JPH07211327A - 亜鉛−臭素電池の正極電極 - Google Patents
亜鉛−臭素電池の正極電極Info
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- JPH07211327A JPH07211327A JP6006055A JP605594A JPH07211327A JP H07211327 A JPH07211327 A JP H07211327A JP 6006055 A JP6006055 A JP 6006055A JP 605594 A JP605594 A JP 605594A JP H07211327 A JPH07211327 A JP H07211327A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 正極活性層を構成する繊維の強度を高め、電
極との融着性が高く、且つラミネーション工程での炭素
粉の発生を防止して電池性能の向上をはかった亜鉛−臭
素電池の正極電極を提供することを目的とする。 【構成】 亜鉛−臭素電池の正極電極として、合成樹脂
製繊維をメッシュ状に編織してから賦活焼成して活性炭
素繊維とし、得られたメッシュ状活性炭素繊維を正極活
性層としてカーボンプラスチック電極板に張り付けて正
極電極とする。合成樹脂製繊維としてフェノールノボラ
ック系繊維を用いるとともに、賦活後のメッシュの一辺
が３〜５ｍｍの大きさになるように編織し、９００℃〜
１２００℃の温度範囲で賦活焼成してメッシュ状活性炭
素繊維とする。又、２種類の繊維を用いて、表側のメッ
シュの大きさと裏側のメッシュの大きさを異ならしめて
編織してから賦活焼成して電極板に張り付けて正極電極
とする。
極との融着性が高く、且つラミネーション工程での炭素
粉の発生を防止して電池性能の向上をはかった亜鉛−臭
素電池の正極電極を提供することを目的とする。 【構成】 亜鉛−臭素電池の正極電極として、合成樹脂
製繊維をメッシュ状に編織してから賦活焼成して活性炭
素繊維とし、得られたメッシュ状活性炭素繊維を正極活
性層としてカーボンプラスチック電極板に張り付けて正
極電極とする。合成樹脂製繊維としてフェノールノボラ
ック系繊維を用いるとともに、賦活後のメッシュの一辺
が３〜５ｍｍの大きさになるように編織し、９００℃〜
１２００℃の温度範囲で賦活焼成してメッシュ状活性炭
素繊維とする。又、２種類の繊維を用いて、表側のメッ
シュの大きさと裏側のメッシュの大きさを異ならしめて
編織してから賦活焼成して電極板に張り付けて正極電極
とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は亜鉛−臭素電池の正極電
極に関し、特に臭素がセパレーターを通過して亜鉛極と
反応することにより生ずる自己放電を減少させたことに
より、放電特性に優れた正極電極に関するものである。
極に関し、特に臭素がセパレーターを通過して亜鉛極と
反応することにより生ずる自己放電を減少させたことに
より、放電特性に優れた正極電極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】亜鉛−臭素電池は正極活物質に臭素、負
極活物質に亜鉛を用いた２次電池であり、この電池は例
えば電力の昼と夜のアンバランスを解決させるために、
電力需要が少ない夜間に電力を貯蔵して、昼間に放出さ
せるため等に使用される。
極活物質に亜鉛を用いた２次電池であり、この電池は例
えば電力の昼と夜のアンバランスを解決させるために、
電力需要が少ない夜間に電力を貯蔵して、昼間に放出さ
せるため等に使用される。
【０００３】充電時に正極電極側で発生した臭素は、電
解液に添加した臭素錯化剤と反応し、オイル状の沈殿物
となって正極側貯蔵槽へ戻され、放電時はポンプで単電
池内へ送り込まれ還元される。電解液の成分はＺｎＢｒ
2水溶液と、抵抗を下げるためのＮＨ4Ｃｌ等の塩と、負
極亜鉛側のデンドライトを防止し、均一な電着を促進さ
せるためのＰｂ，Ｓｎ，４級アンモニウム塩類と、臭素
錯化剤とである。正極電極と負極電極の間にはセパレー
タを介挿してあり、正極電極で発生した臭素が負極電極
へ拡散して亜鉛と反応することによる自己放電を防止し
ている。
解液に添加した臭素錯化剤と反応し、オイル状の沈殿物
となって正極側貯蔵槽へ戻され、放電時はポンプで単電
池内へ送り込まれ還元される。電解液の成分はＺｎＢｒ
2水溶液と、抵抗を下げるためのＮＨ4Ｃｌ等の塩と、負
極亜鉛側のデンドライトを防止し、均一な電着を促進さ
せるためのＰｂ，Ｓｎ，４級アンモニウム塩類と、臭素
錯化剤とである。正極電極と負極電極の間にはセパレー
タを介挿してあり、正極電極で発生した臭素が負極電極
へ拡散して亜鉛と反応することによる自己放電を防止し
ている。
【０００４】この亜鉛−臭素電池は、主に電極をバイポ
ーラ型とし、複数個の単電池（単セル）を電気的に直列
に積層した電池本体と、電解液貯蔵槽と、これらの間に
電解液を循環させるポンプおよび配管系とで構成されて
いる。
ーラ型とし、複数個の単電池（単セル）を電気的に直列
に積層した電池本体と、電解液貯蔵槽と、これらの間に
電解液を循環させるポンプおよび配管系とで構成されて
いる。
【０００５】亜鉛−臭素電池の電極における正極側は、
臭素と直接反応を行なわせるため種々の表面活性化処理
が必要である。特に正極活性層は電池効率に影響を与え
る重要なパーツのひとつであり、従来から多くの種類の
材料が検討されている。
臭素と直接反応を行なわせるため種々の表面活性化処理
が必要である。特に正極活性層は電池効率に影響を与え
る重要なパーツのひとつであり、従来から多くの種類の
材料が検討されている。
【０００６】近年、上記亜鉛−臭素電池の正極材として
活性炭素繊維を素材とする成形体が用いられている。こ
の成形体は活性炭素繊維の電気化学的触媒活性作用の効
果で分極特性が優れており、且つ活性炭素自体は炭化物
のため耐薬品性が高いという特徴があり、亜鉛−臭素電
池では活性炭クロスとして多く使用されている。
活性炭素繊維を素材とする成形体が用いられている。こ
の成形体は活性炭素繊維の電気化学的触媒活性作用の効
果で分極特性が優れており、且つ活性炭素自体は炭化物
のため耐薬品性が高いという特徴があり、亜鉛−臭素電
池では活性炭クロスとして多く使用されている。
【０００７】上記活性炭クロスは、出発原料である樹脂
繊維を紡糸、編織して織布とし、これを賦活炉に通して
炭化賦活させて作製される。得られた活性炭クロスは熱
圧着等の手段によりカーボンプラスチック基板へ張付け
られる。
繊維を紡糸、編織して織布とし、これを賦活炉に通して
炭化賦活させて作製される。得られた活性炭クロスは熱
圧着等の手段によりカーボンプラスチック基板へ張付け
られる。
【０００８】このような正極材を用いることにより、正
極側の活性度が未処理のものに比して著しく向上し、特
に放電過電圧の減少が大きく、電圧効率を増加させると
いう作用が得られる。
極側の活性度が未処理のものに比して著しく向上し、特
に放電過電圧の減少が大きく、電圧効率を増加させると
いう作用が得られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記活性
炭クロスは繊維としての強度が十分であるとは言えず、
特に引張りとか圧縮等の外力に対しては弱いという難点
があり、更に活性炭素粉に起因して電池性能に悪影響が
生じることがあるという課題がある。
炭クロスは繊維としての強度が十分であるとは言えず、
特に引張りとか圧縮等の外力に対しては弱いという難点
があり、更に活性炭素粉に起因して電池性能に悪影響が
生じることがあるという課題がある。
【００１０】例えば上記活性炭クロスを押出ラミネーシ
ョンのような方法でカーボンプラスチック板に熱圧着し
て電極を作製する工程において、この活性炭クロスから
活性炭素粉が発生することがあり、この活性炭素粉は作
業環境に悪影響を与えるばかりでなく、得られた亜鉛−
臭素電池の電極上に残留する炭素粉が電池の作動中に電
解液とともに電池内部を循環してマイクロチャンネルに
滞留し、局部的に電解液流路を遮断してしまうというト
ラブルが生じる惧れがある。
ョンのような方法でカーボンプラスチック板に熱圧着し
て電極を作製する工程において、この活性炭クロスから
活性炭素粉が発生することがあり、この活性炭素粉は作
業環境に悪影響を与えるばかりでなく、得られた亜鉛−
臭素電池の電極上に残留する炭素粉が電池の作動中に電
解液とともに電池内部を循環してマイクロチャンネルに
滞留し、局部的に電解液流路を遮断してしまうというト
ラブルが生じる惧れがある。
【００１１】そこで本発明は、前記正極活性層を構成す
る材料の繊維としての強度を高めるとともにカーボンプ
ラスチック電極との融着性が高く、且つラミネーション
工程での炭素粉の発生を防止して電池性能の向上をはか
った亜鉛−臭素電池の正極電極を提供することを目的と
するものである。
る材料の繊維としての強度を高めるとともにカーボンプ
ラスチック電極との融着性が高く、且つラミネーション
工程での炭素粉の発生を防止して電池性能の向上をはか
った亜鉛−臭素電池の正極電極を提供することを目的と
するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、充放電時に電池本体と別置きにした正極側
貯蔵槽及び負極側貯蔵槽から電池本体の正極室及び負極
室に電解液がポンプで循環され、充電時に正極で発生し
た臭素が電解液に添加した臭素錯化剤と反応して正極側
貯蔵へ戻されるとともに、放電時には臭素錯化合物がポ
ンプで電池本体内へ送り込まれて還元されるようにした
亜鉛−臭素電池において、上記亜鉛−臭素電池の正極電
極として、合成樹脂製繊維をメッシュ状に編織してから
賦活焼成して活性炭素繊維とし、得られたメッシュ状活
性炭素繊維を正極活性層としてカーボンプラスチック電
極板に張り付けて正極電極とした正極電極の構成にして
ある。上記合成樹脂製繊維としてフェノールノボラック
系繊維を用いるとともに、合成樹脂製繊維の賦活後のメ
ッシュの一辺が３〜５ｍｍの大きさになるように編織
し、９００℃〜１２００℃の温度範囲で賦活焼成してメ
ッシュ状活性炭素繊維とする。
するために、充放電時に電池本体と別置きにした正極側
貯蔵槽及び負極側貯蔵槽から電池本体の正極室及び負極
室に電解液がポンプで循環され、充電時に正極で発生し
た臭素が電解液に添加した臭素錯化剤と反応して正極側
貯蔵へ戻されるとともに、放電時には臭素錯化合物がポ
ンプで電池本体内へ送り込まれて還元されるようにした
亜鉛−臭素電池において、上記亜鉛−臭素電池の正極電
極として、合成樹脂製繊維をメッシュ状に編織してから
賦活焼成して活性炭素繊維とし、得られたメッシュ状活
性炭素繊維を正極活性層としてカーボンプラスチック電
極板に張り付けて正極電極とした正極電極の構成にして
ある。上記合成樹脂製繊維としてフェノールノボラック
系繊維を用いるとともに、合成樹脂製繊維の賦活後のメ
ッシュの一辺が３〜５ｍｍの大きさになるように編織
し、９００℃〜１２００℃の温度範囲で賦活焼成してメ
ッシュ状活性炭素繊維とする。
【００１３】更に上記亜鉛−臭素電池の正極電極として
２種類のフェノールノボラック系繊維を用いて、表側の
メッシュの大きさと裏側のメッシュの大きさを異ならし
めて編織してから賦活焼成して活性炭素繊維とし、得ら
れたメッシュ状活性炭素繊維を正極活性層としてカーボ
ンプラスチック電極板に張り付けて正極電極とする。
又、上記２種類のフェノールノボラック系繊維を用い
て、賦活後のメッシュの一辺が、表側が略３ｍｍ、裏側
が略５ｍｍの大きさになるように編織し、約１２００℃
で賦活焼成してメッシュ状活性炭素繊維とする。
２種類のフェノールノボラック系繊維を用いて、表側の
メッシュの大きさと裏側のメッシュの大きさを異ならし
めて編織してから賦活焼成して活性炭素繊維とし、得ら
れたメッシュ状活性炭素繊維を正極活性層としてカーボ
ンプラスチック電極板に張り付けて正極電極とする。
又、上記２種類のフェノールノボラック系繊維を用い
て、賦活後のメッシュの一辺が、表側が略３ｍｍ、裏側
が略５ｍｍの大きさになるように編織し、約１２００℃
で賦活焼成してメッシュ状活性炭素繊維とする。
【００１４】上記メッシュ状活性炭素繊維のメッシュの
大きさと比表面積は、焼成前のメッシュの大きさと賦活
焼成温度の変更によって適宜調整する。
大きさと比表面積は、焼成前のメッシュの大きさと賦活
焼成温度の変更によって適宜調整する。
【００１５】
【作用】かかる亜鉛−臭素電池の正極電極によれば、フ
ェノールノボラック系繊維をメッシュ状に編織した活性
炭素繊維を賦活焼成したものを正極活性層として用いた
ことにより、繊維間の間隔が適度に開いてこの間隔部分
にカーボンプラスチックが入り込み、これにより正極活
性層と電極基板との密着性が高められ、密着強度の増加
に伴って活性炭素繊維の脱落が減少し、長期の電解液浸
漬でも活性度の低下が発生しないという作用が得られ
る。特に従来の活性炭クロスを用いたものに比較して高
濃度電解液浸漬による初期過電圧特性及び浸漬後過電圧
特性がともに向上する。
ェノールノボラック系繊維をメッシュ状に編織した活性
炭素繊維を賦活焼成したものを正極活性層として用いた
ことにより、繊維間の間隔が適度に開いてこの間隔部分
にカーボンプラスチックが入り込み、これにより正極活
性層と電極基板との密着性が高められ、密着強度の増加
に伴って活性炭素繊維の脱落が減少し、長期の電解液浸
漬でも活性度の低下が発生しないという作用が得られ
る。特に従来の活性炭クロスを用いたものに比較して高
濃度電解液浸漬による初期過電圧特性及び浸漬後過電圧
特性がともに向上する。
【００１６】又、正極活性層を構成する活性炭素繊維の
表側と裏側のメッシュサイズを変えて編織したものを賦
活焼成したことにより、電極基板に対する該活性炭素繊
維の密着強度がより一層高められ、電池性能の向上をは
かることができる。
表側と裏側のメッシュサイズを変えて編織したものを賦
活焼成したことにより、電極基板に対する該活性炭素繊
維の密着強度がより一層高められ、電池性能の向上をは
かることができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明にかかる亜鉛−臭素電池の正極
電極の各種実施例を説明する。本実施例では、従来から
正極活性層として用いられている活性炭クロスに代え
て、合成樹脂製繊維をメッシュ状に編織してから賦活焼
成して得られる活性炭素繊維を正極活性層とし、この正
極活性層をカーボンプラスチック電極板に張り付け正極
電極としたことが特徴となっている。
電極の各種実施例を説明する。本実施例では、従来から
正極活性層として用いられている活性炭クロスに代え
て、合成樹脂製繊維をメッシュ状に編織してから賦活焼
成して得られる活性炭素繊維を正極活性層とし、この正
極活性層をカーボンプラスチック電極板に張り付け正極
電極としたことが特徴となっている。
【００１８】先ず図１の概要図に基づいて亜鉛−臭素電
池の作動原理を説明する。図中の１は正極側貯蔵槽であ
って該正極側貯蔵槽１内に正極電解液２と臭素錯化合物
３とが貯蔵されている。４は負極側貯蔵槽であって該負
極側貯蔵槽４内に負極電解液５が貯蔵されている。そし
て正極電解液２は正極側ポンプ６の駆動に伴って、四方
弁７を介して図中の矢印に示した如く電池本体の正極マ
ニホールド８から正極室内を流通し、正極側貯蔵槽１に
還流する一方、負極電解液５は負極側ポンプ９の駆動に
伴って、電池本体の負極マニホールド１０からセパレー
タ１１に隔てられた負極室内を流通して負極側貯蔵槽４
に還流する。１２は中間電極、１３は集電電極である。
池の作動原理を説明する。図中の１は正極側貯蔵槽であ
って該正極側貯蔵槽１内に正極電解液２と臭素錯化合物
３とが貯蔵されている。４は負極側貯蔵槽であって該負
極側貯蔵槽４内に負極電解液５が貯蔵されている。そし
て正極電解液２は正極側ポンプ６の駆動に伴って、四方
弁７を介して図中の矢印に示した如く電池本体の正極マ
ニホールド８から正極室内を流通し、正極側貯蔵槽１に
還流する一方、負極電解液５は負極側ポンプ９の駆動に
伴って、電池本体の負極マニホールド１０からセパレー
タ１１に隔てられた負極室内を流通して負極側貯蔵槽４
に還流する。１２は中間電極、１３は集電電極である。
【００１９】次に本実施例にかかる正極電極の構造を具
体的に説明すると、活性炭素繊維に賦活焼成させる出発
原料としてフェノールノボラック系繊維を採用し、該フ
ェノールノボラック系繊維の賦活後のメッシュの一辺が
３〜５ｍｍの大きさになるように編織する。次に上記メ
ッシュ状に編織したフェノールノボラック系繊維を９０
０℃〜１２００℃の温度範囲で賦活焼成してメッシュ状
活性炭素繊維を得る。このメッシュ状活性炭素繊維のメ
ッシュの大きさと比表面積は、焼成前のメッシュの大き
さと賦活焼成温度の変更によって適宜調整することが可
能である。
体的に説明すると、活性炭素繊維に賦活焼成させる出発
原料としてフェノールノボラック系繊維を採用し、該フ
ェノールノボラック系繊維の賦活後のメッシュの一辺が
３〜５ｍｍの大きさになるように編織する。次に上記メ
ッシュ状に編織したフェノールノボラック系繊維を９０
０℃〜１２００℃の温度範囲で賦活焼成してメッシュ状
活性炭素繊維を得る。このメッシュ状活性炭素繊維のメ
ッシュの大きさと比表面積は、焼成前のメッシュの大き
さと賦活焼成温度の変更によって適宜調整することが可
能である。
【００２０】このようにして得られたメッシュ状活性炭
素繊維を正極活性層としてカーボンプラスチック電極板
にラミネート等の手段により張り付けて正極電極として
完成させる。
素繊維を正極活性層としてカーボンプラスチック電極板
にラミネート等の手段により張り付けて正極電極として
完成させる。
【００２１】表１は５種類のメッシュ状活性炭素繊維の
賦活前後のメッシュサイズ（ｍｍ角）と、賦活温度を変
化させて賦活焼成した後のサンプルを正極活性層とし、
この正極活性層をカーボンプラスチック電極板にラミネ
ートして一体電極としたものを用いて、正極活性層と電
極板との融着強度を測定した結果を示している。この融
着強度は引きはがし試験機による引きはがし強度（ｇｒ
ｆ）として表わされる。尚、表１には比較のために従来
の活性炭クロスの同様な試験結果をも示した。
賦活前後のメッシュサイズ（ｍｍ角）と、賦活温度を変
化させて賦活焼成した後のサンプルを正極活性層とし、
この正極活性層をカーボンプラスチック電極板にラミネ
ートして一体電極としたものを用いて、正極活性層と電
極板との融着強度を測定した結果を示している。この融
着強度は引きはがし試験機による引きはがし強度（ｇｒ
ｆ）として表わされる。尚、表１には比較のために従来
の活性炭クロスの同様な試験結果をも示した。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１によれば、Ａ〜Ｅに示す本実施例にか
かるメッシュ状活性炭素繊維を正極活性層とした各電極
サンプル中、賦活前のメッシュサイズが比較的小さいも
の（サンプルＣ）はメッシュサイズの大きいものに比し
て引きはがし強度（ｇｒｆ）が低く、且つ同様なサイズ
のものは賦活温度が高い方が引きはがし強度が低いとい
う結果が得られた（サンプルＢ，Ｄ，Ｅ）。しかし各電
極サンプルの引きはがし強度は従来の活性炭クロスの引
きはがし強度（５．５ｇｒｆ）に比較すると大きい値と
なっていて、カーボンプラスチック電極板との密着強度
が増加していることが確認された。
かるメッシュ状活性炭素繊維を正極活性層とした各電極
サンプル中、賦活前のメッシュサイズが比較的小さいも
の（サンプルＣ）はメッシュサイズの大きいものに比し
て引きはがし強度（ｇｒｆ）が低く、且つ同様なサイズ
のものは賦活温度が高い方が引きはがし強度が低いとい
う結果が得られた（サンプルＢ，Ｄ，Ｅ）。しかし各電
極サンプルの引きはがし強度は従来の活性炭クロスの引
きはがし強度（５．５ｇｒｆ）に比較すると大きい値と
なっていて、カーボンプラスチック電極板との密着強度
が増加していることが確認された。
【００２４】従って本実施例では、賦活後のメッシュの
一辺が３〜５ｍｍの大きさになるようにフェノールノボ
ラック系繊維を編織することが好ましいものと判断し
た。
一辺が３〜５ｍｍの大きさになるようにフェノールノボ
ラック系繊維を編織することが好ましいものと判断し
た。
【００２５】次に従来の活性炭によるクロス状電極と、
本実施例を適用して得られた電極サンプル中の電極Ｂを
用いて、高濃度電解液浸漬前後での過電圧特性を比較し
た結果を表２に示す。
本実施例を適用して得られた電極サンプル中の電極Ｂを
用いて、高濃度電解液浸漬前後での過電圧特性を比較し
た結果を表２に示す。
【００２６】
【表２】
【００２７】表２によれば、電流密度が１０〜５０（ｍ
Ａ／ｃｍ2）における高濃度電解液浸漬前後での過電圧
特性が従来のクロス状電極に比してメッシュ状活性炭素
繊維を正極活性層として用いた電極Ｂが同等以上の特性
を示した。
Ａ／ｃｍ2）における高濃度電解液浸漬前後での過電圧
特性が従来のクロス状電極に比してメッシュ状活性炭素
繊維を正極活性層として用いた電極Ｂが同等以上の特性
を示した。
【００２８】次に本発明の他の実施例を説明する。この
実施例の場合、活性炭素繊維に賦活焼成させる出発原料
として２種類のフェノールノボラック系繊維を採用し、
これらのフェノールノボラック系繊維を用いて、表側の
メッシュの大きさと裏側のメッシュの大きさを異ならし
めて編織してから賦活焼成して活性炭素繊維とし、得ら
れたメッシュ状活性炭素繊維を正極活性層としてカーボ
ンプラスチック電極板に張り付けて正極電極とすること
を特徴としている。
実施例の場合、活性炭素繊維に賦活焼成させる出発原料
として２種類のフェノールノボラック系繊維を採用し、
これらのフェノールノボラック系繊維を用いて、表側の
メッシュの大きさと裏側のメッシュの大きさを異ならし
めて編織してから賦活焼成して活性炭素繊維とし、得ら
れたメッシュ状活性炭素繊維を正極活性層としてカーボ
ンプラスチック電極板に張り付けて正極電極とすること
を特徴としている。
【００２９】これを具体的に説明すると、賦活後の表側
のメッシュの一辺が略３ｍｍ、裏側のメッシュの一辺が
略５ｍｍとなるように編織し、次に上記メッシュ状に編
み上げたフェノールノボラック系繊維を約１２００℃の
温度で賦活焼成してメッシュ状活性炭素繊維を得た。
のメッシュの一辺が略３ｍｍ、裏側のメッシュの一辺が
略５ｍｍとなるように編織し、次に上記メッシュ状に編
み上げたフェノールノボラック系繊維を約１２００℃の
温度で賦活焼成してメッシュ状活性炭素繊維を得た。
【００３０】このようにして得られた表側と裏側でメッ
シュサイズの異なる正極活性層のサンプルをカーボンプ
ラスチック電極板にラミネートして一体電極としたもの
を用いて、前記例と同様に正極活性層と電極板との融着
強度を測定した結果を表３に示す。融着強度は引きはが
し試験機による引きはがし強度（ｇｒｆ）として表わさ
れる。表３には比較のために従来のクロス状品の同様な
試験結果をも示した。
シュサイズの異なる正極活性層のサンプルをカーボンプ
ラスチック電極板にラミネートして一体電極としたもの
を用いて、前記例と同様に正極活性層と電極板との融着
強度を測定した結果を表３に示す。融着強度は引きはが
し試験機による引きはがし強度（ｇｒｆ）として表わさ
れる。表３には比較のために従来のクロス状品の同様な
試験結果をも示した。
【００３１】
【表３】
【００３２】表３中の符号Ｐは本実施例で得られた表側
と裏側でメッシュサイズの異なる正極活性層を用いた電
極サンプルであり、符号Ｓは表裏ともに３ｍｍ角の小さ
なメッシュサイズの正極活性層を用いた電極サンプル、
符号Ｌは表裏ともに５ｍｍ角の大きなメッシュサイズの
正極活性層を用いた電極サンプル、符号Ｃは従来の活性
炭クロスを用いた電極サンプルである。賦活温度は何れ
も１２００℃とした。
と裏側でメッシュサイズの異なる正極活性層を用いた電
極サンプルであり、符号Ｓは表裏ともに３ｍｍ角の小さ
なメッシュサイズの正極活性層を用いた電極サンプル、
符号Ｌは表裏ともに５ｍｍ角の大きなメッシュサイズの
正極活性層を用いた電極サンプル、符号Ｃは従来の活性
炭クロスを用いた電極サンプルである。賦活温度は何れ
も１２００℃とした。
【００３３】表３によれば、本実施例にかかるサンプル
Ｐは、サンプルＳ及び活性炭クロスのサンプルＣと比較
して引きはがし強度が大きく、サンプルＬとは同等な値
を示した。従ってサンプルＬのようにメッシュ角が大き
いと電極基板との融着性が高められて密着強度は大きく
なることが分かった。更に各サンプルＰ，Ｓ，Ｌとも従
来の活性炭クロスを用いた電極サンプルＣに比較してカ
ーボンプラスチック電極板との密着強度が増加している
ことが確認された。
Ｐは、サンプルＳ及び活性炭クロスのサンプルＣと比較
して引きはがし強度が大きく、サンプルＬとは同等な値
を示した。従ってサンプルＬのようにメッシュ角が大き
いと電極基板との融着性が高められて密着強度は大きく
なることが分かった。更に各サンプルＰ，Ｓ，Ｌとも従
来の活性炭クロスを用いた電極サンプルＣに比較してカ
ーボンプラスチック電極板との密着強度が増加している
ことが確認された。
【００３４】次にこれら電極サンプルと従来の電極サン
プルとの初期過電圧と、臭素濃度の高い電解液に長時間
浸漬した高濃度電解液浸漬後の過電圧特性を比較した結
果を表４に示す。
プルとの初期過電圧と、臭素濃度の高い電解液に長時間
浸漬した高濃度電解液浸漬後の過電圧特性を比較した結
果を表４に示す。
【００３５】
【表４】
【００３６】表４によれば、本実施例を適用した電極サ
ンプルＰは、電極サンプルＬ及び従来の活性炭クロスを
用いた電極サンプルＣに比較して初期過電圧特性及び浸
漬後過電圧特性ともに同等以上であった。
ンプルＰは、電極サンプルＬ及び従来の活性炭クロスを
用いた電極サンプルＣに比較して初期過電圧特性及び浸
漬後過電圧特性ともに同等以上であった。
【００３７】又、電極サンプルＰと電極サンプルＳは初
期過電圧特性は同等であるが、電解液への浸漬後の過電
圧特性では電極サンプルＰの方が良好な値を示した。こ
れは正極活性層のメッシュサイズの小さい電極サンプル
Ｓは、電解液への長時間浸漬により正極活性層と電極基
板との接触抵抗が増加して過電圧が高くなったものと推
察される。これに対して本実施例にかかる電極サンプル
Ｐは電解液に対する長時間浸漬にも耐えており、耐久性
の面でも充分な特性を有していることが確認された。
期過電圧特性は同等であるが、電解液への浸漬後の過電
圧特性では電極サンプルＰの方が良好な値を示した。こ
れは正極活性層のメッシュサイズの小さい電極サンプル
Ｓは、電解液への長時間浸漬により正極活性層と電極基
板との接触抵抗が増加して過電圧が高くなったものと推
察される。これに対して本実施例にかかる電極サンプル
Ｐは電解液に対する長時間浸漬にも耐えており、耐久性
の面でも充分な特性を有していることが確認された。
【００３８】本実施例にかかる正極活性層を用いた電極
の上記作用は以下のように考察される。即ち、正極活性
層としてフェノールノボラック系繊維をメッシュ状に編
織した活性炭素繊維を用いてこれを賦活焼成したことに
より、繊維間の間隔が適度に開き、電極板に張り付けた
際にこの間隔部分にカーボンプラスチックが入り込んで
正極活性層と電極基板との密着性が高められる。そして
この密着強度の増加に伴って活性炭素繊維の脱落が減少
し、長期の電解液浸漬でも活性度の低下が発生しないも
のと考えられる。
の上記作用は以下のように考察される。即ち、正極活性
層としてフェノールノボラック系繊維をメッシュ状に編
織した活性炭素繊維を用いてこれを賦活焼成したことに
より、繊維間の間隔が適度に開き、電極板に張り付けた
際にこの間隔部分にカーボンプラスチックが入り込んで
正極活性層と電極基板との密着性が高められる。そして
この密着強度の増加に伴って活性炭素繊維の脱落が減少
し、長期の電解液浸漬でも活性度の低下が発生しないも
のと考えられる。
【００３９】更に正極活性層を構成する活性炭素繊維の
表側と裏側のメッシュサイズを変えて編織したものを賦
活焼成したことにより、電極基板に対する該活性炭素繊
維の密着強度がより一層高められることが判明した。
表側と裏側のメッシュサイズを変えて編織したものを賦
活焼成したことにより、電極基板に対する該活性炭素繊
維の密着強度がより一層高められることが判明した。
【００４０】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる亜鉛−臭素電池の正極電極はフェノールノボラック
系繊維をメッシュ状に編織した活性炭素繊維を賦活焼成
したものを正極活性層として用いたことにより、正極活
性層と電極基板との密着性を高めて活性炭素繊維の脱落
を防止し、且つ長期の電解液浸漬でも初期過電圧特性及
び浸漬後過電圧特性がともに向上して活性度を高く維持
することができる。
かる亜鉛−臭素電池の正極電極はフェノールノボラック
系繊維をメッシュ状に編織した活性炭素繊維を賦活焼成
したものを正極活性層として用いたことにより、正極活
性層と電極基板との密着性を高めて活性炭素繊維の脱落
を防止し、且つ長期の電解液浸漬でも初期過電圧特性及
び浸漬後過電圧特性がともに向上して活性度を高く維持
することができる。
【００４１】又、従来の活性炭クロスに比較して繊維と
しての強度が大きくなり、特に引張りとか圧縮等の外力
に対する耐久性が高いという特長があり、押出ラミネー
ションのような方法でカーボンプラスチック板に熱圧着
して電極を作製した際にあっても活性炭素粉の脱落が発
生せず、このような活性炭素粉に起因する電池性能への
悪影響が生じないという効果が得られる。
しての強度が大きくなり、特に引張りとか圧縮等の外力
に対する耐久性が高いという特長があり、押出ラミネー
ションのような方法でカーボンプラスチック板に熱圧着
して電極を作製した際にあっても活性炭素粉の脱落が発
生せず、このような活性炭素粉に起因する電池性能への
悪影響が生じないという効果が得られる。
【００４２】更に正極活性層を構成する活性炭素繊維の
表側と裏側のメッシュサイズを変えて編織したものを賦
活焼成したことにより、電極基板に対する該活性炭素繊
維の融着性が更に大きくなって密着強度がより一層高め
られ、電池性能の向上をはかることができる。
表側と裏側のメッシュサイズを変えて編織したものを賦
活焼成したことにより、電極基板に対する該活性炭素繊
維の融着性が更に大きくなって密着強度がより一層高め
られ、電池性能の向上をはかることができる。
【図１】本実施例による正極電極を用いた亜鉛−臭素電
池の動作原理を示す概要図。
池の動作原理を示す概要図。
１…正極側貯蔵槽 ２…正極電解液 ３…臭素錯化合物 ４…負極側貯蔵槽 ５…負極電解液 ６…正極側ポンプ ７…四方弁 ８…正極マニホールド ９…負極マニホールド １１…セパレータ １２…中間電極 １３…集電電極
Claims (6)
- 【請求項１】 充放電時に電池本体と別置きにした正極
側貯蔵槽及び負極側貯蔵槽から電池本体の正極室及び負
極室に電解液がポンプで循環され、充電時に正極で発生
した臭素が電解液に添加した臭素錯化剤と反応して正極
側貯蔵へ戻されるとともに、放電時には臭素錯化合物が
ポンプで電池本体内へ送り込まれて還元されるようにし
た亜鉛−臭素電池において、 上記亜鉛−臭素電池の正極電極として、合成樹脂製繊維
をメッシュ状に編織してから賦活焼成して活性炭素繊維
とし、得られたメッシュ状活性炭素繊維を正極活性層と
してカーボンプラスチック電極板に張り付けて正極電極
とすることを特徴とする亜鉛−臭素電池の正極電極。 - 【請求項２】 上記合成樹脂製繊維としてフェノールノ
ボラック系繊維を用いた請求項１記載の亜鉛−臭素電池
の正極電極。 - 【請求項３】 上記合成樹脂製繊維の賦活後のメッシュ
の一辺が３〜５ｍｍの大きさになるように編織し、９０
０℃〜１２００℃の温度範囲で賦活焼成してメッシュ状
活性炭素繊維とした請求項１，２記載の亜鉛−臭素電池
の正極電極。 - 【請求項４】 充放電時に電池本体と別置きにした正極
側貯蔵槽及び負極側貯蔵槽から電池本体の正極室及び負
極室に電解液がポンプで循環され、充電時に正極で発生
した臭素が電解液に添加した臭素錯化剤と反応して正極
側貯蔵へ戻されるとともに、放電時には臭素錯化合物が
ポンプで電池本体内へ送り込まれて還元されるようにし
た亜鉛−臭素電池において、 上記亜鉛−臭素電池の正極電極として２種類のフェノー
ルノボラック系繊維を用いて、表側のメッシュの大きさ
と裏側のメッシュの大きさを異ならしめて編織してから
賦活焼成して活性炭素繊維とし、得られたメッシュ状活
性炭素繊維を正極活性層としてカーボンプラスチック電
極板に張り付けて正極電極とすることを特徴とする亜鉛
−臭素電池の正極電極。 - 【請求項５】 上記２種類のフェノールノボラック系繊
維を用いて、賦活後のメッシュの一辺が、表側が略３ｍ
ｍ、裏側が略５ｍｍの大きさになるように編織し、約１
２００℃で賦活焼成してメッシュ状活性炭素繊維とした
請求項４記載の亜鉛−臭素電池の正極電極。 - 【請求項６】 前記メッシュ状活性炭素繊維のメッシュ
の大きさと比表面積は、焼成前のメッシュの大きさと賦
活焼成温度の変更によって適宜調整するようにした請求
項１，２，３，４，５記載の亜鉛−臭素電池の正極電
極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6006055A JPH07211327A (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 亜鉛−臭素電池の正極電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6006055A JPH07211327A (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 亜鉛−臭素電池の正極電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07211327A true JPH07211327A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=11627931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6006055A Pending JPH07211327A (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | 亜鉛−臭素電池の正極電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07211327A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015530709A (ja) * | 2012-09-03 | 2015-10-15 | ティッセンクルップ インダストリアル ソリューションズ アクツィエンゲゼルシャフトＴｈｙｓｓｅｎＫｒｕｐｐ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ＡＧ | フロー型電気化学セル |
-
1994
- 1994-01-25 JP JP6006055A patent/JPH07211327A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015530709A (ja) * | 2012-09-03 | 2015-10-15 | ティッセンクルップ インダストリアル ソリューションズ アクツィエンゲゼルシャフトＴｈｙｓｓｅｎＫｒｕｐｐ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ＡＧ | フロー型電気化学セル |
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