JPS60100370A - 多孔質カ−ボンプラスチツク電極の製造方法 - Google Patents
多孔質カ−ボンプラスチツク電極の製造方法Info
- Publication number
- JPS60100370A JPS60100370A JP58207167A JP20716783A JPS60100370A JP S60100370 A JPS60100370 A JP S60100370A JP 58207167 A JP58207167 A JP 58207167A JP 20716783 A JP20716783 A JP 20716783A JP S60100370 A JPS60100370 A JP S60100370A
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- JP
- Japan
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- electrode
- polymer compound
- extract
- carbon plastic
- carbon black
- 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
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- 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
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は微細多孔質カーボンプラスチック電極の製造方
法に関する。
法に関する。
従来浸食性の強い活物質を使用する二次電池等に用いら
れている電極は、白金、グラファイト電極であるが、白
金は高価で実用的ではなく、またグラファイトは電極の
成形性が悪い。これらの問題をある程度解決したものが
たとえばポリオレフィン系樹脂とカーボンブラックを混
練し成形したカーボンプラスチック電極でるる。しかし
ながら、たとえばＺｎ ／ｃｚ！、 Ｚｎ ／Ｂ、を活
物質とした二次電池では、活物質の過電圧によってエネ
ルギー効率が著しく低下し、このため電極表面積を増加
させなければならなかった。従来からカーボンプラスチ
ック電極の表面積を増加するために、炭素繊維製、活性
炭繊維製布の熱圧着、オゾン照射による活性化、あるい
はサンドブラストによる物理的な表面増加等の方法がお
こなわれてきた。しかしながら、これらは電極成形後に
二次加工が必要であり、工程が増えるために時間及び設
備がさらに必要となり、コスト高となり現実的な方法で
はなかった。
れている電極は、白金、グラファイト電極であるが、白
金は高価で実用的ではなく、またグラファイトは電極の
成形性が悪い。これらの問題をある程度解決したものが
たとえばポリオレフィン系樹脂とカーボンブラックを混
練し成形したカーボンプラスチック電極でるる。しかし
ながら、たとえばＺｎ ／ｃｚ！、 Ｚｎ ／Ｂ、を活
物質とした二次電池では、活物質の過電圧によってエネ
ルギー効率が著しく低下し、このため電極表面積を増加
させなければならなかった。従来からカーボンプラスチ
ック電極の表面積を増加するために、炭素繊維製、活性
炭繊維製布の熱圧着、オゾン照射による活性化、あるい
はサンドブラストによる物理的な表面増加等の方法がお
こなわれてきた。しかしながら、これらは電極成形後に
二次加工が必要であり、工程が増えるために時間及び設
備がさらに必要となり、コスト高となり現実的な方法で
はなかった。
本発明＆：Ｉ：、上記のような欠点を解決するため電極
そのものを電極成形時に多孔質化させたことにより、カ
ーボンプラスチックの性質を変化させることなく、性能
を向上させた微細多孔質カーボンプラスチック電極を得
ることを目的とする。
そのものを電極成形時に多孔質化させたことにより、カ
ーボンプラスチックの性質を変化させることなく、性能
を向上させた微細多孔質カーボンプラスチック電極を得
ることを目的とする。
本発明は」二記の目的を達成するため、高分子化合物（
ポリマー）とカーボンブラックと微細多孔質形成用抽出
物とを加熱下で混練し、成形後に抽出物を抽出して成る
微細多孔質カーボンプラスチック電極の製造方法を提供
するものである。
ポリマー）とカーボンブラックと微細多孔質形成用抽出
物とを加熱下で混練し、成形後に抽出物を抽出して成る
微細多孔質カーボンプラスチック電極の製造方法を提供
するものである。
カーボンプラスチック電極を微細多孔質化するためには
、高分子化合物とカーボンブラック及び親油性または親
水性の抽出物の６者を混合し、これらを加熱下で混練し
て成形する。このようにして成形したあとに特定物質の
抽出を行ない微細多孔質化する１、なお成形には、カレ
ンダーロール。
、高分子化合物とカーボンブラック及び親油性または親
水性の抽出物の６者を混合し、これらを加熱下で混練し
て成形する。このようにして成形したあとに特定物質の
抽出を行ない微細多孔質化する１、なお成形には、カレ
ンダーロール。
コンプレッションモールド、インジェクションモール°
ドのような一般的な手法を用いている。
ドのような一般的な手法を用いている。
高分子化合物としては、たとえばポリエチレンのような
ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル系高分子化
合物があげられる。またｒｌＬｉに微細多孔性を与える
ための抽出物としてはたとえば親油性のものとしてジオ
クチルフタレート、石油オイルがらり、親水性のものと
してはポリビニルアルコールがあけられる。その他塩化
ナトリウム、あるいは塩化カリウムのような無機塩類を
あげることができる。また電極水溶液と電極面との濡れ
を良くする親水性を電極に付与するため、たとえばシリ
カ粉末のような無機フィラーを添加することもある。と
ころで導電性を付与するだめのカーボンブラックの添加
量は、高分子化合物１００重量部に対し２０部から８０
部が好ましい１．それ以下では導電性が著しく低下し、
またそれ以上では強度が非常に弱くなる。また高分子化
合物とカーボンブラックの混合物に対して添加する微細
多孔性付与材（抽出物）は２０〜８０重量％であること
が好ましい。これ以下では多孔性付与材の抽出時に抽出
液との接触不充分で抽出の残りが生じ、未抽出部分が多
く出てしまう。一方それ以上では微細多孔性電極の機械
的強度が弱くなってしまう。
ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル系高分子化
合物があげられる。またｒｌＬｉに微細多孔性を与える
ための抽出物としてはたとえば親油性のものとしてジオ
クチルフタレート、石油オイルがらり、親水性のものと
してはポリビニルアルコールがあけられる。その他塩化
ナトリウム、あるいは塩化カリウムのような無機塩類を
あげることができる。また電極水溶液と電極面との濡れ
を良くする親水性を電極に付与するため、たとえばシリ
カ粉末のような無機フィラーを添加することもある。と
ころで導電性を付与するだめのカーボンブラックの添加
量は、高分子化合物１００重量部に対し２０部から８０
部が好ましい１．それ以下では導電性が著しく低下し、
またそれ以上では強度が非常に弱くなる。また高分子化
合物とカーボンブラックの混合物に対して添加する微細
多孔性付与材（抽出物）は２０〜８０重量％であること
が好ましい。これ以下では多孔性付与材の抽出時に抽出
液との接触不充分で抽出の残りが生じ、未抽出部分が多
く出てしまう。一方それ以上では微細多孔性電極の機械
的強度が弱くなってしまう。
実施例
密度０．９５６ｇ／、（、ＭＦＲＯ，８０，９／１ ｏ
＝のポリエチレン１００重量部に対し表面積１０００ｍ
’／ｇ、平均粒径３０ ｎｍ見掛比重１５０〔ｇ／ｌ〕
のカーボンブラック５０部の混合物を用意した。上記混
合物に対して有機液体であるジオクチルフタレート′ｆ
ｃ１対１の重量混合比率でバンバリーミキサ−。
＝のポリエチレン１００重量部に対し表面積１０００ｍ
’／ｇ、平均粒径３０ ｎｍ見掛比重１５０〔ｇ／ｌ〕
のカーボンブラック５０部の混合物を用意した。上記混
合物に対して有機液体であるジオクチルフタレート′ｆ
ｃ１対１の重量混合比率でバンバリーミキサ−。
ニーダ−等により混練した。次にカレンダ成形によって
厚さ１ｍ＋のフィルムに成形した。その後、有機溶媒で
あるエチルアルコールによってジオクチルフタレートを
抽出し、微細多孔質化した。このようにして成形した多
孔質カーボンプラスチック電極は、ＢＥＴ法により比表
面積が４００ｍ’／ｇであることがわかった。比較のだ
めの多孔質化していないカーボンプラスチック電極に対
して比表面積が２００１音（ｃｐ電電極的約２１）とな
り、反応面積の増大がみとめられた。本発明に係る多孔
質カーボンプラスチック電極を用いて亜鉛−臭素二次電
池を運転したところ、臭素極側のＢｒ２→２Ｂｒ−反応
時の過電圧は１０〜１５ｍＶ（４゜ｍＡ／’ｃＪ 、Ｂ
ｒｔ 濃度０．５ ｍｏｌ／１ ）であった。これに対
し比較のため実施例と同一組成のポリエチレンとカーボ
ンブランクを同様に混練成形した多孔質化していないｅ
ｐ電極では、臭素極側の過電圧が同条件化で５００ ｍ
Ｖ となった。すなわち非常に大きな値であり臭素極側
では実用的でないことがわかった。更に比較のため同様
に過電圧を測定した。上記微細多孔質化しないｅｐ電極
の臭素極側に活性炭繊維製布を熱圧着した場合２０ ｍ
Ｖ。
厚さ１ｍ＋のフィルムに成形した。その後、有機溶媒で
あるエチルアルコールによってジオクチルフタレートを
抽出し、微細多孔質化した。このようにして成形した多
孔質カーボンプラスチック電極は、ＢＥＴ法により比表
面積が４００ｍ’／ｇであることがわかった。比較のだ
めの多孔質化していないカーボンプラスチック電極に対
して比表面積が２００１音（ｃｐ電電極的約２１）とな
り、反応面積の増大がみとめられた。本発明に係る多孔
質カーボンプラスチック電極を用いて亜鉛−臭素二次電
池を運転したところ、臭素極側のＢｒ２→２Ｂｒ−反応
時の過電圧は１０〜１５ｍＶ（４゜ｍＡ／’ｃＪ 、Ｂ
ｒｔ 濃度０．５ ｍｏｌ／１ ）であった。これに対
し比較のため実施例と同一組成のポリエチレンとカーボ
ンブランクを同様に混練成形した多孔質化していないｅ
ｐ電極では、臭素極側の過電圧が同条件化で５００ ｍ
Ｖ となった。すなわち非常に大きな値であり臭素極側
では実用的でないことがわかった。更に比較のため同様
に過電圧を測定した。上記微細多孔質化しないｅｐ電極
の臭素極側に活性炭繊維製布を熱圧着した場合２０ ｍ
Ｖ。
オゾン処理した場合１００ｍＶおよびサンドブラスト処
理した場合３００ ｍＶといずれも実施例に比べて高い
過電圧を示した。
理した場合３００ ｍＶといずれも実施例に比べて高い
過電圧を示した。
以上の結果から明らかなように、電極の微細多孔質化が
電極表面の活性化に役だち、電池を作る上で重要な技術
的価値をもっことが明らかになった。
電極表面の活性化に役だち、電池を作る上で重要な技術
的価値をもっことが明らかになった。
なお透過性ｔ−電極にもたせない場合は、一般的なカー
ボンプラスチック電極と熱圧着させることによって良好
な電極をつくることができる。
ボンプラスチック電極と熱圧着させることによって良好
な電極をつくることができる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば安価で
成形性が良好になるうえ過電圧による効率低下がなくな
る等の顕著な効果をあげることができる。
成形性が良好になるうえ過電圧による効率低下がなくな
る等の顕著な効果をあげることができる。
代理人 弁理士 木 村 三 朗
Claims (4)
- （１） 高分子化合物とカーボンブラックと抽出物とを
加熱下で混練し成形後前記抽出物を抽出して成る微細多
孔質カーボンプラスチック電極の製造方法。 - （２） 高分子化合物とカーボンブラックの配合比が高
分子化合物１００重量部に対して２０〜８０重量部であ
る特許請求の範囲第（１）項記載の製造方法。 - （３）抽出物がジオクチルフタレート、石油オイル、ポ
リビニルアルコール、塩化ナトリウム、または塩化カリ
ウムから選ばれたものである特許請求の範囲第（１）項
記載の製造方法。 - （４）高分子化合物とカーボンブラックの混合物に対し
て抽出物を２０〜８０重量％添加する特許請求の範囲第
（１）項記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58207167A JPS60100370A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | 多孔質カ−ボンプラスチツク電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58207167A JPS60100370A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | 多孔質カ−ボンプラスチツク電極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60100370A true JPS60100370A (ja) | 1985-06-04 |
Family
ID=16535335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58207167A Pending JPS60100370A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | 多孔質カ−ボンプラスチツク電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60100370A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61284059A (ja) * | 1985-06-10 | 1986-12-15 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 多孔質カ−ボンプラスチツク電極の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52123909A (en) * | 1976-04-10 | 1977-10-18 | Daimler Benz Ag | Process for production of metallic sintered product and battery electrode in particular |
| JPS5438285A (en) * | 1977-08-31 | 1979-03-22 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Cation exchange membrane and electrolysis method using the same |
-
1983
- 1983-11-04 JP JP58207167A patent/JPS60100370A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52123909A (en) * | 1976-04-10 | 1977-10-18 | Daimler Benz Ag | Process for production of metallic sintered product and battery electrode in particular |
| JPS5438285A (en) * | 1977-08-31 | 1979-03-22 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Cation exchange membrane and electrolysis method using the same |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61284059A (ja) * | 1985-06-10 | 1986-12-15 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 多孔質カ−ボンプラスチツク電極の製造方法 |
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