JPS6149378A - 炭素系電極 - Google Patents
炭素系電極Info
- Publication number
- JPS6149378A JPS6149378A JP59170064A JP17006484A JPS6149378A JP S6149378 A JPS6149378 A JP S6149378A JP 59170064 A JP59170064 A JP 59170064A JP 17006484 A JP17006484 A JP 17006484A JP S6149378 A JPS6149378 A JP S6149378A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon
- sheet
- based electrode
- binder
- woven fabric
- 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
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/96—Carbon-based electrodes
-
- 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)
- 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〕
本発明は、燃料電池、非水溶媒′ｉ１）池の電極（一部
に集電体としても用いられている）として用いられる炭
紫系雷、極に関するものである。
に集電体としても用いられている）として用いられる炭
紫系雷、極に関するものである。
従来、燃料電池や非水溶媒電池の電謳として用いられて
いたものは、グラファイト粉末、グラファイト粉末を固
めたもの、グラファイト板などであり、グラフアイ粉末
に活物質として効果のあるフッ化グラファイト（ＣＦ）
ｎ又ｄ （Ｃ２Ｆ ） ｒｌを混合し、結着剤で一体に
成形したものであった。しかし、このものはミクロ的に
みて不均一分散になっておジ、電極や来電体として用い
た場合に、電気的５１１５絡即ち電気伝導性が良好とは
言えず、効率も余り良くないという欠点があった。また
、このものは粉体と結着剤の接着性が良好でなく、この
ため電極等として使用中に゛は解質や反応ガスが該電祢
内等に浸透し、長期に亘る使用期間中の性能劣イヒが瞳
けられなかった。
いたものは、グラファイト粉末、グラファイト粉末を固
めたもの、グラファイト板などであり、グラフアイ粉末
に活物質として効果のあるフッ化グラファイト（ＣＦ）
ｎ又ｄ （Ｃ２Ｆ ） ｒｌを混合し、結着剤で一体に
成形したものであった。しかし、このものはミクロ的に
みて不均一分散になっておジ、電極や来電体として用い
た場合に、電気的５１１５絡即ち電気伝導性が良好とは
言えず、効率も余り良くないという欠点があった。また
、このものは粉体と結着剤の接着性が良好でなく、この
ため電極等として使用中に゛は解質や反応ガスが該電祢
内等に浸透し、長期に亘る使用期間中の性能劣イヒが瞳
けられなかった。
以上膜、明したように、従来技術においてはグラファイ
ト粉末とフッ化グラファイト粉末とを混合成形して炭素
系電極として用いることは既に行われていたが、このも
のは効率があまシ良くなく、かつ使用期間中の性能劣化
が避けられないという欠点があつｋｏそこで、本発明は
これら従来技術の欠点を解消するためになされたもので
ある。
ト粉末とフッ化グラファイト粉末とを混合成形して炭素
系電極として用いることは既に行われていたが、このも
のは効率があまシ良くなく、かつ使用期間中の性能劣化
が避けられないという欠点があつｋｏそこで、本発明は
これら従来技術の欠点を解消するためになされたもので
ある。
本発明においては、上記の問題を解決するために、グラ
ファイト板等からなる集電体基板上に結着剤を介してカ
ーボンファイバーとフッ化グラファイトファイバーで形
成したシート（織布）を固定してなる炭素系型、極を提
供することを基本構成とするものである。
ファイト板等からなる集電体基板上に結着剤を介してカ
ーボンファイバーとフッ化グラファイトファイバーで形
成したシート（織布）を固定してなる炭素系型、極を提
供することを基本構成とするものである。
第１図は、この本発明の炭素系電極を模式的に示した断
面図であって、図中の符号（１）は集塵体基板、（２）
は結着剤、（３）はカーボンファイバーと７ツ化グラフ
アイトフアイバーをもって織製されたシートをそれぞれ
示している。
面図であって、図中の符号（１）は集塵体基板、（２）
は結着剤、（３）はカーボンファイバーと７ツ化グラフ
アイトフアイバーをもって織製されたシートをそれぞれ
示している。
しかして、上記シートを形成しているカーボンファイバ
ーとフッ化グラファイトファイバー（（ＣＦ）ｎ又は（
Ｃ２Ｆ）ｎ ）の配合比はそれぞれ１０〜９９（重量）
％、１〜９０（重量）係とした。
ーとフッ化グラファイトファイバー（（ＣＦ）ｎ又は（
Ｃ２Ｆ）ｎ ）の配合比はそれぞれ１０〜９９（重量）
％、１〜９０（重量）係とした。
この配合比を採用した理由は、７ツ化ダラフアイトフア
イハーが活物質として働くので、カーボンファイバーの
みのシートの場合より効果の向上が見込まれるからであ
ｐｌこ九の混合比率の上限を９０％としたのは、これを
超えても効果の向上が頭打ちになるからである。
イハーが活物質として働くので、カーボンファイバーの
みのシートの場合より効果の向上が見込まれるからであ
ｐｌこ九の混合比率の上限を９０％としたのは、これを
超えても効果の向上が頭打ちになるからである。
又、上記結着剤として有機高分子物質を用いるのは、集
電体尤板とシートとを結合、固定する接着力にゑ力、て
いる一方電気的作用、耐久性、安定性等の物性面におい
てもｈｖｔｚでいるからである。
電体尤板とシートとを結合、固定する接着力にゑ力、て
いる一方電気的作用、耐久性、安定性等の物性面におい
てもｈｖｔｚでいるからである。
このものの好ましい一例としてポリ四フッ化エチレン（
ＰＴＦＥ）を挙げることができる。
ＰＴＦＥ）を挙げることができる。
また、本発明において上記シート及び集気体基板とを結
合させる結沼剤に触媒として特定の金属元索又、はその
各７１ｉ酸化物、その塩等を含有させることは、電気化
学反応動床を向上させるために有効であり、その金和元
累としてＦｅ、 Ｃｏ１Ｒｈ＋’Ｒｕ＋Ｐｄ＋Ｉｒ＋Ｐ
ＬＡｕ・Ｃｒ・Ｍｏ、Ｗとその塩化物、酸化物、硫化物
、硫酸化物、炭化物、炭酸塩、璧化物、硝酸塩、リン化
物、リン酸塩、ホウ化物、ホウ酸塩、ケイ化物、ケイ酸
塩のいずれか一種又は二種以上を含有させるものである
。しかして、これら物質を触媒として選択した理由は、
これらの物質が他の物質と比較して効果を向上させるか
らである。
合させる結沼剤に触媒として特定の金属元索又、はその
各７１ｉ酸化物、その塩等を含有させることは、電気化
学反応動床を向上させるために有効であり、その金和元
累としてＦｅ、 Ｃｏ１Ｒｈ＋’Ｒｕ＋Ｐｄ＋Ｉｒ＋Ｐ
ＬＡｕ・Ｃｒ・Ｍｏ、Ｗとその塩化物、酸化物、硫化物
、硫酸化物、炭化物、炭酸塩、璧化物、硝酸塩、リン化
物、リン酸塩、ホウ化物、ホウ酸塩、ケイ化物、ケイ酸
塩のいずれか一種又は二種以上を含有させるものである
。しかして、これら物質を触媒として選択した理由は、
これらの物質が他の物質と比較して効果を向上させるか
らである。
又、シート及び集電体基板面に対する触媒の含有せを０
．０１〜１００グ／ｃ４としたのは、この下限より少い
と触を古効来がなく、上限を超えても触媒効果が頭打ち
になるがらである。
．０１〜１００グ／ｃ４としたのは、この下限より少い
と触を古効来がなく、上限を超えても触媒効果が頭打ち
になるがらである。
更に、本発明において、集気体基板の材質をカーボン板
、グラファイト板、多孔性金属板、エキスパンデッドメ
タル板のいずれか一種又は二腫以上で形成されたものに
限定したのは、本発明の目的・効果を損わないようにす
るためである。
、グラファイト板、多孔性金属板、エキスパンデッドメ
タル板のいずれか一種又は二腫以上で形成されたものに
限定したのは、本発明の目的・効果を損わないようにす
るためである。
次に、上記シート（織布）を集電体基板へ結合、固定し
て一体化するには、結着剤としてポリ四７フ化エチレン
（ＰＴＦＥ）のＭ ｆ’Ａ液をシート（織布）に１０〜
２［］０キ／洲の割合で塗布し、刃口熱、加圧して融着
させ、一体化させる。なお、この場合必要に応じて上記
触媒（！＠濁液に対して例えばｐｔＯ１１〜１０（重量
）％）を上記懸濁液中へ混ぜれば、触媒を含有するシー
ト（織布）とすることができる。また、上記融着一体化
の際の加熱、ヵ目圧条件は、融着させる加熱が１５０〜
５ｏｏ℃、０．５分〜６時間であシ、一体化させる加圧
が１ｏｏ〜１ｂ００ｋＰ／ｃｎｌ、１〜３００秒である
。
て一体化するには、結着剤としてポリ四７フ化エチレン
（ＰＴＦＥ）のＭ ｆ’Ａ液をシート（織布）に１０〜
２［］０キ／洲の割合で塗布し、刃口熱、加圧して融着
させ、一体化させる。なお、この場合必要に応じて上記
触媒（！＠濁液に対して例えばｐｔＯ１１〜１０（重量
）％）を上記懸濁液中へ混ぜれば、触媒を含有するシー
ト（織布）とすることができる。また、上記融着一体化
の際の加熱、ヵ目圧条件は、融着させる加熱が１５０〜
５ｏｏ℃、０．５分〜６時間であシ、一体化させる加圧
が１ｏｏ〜１ｂ００ｋＰ／ｃｎｌ、１〜３００秒である
。
以上の構成による本発明の炭素系電極は、電夕等として
用いた場合に、電気的連絡がよく（即ち内部抵抗が小さ
く）、従って効率のよい電極が提供されることになる。
用いた場合に、電気的連絡がよく（即ち内部抵抗が小さ
く）、従って効率のよい電極が提供されることになる。
次に、本発明の実施例を示す。
（Ｉ） ”ｆＡ ＩＮ ｆｌｌ −１
カーボンフアイバー７０（重量）％、フッ化グラファイ
トファイバー（ＣＦ）ｎ ３０ （重量）％からなるシ
ート（織布）４０ＢＸ４０酬に、ＰＴＦＥの６０飴水懸
濁液２ｍｌを塗布し、乾燥後、グラファイト鈑４０嫡’
Ｘ ４０ｍｍ×１ ｒｔｒｍ上にのせ、５００ゆ／ｃｒ
ｌの圧力で６０秒間プレスし、２００℃の温度で６０分
間加熱して一体化させた。このものは燃料電池′ｒ匡極
として用いる時、更にフッ素樹脂で通常の防水処理を施
した。
トファイバー（ＣＦ）ｎ ３０ （重量）％からなるシ
ート（織布）４０ＢＸ４０酬に、ＰＴＦＥの６０飴水懸
濁液２ｍｌを塗布し、乾燥後、グラファイト鈑４０嫡’
Ｘ ４０ｍｍ×１ ｒｔｒｍ上にのせ、５００ゆ／ｃｒ
ｌの圧力で６０秒間プレスし、２００℃の温度で６０分
間加熱して一体化させた。このものは燃料電池′ｒ匡極
として用いる時、更にフッ素樹脂で通常の防水処理を施
した。
（ＩＩ）実殉例−２
カーボンファイバー６０（重量）％、フッ化グラファイ
トファイバー（ＣｚＦ）ｎ ７０ （２１ｉｆａ）
％からなるノート（織布） ４０ ｖ、ｙｎ Ｘ ４０
ｒｔｒｍに、ＰＴＦＥの６０％水懸濁液にｐｔ扮末５
（重量）％を含有させたもの２彪を塗布し、乾燥後、焼
結多孔性ニッケル板気孔率６０チ、４０鼎×４０１Ｔ１
１＋＋１×０．５０ の上だのせ、１５０に！９／媚、
２４０℃、６０分間の条件で力１″Ｊ圧、加熱し、一体
化させた。
トファイバー（ＣｚＦ）ｎ ７０ （２１ｉｆａ）
％からなるノート（織布） ４０ ｖ、ｙｎ Ｘ ４０
ｒｔｒｍに、ＰＴＦＥの６０％水懸濁液にｐｔ扮末５
（重量）％を含有させたもの２彪を塗布し、乾燥後、焼
結多孔性ニッケル板気孔率６０チ、４０鼎×４０１Ｔ１
１＋＋１×０．５０ の上だのせ、１５０に！９／媚、
２４０℃、６０分間の条件で力１″Ｊ圧、加熱し、一体
化させた。
冊比軸例
従来技術による炭素系′ｌｆ極として、活性炭粉末６０
（車量）チ、フッ化黒鉛粉末２０（重賞）係、ＰＴＦＥ
２０ （点景）チを混合し、加圧成型した後、Ｎ２ガス
中で６５０℃、１時間の条件で加熱焼結させた。
（車量）チ、フッ化黒鉛粉末２０（重賞）係、ＰＴＦＥ
２０ （点景）チを混合し、加圧成型した後、Ｎ２ガス
中で６５０℃、１時間の条件で加熱焼結させた。
上記本発明の実姉６＋４−１ ＋ 実崩例−２および
従来技術による比較例の６種石の炭素系電極を、Ｎ２ガ
ス中で５００℃、１時間刀口熱して活性化させた後、気
体電極の酸素極として用い、２０ ｍＡ／ ｃＡで連続
放電を行った結果を第２図に示す。
従来技術による比較例の６種石の炭素系電極を、Ｎ２ガ
ス中で５００℃、１時間刀口熱して活性化させた後、気
体電極の酸素極として用い、２０ ｍＡ／ ｃＡで連続
放電を行った結果を第２図に示す。
また、充放電サイクルよシ寿命試験を行った結果を第６
図に示−ｊ。
図に示−ｊ。
第２図及び第６図からも明らかなように、本発明による
炭紫系省４極は従来の同わの炭素系電極と比べて効率も
良好であり、かつ充放電サイクルによる寿命も長く、性
能上優れた炭素系電極であることが確認された。
炭紫系省４極は従来の同わの炭素系電極と比べて効率も
良好であり、かつ充放電サイクルによる寿命も長く、性
能上優れた炭素系電極であることが確認された。
第１図は本発明の炭素系電極の構成を模式的に示した断
面図、第２図は本発明実施例及び比較例の電極の効率を
示すグラフ、第６図は本発明実施例及び比較例の電極の
電池電圧と充放電サイクルの関係を示すグラフである。 （１）・・・集電体基板、（２）・・・結着剤、（３）
・・・シート。 代恐人弁理土木村三朗
面図、第２図は本発明実施例及び比較例の電極の効率を
示すグラフ、第６図は本発明実施例及び比較例の電極の
電池電圧と充放電サイクルの関係を示すグラフである。 （１）・・・集電体基板、（２）・・・結着剤、（３）
・・・シート。 代恐人弁理土木村三朗
Claims (6)
- （１）カーボンファイバーとフッ化グラファイトファイ
バーでシート状織布を形成し、該シート状織布を結着剤
を介して集電体基板上に固定してなる炭素系電極。 - （２）上記シート状織布を形成しているカーボンファイ
バーとフッ化グラファイトファイバーの配合比が、それ
ぞれ１０〜９９（重量）％、１〜９０（重量）％である
特許請求の範囲第１項記載の炭素系電極。 - （３）上記結着剤が有機高分子物質である特許請求の範
囲第１項記載の炭素系電極。 - （４）上記結着剤に、触媒としてＦｅ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｒ
ｕ、Ｐｄ、ＩｒＰｔ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗの金属元素
もしくはその塩化物、酸化物、硫化物、硫酸化物、炭化
物、炭酸塩、窒化物、硝酸塩、リン化物、リン酸塩、ホ
ウ化物、ホウ酸塩、ケイ化物、ケイ酸塩のいずれか一種
又は二種以上を含有させた特許請求の範囲第１項記載の
炭素系電極。 - （５）上記シート状織布及び集電体基板に含有させる触
媒の量が０．０１〜１００ｍｇ／ｃｍ＾２である特許請
求の範囲第１項記載の炭素系電極。 - （６）上記集電体基板が、カーボン板、グラファイト板
、多孔性金属板、エキスバンデツドメタル板のいずれか
一種又は二種以上で形成されている特許請求の範囲第１
項記載の炭素系電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59170064A JPS6149378A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | 炭素系電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59170064A JPS6149378A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | 炭素系電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6149378A true JPS6149378A (ja) | 1986-03-11 |
Family
ID=15897957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59170064A Pending JPS6149378A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | 炭素系電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6149378A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003500548A (ja) * | 1999-05-27 | 2003-01-07 | デ・ノラ・エレートローディ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ | 新規なロジウム電気触媒及び調製方法 |
| JP2004507621A (ja) * | 2000-09-01 | 2004-03-11 | デ・ノラ・エレートローディ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ | 酸素を消費する陰極を用いて有機物質で汚染された工業銘柄の塩酸を電気分解する方法 |
-
1984
- 1984-08-16 JP JP59170064A patent/JPS6149378A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003500548A (ja) * | 1999-05-27 | 2003-01-07 | デ・ノラ・エレートローディ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ | 新規なロジウム電気触媒及び調製方法 |
| JP2004507621A (ja) * | 2000-09-01 | 2004-03-11 | デ・ノラ・エレートローディ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ | 酸素を消費する陰極を用いて有機物質で汚染された工業銘柄の塩酸を電気分解する方法 |
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