JP2519077B2 - 非連続循環型レドツクス電池 - Google Patents
非連続循環型レドツクス電池Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、蓄電池であるレドツクス電池に関するもの
である。
である。
（従来技術） 電力は各種のエネルギーへの変換が容易で制御し易
く、消費時の環境汚染がないので、エネルギー消費に占
める割合は年毎に増加している。電力供給の特異な点
は、生産と消費が同時に行なわれることである。この制
約の中で、電力消費の変動に即応しながら、一定周波
数、一定電圧の質の高い電力を高い信頼性で送ること
が、電力技術の課題である。現状では、出力は変えにく
いが効率の高い原子力発電や新鋭火力発電を、なるべく
最高効率の定格で運転しながら、電力消費の変動に応じ
て発電を行なうのに適した水力発電などで、昼間の大き
な電力需要の増加をまかなつている。このため経済性の
良好な原子力発電や新鋭火力発電による夜間余剰電力を
揚水発電によつて貯蔵している。しかし、揚水発電の立
地条件が次第に厳しくなるにつれて二次電池による貯蔵
方式が取り上げられてきた。
く、消費時の環境汚染がないので、エネルギー消費に占
める割合は年毎に増加している。電力供給の特異な点
は、生産と消費が同時に行なわれることである。この制
約の中で、電力消費の変動に即応しながら、一定周波
数、一定電圧の質の高い電力を高い信頼性で送ること
が、電力技術の課題である。現状では、出力は変えにく
いが効率の高い原子力発電や新鋭火力発電を、なるべく
最高効率の定格で運転しながら、電力消費の変動に応じ
て発電を行なうのに適した水力発電などで、昼間の大き
な電力需要の増加をまかなつている。このため経済性の
良好な原子力発電や新鋭火力発電による夜間余剰電力を
揚水発電によつて貯蔵している。しかし、揚水発電の立
地条件が次第に厳しくなるにつれて二次電池による貯蔵
方式が取り上げられてきた。
また、従来の水力発電、火力発電、原子力発電に加え
て、今後は太陽光発電、風力発電等による電力の供給も
増大すると考えられる。しかし、太陽光発電、風力発電
等の場合には日照、風等によつてその発電量が左右され
ることから、少なくとも地上では、単独で十分な電力供
給源とは成り得ず、何らかの蓄電設備と組合せて、初め
て安定した電力供給源となる。
て、今後は太陽光発電、風力発電等による電力の供給も
増大すると考えられる。しかし、太陽光発電、風力発電
等の場合には日照、風等によつてその発電量が左右され
ることから、少なくとも地上では、単独で十分な電力供
給源とは成り得ず、何らかの蓄電設備と組合せて、初め
て安定した電力供給源となる。
以上のような二次電池の必要性のもとで、鉛蓄電池
が、太陽光発電用としてなど多く使用されてきている
が、その他の有力な二次電池の一つとして、正極および
負極の少なくとも一方の構造が、電極活物質を含む電解
液が供給され予め設けられた不活性極上に於ける上記該
活物質の反応により充放電が行なわれる構造であり、且
つ、該活物質が、価電数の異なる酸化状態をとりうる物
質である電池、即ちレドツクス電池が注目されている。
が、太陽光発電用としてなど多く使用されてきている
が、その他の有力な二次電池の一つとして、正極および
負極の少なくとも一方の構造が、電極活物質を含む電解
液が供給され予め設けられた不活性極上に於ける上記該
活物質の反応により充放電が行なわれる構造であり、且
つ、該活物質が、価電数の異なる酸化状態をとりうる物
質である電池、即ちレドツクス電池が注目されている。
ここでレドツクス電池の原理の概要について、第５
図、第６図を用いて説明する。
図、第６図を用いて説明する。
第５図はレドツクス電池を用いた電力貯蔵システムの
充電時の状態を示し第６図は同じく放電時の状態を示
す。
充電時の状態を示し第６図は同じく放電時の状態を示
す。
これらの図において、１は発電所、２は変電設備、３
は負荷、４はインバータ、５はレドツクス電池で、タン
ク6a、6b、7a、7bとポンプ８、９および流通型電解槽10
から構成される。流通型電解槽10は正極11と負極12、お
よび両電極間を分離する隔膜13とを備え、隔膜13で仕切
られた左右の室内には正極液14、負極液15が収容され
る。正極液14はFeイオンを含む塩酸溶液とし、負極液15
はCrイオンを含む塩酸溶液とする例を示した。
は負荷、４はインバータ、５はレドツクス電池で、タン
ク6a、6b、7a、7bとポンプ８、９および流通型電解槽10
から構成される。流通型電解槽10は正極11と負極12、お
よび両電極間を分離する隔膜13とを備え、隔膜13で仕切
られた左右の室内には正極液14、負極液15が収容され
る。正極液14はFeイオンを含む塩酸溶液とし、負極液15
はCrイオンを含む塩酸溶液とする例を示した。
次に作用について説明する。
発電所１で発電され変電設備２に送電された電力は適
当な電圧に変圧され、負荷３に供給される。一方、夜間
になり余剰電力がでると、インバータ４により交直変換
を行ない、レドツクス電池５に充電が行われる。この場
合は、第５図に示すようにタンク6bから6aへ、タンク7a
から7bの方へポンプ８、９で正、負極液14、15を徐々に
送りながら充電が行われる。正極液14にFeイオン、負極
液15にCrイオンを使用する場合、流通型電解槽10内で起
こる反応は下記第（１）〜（３）式中の充電側の反応と
なる。
当な電圧に変圧され、負荷３に供給される。一方、夜間
になり余剰電力がでると、インバータ４により交直変換
を行ない、レドツクス電池５に充電が行われる。この場
合は、第５図に示すようにタンク6bから6aへ、タンク7a
から7bの方へポンプ８、９で正、負極液14、15を徐々に
送りながら充電が行われる。正極液14にFeイオン、負極
液15にCrイオンを使用する場合、流通型電解槽10内で起
こる反応は下記第（１）〜（３）式中の充電側の反応と
なる。
このようにして、電力が正極液14、負極液15の中に蓄
積される。
積される。
一方、供給電力が需要電力よりも少ない場合は、上記
第（１）〜（３）式中の放電側の反応が行なわれ、イン
バータ４により直交変換が行なわれ、変電設備２を介し
て負荷３に電力が供給される。
第（１）〜（３）式中の放電側の反応が行なわれ、イン
バータ４により直交変換が行なわれ、変電設備２を介し
て負荷３に電力が供給される。
（発明が解決しようとする問題点） 前述の従来から有るレドツクス電池に於いては、１セ
ル当たりの充放電電圧が約1Vと小さいので単セルを積層
し電気的に直列に接続された集合電池として使用されて
いるが、この集合電池の各々の単セルに対して均一の電
解液が同時に供給される必要が有る。そのため、共通の
電解液供給液路および電解液戻り液路から各セルへの液
路が分岐している構造となつており、この共通液路を通
じての、高電位側セルから低電位側セルへの電流が液路
漏れ電流であり、充放電に寄与しない電流としてレドツ
クス電池の損失となつている。特に、電池の充電或いは
放電の電流値が小さい場合には、この液路漏れ電流損失
の電池充放電電力に対する比率が相対的に大きくなり、
電池の充放電効率を高くするための妨げとなつている。
ル当たりの充放電電圧が約1Vと小さいので単セルを積層
し電気的に直列に接続された集合電池として使用されて
いるが、この集合電池の各々の単セルに対して均一の電
解液が同時に供給される必要が有る。そのため、共通の
電解液供給液路および電解液戻り液路から各セルへの液
路が分岐している構造となつており、この共通液路を通
じての、高電位側セルから低電位側セルへの電流が液路
漏れ電流であり、充放電に寄与しない電流としてレドツ
クス電池の損失となつている。特に、電池の充電或いは
放電の電流値が小さい場合には、この液路漏れ電流損失
の電池充放電電力に対する比率が相対的に大きくなり、
電池の充放電効率を高くするための妨げとなつている。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記のごとき従来のものの問題点を解決す
るための手段として、レドツクス電池のうちで、単セル
を積層した集合電池の構成のレドツクス電池に於いて、
電解液供給液路および電解液戻り液路の少なくとも一方
の各セルへの分岐後の位置に、液路として各セルの液路
に対応する貫通部を有する絶縁材料製の、又は、絶縁材
料で被覆された棒状の弁を集合電池全体に通す形で集合
電池内部に設け、電解液供給用ポンプの運転、停止と同
期させて、この棒状の弁を回転させること、又は軸方向
に移動させることにより、各セルの電解液液路の遮断お
よび開放を行なう構造としたことを特徴とするレドツク
ス電池を提供し、少なくともポンプによる送液を断続的
に行なう場合の送液停止時間中は、電気的液路を遮断す
るか或いは電気的液路を狭小にすることにより、液路漏
れ電流による損失を低減しようとするものである。
るための手段として、レドツクス電池のうちで、単セル
を積層した集合電池の構成のレドツクス電池に於いて、
電解液供給液路および電解液戻り液路の少なくとも一方
の各セルへの分岐後の位置に、液路として各セルの液路
に対応する貫通部を有する絶縁材料製の、又は、絶縁材
料で被覆された棒状の弁を集合電池全体に通す形で集合
電池内部に設け、電解液供給用ポンプの運転、停止と同
期させて、この棒状の弁を回転させること、又は軸方向
に移動させることにより、各セルの電解液液路の遮断お
よび開放を行なう構造としたことを特徴とするレドツク
ス電池を提供し、少なくともポンプによる送液を断続的
に行なう場合の送液停止時間中は、電気的液路を遮断す
るか或いは電気的液路を狭小にすることにより、液路漏
れ電流による損失を低減しようとするものである。
（実施例） 以下に本発明を適用した場合の実施例について図を用
いて示す。
いて示す。
第１図、第２図および第３図は、レドツクス電池に於
いて本発明を適用し電解液供給側と電解液戻り側の両方
の分岐部に、液路として各セルの液路に対応する貫通部
を有する絶縁材料製の、又は、絶縁材料で被覆された棒
状の弁を設けた場合の構造を示す断面図である。第１図
はポンプ運転中の状態を示し、第２図および第３図はポ
ンプ停止中の状態を示している。また、第４図は本発明
を適用しない従来からのレドツクス電池の構造を示す断
面図である。第１図、第２図、第３図および第４図のい
ずれに於いても、便宜上正極液の系統のみを示してある
が、負極液についても同様の系統が存在するものであ
り、第１図、第２図および第３図の場合に負極液側にも
本発明は適用されている。
いて本発明を適用し電解液供給側と電解液戻り側の両方
の分岐部に、液路として各セルの液路に対応する貫通部
を有する絶縁材料製の、又は、絶縁材料で被覆された棒
状の弁を設けた場合の構造を示す断面図である。第１図
はポンプ運転中の状態を示し、第２図および第３図はポ
ンプ停止中の状態を示している。また、第４図は本発明
を適用しない従来からのレドツクス電池の構造を示す断
面図である。第１図、第２図、第３図および第４図のい
ずれに於いても、便宜上正極液の系統のみを示してある
が、負極液についても同様の系統が存在するものであ
り、第１図、第２図および第３図の場合に負極液側にも
本発明は適用されている。
第１図のポンプ運転中の状態では、絶縁材料製の、又
は、絶縁材料で被覆された棒状の弁26（以下単に棒状の
弁26と記載する）の貫通部が電解液液路の一部となる状
態であるので、共通液路24、25を通じての各セル間の液
路漏れ電流が存在している。しかし、各セル内の正極液
が十分に入れ換えられた時点で正極液ポンプ17が停止す
ると第２図または第３図の状態とする。ここで、第２図
は棒状の弁26を回転させることにより液路を遮断する場
合の構造を示し、第３図は棒状の弁26を軸方向に移動さ
せることにより液路を遮断する場合の構造を示してい
る。この第２図および第３図の正極液ポンプ17が停止し
た状態では、棒状の弁26により各セル間の液路が電気的
に殆ど遮断されるため液路漏れ電流の値が極めて小さく
なつている。一方、第４図の本発明を適用しない場合に
は、正極液ポンプ17の運転、停止にかかわらず、共通液
路24、25を通じての液路漏れ電流が常に存在する。
は、絶縁材料で被覆された棒状の弁26（以下単に棒状の
弁26と記載する）の貫通部が電解液液路の一部となる状
態であるので、共通液路24、25を通じての各セル間の液
路漏れ電流が存在している。しかし、各セル内の正極液
が十分に入れ換えられた時点で正極液ポンプ17が停止す
ると第２図または第３図の状態とする。ここで、第２図
は棒状の弁26を回転させることにより液路を遮断する場
合の構造を示し、第３図は棒状の弁26を軸方向に移動さ
せることにより液路を遮断する場合の構造を示してい
る。この第２図および第３図の正極液ポンプ17が停止し
た状態では、棒状の弁26により各セル間の液路が電気的
に殆ど遮断されるため液路漏れ電流の値が極めて小さく
なつている。一方、第４図の本発明を適用しない場合に
は、正極液ポンプ17の運転、停止にかかわらず、共通液
路24、25を通じての液路漏れ電流が常に存在する。
第１図、第２図および第３図の本発明を適用した構造
のレドツクス電池と、第４図の本発明を適用しない構造
のレドツクス電池の両方について充放電を行なつた結
果、本発明を適用した場合の方が、明らかに液路漏れ電
流による損失が小さく電流効率即ち放電電気量の充電電
気量に対する比率の高いことが確認された。
のレドツクス電池と、第４図の本発明を適用しない構造
のレドツクス電池の両方について充放電を行なつた結
果、本発明を適用した場合の方が、明らかに液路漏れ電
流による損失が小さく電流効率即ち放電電気量の充電電
気量に対する比率の高いことが確認された。
なお、本実施例に於いては電解液供給側と電解液戻り
側の両方に本発明を適用した例を示したが、いずれか片
方にのみ本発明を適用することも可能である。
側の両方に本発明を適用した例を示したが、いずれか片
方にのみ本発明を適用することも可能である。
（発明の効果） 本発明は、レドツクス電池のうちで、単セルを積層し
た集合電池の構成のレドツクス電池に於いて、電解液供
給液路および電解液戻り液路の少なくとも一方の各セル
への分岐後の位置に、液路として各セルの液路に対する
貫通部を有する絶縁材料製の、又は、絶縁材料で被覆さ
れた棒状の弁を集合電池全体に通す形状で設け、この棒
状の弁を回転させること、又は軸方向に移動させること
により、各セルの電解液液路の遮断および開放を行なう
構造を設けたことを特徴とするレドツクス電池により、
少なくともポンプによる送液を断続的に行なう場合の送
液停止時間中は、電気的液路を遮断するか或いは電気的
液路を狭小にすることにより、液路漏れ電流による損失
を低減するものであり、実用上極めて大なる効果を奏す
る。
た集合電池の構成のレドツクス電池に於いて、電解液供
給液路および電解液戻り液路の少なくとも一方の各セル
への分岐後の位置に、液路として各セルの液路に対する
貫通部を有する絶縁材料製の、又は、絶縁材料で被覆さ
れた棒状の弁を集合電池全体に通す形状で設け、この棒
状の弁を回転させること、又は軸方向に移動させること
により、各セルの電解液液路の遮断および開放を行なう
構造を設けたことを特徴とするレドツクス電池により、
少なくともポンプによる送液を断続的に行なう場合の送
液停止時間中は、電気的液路を遮断するか或いは電気的
液路を狭小にすることにより、液路漏れ電流による損失
を低減するものであり、実用上極めて大なる効果を奏す
る。
第１図、第２図および第３図は、レドツクス電池に於い
て本発明を適用し電解液供給側と電解液戻り側の両方の
分岐部に、液路として各セルの液路に対応する貫通部を
有する棒状の弁を設けた場合の構造を示す断面図であ
り、各々、第１図はポンプ運転中の状態を示し、第２図
および第３図はポンプ停止中の状態を示す図である。第
４図は本発明を適用しない従来からのレドツクス電池の
構造を示す断面図である。第５図、第６図はレドツクス
電池を用いた電力貯蔵システムの充電、放電の状態を説
明する図である。 ５……レドツクス電池、6a、6b、16……正極液タンク、
7a、7b……負極液タンク、８、９、17……ポンプ、10、
18……流通型電解槽、11、19……正極、12、20……負
極、13、21……隔膜、14、22……正極液、15……負極
液、23……集電炭素板、24……電解液供給共通液路、25
……電解液戻り共通液路、26……棒状の弁。
て本発明を適用し電解液供給側と電解液戻り側の両方の
分岐部に、液路として各セルの液路に対応する貫通部を
有する棒状の弁を設けた場合の構造を示す断面図であ
り、各々、第１図はポンプ運転中の状態を示し、第２図
および第３図はポンプ停止中の状態を示す図である。第
４図は本発明を適用しない従来からのレドツクス電池の
構造を示す断面図である。第５図、第６図はレドツクス
電池を用いた電力貯蔵システムの充電、放電の状態を説
明する図である。 ５……レドツクス電池、6a、6b、16……正極液タンク、
7a、7b……負極液タンク、８、９、17……ポンプ、10、
18……流通型電解槽、11、19……正極、12、20……負
極、13、21……隔膜、14、22……正極液、15……負極
液、23……集電炭素板、24……電解液供給共通液路、25
……電解液戻り共通液路、26……棒状の弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤井 勇一 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会 社荏原製作所内 審査官 板谷 一弘 (56)参考文献 特開 昭61−269866（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】単セルを積層した集合電池の構成のレドツ
クス電池に於いて、電解液供給液路および電解液戻り液
路の少なくとも一方の各セルへの分岐後の位置に、液路
として各セルの液路に対応する貫通部を有する絶縁材料
製の、又は、絶縁材料で被覆された棒状の弁を集合電池
全体に通す形状で集合電池内部に設け、電解液供給用ポ
ンプの運転、停止と同期させて、この棒状の弁を回転さ
せる、又は軸方向に移動させることにより、各セルの電
解液液路の遮断および開放を行なうようにしたことを特
徴とするレドツクス電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63037549A JP2519077B2 (ja) | 1988-02-22 | 1988-02-22 | 非連続循環型レドツクス電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63037549A JP2519077B2 (ja) | 1988-02-22 | 1988-02-22 | 非連続循環型レドツクス電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01213968A JPH01213968A (ja) | 1989-08-28 |
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|---|---|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| JPH07220750A (ja) * | 1994-02-07 | 1995-08-18 | Hiroshi Yokose | 電解液流機構改良型レドックスフロー電池 |
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| WO2025069661A1 (ja) * | 2023-09-27 | 2025-04-03 | 株式会社アイシン | 電池 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61269866A (ja) * | 1985-05-23 | 1986-11-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | レドツクスフロ−電池 |
-
1988
- 1988-02-22 JP JP63037549A patent/JP2519077B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017007212A1 (ko) * | 2015-07-07 | 2017-01-12 | 킴스테크날리지 주식회사 | 플로우 전지 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01213968A (ja) | 1989-08-28 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |