JPS61284060A - 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
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- JPS61284060A JPS61284060A JP60124084A JP12408485A JPS61284060A JP S61284060 A JPS61284060 A JP S61284060A JP 60124084 A JP60124084 A JP 60124084A JP 12408485 A JP12408485 A JP 12408485A JP S61284060 A JPS61284060 A JP S61284060A
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- electrode
- parts
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- 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
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ 産業上の利用分野
本発明は多孔質カーボンプラスチック電極特にバイポー
ラタイプ等の電池あるいは電解槽に用いる一方の面が多
孔性を消失している多孔質カーボンプラスチック電極の
製造方法に関するものであるＯ Ｂ 発明の概要 本発明は、高分子化合物としてのポリエチレン等（７）
ホ！Ｊ Ｔ−ト導７１１性付与材としてのカーボンブ
ラックと微細なシリカ粉末と、ヂオクチルフタレー）（
ＤＯＰ）等の微細多孔性付与材を加熱下で混練し、加圧
ロール等で成形後、抽出剤にて微細多孔性付与材として
のＤＯＰを抽出して製造した親水性微細多孔質カーボン
プラスチック電極の少くとも一方の面を１００℃〜２５
０℃の温度にて加熱処理し、この一方の面を熱によって
溶融し多孔性を消失せしめ他方の面は多孔性を有する多
孔質カーボンプラスチックの製造方法である。
ラタイプ等の電池あるいは電解槽に用いる一方の面が多
孔性を消失している多孔質カーボンプラスチック電極の
製造方法に関するものであるＯ Ｂ 発明の概要 本発明は、高分子化合物としてのポリエチレン等（７）
ホ！Ｊ Ｔ−ト導７１１性付与材としてのカーボンブ
ラックと微細なシリカ粉末と、ヂオクチルフタレー）（
ＤＯＰ）等の微細多孔性付与材を加熱下で混練し、加圧
ロール等で成形後、抽出剤にて微細多孔性付与材として
のＤＯＰを抽出して製造した親水性微細多孔質カーボン
プラスチック電極の少くとも一方の面を１００℃〜２５
０℃の温度にて加熱処理し、この一方の面を熱によって
溶融し多孔性を消失せしめ他方の面は多孔性を有する多
孔質カーボンプラスチックの製造方法である。
Ｃ従来の技術
従来、腐食性の強い活物質を使用する二次電池等に用い
られる電極としては、白金、グラファイト製電極がある
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等の欠点がある。これらの問題点を
成る程度解決したものとして、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
ク電極がある。
られる電極としては、白金、グラファイト製電極がある
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等の欠点がある。これらの問題点を
成る程度解決したものとして、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
ク電極がある。
然しなから例えば塩化亜鉛（ＺｎＣ１２）・臭化亜鉛（
ＺｎＢｒ２）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。
ＺｎＢｒ２）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、炭素繊維製あるいは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
物理的な表面積増加等の方法が行なわれてきた。然しな
からこれらの方法は、電極成形後に二次加工が必要であ
り、処理工程が増えるために時間及び設備が更に必要と
な夛、コスト高となフ、現実的な方法ではない。
ために、炭素繊維製あるいは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
物理的な表面積増加等の方法が行なわれてきた。然しな
からこれらの方法は、電極成形後に二次加工が必要であ
り、処理工程が増えるために時間及び設備が更に必要と
な夛、コスト高となフ、現実的な方法ではない。
これらの欠点を解決するために、電極そのものを電極成
形時に多孔質化させることによシ、カーボンプラスチッ
クの性質を変化させることなく、電極性能を向上させた
微細多孔質カーボンプラスチック電極の製造方法を本発
明者番は先に特願昭５８−２０７１６７号で出願した。
形時に多孔質化させることによシ、カーボンプラスチッ
クの性質を変化させることなく、電極性能を向上させた
微細多孔質カーボンプラスチック電極の製造方法を本発
明者番は先に特願昭５８−２０７１６７号で出願した。
即ち上記発明は、高分子化合物と導電性付与材のカーボ
ンブラックとジオクチ／Ｌ／７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
ウムから選ばれた微細多孔性付与材としての抽出物を抽
出してなる微細多孔質カーボンプラスチック電極の製造
方法である◎この方法によれば安価で成形性が良好とな
るうえ、過電圧による効率低下がなくなる等の顕著な効
果を有する電極を製造することができる◇然しながら斯
る多孔質カーボンプラスチック電極は、電極そのものが
多孔質であるため、表と裏がつながっているため、この
電極をバイポーラタイプの電池及び電解槽等に使用する
場合、陰極と陽極が表裏で形成されるため、多孔質電極
のみの使用は電解液の短絡を生じ、クーロン効率の低下
を起す等の問題がある。
ンブラックとジオクチ／Ｌ／７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
ウムから選ばれた微細多孔性付与材としての抽出物を抽
出してなる微細多孔質カーボンプラスチック電極の製造
方法である◎この方法によれば安価で成形性が良好とな
るうえ、過電圧による効率低下がなくなる等の顕著な効
果を有する電極を製造することができる◇然しながら斯
る多孔質カーボンプラスチック電極は、電極そのものが
多孔質であるため、表と裏がつながっているため、この
電極をバイポーラタイプの電池及び電解槽等に使用する
場合、陰極と陽極が表裏で形成されるため、多孔質電極
のみの使用は電解液の短絡を生じ、クーロン効率の低下
を起す等の問題がある。
Ｄ 発明が解決しようとする問題点
本発明は、値上の如く多孔質カーボンプラスチック電極
をバイポーラタイプの電池及び電解槽に用いる場合、電
解液の短絡を生ぜず、クーロン効率を低下せしめない、
安価で簡便な多孔質カーボンプラスチック電極の製造方
法を提供することを目的とするものである。
をバイポーラタイプの電池及び電解槽に用いる場合、電
解液の短絡を生ぜず、クーロン効率を低下せしめない、
安価で簡便な多孔質カーボンプラスチック電極の製造方
法を提供することを目的とするものである。
なおかつ本発明は電解液と電極のぬれ性を向上させ、電
極反応性を高めた電極を得ることを目的とする。
極反応性を高めた電極を得ることを目的とする。
Ｅ ＲＭ点を解決するための手段
本発明は前述の如き目的を達成するため、高分子化合物
としてのポリマーと導電性付与材のカーボンブラック、
微細なシリカ粉末と、微細多孔性付与材とを加熱下で混
練し成形後に多孔性付与材を抽出処理してなる親水性微
細多孔質カーボンプラスチック電極の少なくとも一方の
面を１００℃〜２５０℃、好ましくは１１０℃〜２００
℃の熱で処理することＫよシ、電極の一方の面を熱くよ
って溶融し多孔性を消失せしめ、他方の面は多孔性を保
持せしめる多孔質カーボンプラスチック電極の製造方法
にある。
としてのポリマーと導電性付与材のカーボンブラック、
微細なシリカ粉末と、微細多孔性付与材とを加熱下で混
練し成形後に多孔性付与材を抽出処理してなる親水性微
細多孔質カーボンプラスチック電極の少なくとも一方の
面を１００℃〜２５０℃、好ましくは１１０℃〜２００
℃の熱で処理することＫよシ、電極の一方の面を熱くよ
って溶融し多孔性を消失せしめ、他方の面は多孔性を保
持せしめる多孔質カーボンプラスチック電極の製造方法
にある。
斯る多孔質カーボンプラスチック電極の組成は、ポリエ
チレン等の高分子化合物としてのポリマー１００重量部
に対し、カーボンブラック及びシリカ粉末を夫々２０〜
１２０重量部及び１０〜１００重量部九だし、カーボン
ブラックとシリカ粉末との合計部数が１４０重量部以下
、更に微細多孔性付与材例えばヂオクチルフタレート等
をカーボンブラックとシリカ粉末の合計１００重量部に
対して１５０〜５５０重量部好ましくは２００〜４５０
重量部配合してなるものであシ、該配合物を加熱溶融し
、加圧ロールでシート状に加圧成形後、前記ヂオクチル
フタレート等の＠細多孔性付与材をアセトン等にて抽出
処理し多孔性を付与し、更に一方の面を加熱溶融して、
多孔性を消失させた多孔質カーボンプラスチック電極で
ある。
チレン等の高分子化合物としてのポリマー１００重量部
に対し、カーボンブラック及びシリカ粉末を夫々２０〜
１２０重量部及び１０〜１００重量部九だし、カーボン
ブラックとシリカ粉末との合計部数が１４０重量部以下
、更に微細多孔性付与材例えばヂオクチルフタレート等
をカーボンブラックとシリカ粉末の合計１００重量部に
対して１５０〜５５０重量部好ましくは２００〜４５０
重量部配合してなるものであシ、該配合物を加熱溶融し
、加圧ロールでシート状に加圧成形後、前記ヂオクチル
フタレート等の＠細多孔性付与材をアセトン等にて抽出
処理し多孔性を付与し、更に一方の面を加熱溶融して、
多孔性を消失させた多孔質カーボンプラスチック電極で
ある。
また、加熱溶融して、多孔性を消失させるに当っては多
孔質カーボン電極の１方の面を、加熱ロールまたは加熱
板に押しつけ加熱処理するものである。
孔質カーボン電極の１方の面を、加熱ロールまたは加熱
板に押しつけ加熱処理するものである。
２作用
本発明の多孔質カーボンプラスチック電極の製造方法に
おいては、微細なシリカ粉末とカーボンブラックの混合
物に微細多孔性付与材としてのＤＯＰ（ヂオクチルフタ
レート）を混合して、均−ＫＤＯＰをカーボンブラック
とシリカに吸着させた混合物にポリエチレン等の高分子
化合物を配合加熱混練し、加熱加圧ロールでシート状に
成形後、成形構成物中のＤＯＰをアセトン等にて抽出処
理し、さらに一方の面を封孔処理した結果成形電極の一
方の面は空孔量を従来のカーボンプラスチック電極に比
して格段に大きくしうるものであフ、その結果電極のぬ
れ性が向上し、電極の空孔に活物質が浸透し易くなシ活
性度を高め度応過電圧を低下させることができ電池性能
を向上させるものである。他方の面は通常のカーボンプ
ラスチック電極のため電解液の浸透も少ない。
おいては、微細なシリカ粉末とカーボンブラックの混合
物に微細多孔性付与材としてのＤＯＰ（ヂオクチルフタ
レート）を混合して、均−ＫＤＯＰをカーボンブラック
とシリカに吸着させた混合物にポリエチレン等の高分子
化合物を配合加熱混練し、加熱加圧ロールでシート状に
成形後、成形構成物中のＤＯＰをアセトン等にて抽出処
理し、さらに一方の面を封孔処理した結果成形電極の一
方の面は空孔量を従来のカーボンプラスチック電極に比
して格段に大きくしうるものであフ、その結果電極のぬ
れ性が向上し、電極の空孔に活物質が浸透し易くなシ活
性度を高め度応過電圧を低下させることができ電池性能
を向上させるものである。他方の面は通常のカーボンプ
ラスチック電極のため電解液の浸透も少ない。
加熱処理温度は、１００℃、未漬では、溶融が不十分で
あ！＋、２５０℃ＪをＪＭＩＣｆｉると、溶融が進みす
ぎて、電極面が不活性となってしまう。従って°１ＱＯ
℃〜２５０℃好ましくは１１０℃〜２００℃がよい。
あ！＋、２５０℃ＪをＪＭＩＣｆｉると、溶融が進みす
ぎて、電極面が不活性となってしまう。従って°１ＱＯ
℃〜２５０℃好ましくは１１０℃〜２００℃がよい。
なお本発明方法による電極の一方の面の空孔口径は後述
の図から明らかなように０．５〜０．０１μｍが全空孔
量の約９０％を占める。
の図から明らかなように０．５〜０．０１μｍが全空孔
量の約９０％を占める。
次に本発明を実施例に基いて更に説明する。
Ｇ 実施例
（１）表＠１ａ１０００．．’７ｇ−１平均粒径３０
ｎｍ 、見掛比重１５０Ｐ／ｌのカーボンブラックと平
均粒径１２ｎｍ、表面積２００ｒｒＸ／ｙ−１見掛比重
５０？／ｌのシリカ粉末とヂオクチルフタレート（ＤＯ
Ｐ）全混合し、ＤＯＰを均一にカーボンブラックとシリ
カ粉末に吸着させた混合物をポリエチレン（ショーレッ
クスＳ ６００８ ：昭和化学株式会社商品名）と共に
加圧ニーダで混合加熱し溶融後温度１８０℃にてロール
で平板とし電極を成形した。
ｎｍ 、見掛比重１５０Ｐ／ｌのカーボンブラックと平
均粒径１２ｎｍ、表面積２００ｒｒＸ／ｙ−１見掛比重
５０？／ｌのシリカ粉末とヂオクチルフタレート（ＤＯ
Ｐ）全混合し、ＤＯＰを均一にカーボンブラックとシリ
カ粉末に吸着させた混合物をポリエチレン（ショーレッ
クスＳ ６００８ ：昭和化学株式会社商品名）と共に
加圧ニーダで混合加熱し溶融後温度１８０℃にてロール
で平板とし電極を成形した。
その後アセトンで２時間微細多孔性付与材としてのＤＯ
Ｐを抽出した後、多孔質カーボンプラスチックの電極の
成品を得る試験屋１〜＆３を実施した。
Ｐを抽出した後、多孔質カーボンプラスチックの電極の
成品を得る試験屋１〜＆３を実施した。
なお試験Ａ１−黒３の各組成物の配合割合ならびに成品
電極の空孔量及び比抵抗の特性を比較例。
電極の空孔量及び比抵抗の特性を比較例。
と共に第１表に示す。更に水銀圧入法で測定した実施例
屋１の空孔口径（μｍ）と累積空孔量率（％）の関係を
図に示す＠なお厘２及び厘３の実施例と比較例も空孔量
に相違があるが、空孔口径と累積空孔量率の関係は実施
例煮１と殆んど同様の結果を示した。
屋１の空孔口径（μｍ）と累積空孔量率（％）の関係を
図に示す＠なお厘２及び厘３の実施例と比較例も空孔量
に相違があるが、空孔口径と累積空孔量率の関係は実施
例煮１と殆んど同様の結果を示した。
第１表 配合割合及び電極特性
第１表に示す如く、本発明方法の＆１〜＆３″の電極特
性は比較例に比して優れた特性を示した。
性は比較例に比して優れた特性を示した。
また水とのぬれ性は水を電極表面に滴下した時、Ａ１〜
腐３はすぐに水が電極に吸収されるので水とのぬれ性が
良好である。
腐３はすぐに水が電極に吸収されるので水とのぬれ性が
良好である。
このように製作した電極の一方を１８０℃にて加熱溶融
しもう一方は常温のロールに挾み、ロール速度１ ｃｍ
、４ｉｘ １圧力５〜で熱処理し、１鴎の多孔質面と熱
溶融処理面を有する多孔質カーボンプラスチック電極を
得た。
しもう一方は常温のロールに挾み、ロール速度１ ｃｍ
、４ｉｘ １圧力５〜で熱処理し、１鴎の多孔質面と熱
溶融処理面を有する多孔質カーボンプラスチック電極を
得た。
熱処理しないものは連通した微細孔を有しているため、
通常の膜抵抗測定で６ΩｃｒＩ（液温２５℃。
通常の膜抵抗測定で６ΩｃｒＩ（液温２５℃。
１５ＱｃＷｔの電解液使用）という抵抗をもったが、熱
処理した電極の表面は抵抗が無限大となシ、一方の面が
完全に多孔性を失なったことを示していた。
処理した電極の表面は抵抗が無限大となシ、一方の面が
完全に多孔性を失なったことを示していた。
Ｈ発明の効果
本発明の多孔性プラスチック電極の製造法によれば、一
方の面が多孔性電極にシリカ粉末を混合させることＫよ
って電極のぬれ性が向上し、電極内部に活物質が浸透し
易くなフ、活性度が向上し、度応過電圧を低下させるこ
とができ、他方の面は不浸透性を有し、バイポーラタイ
プの電池の性能を向上させるバイポーラタイプの多孔性
プラスチックｉ！極を容易にかつ安価に製作することが
できる０
方の面が多孔性電極にシリカ粉末を混合させることＫよ
って電極のぬれ性が向上し、電極内部に活物質が浸透し
易くなフ、活性度が向上し、度応過電圧を低下させるこ
とができ、他方の面は不浸透性を有し、バイポーラタイ
プの電池の性能を向上させるバイポーラタイプの多孔性
プラスチックｉ！極を容易にかつ安価に製作することが
できる０
図は実施例ｙＫ Ｉ Ｋおける空孔口径に対する累積空
孔量率の関係グラフである。
孔量率の関係グラフである。
Claims (5)
- （１）高分子化合物１００重量部に対し、カーボンブラ
ック及びシリカ粉末を夫々２０〜１２０重量部及び１０
〜１００重量部ただし該カーボンブラックとシリカ粉末
との合計部数が１４０重量部以下、更に微細多孔性付与
材をカーボンブラックとシリカ粉末合計１００重量部に
対して１５０〜５５０重量部配合した混合物から成る多
孔質カーボンプラスチック電極の少くとも一方の面を１
００℃〜２５０℃にて加熱溶融し、加圧成形後、該加圧
成形物中の微細多孔性付与材を抽出剤にて抽出処理し製
造されたことを特徴とする多孔質カーボンプラスチック
電極の製造方法。 - （２）前記高分子化合物がポリオレフィン、ポリアミド
、ポリエステル系高分子化合物であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の多孔質カーボンプラスチッ
ク電極の製造方法。 - （３）前記微細多孔性付与材がヂオクチルフタレート等
のフタル酸エステル、石油系オイル、ポリビニルアルコ
ール、ポリエチレングリコール、塩化ナトリウム及び塩
化カリウム等の無機塩類等から選ばれた１種または２種
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多
孔質カーボンプラスチック電極の製造方法。 - （４）前記加熱溶融するに当り該多孔質カーボンプラス
チック電極を加熱ロールと常温ロール間に挾み加熱処理
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多孔
質カーボンプラスチック電極の製造方法。 - （５）前記加熱溶融するに当り、該多孔質カーボンプラ
スチック電極の１面を加熱板に押しつけることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の多孔質カーボンプラス
チック電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60124084A JPS61284060A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP60124084A JPS61284060A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 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 |
|---|---|
| JPS61284060A true JPS61284060A (ja) | 1986-12-15 |
Family
ID=14876533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60124084A Pending JPS61284060A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 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) | JPS61284060A (ja) |
-
1985
- 1985-06-10 JP JP60124084A patent/JPS61284060A/ja active Pending
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