JPS6340268A - 電池用バイポ−ラ板 - Google Patents
電池用バイポ−ラ板Info
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- JPS6340268A JPS6340268A JP61182281A JP18228186A JPS6340268A JP S6340268 A JPS6340268 A JP S6340268A JP 61182281 A JP61182281 A JP 61182281A JP 18228186 A JP18228186 A JP 18228186A JP S6340268 A JPS6340268 A JP S6340268A
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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
-
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
- H01M8/0213—Gas-impermeable carbon-containing materials
-
- 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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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
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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。
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、レドックスフロー電解液
詳細には、薄板で、機械的強度とレドックスフロー電解
液に対する遮蔽性に浸れ、高い導電性を有するレドック
スフロー型電池用バイポーラ板に関する。
液に対する遮蔽性に浸れ、高い導電性を有するレドック
スフロー型電池用バイポーラ板に関する。
従来より大言１計の蓄電池システムにより、オフピーク
時の余剰電力を電気化学的反応によって貯蔵（充電）し
、ピーク時に放出（放電）する、いわゆるロードレベリ
ング機能を持つ電力貯蔵システムが開発されている。貯
蔵を例にとれば、将来、電源構成で大きな比重を占める
と予想される原子力発電では、一定の出力を保つ（定常
発電することが高い効率を保つＦで必要であり、その電
源機構比率が２０％を超えＨつ貯蔵システムの総合効率
が７０％に達すると貯蔵設置！ｌａ運用上不利がなくな
るといわれている一０電力貯蔵の方法には、実用化され
ているらのがあるが、送電によるロスがあり、また、揚
水発電は立地に！１ノ杓が加わって来ており、従って、
新型２次電池が最も実用性の高い方式であると考えられ
ている。
時の余剰電力を電気化学的反応によって貯蔵（充電）し
、ピーク時に放出（放電）する、いわゆるロードレベリ
ング機能を持つ電力貯蔵システムが開発されている。貯
蔵を例にとれば、将来、電源構成で大きな比重を占める
と予想される原子力発電では、一定の出力を保つ（定常
発電することが高い効率を保つＦで必要であり、その電
源機構比率が２０％を超えＨつ貯蔵システムの総合効率
が７０％に達すると貯蔵設置！ｌａ運用上不利がなくな
るといわれている一０電力貯蔵の方法には、実用化され
ているらのがあるが、送電によるロスがあり、また、揚
水発電は立地に！１ノ杓が加わって来ており、従って、
新型２次電池が最も実用性の高い方式であると考えられ
ている。
なかでもレドックス７０一型２次電池は、充放電時の電
気化学的エネルギー変化を行なわせる流通型電解槽と活
物質であるレドクックス電解液を貯蔵するタンクとが完
全に分離しているため、タンクの容■を変更するだけで
電力貯蔵を変えることができること、従って、長時間、
大言吊の電力貯蔵に適していること、液流通型電など自
然エネルギー発電のバックアップ電源としてム適してい
ること等優れた特徴がある。
気化学的エネルギー変化を行なわせる流通型電解槽と活
物質であるレドクックス電解液を貯蔵するタンクとが完
全に分離しているため、タンクの容■を変更するだけで
電力貯蔵を変えることができること、従って、長時間、
大言吊の電力貯蔵に適していること、液流通型電など自
然エネルギー発電のバックアップ電源としてム適してい
ること等優れた特徴がある。
第１図は、レドックスフロー型電池におけるヒルの具体
的構成の一例を示す略図的斜視図である。ここでは、隔
膜１を隔てて正極側及び負極側にそれぞれ反応電極２、
バイポーラ板３が配置されている。実用的には第１図に
示したバイポーラ板／正極Ｔｉ極／隔膜／負極電極／バ
イポーラ板の繰返しで積層された形で使用される。
的構成の一例を示す略図的斜視図である。ここでは、隔
膜１を隔てて正極側及び負極側にそれぞれ反応電極２、
バイポーラ板３が配置されている。実用的には第１図に
示したバイポーラ板／正極Ｔｉ極／隔膜／負極電極／バ
イポーラ板の繰返しで積層された形で使用される。
従来、レドックスフロー型電池用バイポーラ板としては
、グラツシーカーボン板が知られている。しかしながら
、このグラツシーカーボン板は導電性は優れているもの
の機械的強度、特に衝撃強度、圧縮強度が弱いことから
セルスタックを構成する際破損するという欠点を有して
いる。しかも、価格が高（、大型化した場合直列方向に
長くなり重量も重くなるという問題がある。
、グラツシーカーボン板が知られている。しかしながら
、このグラツシーカーボン板は導電性は優れているもの
の機械的強度、特に衝撃強度、圧縮強度が弱いことから
セルスタックを構成する際破損するという欠点を有して
いる。しかも、価格が高（、大型化した場合直列方向に
長くなり重量も重くなるという問題がある。
一方、安価なプレートとしてポリオレフィン系樹脂にカ
ーボンブラックを混入した、いわゆるプラスチックカー
ボンというものがｊ２案されているが、このものは導電
性が低く、しかも機械的強度が弱いため実用に至ってい
ない。
ーボンブラックを混入した、いわゆるプラスチックカー
ボンというものがｊ２案されているが、このものは導電
性が低く、しかも機械的強度が弱いため実用に至ってい
ない。
これら欠点を改善するものとして、炭素繊維強化プラス
チック（ＣＦ ＲＰ ）が提案検討されているが、単に
炭素繊維のみを含んだＣＦＲＰでは、機械的強度は優れ
ているものの電解液の遮蔽性、導電性の面でまだ満足の
いく成果は得られていない。
チック（ＣＦ ＲＰ ）が提案検討されているが、単に
炭素繊維のみを含んだＣＦＲＰでは、機械的強度は優れ
ているものの電解液の遮蔽性、導電性の面でまだ満足の
いく成果は得られていない。
本発明の目的は、上述の欠点を改善し、安価であって、
軽はで且つ導電性に優れ、しかも電解液の遮蔽性に優れ
たバイポーラ板を提供することにある。
軽はで且つ導電性に優れ、しかも電解液の遮蔽性に優れ
たバイポーラ板を提供することにある。
本発明は、炭素繊維を強化材繊維とし、カーボンブラッ
ク含有熱硬化性樹脂をマトリックスとした厚さ０．１〜
１．０ＩＩＩＩＩＩの板状複合材料からなるレドックス
フロー型電池用バイポーラ板である。
ク含有熱硬化性樹脂をマトリックスとした厚さ０．１〜
１．０ＩＩＩＩＩＩの板状複合材料からなるレドックス
フロー型電池用バイポーラ板である。
本発明に使用する炭水繊維は、ポリアクリロニトリル（
ＰＡＮ）系、ピッチ系等その種類に制限がなく、通常そ
の体積抵抗率が５Ｘ １０”’ ”〜２Ｘ１０−’Ω・
Ｃｒ＆の範囲のものである。炭水繊維の体積含有率は、
通常４０〜７０容量％、好ましくは５５〜６５容は％の
範囲である。
ＰＡＮ）系、ピッチ系等その種類に制限がなく、通常そ
の体積抵抗率が５Ｘ １０”’ ”〜２Ｘ１０−’Ω・
Ｃｒ＆の範囲のものである。炭水繊維の体積含有率は、
通常４０〜７０容量％、好ましくは５５〜６５容は％の
範囲である。
また、本発明ではエポキシ樹脂、フェノール樹脂等が使
用できるが、レドックスフロー型電池に使用する電解液
に対する耐蝕性を有する熱硬化性樹脂であれば前記のも
のに限るものではない。
用できるが、レドックスフロー型電池に使用する電解液
に対する耐蝕性を有する熱硬化性樹脂であれば前記のも
のに限るものではない。
カーボンブラックは樹脂中での分散性が良好であれば、
ファーネス系、アセチレン系、ケッチエン系等いずれで
もよい。その含有量はバイポーラ板の導電性の点から樹
脂重量に対し０．５〜１０重醋％の範囲が好ましい。ま
た、カーボンブラックは、３０ｋｇ／ Ｃ１ｌ’加圧下
における電気比抵抗が０．４Ω／ｃｍ以下であり且つ揮
発分が０．１％以下で、灰分が０．５％以下であること
が望ましい。これら範囲内のカーボンブラックでは、一
層良好な導電性を得られ、カーボンブラックの吸湿によ
る抵抗の経時変化も小ざくなり、電解液の遮蔽性も一層
向上する。
ファーネス系、アセチレン系、ケッチエン系等いずれで
もよい。その含有量はバイポーラ板の導電性の点から樹
脂重量に対し０．５〜１０重醋％の範囲が好ましい。ま
た、カーボンブラックは、３０ｋｇ／ Ｃ１ｌ’加圧下
における電気比抵抗が０．４Ω／ｃｍ以下であり且つ揮
発分が０．１％以下で、灰分が０．５％以下であること
が望ましい。これら範囲内のカーボンブラックでは、一
層良好な導電性を得られ、カーボンブラックの吸湿によ
る抵抗の経時変化も小ざくなり、電解液の遮蔽性も一層
向上する。
また、バイポーラ板の厚さは、０．１〜１．Ｏｍｎ＋の
範囲であることが必要であって、これより簿いと機械的
強度及び電解液の遮蔽性が不−１分となり、これより厚
いと導電性、コストの面で不利となる。
範囲であることが必要であって、これより簿いと機械的
強度及び電解液の遮蔽性が不−１分となり、これより厚
いと導電性、コストの面で不利となる。
本発明に係るレドックスフロー型雷池用バイポーラ板は
、薄板で、機械的強度とレドックスフロー電解液に対す
る遮蔽性に優れ、高い導電性を有するとともに安価で、
大容量大型電池作成に当り多大な有用性をもたらすもの
である。
、薄板で、機械的強度とレドックスフロー電解液に対す
る遮蔽性に優れ、高い導電性を有するとともに安価で、
大容量大型電池作成に当り多大な有用性をもたらすもの
である。
比較例１（カーボンブラック不使用）
厚さ０，２ｍｒａの炭素繊維布にエポキシ樹脂及び硬化
剤を含浸しプリプレグを作成した。このプリプレグを２
枚積層し、ホットプレスで加熱硬化し、厚さ０．４ｍ鵬
のバイポーラ板を作成した。
剤を含浸しプリプレグを作成した。このプリプレグを２
枚積層し、ホットプレスで加熱硬化し、厚さ０．４ｍ鵬
のバイポーラ板を作成した。
このようにして得られたバイポーラ板をフェルト組織の
炭素繊Ｎ電極と隔膜とともに第１図のこゝゝ礁き構成で
小型単電池に組込み充放電試験を行なった。電池特性は
ヒル抵抗ｌｌｌｌ３，４Ω・ａｍ２、エネルギー効率７
３．１％であり悪かった。また、長期充放電試験におい
ては、電解液が浸透漏洩した。
炭素繊Ｎ電極と隔膜とともに第１図のこゝゝ礁き構成で
小型単電池に組込み充放電試験を行なった。電池特性は
ヒル抵抗ｌｌｌｌ３，４Ω・ａｍ２、エネルギー効率７
３．１％であり悪かった。また、長期充放電試験におい
ては、電解液が浸透漏洩した。
比較例２（カーボンブラック不使用）
厚さ０．１１１１ｍで一方向に引き揃えた炭素繊維に比
較例１と同じ樹脂を含浸しプリプレグを作成した。この
プリプレグを４枚交互に積層し、ホットプレスで加熱硬
化し、厚さ０．４ｍｍのバイポーラ板を作成した。
較例１と同じ樹脂を含浸しプリプレグを作成した。この
プリプレグを４枚交互に積層し、ホットプレスで加熱硬
化し、厚さ０．４ｍｍのバイポーラ板を作成した。
このようにして得られたバイポーラ板を比較例１と同様
に小型単電池に組込み充放電試験を行なった。長期試験
における電解液の漏洩はなかったが、セル抵抗１ｆｉ
３，８Ω・Ｃｌｍ２、Ｉネｌレギー効率７０．５％と電
池特性は悪かった。
に小型単電池に組込み充放電試験を行なった。長期試験
における電解液の漏洩はなかったが、セル抵抗１ｆｉ
３，８Ω・Ｃｌｍ２、Ｉネｌレギー効率７０．５％と電
池特性は悪かった。
実施例１
エポキシ樹脂及び硬化剤１００重量部と７フーネスブラ
ツク（東海カーボン（株）製＃４５００）４重量部を混
線後、比較例１と同一の炭素繊維布に含浸しプリプレグ
を作成した。このプリプレグを２枚ｍｍし、ホットプレ
スで加熱硬化し、厚さ０，４１のバイポーラ板を作成し
た。
ツク（東海カーボン（株）製＃４５００）４重量部を混
線後、比較例１と同一の炭素繊維布に含浸しプリプレグ
を作成した。このプリプレグを２枚ｍｍし、ホットプレ
スで加熱硬化し、厚さ０，４１のバイポーラ板を作成し
た。
このようにして得られたバイポーラ板を比較例１と同様
に小型単電池に組込み充放電試験を行なった。長期試験
における電解液の漏洩はなく、セル抵抗値２．１Ω・Ｃ
１’ 、エネルギー効率１９．３％と良好な電池特性を
示した。
に小型単電池に組込み充放電試験を行なった。長期試験
における電解液の漏洩はなく、セル抵抗値２．１Ω・Ｃ
１’ 、エネルギー効率１９．３％と良好な電池特性を
示した。
実施例２
フェノール樹脂及び硬化剤１００重石部とケッチエンブ
ラック（ライオンアクゾ（株）ＩＥｃ−［）Ｊ ５０
０） ５重量部を混練後、厚さ０．？５ｍ信の炭素繊
維紙に含浸しプリプレグを作成した。
ラック（ライオンアクゾ（株）ＩＥｃ−［）Ｊ ５０
０） ５重量部を混練後、厚さ０．？５ｍ信の炭素繊
維紙に含浸しプリプレグを作成した。
このプリプレグを３枚積層し、ホットプレスで加熱硬化
し厚さ０．４５ａｕｇのバイポーラ板を作成した。
し厚さ０．４５ａｕｇのバイポーラ板を作成した。
このようにして得られたバイポーラ板を比較例１と同様
に小型単電池に組込み充放電試験を行なっｌζ。長期試
験における電解液の漏洩はなく、セル抵抗値２．４０＃
Ｃ１１１、エネルギー効率７１．５％と良好な電池特性
を示した。
に小型単電池に組込み充放電試験を行なっｌζ。長期試
験における電解液の漏洩はなく、セル抵抗値２．４０＃
Ｃ１１１、エネルギー効率７１．５％と良好な電池特性
を示した。
第１図は、レドックスフロー型電池におけるセルの具体
的構成の一例を示す略図的斜視図である。 １：隔膜 ２：反応電極 ３：バイポーラ板
的構成の一例を示す略図的斜視図である。 １：隔膜 ２：反応電極 ３：バイポーラ板
Claims (3)
- （１）炭素繊維を強化材繊維とし、カーボンブラック含
有熱硬化性樹脂をマトリックスとした厚さ０．１〜１．
０ｍｍの板状複合材料からなるレドックスフロー型電池
用バイポーラ板。 - （２）カーボンブラック含有熱硬化性樹脂が、カーボン
ブラックを樹脂に対して０．５〜１０．０重量％含有し
ている特許請求の範囲第（１）項記載のレドックスフロ
ー型電池用バイポーラ板。 - （３）カーボンブラックが３０ｋｇ／ｃｍ＾２加圧下に
おける電気比抵抗０．４Ω・ｃｍ以下、揮発分１．０％
以下、灰分０．５％以下のものである特許請求の範囲第
（１）項記載のレドックスフロー型電池用バイポーラ板
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61182281A JPS6340268A (ja) | 1986-08-02 | 1986-08-02 | 電池用バイポ−ラ板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61182281A JPS6340268A (ja) | 1986-08-02 | 1986-08-02 | 電池用バイポ−ラ板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6340268A true JPS6340268A (ja) | 1988-02-20 |
Family
ID=16115529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61182281A Pending JPS6340268A (ja) | 1986-08-02 | 1986-08-02 | 電池用バイポ−ラ板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6340268A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000082476A (ja) * | 1998-06-25 | 2000-03-21 | Hitachi Chem Co Ltd | 燃料電池、燃料電池用セパレ―タ及びその製造方法 |
| CN110875483A (zh) * | 2018-09-04 | 2020-03-10 | 大连融科储能装备有限公司 | 一体化电极-双极板结构及制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6047373A (ja) * | 1983-08-26 | 1985-03-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | レドツクス電池 |
| JPS61285665A (ja) * | 1985-06-12 | 1986-12-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電池構造 |
-
1986
- 1986-08-02 JP JP61182281A patent/JPS6340268A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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| JPS6047373A (ja) * | 1983-08-26 | 1985-03-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | レドツクス電池 |
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