JPS61284057A - 電池構造 - Google Patents
電池構造Info
- Publication number
- JPS61284057A JPS61284057A JP60125764A JP12576485A JPS61284057A JP S61284057 A JPS61284057 A JP S61284057A JP 60125764 A JP60125764 A JP 60125764A JP 12576485 A JP12576485 A JP 12576485A JP S61284057 A JPS61284057 A JP S61284057A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- collector electrode
- battery structure
- copper plate
- conductive resin
- 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
Links
Classifications
-
- 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
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/668—Composites of electroconductive material and synthetic resins
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Fuel Cell (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】
産業上の利用分野
この発明は、たとえばレドックスフロー電池のような２
次電池の電池構造に関し、特に集電極の構造が改良され
た電池構造に関する。
次電池の電池構造に関し、特に集電極の構造が改良され
た電池構造に関する。
従来の技術
第２図は既存の電池構造を形成するセルを模式的に示し
た斜視図である。セル１は、隔１１２によって正極側と
負極側とに分けられ、隔膜２を挾んで両極側に反応電極
３ａ 、３ｂが配置されている。
た斜視図である。セル１は、隔１１２によって正極側と
負極側とに分けられ、隔膜２を挾んで両極側に反応電極
３ａ 、３ｂが配置されている。
さらに反応電極３ａ、３ｂの外側には集電極４ａ。
４ｂが配置されている。
反応電極３ａ、３ｂおよび集電極４ａ、４ｂは、それぞ
れ枠５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂに固定され、隔１１２を挾
んで締付は固定される。枠５ａ 、 ５ｂ 。
れ枠５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂに固定され、隔１１２を挾
んで締付は固定される。枠５ａ 、 ５ｂ 。
５ａ、６ｂの上部に設けられた電解液導入孔７ａ。
７ｂ 、８ａ 、８ｂからセル内に電解液が供給され、
枠５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂの下部に設けられた電解液排
出孔９ａ 、９ｂ 、１０ａ 、１０ｂから排出される
。この電解液の酸化還元反応によって充放電が行なわれ
る。
枠５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂの下部に設けられた電解液排
出孔９ａ 、９ｂ 、１０ａ 、１０ｂから排出される
。この電解液の酸化還元反応によって充放電が行なわれ
る。
この種の電池構造に用いられる電解液には、塩酸などの
強酸が含まれるため、反応電極３ａ、３ｂおよび集電極
４ａ 、４ｂは、耐腐蝕性の材料により構成する必要が
ある。さらに、反応電極３ａ。
強酸が含まれるため、反応電極３ａ、３ｂおよび集電極
４ａ 、４ｂは、耐腐蝕性の材料により構成する必要が
ある。さらに、反応電極３ａ。
３ｂは電解液を自由に通過させ、集電極４ａ、４ｂは電
解液を漏洩させてはならない。したがって、通常、反応
電極３ａ 、３ｂは炭素繊維、集電極４ａ、４ｂはグラ
フフィト板で構成されている。また、隔膜は通常、イオ
ン交換膜、多孔質膜などで構成されている。
解液を漏洩させてはならない。したがって、通常、反応
電極３ａ 、３ｂは炭素繊維、集電極４ａ、４ｂはグラ
フフィト板で構成されている。また、隔膜は通常、イオ
ン交換膜、多孔質膜などで構成されている。
発明が解決しようとする問題点
従来の電池構造では、集電極がグラファイト板で構成さ
れていたため、集電極が衝撃に弱かった。
れていたため、集電極が衝撃に弱かった。
そのため集電極の製造時や、電池セルを組立てて締付は
固定するときに、集電極が割れる場合があった。
固定するときに、集電極が割れる場合があった。
集電極が割れると、電池セルから電解液が漏れ、電池の
機能に支障を来たすおそれがあった。電解液の漏洩が甚
しい場合には、電解液に含まれる強酸の腐蝕作用により
、集電極以外の部分にも故障が起こるおそれもあった。
機能に支障を来たすおそれがあった。電解液の漏洩が甚
しい場合には、電解液に含まれる強酸の腐蝕作用により
、集電極以外の部分にも故障が起こるおそれもあった。
したがって、この発明の目的は、集電極が割れにくり、
電解液の漏れによる電池機能の障害の起こりにくい電池
構造を提供することである。
電解液の漏れによる電池機能の障害の起こりにくい電池
構造を提供することである。
問題点を解決するための手段
この発明は、正極と負極とを分けるイオン交換膜と、隔
膜の両側に配置される１対の反応電極と、さらに反応電
極の外側に配置される集電極とを備える電池構造におい
て、集電極として導電性樹脂で被覆された金属板を用い
たものである。
膜の両側に配置される１対の反応電極と、さらに反応電
極の外側に配置される集電極とを備える電池構造におい
て、集電極として導電性樹脂で被覆された金属板を用い
たものである。
作用
この発明による電池構造では、集電極として金属板が用
いられているため、グラファイト板を集電極に用いた電
池構造よりも衝撃に強い。さらに、金属板は導電性樹脂
で被覆されているため、耐薬品性が付加される。
いられているため、グラファイト板を集電極に用いた電
池構造よりも衝撃に強い。さらに、金属板は導電性樹脂
で被覆されているため、耐薬品性が付加される。
実施例
第１図には、この発明による電池構造に備えられる集電
極の断面が示されている。この集電極１１は、厚さ２１
Ｗｍの銅板１２と、その両面を覆う導電性樹脂１３とで
構成されている。導電性樹脂１３は、加熱溶融した１０
０重ｆｆｉ部のエチレンアクリル酸樹脂１４に、５０重
量部のアセチレンブラック（Ｍ気化学工業株式会社製デ
ンカブラック）１５が混合されたものである。これを熱
プレスで厚さ０．５ｍｍのシートとした後、銅板１２の
両面に１８０℃で１０分間、加熱圧着して厚さ３ｍｍの
一集電極１１を作成した。
極の断面が示されている。この集電極１１は、厚さ２１
Ｗｍの銅板１２と、その両面を覆う導電性樹脂１３とで
構成されている。導電性樹脂１３は、加熱溶融した１０
０重ｆｆｉ部のエチレンアクリル酸樹脂１４に、５０重
量部のアセチレンブラック（Ｍ気化学工業株式会社製デ
ンカブラック）１５が混合されたものである。これを熱
プレスで厚さ０．５ｍｍのシートとした後、銅板１２の
両面に１８０℃で１０分間、加熱圧着して厚さ３ｍｍの
一集電極１１を作成した。
比較のために、集電極１１に用いたと同じ、厚さ２ｍｌ
１ｌの銅版の両面にポリエチレン樹脂を加熱圧着して、
厚さ３１Ｉ１ｍのシートを作成した。
１ｌの銅版の両面にポリエチレン樹脂を加熱圧着して、
厚さ３１Ｉ１ｍのシートを作成した。
前述の集電極１１とポリエチレン樹脂で被覆された銅板
と、さらに厚さ３＋＋＋ｆｆｌのグラファイト板とにつ
いて、それぞれ１０回ずつ、５ｋａの電球を１ｍ上方か
ら落とす試験を行なった。その結果、グラフフィト板に
は１０回ｌ４回、割れが生じたが、集電極１１とポリエ
チレン樹脂で被覆した銅板とには、１０回中型回も割れ
は生じなかった。
と、さらに厚さ３＋＋＋ｆｆｌのグラファイト板とにつ
いて、それぞれ１０回ずつ、５ｋａの電球を１ｍ上方か
ら落とす試験を行なった。その結果、グラフフィト板に
は１０回ｌ４回、割れが生じたが、集電極１１とポリエ
チレン樹脂で被覆した銅板とには、１０回中型回も割れ
は生じなかった。
次に、集電極１１を用いて、第２図のセルを５層重ねた
電池を作成し、またポリエチレン樹脂で被覆された銅板
を集電極として同様の電池を作成した。これらの電池で
充放電を行なって電池効率を調べたところ、集電極１１
を用いた電池では、集Ｎ極にグラファイト板を用いた電
池と同等の電池効率が得られた。しかしポリエチレン樹
脂で被覆された銅板を集電極に用いた電池では、集電極
にグラファイト板を用いた電池に比べ、１０％程度、電
池効率が低かった。
電池を作成し、またポリエチレン樹脂で被覆された銅板
を集電極として同様の電池を作成した。これらの電池で
充放電を行なって電池効率を調べたところ、集電極１１
を用いた電池では、集Ｎ極にグラファイト板を用いた電
池と同等の電池効率が得られた。しかしポリエチレン樹
脂で被覆された銅板を集電極に用いた電池では、集電極
にグラファイト板を用いた電池に比べ、１０％程度、電
池効率が低かった。
充放電を交互に３０分間ずつ、１００回繰返した棲、セ
ルを解体して銅板の腐蝕の状態を調べた。
ルを解体して銅板の腐蝕の状態を調べた。
その結果、銅板がエチレンアクリル酸樹脂で被覆された
集電極１１では、銅板の腐蝕は全く見られなかった。し
かし、ポリエチレン樹脂で被覆された銅板は、ポリエチ
レン樹脂が銅板に十分接着しないために、ポリエチレン
樹脂と銅板との間に電解液が浸入して、銅板が著しく腐
蝕されていた。
集電極１１では、銅板の腐蝕は全く見られなかった。し
かし、ポリエチレン樹脂で被覆された銅板は、ポリエチ
レン樹脂が銅板に十分接着しないために、ポリエチレン
樹脂と銅板との間に電解液が浸入して、銅板が著しく腐
蝕されていた。
以上のことから、銅板１２の両面を導電性樹脂１３で被
覆した集電極１１は、グラフ１イト板の集電極に比べて
割れにくいだけでなく、集電極としての機能にも遜色が
なく、また耐腐蝕性の点でも問題のないことが明らかに
なった。
覆した集電極１１は、グラフ１イト板の集電極に比べて
割れにくいだけでなく、集電極としての機能にも遜色が
なく、また耐腐蝕性の点でも問題のないことが明らかに
なった。
この実施例では、導電性樹脂の材料にエチレンアクリル
酸樹脂が用いられているが・他の樹脂を用いてもよい。
酸樹脂が用いられているが・他の樹脂を用いてもよい。
但し、その樹脂は金属板と十分に接着できることが必要
である。したがって、エチレンアクリル酸の他、たとえ
ば、アイオノマー樹脂、エチレンメタアクリル酸樹脂な
どを用いることができる。また、これらの樹脂を混合し
て用いてもよい。
である。したがって、エチレンアクリル酸の他、たとえ
ば、アイオノマー樹脂、エチレンメタアクリル酸樹脂な
どを用いることができる。また、これらの樹脂を混合し
て用いてもよい。
実施例では、樹脂に導電性を付加するためにアセチレン
ブラックが混入されているが、アセチレンブラックの代
わりに、その他のカーボンブラックあるいは金属粉を用
いてもよい。
ブラックが混入されているが、アセチレンブラックの代
わりに、その他のカーボンブラックあるいは金属粉を用
いてもよい。
金属板についても、実施例では銅板が用いられているが
、他の金属の板、あるいは合金板を用いてもよい。
、他の金属の板、あるいは合金板を用いてもよい。
金属板と導電性樹脂との接着には、実施例のように導電
性樹脂をシートにして金属板に加熱圧着する方法の他、
流体状の導電性樹脂を金属板上に均等に延ばし、金属板
上で硬化させて接着させる方法などを用いてもよい。
性樹脂をシートにして金属板に加熱圧着する方法の他、
流体状の導電性樹脂を金属板上に均等に延ばし、金属板
上で硬化させて接着させる方法などを用いてもよい。
なお、集電極の厚みは３ｍｍに限られるものではないが
、集電極が厚くなると電気抵抗が高くなるため、あまり
集電極を厚くするのは好ましくない。
、集電極が厚くなると電気抵抗が高くなるため、あまり
集電極を厚くするのは好ましくない。
発明の効果
以上のように、この発明による電池構造では、集電極が
導電性樹脂で被覆された金属板で構成されているため、
集電極が割れにくく、しかも金属板が電解液中の酸に腐
蝕されることもない。したがって、集電極の損傷のため
に電解液が漏れて電池機能に支障をきたしたり、また、
電解液の漏洩が甚しい場合に、電解液中の酸の腐蝕作用
によって集Ｎ極以外の部分にまで故障が起こるのを防ぐ
ことができる。
導電性樹脂で被覆された金属板で構成されているため、
集電極が割れにくく、しかも金属板が電解液中の酸に腐
蝕されることもない。したがって、集電極の損傷のため
に電解液が漏れて電池機能に支障をきたしたり、また、
電解液の漏洩が甚しい場合に、電解液中の酸の腐蝕作用
によって集Ｎ極以外の部分にまで故障が起こるのを防ぐ
ことができる。
このような集電極を備えた電池構造は、著しく信頼性を
高めた電池構造として、レドックスフロ。
高めた電池構造として、レドックスフロ。
−電池の他、各種の２次電池に有利に利用され得る。
第１図は、この発明による電池構造に備えられる集電極
の断面図である。第２図は従来の電池構造のセルの構成
を示す模式的斜視図である。 図において、１１は集電極、１２は銅板、１３は導電性
樹脂を示す。 特許出願人 住友電気工業株式会社 １２：＠オ反 １３：導電性４汀脂 嘉２図 ハ
の断面図である。第２図は従来の電池構造のセルの構成
を示す模式的斜視図である。 図において、１１は集電極、１２は銅板、１３は導電性
樹脂を示す。 特許出願人 住友電気工業株式会社 １２：＠オ反 １３：導電性４汀脂 嘉２図 ハ
Claims (3)
- （１）正極と負極とを分ける隔膜と、前記隔膜の両側に
配置される１対の反応電極と、前記反応電極の外側に配
置される集電極とを備える電池構造において、 前記集電極が金属板よりなり、かつ前記金属板の両面が
導電性樹脂によつて被覆されていることを特徴とする電
池構造。 - （２）前記導電性樹脂は、導電材料が混合された樹脂で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電
池構造。 - （３）前記樹脂には、アイオノマー樹脂、エチレンアク
リル酸樹脂およびエチレンメタアクリル酸樹脂からなる
群から選ばれた１種、または２種以上を混合したもので
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
項に記載の電池構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60125764A JPS61284057A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 電池構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60125764A JPS61284057A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 電池構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61284057A true JPS61284057A (ja) | 1986-12-15 |
Family
ID=14918243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60125764A Pending JPS61284057A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 電池構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61284057A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103000905A (zh) * | 2012-11-22 | 2013-03-27 | 中国科学院金属研究所 | 一种钒电池用集流体及其制备方法 |
| US8785041B2 (en) | 2008-12-19 | 2014-07-22 | Nissan Motor Co., Ltd. | Electrode and production method thereof |
| JP2016192255A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-10 | 古河電池株式会社 | バナジウムレドックス電池 |
-
1985
- 1985-06-10 JP JP60125764A patent/JPS61284057A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8785041B2 (en) | 2008-12-19 | 2014-07-22 | Nissan Motor Co., Ltd. | Electrode and production method thereof |
| CN103000905A (zh) * | 2012-11-22 | 2013-03-27 | 中国科学院金属研究所 | 一种钒电池用集流体及其制备方法 |
| JP2016192255A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-10 | 古河電池株式会社 | バナジウムレドックス電池 |
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