JP2018107080A - レドックスフロー電池の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
まずレドックスフロー電池の全体像を説明した後に、第1実施形態にかかるレドックスフロー電池の製造方法について説明する。
図1は、第1実施形態にかかるレドックスフロー電池の製造方法により作製されるレドックスフロー電池の断面模式図である。
図1に示すレドックスフロー電池100は、イオン交換膜10と、電極構造体Eと、を備える。電極構造体Eは、集電板20と、電極30とを有する。集電板20と電極30とは、セルフレーム40によって外周を囲まれている。電極30は、イオン交換膜10と集電板20とセルフレーム40によって形成された電極室K内に設けられている。セルフレーム40は、電極室Kに供給される電解液が、外部に漏れだすのを防ぐ。
イオン交換膜10は、好ましくは陽イオン交換膜を用いることができる。具体的には、スルホ基を有するパーフルオロカーボン重合体、スルホ基を有する炭化水素系高分子化合物、リン酸などの無機酸をドープさせた高分子化合物、一部がプロトン伝導性の官能基で置換された有機/無機ハイブリッドポリマー、高分子マトリックスにリン酸溶液や硫酸溶液を含浸させたプロトン伝導体等が挙げられる。これらのうち、スルホ基を有するパーフルオロカーボン重合体が好ましく、ナフィオン(登録商標)がより好ましい。
電極構造体Eは、集電板20と電極30とを有し、電極構造体Eの製造過程においてこれらは水溶性の接着剤によって固定されている。以下、集電板20及び電極30のそれぞれについて説明した後、製造過程におけるこれらの接合状態について説明する。
集電板20は、電極30に電子を授受する役割を持つ集電体である。集電板は、その両面が集電体として使用できるものである場合、双極板と言われることもある。本実施形態にかかる集電板は、レドックスフロー電池により好ましく用いられる。
図4は、第1実施形態にかかるレドックスフロー電池を図3におけるA−A面で切断した断面模式図である。
製造過程においては集電板20と電極30との間の少なくとも一部には、集電板20と電極30とを接合する水溶性の接着剤50(図2参照)が設けられている。集電板20と電極30とは、接着剤により少なくとも一部で固着しており、集電板20に対する電極30の面内方向の位置は固定されている。その結果、レドックスフロー電池100を組み立てる際に、集電板20に対して電極30がずれることが避けられる。
図5を用いて、レドックスフロー電池100の動作の一例を説明する。図5は、第1実施形態にかかるレドックスフロー電池100の電解液の流れを示した図である。
本実施形態にかかるレドックスフロー電池の製造方法は、図1に示すように、イオン交換膜10と、それを挟むように順に設けられた電極30と、集電板20とを有するレドックスフロー電池の製造方法である。
まず、カーボンナノチューブ等の炭素繊維を含む水分散液を調製する。炭素繊維を含む分散液を調製する方法は特に限定されない。例えば、ボールミル、ペイントシェーカー、超音波ホモジナイザー、ジェットミル等を用いることができる。湿式ジェットミルは、炭素繊維の損傷を抑えつつ炭素繊維が均一に分散するため好ましい。湿式ジェットミルによる分散を行う前に、湿式分散機等を用いて予備的な分散を行ってもよい。
Claims (3)
- イオン交換膜と、それを挟むように順に配置された電極と、集電板と、を有するレドックスフロー電池の製造方法であって、
前記電極又は前記集電板の少なくとも一部に水溶性の接着剤を供給する工程と、
前記水溶性の接着剤を介して前記電極と前記集電板とを接着し、電極構造体を作製する工程と、
前記イオン交換膜を挟んで前記電極構造体を積層し、セルを作製する工程と、
前記セル内に通液し、前記水溶性の接着剤を除去する工程と、を有するレドックスフロー電池の製造方法。 - イオン交換膜と、それを挟むように順に配置された電極と、集電板と、を有するレドックスフロー電池の製造方法であって、
炭素繊維が分散した分散液を準備する工程と、
前記分散液中に水溶性の接着剤を添加し、接着剤を分散液中に溶解させる工程と、
前記分散液から溶媒を除去し、前記水溶性の接着剤を含む電極を作製する工程と、
前記水溶性の接着剤を介して前記電極と前記集電板とを接着し、電極構造体を作製する工程と、
前記イオン交換膜を挟んで前記電極構造体を積層し、セルを作製する工程と、
前記セル内に通液し、前記水溶性の接着剤を除去する工程と、を有するレドックスフロー電池の製造方法。 - 前記水溶性の接着剤が、ポリビニルアルコールである請求項1又は2のいずれかに記載のレドックスフロー電池の製造方法。
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