JPH08171892A - Zinc-bromine battery separator and its manufacture - Google Patents

Zinc-bromine battery separator and its manufacture

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JPH08171892A
JPH08171892A JP6312814A JP31281494A JPH08171892A JP H08171892 A JPH08171892 A JP H08171892A JP 6312814 A JP6312814 A JP 6312814A JP 31281494 A JP31281494 A JP 31281494A JP H08171892 A JPH08171892 A JP H08171892A
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JP
Japan
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zinc
separator
alumite
aluminum plate
aluminum
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JP6312814A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenshirou Oyamada
建四郎 小山田
Masaki Koga
正樹 小賀
Tsutae Suzuki
傳 鈴木
Shinichi Fujie
眞一 藤江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To provide a zinc-bromine battery separator and its manufacture by which battery efficiency can be heightened by heightening the accuracy of the hole diameter control of the separator, and shortening a hole process. CONSTITUTION: An anodic oxide coating formed by anodizing aluminum is used as a zinc-bromine battery separator. Oxalic acid, sulfuric acid, or liquid formed by adding sulfosalicylic acid to the sulfuric acid is used as electrolyte in a reaction vessel 15, and an aluminum plate 17 of 0.3mm or less in thickness is soaked in a positive electrode side and a lead electrode is soaked opposite thereto in a negative electrode side. Anodizing is conducted as maintaining the temperature of the electrolyte, a power source voltage, and an electric current density at adequate values so as to form the anodic oxide coating 20 on the surface of the aluminum plate 17 to obtain the zinc-bromine battery separator.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電解液循環型積層二次電
池、特に亜鉛−臭素電池の構成部材であるセパレータと
その製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a separator which is a constituent member of an electrolytic solution circulation type laminated secondary battery, particularly a zinc-bromine battery, and a method for producing the separator.

【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次電池であり、この電池は例
えば電力の昼と夜のアンバランスを解決させるために、
電力需要が少ない夜間に電力を貯蔵して、昼間に放出さ
せるため等に使用される。
2. Description of the Related Art A zinc-bromine battery is a secondary battery that uses bromine as a positive electrode active material and zinc as a negative electrode active material.
It is used to store electricity at night when electricity demand is low and to release it in the daytime.

【0003】充電時に正極電極側で発生した臭素は、電
解液に添加した臭素錯化剤と反応し、オイル状の沈殿物
となって貯蔵タンクへ戻され、放電時はポンプで単電池
内へ送り込まれ還元される。電解液の成分はZnBr2
水溶液と、抵抗を下げるためのNH4Cl等の塩と、負
極亜鉛側のデンドライトを防止し、均一な電着を促進さ
せるためのPb,Sn,4級アンモニウム塩類と、臭素
錯化剤とである。正極電極と負極電極の間にはセパレー
タを介挿してあり、正極電極で発生した臭素が負極電極
へ拡散して亜鉛と反応することによる自己放電を防止し
ている。
Bromine generated on the positive electrode side at the time of charging reacts with the bromine complexing agent added to the electrolytic solution to form an oil-like precipitate which is returned to the storage tank, and at the time of discharging it is pumped into the unit cell. It is sent and returned. The component of the electrolytic solution is ZnBr 2
An aqueous solution, a salt such as NH 4 Cl for reducing resistance, Pb, Sn, quaternary ammonium salts for preventing dendrite on the negative electrode zinc side and promoting uniform electrodeposition, and a bromine complexing agent is there. A separator is inserted between the positive electrode and the negative electrode to prevent self-discharge caused by the bromine generated in the positive electrode diffusing into the negative electrode and reacting with zinc.

【0004】この亜鉛−臭素電池の化学反応は、The chemical reaction of this zinc-bromine battery is

【0005】[0005]

【化1】 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。[Chemical Formula 1] During charging: Positive electrode: 2Br → Br 2 + 2e , Negative electrode: Zn ++ + 2e → Zn During discharging: Positive electrode: 2Br ← Br 2 + 2e , Negative electrode: Zn ++ + 2e ← Zn It is represented by.

【0006】この亜鉛−臭素電池は、主に電極をバイポ
ーラ型とし、複数個の単電池(単セル)を電気的に直列
に積層した電池本体と、電解液貯蔵槽と、これらの間に
電解液を循環させるポンプおよび配管系とで構成されて
いる。
In this zinc-bromine battery, the electrodes are mainly of a bipolar type, a battery main body in which a plurality of single cells (single cells) are electrically stacked in series, an electrolytic solution storage tank, and an electrolytic solution interposed therebetween. It is composed of a pump and a piping system for circulating the liquid.

【0007】図6の概要図に基づいて亜鉛−臭素電池の
作動原理を説明する。図中の1は正極側貯蔵槽であって
該正極側貯蔵槽1内に正極電解液2と臭素錯化合物3と
が貯蔵されている。4は負極側貯蔵槽であって該負極側
貯蔵槽4内に負極電解液5が貯蔵されている。そして正
極電解液2は正極側ポンプ6の駆動に伴って、四方弁7
を介して図中の矢印に示した如く電池本体の正極マニホ
ールド8から正極室内を流通し、正極側貯蔵槽1に還流
する一方、負極電解液5は負極側ポンプ9の駆動に伴っ
て、電池本体の負極マニホールド10からセパレータ1
1に隔てられた負極室内を流通して負極側貯蔵槽4に還
流する。12は中間電極、13は集電電極である。
The operating principle of the zinc-bromine battery will be described based on the schematic diagram of FIG. Reference numeral 1 in the figure is a positive electrode side storage tank in which a positive electrode electrolyte solution 2 and a bromine complex compound 3 are stored. Reference numeral 4 denotes a negative electrode side storage tank, in which the negative electrode electrolyte solution 5 is stored. Then, the positive electrode electrolyte solution 2 is driven by the positive electrode side pump 6 so that the four-way valve 7
Through the positive electrode manifold 8 of the battery main body through the positive electrode chamber 8 and flow back to the positive electrode side storage tank 1 while the negative electrode electrolytic solution 5 is driven by the negative electrode side pump 9 From the negative electrode manifold 10 of the main body to the separator 1
It circulates in the negative electrode chamber separated by 1 and is returned to the negative electrode side storage tank 4. Reference numeral 12 is an intermediate electrode, and 13 is a collector electrode.

【0008】集電電極13の電極材料は、ポリエチレン
をバインダーとして導電性を付与するためのカーボンブ
ラック及びグラファイトを適宜の比率で溶融混合してか
らシート化したカーボンプラスチック電極材料を用い
る。正極には臭素の反応過電圧を減少させるためにカー
ボンクロス又はカーボンファイバーを樹脂バインダーで
シート化したものをラミネートさせてある。
As the electrode material of the collector electrode 13, a carbon plastic electrode material is used which is formed by melting and mixing carbon black and graphite for imparting conductivity with polyethylene as a binder at an appropriate ratio and then forming a sheet. The positive electrode is laminated with a sheet made of carbon cloth or carbon fiber with a resin binder in order to reduce the reaction overvoltage of bromine.

【0009】上記セパレータ11は、通常比較的固いポ
リエチレン樹脂にシリカ及びジオクチルフタレート(D
OP)を溶融混合した後、DOPを溶媒で抽出して多孔
化してから押出成形手段で得られるた微多孔質膜が用い
られている。この微多孔質膜の平均孔径は約0.1μm
(1000Å)程度となっている。
The separator 11 is usually a relatively hard polyethylene resin made of silica and dioctyl phthalate (D).
A microporous film obtained by extrusion molding means after melt-mixing OP), extracting DOP with a solvent to make it porous, is used. The average pore size of this microporous membrane is about 0.1 μm.
It is about (1000Å).

【0010】上記亜鉛−臭素電池は、充電時に正極側で
発生した臭素が電解液中に含まれる臭素錯化剤(4級ア
ンモニウム塩)と反応してオイル状の臭素コンプレック
スとして正極側タンクの底に貯留され、コンプレックス
化されない臭素は、Br3 -イオンとなって電解液に溶解
し、亜鉛はカーボンプラスチック電極に電析する。
In the above zinc-bromine battery, bromine generated on the positive electrode side during charging reacts with a bromine complexing agent (quaternary ammonium salt) contained in the electrolytic solution to form an oily bromine complex at the bottom of the positive electrode side tank. The bromine stored in the solution is converted into Br 3 ions and dissolved in the electrolytic solution, and zinc is electrodeposited on the carbon plastic electrode.

【0011】このように構成された亜鉛−臭素電池は、
50KW級電池における電池効率として約80%、総合
エネルギー効率として約70%が確認されている。
The zinc-bromine battery thus constructed is
It has been confirmed that the battery efficiency of a 50 KW class battery is about 80% and the total energy efficiency is about 70%.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】このような電力貯蔵用
亜鉛−臭素電池の効率は、インバータ効率も含めた総合
効率を高めることが要求されるが、効率を阻害する要因
の一つにセパレータの孔径制御の問題がある。前記した
ようにセパレータは多孔質膜であり、Zn++イオンとB
-イオンは透過しても臭素及び臭素錯化合物は透過し
ないことが必要である。特に孔径が大きすぎると臭素分
子(Br2)とか臭素錯化合物(QBr3)も多量に透過
してしまい、電池の効率が低下してしまうことになる。
The efficiency of such a zinc-bromine battery for electric power storage is required to improve the overall efficiency including the inverter efficiency, but one of the factors that hinders the efficiency is the separator. There is a problem of pore size control. As described above, the separator is a porous film and contains Zn ++ ions and B
It is necessary that the bromine and the bromine complex compound do not permeate even though the r ion permeates. In particular, if the pore size is too large, a large amount of bromine molecules (Br 2 ) or bromine complex compound (QBr 3 ) will also penetrate, and the efficiency of the battery will decrease.

【0013】しかし該セパレータの孔径は成形条件によ
って変化してしまうことが多く、通常のポリエチレン樹
脂にシリカをDOPとともに溶融混合した後に押出成形
する方法では微細な孔径制御は難しく、且つ一定の孔径
で直線状に貫通した孔形状が得られないという問題が残
存しており、上記したような選択透過性の良好なセパレ
ータを得ることが困難な現状にある。
However, the pore size of the separator often changes depending on the molding conditions, and it is difficult to control the fine pore size by the method of extrusion molding after melt-mixing silica with DOP in a usual polyethylene resin, and it is difficult to control the pore size at a constant level. The problem that the shape of the hole penetrating linearly cannot be obtained remains, and it is difficult to obtain the separator having good selective permeability as described above.

【0014】通常、ポリエチレン樹脂を用いたセパレー
タの孔径は平均0.1μm(1000Å)であるが、実
際には200〜500Å程度が適当であるものと推察さ
れる。又、孔はボイド間を縫うように複雑な経路でセパ
レータ板の表裏間を貫通しているため、孔の実際の行程
は板厚よりもかなり長くなっているのが通例である。更
にセパレータ板の厚みは約1mmもあるため、電池内に
ある電解液の膨潤が発生しやすい傾向にある。
Usually, the average pore diameter of the separator made of polyethylene resin is 0.1 μm (1000 Å), but it is estimated that about 200 to 500 Å is actually suitable. Further, since the holes penetrate between the front and back surfaces of the separator plate in a complicated path so as to sew between voids, the actual stroke of the holes is usually considerably longer than the plate thickness. Furthermore, since the thickness of the separator plate is about 1 mm, the swelling of the electrolytic solution in the battery tends to occur.

【0015】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、前記セパレータの孔径制御の精度を高めるととも
に、孔を直線状に形成することによって実際の行程を短
縮して電池効率を高めることができる亜鉛−臭素電池用
セパレータとその製造方法を提供することを目的とする
ものである。
The present invention has been made in view of the above points, and improves the accuracy of the hole diameter control of the separator, and shortens the actual process by forming the holes in a straight line to improve the battery efficiency. It is an object of the present invention to provide a zinc-bromine battery separator and a method for producing the same.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、中間電極にセパレータを重ねて単セルを形
成し、この単セルを複数個積層して電池本体を構成する
とともに、該電池本体の両端部に一対の集電電極と締付
端板を配置して一体的に積層固定するようにした亜鉛−
臭素電池において、前記セパレータとして、アルミニウ
ムを陽極酸化処理して形成されたアルマイト皮膜を用い
たことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention forms a single cell by stacking a separator on an intermediate electrode to form a single cell, and constructs a battery main body by laminating a plurality of the single cells. A pair of zinc electrodes, in which a pair of current collecting electrodes and a tightening end plate are arranged at both ends of the battery body so as to be integrally laminated and fixed.
In the bromine battery, an alumite film formed by anodizing aluminum is used as the separator.

【0017】請求項2として、反応槽内に電解液として
濃度が3〜4%の蓚酸を入れ、陽極側に板厚が0.3m
m以下のアルミニウム板を浸漬するとともに陰極側に鉛
電極を対向して浸漬し、電源のプラス側をアルミニウム
に接続するとともに電源のマイナス側を鉛電極に接続し
て、電解液の温度、電源電圧、電流密度を適宜な値に維
持して陽極酸化を行い、アルミニウム板の表面にアルマ
イト皮膜を形成した亜鉛−臭素電池用セパレータの製造
方法を提供する。
As a second aspect, oxalic acid having a concentration of 3 to 4% is put into the reaction tank as an electrolytic solution, and the plate thickness is 0.3 m on the anode side.
Immerse an aluminum plate of m or less and a lead electrode facing the cathode so that the positive side of the power source is connected to aluminum and the negative side of the power source is connected to the lead electrode. Provided is a method for producing a zinc-bromine battery separator in which an anodizing film is formed on the surface of an aluminum plate by performing anodization while maintaining the current density at an appropriate value.

【0018】請求項3により、上記アルミニウム板上に
形成されたアルマイト皮膜を逆電剥離法によってバリヤ
層直上から分離することにより、多数の細孔が貫通した
六角セルを有する多孔質アルマイト皮膜を得て、このア
ルマイト皮膜を大気中で850℃以上、好ましくは略9
00℃で1時間加熱処理した方法を提供する。
According to the third aspect, the alumite coating formed on the aluminum plate is separated from immediately above the barrier layer by the reverse electropeeling method to obtain a porous alumite coating having hexagonal cells penetrating a large number of pores. This anodized film is exposed to air at a temperature of 850 ° C or higher, preferably about 9 ° C.
A method of heat treatment at 00 ° C. for 1 hour is provided.

【0019】更に請求項4により電解液として硫酸アル
ミニウムを含有する硫酸を用いた方法を、請求項5によ
り電解液として硫酸にスルホサリチル酸を加えた液を用
いた方法を提供する。
Further, a fourth aspect provides a method using sulfuric acid containing aluminum sulfate as an electrolytic solution, and a fifth aspect provides a method using a solution obtained by adding sulfosalicylic acid to sulfuric acid as the electrolytic solution.

【0020】又、請求項6により、アルミニウム板の陽
極酸化すべき面に多数個の丸孔が開口されたマスクを固
着して、電解液中で陽極酸化することによってマスクに
覆われていないアルミニウム板の表面部分にアルマイト
皮膜を形成し、更にアルミニウム板の上記アルマイト皮
膜の形成した面とは逆方向から全面にアルマイト皮膜を
形成して該アルマイト皮膜を前記アルマイト皮膜と連結
し、マスクで覆われた部分に残存する未反応のアルミニ
ウム板を酸を用いて溶解除去して、得られた部材の2枚
を用いて各平坦面を背中合わせに連結し、両面に電極板
を固着して得た亜鉛−臭素電池用セパレータの製造方法
を提供する。
According to a sixth aspect of the present invention, a mask having a large number of round holes opened is fixed to a surface of an aluminum plate to be anodized, and the aluminum is not covered with the mask by anodizing in an electrolytic solution. An alumite coating is formed on the surface of the plate, and an alumite coating is formed on the entire surface of the aluminum plate in the opposite direction to the surface on which the alumite coating is formed.The alumite coating is connected to the alumite coating and covered with a mask. The unreacted aluminum plate remaining in the exposed part was dissolved and removed with an acid, two flat plates were connected back to back using two of the obtained members, and electrode plates were fixed on both surfaces to obtain zinc. -Providing a method for manufacturing a separator for a bromine battery.

【0021】[0021]

【作用】かかるセパレータによれば、アルミニウム板を
陽極酸化処理することによって多孔性のアルマイト皮膜
が形成され、これを逆電剥離法等によりバリヤ層の直上
でアルミニウム板側から分離することによって板厚方向
に均一に分散した多数の細孔が貫通した多孔質アルマイ
ト皮膜が得られる。上記陽極酸化時に皮膜に加える電圧
によって細孔のサイズが決定されるので、細孔径の制御
が容易となる。
According to such a separator, a porous alumite film is formed by anodizing an aluminum plate, which is separated from the aluminum plate side immediately above the barrier layer by a reverse electrolysis method or the like to reduce the plate thickness. A porous alumite coating having a large number of pores uniformly dispersed in the direction is obtained. Since the pore size is determined by the voltage applied to the film during the anodization, the pore size can be easily controlled.

【0022】陽極酸化処理したままのアルマイト皮膜は
アモルファス状態のAl23であり、陽極酸化後に加熱
処理を行うことによってδ-Al23の結晶構造に変態
し、強酸性の電解液中での耐食性も大幅に向上する。
The anodized film as anodized is Al 2 O 3 in an amorphous state, and it is transformed into a crystal structure of δ-Al 2 O 3 by heating after anodization and is transformed into a strongly acidic electrolytic solution. Corrosion resistance is greatly improved.

【0023】このアルマイト皮膜は板厚方向に細孔が直
線状に貫通しており、通常の多孔質ポリエチレン膜に比
して同一板厚でも孔の行程はかなり短い。且つアルマイ
ト皮膜の厚みは大幅に薄くすることが可能である。
In this alumite coating, the pores penetrate linearly in the plate thickness direction, and the stroke of the holes is considerably shorter than the ordinary porous polyethylene film even with the same plate thickness. Moreover, the thickness of the alumite coating can be significantly reduced.

【0024】更に請求項6記載の方法を用いたことによ
り、セパレータ自体がコンパクト化されるとともに選択
透過性の良好な膜が得られ、従来のポリエチレン樹脂の
混練作業に比して製造が容易な亜鉛−臭素電池用セパレ
ータを得ることができる。
Further, by using the method according to claim 6, the separator itself can be made compact and a membrane having good selective permeability can be obtained, which is easier to manufacture than the conventional kneading operation of polyethylene resin. A zinc-bromine battery separator can be obtained.

【0025】[0025]

【実施例】以下本発明にかかる亜鉛−臭素電池用セパレ
ータ及びその製造方法の具体的な各種実施例を説明す
る。本実施例では、アルミニウムを陽極酸化処理して形
成されるアルマイト皮膜を選択透過性を有するセパレー
タとして用いたことが大きな特徴となっている。
EXAMPLES Various specific examples of the zinc-bromine battery separator and the method for producing the same according to the present invention will be described below. The feature of this embodiment is that an alumite film formed by anodizing aluminum is used as a separator having selective permeability.

【0026】図2は本発明の第1実施例で採用したアル
ミニウムの陽極酸化装置例であり、図示したように反応
槽15内に電解液として蓚酸16を入れて、陽極側にア
ルミニウム板17を、陰極側に鉛電極18を対向して浸
漬し、電源19のプラス側をアルミニウム板17に接続
するとともに電源19のマイナス側を鉛電極18に接続
し、適宜な温度と電圧を維持しながら反応を行わせるこ
とにより、アルミニウム板17の表面に陽極酸化皮膜,
即ちアルマイト皮膜20が形成される。
FIG. 2 shows an example of an anodizing apparatus for aluminum adopted in the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, oxalic acid 16 is put into a reaction tank 15 as an electrolytic solution, and an aluminum plate 17 is placed on the anode side. , The lead electrode 18 is dipped facing the cathode side, the positive side of the power source 19 is connected to the aluminum plate 17, and the negative side of the power source 19 is connected to the lead electrode 18, and the reaction is performed while maintaining an appropriate temperature and voltage. By carrying out the above, an anodized film on the surface of the aluminum plate 17,
That is, the alumite coating 20 is formed.

【0027】本実施例では、上記蓚酸法による多孔質の
アルマイト皮膜20の成膜条件として、アルミニウム板
17の化学組成が、Al99.99%以上、板厚は0.3
mm以下とし、蓚酸16の濃度は3〜4%、電解液の温
度は20℃〜30℃、電源19の電圧を25V(DC)
又は80V(AC)、電流密度を100(A/m2,D
C)又は50(A/m2,AC)とした。
In this embodiment, as the film forming conditions for the porous alumite film 20 by the oxalic acid method, the aluminum plate 17 has a chemical composition of Al 99.99% or more and a plate thickness of 0.3.
mm or less, the concentration of oxalic acid 16 is 3 to 4%, the temperature of the electrolytic solution is 20 ° C to 30 ° C, and the voltage of the power source 19 is 25V (DC).
Or 80V (AC), current density 100 (A / m 2 , D
C) or 50 (A / m 2 , AC).

【0028】得られたアルマイト皮膜20は、直流電圧
では透明であるが、交流電圧では淡黄〜褐色を呈した。
The alumite film 20 obtained was transparent at a DC voltage, but exhibited a pale yellow to brown color at an AC voltage.

【0029】図1は得られた多孔質なアルマイト皮膜2
0の構造を示す概要図であり、アルミニウム板17上に
形成されたアルマイト皮膜20を逆電剥離法によってバ
リヤ層21直上の点線部22でアルミニウム板17側か
ら分離することにより、上下に細孔23,23が貫通し
た六角セル24を有する厚さtが80μm(最大400
μm),細孔径40nm(400Å)の多孔質アルマイ
ト皮膜を得た。このアルマイト皮膜20を大気中で90
0℃,1時間加熱処理した。
FIG. 1 shows the obtained porous alumite coating 2
It is a schematic diagram showing the structure of 0, by separating the alumite film 20 formed on the aluminum plate 17 from the aluminum plate 17 side by the dotted line portion 22 immediately above the barrier layer 21 by the reverse electrolysis peeling method, thereby forming the upper and lower pores. The thickness t having the hexagonal cell 24 through which 23 and 23 penetrate is 80 μm (maximum 400
μm), and a porous alumite film having a pore diameter of 40 nm (400 Å) was obtained. This alumite film 20 is 90
It heat-processed at 0 degreeC for 1 hour.

【0030】従って本第1実施例では、アルミニウム板
17を蓚酸法で陽極酸化処理することにより、多孔性の
アルマイト皮膜20を最大400μmの厚さまで成長さ
せることが可能であり、これを逆電剥離法等によりバリ
ヤ層21の直上でアルミニウム板17側から分離するこ
とによって板厚方向に多数の細孔23,23が貫通した
多孔質アルマイト皮膜20が得られる。
Therefore, in the first embodiment, it is possible to grow the porous alumite film 20 to a maximum thickness of 400 μm by anodizing the aluminum plate 17 by the oxalic acid method. By separating from the aluminum plate 17 side directly above the barrier layer 21 by a method or the like, a porous alumite coating 20 having a large number of pores 23, 23 penetrating in the plate thickness direction is obtained.

【0031】上記陽極酸化処理時に皮膜に加える電圧に
よって上記六角セル24のサイズ、細孔23,23のサ
イズが決定される。電圧をVとすると、六角セル24の
サイズ直径DC(2R)は、DC=23×V(Å)であ
り、細孔23,23のサイズ直径DP(2r)は、DP
C/3(Å)である。
The size of the hexagonal cells 24 and the sizes of the pores 23, 23 are determined by the voltage applied to the film during the anodizing treatment. When the voltage is V, the size diameter D C (2R) of the hexagonal cell 24 is D C = 23 × V (Å), and the size diameter D P (2r) of the pores 23 and 23 is D P =
It is D C / 3 (Å).

【0032】本実施例で得られたアルマイト皮膜20を
pH1の強酸性電池用電解液中に浸漬して、1500時
間(約2カ月)経過しても溶解せずに原形が保持され
た。
The alumite film 20 obtained in this example was immersed in an electrolyte solution for a strongly acidic battery having a pH of 1, and the original shape was retained without being dissolved even after 1500 hours (about 2 months) had elapsed.

【0033】図3(A)(B)は本実施例で得られたア
ルマイト皮膜20のX線回析による分析結果を示すスペ
クトルであり、同図(A)は未加熱のもの、同図(B)
は大気中で900℃,1時間加熱処理したものである。
図3から陽極酸化処理したままのアルマイト皮膜20は
アモルファス状態のAl23であり、陽極酸化処理後に
加熱処理を行うことによってδ-Al23の結晶構造に
変態したことが判明した。
FIGS. 3 (A) and 3 (B) are spectra showing the analysis results by X-ray diffraction of the alumite coating 20 obtained in this Example. B)
Is heat treated at 900 ° C. for 1 hour in the atmosphere.
From FIG. 3, it was found that the anodized aluminum film 20 as it was anodized was amorphous Al 2 O 3 and was transformed into a crystal structure of δ-Al 2 O 3 by heating after the anodization.

【0034】図4はアルマイト皮膜20の熱重量測定
(TG)結果を示すスペクトルであり、同図から温度上
昇に伴って皮膜表面に吸着していた水分の放出による重
量漸減が認められ、850℃付近でアモルファス状態か
らδ-Al23結晶への変態に対応すると考えられる大
幅な重量減が認められた。これは水和物からの結晶水の
分解放出や微量含まれているAl(OH)3からのOH
基の分解放出に起因するものと考えられる。
FIG. 4 is a spectrum showing the result of thermogravimetric measurement (TG) of the alumite coating 20. From the same figure, it is recognized that the weight gradually decreases due to the release of the water adsorbed on the coating surface as the temperature rises, and it is 850 ° C. In the vicinity, a significant weight reduction was recognized, which is considered to correspond to the transformation from the amorphous state to the δ-Al 2 O 3 crystal. This is the decomposition and release of water of crystallization from hydrates and the OH from Al (OH) 3 which is contained in trace amounts.
It is believed that this is due to the decomposition and release of the group.

【0035】つまり水分を吸着したことによって結晶水
やAl(OH)3を一部含んだアモルファス状態のAl2
3から成るアルマイト皮膜20は、900℃の高温加
熱処理によってδ-Al23結晶上に変態し、強酸性の
電解液中での耐食性も大幅に向上していることが判明し
た。
That is, by adsorbing water, Al 2 in an amorphous state containing a part of crystal water or Al (OH) 3
Anodized aluminum film 20 made of O 3 is transformed into the [delta]-Al 2 O 3 crystal by a high-temperature heat treatment at 900 ° C., it was found that also greatly improved corrosion resistance in a strongly acidic electrolyte.

【0036】現状の多孔質ポリエチレン膜セパレータの
孔径が平均0.1μm(1000Å)であるのにに比し
て、蓚酸法によるアルマイト皮膜は、加える電圧によっ
て約200Å〜500Åの範囲内で細孔径の制御が可能
であり、この細孔径の制御が容易となる。得られた細孔
径も小さく、且つ細孔が均一に分散している。
Compared with the average pore size of the present porous polyethylene membrane separator of 0.1 μm (1000 Å), the alumite coating by the oxalic acid method has a pore size of about 200 Å to 500 Å depending on the applied voltage. It is possible to control, and it becomes easy to control the pore size. The obtained pore size is also small, and the pores are uniformly dispersed.

【0037】又、蓚酸法によるアルマイト皮膜は板厚方
向に細孔が直線状に貫通しているため、現状の多孔質ポ
リエチレン膜、即ち、多数のボイド間を縫うようにして
複雑な経路で細孔が貫通している膜に比して同一板厚で
も孔の行程はかなり短い。
Further, since the pores of the alumite coating formed by the oxalic acid method penetrate linearly in the plate thickness direction, the current porous polyethylene membrane, that is, a large number of voids are sewn together in a complicated route to form a fine line. The stroke of the hole is considerably shorter than that of the film through which the hole penetrates even if the plate thickness is the same.

【0038】更に蓚酸アルマイト皮膜は多孔質ポリエチ
レン皮膜に比して板厚を大幅に薄くすることができる。
現状のポリエチレン膜の厚さは約1mmであるのに対し
て本実施例の蓚酸アルマイト皮膜の厚さは約30〜40
0μmの範囲で任意の皮膜作成が可能である。
Further, the oxalic acid alumite coating can make the plate thickness much thinner than the porous polyethylene coating.
The thickness of the polyethylene film at present is about 1 mm, whereas the thickness of the oxalic acid alumite film of this embodiment is about 30-40.
Any film can be formed within the range of 0 μm.

【0039】本第1実施例によって成膜したアルマイト
皮膜は水分を吸着しやすく、結晶水とかAl(OH)3
を一部含んだアモルファス状態のAl23で強酸性の電
解液中で2、3日の短時間で溶解してしまうが、850
℃以上、好ましくは900℃で1時間の高温加熱処理を
ほってδ-Al23結晶に変態し、耐食性を大幅に改善
することができる。但し単一のアルマイト皮膜では大面
積化が困難であって、通常は5×5cm程度が限界であ
る。
The alumite film formed according to the first embodiment easily adsorbs water, and water of crystallization or Al (OH) 3
Al 2 O 3 in an amorphous state containing a part of it dissolves in a strongly acidic electrolyte in a short time of a few days, but 850
High-temperature heat treatment at a temperature of not less than 0 ° C., preferably 900 ° C. for 1 hour transforms into a δ-Al 2 O 3 crystal, and the corrosion resistance can be greatly improved. However, it is difficult to increase the area with a single alumite coating, and the limit is usually about 5 × 5 cm.

【0040】次に本発明の第2実施例を説明する。この
第2実施例では、前記第1実施例でアルマイト皮膜を形
成する際に使用した電解液としての蓚酸に代えて、硫酸
を用いたことを特徴としている。尚、図2に示したアル
ミニウムの陽極酸化装置は蓚酸16を硫酸に変更しただ
けで他の部分は同一である。この硫酸中には所定量の硫
酸アルミニウムが含有されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment is characterized in that sulfuric acid is used instead of oxalic acid as the electrolytic solution used when forming the alumite film in the first embodiment. The aluminum anodizing apparatus shown in FIG. 2 is the same except that the oxalic acid 16 was changed to sulfuric acid. This sulfuric acid contains a predetermined amount of aluminum sulfate.

【0041】この硫酸法による多孔質なアルマイト皮膜
20の成膜条件として、アルミニウム板17の化学組成
は、Al99.99%以上、板厚は0.3mm以下とし、
電解液としての硫酸の濃度は5〜25%、硫酸アルミニ
ウムは1〜50(kg/m3)、電解液の温度は15℃
〜25℃、電源電圧を15〜20V(DC)、電流密度
は80〜300(A/m2)とした。この硫酸法によっ
て得られたアルマイト皮膜20は、無色透明を呈した。
As a film forming condition for the porous alumite film 20 by the sulfuric acid method, the chemical composition of the aluminum plate 17 is Al 99.99% or more and the plate thickness is 0.3 mm or less,
The concentration of sulfuric acid as the electrolyte is 5 to 25%, aluminum sulfate is 1 to 50 (kg / m 3 ), and the temperature of the electrolyte is 15 ° C.
-25 degreeC, the power supply voltage was 15-20V (DC), and the current density was 80-300 (A / m < 2 >). The alumite film 20 obtained by this sulfuric acid method was colorless and transparent.

【0042】第2実施例で得られた多孔質なアルマイト
皮膜20の構造は図1と同一であり、逆電剥離法によっ
てバリヤ層21直上の点線部22でアルミニウム板17
側から分離することにより、上下に細孔23,23が貫
通した六角セル24を有する厚さtが30μm〜300
μm,細孔径100Å〜250Åの範囲にある多孔質ア
ルマイト皮膜を得た。このアルマイト皮膜20を大気中
で900℃,1時間加熱処理した。
The structure of the porous alumite coating 20 obtained in the second embodiment is the same as that shown in FIG. 1, and the aluminum plate 17 is formed at the dotted line portion 22 immediately above the barrier layer 21 by the reverse electropeeling method.
By separating from the side, the thickness t having the hexagonal cells 24 through which the pores 23, 23 penetrate vertically is 30 μm to 300 μm.
A porous alumite film having a diameter of 100 μm and a pore size of 100 Å to 250 Å was obtained. This alumite coating 20 was heat-treated in the atmosphere at 900 ° C. for 1 hour.

【0043】陽極酸化処理時に皮膜に加える電圧によっ
て上記六角セル24のサイズ、細孔23,23のサイズ
が決定されることは前記実施例1と同様であり、得られ
たアルマイト皮膜20をpH1の強酸性電池用電解液中
に浸漬して、1500時間(約2カ月)経過しても溶解
せずに原形が保持された。
The size of the hexagonal cells 24 and the sizes of the pores 23, 23 are determined by the voltage applied to the film during the anodizing process, as in the case of Example 1 described above. The original shape was retained without being dissolved even after 1500 hours (about 2 months) after being immersed in the electrolytic solution for a strongly acidic battery.

【0044】この第2実施例で得られたアルマイト皮膜
20のX線回析による分析結果をみると、陽極酸化処理
したままのアルマイト皮膜20はアモルファス状態のA
23であり、陽極酸化処理後に加熱処理を行うことに
よってδ-Al23の結晶構造に変態したことが判明し
た。更に熱重量測定(TG)結果を示すスペクトルによ
れば、温度上昇に伴って皮膜表面に吸着していた水分の
放出による重量漸減が認められ、890℃付近でアモル
ファス状態からδ-Al23結晶への変態に対応すると
考えられる大幅な重量減が認められた。
Looking at the analysis result of the alumite coating 20 obtained in the second embodiment by X-ray diffraction, the alumite coating 20 as anodized is in the amorphous state A.
It was 1 2 O 3 and was found to be transformed into the crystal structure of δ-Al 2 O 3 by performing a heat treatment after the anodizing treatment. Further, according to the spectrum showing the result of thermogravimetric measurement (TG), the weight gradually decreased due to the release of the moisture adsorbed on the coating surface with the temperature rise, and the amorphous state was changed from δ-Al 2 O 3 to about 890 ° C. A significant weight loss, which is considered to correspond to the transformation into crystals, was observed.

【0045】次に本発明の第3実施例を説明する。この
第3実施例では、アルマイト皮膜を作成する際カルカラ
ー法を用いたことを特徴としている。このカルカラー法
では電解液として硫酸50(kg/m3)にスルホサリ
チル酸100(kg/m3)を加えた液を用いており、
電解液の温度は22℃〜25℃、電源電圧を25〜70
V(DC)、電流密度は200〜3200(A/m2
とした。このカルカラー法によって得られたアルマイト
皮膜20は、ブロンズ〜黒色を呈した。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment is characterized in that the cal-color method is used when forming the alumite film. In this Calcar method, a solution obtained by adding sulfosalicylic acid 100 (kg / m 3 ) to sulfuric acid 50 (kg / m 3 ) is used as an electrolytic solution.
The temperature of the electrolytic solution is 22 ° C to 25 ° C, and the power supply voltage is 25 to 70.
V (DC), current density is 200 to 3200 (A / m 2 )
And The alumite coating 20 obtained by the Kull color method exhibited bronze to black.

【0046】尚、図2に示したアルミニウムの陽極酸化
装置は電解液を変更しただけで他の部分は同一である。
このカルカラー法による多孔質なアルマイト皮膜20の
成膜条件として、アルミニウム板17の化学組成として
Al99.99%以上、板厚は0.3mm以下とした。
The aluminum anodic oxidation apparatus shown in FIG. 2 is the same except for the electrolytic solution.
As a film forming condition of the porous alumite coating film 20 by this Kalcolor method, the chemical composition of the aluminum plate 17 was Al 99.99% or more and the plate thickness was 0.3 mm or less.

【0047】得られた多孔質なアルマイト皮膜20の構
造は図1と同一であり、逆電剥離法によってバリヤ層2
1直上の点線部22でアルミニウム板17側から分離す
ることにより、上下に細孔23,23が貫通した六角セ
ル24を有する厚さtが30μm〜400μm,細孔径
200Å〜600Åの多孔質アルマイト皮膜を得た。こ
のアルマイト皮膜20を大気中で900℃,1時間加熱
処理した。
The structure of the obtained porous alumite coating 20 is the same as that shown in FIG.
A porous alumite coating having a hexagonal cell 24 having pores 23, 23 penetrating vertically and having a thickness t of 30 μm to 400 μm and a pore diameter of 200 Å to 600 Å by separating from the aluminum plate 17 side by a dotted line portion 22 immediately above 1. Got This alumite coating 20 was heat-treated in the atmosphere at 900 ° C. for 1 hour.

【0048】陽極酸化処理時に皮膜に加える電圧によっ
て上記六角セル24のサイズ、細孔23,23のサイズ
が決定されることは前記実施例1と同様であり、得られ
たアルマイト皮膜20をpH1の強酸性電池用電解液中
に浸漬して、1500時間(約2カ月)経過しても溶解
せずに原形が保持された。
The size of the hexagonal cells 24 and the sizes of the pores 23, 23 are determined by the voltage applied to the film during the anodizing process, as in the case of Example 1 described above. The original shape was retained without being dissolved even after 1500 hours (about 2 months) after being immersed in the electrolytic solution for a strongly acidic battery.

【0049】この第3実施例で得られたアルマイト皮膜
20のX線回析による分析結果をみると、陽極酸化処理
したままのアルマイト皮膜20はアモルファス状態のA
23であり、陽極酸化処理後に加熱処理を行うことに
よってδ-Al23の結晶構造に変態したことが判明し
た。更に熱重量測定(TG)結果を示すスペクトルによ
れば、温度上昇に伴って皮膜表面に吸着していた水分の
放出による重量漸減が認められ、860℃付近でアモル
ファス状態からδ-Al23結晶への変態に対応すると
考えられる大幅な重量減が認められた。
Looking at the analysis result of the alumite coating 20 obtained in the third embodiment by X-ray diffraction, the alumite coating 20 as it was anodized was A in an amorphous state.
It was 1 2 O 3 and was found to be transformed into the crystal structure of δ-Al 2 O 3 by performing a heat treatment after the anodizing treatment. Further, according to the spectrum showing the result of thermogravimetry (TG), the weight gradually decreased due to the release of the water adsorbed on the coating surface with the temperature rise, and the amorphous state was changed from δ-Al 2 O 3 to about 860 ° C. A significant weight loss, which is considered to correspond to the transformation into crystals, was observed.

【0050】図5は本発明の第5実施例を示しており、
この実施例は上記各実施例で説明したアルマイト皮膜2
0の形成方法を利用して、亜鉛−臭素電池用セパレータ
11を製作した具体例を示している。
FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention,
This example is the alumite coating 2 described in the above examples.
The specific example which manufactured the separator 11 for zinc-bromine batteries using the formation method of 0 is shown.

【0051】以下工程順に基づいて説明すると、先ず同
図(A)のように厚さ0.8mmのアルミニウム板17
の陽極酸化すべき面に多数個の丸孔が開口されたマスク
25を固着して、このマスク25が固着された面を内側
として反応槽15の底部に陽極としてセットし、電解液
として蓚酸16を入れるとともに陰極側に鉛電極18を
対向配置し、電源19のプラス側をアルミニウム17に
接続するとともに電源19のマイナス側を鉛電極18に
接続する。そして前記第1実施例で開示した温度と電圧
及び電流密度を維持しながら陽極酸化反応を行わせる
と、マスク25に覆われていないアルミニウム板17の
表面部分にアルマイト皮膜20,20が形成される。
尚、このアルマイト皮膜20,20の厚みは0.4mm
とする。
Explaining in the order of steps, the aluminum plate 17 having a thickness of 0.8 mm is first shown in FIG.
A mask 25 having a large number of round holes opened is fixed to the surface to be anodized, and the surface to which the mask 25 is fixed is set as the inside at the bottom of the reaction tank 15 as an anode. In addition, the lead electrode 18 is arranged to face the cathode side, the positive side of the power source 19 is connected to the aluminum 17, and the negative side of the power source 19 is connected to the lead electrode 18. Then, when the anodic oxidation reaction is performed while maintaining the temperature, voltage and current density disclosed in the first embodiment, the alumite coatings 20, 20 are formed on the surface portion of the aluminum plate 17 not covered by the mask 25. .
The thickness of the alumite coatings 20, 20 is 0.4 mm.
And

【0052】次に同図(B)に示したように、アルミニ
ウム板17の上下を反転して、上記アルマイト皮膜20
が形成された面とは逆方向から同様の操作に基づいて全
面にアルマイト皮膜20aを形成する。このアルマイト
皮膜20aの厚みは前記と同様に0.4mmとする。
Next, as shown in FIG. 7B, the aluminum plate 17 is turned upside down to form the alumite coating 20.
The alumite coating 20a is formed on the entire surface from the opposite direction to the surface on which the is formed by the same operation. The thickness of the alumite coating 20a is 0.4 mm as described above.

【0053】この工程によってアルマイト皮膜20とア
ルマイト皮膜20aとが上下から連結して、マスク25
で覆われた部分に未反応のアルミニウムの島17a,1
7aが残るので、同図(C)に示したように塩酸27を
満たした容器28内に全体を浸漬して未反応のアルミニ
ウム板17を溶解除去する。26はアルミニウムの除去
部分であり、アルマイト皮膜20,20aを主体とする
部分は溶解されずに塩酸27中に残存する。尚、この後
に水酸化ナトリウム溶液に浸漬してバリヤ層を除去す
る。
By this step, the alumite film 20 and the alumite film 20a are connected from above and below, and the mask 25
Unreacted aluminum islands 17a, 1
Since 7a remains, the whole unreacted aluminum plate 17 is dissolved and removed by immersing the whole in a container 28 filled with hydrochloric acid 27 as shown in FIG. Reference numeral 26 is a portion where aluminum is removed, and the portion mainly composed of the alumite coatings 20 and 20a remains in the hydrochloric acid 27 without being dissolved. After this, the barrier layer is removed by immersing in a sodium hydroxide solution.

【0054】同図(D)(E)は得られたアルマイト皮
膜によって構成したセパレータ11の構造を示すもので
あって、上記によって得られたアルマイト皮膜20,2
0aで構成された部材を2枚用いて、両部材の平坦面を
背中合わせに連結し、左右両面に電極板29,29を固
着して完成する。この時に空孔部30は電解液の流路と
なる。
FIGS. 5D and 5E show the structure of the separator 11 formed of the obtained alumite coating, and the alumite coatings 20 and 2 obtained as described above are shown.
Two members composed of 0a are used, the flat surfaces of both members are connected back to back, and the electrode plates 29, 29 are fixed to both left and right sides to complete the process. At this time, the hole 30 serves as a flow path for the electrolytic solution.

【0055】この第5実施例によれば、セパレータ11
自体がコンパクト化されるとともに選択透過性の良好な
膜が得られ、且つ従来のポリエチレン樹脂の混練作業に
比して工程自体が簡略化されて製造が容易な亜鉛−臭素
電池用セパレータを得ることができる。
According to the fifth embodiment, the separator 11
(EN) A zinc-bromine battery separator that is compact in itself and that can obtain a membrane having good selective permeability, and that the process itself is simplified compared to conventional kneading work of polyethylene resin and that is easy to manufacture. You can

【0056】[0056]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる亜鉛−臭素電池用セパレータによれば、アルミニウ
ム板を陽極酸化処理することによって得られた多孔性の
アルマイト皮膜を材料とするセパレータを実現したこと
により、陽極酸化時に皮膜に加える電圧によって細孔の
サイズが決定されるので、細孔径の制御が容易となって
従来から電池効率を阻害する要因の一つとされているセ
パレータの微細な孔径制御の精度が向上し、一定の孔径
で直線状に貫通した孔形状が得られて、選択透過性が良
好で電池効率を高めることができるセパレータが得られ
る。
As described in detail above, according to the zinc-bromine battery separator of the present invention, a separator made of a porous alumite film obtained by anodizing an aluminum plate is used. As a result, the size of the pores is determined by the voltage applied to the film during anodic oxidation, making it easier to control the pore size and finer separators that have been one of the factors that have hindered battery efficiency. The accuracy of the hole diameter control is improved, a hole shape that penetrates straightly with a constant hole diameter is obtained, and a separator having good selective permeability and enhancing battery efficiency can be obtained.

【0057】上記の細孔は板厚方向に均一に分散してお
り、しかも直線状に貫通しているので、通常の多孔質ポ
リエチレン膜に比して同一板厚でも孔の行程はかなり短
くなり、且つアルマイト皮膜の厚みは大幅に薄くするこ
とが可能である。
Since the above-mentioned pores are uniformly dispersed in the plate thickness direction and penetrate straightly, the stroke of the hole becomes considerably shorter than the ordinary porous polyethylene membrane even with the same plate thickness. In addition, the thickness of the alumite coating can be significantly reduced.

【0058】更に請求項6記載の方法を用いたことによ
り、セパレータ自体がコンパクト化されるとともに従来
のポリエチレン樹脂の混練作業に比して製造が容易な亜
鉛−臭素電池用セパレータを得ることができる。
Further, by using the method according to claim 6, a separator for a zinc-bromine battery can be obtained in which the separator itself is made compact and the production thereof is easy as compared with the conventional kneading operation of a polyethylene resin. .

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

【図1】本実施例で得られた多孔質アルマイト皮膜の構
造を示す概要図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of a porous alumite coating obtained in this example.

【図2】本実施例で採用したアルミニウムの陽極酸化装
置例を示す概略断面図。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of an aluminum anodic oxidation apparatus adopted in this example.

【図3】本実施例で得られたアルマイト皮膜のX線回析
による分析結果を示すスペクトル。
FIG. 3 is a spectrum showing the analysis result by X-ray diffraction of the alumite film obtained in this example.

【図4】本実施例で得られたアルマイト皮膜の熱重量測
定(TG)結果を示すスペクトル。
FIG. 4 is a spectrum showing the result of thermogravimetric measurement (TG) of the alumite film obtained in this example.

【図5】本実施例にかかるアルマイト皮膜の形成方法を
利用して亜鉛−臭素電池用セパレータを製作した具体例
を示す概要図。
FIG. 5 is a schematic view showing a specific example in which a zinc-bromine battery separator is manufactured by using the method for forming an alumite film according to this example.

【図6】亜鉛−臭素電池の作動原理を説明する概要図。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the operating principle of a zinc-bromine battery.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…正極側貯蔵槽 2…正極電解液 3…臭素錯化合物 4…負極側貯蔵槽 5…負極電解液 6…正極側ポンプ 7…四方弁 8…正極マニホールド 9…負極マニホールド 11…セパレータ 12…中間電極 13…集電電極 15…反応槽 16…蓚酸 17…アルミニウム板 18…鉛電極 19…電源 20…アルマイト皮膜 21…バリヤ層 23…細孔 24…六角セル 25…マスク 29…電極板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Positive electrode side storage tank 2 ... Positive electrode electrolytic solution 3 ... Bromine complex compound 4 ... Negative electrode side storage tank 5 ... Negative electrode electrolytic solution 6 ... Positive electrode side pump 7 ... Four-way valve 8 ... Positive electrode manifold 9 ... Negative electrode manifold 11 ... Separator 12 ... Intermediate Electrode 13 ... Current collecting electrode 15 ... Reaction tank 16 ... Oxalic acid 17 ... Aluminum plate 18 ... Lead electrode 19 ... Power source 20 ... Alumite film 21 ... Barrier layer 23 ... Pore 24 ... Hexagonal cell 25 ... Mask 29 ... Electrode plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C25D 11/10 11/18 313 H01M 2/18 R 12/08 C (72)発明者 藤江 眞一 東京都品川区大崎2丁目1番17号 株式会 社明電舎内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical display location C25D 11/10 11/18 313 H01M 2/18 R 12/08 C (72) Inventor Shinichi Fujie Tokyo 2-1-1-17 Osaki, Shinagawa-ku, Tokyo Stock Company Meidensha

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中間電極にセパレータを重ねて単セルを
形成し、この単セルを複数個積層して電池本体を構成す
るとともに、該電池本体の両端部に一対の集電電極と締
付端板を配置して一体的に積層固定するようにした亜鉛
−臭素電池において、 前記セパレータとして、アルミニウムを陽極酸化処理す
ることによって形成されるアルマイト皮膜を用いたこと
を特徴とする亜鉛−臭素電池用セパレータ。
1. A single cell is formed by stacking a separator on an intermediate electrode, and a plurality of the single cells are laminated to form a battery main body, and a pair of current collecting electrodes and a tightening end are provided at both ends of the battery main body. In a zinc-bromine battery in which plates are arranged and integrally laminated and fixed, a zinc-bromine battery characterized by using an alumite coating formed by anodizing aluminum as the separator Separator.
【請求項2】 反応槽内に電解液として濃度が3〜4%
の蓚酸を入れ、陽極側に板厚が0.3mm以下のアルミ
ニウム板を浸漬するとともに陰極側に鉛電極を対向して
浸漬し、電源のプラス側をアルミニウムに接続するとと
もに電源のマイナス側を鉛電極に接続して、電解液の温
度を20℃〜30℃、電源電圧を25V(DC)又は8
0V(AC)、電流密度を100(A/m2,DC)又
は50(A/m2,AC)として陽極酸化を行い、アル
ミニウム板の表面にアルマイト皮膜を形成したことを特
徴とする亜鉛−臭素電池用セパレータの製造方法。
2. The concentration of the electrolytic solution in the reaction tank is 3 to 4%.
Oxalic acid, and immerse an aluminum plate with a thickness of 0.3 mm or less on the anode side and a lead electrode facing the cathode side, so that the positive side of the power source is connected to aluminum and the negative side of the power source is lead. Connected to the electrode, the temperature of the electrolyte is 20 ℃ ~ 30 ℃, the power supply voltage is 25V (DC) or 8
Zinc characterized by forming an alumite film on the surface of an aluminum plate by anodizing at 0 V (AC) and a current density of 100 (A / m 2 , DC) or 50 (A / m 2 , AC). Method for manufacturing bromine battery separator.
【請求項3】 上記アルミニウム板上に形成されたアル
マイト皮膜を逆電剥離法によってバリヤ層直上から分離
することにより、多数の細孔が貫通した六角セルを有す
る多孔質アルマイト皮膜を得て、このアルマイト皮膜を
大気中で850℃以上で略1時間加熱処理したことを特
徴とする請求項2記載の亜鉛−臭素電池用セパレータの
製造方法。
3. A porous alumite coating having hexagonal cells with a large number of pores penetrating is obtained by separating the alumite coating formed on the aluminum plate from immediately above the barrier layer by a reverse electrolysis method. The method for producing a zinc-bromine battery separator according to claim 2, wherein the alumite coating is heat-treated in the air at 850 ° C or higher for about 1 hour.
【請求項4】 電解液として硫酸アルミニウムを含有す
る硫酸を用いるとともに、この硫酸の濃度を5〜25
%、硫酸アルミニウムを1〜50(kg/m3)、温度
を15℃〜25℃、電源電圧を15〜20V(DC)、
電流密度を80〜300(A/m2)として陽極酸化を
行い、アルミニウム板の表面にアルマイト皮膜を形成し
たことを特徴とする亜鉛−臭素電池用セパレータの製造
方法。
4. A sulfuric acid containing aluminum sulfate is used as an electrolytic solution, and the concentration of this sulfuric acid is 5 to 25.
%, Aluminum sulfate 1 to 50 (kg / m 3 ), temperature 15 to 25 ° C., power supply voltage 15 to 20 V (DC),
A method for producing a zinc-bromine battery separator, characterized in that anodizing is performed at a current density of 80 to 300 (A / m 2 ) to form an alumite coating on the surface of an aluminum plate.
【請求項5】 電解液として硫酸にスルホサリチル酸を
加えた液を用いるとともに、電解液の温度を22℃〜2
5℃、電源電圧を25〜70V(DC)、電流密度を2
00〜3200(A/m2)として陽極酸化を行い、ア
ルミニウム板の表面にアルマイト皮膜を形成したことを
特徴とする亜鉛−臭素電池用セパレータの製造方法。
5. A solution obtained by adding sulfosalicylic acid to sulfuric acid is used as the electrolytic solution, and the temperature of the electrolytic solution is 22 ° C. to 2 ° C.
5 ℃, power supply voltage 25 ~ 70V (DC), current density 2
A method for producing a separator for a zinc-bromine battery, characterized in that anodizing is performed as 00 to 3200 (A / m 2 ) to form an alumite coating on the surface of an aluminum plate.
【請求項6】 アルミニウム板の陽極酸化すべき面に多
数個の丸孔が開口されたマスクを固着して、電解液中で
陽極酸化することによってマスクに覆われていないアル
ミニウム板の表面部分にアルマイト皮膜を形成し、更に
アルミニウム板の上記アルマイト皮膜の形成した面とは
逆方向から全面にアルマイト皮膜を形成して該アルマイ
ト皮膜を前記アルマイト皮膜と連結し、マスクで覆われ
た部分に残存する未反応のアルミニウム板を酸を用いて
溶解除去して、得られた部材の2枚を用いて各平坦面を
背中合わせに連結し、両面に電極板を固着して得たこと
を特徴とする亜鉛−臭素電池用セパレータの製造方法。
6. A mask having a large number of round holes opened is fixed to the surface of the aluminum plate to be anodized, and the surface of the aluminum plate not covered with the mask is anodized in an electrolytic solution. An alumite film is formed, and an alumite film is formed on the entire surface of the aluminum plate in the opposite direction to the surface on which the alumite film is formed. The alumite film is connected to the alumite film and remains in the portion covered with the mask. An unreacted aluminum plate was dissolved and removed with an acid, two flat plates were connected back to back using two obtained members, and electrode plates were fixed on both surfaces to obtain zinc. -A method for manufacturing a bromine battery separator.
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