JP2001028268A - 電池電極材、その製造方法および電気化学電池 - Google Patents
電池電極材、その製造方法および電気化学電池Info
- Publication number
- JP2001028268A JP2001028268A JP2000121290A JP2000121290A JP2001028268A JP 2001028268 A JP2001028268 A JP 2001028268A JP 2000121290 A JP2000121290 A JP 2000121290A JP 2000121290 A JP2000121290 A JP 2000121290A JP 2001028268 A JP2001028268 A JP 2001028268A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber
- electrode material
- treatment
- carbon
- battery electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 15
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 135
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 59
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 49
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 35
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 34
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 34
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 claims abstract description 15
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 claims abstract description 15
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 33
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 6
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 claims description 5
- 239000003574 free electron Substances 0.000 claims description 5
- 229910001456 vanadium ion Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 238000002513 implantation Methods 0.000 claims 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001237 Raman spectrum Methods 0.000 description 3
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 3
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000011276 addition treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000005211 surface analysis Methods 0.000 description 1
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
れた電池電極材を提供することを主要な目的とする。 【解決手段】 電池電極部材は、炭素繊維、黒鉛繊維お
よび炭素繊維/黒鉛繊維からなる群より選ばれた繊維布
からなる。上記繊維布の表面には、プラズマ処理、光化
学処理またはイオン注入処理により導入されたC−O結
合が存在している。上記C−O結合の濃度は、上記繊維
布の表面から内部へ向かって徐々に減少している。上記
繊維は、X線光電子分光法により求めた(酸素原子数)
/(炭素原子数)比が0.1〜3.0の酸化度を有す
る。上記繊維は、ラマン分光法解析により求めたR値が
0.1〜1.2の黒鉛化度を有する。
Description
極材に関するものであり、より特定的には、電池効率を
高めることができるように改良された電池電極材に関す
る。この発明は、また、そのような電池電極材の製造方
法に関する。この発明は、さらにそのような電池電極材
を用いた、電気化学電池に関する。
し、発電設備および送電設備の効率的な運用の必要性か
ら負荷平準化を目的とした電力貯蔵用電池への期待が高
まっている。電力貯蔵用電池として、特に、レドックス
フロー型2次電池の開発が進められている。
ロー型電池の概念図である。正負極の電解液としてバナ
ジウム等の金属イオンを溶解させた酸性水溶液を用い
る。正負極の電解液は、各々のタンクに貯蔵され、電池
セルへと送液循環される。電池セル内で充放電に生じる
反応は、次式で表わされる。
る。図2を参照して、単電池セルは、隔膜によって隔て
られた正極および負極から構成される。電極はたとえば
1m×1m×3mmのカーボンフェルトである。高電圧
を得るため、電池セルは双極板を用いて積層することに
よって直列接続し、電池セルスタックと称する。実際の
電池システムでは、この電池セルスタックを、複数個、
直列・並列に組合せ、所要の電力を得る。
に使う電極材として、炭素材料、特に炭素繊維材料が検
討されている。
維を、耐炎化処理、炭素化処理、活性化処理、塩素付加
処理等によって改質する技術を提案している。しかし、
この方法によっては、電池効率が十分な電池電極材が得
られないという問題点があった。
ウムレドックスフロー電池において、バナジウムとの反
応性の高い反応性層および高導電性層の少なくとも2層
からなる電池電極材を提案している。しかし、この方法
によっても、電池効率の十分な電池電極材は得られてい
ないというのが現状である。
を十分に高めることができるように改良された電池電極
材を提供することにある。
電極材の製造方法を提供することにある。
電池電極材を用いた電気化学電池を提供することにあ
る。
電池電極材を用いた、電池電解質が流通式である電気化
学電池を提供することにある。
電池電極材を用いた、全バナジウムレドックスフロー電
池を提供することにある。
従う電池電極材は、炭素繊維、黒鉛繊維および炭素繊維
/黒鉛繊維からなる群より選ばれた繊維布からなる。繊
維布の表面には、プラズマ処理、光化学処理またはイオ
ン注入処理により導入されたC−O結合が存在してい
る。上記C−O結合の濃度は、上記繊維布の表面から内
部へ向かって、徐々に減少している。上記繊維は、X線
光電子分光法により求めた(酸素原子数)/(炭素原子
数)の比が0.1〜3.0の酸化度を有する。上記繊維
は、ラマン分光法解析により求めたR値が0.1〜1.
2の黒鉛化度を有する。
製造方法においては、まず、炭素繊維、黒鉛繊維および
炭素繊維/黒鉛繊維からなる群より選ばれた繊維布を準
備する。上記繊維布の表面を、酸素を用いるプラズマ法
により処理する。上記プラズマ法による処理の条件は、
C−O結合の濃度が、上記繊維布の表面から内部へ向か
って徐々に減少し、X線光電子分光法により求めた(酸
素原子数)/(炭素原子数)比が0.1〜3.0の酸化
度を有し、上記繊維が、ラマン分光法解析により求めた
R値が0.1〜1.2の黒鉛化度を有するように選ばれ
ている。
製造方法においては、炭素繊維、黒鉛繊維および炭素繊
維/黒鉛繊維からなる群より選ばれた繊維布を準備す
る。上記繊維布の表面を、酸素を用い、光化学法により
処理する。上記光化学法による処理の条件は、C−O結
合の濃度が、上記繊維布の表面から内部に向かって徐々
に減少し、X線光電子分光法により求めた(酸素原子
数)/(炭素原子数)比が0.1〜3.0の酸化度を有
し、上記繊維が、ラマン分光法解析により求めたR値が
0.1〜1.2の黒鉛化度を有するように選ばれてい
る。
製造方法においては、まず、炭素繊維、黒鉛繊維および
炭素繊維/黒鉛繊維からなる群より選ばれた繊維布を準
備する。上記繊維布の表面を、酸素を用いるイオン注入
法により処理する。上記イオン注入法による処理の条件
は、C−O結合の濃度が、上記繊維布の表面から内部に
向かって徐々に減少し、X線光電子分光法により求めた
(酸素原子数)/(炭素原子数)比が0.1〜3.0の
酸化度を有し、上記繊維が、ラマン分光法解析により求
めたR値が0.1〜1.2の黒鉛化度を有するように選
ばれている。
は、電池電極材を有する。上記電池電極材は、炭素繊
維、黒鉛繊維および炭素繊維/黒鉛繊維からなる群より
選ばれた繊維布からなる。上記繊維布の表面には、プラ
ズマ処理、光化学法またはイオン注入処理により導入さ
れたC−O結合が存在している。上記C−O結合の濃度
は、上記繊維布の表面から内部へ向かって徐々に減少し
ている。上記繊維は、X線光電子分光法により求めた
(酸素原子数)/(炭素原子数)比が0.1〜3.0の
酸化度を有する。上記繊維は、ラマン分光法解析により
求めたR値が0.1〜1.2の黒鉛化度を有する。
は、電池電極材を備え、電池電解式が流通式である電気
化学電池に関する。上記電池電極材は、炭素繊維、黒鉛
繊維および炭素繊維/黒鉛繊維からなる群より選ばれた
繊維布からなる。上記繊維布の表面には、プラズマ処
理、光化学処理またはイオン注入処理により導入された
C−O結合が存在している。上記C−O結合の濃度は、
上記繊維布の表面から内部へ向かって徐々に減少してい
る。上記繊維は、X線光電子分光法により求めた(酸素
原子数)/(炭素原子数)比が0.1〜3.0の酸化度
を有する。上記繊維は、ラマン分光法解析により求めた
R値が0.1〜1.2の黒鉛化度を有する。
は、2価および/または3価のバナジウムイオンを含む
電解液に浸漬された負の電極と、5価および/または4
価のバナジウムイオンを含む電解液に浸漬された正の電
極とを備える。上記正および負の電極は、炭素繊維、黒
鉛繊維および炭素繊維/黒鉛繊維からなる群より選ばれ
た繊維布からなる。上記繊維布の表面には、プラズマ処
理、光化学処理またはイオン注入処理により導入された
C−O結合が存在している。上記C−O結合の濃度は、
上記繊維布の表面から内部へ向かって徐々に減少してい
る。上記繊維は、X線光電子分光法により求めた(酸素
原子数)/(炭素原子数)の比が0.1〜3.0の酸化
度を有する。上記繊維は、ラマン分光法解析により求め
たR値が0.1〜1.2の黒鉛化度を有する。
維)からなる、繊維布を準備する。繊維布の表面を、プ
ラズマ処理、光化学処理、またはイオン注入処理する。
W,ガス種酸素,ガス圧10Pa,温度常温,時間5分
で行なった。
銀ランプ(メインピークで、254μm)を用い、出力
500W,ガス種大気雰囲気(大気圧),温度常温,時
間5分で行なった。
レーザを用い、出力100W,ガス種酸素,ガス圧10
Pa,温度常温,時間5分で行なった。
素を選び、加速電圧360keV,時間5分で行なっ
た。
素,塩素、ホウ素、アルミニウム、イオウ、リンを用い
ての処理も行なった。
に、C−O結合、C−N結合、C−Cl結合、C−B結
合、C−Al結合、C−S結合またはC−P結合を導入
することができた。これらの結合の濃度は、繊維布の表
面から内部に向かって、徐々に減少していることもわか
った。この点で、全体が酸化される熱処理品と異なって
いた。
ジウムレドックスフロー電池を構成し、電池効率を測定
した。結果を表1に示す。
に、電池効率の高められた電池電極材が得られる。ま
た、この発明によれば、従来、電池効率が低い、内部抵
抗が大きいという理由で、使用ができなかった黒鉛繊維
を、電極材に用いることができる。また、従来の熱処理
と比べ、酸化度を上げることができた。したがって、酸
化度を上げにくく、使用できなかった黒鉛繊維にも使用
できるようになるのである。また、繊維の表面だけを短
時間で処理できる。繊維に微妙なクラックが生じ、実効
的な反応表面積を増やすこともできるという効果も奏す
る。
法では、不正確であった。なぜなら、この方法は、電極
全体のバルク分析法であり、電極は繊維表面と内部で構
造が違う。電池は表面反応に基づいているという理由か
ら、上記方法は不正確であった。本実施の形態では、表
面分析法であるラマン分析法で、黒鉛化度を測定した。
造によって、およそ2タイプに分かれることが報告され
ている。1600cm-1に現われるピークは黒鉛(グラ
ファイト)構造に、1300cm-1に現われるピークは
黒鉛構造の乱れ(未組織炭素構造)に起因するものであ
る。電極に用いる炭素材料は、黒鉛と未組織炭素が混在
した状態であり、原材料、黒鉛化焼成条件によって決ま
る。
た電池電極材のラマン分析結果を示す図である。図3の
ラマンスペクトルを示す資料は、R値(I1360/
I1580)が1.21のものである。
は、R値が0.35の値を示すものである。
開始後の、電池効率の低下率が低い。電池効率の低下
は、電極の結晶構造が崩れるとともに酸素等が脱離する
ためである。そこで、炭素間結合が強い黒鉛構造の比率
を上げることにより効率低下を抑えることができること
がわかった。
れた関係を整理する。
を用いて、全バナジウムレドックスフロー電池を構成
し、電池効率を求めた。
理、またはイオン注入処理し、親水化した電池電極材を
作った。酸化面を隔膜側に配置し、非酸化面を双極板側
に配置した。このようにすると、電池効率が上がること
が見いだされた。また、2枚重ねでないので、製造コス
トが下がるという効果も奏する。
面を、親水化処理し、他方の面を、フッ素含有するプラ
ズマで処理し、フッ化面とした。非フッ化面を隔膜側に
配置し、フッ化面を双極板側に配置し、全バナジウムレ
ドックスフロー電池を構成し、電池効率を測定した。結
果を表4に示す。
を行なうことにより、電池効率が向上するという効果を
奏した。また、2枚重ねでないので、コストを安くし
て、製造できるという利点もある。
含む光を用いて、電池電極材を製造した。また、光源と
して波長0.1〜0.6μmの範囲内の波長を含む水銀
ランプを用いて、光化学処理を行なった。さらに、波長
0.1〜38μmの範囲内の波長を含むレーザ光を用い
て、光化学処理を行なった。いずれの場合も、光子エネ
ルギが大きくなり、電池効率のよい電池電極材を与え
た。
て、0.2〜38μmの範囲内の波長を含む自由電子レ
ーザ光を用いた。この実施の形態によれば、自由電子レ
ーザの短パルス(数PS)効果で、酸化度が、短時間で
上がるという効果を奏する。
の範囲内の波長を含む自由電子レーザ光を用いた。自由
電子レーザの波長選択制御に、炭素結合振動モードを励
起することによって、さらに、酸化度を上げることがで
きるという効果を奏した。
径/処理前の繊維径が0.5〜0.9の範囲になるよう
に、上記処理を行なった。繊維径は、電子顕微鏡による
測定により求めた。
流れがよくなり、ポンプの動力の損失を低減できるとい
う効果を奏した。
面をフッ化面になるように処理を行なった。両面での反
応度を、片面処理よりもさらに大きく変えることがで
き、ひいては電池効率をさらに上げることができた。つ
ぎに、フッ化度を種々変えて、電池効率を測定した。結
果を表5に示す。
少なくとも片面に、図5に示すような、溝2を形成し
た。繊維布1に溝2を形成することにより、電解液の流
れがよくなり、ポンプ動力の損失を低減できるという効
果を奏した。
有するものと有しないものとの、それぞれの圧力損失を
求めた結果を表6にまとめる。
ジウムレドックスフロー電池に適用する場合を例示した
が、この発明はこれに限られるものではなく、その他の
電気化学的電池、流通式(フロー式)電池に適用できる
ことは言うまでもない。本発明を適用することにより、
従来電池より、電池効率をさらに一層高めることができ
る。
ついて説明したが、本発明は、その精神または主要な特
徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施する
ことができる。それゆえ、前述の実施例はあらゆる点で
単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本
発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであっ
て、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請
求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発
明の範囲内のものである。
である。
方法を示す図である。
方法を示す、他の図である。
ある。
Claims (17)
- 【請求項1】 炭素繊維、黒鉛繊維および炭素繊維/黒
鉛繊維からなる群より選ばれた繊維布からなり、 その表面には、プラズマ処理、光化学処理またはイオン
注入処理により導入されたC−O結合が存在しており、 前記C−O結合の濃度は、前記繊維布の表面から内部へ
向かって、徐々に減少しており、 前記繊維は、X線光電子分光法により求めた(酸素原子
数)/(炭素原子数)比が0.1〜3.0の酸化度を有
し、 前記繊維は、ラマン分光法解析により求めたR値が0.
1〜1.2の黒鉛化度を有する、電池電極材。 - 【請求項2】 前記繊維布の片面または両面が、酸素を
含有するプラズマで処理されている、請求項1に記載の
電池電極材。 - 【請求項3】 前記繊維布の片面または両面が、酸素を
用いて、光化学処理されている、請求項1に記載の電池
電極材。 - 【請求項4】 前記繊維布の片面または両面が、酸素を
用いて、イオン注入法により処理されている、請求項1
に記載の電池電極材。 - 【請求項5】 前記繊維布の一方の面に溝が形成されて
いる、請求項1に記載の電池電極材。 - 【請求項6】 前記処理後の繊維の径を分子とし、前記
処理前の繊維の径を分母とする比が0.5〜0.9であ
る、請求項1に記載の電池電極材。 - 【請求項7】 炭素繊維、黒鉛繊維および炭素繊維/黒
鉛繊維からなる群より選ばれた繊維布を準備する工程
と、 前記繊維布の表面を、酸素を用いるプラズマ法により処
理する工程と、を備え、 前記プラズマ法による処理の条件は、 C−O結合の濃度が、前記繊維布の表面から内部へ向か
って徐々に減少し、 X線光電子分光法により求めた(酸素原子数)/(炭素
原子数)比が0.1〜3.0の酸化度を有し、 前記繊維が、ラマン分光法解析により求めたR値が0.
1〜1.2の黒鉛化度を有するように選ばれている、電
池電極材の製造方法。 - 【請求項8】 炭素繊維、黒鉛繊維および炭素繊維/黒
鉛繊維からなる群より選ばれた繊維布を準備する工程
と、 前記繊維布の表面を、酸素を用い、光化学法により処理
する工程と、を備え、 前記光化学法による処理の条件は、 C−O結合の濃度が、前記繊維布の表面から内部に向か
って、徐々に減少し、 X線光電子分光法により求めた(酸素原子数)/(炭素
原子数)比が0.1〜3.0の酸化度を有し、 前記繊維が、ラマン分光法解析により求めたR値が0.
1〜1.2の黒鉛化度を有するように選ばれている、電
池電極材の製造方法。 - 【請求項9】 炭素繊維、黒鉛繊維および炭素繊維/黒
鉛繊維からなる群より選ばれた繊維布を準備する工程
と、 前記繊維布の表面を、酸素を用い、イオン注入法により
処理する工程と、を備え、 前記イオン注入法により処理する条件は、 C−O結合の濃度が、前記繊維布の表面から内部に向か
って、徐々に減少し、 X線光電子分光法により求めた(酸素原子数)/(炭素
原子数)比が0.1〜3.0の酸化度を有し、 前記繊維が、ラマン分光法解析により求めたR値が0.
1〜1.2の黒鉛化度を有するように選ばれている、電
池電極材の製造方法。 - 【請求項10】 前記イオン注入を、注入エネルギを1
00keV〜2MeVで行なう、請求項9に記載の電池
電極材の製造方法。 - 【請求項11】 前記光化学処理を、0.1〜38μm
の波長を含む光を用いて行なう、請求項8に記載の電池
電極材の製造方法。 - 【請求項12】 前記光化学処理を、0.1〜0.6μ
mの波長を含む水銀ランプを用いて行なう、請求項11
に記載の電池電極材の製造方法。 - 【請求項13】 前記光化学処理を、0.1〜38μm
の波長を含むレーザ光を用いて行なう、請求項11に記
載の電池電極材の製造方法。 - 【請求項14】 前記レーザ光に、5〜12μmの波長
を含む自由電子レーザ光を用いる、請求項13に記載の
電池電極材の製造方法。 - 【請求項15】 炭素繊維、黒鉛繊維および炭素繊維/
黒鉛繊維からなる群より選ばれた繊維布からなり、 その表面には、プラズマ処理、光化学法またはイオン注
入処理により導入されたC−O結合が存在しており、 前記C−O結合の濃度は、前記繊維布の表面から内部へ
向かって、徐々に減少しており、 前記繊維は、X線光電子分光法により求めた(酸素原子
数)/(炭素原子数)比が0.1〜3.0の酸化度を有
し、 前記繊維は、ラマン分光法解析により求めたR値が0.
1〜1.2の黒鉛化度を有する電極材を備える、電気化
学電池。 - 【請求項16】 炭素繊維、黒鉛繊維および炭素繊維/
黒鉛繊維からなる群より選ばれた繊維布からなり、 その表面には、プラズマ処理、光化学処理またはイオン
注入処理により導入されたC−O結合が存在しており、 前記C−O結合の濃度は、前記繊維布の表面から内部へ
向かって、徐々に減少しており、 前記繊維は、X線光電子分光法により求めた(酸素原子
数)/(炭素原子数)比が0.1〜3.0の酸化度を有
し、 前記繊維は、ラマン分光法解析により求めたR値が0.
1〜1.2の黒鉛化度を有する電池電極材を備え、電池
電解式が流通式である、電気化学電池。 - 【請求項17】 2価および/または3価のバナジウム
イオンを含む電解液に浸漬された負の電極と、 5価および/または4価のバナジウムイオンを含む電解
液に浸漬された正の電極とを備え、 前記正および負の電極は、炭素繊維、黒鉛繊維および炭
素繊維/黒鉛繊維からなる群より選ばれた繊維布からな
り、 前記繊維布の表面には、プラズマ処理、光化学処理また
はイオン注入処理により導入されたC−O結合が存在し
ており、 前記C−O結合の濃度は、前記繊維布の表面から内部へ
向かって徐々に減少しており、 前記繊維は、X線光電子分光法により求めた(酸素原子
数)/(炭素原子数)の比が0.1〜3.0の酸化度を
有し、 前記繊維は、ラマン分光法解析により求めたR値が0.
1〜1.2の黒鉛化度を有する、電気化学電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000121290A JP3474828B2 (ja) | 1998-07-10 | 2000-04-21 | 全バナジウムレドックスフロー電池用電極材および全バナジウムレドックスフロー電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19557298A JP3167295B2 (ja) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | 電池電極材 |
JP2000121290A JP3474828B2 (ja) | 1998-07-10 | 2000-04-21 | 全バナジウムレドックスフロー電池用電極材および全バナジウムレドックスフロー電池の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19557298A Division JP3167295B2 (ja) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | 電池電極材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001028268A true JP2001028268A (ja) | 2001-01-30 |
JP3474828B2 JP3474828B2 (ja) | 2003-12-08 |
Family
ID=30117266
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000121290A Expired - Fee Related JP3474828B2 (ja) | 1998-07-10 | 2000-04-21 | 全バナジウムレドックスフロー電池用電極材および全バナジウムレドックスフロー電池の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3474828B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180102078A (ko) | 2016-01-07 | 2018-09-14 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 레독스 플로우 전지, 레독스 플로우 전지용 전극, 및 전극의 특성 평가 방법 |
JP2019175833A (ja) * | 2018-03-29 | 2019-10-10 | 東レ株式会社 | レドックスフロー電池用電極およびレドックスフロー電池 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6252861A (ja) * | 1985-08-31 | 1987-03-07 | Toyobo Co Ltd | 流通型電解槽用炭素系電極材 |
JPS6467873A (en) * | 1987-09-08 | 1989-03-14 | Toray Industries | Electrode basic material |
JPH01239767A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-25 | Toray Ind Inc | 電極基材およびその製造方法 |
JPH02195650A (ja) * | 1989-01-23 | 1990-08-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | レドックスフロー電池用電極 |
JPH02281564A (ja) * | 1989-04-20 | 1990-11-19 | Toyobo Co Ltd | 電解槽用炭素系電極材 |
JPH08287923A (ja) * | 1995-04-13 | 1996-11-01 | Toyobo Co Ltd | 液流通型電解槽用電極材 |
JPH08287938A (ja) * | 1995-02-16 | 1996-11-01 | Kashimakita Kyodo Hatsuden Kk | レドックス電池 |
JPH09231984A (ja) * | 1996-02-23 | 1997-09-05 | Tokai Carbon Co Ltd | リン酸型燃料電池の多孔質電極基板用炭素繊維 |
-
2000
- 2000-04-21 JP JP2000121290A patent/JP3474828B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6252861A (ja) * | 1985-08-31 | 1987-03-07 | Toyobo Co Ltd | 流通型電解槽用炭素系電極材 |
JPS6467873A (en) * | 1987-09-08 | 1989-03-14 | Toray Industries | Electrode basic material |
JPH01239767A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-25 | Toray Ind Inc | 電極基材およびその製造方法 |
JPH02195650A (ja) * | 1989-01-23 | 1990-08-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | レドックスフロー電池用電極 |
JPH02281564A (ja) * | 1989-04-20 | 1990-11-19 | Toyobo Co Ltd | 電解槽用炭素系電極材 |
JPH08287938A (ja) * | 1995-02-16 | 1996-11-01 | Kashimakita Kyodo Hatsuden Kk | レドックス電池 |
JPH08287923A (ja) * | 1995-04-13 | 1996-11-01 | Toyobo Co Ltd | 液流通型電解槽用電極材 |
JPH09231984A (ja) * | 1996-02-23 | 1997-09-05 | Tokai Carbon Co Ltd | リン酸型燃料電池の多孔質電極基板用炭素繊維 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180102078A (ko) | 2016-01-07 | 2018-09-14 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 레독스 플로우 전지, 레독스 플로우 전지용 전극, 및 전극의 특성 평가 방법 |
JP2019175833A (ja) * | 2018-03-29 | 2019-10-10 | 東レ株式会社 | レドックスフロー電池用電極およびレドックスフロー電池 |
JP7305935B2 (ja) | 2018-03-29 | 2023-07-11 | 東レ株式会社 | レドックスフロー電池用電極およびレドックスフロー電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3474828B2 (ja) | 2003-12-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3167295B2 (ja) | 電池電極材 | |
JP4439922B2 (ja) | 電解質膜電極接合体、それを用いた燃料電池、およびその製造方法 | |
CN113571836A (zh) | 固体复合材料氟聚合物隔膜 | |
WO2015146234A1 (ja) | 炭素繊維フェルト、その製造方法、及び液流通型電解槽 | |
JP7056397B2 (ja) | チタン材、セパレータ、セル、および燃料電池スタック | |
KR20150004218U (ko) | 개선된 플로우 배터리용 전극 | |
US20150295247A1 (en) | Perforated Electrodes for Achieving High Power in Flow Batteries | |
WO2014109957A1 (en) | Improved bipolar plate for flow batteries | |
US10714760B2 (en) | Electrode for redox flow batteries, redox flow battery cell, and redox flow battery | |
JP6809257B2 (ja) | 炭素質材料およびこれを用いた電池 | |
JP2001028268A (ja) | 電池電極材、その製造方法および電気化学電池 | |
US20220149370A1 (en) | Carbon electrode material and redox battery | |
Ferreira-Aparicio et al. | Anode degradation effects in PEMFC stacks by localized fuel starvation | |
KR101913695B1 (ko) | 바나듐 레독스 플로우 이차전지용 알칼리토금속 산화물 적용 전극 전처리 방법 및 이를 이용하여 제조된 바나듐 레독스 플로우 이차전지용 전극 | |
KR101876372B1 (ko) | 바나듐 레독스 흐름전지 전극 제조방법 | |
JP6557824B2 (ja) | 炭素電極及び炭素電極の製造方法 | |
WO2020158797A1 (ja) | 電極及びその製造方法、並びに電池 | |
KR20220101970A (ko) | 전극적층체, 및 이를 포함하는 전극조립체 | |
JP2001085028A (ja) | 炭素電極材集合体 | |
KR20250101623A (ko) | 바나듐 레독스 흐름 전지용 전극 및 이를 포함하는 바나듐 레독스 흐름 전지 | |
KR102524222B1 (ko) | 레독스 흐름 전지용 마이크로 채널을 갖는 탄소 기반 페이퍼 전극 및 그 제조 방법 | |
KR102497391B1 (ko) | 바나듐 레독스 흐름전지용 전극 및 그 제조방법 | |
JP7396196B2 (ja) | 燃料電池用の積層体 | |
JP2002141071A (ja) | 燃料電池用多孔質電極およびその製造方法 | |
JP7272319B2 (ja) | 燃料電池用の積層体 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030902 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070919 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080919 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090919 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090919 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100919 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100919 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110919 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110919 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120919 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130919 Year of fee payment: 10 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |