JPS6132956A - 亜鉛−塩素二次電池用電極の製造方法 - Google Patents

亜鉛−塩素二次電池用電極の製造方法

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JPS6132956A
JPS6132956A JP59154860A JP15486084A JPS6132956A JP S6132956 A JPS6132956 A JP S6132956A JP 59154860 A JP59154860 A JP 59154860A JP 15486084 A JP15486084 A JP 15486084A JP S6132956 A JPS6132956 A JP S6132956A
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JP
Japan
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ruthenium
electrode
porous carbon
titanium plate
zinc
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JP59154860A
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Takaya Shimada
斯真田 隆弥
Toshihide Nakamura
中村 俊秀
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Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Original Assignee
Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
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    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88Processes of manufacture
    • H01M4/8803Supports for the deposition of the catalytic active composition
    • H01M4/8807Gas diffusion layers
    • HELECTRICITY
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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) 本発明は、電極貯蔵用二次電池、特に亜鉛−塩素二次電
極に使用される電極の製造方法に関する。
(従来技術とその問題点) 亜鉛−塩素二次電池は、上部に集合電池群を収容した電
解槽、電解液循環ポンプ及び塩素ガスポンプ、熱交換器
を内蔵した塩素水和物貯槽、冷却器等から構成され、電
解液には塩化亜鉛水溶液が用いられ、集合電池群は亜鉛
を負極活物質とし、塩素を正極活物質として用いられて
いる。
この亜鉛−塩素二次電池は、充電時正極から発生する塩
素ガスが冷水と反応し、塩素水和物として貯蔵され、充
電完了状態では充電により電解液の塩化亜鉛濃度が減少
して約0.5モルとなる。放電時は電池廃熱を熱交換器
を介して利用し、塩素水和物を加熱分解して発生する塩
素ガスを集合電池へ供給する。放電完了時、電解液の塩
化亜鉛濃度は約2.5モルとなり、塩素水和物は完全に
分解して貯槽には水が残る。
ところで斯かる亜鉛−塩素二次電池に用いる電極には、
従来多孔性炭素板又は多孔性チタン板を、塩化ルテニウ
ム溶液に浸して、塩化ルテニウムを含浸させ、乾燥後水
素雰囲気中で還元して、ルテニウムを担持させた電極が
一般に採用されてきた。
然し乍ら、このようにして製造したルテニウム担持電極
は、多孔性炭素板又は多孔性チタン板の全体にルテニウ
ムが入っていて、電極として有効に働かない部分まで余
分にルテニウムが付着しているので、高価なルテニウム
が無駄となっている。
またルテニウムの細かい粒子が還元処理により一凝集し
て大きな粒子となるので、電極性能を阻害する一因とな
っている。さらに塩化ルテニウム中の不純物が残留する
為、電極性能が使用中に低下することがある。
一方、多孔性炭素板又は多孔性チタン板にルテニウムを
電気めっきして、ルテニウムを担持させた電極を得る方
法が考えられるが、この方法によると、ルテニウムが余
分にめっきされて高価なルテニウムが無駄になるもので
ある。またルテニウムの粒子が粗く、電極性能に悪影響
を及ぼすものである。さらにめっき液中の不純物が析出
する為、電極性能が低下するものである。また電気めっ
きではルテニウムの密着性が弱く、しかも活性が低いも
のである。その上充電時に析出する亜鉛が条件によりデ
ンドライトになると、放電時に脱落して電流効率が低下
するので、デンドライトの成長を防ぐ為には定期的に完
全放電しなくてはならない。さらにまた電気めっきでは
多孔性炭素板又は多孔性チタン板の表面をルテニウムの
析出物が完全に被覆してしまい、電解液が流れにくくな
る恐れがある。
(発明の目的) 本発明は、上記従来の亜鉛−塩素二次電池用電極の問題
点を解消すべくなされたもので、表面に所要量のルテニ
ウムを均一に付着させ、そのルテニウムの粒子を細かく
でき、またルテニウムの析出物や不純物を無くすことが
でき、さらに密着性及び使用時の活性を強化でき、その
上使用中亜鉛の析出をデンドライトにしない亜鉛−塩素
二次電池用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。
(発明の構成) 本発明の亜鉛−塩素二次電池用電極の製造方法の1つは
、多孔性炭素板又は多孔性チタン板にスパッタリングに
よりルテニウムを担持することを特徴とするものである
本発明の亜鉛−塩素二次電池用電極の製造方法の他の1
つは、多孔性炭素板又は多孔性チタン板にテフロンをコ
ーティングした後スパックリングによりルテニウムを担
持することを特徴とするものである。
(実施例) 本発明1の亜鉛−塩素二次電池用電極の製造方法の実施
例について説明すると、空孔率50%で、厚さ2fi1
幅150m、高さ150fiの多孔性炭素板及び多孔性
チタン板の表面に、スパッタリングによりルテニウムを
0.5■/ c+n ’付着担持して、亜鉛−塩素二次
電池用電極を製造した。
次に本発明2の実施例について説明すると、空孔率50
%で、厚さ2fl1幅150mm、高さ150m1+の
多孔性炭素板の表面に、テフロンを0.5μコーテイン
グした後、スパッタリングによりルテニウムを0.3■
/cI112付着担持して、亜鉛−塩素二次型、他用電
極を製造した。
かようにして製造された各実施例の亜鉛−塩素二次電池
用電極を観察した処、多孔性炭素板及び多孔性チタン板
の表面に夫々所要量のルテニウムが均一に付着していて
、従来のようにルテニウムが余分に付着している個所は
無かった。またルテニウムの粒子は細かく、加熱処理が
なされないので凝集せず大きな粒子は無かった。さらに
ルテニウム中には不純物が殆んど存在しなかった。また
ルテニウムの密着性が従来の電極よりも強く、とりわけ
テフロンをコーティングした後ルテニウムを付着させた
電極はルテニウムの密着性が著しく強かった。
然してこれらの電極を亜鉛−塩素二次電池に使用した処
、活性が強く、その上充電時に析出する亜鉛がデンドラ
イトにならないので、放電時に脱落せず、電流効率が低
下しなかった。またスパッタリングにより形成担持させ
たルテニウムは、多孔性炭素板及び多孔性チタン板の表
面を密閉しないので、電解液の流れが良好で、しかも前
述の如くルテニウム中に不純物が殆んど存在せず、しか
もルテニウムの細かい粒子が凝集せず大きな粒子が無い
ので、電極性能が著しく向上していることが判明した。
(発明の効果) 以上の説明で判るように本発明の亜鉛−塩素二次電池用
電極の製造方法によれば、多孔性炭素板及び多孔性チタ
ン板の表面に所要量のルテニウムが均一に付着されて余
分な個所にルテニウムが付着することがないので、高価
なルテニウムが無駄になることがない。また多孔性炭素
板及び多孔性チタン板の表面に形成担持されるルテニウ
ムの粒子が細かくなり、またルテニウムの析出物や不純
物が殆んど存在せず、さらに密着性及び使用時の活性が
強化され、その上亜鉛の析出がデンドライトにならない
ので、電解液の流れが良好で、電極性能が著しく向上し
た亜鉛−塩素二次電池用電極を得ることができるという
優れた効果がある。
出願人  田中貴金属工業株式会社 手続補W占 昭和GOイ110月250 特許庁長官  宇 賀 道 部  17に2、発明の名
称 ハロゲン反応用電極の製造方法 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 4、補正命令の日付 自発 5、補正の対象 願書および明細書 6、補正の内容 別紙の通り補正する。
明細書 1、発明の名称 ハロゲン反応用電極の製造方法 2、特許請求の範囲 1)多孔性炭素板又は多孔性チタン板にスパッタリング
によりルテニウムを担持することを特徴とするハロゲン
反応用電極の製造方法。
2)多孔性炭素板又は多孔性チタン板にテフロンをコー
ティングした後スパックリングによりルテニウムを゛担
持することを特徴とするハロゲン反応用電極の製造方法
3、発明の詳細な説明 (産業上の利用分野) 本発明は、広く塩素の反応をともなう電極例えば−次、
二次電池の電極、燃料電池に使用される電極の製造法に
関する。
(従来技術とその問題点) 例えば、電池の正極に活物質としてハロゲンを用いる電
池においては、放電時に電極上でハロゲン分子がハロゲ
ンイオンに、充電時に電極上でハロゲンイオンかハロゲ
ン分子になる反応が起る。
例えば、負極に亜鉛、正極に塩素または臭素を活物質に
した亜鉛ハロゲン電池、負極に金属・イオンの酸化、還
元反応を組み合わせたレドックス電池においては、ハロ
ゲンは金属塩を熔解した水溶液中に吸収させて電極上に
供給する。このため、電池系は電池に電解液を供給する
電解液循環系を、電解液にハロゲンを供給するハロゲン
循環系の両方を有している。また、ハロゲン電極を用い
た燃料電池の場合には、電極の片面にはハ1]ゲンをガ
ス状で送ることもありうる。
ところで、斯かる電極には、従来多孔性炭素板又は多孔
性チタン板を、塩化ルテニウム溶液に浸して、塩化ルテ
ニウムを含浸させ、乾燥後水素雰囲気中で還元して、ル
テニウムを担持させた電極が−T一般に採用されてきた
然し乍ら、このようにして製造したルテニウム担持電極
は、多孔性炭素板又は多孔性チタン板の全体にルテニウ
ムが入っていて、電極として有効に働かない部分まで余
分にルテニウムが付着しているので、高価なルテニウム
が無駄となっている。
またルテニウムの細かい粒子が還元処理により凝集して
大きな粒子となるので、電極性能を阻害する−・因とな
っている。さらに塩化ルテニウム中の不純物が残留する
為、電極性能が使用中に低下することがある。
一ヘ方、多孔性炭素板又は多孔性チタン板にルテニウム
を電気めっきして、ルテニウムを担持させた電極を得る
方法が考えられるが、この方法によると、ルテニウムが
余分にめっきされて高価なルテニウムが無駄になるもの
である。またルテニウムの粒子が粗く、電極性能に悪影
響を及ぼすものである。さらにめっき液中の不純物が析
出する為、電極性能が低下するものである。また電気め
っきではルテニウムの密着性が弱く、しかも活性が低い
ものである。さらにまた電気めっきでは多孔性炭素板又
は多孔性チタン板の表面をルテニウムの析出物が完全に
被覆してしまい、電解液が流れにくくなる恐れがある。
(発明の目的) 本発明は、上記従来のハロゲン反応用電極の問題点を解
消すべくなされたもので、表面に所要量のルテニウムを
均一に付着させ、そのルテニウム中粒子を細かくでき、
またルテニウムの析出物や不純物を無くすことができ、
さらに密着性及び使用時の活性を強化することを目的と
するものである。
(発明の構成) 本発明のハロゲン反応用電極の製造方法の1つは、多孔
性炭素板又は多孔性チタン板にスパッタリングによりル
テニウムを担持することを特徴とするものである。
本発明のハロゲン反応用電極の製造方法の他の1つは、
多孔性炭素板又は多孔性チタン板にテフロンをコーティ
ングした後スパックリングによりルテニウムを担持する
ことを特徴とするものである。
(実施例) 本発明1のハロゲン反応用電極の製造方法の一実施例に
ついて説明すると、空孔率50%で、厚さ2鴎、幅15
0龍、高さ150龍の多孔性炭素板及び多孔性チタン板
の表面に、スパックリングによりルテニウム0.5■/
 cm ”付着担持して、ハロゲン反応用電極を製造し
た。
次に本発明2の実施例について説明すると空孔率、50
%で、厚さ2鰭、幅150mm、高さ150龍の多孔性
炭素板の表面に、テフロンを0.5μコーテイングした
後、スパッタリングによりルテニウムを0.3■/cm
”付着担持して、ハロゲン反応用電極を製造した。
かようにして製造された各実施例のハロゲン反応用電極
を観察した処、多孔性炭素板又は多孔性チタン板の表面
に夫々所要量のルテニウムが均一に付着していて、従来
のようにルテニウムが余分に付着している個所は無かっ
た。またルテニウムの粒子は細かく、加熱処理がなされ
ないので凝集せず大きな粒子は無かった。さらにルテニ
ウム中には不純物が殆んど存在しなかった。またルテニ
ウムの密着性が従来の電極よりも強く、とりわけテフロ
ンをコーティングした後ルテニウムを付着させた電極は
ルテニウムの密着性が著しく強かった。
然してこれらの電極を一例として亜鉛−塩素二次電池に
使用した処、活性が強く、電圧効率の向−ヒをみること
が出来た。また、スパッタリングにより形成担持さセた
ル“テニウJ、は、多孔性炭素板又は多孔性チタン板の
表面を密閉しないので、電解液の流れが良好で、しかも
前述の如くルテニウム中に不純物が殆んど存在せず、し
かもルテニウムの細かい粒子が凝集せず大きな粒子が無
いので、電極性能が著しく向上していることが判明した
(発明の効果) 以上の説明で判るように本発明のハロゲン反応用電極の
製造方法によれば、多孔性炭素板又は多孔性チタン板の
表面に所要量のルテユウJ0、が均・に付着されて余分
な個所にルテニウトが付着することがないので、高価な
ルテニウムが無駄になることがない。また多孔性炭素板
又は多孔性チタン板の表面に形成担持されるルテニウム
の粒子が細かくなり、またルテニウムの析出物や不純物
が殆んど存在せず、さらに密着性及び使用時の活性が強
化され、電極性能が著しく向上したハロゲン反応用電極
を得ることができるという優れた効果がある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)多孔性炭素板又は多孔性チタン板にスパッタリング
    によりルテニウムを担持することを特徴とする亜鉛−塩
    素二次電池用電極の製造方法。 2)多孔性炭素板又は多孔性チタン板にテフロンをコー
    ティングした後スパッタリングによりルテニウムを担持
    することを特徴とする亜鉛−塩素二次電池用電極の製造
    方法。
JP59154860A 1984-07-25 1984-07-25 亜鉛−塩素二次電池用電極の製造方法 Pending JPS6132956A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5776759A (en) * 1980-10-31 1982-05-13 Energy Dev Ass Electrode and method of discharging storage device
JPS58225573A (ja) * 1982-06-24 1983-12-27 Toshiba Corp 空気電極とその製造方法

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