107892A JP H06290799 A JPH06290799 A JP H06290799A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- plate
- sheet
- electrolyte
- lithium aluminate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0289—Means for holding the electrolyte
- H01M8/0295—Matrices for immobilising electrolyte melts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/14—Fuel cells with fused electrolytes
- H01M2008/147—Fuel cells with molten carbonates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0048—Molten electrolytes used at high temperature
- H01M2300/0051—Carbonates
-
- 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
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】溶融炭酸塩型燃料電池の電解質板を製造するに
あたり、マトリックス板のグリーンシートの作成に、引
火性の無い、無公害の水を溶剤に使用するプロセスを提
供することにある。 【構成】水酸化リチウムアルミニウムを主成分とし、水
溶剤系のバインダー，添加材，水からなる混合物をシー
ト状に成形し、乾燥したのち、５５０℃から７００℃の
温度で熱処理する。 【効果】気孔径が小さく、気孔率が大きいマトリックス
板が得られ、燃料電池の性能が向上する。
あたり、マトリックス板のグリーンシートの作成に、引
火性の無い、無公害の水を溶剤に使用するプロセスを提
供することにある。 【構成】水酸化リチウムアルミニウムを主成分とし、水
溶剤系のバインダー，添加材，水からなる混合物をシー
ト状に成形し、乾燥したのち、５５０℃から７００℃の
温度で熱処理する。 【効果】気孔径が小さく、気孔率が大きいマトリックス
板が得られ、燃料電池の性能が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は溶融炭酸塩型燃料電池の
電解質板に係り、特に、電解質マトリックスの製造方法
に関する。
電解質板に係り、特に、電解質マトリックスの製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池は、炭酸リチウム
と炭酸カリウムの塩を含浸させたリチウムアルミネート
質の電解質板，多孔質ニッケルで形成されたアノード電
極，多孔質酸化ニッケルで形成されたカソード電極，各
電極に反応ガスを供給するアノード室とカソード室から
構成されている。これらはステンレス製の枠に入れら
れ、約６５０℃の動作温度で電気エネルギーを取り出
す。
と炭酸カリウムの塩を含浸させたリチウムアルミネート
質の電解質板，多孔質ニッケルで形成されたアノード電
極，多孔質酸化ニッケルで形成されたカソード電極，各
電極に反応ガスを供給するアノード室とカソード室から
構成されている。これらはステンレス製の枠に入れら
れ、約６５０℃の動作温度で電気エネルギーを取り出
す。
【０００３】炭酸リチウムと炭酸カリウムの混合物をマ
トリックスに含浸した電解質板はアノード室とカソード
室のガスの拡散を防ぎ、しかも良好なイオン導電性を有
することが要求される。電解質板には以下の性能が要求
される。
トリックスに含浸した電解質板はアノード室とカソード
室のガスの拡散を防ぎ、しかも良好なイオン導電性を有
することが要求される。電解質板には以下の性能が要求
される。
【０００４】（１）クラックなどの欠陥がなく、また、
約６５０℃の動作時に於いても破損しないこと。
約６５０℃の動作時に於いても破損しないこと。
【０００５】（２）電解質が安定に保持されること。こ
のためマトリックス材は空孔が小さく、毛管現象により
炭酸塩の保持力を高められること。
のためマトリックス材は空孔が小さく、毛管現象により
炭酸塩の保持力を高められること。
【０００６】（３）電池の大容量化に伴い、形状の大き
い電解質板の製造が出来ること。
い電解質板の製造が出来ること。
【０００７】このような要求に対応する電解質のマトリ
ックス材としては、γ−リチウムアルミニウムが用いら
れている。また、細孔分布をコントロールするために比
表面積の大きいγ−リチウムアルミニウムの原料粉が製
造に使用されている。マトリックスを製造する方法とし
て例えば、特開昭62−176063号公報には以下の方法が記
載されている。
ックス材としては、γ−リチウムアルミニウムが用いら
れている。また、細孔分布をコントロールするために比
表面積の大きいγ−リチウムアルミニウムの原料粉が製
造に使用されている。マトリックスを製造する方法とし
て例えば、特開昭62−176063号公報には以下の方法が記
載されている。
【０００８】（１）γ−リチウムアルミネートと炭酸リ
チウムと炭酸カリウムの共晶組成電解質の混合粉末を常
温で加圧し、５００℃前後で焼結するいわゆるペースト
法。
チウムと炭酸カリウムの共晶組成電解質の混合粉末を常
温で加圧し、５００℃前後で焼結するいわゆるペースト
法。
【０００９】（２）γ−リチウムアルミネートと炭酸リ
チウムと炭酸カリウムの共晶組成電解質の混合粉末を４
６０℃から４９０℃の温度範囲で加圧するホットプレス
法。
チウムと炭酸カリウムの共晶組成電解質の混合粉末を４
６０℃から４９０℃の温度範囲で加圧するホットプレス
法。
【００１０】（３）γ−リチウムアルミネートにバイン
ダーを添加して、１〜３.５ton/cｍ2の圧力で成形し、
焼結してマトリックスを作製した後に電解質を含浸する
いわゆるマトリックス法。
ダーを添加して、１〜３.５ton/cｍ2の圧力で成形し、
焼結してマトリックスを作製した後に電解質を含浸する
いわゆるマトリックス法。
【００１１】マトリックス法のなかには抄紙法，ドクタ
ーブレード法，カレンダー法および電気泳動法がある。
特に抄紙法は大型化が容易で、安価な製造法として提案
されている。また、ドクターブレード法は特開平1−217
857 号公報に述べられている。平均粒径０.１μｍ のγ
−リチウムアルミネート粉末，水，有機バインダ，造孔
剤，凝集剤を混合してスラリーを形成し、ドクターブレ
ード法によりマトリックスとなるシートを成形するもの
である。これにより電解質マトリックス内の空孔の分布
を規制し、１０μｍの空孔を多くすることにより、割れ
のない電解質板を得ている。ドクターブレード法の他の
例として、マトリックス材料にγ−リチウムアルミネー
ト，アルミナ繊維，炭酸リチウム，有機バインダーとし
てポリビニルブチラール，可塑剤としてブチルフタリル
ブチルグリコレート，有機溶剤としてブタノールとトリ
クロルエチレンとテトラクロルエチレンとの混合溶剤を
混合してスラリーを形成し、ドクターブレード法により
シートを作製する方法が知られている。これらドクター
ブレード法は大面積のシートが連続して製造可能であ
り、抄紙法にまして有効なマトリックス材の製造方法で
ある。
ーブレード法，カレンダー法および電気泳動法がある。
特に抄紙法は大型化が容易で、安価な製造法として提案
されている。また、ドクターブレード法は特開平1−217
857 号公報に述べられている。平均粒径０.１μｍ のγ
−リチウムアルミネート粉末，水，有機バインダ，造孔
剤，凝集剤を混合してスラリーを形成し、ドクターブレ
ード法によりマトリックスとなるシートを成形するもの
である。これにより電解質マトリックス内の空孔の分布
を規制し、１０μｍの空孔を多くすることにより、割れ
のない電解質板を得ている。ドクターブレード法の他の
例として、マトリックス材料にγ−リチウムアルミネー
ト，アルミナ繊維，炭酸リチウム，有機バインダーとし
てポリビニルブチラール，可塑剤としてブチルフタリル
ブチルグリコレート，有機溶剤としてブタノールとトリ
クロルエチレンとテトラクロルエチレンとの混合溶剤を
混合してスラリーを形成し、ドクターブレード法により
シートを作製する方法が知られている。これらドクター
ブレード法は大面積のシートが連続して製造可能であ
り、抄紙法にまして有効なマトリックス材の製造方法で
ある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ドクターブレード法
は、大面積で、工業的に有効な電解質のマトリックス材
の製造方法として優れている。しかし、次のような解決
すべき課題がある。
は、大面積で、工業的に有効な電解質のマトリックス材
の製造方法として優れている。しかし、次のような解決
すべき課題がある。
【００１３】ドクターブレード法のバインダには樹脂の
強度，安定性，接着力などからポリビニルブチラールが
一般的に使用される。このバインダーはトルエン，アル
コールなどの有機溶剤にしか溶解しないために、スラリ
ーの取り扱い時、または、スラリーからシートにする工
程に引火性を伴い、時に爆発の危険もある。引火，爆発
を防ぐためには設備の着火源をなくし、静電気の発生を
防ぐなど完全防爆装置にしなければならない。設備投資
のためのコスト高になる。また、設備を整えてもなおか
つ、作業者の教育を徹底し、教育を受けた限定作業者に
製造作業を委ねることになる。他の方法は有機溶剤にト
リクロルエチレンとテトラクロルエチレンなどの非引火
性の溶剤を混合する方法である。しかし、これらの溶剤
は発癌性物質であり、作業者はもとより公害を引き起こ
す可能性がある。
強度，安定性，接着力などからポリビニルブチラールが
一般的に使用される。このバインダーはトルエン，アル
コールなどの有機溶剤にしか溶解しないために、スラリ
ーの取り扱い時、または、スラリーからシートにする工
程に引火性を伴い、時に爆発の危険もある。引火，爆発
を防ぐためには設備の着火源をなくし、静電気の発生を
防ぐなど完全防爆装置にしなければならない。設備投資
のためのコスト高になる。また、設備を整えてもなおか
つ、作業者の教育を徹底し、教育を受けた限定作業者に
製造作業を委ねることになる。他の方法は有機溶剤にト
リクロルエチレンとテトラクロルエチレンなどの非引火
性の溶剤を混合する方法である。しかし、これらの溶剤
は発癌性物質であり、作業者はもとより公害を引き起こ
す可能性がある。
【００１４】他の方法として水溶解性バインダーか、ま
たは、水系のエマルジョンバインダーを用い、溶剤を水
にする方法がある。しかし、この方法で得られるマトリ
ックス板の平均空孔径は１.０μｍ 以上であり、これよ
り平均空孔径が小さいとマトリックス板が割れるなどの
問題があった。
たは、水系のエマルジョンバインダーを用い、溶剤を水
にする方法がある。しかし、この方法で得られるマトリ
ックス板の平均空孔径は１.０μｍ 以上であり、これよ
り平均空孔径が小さいとマトリックス板が割れるなどの
問題があった。
【００１５】本発明の目的は、マトリックス材に使う原
料を変更することにより、公害の無い水溶剤系プロセス
の採用、および塩の保持力と燃料電池運転時に特性劣化
の少ない電解質板を提供するにある。
料を変更することにより、公害の無い水溶剤系プロセス
の採用、および塩の保持力と燃料電池運転時に特性劣化
の少ない電解質板を提供するにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は溶融炭酸塩型燃
料電池の電解質板用マトリックス材の主原料に、水酸化
リチウムアルミニウムまたはリチウムアルミネートの水
和物を用い、水溶剤系のバインダーを用いたドクターブ
レード法による製造プロセスを提供することにある。ま
た、製造されるマトリックス板の主成分はα−リチウム
アルミネートで構成し、α−リチウムアルミネートの比
表面積は３０ｍ2／ｇから４０ｍ2／ｇで構成される。更
に、マトリックス板の平均気孔径は０.０１から０.６μ
ｍにすることにある。
料電池の電解質板用マトリックス材の主原料に、水酸化
リチウムアルミニウムまたはリチウムアルミネートの水
和物を用い、水溶剤系のバインダーを用いたドクターブ
レード法による製造プロセスを提供することにある。ま
た、製造されるマトリックス板の主成分はα−リチウム
アルミネートで構成し、α−リチウムアルミネートの比
表面積は３０ｍ2／ｇから４０ｍ2／ｇで構成される。更
に、マトリックス板の平均気孔径は０.０１から０.６μ
ｍにすることにある。
【００１７】これにより、引火性がなく、無公害で、燃
料電池として６５０℃付近で長時間運転しても、炭酸塩
の保持力に優れ、マトリックス板の割れが無く、特性劣
化の少ない溶融炭酸塩型燃料電池用電解質板を得ること
ができる。
料電池として６５０℃付近で長時間運転しても、炭酸塩
の保持力に優れ、マトリックス板の割れが無く、特性劣
化の少ない溶融炭酸塩型燃料電池用電解質板を得ること
ができる。
【００１８】
【作用】水酸化リチウムアルミニウム（Lithiuｍ Aluｍ
inuｍ Hydroxide Hydrate)および水和物の分子式はＬｉ
Ａｌ2(ＯＨ)7ｘＨ2Ｏ，ＬｉＡｌＯ2・ｙＨ2Ｏ またはＬ
ｉＡｌ2(ＯＨ)7・ｚＨ2Ｏ であり、水酸基を含み、水和
物であるため、水溶剤系バインダとの相性がが良く、ス
ラリーを製造する際の分散性が良好で、更に、ドクター
ブレード法により大面積で、厚さが均一なマトリックス
板用グリーンシートが製造される。また、電極板を作製
する際の、５５０℃から７００℃の熱処理により、α−
リチウムアルミネート（α−ＬｉＡｌＯ2)を生成し、安
定化する。水酸化物の分解のために、得られるα−リチ
ウムアルミネートは比表面積が大きい微粒子を生成す
る。微粒子の集合体のために、マトリックス板の平均気
孔径は０.０１から０.６μｍになる。細孔径が小さいた
めに炭酸塩の保持力が高い。また、微細な粒子の集合体
で、化学的に安定なα−リチウムアルミネートのため
に、動作時の変化に対しても安定である。
inuｍ Hydroxide Hydrate)および水和物の分子式はＬｉ
Ａｌ2(ＯＨ)7ｘＨ2Ｏ，ＬｉＡｌＯ2・ｙＨ2Ｏ またはＬ
ｉＡｌ2(ＯＨ)7・ｚＨ2Ｏ であり、水酸基を含み、水和
物であるため、水溶剤系バインダとの相性がが良く、ス
ラリーを製造する際の分散性が良好で、更に、ドクター
ブレード法により大面積で、厚さが均一なマトリックス
板用グリーンシートが製造される。また、電極板を作製
する際の、５５０℃から７００℃の熱処理により、α−
リチウムアルミネート（α−ＬｉＡｌＯ2)を生成し、安
定化する。水酸化物の分解のために、得られるα−リチ
ウムアルミネートは比表面積が大きい微粒子を生成す
る。微粒子の集合体のために、マトリックス板の平均気
孔径は０.０１から０.６μｍになる。細孔径が小さいた
めに炭酸塩の保持力が高い。また、微細な粒子の集合体
で、化学的に安定なα−リチウムアルミネートのため
に、動作時の変化に対しても安定である。
【００１９】
実施例１ 平均粒子径０.５μｍ の水酸化リチウムアルミニウムの
粉末１００重量部（以下部と省略する）、樹脂分濃度２
０％のポリビニルブチラール系水溶剤系バインダー８０
部，可塑剤としてジエチレングリコール５部，消泡剤１
部，水５０部をボールミルで１５時間混合する。減圧化
で脱泡処理し、同時に粘度が900CPSになるように水を蒸
発させる。得られたスラリーはドクターブレード法によ
り、離型処理をほどこしたマイラーフィルム上にシート
を作成する。８０℃から１２０℃に加熱してスラリー中
に混合されていた水を取り除く。この工程により幅1500
mm，厚さ０.４mm の電解質板用マトリック材のグリーン
シートが製造される。
粉末１００重量部（以下部と省略する）、樹脂分濃度２
０％のポリビニルブチラール系水溶剤系バインダー８０
部，可塑剤としてジエチレングリコール５部，消泡剤１
部，水５０部をボールミルで１５時間混合する。減圧化
で脱泡処理し、同時に粘度が900CPSになるように水を蒸
発させる。得られたスラリーはドクターブレード法によ
り、離型処理をほどこしたマイラーフィルム上にシート
を作成する。８０℃から１２０℃に加熱してスラリー中
に混合されていた水を取り除く。この工程により幅1500
mm，厚さ０.４mm の電解質板用マトリック材のグリーン
シートが製造される。
【００２０】成形したグリーンシートを５５０℃から７
００℃の温度で２時間熱処理して中に含まれているバイ
ンダーの樹脂，可塑剤を熱分解除去する。また、この熱
処理により、水酸化リチウムアルミニウムは分解して、
α−リチウムアルミネートを生成し、電解質用マトリッ
クス板が製造される。マトリックス板の平均気孔径は熱
処理温度により異なる。５５０℃では０.０１μｍ，６
００℃では０.１μｍ，６５０℃では０.３μｍ，７００
℃では０.６μｍであった。気孔率は５５％から６５％
であり、気孔の多い板が製造された。
００℃の温度で２時間熱処理して中に含まれているバイ
ンダーの樹脂，可塑剤を熱分解除去する。また、この熱
処理により、水酸化リチウムアルミニウムは分解して、
α−リチウムアルミネートを生成し、電解質用マトリッ
クス板が製造される。マトリックス板の平均気孔径は熱
処理温度により異なる。５５０℃では０.０１μｍ，６
００℃では０.１μｍ，６５０℃では０.３μｍ，７００
℃では０.６μｍであった。気孔率は５５％から６５％
であり、気孔の多い板が製造された。
【００２１】マトリックス板には電解質を含浸した。電
解質はＬｉ2ＣＯ3：Ｋ2ＣＯ3＝６２：３８（モル比）の
組成で、５５０℃に加熱することにより含浸して、電解
質板を製造した。得られた電解質を用いて燃料電池を組
立、アノード室に燃料ガスとして水素を、カソード室に
酸素ガスと窒素ガスの混合ガスを供給した。燃料電池は
約６５０℃の温度で動作させ、出力電圧，電流を測定し
た。燃料電池の動作，休止を繰返し行なったが出力電
圧，電流の変化がほとんどなく、電解質板の割れ，電解
質塩の滲みだしなど認められなかった。
解質はＬｉ2ＣＯ3：Ｋ2ＣＯ3＝６２：３８（モル比）の
組成で、５５０℃に加熱することにより含浸して、電解
質板を製造した。得られた電解質を用いて燃料電池を組
立、アノード室に燃料ガスとして水素を、カソード室に
酸素ガスと窒素ガスの混合ガスを供給した。燃料電池は
約６５０℃の温度で動作させ、出力電圧，電流を測定し
た。燃料電池の動作，休止を繰返し行なったが出力電
圧，電流の変化がほとんどなく、電解質板の割れ，電解
質塩の滲みだしなど認められなかった。
【００２２】実施例２ 比表面積２０ｍ2／ｇから２５ｍ2／ｇの主成分γ−リチ
ウムアルミネート100部に対して、水３００部を入れ、
撹拌器で撹拌しつつ、１０時間保持した。γ−リチウム
アルミネートは水和反応を起し、ゲル状に固まった。こ
れを２００℃で乾燥して主成分が水酸化リチウムアルミ
ニウムの水和物、一部リチウムアルミネートからなる粉
末を得た。
ウムアルミネート100部に対して、水３００部を入れ、
撹拌器で撹拌しつつ、１０時間保持した。γ−リチウム
アルミネートは水和反応を起し、ゲル状に固まった。こ
れを２００℃で乾燥して主成分が水酸化リチウムアルミ
ニウムの水和物、一部リチウムアルミネートからなる粉
末を得た。
【００２３】得られた粉末１００部に対して、アクリル
樹脂系バインダー（固形分３０％と溶剤水）５０部，分
散剤１部，消泡剤０.２部 ，水１００部を混合し、スラ
リーを作成した。脱泡処理，粘度調整し、ドクターブレ
ード法により、グリーンシートを作成した。シートを８
０℃から１２０℃で乾燥後、所望の大きさに切断，穴明
けなどしたのち、昇温，降温５０℃／ｈ，最高温度６５
０℃で１時間熱処理してバインダー，分散剤，消泡剤を
熱分解し、同時に水酸化リチウムアルミニウムの水和物
を熱分解した。主成分はＸ線回折により、α−リチウム
アルミネートであることが確認された。また、この材料
の比表面積は３０ｍ2／ｇから４０ｍ2／ｇであり、原料
の粉末より一段と微細な粉が生成されている。このため
にマトリックス板にしたときの平均気孔径が０.６μｍ
以下で、炭酸塩の保持力が大きく、また、気孔量は５５
％から６５％で大きい。気孔量が大きいことは単位体積
当たりの電解質量が多いことになり、燃料電池にしたと
きの容量が大きいことになる。
樹脂系バインダー（固形分３０％と溶剤水）５０部，分
散剤１部，消泡剤０.２部 ，水１００部を混合し、スラ
リーを作成した。脱泡処理，粘度調整し、ドクターブレ
ード法により、グリーンシートを作成した。シートを８
０℃から１２０℃で乾燥後、所望の大きさに切断，穴明
けなどしたのち、昇温，降温５０℃／ｈ，最高温度６５
０℃で１時間熱処理してバインダー，分散剤，消泡剤を
熱分解し、同時に水酸化リチウムアルミニウムの水和物
を熱分解した。主成分はＸ線回折により、α−リチウム
アルミネートであることが確認された。また、この材料
の比表面積は３０ｍ2／ｇから４０ｍ2／ｇであり、原料
の粉末より一段と微細な粉が生成されている。このため
にマトリックス板にしたときの平均気孔径が０.６μｍ
以下で、炭酸塩の保持力が大きく、また、気孔量は５５
％から６５％で大きい。気孔量が大きいことは単位体積
当たりの電解質量が多いことになり、燃料電池にしたと
きの容量が大きいことになる。
【００２４】実施例１と同様に電解質塩を含浸し、燃料
電池を組み立てた。動作，休止を繰り返しても電解質板
の割れ，塩の滲みだしが無く、性能の良好な燃料電池が
製造出来た。
電池を組み立てた。動作，休止を繰り返しても電解質板
の割れ，塩の滲みだしが無く、性能の良好な燃料電池が
製造出来た。
【００２５】以上の実施例においては、原料にリチウム
アルミネートまたは水酸化リチウムアルミニウムを用い
た場合について示したが、水酸化リチウムアルミニウム
にリチウムアルミネートが混合されていてもさしつかえ
ない。なぜならば、水酸化リチウムアルミニウムがグリ
ーンシートにされて加熱分解する際に、原料の粉末より
微細な粉末を生成し、性能の良好なマトリックス板を製
造出来るからである。更に、リチウムアルミネートは水
溶剤系バインダーと共に混合されている間に、水と反応
して水酸化物を生成するからである。混合時に、ＬｉＡ
ｌＯ2・ｘＨ2Ｏ，Ｌｉ(ＯＨ），Ａｌ(ＯＨ)3などのリチ
ウムアルミネートの水酸化物を生成する場合にも、本発
明からはずれるものではない。また、通常の溶融炭酸塩
型燃料電池のマトリックス板に使用されているアルミナ
繊維の混合，有機繊維材の混合については、本発明の効
果を抑制するものではない。バインダーについては、水
が溶剤として使用出来、熱分解するものであれば良い。
アクリルエマルジョン系バインダー，セルローズ系バイ
ンダー，ポリビニルアルコール系バインダーなどが適用
できる。
アルミネートまたは水酸化リチウムアルミニウムを用い
た場合について示したが、水酸化リチウムアルミニウム
にリチウムアルミネートが混合されていてもさしつかえ
ない。なぜならば、水酸化リチウムアルミニウムがグリ
ーンシートにされて加熱分解する際に、原料の粉末より
微細な粉末を生成し、性能の良好なマトリックス板を製
造出来るからである。更に、リチウムアルミネートは水
溶剤系バインダーと共に混合されている間に、水と反応
して水酸化物を生成するからである。混合時に、ＬｉＡ
ｌＯ2・ｘＨ2Ｏ，Ｌｉ(ＯＨ），Ａｌ(ＯＨ)3などのリチ
ウムアルミネートの水酸化物を生成する場合にも、本発
明からはずれるものではない。また、通常の溶融炭酸塩
型燃料電池のマトリックス板に使用されているアルミナ
繊維の混合，有機繊維材の混合については、本発明の効
果を抑制するものではない。バインダーについては、水
が溶剤として使用出来、熱分解するものであれば良い。
アクリルエマルジョン系バインダー，セルローズ系バイ
ンダー，ポリビニルアルコール系バインダーなどが適用
できる。
【００２６】グリーンシートの製造方法については、実
施例では大面積で、厚さの均一性の優れるドクターブレ
ード法を取り上げたが、紙梳き法，静置沈降法など水を
溶剤に使用する方法が採用できる。
施例では大面積で、厚さの均一性の優れるドクターブレ
ード法を取り上げたが、紙梳き法，静置沈降法など水を
溶剤に使用する方法が採用できる。
【００２７】
【発明の効果】引火性の無い、無公害の溶剤系を使用し
たマトリックス板の製造が可能になる。更に、マトリッ
クス板にした際に、微細で、比表面積が大きい材料で形
成できるために、溶融炭酸塩型燃料電池の電解質板に要
求される気孔径が小さく、炭酸塩の保持力が大きい、気
孔率が大きく炭酸塩の濃度が大きい、電解質板を提供す
ることが可能である。
たマトリックス板の製造が可能になる。更に、マトリッ
クス板にした際に、微細で、比表面積が大きい材料で形
成できるために、溶融炭酸塩型燃料電池の電解質板に要
求される気孔径が小さく、炭酸塩の保持力が大きい、気
孔率が大きく炭酸塩の濃度が大きい、電解質板を提供す
ることが可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 将人 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】リチウムアルミネートからなる多孔質マト
リックスに炭酸塩を含浸してなる溶融炭酸塩型燃料電池
の電解質板の製造方法に於いて、水酸化リチウムアルミ
ニウムまたはリチウムアルミネートの水和物，水溶剤系
のバインダー及び水を主成分としたスラリーを混合し、
シート状に成形、８０℃から１２０℃の範囲で乾燥して
シートを作製し、該シートを５５０℃から７００℃の範
囲で熱処理することを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池
の電解質板の製造方法。 - 【請求項２】リチウムアルミネートからなる多孔質マト
リックス板に炭酸塩を含浸してなる溶融炭酸塩型燃料電
池の電解質板において、マトリックス板はα−リチウム
アルミネートで構成されていることを特徴とする溶融炭
酸塩型燃料電池の電解質板。 - 【請求項３】リチウムアルミネートからなる多孔質マト
リックス板に炭酸塩を含浸してなる溶融炭酸塩型燃料電
池の電解質板において、マトリックス板を構成するリチ
ウムアルミネートの比表面積が３０ｍ2／ｇから４５ｍ2
／ｇの粉末で構成されたことを特徴とする溶融炭酸塩型
燃料電池の電解質板。 - 【請求項４】請求項１において、水溶剤系のバインダー
はポリビニルアセタール系，アクリル系，アクリルエマ
ルジョン系，エチルセルローズ系，ポリビニルアルコー
ル系であることを特徴とする電解質板の製造方法。 - 【請求項５】請求項１において、シートの成形方法はド
クターブレード法からなることを特徴とする電解質板の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4261078A JPH06290799A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 溶融炭酸塩型燃料電池の電解質板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4261078A JPH06290799A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 溶融炭酸塩型燃料電池の電解質板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06290799A true JPH06290799A (ja) | 1994-10-18 |
Family
ID=17356777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4261078A Pending JPH06290799A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 溶融炭酸塩型燃料電池の電解質板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06290799A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5827495A (en) * | 1995-10-03 | 1998-10-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Molten carbonate fuel cell and method of manufacturing retaining material for electrolyte body of molten carbonate fuel cell |
| JP2008123831A (ja) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 電解質保持板形成用スラリー組成物、電解質保持板形成用グリーンシート及びこれらを用いた電解質保持板並びにこれらの製造方法 |
| KR20170089630A (ko) * | 2016-01-27 | 2017-08-04 | 한국과학기술연구원 | 전해질이 함침된 매트릭스를 포함하는 용융탄산염 연료전지 및 이의 제조 방법 |
| WO2018079190A1 (ja) * | 2016-10-28 | 2018-05-03 | 株式会社村田製作所 | 正極材料、正極、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61295228A (ja) * | 1985-06-21 | 1986-12-26 | Sumitomo Chem Co Ltd | リチウムアルミネ−ト粉末の製造法 |
| JPS62176063A (ja) * | 1986-01-28 | 1987-08-01 | Toppan Printing Co Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池の電解質タイルの製法 |
| JPS63264873A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-11-01 | Hitachi Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池用電解質板の製造方法 |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP4261078A patent/JPH06290799A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61295228A (ja) * | 1985-06-21 | 1986-12-26 | Sumitomo Chem Co Ltd | リチウムアルミネ−ト粉末の製造法 |
| JPS62176063A (ja) * | 1986-01-28 | 1987-08-01 | Toppan Printing Co Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池の電解質タイルの製法 |
| JPS63264873A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-11-01 | Hitachi Ltd | 溶融炭酸塩型燃料電池用電解質板の製造方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5827495A (en) * | 1995-10-03 | 1998-10-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Molten carbonate fuel cell and method of manufacturing retaining material for electrolyte body of molten carbonate fuel cell |
| US6037076A (en) * | 1995-10-03 | 2000-03-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Molten carbonate fuel cell and method of manufacturing retaining material for electrolyte body of molten carbonate fuel cell |
| JP2008123831A (ja) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 電解質保持板形成用スラリー組成物、電解質保持板形成用グリーンシート及びこれらを用いた電解質保持板並びにこれらの製造方法 |
| KR20170089630A (ko) * | 2016-01-27 | 2017-08-04 | 한국과학기술연구원 | 전해질이 함침된 매트릭스를 포함하는 용융탄산염 연료전지 및 이의 제조 방법 |
| WO2018079190A1 (ja) * | 2016-10-28 | 2018-05-03 | 株式会社村田製作所 | 正極材料、正極、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム |
| US11011740B2 (en) | 2016-10-28 | 2021-05-18 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Positive electrode material, positive electrode, battery, battery pack, electronic device, electric vehicle, electric storage device, and electric power system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109088031A (zh) | 陶瓷涂覆隔膜浆料、陶瓷复合隔膜及其制备方法和应用 | |
| CN115275329A (zh) | 一种石榴石型固态电解质的制备方法及应用 | |
| JPH0258744B2 (ja) | ||
| CN111934002A (zh) | 一种石榴石型固态电解质及其制备方法 | |
| CN113224378B (zh) | 一种锂电池、固态电解质及其制备方法和应用 | |
| KR20110064905A (ko) | 다공성 이트리아 안정화 지르코니아의 제조방법 | |
| JPH06290799A (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池の電解質板の製造方法 | |
| CN115466116B (zh) | 一种多孔锂镧锆氧固体电解质片及其制备方法和应用 | |
| JP5158743B2 (ja) | 電解質保持板形成用スラリー組成物、電解質保持板形成用グリーンシート及びこれらの製造方法 | |
| JPS58129781A (ja) | 溶融塩型燃料電池 | |
| KR20090035584A (ko) | 연료 전지용 지지체 매트릭스 및 이의 제작 방법 | |
| KR100852759B1 (ko) | 전해질이 첨가된 니켈-알루미늄 합금 용융탄산염연료전지용 연료극 및 그 제조방법 | |
| KR20140075526A (ko) | 도전재 일체 구조형 전극 및 이를 이용한 이차전지 | |
| CN113471500B (zh) | 一种熔融碳酸盐燃料电池盐膜及其制备方法 | |
| CN115417667B (zh) | 一种Nd2O3掺杂型Na-β(β″)-Al2O3固体电解质陶瓷材料及其制备方法 | |
| JPH0626130B2 (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池用電解質板の製造方法 | |
| JPH0280319A (ja) | 高比表面積リチウムアルミネートの製造方法 | |
| CN115417660B (zh) | 一种Eu2O3掺杂型Na-β(β″)-Al2O3固体电解质陶瓷材料及其制备方法 | |
| JP2013149630A (ja) | 溶融炭酸塩形燃料電池の繊維強化電解質板の製造方法 | |
| KR100354819B1 (ko) | 용융탄산염 연료전지용 γ-LiAlO2 매트릭스를 제조하는 방법 | |
| CN118117081B (zh) | 一种高孔隙率低体积膨胀的硅碳负极材料的制备方法 | |
| KR101041237B1 (ko) | 용융탄산염 연료전지의 제조방법 | |
| KR100779741B1 (ko) | 소결보조제 함유 용융탄산염 연료전지용 강화 매트릭스 | |
| JPH01120774A (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池の電解質タイルの製法 | |
| KR100265715B1 (ko) | 용융탄산염형 연료전지용 애노드의 제조방법 |