JPS596619Y2 - ２酸化鉛電極を用いた金属↓−ハロゲン二次電池 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は２酸化鉛電極を用いた液循環形金属一ハロゲ
ン二次電池に関する。

従来、金属一ハロゲン二次電池の電極には黒鉛板が使用
され、バイポーラ電極構造の二次電池では陽極および陰
極表面に塩素や臭素などのハロゲンと亜鉛等の金属とを
各々析出する。

一般に黒鉛はハロゲンの析出に対してかなり安定な電極
材料ではあるが、塩素、臭素、弗素などの強酸化性元素
の析出に対しては安定性が十分ではなく、電解反応によ
るこれら強酸化性元素との層間化合物の生或、炭素の電
解酸化、および溶液中への溶出などにより劣化し消耗す
る。

この考案は、上述の黒鉛電極のハロゲン析出に対する欠
点を除去し、長寿命の２酸化鉛電極を備えた効率の高い
金属一ハロゲン二次電池を提供することを目白勺として
いる。

すなわちこの考案の金属一ハロゲン二次電池においては
、イオン交換膜で仕切られたセル容器内の一方の室と他
方の室に、金属基板表面上に中間層を介して２酸化鉛被
覆層を形威した２酸化鉛電極を各々配置して上記一方の
室と他方の室とにハロゲンー金属塩水溶液からなる電解
液を各々別々に強制循環せしめる電解液循環装置を設け
た単位セルの１つまたは複数個によって二次電池が構威
される。

従来も２酸化鉛（α＋β）ＰｂＯ２をＴ１等の基板金属
上に析出せしめた２酸化鉛電極が知られているが、その
基板金属と２酸化鉛被覆層との密着性の悪さによって被
覆層が脱落したり、析出時の残留応力によるひび割れお
よびそれによって生じる反りや被覆層の剥落などが生じ
る欠点があった。

この考案における陽極板又は陰極板などの電極は、基板
金属としてＴｉ，Ｐｂ，Ｐｂ−Ｃａ，Ｐｂ− ＳｂＣａ
、その他第四族ａ，ｌ）金属を用い、これを極板形状に
戊形してその表面にＡｇメッキ被覆層を施し、その表面
にさらにαＰｂＯ２およびβＰｂ０２を化或析出させた
もの、或いは基板がＴｉである場合にはその表面にＴｉ
Ｏ２被覆層を形或させてさらにその表面にαＰｂＯ２お
よびβＰｂＯ２を化或析出させたものであり、上記Ａｇ
メッキ層或いはＴｉＯ２層を中間層として有することに
より強靭化されている。

以下にこの考案を図面と共に詳述すれば、第１図はこの
考案に係る二次電池の基本構或単位を示す単位セルの構
或説明図、第２図は同じく単位セルの積層構造によって
構戒する場合の要部の組立斜視図であり、１はセル容器
、２は陽極電解室、３は陰極電解室、４はイオン交換膜
、５は陽極板、６は陰極板である。

第１図に示すようにセル容器１内はイオン交換膜４によ
って二つの電解室２，３に仕切られ、各電解室２，３内
には陽極板５と陰極板６が各々配置されて単位セルが構
戊されている。

陽極電解槽２内は陽極電解液７が満され、陰極電解室３
内には陰極電解液８が満され、これら電解液７，８は、
各々外部貯槽９，１０と電解室２，３とをポンプ１１．
１２を介してループ状に接続してなる強制循環装置によ
って別々に強制循環される。

第１図中には陽極電解液７として臭化亜鉛と臭素の水溶
液を用い、陰極電解液８として臭化亜鉛水溶液を用いた
場合の充電時の電解反応が附記されている。

上記の陽極板５および陰極板６は、充電時に陽極活物質
Ｂｒ２の酸化と陰極活物質Ｚｎの還元を行ない、放電時
に陽極活物質の還元と陰極活物質の酸化を行ない、イオ
ンの移動はイオン交換膜を介して行なわれる。

陽極板５および陰極板６は、前記したような金属基板上
に中間層を介して（α＋β）ＰｂＯ２被覆層を形威して
なる２酸化鉛電極であり、このような２酸化鉛電極はハ
ロゲン（Ｃｌ２，Ｂｒ２等）析出に対して極めて強く安
定なものであり、長寿命、高性能、安価なバイポーラ構
造の二次電池を構或し得るものである。

この考案の１つの実施例では、厚さ１．５〜２．５ｍｍ
程度の２酸化鉛電極を第２図のような積層構造の金属一
ハロゲン二次電池に用いて、比較的内部抵抗の小さい、
且つ陽極酸化されずにハロゲンを析出できる電池を得る
ことができた。

第２図はこの考案の２酸化鉛電極板による二次電池を構
戊する場合の好ましい積層構造例を示す斜視図で、両端
の閉鎖端板１３，１４間に該端板と同材質の絶縁材フレ
ーム１５を介在させながら陽極板５、イオン交換膜４、
中間電極板５′、イオン交換膜４、中間電極板５′・・
・・・・イオン交換膜４、陰極板６のようにこれらを交
互に積層し、通し穴１６に絶縁スノーブを被せたボルト
を通して締着する構造を示している。

尚、上記において中間電極板５′はその片面ずつを各々
陽極面、陰極面とする同様な電極板である。

各層材料には上記通し穴１６の他に締着後に電解液導入
孔となる複数の開孔１７，１８が周縁に穿たれており、
一方の開孔１７によって形威される電解液導入孔には端
板外部から陽極電解液が導びかれ、他方の開孔１８によ
って形或される電解液導入孔には同様に陰極電解液が導
びかれ、両電解液が互いに直接接触しないようになされ
ている。

各フレーム１５には、それが各電極板５．５’，６とイ
オン交換膜４とで仕切られる個々の電解室内に配置され
るときに、該電解室が陽極電解室ならフレーム内空間を
開孔１７に連通させる通孔１９を有し、また該電解室が
陰極電解室ならフレーム内空間を開孔１８に連通する通
孔２０を有する。

また陽極板５、複数の中間電極板５′、陰極板６は開孔
１７，１８に、各々電解液との電気的接触を断つための
絶縁スリーブ２１を有する。

このようにしてなる積層構造において、端板１３，１４
の上部の開孔１７と下部の開孔１７とを第１図に示すよ
うにポンプ１１を介して貯槽９と連結し、同様に端板上
下の開孔１８，１Ｂをポンプ１２を介して貯槽１０と連
結し、陽極板５の集電端子２２と陰極板６の集電端子２
３とを外部端子へ各々接続することによって積層二次電
池が構或される。

この場合、中間電極板５′はバイポーラ電極となる。

このようにこの考案においては、電極として本質的にポ
ーラスな黒鉛電極を用いず、代りに長寿命で安定な電極
、すなわちＴｉ， Ｐｂ， Ｐｂ−Ｃａ， ＰｂＳｂ−
Ｃａその他第四族ａ，ｌ）金属からなる基板上にＡｇメ
ツキ被覆層を形威させたものの表面に、或いはＴｉ基板
上にＴｉＯ２被覆層を形威させたものの表面に、さらに
（α＋β）ＰｂＯ２被覆層を形威させたものからなる電
極を用いるから、電極自体が液に対して不浸透性で薄形
化ができ、単位セルを小形軽量できてバイポーラ形の積
層電池を構或でき、さらにその場合に陽極陰極の各電解
液の混合が生じない構戊にすることが容易で自己放電の
無い効率の高い二次電池が得られるものである。

この考案の二次電池においてその電極板の劣化は極めて
少なく、極物質のハロゲン化合物化や電解液中への電極
材の溶出および電解酸化が有効に防止され、特に電極材
としての２酸化鉛がその酸素過電圧が大きいのに加えて
ハロゲン（塩素、臭素、弗素）析出に対する劣化が極め
て少ないという良好な性質を持っているので、陽極にお
ける酸素の発生による工ネルギー損失や液組威の変化が
少ない安価な金属一ハロゲン二次電池を構威し得るもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の金属一ノへロゲン二次電池の基本構
或単位を示す構或説明図、第２図は同じく積層構造の例
を示す組立斜視図である。 １：電池容器、２：陽極電解室、３：陰極電解室、４：
イオン交換膜、５：陰極板、６：陰極板、７：陽極電解
液、８：陰極電解液、９，１０：貯槽、１１，１２：ポ
ンプ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. Ｔｉ， Ｐｂ， Ｐｂ−Ｃａ， Ｐｂ−Ｓｂ−Ｃａその
   他第四族ａ，ｂ金属からなる基板上にＡｇメッキ被覆層
   を形威させたものの表面に、或いはＴｉ基板上にＴｉｅ
   ，被覆層を形威させたものの表面に、さらに（α＋β）
   ＰｂＯ２被覆層を形或させてなる２酸化鉛電極を、イオ
   ン交換膜で仕切られたセル容器内の一方の室と他方の室
   とに各々配置して構或された単位セルと、上記一方の室
   と他方の室とにハロゲンー金属塩水溶液からなる電解液
   を各々に強制循環せしめる電解液循環装置とによって構
   或されたことを特徴とする２酸化鉛電極を用いた金属−
   ハロゲン二次電池。