JPS5940469A - 電極用炭素体の製造方法 - Google Patents

電極用炭素体の製造方法

Info

Publication number
JPS5940469A
JPS5940469A JP57151079A JP15107982A JPS5940469A JP S5940469 A JPS5940469 A JP S5940469A JP 57151079 A JP57151079 A JP 57151079A JP 15107982 A JP15107982 A JP 15107982A JP S5940469 A JPS5940469 A JP S5940469A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
carbon body
cavity forming
fibrous
materials
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
Application number
JP57151079A
Other languages
English (en)
Inventor
Hitoshi Fujimagari
等 藤曲
Nobuaki Katada
堅田 信明
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.)
Pentel Co Ltd
Original Assignee
Pentel Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pentel Co Ltd filed Critical Pentel Co Ltd
Priority to JP57151079A priority Critical patent/JPS5940469A/ja
Publication of JPS5940469A publication Critical patent/JPS5940469A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/96Carbon-based electrodes
    • 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
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Inert Electrodes (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、空気電池や燃料電池などに用いられると好適
な電極用炭素体に関する。
各種合成樹脂など焼成によって炭化する成分を、黒鉛や
活性炭などの必要に応じて使用される成分とともに材料
とし、成形、焼成を経て電極用炭素体としたものは、気
体通過能を必要とされる空気電池や燃料電池などに対し
、焼成時に自ずと形成される微小気孔が気体通路として
役立つため、必要に応じての触媒層の形成、撥水処理な
どを殉されて電極として好適に使用されている。
しかし、前述した如き微小気孔だけでは気体通過能が不
十分となりがちである。気体通過能が不十分であると2
例えば、陰極容器に電解質(液)を入れ筒状(炭素)陽
極の中央あたりまで浸してなる一般的空気電池の場合に
陽極における電解質反応部が電解質の自由界面近傍に限
られ、高率放電時の電圧特性が劣ドする。といったよう
に問題を生じることになる。
本発明は上述した点に鑑みなされたものであり、その要
旨を、焼成により炭化する成分全少なくとも工材として
谷む材料を成形、焼成して気体供給用の中孔を有する電
極用炭素体を製造するにあたり、前記材料を成形する際
、前記材料と焼成温度までの熱処理の過程で気孔を形成
する繊維状気孔形成材とを積層成形することを特徴とす
る電極用炭素体の製造方法とするものである。
まず1本発明で使用される材料の成分について例示する
と、焼成により炭化する成分としては、ポリ塩化ビニル
、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合
体、塩素化ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレンなどの
含塩素樹脂やフラン系樹脂をはじめとする各種合成樹脂
は勿論、ピッチ、アスファルト、セルロース誘導体、リ
グニン誘導体、アラビアゴム、ポリビニルアルコールと
いったように各種有機物が挙げられる。
寸だ、必要に応じて使用される成分としては。
前述した黒鉛や活性炭など機能を高めることを主目的に
使用されるもの1例えば、触媒用としての白金やパラジ
ウムあるいはそれら′の化合物や金属フタロシアニンな
ど、気孔形成用としての焼成温度までの熱処理の過程で
解重合したり。
昇華したり、あるいは、炭化率の小さなもの。
例えば、ポリエチレン、ポリ7−ロピレン、ポリブタジ
ェン、ポリイソブチレン、ポリスチレン。
ナイロン、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸
エチル、ポリ−α−メチルスチレン。
ポリメタメチルスチレン、トリフルオロスチレン、ポリ
−α−トイテロスチレン、ポリエステル、天然ゴム、ブ
チルゴム、ポリテトラフルオロエチレン、ロジン、サリ
チル酸、アントラキノン、ナフタセンなどをはじめとし
て、製造時の単なる助剤であることを主目的に使用され
るもの2例えば、可塑剤、溶剤、安定剤なども挙  。
げられる。
前述した成分はそれぞれ1種もしくは2種以上の組み合
わせとして使用することが可能で。
使用割合も適宜設定される。
次に、繊維状気孔形成材としては、気孔形成用として前
述した種々物質がまず第1に最適なものとして例挙で、
きるが、1その他、繊維の方向に気孔を形成するものな
らば適宜使用可能であり1例えば前述材料を細線状に押
出成形したものなども使用できる。繊維としての太さは
、形成される気孔の状態や電解質の粘度などとの関係で
設定すればよい。即ち、気孔は中孔から電解質反応部へ
の気体通路として働くものであるが、前述した微小気孔
とも連通しているので。
必ずしも中孔から壁面にかけて貫通していなくてもよい
し、また、電解質は適宜粘度設定をされ得るから、中孔
に電解質が侵入さえしなければよいのである。尤も、大
きな気孔が/数少A=存在するより、小さな気孔が数多
く存在する(Y方1゜が効果的であるし、まだ、電解質
の粘度によらず、即ち、湿電池、乾電池といった種類を
問わず使用できるためにも気孔は小さい方がよく。
例えば+  0.1 pm 〜0.3 mm程度の径の
気孔が形成できるよう繊維としての太さを設定しておけ
ばよい。
必要に応じてヘンシェルミキサー、ニーター。
ロール機など適宜手段で混練される前述材料と繊維状気
孔形成材との積層成形は、添伺図面に示す例によって説
明する。第1図において参照符号1はシリンダー、同じ
く2はプランジャーであるが、シリンダー1に材料31
を適宜量入れプランジャー2で押圧した後、繊維状気孔
形成材41を入れ、その上から材料32を入れプランジ
ャー2で押圧する。七いったように繰り返すと、材料3
1.32’、33・・・と繊維状気孔形成材41.42
・・・が交互に積層されたものが作られる。
繊維状気孔形成材41.42・・・は単繊維を1本もし
くは複数本無秩序に入れることもできるが1品質のばら
つきを考慮すると予め形状設定されているのが好ましい
。適宜組み合わせて使用される第2図(a)〜(e)は
その1例を示し。
第2図(a)は直線状繊維を放射状に配し、接着。
溶着などしたもの、第2図(b)は同じく曲線状繊維を
使用したもの、第2図(c)は第2図(a)において中
心部を除外したもの、第2図(a)は網状に配したもの
、第2図(e)は第2図(d)において中央柱と側壁を
一体成形したものである。
ここで、第2図(c)は後工程で形成される中孔部分に
ついては最初から繊維状気孔形成材41゜42・・・が
存在しなくてもよいことにより、また。
第2図(e)は材料32,33・・・を載せてノリンダ
−1に入れられるようにしたものを示すとともに、繊維
状気孔形成材41.42・・・が焼成温度までの熱処理
の過程で解重合したり、昇華したり、炭化率の小さなも
の、であったり、あるいはこれらを主相としたものであ
るときは、中央柱部分が熱処理によって中孔(場合によ
ってはその一部)となるので、中孔形成が不要化しうろ
ことを示すものである。尚、中孔はノリンダー1の底部
から適宜数のピンを立て、プランジャー2として前記ビ
ンが嵌まる孔を設けたもの ・を使用することでも形成
できるし、勿論、後工程で穿孔することもできる。
材料31,32.33・・・それぞれに対する圧力は強
い程よく、従って、繰り返して圧力をがけることも好ま
しく、また、最先に入れられる材料31はともかく、材
料32.33・・・はある程度平担になるよう入れられ
るのがよい。これは、上から入れられた材料の変形時、
下になる繊維状気孔形成材の形状を不要に乱さないよう
するためであるが、材料を予め粒子化、フレーク化とい
ったような細分化や偏平化をしておいたり、繊維状気孔
形成材41.42・・・を材料32.33・・・とは独
立にグランジャー2で押圧したり、あるいは、プランジ
ャー2の押圧面形状を図のような平担面形状ではなく、
適宜若干のテーパー面としたものとすることなども一つ
の方法である。
層状に配されることになる繊維状気孔形成材41.42
・・・の間隔は狭い程、気体通過能を高められる。従っ
て、この観点では、材料31゜32.33・・・は薄層
である程好ましいことになる。しかし、前記した各間隔
は一定である必要はなく、電極用炭素体として中孔の方
向に対して上部あるいは下部で密な気孔を形成しておい
た方が望ましい場合がある。このような場合。
アラ ダ−1へ入れることなく2分割して入れ、二滉叱W2で
多段に押圧し1強度を高くするようなすこともできる。
第1図に示した以外にも積層成形の方法はる。例えば、
材料を比較的低粘度に調整できるときは、繊維状気孔形
成材との積層成形に対し。
射出成形の概念を適用することもできる。即ち。
繊維状気孔形成材を予め層状に配置しておき。
間隙を埋めるように材料を成形するのである。
材料が焼成により炭化する成分のみからなり。
熱的に低粘度化できる場合や、溶剤を十分に含有してい
る場合などがその一例である。第1図に示した方法に比
べると成形の手間自体は相補省力化できる。但し、繊維
状気孔形成材が成形時の熱や溶剤あるいは圧力などによ
って損傷を受けるようでは好ましくないし、電極として
の特性や、あるいは1強度的な点で第1図に示した方法
に比べて劣りがちになるという欠点はある。
また、ロールを使用する方法もある。必要に応じて予め
平板状にした材料と繊維状気孔形成材とをサンドウィッ
チ状にしてロール圧延し打抜成形するのである。繊維状
気孔形成材が網状の場合など好ましい方法の一つである
。但し。
層数があ捷り多くし難いことや装置が大型化する欠点は
ある。
網袋状にした繊維状気孔形成材に材料を入れ。
ロールして平板状にしたものと材料だけを平板状にした
ものとをそれぞれ打抜手成形し、第1図に示した方法で
積層成形する方法なども他の一例である。
以上1例示したように、まだ1本発明の要旨を逸脱しな
い他の方法によって成形されたものを、必要に応じて適
宜形状に整形、乾燥などの工程を経て焼成し、更に必要
に応じて整形、触媒層の形成、撥水処理など晦し電極と
して使用する。
〔実施例1〕 ポリ塩化ビニル         100重量部黒  
鉛                     100
  〃活性炭            100 〃ジオ
クチルフタレート(可m 剤)  6’ Onステアリ
ン酸塩(安定剤)     6 〃メチルエチルケトン
(溶剤)  150 〃3本ロールで溶剤を実質的に含
まない状態まで混練し寸断した上記材料の少量をめくら
栓を付けたラム式押出機の7リンダー内に入れ、常温で
グランジャーにて十分圧力をかけた後、プ 8ランジヤ
ーを引き上げ、ナイロン繊維(径ニアμm)を第2図(
a)の形(径: 3 B m、、)にしだものを入れ、
再度材料の小量を入れ、プランジャーで圧力をかけ、こ
れを10回繰り返した後。
105℃で1時間保温し、プランジャーで最後の圧力を
かけ、直径約40耽、長さ約150Mの棒状体を得た。
この棒状体の表層部を旋盤を用いて削シ、直径35間、
長さ130 MITIの円柱体とし、ドリルを用いて直
径15m1π、深さ120πmの中心孔を形成した後、
熱処理を施した。熱処理としては、室温から300℃ま
で50時間昇温させ、その後、700℃1時間の焼成処
理を施した。
〔実施例2〜4〕 実施例1において入れる材料の分割化を10回から20
回、30回、40回と変えた以外すべて実施例1と同様
にしたものをそれぞれ実施例2〜4とした。
〔実施例5〜7〕 実施例4において、第2図(a)の形にしたナイロン繊
維の径を7μmから50μm、  1100p、200
pmと変えた以外すべて実施例4と同様にしたものをそ
れぞれ実捲例5〜7とした。
〔比較例〕
各実施例で、使用したナイロン繊維を使用せず、また、
材料の全てを1回でシリンダー内に入れた以外すべて各
実施例と同様にしたものを比較例とした。
以上各側で得たものの電極としての性能を調べるために
、それぞれの表面にパラフィン10優を含む石油ベンジ
ン溶液、を噴霧し2石油ベンジンを揮発させて撥水処理
したものを正極とし。
空気温電池を構成した。尚、負極は999係亜鉛よりな
る筒状容器、電解液は20%水酸化ナトリウム水溶液、
正極の電解液中における長さは1001#J、また、負
荷抵抗は4Ωであり、正極は負極の中央に位置させた。
得られた連続放電特性を表−1に示す。
表−1 (注) 表−1中、初期電圧は放電開始5分後に測定し
た安定状態下(放電開始直後は、正極中に存在する空気
量などの影響があり、消費される酸素と供給される酸素
とが平衡していない)における値を示した。また、0.
IV低下、02■低下などの値は、それぞれ放電開始時
から測定した。初期電圧からの低下分を時間で示したも
のである。
以上よりわかるように6本発明においては。
中孔から電解質反応部への気体通路としての気孔を形成
するのに、材料と繊維状気孔形成材とを積層成形したか
ら、所望の気孔分布を得ることができ、まだ、繊維状気
孔形成材は焼成温度までの熱処理の過程で気孔を形成す
るものであるから薬品処理などによって気孔を形成する
ような煩わしさはなく、電圧特性の良好な電極用炭素体
の製造方法として好適なものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の成形時の一例としての装置概要を示す
要部縦断面図、第2図は本発明で使用される繊維状気孔
形成材の形状の一例を示し。 (a)〜(d)図は正面図、(e)は斜視図である。 1・・・ンリンダー  2・・・フジンジャー31.5
2.33・・・材料  41.42・・・繊維状気孔形
成材 特許出願人 べんてる株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 焼成によシ炭化する成分を少なくとも主材として含む材
    料を成形、焼成して気体供給用の中孔を有する電極用炭
    素体を製造するにあたり。 前記材料を成形する際、前記材料と焼成温度までの熱処
    理の過程で気孔を形成する繊維状気孔形成材とを積層成
    形することを特徴とする電極用炭素体の製造方法。
JP57151079A 1982-08-30 1982-08-30 電極用炭素体の製造方法 Pending JPS5940469A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57151079A JPS5940469A (ja) 1982-08-30 1982-08-30 電極用炭素体の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57151079A JPS5940469A (ja) 1982-08-30 1982-08-30 電極用炭素体の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5940469A true JPS5940469A (ja) 1984-03-06

Family

ID=15510850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57151079A Pending JPS5940469A (ja) 1982-08-30 1982-08-30 電極用炭素体の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5940469A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2562720A1 (fr) * 1984-04-04 1985-10-11 Honda Motor Co Ltd Substrat d'electrode a cinq couches carbonees pour piles a combustibles comportant des trous allonges pour l'introduction de gaz reactifs, et son procede de preparation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2562720A1 (fr) * 1984-04-04 1985-10-11 Honda Motor Co Ltd Substrat d'electrode a cinq couches carbonees pour piles a combustibles comportant des trous allonges pour l'introduction de gaz reactifs, et son procede de preparation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4064207A (en) Fibrillar carbon fuel cell electrode substrates and method of manufacture
DE3234075C2 (ja)
JP2008529310A (ja) 高装填率スーパーキャパシタ電極および押出による製造方法
WO2013023809A1 (de) Elektrode und energiespeicher umfassend eine elektrode
US5219682A (en) Method of making a solid electrolyte separator
DE3524604C2 (ja)
US3625765A (en) Production of battery electrode
DE69735858T2 (de) Aktivkohleelektroden für elektrische doppelschichtkondensatoren
JPS5940469A (ja) 電極用炭素体の製造方法
WO2002084773A2 (de) Brennstoffzelle
JPS6132358A (ja) 電池用電極
JP3459146B2 (ja) 固体電解コンデンサ用焼結体及びその製造方法
DE1596101A1 (de) Elektroden fuer elektrochemische Zellen
JPH0377623B2 (ja)
JPH0358146B2 (ja)
US2566105A (en) Method of manufacturing carbon depolarization bodies for atmospheric oxygen elements
JPS58172210A (ja) 電極用炭素体の製造方法
JPH08148388A (ja) 電気二重層キャパシタ及びその製造方法
JPH11251197A (ja) 電気二重層コンデンサ用炭素電極の製造方法
JPH04350B2 (ja)
DE2322555C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer laminierten Elektrode für leichtgewichtige Bleiakkumulatoren
EP1714671A1 (de) Defibrillierelektrode
JPH07326362A (ja) ガス拡散電極及びその製造方法
JPS6183612A (ja) 活性炭成形物の製造方法
US1328420A (en) Separator