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JP3641275B2 - 電気エネルギーの化学的源泉のための電極の製造方法 - Google Patents

電気エネルギーの化学的源泉のための電極の製造方法 Download PDF

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Description

技術分野
本発明は総合すると、電気エネルギーの化学的源泉のための電極、とくに蓄電器の電極を製造する方法に関するものである。さらに詳細には、本発明は基材として高分子材料を有する電極を製造する方法に関するものである。本発明はまた、ここに提案された方法を使用して製造された電極も包含するものである。
背景技術
現在の技術状態においては高分子を基材とした電気エネルギーの化学的源泉は知られている。フランス国特許出願第2,472,842号はその例示として引用される。この出願によれば、電極は金属被覆基材の上に活性物質が沈着されたものから製造される。
FRG特許第4,994,106号(1991年)に開示されているそのような公知の電極製造方法は、高分子材料、とくにポリオレフィン繊維から製造された不織布を、錫とパラジウムを含有する溶液中で活性化し、次いでこの基材を化学的および電気的メッキによりニッケルで被覆することからなる。
しかしながら、上記のような高分子基材の電極を製造する方法にはいろいろの欠点がある。すなわち、繊維質のポリマー材料を活性化するために、比較的高価なパラジウムを大量に使用することに起因する。
さらに、このように予備処理された材料の上に金属被覆を続けて形成することは、パラジウム粒子をポリマー表面から金属被覆の中に透過させやすく、結果的にこれを分解するおそれがある。
発明の開示
本発明の主たる目的は、高価な材料を使用する必要のない、ポリマーを基材とした電極を製造する新規な方法を提供するものである。
上記の目的は、本発明によって初めて提案されるカチオン交換性繊維材料を使用することによって達成される。これにより、あとで基材が被覆されるニッケルと同じ金属のイオンで飽和することにより、表面を活性化することが可能になった。
本発明による電極を製造する方法は次のとおりである。0.5〜6.0mg−eq/gのカチオン交換容量を有する繊維質ポリマー材料を使用する。この材料は事前に重炭酸ナトリウムの溶液で処理しておいてもよい。
ニッケルイオンの源泉としては硫酸ニッケルの溶液を使用してもよい。ここでは、ポリマー材料はそれがニッケルイオンで飽和されるに十分の時間まで維持される。それから、このニッケルイオンで処理された材料は、0.1〜1.2g/lの濃度のアルカリ金属の水素化ホウ素の水性溶中で、15〜70℃で、0.5〜30分で処理され。その結果、吸収されたニッケルは還元される。
そして、このように処理された材料は、通常の化学的および電気メッキ処理によりニッケルで被覆される。
発明の例示的形態
本発明のエッセンスを、以下の例示的態様により説明する。
実施例1
使用された繊維状ポリマーカチオン交換性材料は不織布を針侵入したフェルトであって、素材は放射線グラフトしたポリプロピレンで、イオン交換容量はニッケルに関して5mg−eq/g、繊維径は36mcm、気孔率87%、および厚さ5mmである。上記の材料は、重炭酸ナトリウムの2%水溶液に1時間浸漬され、脱イオン水で洗浄し、次いで、硫酸ニッケルの3%溶液で半時間処理することにより、ニッケルイオンで飽和した。このニッケル飽和された材料をもう一度洗浄し、ナトリウムボロンハイドライドの0.5g/l濃度の溶液で、30℃で15分間処理した。
上記のようにして処理した後では、材料は暗褐色に変わった。このようにして活性化された材料は、次の組成を有する溶液中で、室温で化学的にニッケル被覆された。
硫酸ニッケル 50g/l
塩化アンモニウム 35g/l
ナトリウムハイポホスファイト 40g/l
アンモニア pH=9まで
その後で、材料は、標準のワット(watts)電気メッキ槽中で、ニッケル含量が0.5g/cm3になるまでニッケルメッキされた。このようにして得られた電極基材の特性を以下の表に示す。
比較のために、表にはまたホッペケ社(Hoppecke)により電極として使用される材料の特性も併記する。
Figure 0003641275
上記の表から分かるように、主要なそして最も重要な電極特性によれば、本発明により製造される基材は、 ッペケ社により得られる電極基材に非常に近いことが分かる。

Claims (7)

  1. 繊維状高分子材料が電極基材として使用され、その表面は活性化され、次いでニッケルで被覆される電気エネルギーの化学的源泉のための電極の製造方法において、該電極基材はカチオン交換性繊維状高分子材料であり、その表面ニッケルイオンで飽和させ、次い でアルカリ金属のボロンハイドライド溶液で処理することによって活性化ることを特徴とする製造方法。
  2. カチオン交換容量0.5〜6.0mg−eq/gのカチオン交換性繊維状高分子材料を使用することを特徴とする、請求の範囲第1項に記載の製造方法。
  3. 高分子材料をニッケルイオンで飽和するために、該材料が硫酸ニッケル溶液中に保持されることを特徴とする、請求の範囲第2項に記載の製造方法。
  4. 高分子材料を硫酸ニッケル溶液に入れる前に、該高分子材料を重炭酸ナトリウムの水溶液中に保持し、脱イオン水で洗浄することを特徴とする、請求の範囲第1項ないし第3項のいずれか1項に記載の製造方法。
  5. ニッケルイオンで飽和された高分子材料が、0.1〜1.2g/lの濃度のナトリウムボロンハイドライドの水溶液で、15〜70℃で0.5〜30.0分間処理されることを特徴とする、請求の範囲第1項ないし第4項のいず れか1項に記載の製造方法。
  6. 請求の範囲第1項ないし第項のいずれか1項に記載の製造方法により製造された、電気エネルギーの化学的源泉のための電極。
  7. 請求の範囲第1項ないし第項のいずれか1項に記載の製造方法により製造された少なくとも1つの電極を有する、電気エネルギーの化学的源泉。
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