JPS60117566A - 溶融炭酸塩燃料電池 - Google Patents

溶融炭酸塩燃料電池

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JPS60117566A
JPS60117566A JP58224701A JP22470183A JPS60117566A JP S60117566 A JPS60117566 A JP S60117566A JP 58224701 A JP58224701 A JP 58224701A JP 22470183 A JP22470183 A JP 22470183A JP S60117566 A JPS60117566 A JP S60117566A
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秀 越名
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久朗 行天
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順二 新倉
Akihiro Hosoi
昭宏 細井
Tsutomu Iwaki
勉 岩城
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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】 産業上の利用分野 本発明l17J::電極を改良しだ藩融炭酸塩別it1
.池妻陰に関する。
従来例の構成とその問題点 溶融炭酸塩態別電池kl瑣の届、解質で・(する炭酸塩
の融点を越える温度(約500°C以l= ) −(:
作動−、j゛るため、電極,電jQ!I: ’I’j保
1,Ij体べ叫・ルー7ウント4, 、IJを構成する
4,(利ia極めて厳1,いつし件否41・−力冒, 
lf. &1ればならない。これらのうちIIllにカ
ッ−1’ if: tiifllllで溶t,井j,(
酸IVufと1入し、気相側では高温の空気と炭酸ガ×
ぴ)/11−合気体に常に触れている。このようなII
;l +)しく、ガス拡11ダ電極の月別として必要な
条件&:l: 、 (1)高に’171酸化雰囲気に耐
えること、(2)溶げ1(炭酸1′F.aに対し−(#
: I’l’1′やその他の化学的および物理的変化イ
1し乙いこと、(3)高温において比抵抗が十分小さい
こ1エニな,1:が21(けられる。
i.’(−末の溶(、Hl: 炭Au js.、+ 燃
$1電池ツカソート月’jt’L!:して酌゛化− ツ
クルーマー゛不定比化合物のリチウムニッケル4八゛リ
イド(T.lxNll.、、xO)などが使用されてべ
II−、、I,かし4−がら、酸化ニッケルの場合は溶
融炭1’l(21’!1にの一成分で、1うるリチウム
塩と反応し、そのために電svt ′erの組成がずれ
、電解質の電導度の低重が起こる。ぞ゛の結果として電
池電圧の降下か生じる。7A’( −、−を二酸化ニッ
ケルは溶融炭酸塩燃料電池の電極+A1:’lとして0
1使い鮮い。
しかし、llIW′化J“ノケルが溶融炭酸塩中のリチ
ウ/、”juiと反応1,1できだ物質がリチウムニッ
ケルオギ9□ −f +’ ”(・71うり、この物質
はp型半導体であシ。
#llt I’ゴーのlJl、l;ともに名しく比抵抗
が小さくなる。
=4だ溶融炭酸塩との反応最終生成物であることから1
制食j(1”も非常に優れている。
次にこのリチウノ・ニッケルオー\゛リイドの1易合Q
1、前、ν1Σし/こ、14うに溶融炭酸j4Aに勾、
1” /’、+ +iiJ食1)1シ(ゴ輩11、かつ
高温で比抵抗が小さくなることがわか、、ている。さら
に酸化物ム1L結体で4ろるが故に高温酸化′55′囲
気にも強いという特徴をもつ。しかし寿から、反面リチ
ウムニッケルオギサイドの結晶横置の基体となっている
酸化ニッケルは、岩l′!lii型構造をとり、活f1
な電極42別とは言えない。その他にリチウノ、ニッケ
ルオキサイド焼結体をカソードとして電池を組み、作動
させた場合、すu: :J)1g、電4ツドI’(’+
l+’、 f+ンかかかつ−Cいる状態においでリブウ
ノ、ニノクル4\−サイド中の機部のニッケルがf?i
 IQ’(L、アノ−j・′t5金川金山析出こし、短
絡のJM因、l−711,欠点イ1バ・・、イ1ことが
わかっている。
発明の目的 本発明の目的は上記間blI′1点4)Q’(決する/
(めV(、面1食性、′IL導性に優れ、さらにゲ」S
の月利より・1゜11活r1−な物質を電極に使月1す
ることにより、溶融炭耐″If、、;燃1′1電電、の
1′1能を向I−させることにある、発明の111♂)
成 」、発明if、trY来のリチウトニッケルオキサイド
をルトオ;1−リイドf、4リチウムa有危xの値を0
.05〜0.2 、!−L、’t”: C,)に111
♂食Wb、i、*電性を高め、また焼結温1.11をり
T、l: L、 < It:t s 5o ’C,以上
950’C以下に−・1−ることにより、高活性な7L
@月利となる。
火が11例の説+4Jl す1ウノ、:Jバルトオキサイドr土、コバルト金属微
F) 、1、’IJ:「1A’i l’l、6−炭酸リ
チウム粉体寸たは水酸化リテウノ、水ri171’iで
りfつl、の分散を行ったものと、出発物゛+’+ &
Cr1tX′II::+ ハル+−(Co203)aa
末ヲ用イfcもσ)、I: 3: )+Jj III 
l−A−01ヒJI(抗についてはコバルト金属in’
<粉本1:+’/、結休の方が酸化コバルト徽分末焼結
体1、す、4\’t、 +’ 1ifl距1々11が小
さいため、リチウム化後のIP、Jl(j〕’+’、 
l l小:V<4°ろJまたリチウムの分散は粉体の炭
酸リチウノ、より水浴液で使用できる水酸化リチ1シム
のノJが1にj−に分jkできることがわかった。
次に焼結481度を約700 ’Cから1200’Cま
で変化させて神々のリチウムコバルトオキザイドを作製
した。その結果、860°C未満の温度では焼結が十分
、、(!、=1ないことがわかり、−また960”C以
下と960“Cを越す焼結温jOとで&1、/l成物が
多少1゛11なることがわかった。こ)4’J’l’、
J1’r rlu’t 10−(’) 、’/+’、、
 f(ル241I類のリチウムコバルト刃−゛す・fド
ロツノノー1’ 、1. t、。
て電池を絹み、試験した9その結咀960°C以1・で
焼結したリチウムコバルトオキリイドの)Jが11 F
ll電電[が高く、より活性な霜;極11/iすIIる
こ、1.が)つか−〕た。しかしながら、950 ’C
を越える温度で焼結したリチウムコバルトオギザイドも
リブ伺ンムニッケルオキザイドと同等以上の性能をもつ
ことがわかっ/こ。
以F、焼結温度を860”CI夕、に960°(]り薯
・とし/にリチウムコバルト刃−トザーf l’4.二
ついてfil−+ ’ J” ++」−配力法によりイ
UlこリリーウムニIバノL用・ぢ;)すfド(X=0
.2 ) 1グラノ、蓑、約650 ”にσ懇、1酸リ
ノーウムー炭酸ツートリウム−炭酸カリウムの共融1.
、i30グラムに約1ケ月浸漬した結果、塩1グラム中
にQ、0191Jグラノ、未満の溶jTJrl叶を示し
た。この溶jQ’r 1riI:l: 11111−′
に件Fにおいたリチウムニッケルオキザイjパ2−回雪
−(・、1リー)た。
1/こl’Fl:力〆ノ、のうし酸化コバルトを出発物
質と17、炭酸り−1“ウノ、でリチウム化したリチウ
ム化後ルl 1)r−1=−リイドでリチウム含有量X
が0.2のもの01、リノウl−a有(1:の同htの
リチウムニソヶルオ=1= −!j□−イドノ11:抵
1’r’I: t: 6ts o ’CT 5 X 1
 o−2Qcnr、テあろのにk・112て同温度で6
 X 10−1とわずかに太きいか、電4ii1(σ)
J1/さる・約1餌と17だ場合に電池の電圧に&−1
,&’O,、’、 A、ど:;;8響e−1ない。さら
にリチウム含有量3(0,06〜0.2の範囲で変化さ
せても、リチソムyIパルI−Aキリ−・fドの比抵抗
の変化は3.8X1σ1−6.OX 10 1jcnr
 であり、電池電圧にはほとんど影響QIAい、、l、
かじながら、Xがo、2以上にリリウノ・を添/III
 +、 /ζ」J、)介、リチウムはL 120の形で
(f白し、1旧I(1’+’+:の減少に対し優位性は
なく、才だ0.05 、j以〕・でイ、リチウム添加に
対し、比抵抗の減少にI″、1寄すするが、O,OS以
上で特に寄与する。
次C(リチウム含有111°Xを0.2としたリチウム
コ・・ルトオギザイト微粒子1.ljl、結体””’ 
i’ri Mlll炭酌Jjり、11燃(・1電池のカ
ン−1・に使用し7C場合、’: +r(−M(びJ 
’] −J’ +7 、/、ニッケルオキザイドを[専
用しfi7 Il、’巨/)中セルσ)11’、IIと
電流沖、邸の1’91係を図に小し/、−、、さらに比
較のI1めにリチウムコバルトオへ−ナイI・中に20
中111パーセントのリチウムニノクルオへ−リイドを
流力II L。
/こ歩合も示しだ。ここて作動温1fJ′II: e 
s c)“Cで、1する4図中のイが本発明のリチウノ
、二lバルトオキリイト使用の′「[C池の電圧電流曲
線1−Cあ/)、了17;−,1l; ll’*として
ンj8シ/こ口がリチウノ・ニノク−ルオへ−ツイM 
1+11川のものであり、ノ・(点線)で示し/CのP
、l: II ノウムコバルトオギザイドに20重[1
:ハルセントのり天つムニッケルオキザイドを添加した
ものである。
これらの電池に1、カソード月月が異4z)以/A姓[
同様の部品召−用いている。この1ツ1」:す、リゾウ
ノ・二Iパル1・副ギツイトがリチウl、ニソケルオキ
ーリイド、にり優!1/ζ性能をもっていることが51
′)かる、1−イ1.−リチウ13コバルトオキザイ1
゛にり−fウノ、ニノクノ1詞ギーリーイドを添ノ用し
てもl/l:fi::かj・−がることがわ/ハ/l。
そして、リチウムニノクルオ\−リーイドで間:j1旧
f44:っ/;、 ji ’H:σ):−ノクールの溶
出とアノードでの析出に、1ニイ、Aうつ1、JX之名
現3乏C1、リチウノ・コバルトオキザイI゛て一1j
’、l、jij41VJら、11、庁いことが電池試験
の結果わか−。
/(、。
弁、明のダノJ果 」−ソ、1゜の1−うに本発明に」:れば、コバルト金
属もしく r:l: =Iバルト酸化物(C0203)
を炭酸リチウノ・シ水酸什、リーf=ソ人4どてリチウ
ム含有量Xを0.05かf、、 o、 21−Cの範囲
内でリチウム化し、好−:Il l 、 < ll、I
、l’li Kl’l 福冒0イt−’ 860 ’C
から950 C4でに設5じ・1ろこ7+−にしり’l
!i fcリチウムコバルトオキザイド←l1.:Jl
常(/輸t fc l’L 、導電性に優れ、かつ高活
性A・宙(114別−C11・、1つ、イノニー来のも
のより優れた電(1夕性能ろ得ン、ことができろ。この
電極拐料を使用するこ、にてHl、jij 、I2n燃
イi ′lk、 4jlの!植付が大きく向上する。
【図面の簡単な説明】
図I−1酷(碑炭酸1&、1燃ネいl)、池の?1jセ
ルの電圧と電流ζl’hで川の1tlll系ろ示−1j
−1ツ1である。 1 カッ ドにリチウムコバルトオギサイドイ11(川
び)電A11.の電11電流曲線、2・・・・・リチウ
ムニックルA−1リーイ1゛使用の′11.池の電圧電
流曲線、3・・−0Iノー1−ウノ、ニlバルトオキザ
イド[2og量パーセン1リブウノ、:二ノクールオキ
ザイドを添加した電極を一使用じl(’、+1;曲の宙
、)1:電流曲線。 0 20 句 60 80 100 120 /4θ 
16θ 1110 2θO電流宿度(岬ん、+2)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) リチウノ・コバルトオキサイド電極とする溶融
    炭酸塩燃利電711 。
  2. (2) リチウムコバルトオニーー′ナイト(LlxC
    ol−XO)のリチウム含有JN XO値がo.06〜
    0.2 、1.H−Jることを特徴とする特許請求の範
    囲tp; 1 、’QJ iil捕ν、のI’i’i 
    #f’l!炭酸塩燃炭酸塩燃性−
JP58224701A 1983-11-29 1983-11-29 溶融炭酸塩燃料電池 Granted JPS60117566A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0473236A2 (en) * 1990-08-30 1992-03-04 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland(ECN) Tape suitable for use in fuel cells, electrode suitable for use in a fuel cell, method for sintering an electrode of this type and a fuel cell provided with an electrode of this type
EP0661767A1 (en) * 1994-01-04 1995-07-05 FINMECCANICA S.p.A. AZIENDA ANSALDO A method for the manufacture of cathodes for fuel cells
WO1997028571A1 (de) * 1996-02-03 1997-08-07 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union Friedrichshafen Gmbh Verfahren zur herstellung einer elektrode für eine schmelzkarbonat-brennstoffzelle, nach dem verfahren hergestellte elektrode und schmelzkarbonat-brennstoffzelle mit einer nach dem verfahren hergestellten elektrode

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0473236A2 (en) * 1990-08-30 1992-03-04 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland(ECN) Tape suitable for use in fuel cells, electrode suitable for use in a fuel cell, method for sintering an electrode of this type and a fuel cell provided with an electrode of this type
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US6238619B1 (en) 1996-02-03 2001-05-29 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union Friedrichshafen Gmbh Process for the production of an electrode for a fused carbonate fuel cell

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JPH0521309B2 (ja) 1993-03-24

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