JPS6348751A - 導電性プラスチツク電極の製造方法 - Google Patents

導電性プラスチツク電極の製造方法

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JPS6348751A
JPS6348751A JP61191981A JP19198186A JPS6348751A JP S6348751 A JPS6348751 A JP S6348751A JP 61191981 A JP61191981 A JP 61191981A JP 19198186 A JP19198186 A JP 19198186A JP S6348751 A JPS6348751 A JP S6348751A
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JP
Japan
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conductive plastic
carbon fiber
fiber formed
plate
manufacturing
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Pending
Application number
JP61191981A
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English (en)
Inventor
Nobuhiko Kamura
嘉村 信彦
Tetsuto Kawaguchi
河口 哲人
Haruhiko Yoshizaki
吉崎 東彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Chemical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6348751A publication Critical patent/JPS6348751A/ja
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    • HELECTRICITY
    • 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
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Electrochemistry (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は導電性プラスチック電極の製造方法に係り、さ
らに詳しくはレドックス・フロー型、亜鉛−ハロゲン型
などの新型二次電池において使用される導電性プラスチ
ック電極の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
最近の国際石油需給は緩和基調で推移しているが、石油
の埋蔵量は有限であるため、埋蔵量は年々刻々と減少し
でいるのは事実である。 また、ソ連原子力発電所の事
故に見られるように原子力発電所の規模も安全面から巨
大化にブレーキがかかってくることは必至である。 そ
の反面、夏の電力需要は年々増加してきており年間の電
力消費量にアンバランスがおきている。 このようなピ
ーク時に備えてあらかじめオフピーク時の電力を貯蔵し
ておこうという新型二次電池電力貯蔵システムの研究開
発が種々なされている。
ところで、この新型二次電池において従来から用いられ
ている電極は、導電性プラスチック板などの導電性を有
するプレートからなるバイポーラ・プレートとクロス、
ニットまたはフェルトからなるカーボン繊維形成体など
を耕み合わせて使用されていた。
電池の電極に求められる性能としては導電性、電解液の
不浸透性および機織的強度が主なものである。 しかし
、これらの性能を満たす素材は見出せないため、電解液
の不浸透性と機械的強度をバイポーラ・プレートに持た
せ、導電性を向上させるために表層に電子授受面積(表
面積)の大きいカーボン繊維形成体を用いていた。
これらの電極を用いた電池内の電流は、電極から主桟(
バイポーラ・プレート/カーボン繊維形成体−カーボン
繊維形成体/バイポーラ・)゛レート)に1多動してい
くため、この両者の間に生しる接触抵抗をIl戚するた
めにバイポーラ・プレートとカーボン繊維形成体の接合
に接着剤を使用したり、または、熱プレスによって圧着
接合する方法が、たとえば特開昭60−117559号
公報、あるいは特開昭5L−29385号公報などによ
り提案されている。
しかしながら接着剤による接合は、常温で接合が行える
ため導電性プラスチックを反の加熱変形を心配する必要
がないものの、接着剤がカーボン繊維形成体に滲み込み
、電解液の流通を妨げ、圧力I賢夫を増大させるという
欠陥を招いていた。
一方、熱プレスによる圧着接合の方法は導電性プラスチ
ック板とカーボン繊維形成体との接触抵抗を軽減し、電
気化学的反応の効率向上を行うためには有効な手段であ
った。
しかし、この方法には次の問題点があった。
第一に、電極に使用されるカーボン繊維形成体は電気抵
抗の低減および表面活性を高める目的で高温焼成および
化学処理を行う結果、強度が低下しているため、熱プレ
ス圧着時にカーボン繊維形成体が圧壊し、電鷺表面積の
減少ならびに圧壊屑による電解液流路の閉塞の問題が発
生し、第二は、熱接合させるにはマトリックス樹脂の軟
化点以上に導電性プラスチック板とカーボン繊維形成体
とを加熱する必要があるため、導電性プラスチック板が
そり易いという問題があった。 前者は電解、′&流路
の圧損が大きくなり、動力(置火や導電性プラスチック
板破壊の原因となり、後者も電解液の偏流や導電性プラ
スチック板破壊の原因となっていた。
また、熱プレス圧着法は熱伝導率の低いカーボン繊維形
成体を介して導電性プラスチック板を加熱、軟化させた
後に圧着し、冷却・成型を行うためにそれに費やす時間
が通常のプレス成形よりもはるかに長い時間を要してい
た。
〔発明が解決しようとする閤題点〕
本発明は以上のような従来技術の欠点に工!み、iiN
易な手段で電解液循環型電池の電池ノステムの電気化学
的反応の効率向上をはかり、セル抵抗を均一・化し長期
安定性に優れた高性能のプラスチック電極を得ることを
可能とした導電性プラスチック電極の製造方法を提供す
ることを目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは前述した問題点を解決するために研究を行
い、導電性プラスチック板とカーボン繊維形成体とを電
気的に接合する新しい電極の製造方法を見出し、本発明
を完成させた。 すなわち、本発明は表面にカーボン繊
維形成体層を有する導電性プラス千ツク電掩の製造方法
において、カーボン繊維形成体を導電性プラスチック板
の少なくとも片面に接触させて通電し、両者を接合する
ことを特徴とする導電性プラスチック電への製造方法で
ある。
以下、本発明の詳細な説明する。
まず、本発明において用いられる導電性プラスチック板
とは、熱可塑性樹脂にカーボンブラ、り、黒鉛などのよ
うな導電性のフィラーを添加したのち押出機等により成
形して板状としたもので、望ましくは体積固有に抗で1
0Ω−CIN以下の導電性を有し、電池の電解液の不浸
透性を持ったものを指す。
また、本発明にいうカーボン繊維形成体とは′i!L電
性を有するカーボン繊維をクロス、ニットまたはフェル
トなどのように布状に形成したものをいう。
次に第1図および第2図は、本発明法の実施の態様例を
示す模式図であって、これらの図に示すように被接合物
として導電性プラスチック板3とカーボン繊維形成体2
とを通電盤1の間に配置した後に通電し、接合を行うも
のである。 これは、電気の抵抗発5、さ作用を利用し
たもので、導電性プラスチック板3とカーボン繊維形成
体2を接触させた場合にそれらの間には、三者それぞれ
の持つ電気抵抗よりもはるかに高い接触1氏抗が存在す
る。
この状態で通電すると接触部で隼中的にしかも()めで
短時間に発り九させて接合することが可能となる。 そ
れ乙こ加えて、第1L71および第2i2!に示される
よう:jj 2IiJま1こは3層のみでなく、それ以
上の多層接合が可能である。
また、通電接合に際し、被接合物の冷却を行えば、導電
性プラスチック板の収縮、そりの発生を抑制することが
できる。 冷illの手段としては、たとえば、通電盤
に冷却水を通して行う間接冷却または、被接合物に導電
性を有しない熱媒体物、たとえば空気、窒素、純水、力
13/F2空気などを吹きつける直接冷却などが可能で
ある。
本発明方法によれ:、ど、接合の際の通電時間を調整す
ることにより、・ユ電性プラスチック仮の表層部のみを
軟化さ已ることができ、従来の熱ブレス圧着品に比ヤ;
ニジて、ごく短時間に加熱収縮やソリの非常に少ないも
のを1することが可能である。
〔実施例〕
以下、実施例に基づいて、本発明方法の効果を具体的に
説明する。
体積固有抵抗0,20Ω−■、厚さ1.311×幅10
QmmX長さ1100tの導電性プラスチック板(カー
ボンブランク、黒鉛、高密変ポリエチレン複合物)と面
積抵抗0.25Ω−1厚さ2.6 am X幅100m
mX長さ100m5のカーボン繊維フェル1−(CFフ
ェルト)を第1図に示すように両面に配置し、交流10
Vの電圧を印加して通電接合した。
通電接合条件および接合後の一体化電極板(CFフェル
ト/導導電性プラスノック板の品質は第1表の試験Th
1〜3に示した。
なお、試験寛lは通電盤間に被接合物を挟んで通電を行
って接合し、通電終了後に水道水を循環した別の冷却プ
レスに移して、第1表に示した条件で冷却させたもので
あり、試験寛2〜3は冷却水循環用配管を有した鋼製の
通電盤間に被接合物を挾んで通電接合し、切電後直ちに
冷却水を:mL、て被接合物を冷nIしたものである。
 試験寛1〜3己こ示ずように通電接合は数秒間の通電
時間で接合が完了し、押さえ力も小さくてすむためCF
フェルトの折を貝はほとんど起こらない。 従って、フ
ェルト中の折損屑が少ないので、フェルト中に水を流し
た時の水透過圧損が小さい。
この特性は電解液循環型電池の電極板としては大きな利
点である。 さらに1IIAISiB合は接合時間が短
時間で導電性プラスチック(及の表層だけを軟化させる
だけであるので、冷却時間も短時間で済み、さらに、通
電接合後直ちに冷却することにより、そり、収縮はさら
に小さくなり、また接合作業に要する時間も大幅に′T
、豆本宿される、。
次に、試駆1−11〜3で用いたのと同一の3電性プラ
スチ、りt5.、CFフェルトを用いて、従来公知の熱
プレス接合を行った比較例とじて試験M4〜5を第1表
に併せて示す。
試験述4〜5の袂ブレス接合1よ180°Cに温度二周
整じた熱板をtTする熱プレスを用い第1表に示した接
合条(牛で接合した後、水道水を循環した冷却プレスに
移して第1表に示した条件で冷却した。
熱プレス法の場合、熱伝導率の低いCFフェル1を介し
て導電性プラスチック板に熱を伝専する必要があるので
加熱時間が長く、また、冷却時には長い時間を要するの
で、接合板のそり、収縮が大きくなる。 さらに熱プレ
ス法の場合は、そり、収縮を抑えるため、プレス熱板の
温度を低く、加熱時間を短くし、その分をプレス圧でカ
バーする必要があるため、プレス圧力がCFフェルトの
座屈強度(電極用CFフェルトの座屈強度は2〜4kg
/ cd )以上となり、CFフェルトの折損による屑
がフェル1−間に残り、水透過圧撰が大きくなるという
欠点を生じる。
〔発明の効果〕
以上の実施例からも明らかなように本発明によれば、電
解液循環型電池に用いられるカーボン繊維形成体と導電
性プラスチック板を一体化した電極板として電解液流動
圧損が少なく、また変形の少ない導電性プラスチック電
極を簡易な手段で製造することができ、産業上の効果は
著しい。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明における製造方法の態様例
を示す模式図である。 1−一通電盤 2− カーボン繊維形成体 3 −  導電性プラスチック(反 ′1旨’l:H1卯)・    ¥ノ1(1鐵化+’ 
It代J911代理人 弁理士  佐  野  英  
−第1図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)表面にカーボン繊維形成体層を有する導電性プラ
    スチック電極の製造方法において、カーボン繊維形成体
    を導電性プラスチック板の少なくとも片面に接触させて
    通電し、両者を接合することを特徴とする導電性プラス
    チック電極の製造方法。
  2. (2)通電に際し被接合物の冷却を行うことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の導電性プラスチック電極
    の製造方法。
  3. (3)体積固有抵抗が10Ω−cm以下である導電性プ
    ラスチック板を使用することを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の導電性プラスチック電極の製造方法。
JP61191981A 1986-08-19 1986-08-19 導電性プラスチツク電極の製造方法 Pending JPS6348751A (ja)

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