JPS6288261A - プラスチツク電極 - Google Patents
プラスチツク電極Info
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- JPS6288261A JPS6288261A JP60226943A JP22694385A JPS6288261A JP S6288261 A JPS6288261 A JP S6288261A JP 60226943 A JP60226943 A JP 60226943A JP 22694385 A JP22694385 A JP 22694385A JP S6288261 A JPS6288261 A JP S6288261A
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- JP
- Japan
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- graphite
- electrode
- bromine
- plastic
- carbon black
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- 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
- Y02E60/10—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
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- 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】
A、産業上の利用分野
この発明は、二次電池等に用いられる導電性プラスチッ
ク電極の組成と、プラスチック電極の電解液中の活物質
による耐食特性に関するものである。
ク電極の組成と、プラスチック電極の電解液中の活物質
による耐食特性に関するものである。
B0発明の概要
この発明では熱可塑性樹脂なマ) リツクスとするプラ
スチック電極において、導電剤として混合するカーボン
ブラックおよびグラファイトの配合重量比について、電
界液中の活物質による臭素透過量などの防食特性を検討
し、最適配分1を決定した。とくに使用するグラファイ
トとしてプラスチック電極の活物質透過特性からxis
h黒鉛が良い性能を示したため、二次電池等のグラスチ
ック電極に用いるグラフアイ)Kは平均粒径70μm以
下のKi ah黒鉛を使用するものである。
スチック電極において、導電剤として混合するカーボン
ブラックおよびグラファイトの配合重量比について、電
界液中の活物質による臭素透過量などの防食特性を検討
し、最適配分1を決定した。とくに使用するグラファイ
トとしてプラスチック電極の活物質透過特性からxis
h黒鉛が良い性能を示したため、二次電池等のグラスチ
ック電極に用いるグラフアイ)Kは平均粒径70μm以
下のKi ah黒鉛を使用するものである。
C0従来の技術
プラスチック電極を用いた二次電池として、電解液循環
形の臭素−亜鉛電池の基本構成を第6図に示した。図中
(1)は単セル、(2)は陽極室、(3)は陰極室、(
4)は多孔質の隔膜、(5)は陽極、(6)は陰極。
形の臭素−亜鉛電池の基本構成を第6図に示した。図中
(1)は単セル、(2)は陽極室、(3)は陰極室、(
4)は多孔質の隔膜、(5)は陽極、(6)は陰極。
(7〕は陽極液、(8)は陰極液、(9)は陽極液貯槽
、αqは陰極液貯槽、αηおよび(2)は電解液循環用
のポンプである。
、αqは陰極液貯槽、αηおよび(2)は電解液循環用
のポンプである。
か〜る臭素−亜鉛電池において、陽極(5)および陰極
(6)には、電極板の組成として、耐臭素性のあるポリ
エチレン、テフロンをマトリックスとして。
(6)には、電極板の組成として、耐臭素性のあるポリ
エチレン、テフロンをマトリックスとして。
これに導電性付与剤としてカーボン、カーボンブラック
、グラファイトの1mまたは混合したものを添加配合し
て成るものが、プラスチック電極として使用されている
。
、グラファイトの1mまたは混合したものを添加配合し
て成るものが、プラスチック電極として使用されている
。
D0発明が解決しようとする問題点
上記のようなプラスチック電極は、臭素−亜鉛電池のよ
うな二次電池の電極として長期間の使用結果から、下記
のような問題点が指摘される。
うな二次電池の電極として長期間の使用結果から、下記
のような問題点が指摘される。
ビ)とくに、バイポーラ形の電極として使用する場合、
電解液中の活物質(とくに臭素)が、長時間にわたり電
極を通じて一方から他方へ拡散したため自己放電をおこ
し、電池電極としての役割をしな(なった。
電解液中の活物質(とくに臭素)が、長時間にわたり電
極を通じて一方から他方へ拡散したため自己放電をおこ
し、電池電極としての役割をしな(なった。
(ロ)プラスチック@極自体が、上記活物質の電極内部
への拡散によって劣化し、その結果、機械的強度特性に
影響し、電極強度の低下をきたした。
への拡散によって劣化し、その結果、機械的強度特性に
影響し、電極強度の低下をきたした。
←うバイポーラ形電池を直列に組んで使用した場合、集
電体として端板に取付けられた金■ネットb’−1拡散
してぎた上記活物質(でよって腐食1.た。
電体として端板に取付けられた金■ネットb’−1拡散
してぎた上記活物質(でよって腐食1.た。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たものでちh、活物質に対する耐食性のよいプラスチッ
ク?!極を提供することを目的とする。
たものでちh、活物質に対する耐食性のよいプラスチッ
ク?!極を提供することを目的とする。
E1問題点を解決するための手段
この発明に係るプラスチック電極ハ、高密度の熱可塑性
樹脂をマトリックスとし、このマトリックスにカーボン
ブラック、グラファイトほか各種添加物を加熱混練して
成る電極において、プラスチックに対するカーボンブラ
ックおよびグラファイトの配合重量比を100:150
〜100:10とし、かつ、カーボンブラックに対する
グラファイトの配合重量比を100:190〜100:
1000とする電極材をシートまたは板状に成形したも
のであり。
樹脂をマトリックスとし、このマトリックスにカーボン
ブラック、グラファイトほか各種添加物を加熱混練して
成る電極において、プラスチックに対するカーボンブラ
ックおよびグラファイトの配合重量比を100:150
〜100:10とし、かつ、カーボンブラックに対する
グラファイトの配合重量比を100:190〜100:
1000とする電極材をシートまたは板状に成形したも
のであり。
さらに、使用するグラファイトとしては、平均粒径70
μm以下のK15h黒鉛を採用したものである。
μm以下のK15h黒鉛を採用したものである。
21作用
この発明においては、プラスチック電極の導電性付与剤
として、導電性の高いKi sh黒鉛(仕様については
後述する)と称されるグラファイトを用いて配合した電
極を成形したので、電極の活物質臭素の透過量b’−減
少し、したがって活物質の電極への拡散特性が改善され
る。
として、導電性の高いKi sh黒鉛(仕様については
後述する)と称されるグラファイトを用いて配合した電
極を成形したので、電極の活物質臭素の透過量b’−減
少し、したがって活物質の電極への拡散特性が改善され
る。
G、実施例
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。
れるものではない。
実施例1〜8及び比較例1〜2;
まず、′カーボンブラックおよびグラファイトの配合に
おいて、カーボンブラックの添加量を減らし、臭素透過
量を抑へ、そのため導電率の低下した分を、導電性の高
いK1511 黒鉛を増量することでカバーした。使用
したグラファイトは、導電性の高い特性をもつKi s
h 黒鉛(党利精鉱製)で、その平均粒径は70μmr
L以下のものである。
おいて、カーボンブラックの添加量を減らし、臭素透過
量を抑へ、そのため導電率の低下した分を、導電性の高
いK1511 黒鉛を増量することでカバーした。使用
したグラファイトは、導電性の高い特性をもつKi s
h 黒鉛(党利精鉱製)で、その平均粒径は70μmr
L以下のものである。
(、K15h(キンシュ)黒鉛は、鋳鉄製造時、溶融鉄
中から析出する薄片状の黒鉛であり、リン状結晶構造を
有する。この黒鉛は、工業プロセス内で生成されるもの
で、天然黒鉛の範哨には含まれない〕使用したKi s
h 黒鉛は4s類あ抄、第1茨に名称、純度、平均粒径
等の仕様を示す。
中から析出する薄片状の黒鉛であり、リン状結晶構造を
有する。この黒鉛は、工業プロセス内で生成されるもの
で、天然黒鉛の範哨には含まれない〕使用したKi s
h 黒鉛は4s類あ抄、第1茨に名称、純度、平均粒径
等の仕様を示す。
第1茂 実施例に使用したKl sh黒鉛実施例1;
密度0.963 y/L:rI、 MF R(フローイ
ンデックス〕5.3r/10=の高密度ポリエチレン(
以下HDPEとする)100 重量部に対してカーボン
ブラック(以下CBとする)〔ケッチェンブラックEC
。
ンデックス〕5.3r/10=の高密度ポリエチレン(
以下HDPEとする)100 重量部に対してカーボン
ブラック(以下CBとする)〔ケッチェンブラックEC
。
ライオンーアクゾ爬)22重量部、 K15h黒鉛HC
−A20U (党利精鉱ff)j00重量部を加えて、
加圧ニーダで混合した後プレスにてシート成形した。
−A20U (党利精鉱ff)j00重量部を加えて、
加圧ニーダで混合した後プレスにてシート成形した。
T(DP E : CB : T(C−A 20 U=
100:22:100実施例2; 実施例1でK15h黒鉛HC−A20UをKi 8h黒
鉛KNC−8Kおぎ変えたもの。
100:22:100実施例2; 実施例1でK15h黒鉛HC−A20UをKi 8h黒
鉛KNC−8Kおぎ変えたもの。
HDPE:CB:KNC−8=100:22:100儂
釦崎実施例3; 実施例1でK15h黒鉛I(C−A20UをK N F
−A15におぎかえたもの HopFJ: CB :KNF−A15=100 :
22 : 100実施例4; 実施例1でK1511黒鉛HC−A20UをKNF −
A25におぎかえたもの HDPE :CB :KNF−A25=I Do :
22 : 100実施例5; 実施例1において使用した素材は同じで、配合量を下記
のようにかえたもの HDPE :CB :HC−A20[J=100 :
11 : 111実施例6; 実施例2において下記のように配合量をかえたもの HDPE:CB:KNC−8=100:11 :111
実施例7; 実施例乙において配合量を下記のようにかえたもの HDPE:CB:KNF−A15=100:11 :1
11実施例8; 実施例4において配合量を下記のようKかえたもの HDPE :CB :KNF−A25=100 : 1
1 : 111比較例1; 実施例1と同じ配合量でグラファイトだけを平均粒径7
4μmLJ、下のす200メツシユアンダー(東海カー
ボン!!りにかえたもの 比較例2; 実施例5と同じ配合量で、グラファイトだけを前記÷2
00メツシュアンダー(東海カーボン製)にかえたもの 上記のシート成形条件は上記実施例および比較例で示し
た混合材料を1800に設定した加圧ニーダで、 60
rpmの回転速度で6分間、次いで90 rpmで1
2分間混練した後、加圧プレスにはさみ、150〜17
0℃で5分間予熱したのち。
釦崎実施例3; 実施例1でK15h黒鉛I(C−A20UをK N F
−A15におぎかえたもの HopFJ: CB :KNF−A15=100 :
22 : 100実施例4; 実施例1でK1511黒鉛HC−A20UをKNF −
A25におぎかえたもの HDPE :CB :KNF−A25=I Do :
22 : 100実施例5; 実施例1において使用した素材は同じで、配合量を下記
のようにかえたもの HDPE :CB :HC−A20[J=100 :
11 : 111実施例6; 実施例2において下記のように配合量をかえたもの HDPE:CB:KNC−8=100:11 :111
実施例7; 実施例乙において配合量を下記のようにかえたもの HDPE:CB:KNF−A15=100:11 :1
11実施例8; 実施例4において配合量を下記のようKかえたもの HDPE :CB :KNF−A25=100 : 1
1 : 111比較例1; 実施例1と同じ配合量でグラファイトだけを平均粒径7
4μmLJ、下のす200メツシユアンダー(東海カー
ボン!!りにかえたもの 比較例2; 実施例5と同じ配合量で、グラファイトだけを前記÷2
00メツシュアンダー(東海カーボン製)にかえたもの 上記のシート成形条件は上記実施例および比較例で示し
た混合材料を1800に設定した加圧ニーダで、 60
rpmの回転速度で6分間、次いで90 rpmで1
2分間混練した後、加圧プレスにはさみ、150〜17
0℃で5分間予熱したのち。
10 o)9/i・G に加圧して5分間プレスを行な
い。
い。
11III+厚のシートを成形したものである。
実施例1〜8および比較例1〜2の電極シートの導電特
性としての電気抵抗は以下の通りである。
性としての電気抵抗は以下の通りである。
実施例10.14Ω・α 比較例1 0.6 Ω
、。
、。
20.16〃2 0.5 〃
3 0.20 tr
4 0.20 #
5 0.35 tt
60.60 。
7 0.70 、F
B O,80g
以上のように成形された実施例1〜8および比較例1〜
2の電極用シートを、第2図に示す臭素透過量測定装置
を用いて、活物質臭素の透過量を測定した。第2図にお
いて、(A)は臭素透過量測定装置の全体構成説明図で
あり、図の中央部に、試料としての直径35■ψの実施
例および比較例の試料シートを取付けこれを隔膜とし、
これを両側からはさむ図に示すような左右のパイプ容器
に、臭素−亜鉛電極の正極用および負極用の電解液をそ
れぞれ等量25−づつ満たし、試料に対して電解液の接
する径20gmψのシート膜を通して拡散する臭素Br
!の透過量を測定した。すなわち1図の左側のパイプ容
器(斜線部)には、正極用の電解液と同様なZnBr2
6mot/l + Brt 3mol/l の混合液を
25−1右側パイプ容器には負極用の電解液と同様なZ
n B r、 3 mat/lの電解液を25−採り
入れ、全体を40℃の雰囲気中で、最大約300時間ま
での範囲で、左側から右側へシート膜を通して拡散移動
する臭素すなわちBrlの量を測定するものである。第
2図(B)に試料(6)すなわち電極用シートの取付は
固定法を示したが、隔膜部はとくに気密性を保ち、かつ
臭素や電解液に対して不活性な材料を用い、図のように
、ガラスα尋、ゴムパツキン(至)およびグリースαQ
等でシート膜と左右パイプをシールし、(A)に示すよ
うに、ガラス部を金属板とネジで抑圧固定しである。
2の電極用シートを、第2図に示す臭素透過量測定装置
を用いて、活物質臭素の透過量を測定した。第2図にお
いて、(A)は臭素透過量測定装置の全体構成説明図で
あり、図の中央部に、試料としての直径35■ψの実施
例および比較例の試料シートを取付けこれを隔膜とし、
これを両側からはさむ図に示すような左右のパイプ容器
に、臭素−亜鉛電極の正極用および負極用の電解液をそ
れぞれ等量25−づつ満たし、試料に対して電解液の接
する径20gmψのシート膜を通して拡散する臭素Br
!の透過量を測定した。すなわち1図の左側のパイプ容
器(斜線部)には、正極用の電解液と同様なZnBr2
6mot/l + Brt 3mol/l の混合液を
25−1右側パイプ容器には負極用の電解液と同様なZ
n B r、 3 mat/lの電解液を25−採り
入れ、全体を40℃の雰囲気中で、最大約300時間ま
での範囲で、左側から右側へシート膜を通して拡散移動
する臭素すなわちBrlの量を測定するものである。第
2図(B)に試料(6)すなわち電極用シートの取付は
固定法を示したが、隔膜部はとくに気密性を保ち、かつ
臭素や電解液に対して不活性な材料を用い、図のように
、ガラスα尋、ゴムパツキン(至)およびグリースαQ
等でシート膜と左右パイプをシールし、(A)に示すよ
うに、ガラス部を金属板とネジで抑圧固定しである。
第1図は、上記の臭素透過量測定装置により、実施例1
〜8および比較例1および2の試料について活物質臭素
の透過量を測定した結果を示す。
〜8および比較例1および2の試料について活物質臭素
の透過量を測定した結果を示す。
図から明らかなように、実施例の透過量は比較例の透過
量に比して、約115〜1/15であることがわかる。
量に比して、約115〜1/15であることがわかる。
この実験結果から実施例の中でもとくにK15h 黒
鉛配合量が多く、純度の高いものが一般的に長持性を示
したが、シート電気抵抗特性にはとくに無関係であるこ
とがわかる。
鉛配合量が多く、純度の高いものが一般的に長持性を示
したが、シート電気抵抗特性にはとくに無関係であるこ
とがわかる。
このほか、実施例にもとづいて作った電極を用いて、海
水から臭素を製造する装置の電極として使用した場θ、
電極としての寿命を従来のプラスチック電極と比較する
と、下記のように長寿命となる効果がある。
水から臭素を製造する装置の電極として使用した場θ、
電極としての寿命を従来のプラスチック電極と比較する
と、下記のように長寿命となる効果がある。
(試 料) (寿命)
比較例1の電極 3000時間
比較例5の電極 8000時間
なお、この発明に係るプラスチック電極を使用する電池
としては、臭素−亜鉛電池の例を示したが、この他にも
塩素−亜鉛電池と、さらに、一般的に導電性プラスチッ
ク電極を使用する全ての電極に適用できることは言うま
でもない。
としては、臭素−亜鉛電池の例を示したが、この他にも
塩素−亜鉛電池と、さらに、一般的に導電性プラスチッ
ク電極を使用する全ての電極に適用できることは言うま
でもない。
H0発明の効果
この発明は以上説明した通り、実施例に示したプラスチ
ック電極に対する活物質臭素の拡散特性は従来のプラス
チック電極(ポリエチレンにカーボンブラック等を混練
したもの)に比べて格段の性能向上を示し、プラスチッ
ク電極導を性付与剤としてKi Sh黒鉛を用いた効果
は犬ぎいということができる。
ック電極に対する活物質臭素の拡散特性は従来のプラス
チック電極(ポリエチレンにカーボンブラック等を混練
したもの)に比べて格段の性能向上を示し、プラスチッ
ク電極導を性付与剤としてKi Sh黒鉛を用いた効果
は犬ぎいということができる。
第1図はこの発明の実施例および比較例について臭素透
過特性を比較した測定結果図、第2図はこの発明の効果
を試験するためのプラスチック電極用シートの臭素透過
量測定装置の説明図、第6図は臭素−亜鉛電池の基本構
成説明図である。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 第2図
過特性を比較した測定結果図、第2図はこの発明の効果
を試験するためのプラスチック電極用シートの臭素透過
量測定装置の説明図、第6図は臭素−亜鉛電池の基本構
成説明図である。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 第2図
Claims (2)
- (1)熱可塑性樹脂をマトリツクスとし、これにカーボ
ンブラック、グラファイトほか、各種添加物を混練し、
これをシート又は板状に成形してなる電極において、上
記熱可塑性樹脂に対する前記カーボンブラックおよびグ
ラファイトの重量に基づく配合量を100:150〜1
00:10とし、かつ前記カーボンブラックに対する前
記グラファイトの重量に基づく配合量を100:190
〜100:1000とすることを特徴とするプラスチッ
ク電極。 - (2)前記グラファイトの混練配合において、使用する
グラファイトは平均粒径70μm以下のKish黒鉛で
ある特許請求範囲第1項に記載のプラスチック電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60226943A JPH0628154B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | プラスチツク電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60226943A JPH0628154B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | プラスチツク電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6288261A true JPS6288261A (ja) | 1987-04-22 |
| JPH0628154B2 JPH0628154B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=16853042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60226943A Expired - Lifetime JPH0628154B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | プラスチツク電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0628154B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019167521A (ja) * | 2018-03-23 | 2019-10-03 | 積水テクノ成型株式会社 | 樹脂成形体 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60186551A (ja) * | 1984-03-07 | 1985-09-24 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 二次電池電極用導電性樹脂組成物 |
-
1985
- 1985-10-14 JP JP60226943A patent/JPH0628154B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60186551A (ja) * | 1984-03-07 | 1985-09-24 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 二次電池電極用導電性樹脂組成物 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019167521A (ja) * | 2018-03-23 | 2019-10-03 | 積水テクノ成型株式会社 | 樹脂成形体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0628154B2 (ja) | 1994-04-13 |
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