JPH097608A - グラファイト電極 - Google Patents
グラファイト電極Info
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- JPH097608A JPH097608A JP7154208A JP15420895A JPH097608A JP H097608 A JPH097608 A JP H097608A JP 7154208 A JP7154208 A JP 7154208A JP 15420895 A JP15420895 A JP 15420895A JP H097608 A JPH097608 A JP H097608A
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- electrode
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- 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
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- Conductive Materials (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルカリ溶液中でも耐酸化性のすぐれたグラ
ファイト電極を提供する。 【構成】 平均粒径が１９μｍの鱗片状人造黒鉛からな
り、アルゴンレーザーを用いたラマンスペクトルの１３
６０ｃｍ-1と１５８０ｃｍ-1のピーク強度から求めたエ
ッジ面の存在比率が０．１１で、窒素を用いたＢＥＴ吸
着法による比表面積が３．８ｍ2 ／ｇであり、この２つ
の値を掛け合わせたエッジ面の量が０．４２ｍ2 ／ｇで
あるグラファイト粉末を、バインダーとしてフッ素樹脂
ディスパージョンを加えて成型し、窒素雰囲気中で３５
０℃で加熱して、直径２０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの円柱
形グラファイト電極を得る。
ファイト電極を提供する。 【構成】 平均粒径が１９μｍの鱗片状人造黒鉛からな
り、アルゴンレーザーを用いたラマンスペクトルの１３
６０ｃｍ-1と１５８０ｃｍ-1のピーク強度から求めたエ
ッジ面の存在比率が０．１１で、窒素を用いたＢＥＴ吸
着法による比表面積が３．８ｍ2 ／ｇであり、この２つ
の値を掛け合わせたエッジ面の量が０．４２ｍ2 ／ｇで
あるグラファイト粉末を、バインダーとしてフッ素樹脂
ディスパージョンを加えて成型し、窒素雰囲気中で３５
０℃で加熱して、直径２０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの円柱
形グラファイト電極を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、強アルカリ溶液中で耐
酸化性を有する成型グラファイト電極に関するものであ
る。
酸化性を有する成型グラファイト電極に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】グラファイトは、金属に近い導電性を示
し、比較的耐薬品性もよく、しかもその粉末は安価であ
るため、グラファイト粒子（粉末）を適宜のバインダー
を用いて所望のブロック形状に成型し、電極として広く
用いられている。具体的にはグラファイト粒子の成形物
で円柱状その他の形状の棒状物やあるいは板状物などの
ブロック状に成型されたグラファイト成形物が、乾電池
の電極や電気化学実験用の電極などに用いられている。
し、比較的耐薬品性もよく、しかもその粉末は安価であ
るため、グラファイト粒子（粉末）を適宜のバインダー
を用いて所望のブロック形状に成型し、電極として広く
用いられている。具体的にはグラファイト粒子の成形物
で円柱状その他の形状の棒状物やあるいは板状物などの
ブロック状に成型されたグラファイト成形物が、乾電池
の電極や電気化学実験用の電極などに用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、通常、一般
的に使用されているグラファイトはアルカリ溶液中に於
いては、電気化学平衡状態を示すｐＨ−電位ダイヤグラ
ム（図４）にみられるように、水素発生電位（ａ）線よ
り貴な電位領域、特に（ｂ）線より上側の領域では、Ｃ
Ｏ3 2- イオンとなり、酸化され、導電性の低下を引き起
こす。例えばｐＨが１１のアルカリ溶液中の場合、電位
が０Ｖであっても（ｂ）線より上側の領域になっている
ので、グラファイトは酸化されてＣＯ3 2- イオンとな
る。酸化されてＣＯ3 2- イオンとしてアルカリ溶液中に
溶け出すと、グラファイト電極は次第に浸蝕されること
になり、また、その結果次第に脆くなる。
的に使用されているグラファイトはアルカリ溶液中に於
いては、電気化学平衡状態を示すｐＨ−電位ダイヤグラ
ム（図４）にみられるように、水素発生電位（ａ）線よ
り貴な電位領域、特に（ｂ）線より上側の領域では、Ｃ
Ｏ3 2- イオンとなり、酸化され、導電性の低下を引き起
こす。例えばｐＨが１１のアルカリ溶液中の場合、電位
が０Ｖであっても（ｂ）線より上側の領域になっている
ので、グラファイトは酸化されてＣＯ3 2- イオンとな
る。酸化されてＣＯ3 2- イオンとしてアルカリ溶液中に
溶け出すと、グラファイト電極は次第に浸蝕されること
になり、また、その結果次第に脆くなる。
【０００４】本発明は、これらの問題点を解決し、アル
カリ溶液中でも耐酸化性のすぐれた成型グラファイト電
極を提供することを目的とするものである。
カリ溶液中でも耐酸化性のすぐれた成型グラファイト電
極を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のグラファイト電極は、グラファイト粒子の
粒子表面にエッジ面の量が少ないグラファイト粒子をブ
ロック状に成型してなるグラファイト電極である。
め、本発明のグラファイト電極は、グラファイト粒子の
粒子表面にエッジ面の量が少ないグラファイト粒子をブ
ロック状に成型してなるグラファイト電極である。
【０００６】前記、本発明のグラファイト電極に於いて
は、エッジ面の量が少ないグラファイト粒子が、レーザ
ーラマン分光法を用いて、グラファイト粒子表面におけ
る基底面とエッジ面の合計量に対するエッジ面の存在比
率を求め、エッジ面の存在比率をＡ、窒素を用いたＢＥ
Ｔ法によるグラファイト粒子の比表面積をＢとした場
合、Ａ×Ｂ＝１．０ｍ2 ／ｇ以下のグラファイト粒子で
あることが好ましい。
は、エッジ面の量が少ないグラファイト粒子が、レーザ
ーラマン分光法を用いて、グラファイト粒子表面におけ
る基底面とエッジ面の合計量に対するエッジ面の存在比
率を求め、エッジ面の存在比率をＡ、窒素を用いたＢＥ
Ｔ法によるグラファイト粒子の比表面積をＢとした場
合、Ａ×Ｂ＝１．０ｍ2 ／ｇ以下のグラファイト粒子で
あることが好ましい。
【０００７】図３にグラファイトのエッジ面、基底面を
説明するために、グラファイト結晶の基本的な構造を模
式的な斜視図で示した。グラファイト結晶の基本的な構
造は六角網目状に結ばれた炭素原子１０の作る基底面１
１が、規則正しく積み重なった層状構造になっており、
基底面内の炭素原子は共有結合で強く結ばれており、一
方積み重なった層面間の結合は弱いファンデルワールス
力によっている。この基底面１１に対する垂直方向の面
をエッジ面１２と呼ぶ。
説明するために、グラファイト結晶の基本的な構造を模
式的な斜視図で示した。グラファイト結晶の基本的な構
造は六角網目状に結ばれた炭素原子１０の作る基底面１
１が、規則正しく積み重なった層状構造になっており、
基底面内の炭素原子は共有結合で強く結ばれており、一
方積み重なった層面間の結合は弱いファンデルワールス
力によっている。この基底面１１に対する垂直方向の面
をエッジ面１２と呼ぶ。
【０００８】ところで通常用いられているグラファイト
粒子（粉末）は、図３で示したような基本的なグラファ
イト構造を持つ微細な結晶子が、特定の方位に配向する
ことなくランダムな方向に集合した等方性の多結晶体か
らなる粒子であり、従って通常のグラファイト粒子の表
面にはかなりのエッジ面が存在する事になる。本発明者
らが鋭意検討した結果、グラファイトの酸化は後述する
様にエッジ面で生じやすい事を見いだした。したがっ
て、従来のようにエッジ面の存在量に余り注目すること
なく、グラファイトの粒子表面にエッジ面が比較的多く
存在するグラファイト粒子を用いてブロック状に成形し
てなる電極は、アルカリ溶液中で酸化されやすく、ＣＯ
3 2- イオンとしてアルカリ溶液中に溶け出す問題があ
り、本発明者らは、グラファイト粒子の粒子表面にエッ
ジ面の量が少ないグラファイト粒子を用いて電極を構成
することにより前記問題点が改良できることを見いだし
て、本発明に到達したものである。
粒子（粉末）は、図３で示したような基本的なグラファ
イト構造を持つ微細な結晶子が、特定の方位に配向する
ことなくランダムな方向に集合した等方性の多結晶体か
らなる粒子であり、従って通常のグラファイト粒子の表
面にはかなりのエッジ面が存在する事になる。本発明者
らが鋭意検討した結果、グラファイトの酸化は後述する
様にエッジ面で生じやすい事を見いだした。したがっ
て、従来のようにエッジ面の存在量に余り注目すること
なく、グラファイトの粒子表面にエッジ面が比較的多く
存在するグラファイト粒子を用いてブロック状に成形し
てなる電極は、アルカリ溶液中で酸化されやすく、ＣＯ
3 2- イオンとしてアルカリ溶液中に溶け出す問題があ
り、本発明者らは、グラファイト粒子の粒子表面にエッ
ジ面の量が少ないグラファイト粒子を用いて電極を構成
することにより前記問題点が改良できることを見いだし
て、本発明に到達したものである。
【０００９】本発明で用いるエッジ面の量が少ないグラ
ファイトとしては、例えば、基本的なグラファイト構造
を持つ微細な結晶子が、特定の方位に配向するように結
晶した高配向グラファイトの粒子（粉末）などが挙げら
れる。このようなエッジ面の量が少ない高配向グラファ
イトは、例えば厚さ１０〜１００μｍ（一般に薄い方が
容易にグラファイト化しやすい。）の芳香族ポリイミド
やポリオキサジアゾールのフィルムを延伸して配向させ
た配向フィルムを所望の大きさに裁断し、重ね合わせ、
この重ね合わせたフィルムをグラファイト製の容器に収
納し、窒素ガスあるいはアルゴンガスなどの不活性ガス
中で予備焼成炉を用いておよそ４００〜６００℃で原料
高分子を熱分解し、酸素、水素、窒素などの炭素以外の
元素のほとんどを分解ガスとして系の外へ放出して炭素
前駆体を製造し、この炭素前駆体を約２６００〜３００
０℃で好ましくは圧力を印加して加圧下で加熱処理する
ことによって得る事ができる。同様なエッジ面の量が少
ない薄いフィルム状のグラファイトシートを得るには上
記の方法に於いて、原料高分子フィルムを重ね合わせず
に単体のまま、また、従って圧力を印加しないで無加圧
下で同様な熱処理を行う事によって得られている。この
様なエッジ面の量の少ないグラファイトの製法は、例え
ばナショナルテクニカルレポート Ｖｏｌ．４０， Ｎ
ｏ．１， Ｆｅｂ． １９９４ 第７４〜８０頁（松下
電器産業株式会社発行）に星敏春らによって発表されて
いるが、本発明で用いるグラファイト粒子（粉末）は、
エッジ面の量が少ないグラファイト粒子（粉末）であれ
ば、必ずしもこの方法によって製造されたグラファイト
に限られるものではない。ブロック状またはシート状の
グラファイトを粒子（粉末）にするには、これらの方法
によって得られたブロック状またはシート状のグラファ
イトを適宜の手段で粉砕して用いればよい。もちろん、
粒子状（粉末状）で得られる場合には、粉砕せずに用い
ることもできる。
ファイトとしては、例えば、基本的なグラファイト構造
を持つ微細な結晶子が、特定の方位に配向するように結
晶した高配向グラファイトの粒子（粉末）などが挙げら
れる。このようなエッジ面の量が少ない高配向グラファ
イトは、例えば厚さ１０〜１００μｍ（一般に薄い方が
容易にグラファイト化しやすい。）の芳香族ポリイミド
やポリオキサジアゾールのフィルムを延伸して配向させ
た配向フィルムを所望の大きさに裁断し、重ね合わせ、
この重ね合わせたフィルムをグラファイト製の容器に収
納し、窒素ガスあるいはアルゴンガスなどの不活性ガス
中で予備焼成炉を用いておよそ４００〜６００℃で原料
高分子を熱分解し、酸素、水素、窒素などの炭素以外の
元素のほとんどを分解ガスとして系の外へ放出して炭素
前駆体を製造し、この炭素前駆体を約２６００〜３００
０℃で好ましくは圧力を印加して加圧下で加熱処理する
ことによって得る事ができる。同様なエッジ面の量が少
ない薄いフィルム状のグラファイトシートを得るには上
記の方法に於いて、原料高分子フィルムを重ね合わせず
に単体のまま、また、従って圧力を印加しないで無加圧
下で同様な熱処理を行う事によって得られている。この
様なエッジ面の量の少ないグラファイトの製法は、例え
ばナショナルテクニカルレポート Ｖｏｌ．４０， Ｎ
ｏ．１， Ｆｅｂ． １９９４ 第７４〜８０頁（松下
電器産業株式会社発行）に星敏春らによって発表されて
いるが、本発明で用いるグラファイト粒子（粉末）は、
エッジ面の量が少ないグラファイト粒子（粉末）であれ
ば、必ずしもこの方法によって製造されたグラファイト
に限られるものではない。ブロック状またはシート状の
グラファイトを粒子（粉末）にするには、これらの方法
によって得られたブロック状またはシート状のグラファ
イトを適宜の手段で粉砕して用いればよい。もちろん、
粒子状（粉末状）で得られる場合には、粉砕せずに用い
ることもできる。
【００１０】なお、グラファイトのエッジ面の量は以下
のように見積もっている。レーザーラマン分光法による
カーボンのラマンスペクトルを図１に示したが、図１の
曲線１は高配向性グラファイトのラマンスペクトルを示
したものである。図１の曲線１に示すように平面構造
（基底面）に起因するラマン振動である１５８０ｃｍ-1
のスペクトルが観察される。しかし、アモルファスカー
ボンでは、図１の曲線２に示すようにこれらのスペクト
ル以外に１３６０ｃｍ-1のスペクトルが得られる。この
スペクトルはグラファイトの乱層構造すなわち主にエッ
ジ面に起因するラマン振動だと考えられている。このこ
とから基底面に起因する１５８０ｃｍ-1の強度をａ、エ
ッジ面に起因する１３６０ｃｍ-1の強度をｂとし、ｂ／
（ａ＋ｂ）を求めることにより、グラファイト表面に現
れている基底面とエッジ面の存在比率Ａを見積もること
ができる。さらに、窒素を吸着体として用いたＢＥＴ法
によって求めたグラファイト粒子自体の比表面積Ｂ（単
位ｍ2 ／ｇ）を掛け合わせることによりグラファイト表
面のエッジ面の量に相当する値を見積もることが出来
る。本発明ではこの値Ａ×Ｂをエッジ面の量（ｍ2 ／
ｇ）として用いている。
のように見積もっている。レーザーラマン分光法による
カーボンのラマンスペクトルを図１に示したが、図１の
曲線１は高配向性グラファイトのラマンスペクトルを示
したものである。図１の曲線１に示すように平面構造
（基底面）に起因するラマン振動である１５８０ｃｍ-1
のスペクトルが観察される。しかし、アモルファスカー
ボンでは、図１の曲線２に示すようにこれらのスペクト
ル以外に１３６０ｃｍ-1のスペクトルが得られる。この
スペクトルはグラファイトの乱層構造すなわち主にエッ
ジ面に起因するラマン振動だと考えられている。このこ
とから基底面に起因する１５８０ｃｍ-1の強度をａ、エ
ッジ面に起因する１３６０ｃｍ-1の強度をｂとし、ｂ／
（ａ＋ｂ）を求めることにより、グラファイト表面に現
れている基底面とエッジ面の存在比率Ａを見積もること
ができる。さらに、窒素を吸着体として用いたＢＥＴ法
によって求めたグラファイト粒子自体の比表面積Ｂ（単
位ｍ2 ／ｇ）を掛け合わせることによりグラファイト表
面のエッジ面の量に相当する値を見積もることが出来
る。本発明ではこの値Ａ×Ｂをエッジ面の量（ｍ2 ／
ｇ）として用いている。
【００１１】本発明においては、グラファイト粒子表面
のエッジ面の量、すなわち、Ａ×Ｂの値が好ましくは
１．０ｍ2 ／ｇ以下のグラファイト粒子（粉末）を用い
ることが好ましい。
のエッジ面の量、すなわち、Ａ×Ｂの値が好ましくは
１．０ｍ2 ／ｇ以下のグラファイト粒子（粉末）を用い
ることが好ましい。
【００１２】グラファイト粒子の大きさとしては特に限
定するものではないが、通常、平均粒径が０．５〜５０
μｍ程度のグラファイト粒子（粉末）が好ましく用いら
れる。
定するものではないが、通常、平均粒径が０．５〜５０
μｍ程度のグラファイト粒子（粉末）が好ましく用いら
れる。
【００１３】かかるグラファイト粒子（粉末）を用いて
ブロック状に成形するには通常樹脂バインダーが用いら
れる。バインダーとしては、かかるグラファイト粒子
（粉末）をブロック状に成型して電極にする際に用いら
れている各種のバインダーを用いることができ、具体的
な例を挙げるとすれば、例えばフッ素樹脂、スチレン−
ブタジエンラバー（ＳＢＲ）、ポリエチレン、ポリ塩化
ビニルなどが好適に用いられる。
ブロック状に成形するには通常樹脂バインダーが用いら
れる。バインダーとしては、かかるグラファイト粒子
（粉末）をブロック状に成型して電極にする際に用いら
れている各種のバインダーを用いることができ、具体的
な例を挙げるとすれば、例えばフッ素樹脂、スチレン−
ブタジエンラバー（ＳＢＲ）、ポリエチレン、ポリ塩化
ビニルなどが好適に用いられる。
【００１４】バインダーの使用量は、その種類や電極の
使用目的によっても異なるが、目的とする電極の要求さ
れる強度を達成するに必要な量で、かつ、目的とする電
極の要求される導電性を損なわない範囲で用いればよ
い。通常、用いるグラファイトの重量に対して３〜１０
重量％程度である。成型は必要に応じて、加圧したり、
加熱して成型してもよい。電極の形状は、要求される形
状に成型すればよく、何ら限定されないが、円柱状、角
柱状、その他の形状の棒状物やあるいは板状物、リング
状など適宜のブロック状に成型され、乾電池の電極や電
気化学実験用の電極などに好適に用いることができる。
使用目的によっても異なるが、目的とする電極の要求さ
れる強度を達成するに必要な量で、かつ、目的とする電
極の要求される導電性を損なわない範囲で用いればよ
い。通常、用いるグラファイトの重量に対して３〜１０
重量％程度である。成型は必要に応じて、加圧したり、
加熱して成型してもよい。電極の形状は、要求される形
状に成型すればよく、何ら限定されないが、円柱状、角
柱状、その他の形状の棒状物やあるいは板状物、リング
状など適宜のブロック状に成型され、乾電池の電極や電
気化学実験用の電極などに好適に用いることができる。
【００１５】
【作用】グラファイトはアルカリ溶液中で次式のように
酸化すると言われている。
酸化すると言われている。
【００１６】
【化１】
【００１７】グラファイトの結晶構造における基底面で
は、π電子が表面を覆っているのに対し、エッジ面は結
合が切れて結合手が余った状態で、反応性に富んでお
り、上記の酸化反応はエッジ面で生じると考えられる。
したがって本発明によれば、基底面に比べてアルカリ溶
液中で活性なエッジ面の量の少ないグラファイト粒子
（粉末）を用いて成型し、電極としているので、グラフ
ァイトと水酸基の反応が少なくなり、グラファイトの酸
化を極力抑えることができ、炭酸イオンの生成も抑制で
きる。このことから、粒子表面にエッジ面の量が少ない
構造のグラファイト粒子（粉末）を用いることにより、
耐酸化性を有するグラファイト電極を提供できる。
は、π電子が表面を覆っているのに対し、エッジ面は結
合が切れて結合手が余った状態で、反応性に富んでお
り、上記の酸化反応はエッジ面で生じると考えられる。
したがって本発明によれば、基底面に比べてアルカリ溶
液中で活性なエッジ面の量の少ないグラファイト粒子
（粉末）を用いて成型し、電極としているので、グラフ
ァイトと水酸基の反応が少なくなり、グラファイトの酸
化を極力抑えることができ、炭酸イオンの生成も抑制で
きる。このことから、粒子表面にエッジ面の量が少ない
構造のグラファイト粒子（粉末）を用いることにより、
耐酸化性を有するグラファイト電極を提供できる。
【００１８】更に、エッジ面の量が少ないグラファイト
粒子（粉末）として、レーザーラマン分光法を用いて、
グラファイト粒子表面における基底面とエッジ面の合計
量に対するエッジ面の存在比率を求め、エッジ面の存在
比率をＡ、窒素を用いたＢＥＴ法によるグラファイト粒
子（粉末）の比表面積をＢとした場合、Ａ×Ｂ＝１．０
ｍ2 ／ｇ以下のグラファイト粒子（粉末）を用いた本発
明の好ましい態様のグラファイト電極においては、グラ
ファイト電極を構成するグラファイト粒子（粉末）の表
面におけるエッジ面の量がかなり少なくなるので、耐酸
化性が極めて優れたグラファイト電極を提供できる。
粒子（粉末）として、レーザーラマン分光法を用いて、
グラファイト粒子表面における基底面とエッジ面の合計
量に対するエッジ面の存在比率を求め、エッジ面の存在
比率をＡ、窒素を用いたＢＥＴ法によるグラファイト粒
子（粉末）の比表面積をＢとした場合、Ａ×Ｂ＝１．０
ｍ2 ／ｇ以下のグラファイト粒子（粉末）を用いた本発
明の好ましい態様のグラファイト電極においては、グラ
ファイト電極を構成するグラファイト粒子（粉末）の表
面におけるエッジ面の量がかなり少なくなるので、耐酸
化性が極めて優れたグラファイト電極を提供できる。
【００１９】
【実施例】以下に本発明の理解をより一層容易にするた
め、実施例や比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるもの
ではない。
め、実施例や比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるもの
ではない。
【００２０】（実施例１）グラファイト電極は、グラフ
ァイト粉末（平均粒径が１９μｍの鱗片状人造黒鉛）に
固形分６０重量％のポリテトラフルオロエチレンディス
パージョン（フッ素樹脂ディスパージョン）を水で３倍
に希釈して、グラファイト粉末の重量に対してポリテト
ラフルオロエチレンが固形分で５重量％となるように加
えて成型し、窒素雰囲気中で３５０℃で加熱して、直径
２０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの円柱形グラファイト電極を
得た。このグラファイト電極に用いたグラファイト粉末
のアルゴンレーザーを用いたラマンスペクトルを測定
し、１３６０ｃｍ-1と１５８０ｃｍ-1のピーク強度か
ら、エッジ面の存在比率を求めると０．１１であった。
また窒素を用いたＢＥＴ吸着法による比表面積を求める
と、３．８ｍ2 ／ｇであった。この２つの値を掛け合わ
せてエッジ面の量を見積もると、０．１１×３．８＝
０．４２ｍ2 ／ｇであった。この電極を電極Ａとする。
ァイト粉末（平均粒径が１９μｍの鱗片状人造黒鉛）に
固形分６０重量％のポリテトラフルオロエチレンディス
パージョン（フッ素樹脂ディスパージョン）を水で３倍
に希釈して、グラファイト粉末の重量に対してポリテト
ラフルオロエチレンが固形分で５重量％となるように加
えて成型し、窒素雰囲気中で３５０℃で加熱して、直径
２０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの円柱形グラファイト電極を
得た。このグラファイト電極に用いたグラファイト粉末
のアルゴンレーザーを用いたラマンスペクトルを測定
し、１３６０ｃｍ-1と１５８０ｃｍ-1のピーク強度か
ら、エッジ面の存在比率を求めると０．１１であった。
また窒素を用いたＢＥＴ吸着法による比表面積を求める
と、３．８ｍ2 ／ｇであった。この２つの値を掛け合わ
せてエッジ面の量を見積もると、０．１１×３．８＝
０．４２ｍ2 ／ｇであった。この電極を電極Ａとする。
【００２１】（実施例２）グラファイト粉末として平均
粒径が２０μｍの球状の人造黒鉛からなるグラファイト
粉末を用いて実施例１と同様な作製法でグラファイト電
極を作製した。このグラファイト電極に用いたグラファ
イト粉末のアルゴンレーザーを用いたラマンスペクトル
を測定し、１３６０ｃｍ-1と１５８０ｃｍ-1のピーク強
度からエッジ面の存在比率を求めると０．１２であっ
た。また窒素を用いたＢＥＴ吸着法による比表面積を求
めると、７．４２ｍ2 ／ｇであった。この２つの値を掛
け合わせてエッジ面の量を見積もると、０．１２×７．
４２＝０．８９ｍ2 ／ｇであった。この電極を電極Ｂと
する。
粒径が２０μｍの球状の人造黒鉛からなるグラファイト
粉末を用いて実施例１と同様な作製法でグラファイト電
極を作製した。このグラファイト電極に用いたグラファ
イト粉末のアルゴンレーザーを用いたラマンスペクトル
を測定し、１３６０ｃｍ-1と１５８０ｃｍ-1のピーク強
度からエッジ面の存在比率を求めると０．１２であっ
た。また窒素を用いたＢＥＴ吸着法による比表面積を求
めると、７．４２ｍ2 ／ｇであった。この２つの値を掛
け合わせてエッジ面の量を見積もると、０．１２×７．
４２＝０．８９ｍ2 ／ｇであった。この電極を電極Ｂと
する。
【００２２】（比較例１）平均粒径が１５μｍの球状の
人造黒鉛からなるグラファイト粉末であって、アルゴン
レーザーを用いたラマンスペクトルの測定による１３６
０ｃｍ-1と１５８０ｃｍ-1のピーク強度から求めたエッ
ジ面の存在比率が０．１９で、窒素を用いたＢＥＴ吸着
法による比表面積が１２．９ｍ2 ／ｇであり、この２つ
の値を掛け合わせたエッジ面の量が、０．１９×１２．
９＝２．４６ｍ2 ／ｇのグラファイト粉末を用いて実施
例１と同様な作製法でグラファイト電極を作製した。こ
のグラファイト電極を電極Ｃとする。
人造黒鉛からなるグラファイト粉末であって、アルゴン
レーザーを用いたラマンスペクトルの測定による１３６
０ｃｍ-1と１５８０ｃｍ-1のピーク強度から求めたエッ
ジ面の存在比率が０．１９で、窒素を用いたＢＥＴ吸着
法による比表面積が１２．９ｍ2 ／ｇであり、この２つ
の値を掛け合わせたエッジ面の量が、０．１９×１２．
９＝２．４６ｍ2 ／ｇのグラファイト粉末を用いて実施
例１と同様な作製法でグラファイト電極を作製した。こ
のグラファイト電極を電極Ｃとする。
【００２３】（比較例２）平均粒径が１０μｍの薄片状
の人造黒鉛からなるグラファイト粉末であって、アルゴ
ンレーザーを用いたラマンスペクトルの測定による１３
６０ｃｍ-1と１５８０ｃｍ-1のピーク強度から求めたエ
ッジ面の存在比率が０．２２で、窒素を用いたＢＥＴ吸
着法による比表面積が２０．６ｍ2 ／ｇであり、この２
つの値を掛け合わせたエッジ面の量が、０．２２×２
０．６＝４．５３ｍ2 ／ｇのグラファイト粉末を用いて
実施例１と同様な作製法でグラファイト電極を作製し
た。このグラファイト電極を電極Ｄとする。
の人造黒鉛からなるグラファイト粉末であって、アルゴ
ンレーザーを用いたラマンスペクトルの測定による１３
６０ｃｍ-1と１５８０ｃｍ-1のピーク強度から求めたエ
ッジ面の存在比率が０．２２で、窒素を用いたＢＥＴ吸
着法による比表面積が２０．６ｍ2 ／ｇであり、この２
つの値を掛け合わせたエッジ面の量が、０．２２×２
０．６＝４．５３ｍ2 ／ｇのグラファイト粉末を用いて
実施例１と同様な作製法でグラファイト電極を作製し
た。このグラファイト電極を電極Ｄとする。
【００２４】各電極をアルカリ溶液の電解を行う際の酸
素発生極（陽極）を想定して、２５％の苛性ソーダ水溶
液中３５℃、電流密度３００ｍＡ／ｃｍ2 で５０時間通
電した。尚、陰極には、厚さ１ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ３
００ｍｍのテープ状のニッケル薄板をジグザグに折り畳
んで使用した。
素発生極（陽極）を想定して、２５％の苛性ソーダ水溶
液中３５℃、電流密度３００ｍＡ／ｃｍ2 で５０時間通
電した。尚、陰極には、厚さ１ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ３
００ｍｍのテープ状のニッケル薄板をジグザグに折り畳
んで使用した。
【００２５】アルカリ水溶液の電解によってグラファイ
ト電極が酸化されることにより溶け出したＣＯ3 2- 量を
調べ、エッジ面の量との関係を表１ならびに図２に示し
た。
ト電極が酸化されることにより溶け出したＣＯ3 2- 量を
調べ、エッジ面の量との関係を表１ならびに図２に示し
た。
【００２６】
【表１】
【００２７】図２より明らかなように用いたグラファイ
ト粉末のエッジ面の量と比表面積の積が大きくなるほど
溶け出したＣＯ3 2- の量も大きく、グラファイト電極の
酸化が進むことが分かる。すなわちエッジ面の量が少な
いグラファイト粉末を用いて作成された電極がアルカリ
水溶液中で耐酸化性が優れていることが分かる。見積も
ったエッジ面の量が好ましくは１ｍ2 ／ｇ以下の場合に
は、溶け出すＣＯ3 2-の量が極めて少なくなることか
ら、電極Ａと電極Ｂが好ましく特に電極Ａが好ましいの
で、用いたグラファイト粉末のエッジ面の存在比率に、
表面積を掛けたエッジ面の量が、好ましくは１．０ｍ2
／ｇ以下、特に好ましくは０．５ｍ2 ／ｇ以下のになる
グラファイト粒子を用いて成型された電極が好ましいこ
とが分かる。
ト粉末のエッジ面の量と比表面積の積が大きくなるほど
溶け出したＣＯ3 2- の量も大きく、グラファイト電極の
酸化が進むことが分かる。すなわちエッジ面の量が少な
いグラファイト粉末を用いて作成された電極がアルカリ
水溶液中で耐酸化性が優れていることが分かる。見積も
ったエッジ面の量が好ましくは１ｍ2 ／ｇ以下の場合に
は、溶け出すＣＯ3 2-の量が極めて少なくなることか
ら、電極Ａと電極Ｂが好ましく特に電極Ａが好ましいの
で、用いたグラファイト粉末のエッジ面の存在比率に、
表面積を掛けたエッジ面の量が、好ましくは１．０ｍ2
／ｇ以下、特に好ましくは０．５ｍ2 ／ｇ以下のになる
グラファイト粒子を用いて成型された電極が好ましいこ
とが分かる。
【００２８】
【発明の効果】本発明は、アルカリ溶液中でも耐酸化性
のすぐれた成型されたグラファイト電極を提供すること
ができる。
のすぐれた成型されたグラファイト電極を提供すること
ができる。
【００２９】更に、エッジ面の量が少ないグラファイト
粒子（粉末）として、レーザーラマン分光法を用いて、
グラファイト粒子表面における基底面とエッジ面の合計
量に対するエッジ面の存在比率を求め、エッジ面の存在
比率をＡ、窒素を用いたＢＥＴ法によるグラファイト粒
子（粉末）の比表面積をＢとした場合、Ａ×Ｂ＝１．０
ｍ2 ／ｇ以下のグラファイト粒子（粉末）を用いた本発
明の好ましい態様のグラファイト電極においては、グラ
ファイト電極を構成するグラファイト粒子（粉末）の表
面におけるエッジ面の量がかなり少なくなるので、耐酸
化性が極めて優れたグラファイト電極を提供できる。
粒子（粉末）として、レーザーラマン分光法を用いて、
グラファイト粒子表面における基底面とエッジ面の合計
量に対するエッジ面の存在比率を求め、エッジ面の存在
比率をＡ、窒素を用いたＢＥＴ法によるグラファイト粒
子（粉末）の比表面積をＢとした場合、Ａ×Ｂ＝１．０
ｍ2 ／ｇ以下のグラファイト粒子（粉末）を用いた本発
明の好ましい態様のグラファイト電極においては、グラ
ファイト電極を構成するグラファイト粒子（粉末）の表
面におけるエッジ面の量がかなり少なくなるので、耐酸
化性が極めて優れたグラファイト電極を提供できる。
【図１】カーボンのラマンスペクトルを示す図
【図２】グラファイトのエッジ面の量と溶け出した炭酸
イオンの量の関係を示す図
イオンの量の関係を示す図
【図３】グラファイト結晶の基本的な構造を示す模式的
な斜視図
な斜視図
【図４】グラファイトのｐＨ−電位ダイヤグラム
１ 高配向性グラファイトのラマンスペクトルを示す曲
線 ２ アモルファスカーボンのラマンスペクトルを示す曲
線 １０ 炭素原子 １１ 基底面 １２ エッジ面
線 ２ アモルファスカーボンのラマンスペクトルを示す曲
線 １０ 炭素原子 １１ 基底面 １２ エッジ面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹島 宏樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 酒井 哲久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 井上 孝夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 西木 直己 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 グラファイト粒子の粒子表面にエッジ面
の量が少ないグラファイト粒子をブロック状に成型して
なるグラファイト電極。 - 【請求項２】 エッジ面の量が少ないグラファイト粒子
が、レーザーラマン分光法を用いて、グラファイト粒子
表面における基底面とエッジ面の合計量に対するエッジ
面の存在比率を求め、エッジ面の存在比率をＡ、窒素を
用いたＢＥＴ法によるグラファイト粒子の比表面積をＢ
とした場合、Ａ×Ｂ＝１．０ｍ2 ／ｇ以下のグラファイ
ト粒子である請求項１に記載のグラファイト電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7154208A JPH097608A (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | グラファイト電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7154208A JPH097608A (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | グラファイト電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH097608A true JPH097608A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=15579215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7154208A Pending JPH097608A (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | グラファイト電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH097608A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014097511A1 (ja) * | 2012-12-20 | 2014-06-26 | パナソニック株式会社 | アルカリ電池 |
| WO2016203722A1 (ja) * | 2015-06-18 | 2016-12-22 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電極触媒材料、及び燃料電池 |
| CN106313926A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-01-11 | 清华大学 | 一种改变浸渍石墨表面浸润性能的表面改性方法 |
-
1995
- 1995-06-21 JP JP7154208A patent/JPH097608A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014097511A1 (ja) * | 2012-12-20 | 2014-06-26 | パナソニック株式会社 | アルカリ電池 |
| JP5568185B1 (ja) * | 2012-12-20 | 2014-08-06 | パナソニック株式会社 | アルカリ電池 |
| US9337485B2 (en) | 2012-12-20 | 2016-05-10 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Alkaline battery |
| WO2016203722A1 (ja) * | 2015-06-18 | 2016-12-22 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電極触媒材料、及び燃料電池 |
| CN106313926A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-01-11 | 清华大学 | 一种改变浸渍石墨表面浸润性能的表面改性方法 |
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