JPS59101776A - 電極材 - Google Patents
電極材Info
- Publication number
- JPS59101776A JPS59101776A JP57210373A JP21037382A JPS59101776A JP S59101776 A JPS59101776 A JP S59101776A JP 57210373 A JP57210373 A JP 57210373A JP 21037382 A JP21037382 A JP 21037382A JP S59101776 A JPS59101776 A JP S59101776A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- analysis
- electrode material
- axis direction
- average
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/96—Carbon-based electrodes
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は新規な電極材Ｋｌｊｌｄ′するものであり。
さらに詳しくは特定の結晶構造及び表面結合酸素量を有
してなる次素質材料よりなる電極材に関するものである
。
してなる次素質材料よりなる電極材に関するものである
。
１９７３年のエネルギー危機以来エネルギー問題が広く
各層で認識される様に・なって来た。新しいエネルギー
源の開発と同時に発生したエネルギーを有効に利用する
エネルギーの変換、貯蔵、輸送、利用を含めたシステム
の開発も重要となって来ている。貯蔵を例にとれば、将
来電源構成で大きな比重を占め・るど予想されている原
子力、石炭火力等の大型発電では一定の出力を保って定
常発電することが高い効率を保つ上で必要であり、夜間
の余剰電力を適切に貯蔵して昼間の需要増大時にこれを
放出し、需要の変動に対応させる（ロードレベリング）
ことのできる電力貯蔵技術への要求が強くなって来てい
る。現在でも主要発電設備の年間稼動率は６０％を切っ
ており、低下が続いている。
各層で認識される様に・なって来た。新しいエネルギー
源の開発と同時に発生したエネルギーを有効に利用する
エネルギーの変換、貯蔵、輸送、利用を含めたシステム
の開発も重要となって来ている。貯蔵を例にとれば、将
来電源構成で大きな比重を占め・るど予想されている原
子力、石炭火力等の大型発電では一定の出力を保って定
常発電することが高い効率を保つ上で必要であり、夜間
の余剰電力を適切に貯蔵して昼間の需要増大時にこれを
放出し、需要の変動に対応させる（ロードレベリング）
ことのできる電力貯蔵技術への要求が強くなって来てい
る。現在でも主要発電設備の年間稼動率は６０％を切っ
ており、低下が続いている。
電力貯蔵の方法には、突出化□されてはいるが送電によ
るロスがあり、立地に制約の加わって来ている揚水発電
の他に、新型２次電池、フライホイール、圧縮空気、超
電導等の各種の方法が検討されているが、新型電池によ
る電気化学操作が有力であり、ここ当分の間、輸送を含
め・た解決システムとして、揚水発電に替る最も実現性
の高い方式と考えられている。又新型２次電池は、太陽
光。
るロスがあり、立地に制約の加わって来ている揚水発電
の他に、新型２次電池、フライホイール、圧縮空気、超
電導等の各種の方法が検討されているが、新型電池によ
る電気化学操作が有力であり、ここ当分の間、輸送を含
め・た解決システムとして、揚水発電に替る最も実現性
の高い方式と考えられている。又新型２次電池は、太陽
光。
風力、波力等の・自然エネルギーを利用した発電のバッ
クアップ装置、或いは電気自動車用電池としても期待が
寄せられている。上記目的に適用できる２次電池として
、鉛蓄電池、ナトリウム−硫黄電池、リチウム−硫イ５
鉄電池、金属−ハ・ゲン電池、レドックスフロー形電池
等が現在開発されている。
クアップ装置、或いは電気自動車用電池としても期待が
寄せられている。上記目的に適用できる２次電池として
、鉛蓄電池、ナトリウム−硫黄電池、リチウム−硫イ５
鉄電池、金属−ハ・ゲン電池、レドックスフロー形電池
等が現在開発されている。
中でもレドックスフロー２次電池は１次の特徴をもち、
米国、日本で開発が急速に進められている。該電池では
、充放電時の電気化学的エネルギー変化を行なわせる流
通型電解槽と活物質であるレドックス水溶°液を貯蔵す
るタンクが完全に分離しているため、タンク容量を賀更
するだけで電力貯蔵層を変えることができること、従っ
て、長時間。
米国、日本で開発が急速に進められている。該電池では
、充放電時の電気化学的エネルギー変化を行なわせる流
通型電解槽と活物質であるレドックス水溶°液を貯蔵す
るタンクが完全に分離しているため、タンク容量を賀更
するだけで電力貯蔵層を変えることができること、従っ
て、長時間。
大容量の電力貯蔵に適していること、液流通型であるた
め電池出力を調整しやすいこと、電池停止時の自己放電
が殆んどなく、風力・太陽発電などの自然エネルギー発
電のバックアップに適していること等の秀れた特徴があ
る。
め電池出力を調整しやすいこと、電池停止時の自己放電
が殆んどなく、風力・太陽発電などの自然エネルギー発
電のバックアップに適していること等の秀れた特徴があ
る。
しかし、該電池を突出化するためには、他の新ｆｆｉ！
！２次電池と同様に、解決しなければならない問題点が
内在している。即ち、レドックスフロー２次電池の中で
も現在最も開発の進んでいるものは正極活物質として塩
化鉄水溶液、負極活物質として塩化クロム水溶液を用い
る鉄−クロムレドックスフロー２次電池（以下Ｆ ｅ
−Ｃｒｔ池と略す）であり、該電池の電極材には耐薬品
性があり、導電性を有する通常の炭素繊維集合体が用い
られている。また該電池における解決すべき問題点は負
極におけるクロムイオン（水溶液中ではクロロアコ錯体
となっている）の酸化還元反応である。正極での鉄イオ
ンの酸化還元反応は充放電時において反応速度が比較的
些＜副反応シ生起しないのでさほど問題ではないが鉄イ
オンに比べて錯交換反応を含むクロム錯イオンの酸化還
元反応が遅いこと、つまり電池の電導度が低いこと、又
充電時に水素が発生し電池の電流効率が下がり易いこと
等が特に挙げられる問題点なのである。
！２次電池と同様に、解決しなければならない問題点が
内在している。即ち、レドックスフロー２次電池の中で
も現在最も開発の進んでいるものは正極活物質として塩
化鉄水溶液、負極活物質として塩化クロム水溶液を用い
る鉄−クロムレドックスフロー２次電池（以下Ｆ ｅ
−Ｃｒｔ池と略す）であり、該電池の電極材には耐薬品
性があり、導電性を有する通常の炭素繊維集合体が用い
られている。また該電池における解決すべき問題点は負
極におけるクロムイオン（水溶液中ではクロロアコ錯体
となっている）の酸化還元反応である。正極での鉄イオ
ンの酸化還元反応は充放電時において反応速度が比較的
些＜副反応シ生起しないのでさほど問題ではないが鉄イ
オンに比べて錯交換反応を含むクロム錯イオンの酸化還
元反応が遅いこと、つまり電池の電導度が低いこと、又
充電時に水素が発生し電池の電流効率が下がり易いこと
等が特に挙げられる問題点なのである。
このように従来のＦｅ−Ｃｒ電池には上述した如き問題
が内在するが、この様な点は電極材の選択とも太いＫＩ
Ｎ係する。即ち、充放電時の電気化学反応は炭素繊維表
面で進行するので、充電時の水素ガスの発生量を抑止し
、電流効率及び電導度（酸化還元反応の速さに間係）を
高め得る電極材の選定が重要となってくる。
が内在するが、この様な点は電極材の選択とも太いＫＩ
Ｎ係する。即ち、充放電時の電気化学反応は炭素繊維表
面で進行するので、充電時の水素ガスの発生量を抑止し
、電流効率及び電導度（酸化還元反応の速さに間係）を
高め得る電極材の選定が重要となってくる。
本発明者らはかかる事情に鑑み電池のトータルエネルギ
ー効率を高め得るＦｅ−Ｃｒ電池の電極材について鋭意
検討した結果１本発明に到達した。
ー効率を高め得るＦｅ−Ｃｒ電池の電極材について鋭意
検討した結果１本発明に到達した。
即ち１本発明はＸ線広角解析より求めた＜００２＞面間
隔が平均３．７０λ以下であり、またＣ軸方向の結晶子
の大きさが平均９．０１以上の擬黒鉛微結晶構造を有し
、かりＥＳＣＡ表面分析より氷めた炭材表面の結合酸素
原子数が炭素原子数の少なくとも７チである炭素質材料
を電極材に用いるものである。
隔が平均３．７０λ以下であり、またＣ軸方向の結晶子
の大きさが平均９．０１以上の擬黒鉛微結晶構造を有し
、かりＥＳＣＡ表面分析より氷めた炭材表面の結合酸素
原子数が炭素原子数の少なくとも７チである炭素質材料
を電極材に用いるものである。
このような電極材を用いることにより、電池の特性値で
ある電流効率及び電導度が改善されることになる。換言
すれば、上述の如くＸ線広角解析（解析方法は後述する
）より求めた（００２＞面間隔が平均ｓ、７ｏＡ以下で
あり、まｆｃＣ軸方向の結晶子の大きさが平均９．０１
以上の擬黒鉛微結晶淋造を有する炭素質材料を電極材に
用いることにより、充電時負極における水素発生量が抑
止され。
ある電流効率及び電導度が改善されることになる。換言
すれば、上述の如くＸ線広角解析（解析方法は後述する
）より求めた（００２＞面間隔が平均ｓ、７ｏＡ以下で
あり、まｆｃＣ軸方向の結晶子の大きさが平均９．０１
以上の擬黒鉛微結晶淋造を有する炭素質材料を電極材に
用いることにより、充電時負極における水素発生量が抑
止され。
電流効率を著しく高め得ることができた。＜００２＞面
間隔が３．７０λを超え、しかもＣ軸方向の結晶子の大
きさが平均９．ＯＡ未満の結晶性の低い炭素質材料を用
いる場合は充電時負極における本葉発生量が大きく、電
流効率を高めることはできない口このように結晶性の高
い特定の結晶構造を有する炭素質材料を電極材として用
いることＫより電流効率が高められる理由については明
らかでないが。
間隔が３．７０λを超え、しかもＣ軸方向の結晶子の大
きさが平均９．ＯＡ未満の結晶性の低い炭素質材料を用
いる場合は充電時負極における本葉発生量が大きく、電
流効率を高めることはできない口このように結晶性の高
い特定の結晶構造を有する炭素質材料を電極材として用
いることＫより電流効率が高められる理由については明
らかでないが。
結晶偽造が発達するに従って本葉過電圧が上昇し。
充電時にクロム錯イオンの還元が選択的に起り。
以て電流効率が上昇するものと考えられる。
−万、前述の如（ＥＳＣＡ表面分析（解析方法は後述す
る）より氷め７’Ｃ炭材表面の結合酸素原子数の炭素原
子数に対する割合（％以下０／Ｃ比という）が７％以上
の炭素質材料を電極材に用いることＫより、電極反応速
度、りまり電導度を着しく高め得ることができた。ＥＳ
ＣＡ分析による材料表面の０／Ｃ比が７％未満の酸素濃
度の低い炭素質材料を用いる場合は放電時の電極反応速
度が小さく、電導率を高めることはできない。このよう
に材料表面に酸素原子を多く結合させた炭素質材料を電
極材として用いることにより電場率、いいかえれば電圧
効率が高められる理由については明らかでないが、電子
の受授、錯イオンの炭素材料からの脱離、錯交換反応等
に表面の酸素原子が有効に働いているものと考えられる
。
る）より氷め７’Ｃ炭材表面の結合酸素原子数の炭素原
子数に対する割合（％以下０／Ｃ比という）が７％以上
の炭素質材料を電極材に用いることＫより、電極反応速
度、りまり電導度を着しく高め得ることができた。ＥＳ
ＣＡ分析による材料表面の０／Ｃ比が７％未満の酸素濃
度の低い炭素質材料を用いる場合は放電時の電極反応速
度が小さく、電導率を高めることはできない。このよう
に材料表面に酸素原子を多く結合させた炭素質材料を電
極材として用いることにより電場率、いいかえれば電圧
効率が高められる理由については明らかでないが、電子
の受授、錯イオンの炭素材料からの脱離、錯交換反応等
に表面の酸素原子が有効に働いているものと考えられる
。
このように表面酸素原子の濃度を高める炭素質材料を製
造するＫ ｔｒｉ 前述した内部結晶構造をもつ炭素質
材料を乾式酸化処理することにより得られる。これは例
えばＩ Ｘ １０２ｔｏｒｒ以上の酸素分圧を有する酸
素雰囲気下で重態収率にして６５〜９９チの範囲になる
様に実施される。処理温度は通常４００℃以上が好まし
い。低温（例えば２００〜３００℃）では処理する炭素
質材料の反応性が落ちるため酸化の効果が得られない。
造するＫ ｔｒｉ 前述した内部結晶構造をもつ炭素質
材料を乾式酸化処理することにより得られる。これは例
えばＩ Ｘ １０２ｔｏｒｒ以上の酸素分圧を有する酸
素雰囲気下で重態収率にして６５〜９９チの範囲になる
様に実施される。処理温度は通常４００℃以上が好まし
い。低温（例えば２００〜３００℃）では処理する炭素
質材料の反応性が落ちるため酸化の効果が得られない。
酸化処理を湿式で行なうと層間化合物の生成、処理時の
有害ガスの発生等問題が多いのでさけるべきである。
有害ガスの発生等問題が多いのでさけるべきである。
上述の如く乾式酸化処理を行なうことＫより擬黒鉛微結
晶・のＣ軸に垂直な面のエツジをより多く材料表面に露
出させることができ、かつこのエツジに電気化学反ＥＫ
有効な酸素原子を形成させることができる。この酸素原
子はカルボキシル基。
晶・のＣ軸に垂直な面のエツジをより多く材料表面に露
出させることができ、かつこのエツジに電気化学反ＥＫ
有効な酸素原子を形成させることができる。この酸素原
子はカルボキシル基。
フェノール性水酸基、カルボニル基、キノン基。
ラクトン基、フリーラジカル的な酸化物として生成され
、これらの反応基が電極反応に大きく寄与し、以て電導
率（電圧効率）を高め得るものとなる。
、これらの反応基が電極反応に大きく寄与し、以て電導
率（電圧効率）を高め得るものとなる。
本発明に係る炭素質材料は炭素Ｉ！維、活性炭素繊維、
活性炭の集合体等特に制限を設けるものでないが好まし
いものは炭素繊維よりなる布帛（織布１ｍ地状布帛、不
織布）を挙げることができる。
活性炭の集合体等特に制限を設けるものでないが好まし
いものは炭素繊維よりなる布帛（織布１ｍ地状布帛、不
織布）を挙げることができる。
なお、本発明において採用せる＜００２＞面間隔（ｄｏ
ｏｚ） ｓ Ｃ軸方向の結晶子の大きさくＬｃ）、電流
効率、電導度及びＥＳＣＡによる０／Ｃ比は次の方法で
測定するものである。
ｏｚ） ｓ Ｃ軸方向の結晶子の大きさくＬｃ）、電流
効率、電導度及びＥＳＣＡによる０／Ｃ比は次の方法で
測定するものである。
■ ＜００２＞面間隔： ｄｏｏｚ
員素繊維織布をメノウ乳鉢で粉末化し、試料に対して約
１５重蓋チのＸ線標準用高純度シリコン粉末を内部標準
物質として加え混合し、試料セルにりめｈ ＣｕＫａ線
を線源とし、透過型ディフラクトメーター法によって広
角Ｘ線回折曲線を計測する。
１５重蓋チのＸ線標準用高純度シリコン粉末を内部標準
物質として加え混合し、試料セルにりめｈ ＣｕＫａ線
を線源とし、透過型ディフラクトメーター法によって広
角Ｘ線回折曲線を計測する。
曲線の補正には、いわゆるローレンツ、偏光因子、吸収
因子、ｙＡ子散乱因子等に関する補正は行なわず次の簡
便法を用いる。即ち＜００２＞回折に相当するピークの
ベースラインを引き。
因子、ｙＡ子散乱因子等に関する補正は行なわず次の簡
便法を用いる。即ち＜００２＞回折に相当するピークの
ベースラインを引き。
ベースラインからの実質強度をプロットし直して＜００
２＞補正強度曲線を得る。この曲線のピーク高さの３分
の２の高さに引いた角度軸に平行な線が強度曲線と交わ
る線分の中点を求め。
２＞補正強度曲線を得る。この曲線のピーク高さの３分
の２の高さに引いた角度軸に平行な線が強度曲線と交わ
る線分の中点を求め。
中点の角度を内部標準で補正し、これを回折角の２倍と
し、 ＣｕＫαの波長λとから次式のＢｒａｇｇ弐によ
って＜００２＞面間隔を求める。
し、 ＣｕＫαの波長λとから次式のＢｒａｇｇ弐によ
って＜００２＞面間隔を求める。
ｄｏ０２ ニー□
２ｓｉｎθ
λ ： １．５４１８Ａ
θ：回折角
■ Ｃ軸方向の結晶子の大きさくＬｃ）前項で得た補正
回折強度曲線・において、ピーク高さの半分の位置にお
けるいわゆる半値巾βを用いてＣ軸方向の結晶子の大き
さを求める。
回折強度曲線・において、ピーク高さの半分の位置にお
けるいわゆる半値巾βを用いてＣ軸方向の結晶子の大き
さを求める。
形状因子Ｋについては１棟々騒論もあるが。
Ｋ＝０．９０を採用した。λ、θについてはＢｆ項と同
じ意味である。
じ意味である。
■ セル電流効率
第１図に示す小型の流通型電解槽を作り、各種定電流密
度で充放電を繰り返し、電極性能のテストを行う。正極
には塩化第一鉄、塩化第二鉄濃度各ＩＭ／ｌの４Ｎ塩酸
酸性水溶液を用い、負極には塩化第ニクロム濃度ＩＭ／
ｌの４Ｎ塩酸酸性水溶液を用意した＠ 正極液社は負極液ｊｔＫ対して大過剰とし、負極特性を
中心に検討できるようにした。電極面積は１０ｃＩＡ、
液流瀘は毎分的５ ｍｌである。電流密度は２０ 、４
０ 、６０ 、８０ 、１００ ｍＡ／ｃｄで行ったが
、充電時と放電時は同じ値でテストを行った。充電に始
まり放電で終る１サイクルのテストにおいて、充電に要
した電気量をＱ１クーロン、０．２Ｖまでの定電流放電
及びこれに続＜Ｏ，ＳＶでの定電位放電で取シ出した電
気量を夫々Ｑ２．Ｑ３クーロンとし１次式で電流効率を
求める。
度で充放電を繰り返し、電極性能のテストを行う。正極
には塩化第一鉄、塩化第二鉄濃度各ＩＭ／ｌの４Ｎ塩酸
酸性水溶液を用い、負極には塩化第ニクロム濃度ＩＭ／
ｌの４Ｎ塩酸酸性水溶液を用意した＠ 正極液社は負極液ｊｔＫ対して大過剰とし、負極特性を
中心に検討できるようにした。電極面積は１０ｃＩＡ、
液流瀘は毎分的５ ｍｌである。電流密度は２０ 、４
０ 、６０ 、８０ 、１００ ｍＡ／ｃｄで行ったが
、充電時と放電時は同じ値でテストを行った。充電に始
まり放電で終る１サイクルのテストにおいて、充電に要
した電気量をＱ１クーロン、０．２Ｖまでの定電流放電
及びこれに続＜Ｏ，ＳＶでの定電位放電で取シ出した電
気量を夫々Ｑ２．Ｑ３クーロンとし１次式で電流効率を
求める。
充電時にＣｒ”十からＣｒ２＋への還元以外の反応１例
えばＨ＋の還元等の副反応が起ると、取り出せる電気量
が減り、電流効率は減少する。
えばＨ＋の還元等の副反応が起ると、取り出せる電気量
が減り、電流効率は減少する。
■ セル電場度
負極液中のＣｒ３＋を（ｒ２＋に完全に還元するのに必
要な理論電気＠ Ｑｔｈに対して、放電途中までに取シ
出した電気量の比を充電率とし。
要な理論電気＠ Ｑｔｈに対して、放電途中までに取シ
出した電気量の比を充電率とし。
充電率が５０−のときの電流・電圧曲線の傾きから、セ
ル抵抗（Ω−）、及びその逆数であるセル電導度（Ｓｃ
Ｉｎ−りを求める。セル電導度が大きい程電極でのイオ
ンの酸化還元反応はすみゃかに起り、高電流密度での放
電電位は高く、セルの電圧効率が高く、秀れた電極であ
ると判断できる。
ル抵抗（Ω−）、及びその逆数であるセル電導度（Ｓｃ
Ｉｎ−りを求める。セル電導度が大きい程電極でのイオ
ンの酸化還元反応はすみゃかに起り、高電流密度での放
電電位は高く、セルの電圧効率が高く、秀れた電極であ
ると判断できる。
なお■、■でのテストは２５℃近辺で行った。
■ ＥＳＣＡＫよる０℃比の測定
ＥＳＣＡあるいは、ＸＰＳと略称されているＸ線光電子
分光法による賦化の測定に用いた装置は高滓ＥＳＣＡ
７５０で、解析にはＥＳＣＡＰＡＣ７６０を用いた。
分光法による賦化の測定に用いた装置は高滓ＥＳＣＡ
７５０で、解析にはＥＳＣＡＰＡＣ７６０を用いた。
各試料を５ａａ＋径に打ち抜き１両面テープにより試料
台に貼り付は分析に供した。線源にはＭｆＫα線（１２
５３，６ｅＶ）を用イ、 装置１ＨＸＩＸ空度は１０−
’ ｔｏｒｒとした。
台に貼り付は分析に供した。線源にはＭｆＫα線（１２
５３，６ｅＶ）を用イ、 装置１ＨＸＩＸ空度は１０−
’ ｔｏｒｒとした。
測定はＣ１ｓ ＋ Ｏ１ｓビークに対して行ない、各ピ
ークをＥＳＣＡＰＡＣ７６０（Ｊ、Ｈ，５ｃｏｆｉｅｌ
ｄによる補正法に基づく）を用い補正解析し、各ピーク
面積を氷める。得られた面積はＣ１ｓ Ｋつぃて／ｄ
１．００ 、 Ｏｌｓ Ｋ対しては２．８５の相対強度
を乗じたものであり、その面積から直接表面（酸素／炭
素〕原子数比を−で算出する。
ークをＥＳＣＡＰＡＣ７６０（Ｊ、Ｈ，５ｃｏｆｉｅｌ
ｄによる補正法に基づく）を用い補正解析し、各ピーク
面積を氷める。得られた面積はＣ１ｓ Ｋつぃて／ｄ
１．００ 、 Ｏｌｓ Ｋ対しては２．８５の相対強度
を乗じたものであり、その面積から直接表面（酸素／炭
素〕原子数比を−で算出する。
以下本発明を比較例、突施例によって詳しく説明するが
、本発明はこれらの例に限定されるものではな込。
、本発明はこれらの例に限定されるものではな込。
比較例１゜
１．５デニールの再生セルロース繊維を紡績・製布して
作った布帛にリン酸水素ニアンモニウム処理を施し、２
７０℃で耐炎化処理を行った後、毎時４００℃の昇温速
度で不活性ガス中で８５０℃までもたらし、３０分保持
した後冷却して炭素繊維織布Ａを得た。布帛Ａのｄ００
２は３−８８Ａ＋ Ｌｃは８．ＩＡであり、０／Ｃ比は
６．３％で電流密度４０ｍＡ／ＪＫおける充放電時の電
流効率は７３．２％。
作った布帛にリン酸水素ニアンモニウム処理を施し、２
７０℃で耐炎化処理を行った後、毎時４００℃の昇温速
度で不活性ガス中で８５０℃までもたらし、３０分保持
した後冷却して炭素繊維織布Ａを得た。布帛Ａのｄ００
２は３−８８Ａ＋ Ｌｃは８．ＩＡであり、０／Ｃ比は
６．３％で電流密度４０ｍＡ／ＪＫおける充放電時の電
流効率は７３．２％。
電導度も０．１０５ｃｒｒ１−２と低かった。又充電初
期より負極において水素ガスの発生がみられた。
期より負極において水素ガスの発生がみられた。
比較例２゜
比較例１で得た織布Ａを不活性ガス中で１３５０’Ｃ１
１６００℃の再熱処理を、３０分行ない、訳素繊維布吊
Ｂ、Ｃを得た。布帛Ｂ、ＣのＸ線解析、電池特性及びＥ
ＳＣＡ解析結果を第１表に＆とめて示す。
１６００℃の再熱処理を、３０分行ない、訳素繊維布吊
Ｂ、Ｃを得た。布帛Ｂ、ＣのＸ線解析、電池特性及びＥ
ＳＣＡ解析結果を第１表に＆とめて示す。
第 １ 表
、ＩＩ４０ｍＡ／ｌＡ
第１表の布帛Ｂ、Ｃは電流効率、電場度のいずれもある
いはいずれかが低く満足できるものでない０ 比較例３゜ 比較例１．２で得た織布Ａ、Ｂｔ−酸素分圧２００ｔｏ
ｒｒ の不活性ガス中９００℃で酸化を行ない、収率
９２〜９３％で夫々布帛Ｍ、Ｎを得た。布帛Ｍ、ＮのＥ
ＳＣＡ表面分析及び電極性能を第２表に示す。
いはいずれかが低く満足できるものでない０ 比較例３゜ 比較例１．２で得た織布Ａ、Ｂｔ−酸素分圧２００ｔｏ
ｒｒ の不活性ガス中９００℃で酸化を行ない、収率
９２〜９３％で夫々布帛Ｍ、Ｎを得た。布帛Ｍ、ＮのＥ
ＳＣＡ表面分析及び電極性能を第２表に示す。
第 ２ 表
＊ ４ＧｍＡ／ｃＪ
第２表の結果よりもともと結晶構造の低い員素貿材料に
いくら酸化処理をしても電導度が向上しないことがわか
る。
いくら酸化処理をしても電導度が向上しないことがわか
る。
実施例１゜
比較例２で得た布帛Ｃを比較例３におけると同様の酸化
処理を行ない、酸化収率７５％で炭素繊維織布Ｐを得た
。ＥＳＣＡ分析の賦化は１０．２でありた。布帛Ｐを電
極に用いたときのセル電流効率は９３．６％、 セル
電導度は０．４８５ｃｒｎ−２であり。
処理を行ない、酸化収率７５％で炭素繊維織布Ｐを得た
。ＥＳＣＡ分析の賦化は１０．２でありた。布帛Ｐを電
極に用いたときのセル電流効率は９３．６％、 セル
電導度は０．４８５ｃｒｎ−２であり。
充電時水素ガスの発生も少なく極めて秀れた電極特性が
得られた。このときの充放電の電流密度は４０ｍＡ／−
で行った。
得られた。このときの充放電の電流密度は４０ｍＡ／−
で行った。
比較例４゜
比較例１で得た布帛Ａを１６００℃、酸素分圧６．５
Ｘ １０”−３ｔｏｒｒを含む不活性ガス雰囲気下で３
時間処理をし、０／Ｃ比６．５％の布帛Ｑを得た。
Ｘ １０”−３ｔｏｒｒを含む不活性ガス雰囲気下で３
時間処理をし、０／Ｃ比６．５％の布帛Ｑを得た。
布帛Ｑを電極材とし、電流密度４０ｍＡ／ｃＩＡのテス
トを行ったときのセル電導度は０．２４５ｃｒｎ−２と
低目であった。
トを行ったときのセル電導度は０．２４５ｃｒｎ−２と
低目であった。
第１図は本発明に係る電極材の電流効率を測定する説明
図である。 １；集電用黒鉛板 ２；ヌベーサー ３；イオン交換膜 ４；炭素繊維布帛（電極） ５；活物質水溶液流通路 特；１出題人 泉洋坊Ｌｔ株式会社
図である。 １；集電用黒鉛板 ２；ヌベーサー ３；イオン交換膜 ４；炭素繊維布帛（電極） ５；活物質水溶液流通路 特；１出題人 泉洋坊Ｌｔ株式会社
Claims (1)
- Ｘ線広角解析より求めた＜００２＞面間隔が平均ｓ、ｒ
ｏＡ以下であり、またＣ軸方向の結晶子の大きさが平均
９．ＯＡ以上の擬黒゛鉛微結晶慣造を有し、かりＥＳＣ
Ａ表面分析より求めた次材表面の結合酸素原子数が炭素
原子数の少なくとも７％である員素貿材料よりなる電極
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57210373A JPS59101776A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | 電極材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57210373A JPS59101776A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | 電極材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59101776A true JPS59101776A (ja) | 1984-06-12 |
| JPH0113191B2 JPH0113191B2 (ja) | 1989-03-03 |
Family
ID=16588273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57210373A Granted JPS59101776A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | 電極材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59101776A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60232669A (ja) * | 1984-05-02 | 1985-11-19 | Toyobo Co Ltd | 電解槽用電極材 |
| JPS60253164A (ja) * | 1984-05-29 | 1985-12-13 | Toyobo Co Ltd | 電極材 |
| WO2020184664A1 (ja) * | 2019-03-13 | 2020-09-17 | 東洋紡株式会社 | 炭素電極材およびそれを備えたレドックス電池 |
| WO2020184451A1 (ja) * | 2019-03-13 | 2020-09-17 | 東洋紡株式会社 | マンガン／チタン系レドックスフロー電池用炭素電極材 |
| WO2020184450A1 (ja) * | 2019-03-13 | 2020-09-17 | 東洋紡株式会社 | マンガン／チタン系レドックスフロー電池用炭素正極電極材およびそれを備えた電池 |
| WO2020184449A1 (ja) * | 2019-03-13 | 2020-09-17 | 東洋紡株式会社 | レドックスフロー電池用炭素電極材およびそれを備えたレドックスフロー電池 |
| WO2020184663A1 (ja) * | 2019-03-13 | 2020-09-17 | 東洋紡株式会社 | 炭素電極材及びレドックス電池 |
| JPWO2020184665A1 (ja) * | 2019-03-13 | 2020-09-17 |
-
1982
- 1982-11-30 JP JP57210373A patent/JPS59101776A/ja active Granted
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0552033B2 (ja) * | 1984-05-02 | 1993-08-04 | Toyo Boseki | |
| JPS60253164A (ja) * | 1984-05-29 | 1985-12-13 | Toyobo Co Ltd | 電極材 |
| JPH0552034B2 (ja) * | 1984-05-29 | 1993-08-04 | Toyo Boseki | |
| WO2020184663A1 (ja) * | 2019-03-13 | 2020-09-17 | 東洋紡株式会社 | 炭素電極材及びレドックス電池 |
| WO2020184451A1 (ja) * | 2019-03-13 | 2020-09-17 | 東洋紡株式会社 | マンガン／チタン系レドックスフロー電池用炭素電極材 |
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| JPWO2020184663A1 (ja) * | 2019-03-13 | 2020-09-17 | ||
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| CN113544888A (zh) * | 2019-03-13 | 2021-10-22 | 东洋纺株式会社 | 碳电极材料和氧化还原电池 |
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| CN113544888B (zh) * | 2019-03-13 | 2023-08-11 | 东洋纺Mc株式会社 | 碳电极材料和氧化还原电池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0113191B2 (ja) | 1989-03-03 |
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