JPS632260A - プラスチツク電極 - Google Patents

プラスチツク電極

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JPS632260A
JPS632260A JP61142886A JP14288686A JPS632260A JP S632260 A JPS632260 A JP S632260A JP 61142886 A JP61142886 A JP 61142886A JP 14288686 A JP14288686 A JP 14288686A JP S632260 A JPS632260 A JP S632260A
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JP
Japan
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electrode
graphite
amount
plastic
carbon black
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JP61142886A
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English (en)
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Kazuo Fushimi
伏見 和夫
Yoshinori Kishimoto
吉則 岸本
Kenichiro Jinnai
健一郎 陣内
Akihiko Hirota
広田 明彦
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/96Carbon-based electrodes
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling 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。

Description

【発明の詳細な説明】 A、II業上の利用分野 この発明は亜鉛−臭素電池などの電極に用いられるプラ
スチック電極に間し、とくに導電性を付与する炭素成分
の品質及び組成を規定するプラスチック電極に関するも
のである。
B1発明の概要 この発明では熱可塑性樹脂をマトリックスとするプラス
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、電解
液中の活物質による臭素透過量その他諸特性を検討し、
最適配分量を決定した。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及び過電圧特性
からキッシュ黒鉛が良い性能を示したため、亜鉛−臭素
電池等のプラスチック電極に用いるグラファイトには平
均粒径60μm以下のキッシュ黒鉛を使用するものであ
る。
C1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
形の亜鉛−臭素電池の基本構成を第5図に示した。図中
(1)は単セル、(2)は正極室、(3)は負極室、(
4)は多孔質の隔膜、(5)は正極、(6)は負極、(
7)は正極液、(8)は負極液、(9)は正極液貯槽、
αQは負極液貯槽、(1υおよび(財)は電解液循環用
ポンプである。
かかる亜鉛−臭素電池において、正極(5)および負極
(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、゛テフロンなど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1種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。
従来、このプラスチック電極において、導電性付与剤の
一つとしてのグラファイトに上記キッシュ黒鉛を用いた
例としては、発明者らによる特願昭80−226943
号がある。
この特願に記載されているプラスチック電極は、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10
0:150〜100:10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70μm以下のキッシュ黒鉛を採用し
たものである。
D1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、亜鉛−臭素電池のよ
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。
(イ)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果せなくなる。
(四プラスチック電極自体が、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
うし、電極強度の低下をきたした。
(ハ)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属ネットが、拡散し
てきた上記活物質によって腐食した。
上記のほか、次の問題点がある。すなわち、寿命特性の
一つとして、熱可塑性樹脂に高密度のポリエチレン(以
下PEとする) 50w t%(重量%)、カーボンブ
ラック(以下CBとする)15wt%及びグラファイト
(以下Gとする)35w t%を混練してなるカーボン
プラスチック電極(以下CP電極)を用いて、電流密度
13.5m A/ c m ”の8時間充電、8時間放
電による電力1kwの充・放電サイクル試験において、
サイクル数は1000サイクルが限度であった。これに
対してはもう少しこの値を延ばす必要がある。
また、CP電極のCBの添加量率を小さくすることによ
り、その電気抵抗を大きくすると電極の臭素透過性が小
さくなり、臭素透過性の特性は望ましい方向へ改良され
ることが判明したものの、この面での特性向上が逆に正
極及び負極がA電圧特性を悪化させる影1の度合いが明
確でなかった。
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
たものであり、活物質に対する耐食性のよい長寿命のプ
ラスチック電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は、組成がPEなど熱
可菫性樹脂に対するCBとGの配合量を重量比で45 
+ 55〜50 : 50の範囲内とし、かつCBとG
の配合量を重量比で3=52〜10:45の範囲内とす
るものである。
F8作用 この発明においては、CP電極の上記PE:CB:G組
成比のCB量を減らしてその分だけGを増量すると、C
P電極の電気抵抗が大きくなる。反面、これによって電
極の臭素透過性が減少し実用上と良好な特性が得られる
。しかし極端に電気抵抗を増大すると正負極の充・放電
過電圧が犬となり電池性能が悪化する。したがって過電
圧をさほど上げることなく、臭素透過性を抑えた状態を
維持する組成配合量を実験的に求めることによって、上
記の矛盾を相殺する配合最適値が得られる。
G0発明の実施例 以下、この発明を実施例について説明する。
はじめに、この実施例において使用したPEは、密度0
.963 g/c m3. V F R(フローインデ
ックス) 5.3 g 710m i nの高密度ポリ
エチレンである。また、使用したCBは平均粒径30n
m、表面積1000m 2/ gのケッチエンブラック
EC(商標ニライオンアクシー社製)である。
さらに、使用したGは固形炭素分99.5w t%以上
、平均粒径50〜つ70μmのキッシュ黒鉛KNC−3
(商標;光和製鉱社製)である。これらのPE、CB及
びGを用いて、以下の実施例1〜5に示すように、PE
に対するCBとGの配合量を変えた電極を試作し、上記
配合量の差による臭素透過性及び過電圧などの特性を検
討した。
実施例1: 重量比でP E/CB/G = 4515150の各原
料粉を加圧ニーダ−で混練し、その後プレス成形してシ
ート状のCP電極に成形した。
実施例2; 重量比でPE/CB/G=45/15/40の各原料粉
を実施例1と同様な方法でCP電極を成形した。
実施例3: 重量比でPE/CB/G=45/10/45の各原料粉
を実施例1と同様にCP電極を成形した。
実施例4: 重量比でPE/CB/G=45/7/48の各原料粉を
実施例1と同様にCP電極を成形した。
実施例5: 重量比でPE/CB/G=45/2153の各原料粉を
実施例1と同様にしてCP電極を成形した。
比較例1: ここではCBを添加しないで、Gのみを導電性付与剤と
する電極を試作した。この場合、重量比でPE/G=4
5155の原料粉を実施例1と同様にして電極を成形し
た。
なお、上記実施例1〜5で正極側(臭素極)での過電圧
を測定する場合、各CP電極表面にカイノール活性炭繊
維A CC509−20又はA CC507−20(商
標二日本カイノール製社、フェノール系)を熱圧着した
。熱圧着の条件は 140℃−35kg/cm2である
第1図は実施例1.実施例2.実施例3.実施例4及び
実施例5のCP電極の比抵抗の測定結果である。図にお
いて横軸はCBの添加量であり、縦軸は比抵抗である。
この場合CBの添加量をwt%でXとしたので、PE/
CB/G=45/x / 55− xの式からPEは一
定であるからG量はwt%で55−xとなる。
CP電極の比抵抗ρは1Ω・cm以下であれば、電極自
体の電圧低下による効率低下に対して影響しないことが
わかっている。従って第1図の結果より、CB量が5%
(実施例1)以上ならば、比抵抗からの面でみると、−
応問題ないことが判る。第1図によりCB量5wt%以
下では急激に比抵抗の増大がみられ、CP電極として使
用できないことがわかる。
第2図は上記実施例による5個のCP電極と比較例1に
よる亜鉛すなわち負極側の過電圧を示した。図において
横軸はCB添加量で、縦軸は電流密度20mA/am2
での過電圧−η20を示した。
図によってわかるように、CB量の0である比較例1を
含めてCB量5%(実施例5)以下の場合には過電圧は
急激に大きくなり、第1図の比抵抗の場合とよい対応を
示した。すなわち、比抵抗が増大しているCP電極は過
電圧(この場合負極側)も大幅に増大することが示され
ている。
第3図は電流密度20mA/cm”での臭素側(正極側
)での過電圧η特性を示す。図において、横軸はCB添
加量であり、縦軸は過電圧である。なお、実施例1〜5
の電極には、この場合、表面に前記カイノール活性炭繊
維(クロス形態のもの)をヒートプレスしたものを用い
ている。図から明らかなように、2種類の電極ともCB
量5%(実施例1)以下になると過電圧は、急激に大き
くなっている。
第4図は、実施例1.実施例2及び実施例3のCP電極
の臭素(Br2)透過性の試験結果を示した。図におい
て、横軸は測定時間、縦軸はBr2透過量を示す。この
場合40℃の正極液中のBr2濃度は3.05m o 
l/4であり、従来から用いられているBr2透過量測
定装置を用いて測定を行った。図より明らかなように、
CB量の減少につれて、Br2透過量は顕著に小さくな
っている。すなわちBr=透過量にみる限り、CB量は
小さい方がよい特性を示す。
以上、実施例1〜5のCP電極による実験結果を整理す
ると、 (1) B r 2透過性よりCB量5wt%以下がよ
い。
(り比抵抗よりCB量5wt%以上がよい。
(3)正・負極過電圧よりCB量5wt%以上がよい。
上記(1)、(り及び(3)の結論として、CB量5w
t%がすべての要求に対して満足される量であり、つま
り重量配合量比はPE/CB/G=4515150が最
良であることがわかった。
H4発明の効果 この発明は以上説明したとおり、CP電極の重量組成比
PE/CB/GのCB量を減らして、その分だけG(と
くにこの場合キッシュ黒鉛)を増やすことによって、正
極過電圧及び負極過電圧特性を悪化させることなく、電
極の寿命に大きく影響するBr2透過性を小さくするこ
とができた。
また、上記5wt%のCB量を用いるP E/CB/G
=4515150の組成比のCP電極では、前記従来の
CP電極の充・放電サイクル試験の最良値である100
0サイクルに対して、1500サイクル以上のサイクル
数が得られ、この発明による効果は充・放電サイクル試
験で50%の性能アップとなった。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の効果を示すCP電極のCB組成量に
対する比抵抗特性グラフ、第2図は上記CB組成量と負
極側過電圧特性グラフ、第3図は上記CB組成量と正極
側過電圧特性グラフ、第4図は各CP電極のBr2透過
量特性グラフ、第5図は亜鉛−臭素電池の基本構成説明
図である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)熱可塑性樹脂をマトリックスとし、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比を45:55〜50
    :50の範囲内とし、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3:52〜
    10:45の範囲内とすることを特徴とするプラスチッ
    ク電極。
  2. (2)上記配合量比は、熱可塑性樹脂:カーボンブラッ
    ク:グラファイトの重量に基づく配合量比を45:5:
    50とする特許請求の範囲第1項記載のプラスチック電
    極。
  3. (3)上記熱可塑性樹脂は密度が0.963g/cm^
    3、M、F、R値が5.3g/10minのポリエチレ
    ン及びポリプロピレンのいずれかである特許請求の範囲
    第1項記載のプラスチック電極。
  4. (4)上記カーボンブラックは平均粒径30nm、表面
    積1000m^2/gのものである特許請求の範囲第1
    項記載のプラスチック電極。
  5. (5)上記グラファイトは平均粒径60μm以下のキッ
    シュ黒鉛である特許請求の範囲第1項記載のプラスチッ
    ク電極。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014529858A (ja) * 2011-08-22 2014-11-13 ゼットビービー エナジー コーポレーション コモンDCバスに接続されたZnBrフローバッテリーのための反転可能な極性動作およびスイッチング方法
EP4506409A1 (en) * 2023-08-07 2025-02-12 SHPP Global Technologies B.V. Highly electrically conductive compounds containing hdpe and carbon nanotubes for battery electrode plates
WO2025032441A1 (en) * 2023-08-07 2025-02-13 Shpp Global Technologies B.V. Highly electrically conductive compounds containing hdpe and carbon nanotubes for battery electrode plates

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60127664A (ja) * 1983-12-14 1985-07-08 Meidensha Electric Mfg Co Ltd プラスチツク電極

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60127664A (ja) * 1983-12-14 1985-07-08 Meidensha Electric Mfg Co Ltd プラスチツク電極

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014529858A (ja) * 2011-08-22 2014-11-13 ゼットビービー エナジー コーポレーション コモンDCバスに接続されたZnBrフローバッテリーのための反転可能な極性動作およびスイッチング方法
KR20150008890A (ko) * 2011-08-22 2015-01-23 지비비 에너지 코퍼레이션 공통 dc 버스에 연결된 아연-브롬 유동 배터리를 위한 가역 극성 작동 및 스위칭 방법
EP4506409A1 (en) * 2023-08-07 2025-02-12 SHPP Global Technologies B.V. Highly electrically conductive compounds containing hdpe and carbon nanotubes for battery electrode plates
WO2025032441A1 (en) * 2023-08-07 2025-02-13 Shpp Global Technologies B.V. Highly electrically conductive compounds containing hdpe and carbon nanotubes for battery electrode plates

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