JPS63143752A

JPS63143752A - 多孔質電極の製造方法

Info

Publication number: JPS63143752A
Application number: JP61288926A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Jinnai; 健一郎陣内
Original assignee: Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1986-12-05
Filing date: 1986-12-05
Publication date: 1988-06-16
Anticipated expiration: 2010-07-19
Also published as: JPH0766815B2

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】Ａ　産業上の利用分野この発明は、例えば電気化学的反応を行わせる際に使用
する電極の製造方法に関するものである。

Ｂ　発明の概要この発明は、多孔質電極の製造方法において、連続的な
多孔化処理によって形成した多孔化マトリックスシート
と、電極下地層とをロールラミネートすることにより多
孔質電極を製造することを特徴とする多孔質電極の製造
方法。

Ｃ従来の技術第４図に臭化亜鉛電池の構造、第５図に多孔質電極の構
造を示す。

図において、（１０１）はバイポーラ型電極としたとき
に電極の正極となる多孔化層、（１０２）は負極となる
電極下地層である。

第４図の臭化亜鉛電池の正極反応は以下の通りである。

２　Ｂｒ−；ｌ：’　　Ｂｒ２　＋　　２　ｅこのよう
な反応は、！極の表面積に著しく影響され、該表面積を
大きくすると前記正極の過電圧が低下し、それによって
、前記臭化亜鉛電池の特性が向上する。

このような点から、従来は、それまで電極材として用い
られていたカーボンプラスチックシート（以下ＣＰとす
る）に、非常に大きな表面積を持つカーボンクロスを融
着させたものを正極側の電極材として使用していた。こ
こで、ＣＰの成分はポリエチレンが５０〜６０重量％、
カーボンブラック及びグラファイトが４０〜５０重量％
である。

しかし、前記カーボンクロスは前記ＣＰとの融着条件に
より特性が異なったり、充放電させた場合にｃｐからｎ
ｔ脱する等の問題点や長期間使用すると活性度が低下し
、電池特性を低下させるという問題点があり、現在では
押出成形法によって製造された多孔質電極が前記カーボ
ンクロスの代りに使用されている。

以下、上記多孔質電極の従来の製造方法について説明す
る。

従来の二層押出法による多孔質電極の製造方法は、電極
のマトリックスシートと下地層を押出成形法により各々
成形し、両者を融着させて電極とした後、この電極をア
セトン等の有機溶媒に浸して多孔化処理を行ない多孔質
電極を製造していたものである。

Ｄ　発明が解決しようとする問題点以上のような従来の多孔質電極の製造方法では、電極形
成後に多孔化処理を行うため、ｃｐに接しているマトリ
ックスシートの面が直接溶剤に触れないため多孔化処理
に長時間を要するという問題点と、一度に大量の電極を
処理するには装置が犬きくなるとともに、自動化が困難
であるという問題点があった。

Ｅ　問題点を解決するための手段・作用この発明に係る
多孔質電極の製造方法は、押出成形法により成形された
マトリックスシートを連続的に有機溶媒に浸して多孔化
処理を施すことにより多孔化マトリックスシートを形成
する工程と、押出成形法により電極下地層を成形する工程を有し、多
孔化マトリックスシートと電極下地層を重合して加圧ロ
ールに巻き込ませてロールラミネートする工程により形
成したことにより上記問題点を解決したものである。

この発明においては、先ずマトリックスシート多孔化し
、これを電極下地層とロールラミネートして電極を製造
するため、製造時間が著しく短くなり、生産性が向上す
る。

マトリックスシートとして使用するものは、化学的に安
定なポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィ
ン系樹脂やポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロト
リフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂の中から選択し
て使用することが望ましい。

これに対して、例えば化学的に不安定な（化学的に反応
しやすい）材質の物によりマトリックスシートを形成す
ると、反応性の強い電解液によってこのマトリックスシ
ートが変質を起こすことがあり、電極として長期間にわ
たる安定運転を期待することは難しい。

また、マトリックスシートに対して後段で述べる溶媒抽
出処理により多孔化を図るが、このために選択したマト
リックスシート用の樹脂に抽出可能な物質、例えば、Ｄ
ＯＰ、ＤＢＰなどを混練する。

なお、この混練操作の際には、前記ＤＯＰ。

ＤＢＰなどの物質の他にシリカを共存させておくと好ま
しい結果が得られやすい。

Ｆ　実施例以下、この発明の実施例を図面を参照しながら説明する
。

第１図から第３図は、多孔質電極の製造工程における各
装置の一例を示す概略構成図である。

第１図はマトリックスシートを製造するマトリックスシ
ート製造装置、第２図は上記製造されたマトリックスシ
ートに連続的な多孔化処理を施して多孔化マトリックス
シートを形成するための多孔化処理装置、第３図は電極
下地層を成形するとともに、上記多孔化マトリックスシ
ートと電極下地層をロールラミネートする電極製造装置
である。

図において、（１）はマトリックスシート、（２）はマ
トリックスシート（１）を押出成形法によって成形する
第１押出機、（３）は第１押出機（２）から供給された
マトリックスシート（１）を加圧する第１加圧装置、（
４）は加圧されたマトリックスシートを冷却する冷却ロ
ール、（５）は冷却されたマトリックスシートを自動的
に巻き取る第１自動巻き取り装置、（６）は第１自動巻
き取り装置（５）に配してマトリックスシートを巻き取
るための第１巻き取りロール、（７）はマトリックスシ
ート（１）を後記有機溶媒に送出する第１供給ロール、
（８）は有機溶媒のアセトン、（９）はアセトン（８）
が満たされ多孔化処理を施すための処理槽、（ｌＯ）は
多孔化処理された多孔化マトリックスシート、（１１）
は多孔化マトリックスシート（１０）を自動的に巻き取
る第２自動巻き取り装置、（１２）は第２自動巻き取り
装置（１１）に配して多孔化マトリックスシートを巻き
取るための第２巻き取りロール、（１３）は電極下地層
、（１４）は電極下地層を押出成形法によって成形する
第２押出機、（１５）は電極下地層（１３）及び多孔化
マトリックスシート（ｌＯ）を、加圧する第２加圧装置
、（１６）は加圧ロールＡ、　（１７）は加圧ロールＢ
、（１８）は多孔化マトリックスシー１−　（１０）を
第２加圧ロール（１５）に送出する第２供給ロール、（
１９）は多孔質電極用シート、（２０）は成形された多
孔質電極用シートを冷却するための冷却ロール、（２１
）は多孔質電極として切り出すための切断装置、（２２
）は切断装置（２１）に配して多孔質電極用シートを切
断するカッタである。

上記のように構成された多孔質電極の製造装置において
、各工程毎に以下説明する。

まず第１図において、第１押出機（２）により、マトリ
ックスシート（１）を　０．２〜０．４　ｍｍ程度の厚
ざに押出成形し、第１加圧装置（３）に送出する。

そして第１加圧装置（３）により加圧し、厚さ及び平滑
さが規制されたマトリックスシート（１）　は、冷却ロ
ール（４）により冷却した後、第１自動巻き取り装置（
５）によって第１巻き取りロール（６）に巻き取るよう
になっている。

第２図は、マトリックスシート（１）を第１供給ロール
から送り出して処理槽（９〕　　に満たされた有機溶媒
のアセトン（８）に浸し、多孔化処理を行う状況を説明
したものであり、多孔化処理された多孔化マトリックス
シート（ｌＯ）は、第２自動巻き取り装置（１１）によ
って第２巻き取りロール（１２）に巻き取るようになっ
ている。

また、第３図においては、電極下地層（１３）を第２押
出機（１４）により押出成形して、第２加圧装置（１５
）に送出し、ここで電極下地層（１３）は加圧ロールＡ
　（１６）と加圧ロールＢ　（１７）との間隙に挿入し
て加圧する。

この工程において、多孔化マトリックスシート（ｌＯ）
を第２供給ロールから送出し、加圧ロールＡ　（１５）
と加圧ロールＢ　（１７）との間隙に電極下地層（１３
）と共に挿入し、両者をロールラミネートして多孔質電
極用シート（１９）が形成する。

このように製造された多孔質電極用シート（１９）を冷
却ロール（２０）により冷却した後、切断装置（２１）
のカッタ（２２）によって所定の長さに切断して所定寸
法の多孔質電極とするものである。

以上のような方法により製造された多孔質電極の特性を
、従来のものと比較した結果を以下に示す。

表１は　ｉ　＝　２０　　ｍＡ／ｃｍ２での正電極の臭
素過電圧であり、ＰＣＦ−０１は二層押出法による電極
、ＣＧ−０１はカーボンクロス付電極、ＰＣＦ−０２は
上記実施例による電極である。

表１　過電圧表１かられかるように、上記３種の電極各々のＡ電圧に
は、大きな差は認められなかった。

また、上記実施例による多孔質電極を８００ｃｍ２の大
きさで備えている単電池を１０コ積層した積層電池とし
て、１＝１０Ａ、ｔ＝２５℃という条件で電池効率を調
べた結果、電気量効率は９１．５％、電圧効率は８９．
５％、エネルギー効率は８１．８９％となり、従来の方
法で製造した電極とほぼ同等な効率を示している。

以上のように、上記実施例の製造方法により多孔質ＴＬ
極を製造した場合にも、得られた多孔質電極は従来の方
法で製造された電極に劣らぬ良好な特性を得られること
がわかる。

なお、本発明は何ら上記実施例に限定されるものではな
く、同様な構造をもつ物に対しても適用可能である。

Ｈ発明の詳細な説明したように、本発明によれば、マトリックスシー
トを連続的に多孔化処理し、該多孔化処理された多孔化
マトリックスシートと電極下地層とをロールラミネート
して多孔質電極を製造したため、製造装置の使用スペー
スか縮小され、製造方法が簡略化されると共に、電池の
特性が低下せずに生産性が著しく向上するという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】第１図から第３図は各装置の概略構成図であり、第１図
はマトリックスシート製造装置、第２図は多孔化処理装
置、第３図は電極製造装置である。また、第４図は臭化
亜鉛電池の構造図、第５図は多孔質電極の断面図である
。図において、（１）はマトリックスシート、（２）及び
（１４）は押出機、（８）は有機溶媒のアセトン、（１
０）は多孔化マトリックスシート、（１３）は電極下地
層、（１６）及び（１７）は加圧ロール、（１９）は多
孔質電極用シートである。なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。代理人　弁理士　佐　藤　正　年第　１　口未　２　口１０　：　９９１いヒマトリックスンート１６：７１０
７ｍロール１７・＼１ｏ２゜２＾ζ　２ｅ　−Ｚｎ　　　　　２Ｂｒ−８ｒ２＋２ｅ
　　　Ｂｒ２＋Ｂｒ−ＢＦ３ＺｎＢｒ２−Ｚｎ＋　Ｓｒ
３

Claims

【特許請求の範囲】

（１）多孔化層を形成するマトリックスシート及び電極
下地層を押出成形法によって成形してなる多孔質電極の
製造方法において、押出成形法により成形されたマトリックスシートを連続
的に有機溶媒に浸して多孔化処理を施すことにより多孔
化マトリックスシートを形成する工程と、押出成形法により電極下地層を成形する工程を有し、多
孔化マトリックスシートと電極下地層を重合して加圧ロ
ールに巻き込ませてロールラミネートする工程とにより
形成したことを特徴とする多孔質電極の製造方法。
（２）前記マトリックスシートとして、ポリオレフィン
系樹脂あるいはフッ素系ポリマーを用い、電極下地層の
導電性材としてカーボンブラックとグラファイトを用い
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多孔質
電極の製造方法。
（３）前記多孔化処理前のマトリックスシートにシリカ
とＤＯＰの両者を混練し、多孔化処理の工程において、
ＤＯＰをアセトン等で溶出除去することを特徴とする特
許請求の範囲第１項又は第２項記載の多孔質電極の製造
方法。