JPH08259767A - 導電性プラスチック板およびそれを用いた電池セル - Google Patents

導電性プラスチック板およびそれを用いた電池セル

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JPH08259767A
JPH08259767A JP7060853A JP6085395A JPH08259767A JP H08259767 A JPH08259767 A JP H08259767A JP 7060853 A JP7060853 A JP 7060853A JP 6085395 A JP6085395 A JP 6085395A JP H08259767 A JPH08259767 A JP H08259767A
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JP
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carbon black
conductive plastic
polymer
vinyl acetate
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JP7060853A
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English (en)
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Takefumi Itou
岳文 伊藤
Toshio Shigematsu
敏夫 重松
Mamoru Kondo
守 近藤
Tetsuji Ito
哲二 伊藤
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • H01M4/668Composites of electroconductive material and synthetic resins
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、高度な導電度が得られるように改
良された導電性プラスチック板を得ることを最も主要な
特徴とする。 【構成】 酢酸ビニル含有量が40〜50重量%のエチ
レン酢酸ビニル共重合体、アクリル酸エチル含有量が4
0〜50重量%のエチレンアクリル酸エチル共重合体、
およびポリオレフィン系熱可塑性エラストマからなる群
より選ばれたポリマを含む。上記ポリマ中に、該ポリマ
100重量部に対し、40〜80重量部のカーボンブラ
ックが添加されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、一般に導電性プラス
チック板に関するものであり、より特定的には、流通型
または静止型電池セルの双極板として使用する、高度な
導電度を有する導電性プラスチック板に関する。この発
明は、さらにそのような導電性プラスチック板を双極板
に用いた、電池セルに関する。
【0002】
【従来の技術】図1に、鉄−クロム系のレドックスフロ
ー電池の原理図を示す。充電の場合には、鉄の酸化およ
びクロムの還元が行なわれ、放電の場合には、鉄の還元
およびクロムの酸化が行なわれる。全体の反応式は次の
ようになる。
【0003】
【化1】
【0004】この電池の構成は、図示したように、電極
反応室と貯蔵タンクの2つに大別される。反応室には、
電極として炭素繊維が封入され、その中を電解液が通過
する。電解液は1Mol以上の高濃度の塩酸酸性の鉄液
とクロム液からなり、別々のタンクに貯蔵される。電解
液を供給するためにポンプを設け、配管する。鉄/クロ
ム系の1セル当りの起電力は約1Vと小さいので、複数
個のセルを電気的に直接接続したスタック構造をとって
いる。液の供給は各セルに対し並列になされる。
【0005】図2は、スタック構造の模式図である。1
セルは、双極板(バイポーラ板)、正極フレーム、陽イ
オン交換膜、負極フレーム、双極板で構成される。双極
板は、1枚の炭素板で、この両面に隣接するセルの負極
と正極が接している境界である。これを通して、両セル
は電気的にも直列接続されることになる。編み物状の炭
素繊維電極は、正極および負極フレーム(塩化ビニル
板)をスペーサとする空間にサンドイッチされる。片側
の電極空間の厚みは、1〜2mmのオーダである。繊維
電極と双極板は、通常、接触により電気的導通が形成さ
れる。複数のセルを重ねて両端のエンドプレート(肉厚
鋼板)により締付け圧接することにより、スタック構造
としている。
【0006】電解液は、各プレートの同じ位置に設けら
れた4箇所のマニホールドを通して供給される。正極液
と負極液は、それぞれ対角上の2本のマニホールドを1
組として往復する。図では、正極液フローを破線で、負
極液フローを一点鎖線で示している。マニホールドか
ら、正極あるいは負極空間へは、双極板の上に重ねられ
たプラスチック(塩化ビニル)板に刻まれたスリットに
より液が分流される。この液は繊維電極中を流れて反対
側のスリットから出口側マニホールドへ戻る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図2中の双
極板(バイポーラ板)には、導電性プラスチック板が用
いられている。
【0008】従来の導電性プラスチック板には、ポリマ
ーにポリエチレンやPVCを用い、導電性を付与するた
めのアセチレンカーボンブラックが添加されたものが用
いられている。流通型、静止型電池セルの双極板には、
特に、グラファイト状カーボンが添加されたものが用い
られていた。
【0009】しかしながら、従来の導電性プラスチック
板は、高度な導電度を得ようとして、アセチレンカーボ
ンブラックを多く添加していくと、脆くなり、板状に成
形できないという問題点があった。また、板状に成形で
きる添加量では、高度な導電度が得られず、電池用の双
極板としては効率が低くなる。そのため、改良が望まれ
ていた。
【0010】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、板状に成形できるとともに、高
度な導電度が得られる、導電性プラスチック板を提供す
ることを目的とする。
【0011】この発明の他の目的は、そのような導電性
プラスチック板を双極板として用いた電池セルを提供す
ることにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明の第1の局面に
従う導電性プラスチック板は、酢酸ビニル含有量が40
〜50重量%のエチレン酢酸ビニル共重合体、アクリル
酸エチル含有量が40〜50重量%のエチレンアクリル
酸エチル共重合体、およびポリオレフィン系熱可塑性エ
ラストマからなる群より選ばれたポリマーを含む。上記
ポリマー中に、上記ポリマー100重量部に対し、40
〜80重量部のカーボンブラックが添加されている。
【0013】この発明の好ましい実施態様によれば、上
記カーボンブラックは、ケッチェンカーボンブラックを
含む。
【0014】この発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、上記ポリマーに上記カーボンブラックを添加し、成
形した後、電子線照射架橋される。
【0015】この発明の第2の局面に従う電池セルは、
酢酸ビニル含有量が40〜50重量%のエチレン酢酸ビ
ニル共重合体、アクリル酸エチル含有量が40〜50重
量%のエチレンアクリル酸エチル共重合体、およびポリ
オレフィン系熱可塑性エラストマからなる群より選ばれ
たポリマーと、上記ポリマー中に、上記ポリマー100
重量部に対し、40〜80重量部添加されたカーボンブ
ラックと、を含む導電性プラスチック板を、双極板とし
て用いている。
【0016】
【作用】この発明の第1の局面に従う導電性プラスチッ
ク板によれば、酢酸ビニル含有量が40〜50重量%の
エチレン酢酸ビニル共重合体、アクリル酸エチル含有量
が40〜50重量%のエチレンアクリル酸エチル共重合
体、およびポリオレフィン系熱可塑性エラストマからな
る群より選ばれたポリマーが用いられている。
【0017】エチレン酢酸ビニル共重合体を用いる場
合、酢酸ビニル含有量が40重量%未満であると、カー
ボンブラックを添加して必要な導電度を得たとしても、
脆くて板状に成形できない。酢酸ビニル含有量が50重
量%を超えると、ポリマーが柔らか過ぎて、板状に加工
できない。
【0018】ポリマーがエチレンアクリル酸エチル共重
合体の場合、アクリル酸エチル含有量が40重量%未満
であると、カーボンブラックを添加していき、必要な導
電度を得たとしても、脆くて板状に成形できない。アク
リル酸エチル含有量が50重量%を超えると、ポリマー
が柔らか過ぎて、板状に成形できない。
【0019】ポリマーがポリオレフィン系熱可塑性エラ
ストマを用いると、カーボンブラックを必要な導電度を
得るまで添加しても、板状に成形できる。
【0020】カーボンブラックに、ケッチェンカーボン
ブラックを用いると、アセチレンカーボンブラックより
も少量の添加量で、同等以上の導電度を得ることができ
る。
【0021】カーボンブラックはポリマー中に、前記ポ
リマー10重量部に対し、40〜80重量部添加され
る。40重量部未満であれば、必要な導電度が得られな
い。一方、80重量部を超えると板状に成形できなくな
る。
【0022】当該導電性プラスチック材を高温で用いる
場合には、上記成形品を電子線照射架橋するのが好まし
い。架橋方法として、他に過酸化物を用いる架橋方法も
あるが、導電性プラスチック材を成形する場合、高温で
ポリマーとカーボンブラックを混合する必要があり、こ
のような高温では混合中に過酸化物が分解するため、架
橋体が得られない。電子線照射架橋によれば、導電性プ
ラスチック板を形成した後に行なえる。電子線照射架橋
によって、たとえば80℃以上の高温でも変形せず、高
温電池として使用することができるようになる。
【0023】この発明の第2の局面に従う電池セルによ
れば、上述した導電性プラスチック板を双極板として用
いるので、高い電池効率が得られる。
【0024】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
【0025】実施例1〜4,比較例1〜5 種々の条件下で導電性プラスチック板を作成し、双極板
として用い、試験を行なった。結果を表1にまとめる。
【0026】
【表1】
【0027】配合剤として用いたエバフレックス45L
X(三井・デュポンポリケミカル(株)製)は酢酸ビニ
ル45%のエチレン酢酸ビニル共重合体である。エバフ
レックスEV170は、三井・デュポンポリケミカル株
式会社製の、酢酸ビニル33%のエチレン酢酸ビニル共
重合体である。エバスレン420は大日本インキ化学工
業株式会社製の、酢酸ビニル60%のエチレン酢酸ビニ
ル共重合体である。エバフレックスA708は、三井・
デュポンポリケミカル株式会社製の、アクリル酸エチル
40%のエチレンアクリル酸エチル共重合体である。T
EP901は、住友化学工業株式会社製のポリオレフィ
ン系熱可塑性エラストマである。
【0028】表1中、抵抗は、10Ω・cm以下のもの
が良好である。また、電池エネルギー効率は、90%以
上のものが良好である。
【0029】板状成形可能とは、板状成形ができること
を意味し、板状成形不可とは板状成形ができないことを
意味する。
【0030】表1より、酢酸ビニル含有量が40〜50
重量%のエチレン酢酸ビニル共重合体、アクリル酸エス
テル含有量が40〜50重量%のエチレンアクリル酸エ
チル共重合体、およびポリオレフィン系熱可塑性エラス
トマが、好ましく利用でき、ケッチェンカーボンブラッ
クが、ポリマー中に、該ポリマー10重量部に対し、4
0〜80重量部添加されるのが好ましいことがわかっ
た。
【0031】
【発明の効果】以上説明したとおり、酢酸ビニル含有量
が40〜50重量%のエチレン酢酸ビニル共重合体、ア
クリル酸エチル含有量が40〜50重量%のエチレンア
クリル酸エチル共重合体、およびポリオレフィン系熱可
塑性エラストマからなる群より選ばれたポリマーと、上
記ポリマー中に、該ポリマー100重量部に対し、40
〜80重量部添加されたカーボンブラックとを含む導電
性プラスチック板は、板状に成形が可能であり、かつ高
度な導電度を示す。当該導電性プラスチック板を電池セ
ルの双極板として用いると、高い効率を得ることができ
るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】レドックスフロー電池の原理構成を示す図であ
る。
【図2】レドックスフロー電池のスタック構造を示す図
である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 H01M 8/18 H01M 8/18 (72)発明者 伊藤 哲二 大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酢酸ビニル含有量が40〜50重量%の
    エチレン酢酸ビニル共重合体、アクリル酸エチル含有量
    が40〜50重量%のエチレンアクリル酸エチル共重合
    体、およびポリオレフィン系熱可塑性エラストマからな
    る群より選ばれたポリマーと、 前記ポリマー中に、前記ポリマー100重量部に対し、
    40〜80重量部添加されたカーボンブラックと、を含
    む導電性プラスチック板。
  2. 【請求項2】 前記カーボンブラックは、ケッチェンカ
    ーボンブラックを含む、請求項1に記載の導電性プラス
    チック板。
  3. 【請求項3】 前記ポリマーに前記カーボンブラックを
    添加し、成形した後、電子線照射架橋してなる、請求項
    1に記載の導電性プラスチック板。
  4. 【請求項4】 酢酸ビニル含有量が40〜50重量%の
    エチレン酢酸ビニル共重合体、アクリル酸エチル含有量
    が40〜50重量%のエチレンアクリル酸エチル共重合
    体、およびポリオレフィン系熱可塑性エラストマからな
    る群より選ばれたポリマーと、 前記ポリマー中に、前記ポリマー100重量部に対し、
    40〜80重量部添加されたカーボンブラックと、から
    なる導電性プラスチック板を、双極板に用いる電池セ
    ル。
  5. 【請求項5】 前記カーボンブラックは、ケッチェンカ
    ーボンブラックを含む、請求項4に記載の電池セル。
  6. 【請求項6】 前記導電性プラスチック板は電子線照射
    架橋されている、請求項4に記載の電池セル。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2015384A1 (en) 2007-06-15 2009-01-14 TUBITAK-Turkiye Bilimsel ve Teknolojik ve Arastima Kurumu A method for producing recyclable bipolar plate
JP2012221775A (ja) * 2011-04-11 2012-11-12 Sumitomo Electric Ind Ltd レドックスフロー電池用双極板及びその製造方法
JP2013216786A (ja) * 2012-04-09 2013-10-24 Riken Technos Corp 樹脂組成物
JP2016146345A (ja) * 2009-04-06 2016-08-12 24エム・テクノロジーズ・インコーポレイテッド24M Technologies, Inc. レドックスフロー電池を使用した燃料システム
JP2016186084A (ja) * 2016-06-03 2016-10-27 リケンテクノス株式会社 樹脂組成物
US9748017B2 (en) 2013-09-10 2017-08-29 Riken Technos Corporation Electrically conductive resin composition, and film produced from same
US10767035B2 (en) 2014-10-09 2020-09-08 Riken Technos Corporation Method for producing thermoplastic resin composition film
US11342567B2 (en) 2008-06-12 2022-05-24 Massachusetts Institute Of Technology High energy density redox flow device
US11909077B2 (en) 2008-06-12 2024-02-20 Massachusetts Institute Of Technology High energy density redox flow device

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2015384A1 (en) 2007-06-15 2009-01-14 TUBITAK-Turkiye Bilimsel ve Teknolojik ve Arastima Kurumu A method for producing recyclable bipolar plate
US11342567B2 (en) 2008-06-12 2022-05-24 Massachusetts Institute Of Technology High energy density redox flow device
US11909077B2 (en) 2008-06-12 2024-02-20 Massachusetts Institute Of Technology High energy density redox flow device
JP2016146345A (ja) * 2009-04-06 2016-08-12 24エム・テクノロジーズ・インコーポレイテッド24M Technologies, Inc. レドックスフロー電池を使用した燃料システム
JP2012221775A (ja) * 2011-04-11 2012-11-12 Sumitomo Electric Ind Ltd レドックスフロー電池用双極板及びその製造方法
JP2013216786A (ja) * 2012-04-09 2013-10-24 Riken Technos Corp 樹脂組成物
US9660271B2 (en) 2012-04-09 2017-05-23 Riken Technos Corporation Resin composition
US9748017B2 (en) 2013-09-10 2017-08-29 Riken Technos Corporation Electrically conductive resin composition, and film produced from same
US10767035B2 (en) 2014-10-09 2020-09-08 Riken Technos Corporation Method for producing thermoplastic resin composition film
JP2016186084A (ja) * 2016-06-03 2016-10-27 リケンテクノス株式会社 樹脂組成物

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