JPS61127883A - 複極仕切板の製造方法 - Google Patents
複極仕切板の製造方法Info
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- JPS61127883A JPS61127883A JP59247642A JP24764284A JPS61127883A JP S61127883 A JPS61127883 A JP S61127883A JP 59247642 A JP59247642 A JP 59247642A JP 24764284 A JP24764284 A JP 24764284A JP S61127883 A JPS61127883 A JP S61127883A
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- bipolar
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- 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
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (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】
（産業上の利用分野）
本発明は、複極仕切板に関し、さらに詳しくは電解液ま
たは電池活物質が流通する複極積層式電解槽または電池
に用いる複極仕切板に関するものである。
たは電池活物質が流通する複極積層式電解槽または電池
に用いる複極仕切板に関するものである。
（従来の技術）
従来の複極式電解槽または電池（以下、単に電解槽また
はセルと称することがある）は、隔膜の両側にそれぞれ
設けた正極室および負極室を仕切板を介して複数積層さ
せたものであるが、この−場合の仕切板としては、金属
板のように完全な導電体からなるもののほか、天然グラ
ファイトを板状に成形したもの、ガラス状炭素板（グラ
ブジ−カーボン）、樹脂と炭素粉を混合して板状に加圧
成形したプラスチックカーボン板などが知られている。
はセルと称することがある）は、隔膜の両側にそれぞれ
設けた正極室および負極室を仕切板を介して複数積層さ
せたものであるが、この−場合の仕切板としては、金属
板のように完全な導電体からなるもののほか、天然グラ
ファイトを板状に成形したもの、ガラス状炭素板（グラ
ブジ−カーボン）、樹脂と炭素粉を混合して板状に加圧
成形したプラスチックカーボン板などが知られている。
この場合の樹脂としては、ポリ塩化ビニル、ポリエチレ
ン、フェノール樹脂等が使用されている。
ン、フェノール樹脂等が使用されている。
このような複極仕切板のうち、酸性でかつ腐食性を有す
る電解液や電池活物質を用いる積層型電解槽または電池
に使用される仕切板としては、貴金属コーティング等を
施した金属板または炭素質の板に限定される。前者の金
属板は、貴金属を用いるためにコスト面に問題があり、
また重量も重くなる。一方、後者の炭集質板は、前者と
比べて安価に、かつ軽量に製作できるものの、電解橙等
の電極室を大型化する際には、複極板の全域に渡って十
分均一な電導性を有するように炭素粉と樹脂を均一に混
合する必要があり、また電導性向上のために炭素粉の混
合割合を数十％以上にあげていくと、複極板が卵重に脆
くなるという強度上の問題がある。従って大型の電解槽
または電池用の仕切板としてはこのような高炭素含量の
仕切板は製作が困難とされていた。
る電解液や電池活物質を用いる積層型電解槽または電池
に使用される仕切板としては、貴金属コーティング等を
施した金属板または炭素質の板に限定される。前者の金
属板は、貴金属を用いるためにコスト面に問題があり、
また重量も重くなる。一方、後者の炭集質板は、前者と
比べて安価に、かつ軽量に製作できるものの、電解橙等
の電極室を大型化する際には、複極板の全域に渡って十
分均一な電導性を有するように炭素粉と樹脂を均一に混
合する必要があり、また電導性向上のために炭素粉の混
合割合を数十％以上にあげていくと、複極板が卵重に脆
くなるという強度上の問題がある。従って大型の電解槽
または電池用の仕切板としてはこのような高炭素含量の
仕切板は製作が困難とされていた。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、腐食性
の電解液等を用いる電極または電池反応を行なう装置に
おいて、軽量、高強度および安価で、かつ大型化が可能
な電解槽または電池の複極仕切板を提供することにある
。
の電解液等を用いる電極または電池反応を行なう装置に
おいて、軽量、高強度および安価で、かつ大型化が可能
な電解槽または電池の複極仕切板を提供することにある
。
（問題点を解決するための手段）
本発明者らは、樹脂と混合する炭素質物質として、従来
のように炭素粉ではなく、構造物となっている炭素質布
、例えば炭素織布や炭素フェルト（不織布）を用い、こ
れに樹脂を含浸させることにより、電導性向上のために
炭素の含量を大きくしても機械的強度を十分に持たせる
ことができ、しかも炭素質布に樹脂を含浸させた板状体
の表面を研磨また４よエツチング処理することにより容
易に表面電導性を持たせることができることを見出し、
本発明に到達したものである。
のように炭素粉ではなく、構造物となっている炭素質布
、例えば炭素織布や炭素フェルト（不織布）を用い、こ
れに樹脂を含浸させることにより、電導性向上のために
炭素の含量を大きくしても機械的強度を十分に持たせる
ことができ、しかも炭素質布に樹脂を含浸させた板状体
の表面を研磨また４よエツチング処理することにより容
易に表面電導性を持たせることができることを見出し、
本発明に到達したものである。
すなわち、本発明は、炭素質布に樹脂を含浸させて平板
状に形成した複極仕切板であって、該仕切板の少なくと
も電極反応が行われる面を研磨またはエンチング処理を
したことを特徴とするものである。
状に形成した複極仕切板であって、該仕切板の少なくと
も電極反応が行われる面を研磨またはエンチング処理を
したことを特徴とするものである。
第１図は、本発明の複極仕切板の一例を示す斜視図であ
り、炭素質布に樹脂を含浸させて平板状に形成した仕切
板１．の中央部表面２が研磨され、炭素質が露出してい
る状態が示されている。なお、３Ａ、３Ｂおよび４Ａ、
４Ｂはそれぞれ陰極液および陽極液の流入出孔である。
り、炭素質布に樹脂を含浸させて平板状に形成した仕切
板１．の中央部表面２が研磨され、炭素質が露出してい
る状態が示されている。なお、３Ａ、３Ｂおよび４Ａ、
４Ｂはそれぞれ陰極液および陽極液の流入出孔である。
本発明に用いる炭素質布を構成する炭素としては、少な
（とも１５００℃以上で炭化したグラファイト質炭素で
あることが好ましい。グラファイト質炭素は低温炭化に
よって得られる炭素質のものより大きな電導性を有し、
複極板の電気的性質の向上に大きな効果がある。炭素質
原料としては、ピッチ系のもの、ポリアクリロニトリル
、レーヨン等の有機繊維を炭化させたもの、炭化水素類
を炭化させたもの等をあげることができるが、これ、
らに限定されるものではない。本発明に用いる炭素
質布は、これらの炭素質繊維原料を通常の織布または不
織布形成方法により加工し、平板上の布としたものであ
る。
（とも１５００℃以上で炭化したグラファイト質炭素で
あることが好ましい。グラファイト質炭素は低温炭化に
よって得られる炭素質のものより大きな電導性を有し、
複極板の電気的性質の向上に大きな効果がある。炭素質
原料としては、ピッチ系のもの、ポリアクリロニトリル
、レーヨン等の有機繊維を炭化させたもの、炭化水素類
を炭化させたもの等をあげることができるが、これ、
らに限定されるものではない。本発明に用いる炭素
質布は、これらの炭素質繊維原料を通常の織布または不
織布形成方法により加工し、平板上の布としたものであ
る。
上記炭素質布に付着、すなわち含浸または塗布させる樹
脂としては、従来の炭素結着用に用いられている樹脂で
あればよく、例えばフェノール樹脂、ポリエチレン、ポ
リスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、エポキ
シ樹脂、これらの混合体または共重体をあげることがで
き、これらの樹脂には必要に応じて可塑剤、安定剤等を
添加することができる。これらの樹脂は電解液に対する
化学安定性、物理的強度、価格等を考慮して選択される
。
脂としては、従来の炭素結着用に用いられている樹脂で
あればよく、例えばフェノール樹脂、ポリエチレン、ポ
リスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、エポキ
シ樹脂、これらの混合体または共重体をあげることがで
き、これらの樹脂には必要に応じて可塑剤、安定剤等を
添加することができる。これらの樹脂は電解液に対する
化学安定性、物理的強度、価格等を考慮して選択される
。
炭素質布に上記樹脂を付着（含浸または塗布）をさせる
方法は、従来公知の方法を用いればよく、例えば樹脂溶
液の中に炭素質布を浸漬したり、または炭素質布に樹脂
液をふりかけたりする方法があげられる。この場合、炭
素質布は、樹脂含浸前に加圧または圧縮処理することに
より、製品としての仕切板の電導性を向上させることが
できる。
方法は、従来公知の方法を用いればよく、例えば樹脂溶
液の中に炭素質布を浸漬したり、または炭素質布に樹脂
液をふりかけたりする方法があげられる。この場合、炭
素質布は、樹脂含浸前に加圧または圧縮処理することに
より、製品としての仕切板の電導性を向上させることが
できる。
製品としての仕切板中の炭素質布の含有比率は大きい程
電導性の点からは有利であるが、強度等を考慮すると上
限は８５Ｍ量％程度、下限は電導性の点から５０〜６０
重量％が好ましい。
電導性の点からは有利であるが、強度等を考慮すると上
限は８５Ｍ量％程度、下限は電導性の点から５０〜６０
重量％が好ましい。
本発明において、上記樹脂を付着させた炭素質布は、そ
の少なくとも電極反応が行われる面が研磨またはエツチ
ング処理され、電導性が高められるが、表面研磨方法ま
たはエツチング方法は特に限定されず、従来公知の方法
が用いられる。例えばエツチング処理は樹脂部分を溶解
または除去し、炭素質を露出する方法であればどのよう
な方法でもよい。
の少なくとも電極反応が行われる面が研磨またはエツチ
ング処理され、電導性が高められるが、表面研磨方法ま
たはエツチング方法は特に限定されず、従来公知の方法
が用いられる。例えばエツチング処理は樹脂部分を溶解
または除去し、炭素質を露出する方法であればどのよう
な方法でもよい。
本発明の複極仕切板の製造ロール巻取りによって連続的
に行なうと任意の長さの仕切板を容易に製造することが
できる。
に行なうと任意の長さの仕切板を容易に製造することが
できる。
このようにして得られた複極仕切板は、表面研磨または
エツチングを行っていない部分が樹脂でおおわれている
ため絶縁体と同様であるが、複極板の外縁部、電極液の
流れるスリット、マニホールド部を形成する孔等は絶縁
されていないので、さらに樹脂で被覆して電気絶縁性と
することが好ましい。このようにすれば漏電事故等の防
止、シャント電流損失等の低減を計ることができ、有利
である。
エツチングを行っていない部分が樹脂でおおわれている
ため絶縁体と同様であるが、複極板の外縁部、電極液の
流れるスリット、マニホールド部を形成する孔等は絶縁
されていないので、さらに樹脂で被覆して電気絶縁性と
することが好ましい。このようにすれば漏電事故等の防
止、シャント電流損失等の低減を計ることができ、有利
である。
（発明の効果）
本発明の効果を列挙すれば以下の通りである。
（１）従来の炭素粉結着板と較べ、炭素分布が高度に均
一化され、電導度、強度等の物性値が複極仕切板全体に
わたって一様に強化される。炭素含有率は、従来の炭素
粉結着板よりも多くすることができ、例えば炭素粉結着
板の場合、炭素含量は５０〜６０重量％が上限であった
のに対し、本発明の複極仕切板では７０重量％を越える
ことも可能である。従って本発明の複極仕切板は、従来
のものに比べて数十％以上の電導度の向上を達成するこ
とができる。また本発明の複極仕切板は従来ものに比べ
て強度が著しく改善され、例えば炭素粉を５０重量％含
有する従来のポリ塩化ビニル結着板（厚さｌｉｍ）の曲
強さが２ｋｇ ／ ｍ ｒｄに達しないのに対し、本発
明の炭素繊維６５重量％含有のポリ塩化ビニル板は約４
ｋｇ ／ ｍ ｎ（以上の強度を有する。
一化され、電導度、強度等の物性値が複極仕切板全体に
わたって一様に強化される。炭素含有率は、従来の炭素
粉結着板よりも多くすることができ、例えば炭素粉結着
板の場合、炭素含量は５０〜６０重量％が上限であった
のに対し、本発明の複極仕切板では７０重量％を越える
ことも可能である。従って本発明の複極仕切板は、従来
のものに比べて数十％以上の電導度の向上を達成するこ
とができる。また本発明の複極仕切板は従来ものに比べ
て強度が著しく改善され、例えば炭素粉を５０重量％含
有する従来のポリ塩化ビニル結着板（厚さｌｉｍ）の曲
強さが２ｋｇ ／ ｍ ｒｄに達しないのに対し、本発
明の炭素繊維６５重量％含有のポリ塩化ビニル板は約４
ｋｇ ／ ｍ ｎ（以上の強度を有する。
（２）本発明の複極板は、表面を研磨またはエツチング
処理することにより、表面電導性を持たせ、一方電極反
応に関与しない部分は、樹脂で被覆され、絶縁体と同様
であるため、電流損失を低減することができ、また複極
板の外縁部、マニホールド部、電解液の流れるスリット
等も樹脂で被覆して電気絶縁性とすることにより、漏電
事故等を完全に防止することができる。
処理することにより、表面電導性を持たせ、一方電極反
応に関与しない部分は、樹脂で被覆され、絶縁体と同様
であるため、電流損失を低減することができ、また複極
板の外縁部、マニホールド部、電解液の流れるスリット
等も樹脂で被覆して電気絶縁性とすることにより、漏電
事故等を完全に防止することができる。
（３）本発明の複極仕切板は、従来の金属複極板やグラ
ジ−カーボン板に比べて軽量であり、また製造も容易で
あるので、コスト的にも極めて安価である。このため大
型の電解槽または電池に容易に適用することができ、大
型の炭素複極式電池または電解槽の実用化が極めて容易
になる等の優れた効果が達成される。
ジ−カーボン板に比べて軽量であり、また製造も容易で
あるので、コスト的にも極めて安価である。このため大
型の電解槽または電池に容易に適用することができ、大
型の炭素複極式電池または電解槽の実用化が極めて容易
になる等の優れた効果が達成される。
（実施例）
実施例１
ポリアクリロニトリル系等の各種の炭素布および加圧、
圧縮された炭素フェルトにポリエチレンおよびポリ塩化
ビニルを含浸させ、厚さ０．５龍のシートを製作した。
圧縮された炭素フェルトにポリエチレンおよびポリ塩化
ビニルを含浸させ、厚さ０．５龍のシートを製作した。
このシートの両面を表面研磨し、ｌ ｃ＋ｕ Ｘ ｌ
ｃｍの銅極ではさみ込み、その面積抵抗を測定した。用
いた炭素布は第１表の通りである。
ｃｍの銅極ではさみ込み、その面積抵抗を測定した。用
いた炭素布は第１表の通りである。
第１表
以下余白
第２表
註：単位Ωｄ
第２表の結果から本発明の複極仕切板は、電導性の点で
優れていることは明らかである。またこのようにして得
られた仕切板は機械的強度および化学的性質の点でも優
れていることが確認された。
優れていることは明らかである。またこのようにして得
られた仕切板は機械的強度および化学的性質の点でも優
れていることが確認された。
なお、上記実施例において、炭素フェルトを加圧、圧縮
せずに樹脂含浸した場合は上記の面積抵抗値が数倍上昇
することが認められた。また表面研磨を行なう場合の面
積抵抗値の数倍〜士数倍上昇することが認められた。
せずに樹脂含浸した場合は上記の面積抵抗値が数倍上昇
することが認められた。また表面研磨を行なう場合の面
積抵抗値の数倍〜士数倍上昇することが認められた。
実施例２
実施例１で試作したポリエチレン結着仕切板Ｃおよびｄ
を用い、有効電極サイズが縦３０印、横１ｍの１０セル
積層電解槽を組立た。■ユニットセルの構成は次の通り
である。
を用い、有効電極サイズが縦３０印、横１ｍの１０セル
積層電解槽を組立た。■ユニットセルの構成は次の通り
である。
仕切板（Ｃまたはｄ使用）／炭素布電極（陰極）／プロ
トン透過性隔膜／ルテニウム担持炭素布電極（陽極）／
仕切板（Ｃまたはｄ使用）上記仕切板の四隅に、第１図
に示すように陰極液流人出孔、３ａおよび３ｄ、陽極液
流人出孔４ａおよび４ｄが穿設した。上記の孔は、仕切
板本体の成形後に設けたものであるが、穿孔後単に表面
研磨のみを行ったものと、穿孔後孔部を中心に樹脂塗布
した後、表面研磨したものとの比較を行った。
トン透過性隔膜／ルテニウム担持炭素布電極（陽極）／
仕切板（Ｃまたはｄ使用）上記仕切板の四隅に、第１図
に示すように陰極液流人出孔、３ａおよび３ｄ、陽極液
流人出孔４ａおよび４ｄが穿設した。上記の孔は、仕切
板本体の成形後に設けたものであるが、穿孔後単に表面
研磨のみを行ったものと、穿孔後孔部を中心に樹脂塗布
した後、表面研磨したものとの比較を行った。
陰極反応は、塩酸酸性塩化第二鉄の還元、陽極反応は同
溶液における塩素ガス発生反応とする電解試験を行い浴
電圧と電流効率を比較した。電流効率は通電量に対する
第−鉄生成澄として評価した。なお、第一鉄はポーラロ
グラフイーによって定量した。測定結果を第３表に示す
。
溶液における塩素ガス発生反応とする電解試験を行い浴
電圧と電流効率を比較した。電流効率は通電量に対する
第−鉄生成澄として評価した。なお、第一鉄はポーラロ
グラフイーによって定量した。測定結果を第３表に示す
。
以下余白
第３表
第３表の結果から明らかなように、仕切板の四隅を穿孔
後、樹脂の塗布を行い孔部分における仕切板とｆ４’ｔ
＆との絶縁性を高めたものは、電流効率を高く維持でき
ることが分かる。これに対して樹脂を塗布しなかったも
のは、孔内を流れる漏洩電流が大きくなるため、電流効
率が低下している。
後、樹脂の塗布を行い孔部分における仕切板とｆ４’ｔ
＆との絶縁性を高めたものは、電流効率を高く維持でき
ることが分かる。これに対して樹脂を塗布しなかったも
のは、孔内を流れる漏洩電流が大きくなるため、電流効
率が低下している。
第１図は、本発明の一実施例を示す複極仕切板の斜視図
である。 １・・・複極仕切板、２・・・研摩部分、３Ａ、３Ｂ・
・・陰極液流人出孔、４Ａ、４Ｂ・・・陽極液流人出孔
。
である。 １・・・複極仕切板、２・・・研摩部分、３Ａ、３Ｂ・
・・陰極液流人出孔、４Ａ、４Ｂ・・・陽極液流人出孔
。
Claims (2)
- （１）炭素質布に樹脂を含浸させて平板状に形成した複
極仕切板であって、該仕切板の少なくとも電極反応が行
われる面を研磨またはエッチング処理をしたことを特徴
とする複極仕切板。 - （２）特許請求の範囲第１項において、前記仕切板の電
解液の流通する孔部、外縁部等を絶縁性樹脂で処理した
ことを特徴とする複極仕切板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59247642A JPS61127883A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | 複極仕切板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59247642A JPS61127883A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | 複極仕切板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61127883A true JPS61127883A (ja) | 1986-06-16 |
| JPH0557359B2 JPH0557359B2 (ja) | 1993-08-23 |
Family
ID=17166530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59247642A Granted JPS61127883A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | 複極仕切板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61127883A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003096454A3 (en) * | 2002-05-09 | 2005-02-24 | Honda Motor Co Ltd | Fuel cell assembly, separator-diffusion layer assembly for fuel cell assembly and manufacturing method therefor |
| JP2008112736A (ja) * | 2000-01-14 | 2008-05-15 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用セパレータ |
| JP2015534253A (ja) * | 2012-11-09 | 2015-11-26 | ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイションＵｎｉｔｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 電気化学装置および腐食を制御する方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4702118B2 (ja) * | 2006-03-13 | 2011-06-15 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用セパレータの製造方法 |
-
1984
- 1984-11-22 JP JP59247642A patent/JPS61127883A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008112736A (ja) * | 2000-01-14 | 2008-05-15 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用セパレータ |
| WO2003096454A3 (en) * | 2002-05-09 | 2005-02-24 | Honda Motor Co Ltd | Fuel cell assembly, separator-diffusion layer assembly for fuel cell assembly and manufacturing method therefor |
| US7727665B2 (en) | 2002-05-09 | 2010-06-01 | Honda Motor Co., Ltd | Fuel cell assembly, separator-diffusion layer assembly for fuel cell assembly and manufacturing method therefor |
| JP2015534253A (ja) * | 2012-11-09 | 2015-11-26 | ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイションＵｎｉｔｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 電気化学装置および腐食を制御する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0557359B2 (ja) | 1993-08-23 |
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