JPH01653A - 亜鉛・ハロゲン電池 - Google Patents
亜鉛・ハロゲン電池Info
- Publication number
- JPH01653A JPH01653A JP62-156047A JP15604787A JPH01653A JP H01653 A JPH01653 A JP H01653A JP 15604787 A JP15604787 A JP 15604787A JP H01653 A JPH01653 A JP H01653A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- electrode
- positive electrode
- chlorine
- electrolyte
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は液循環型の亜鉛・ハロゲン電池に関し、特に正
極の液通過度を大きく、かつ均一にすることにより電池
効率の向上を図ったものである。 ・ 〔従来の技術〕 一般に亜鉛・ハロゲン電池、特に亜鉛・塩素電池は塩素
を正極活物質、亜鉛を負極活物質とし、塩化亜鉛を主成
分とする水溶液を電解液とする電池で、あり、充電時に
正極で塩素を発生すると同時に負極で金属亜鉛を析出し
、放電時に正極で塩素をイオン化すると同時に負極で金
属亜鉛をイオン化して溶出する電極反応により作動する
ものである。 ゛ このような電池の構成は第３図に示すように上記電極反
応を行なう電池部（１）と該電池部（１）の外部に電解
液槽（２）と塩素貯蔵槽（３）を設け、これらを管路に
より連通して密閉系を形成したものであり、液ポンプ（
４）により電解液を常時、電解液槽（２）から電池部（
１）へ循環させ、充電ｉに電一部（１）で発生した塩素
ガスを不活性ガスを主体とする循環ガスと共にガスポ′
ンプ（５）により塩素貯蔵槽（３）に吸引して貯蔵し、
不活性ガスはそのまま電解液槽（２）をも通過させて電
池部（１）へ戻し、再び循環ガスとして塩素ガスと混合
させる。次に放電時には塩素貯蔵槽（３）から発生させ
た塩素ガスを電解液槽（２）に送り、電池部（１）を循
環する電解液中の塩素濃度を高くして正極反応を促進さ
せている。
極の液通過度を大きく、かつ均一にすることにより電池
効率の向上を図ったものである。 ・ 〔従来の技術〕 一般に亜鉛・ハロゲン電池、特に亜鉛・塩素電池は塩素
を正極活物質、亜鉛を負極活物質とし、塩化亜鉛を主成
分とする水溶液を電解液とする電池で、あり、充電時に
正極で塩素を発生すると同時に負極で金属亜鉛を析出し
、放電時に正極で塩素をイオン化すると同時に負極で金
属亜鉛をイオン化して溶出する電極反応により作動する
ものである。 ゛ このような電池の構成は第３図に示すように上記電極反
応を行なう電池部（１）と該電池部（１）の外部に電解
液槽（２）と塩素貯蔵槽（３）を設け、これらを管路に
より連通して密閉系を形成したものであり、液ポンプ（
４）により電解液を常時、電解液槽（２）から電池部（
１）へ循環させ、充電ｉに電一部（１）で発生した塩素
ガスを不活性ガスを主体とする循環ガスと共にガスポ′
ンプ（５）により塩素貯蔵槽（３）に吸引して貯蔵し、
不活性ガスはそのまま電解液槽（２）をも通過させて電
池部（１）へ戻し、再び循環ガスとして塩素ガスと混合
させる。次に放電時には塩素貯蔵槽（３）から発生させ
た塩素ガスを電解液槽（２）に送り、電池部（１）を循
環する電解液中の塩素濃度を高くして正極反応を促進さ
せている。
なお図において（６）は塩素貯蔵槽（３）を加温して塩
素を発生させるために電解液を循環させるバルブを示し
、（７）は塩素貯蔵槽（３）を冷却して塩素を貯蔵させ
るための冷凍器を示す。
素を発生させるために電解液を循環させるバルブを示し
、（７）は塩素貯蔵槽（３）を冷却して塩素を貯蔵させ
るための冷凍器を示す。
また上記電池部においては第４図に示すように電解液透
過性の多孔質グラフフィト正極（９）と液不透過の硬質
グラファイト負極（８）とを集電体（１０）を介して枠
体（１１）で保持して対設させ、内側に塩素室（１２）
を形成し、該枠体（１１）を複数個積層して各枠体（１
１）間に電極室（１３）を設けた構造である。この電池
部（１）内で電解液は塩素室（１２）底部に開口する電
解液供給口（１４）から該塩素室（１２）へ供給され、
正極（９）を透過して電極室（１３）の上部の電解液排
出口（１５）からオーバーフローし、これらを集合して
電解液槽に送っている。
過性の多孔質グラフフィト正極（９）と液不透過の硬質
グラファイト負極（８）とを集電体（１０）を介して枠
体（１１）で保持して対設させ、内側に塩素室（１２）
を形成し、該枠体（１１）を複数個積層して各枠体（１
１）間に電極室（１３）を設けた構造である。この電池
部（１）内で電解液は塩素室（１２）底部に開口する電
解液供給口（１４）から該塩素室（１２）へ供給され、
正極（９）を透過して電極室（１３）の上部の電解液排
出口（１５）からオーバーフローし、これらを集合して
電解液槽に送っている。
上記電池部の正極に用いている多孔質グラフフィト板は
特に大形の電池の場合は炭素繊維を補強材として配合し
た後焼成して製造しており、通常かぎ密度０．５ｇ／ｃ
ａ１以上を有したものである。
特に大形の電池の場合は炭素繊維を補強材として配合し
た後焼成して製造しており、通常かぎ密度０．５ｇ／ｃ
ａ１以上を有したものである。
このような電極用の６００７１１１１！Ｘ７００ ａｎ
Ｘ２．Ｏｍの大きざの多孔質グラフフィト板の液透過度
を調べるため、該グラファイト板を一定の微小ます目に
区切り、一定圧力で電解液を片側面より供給し、各ます
目の透過液の流量を測定し、その結果を第５図のように
同一流量の領域を他の流量の領域と境界線によって区分
した分布図によって示した（図中の数字は透過流ｆｆｌ
（ｒｎ１／ｍ１ｌｌ−ｃｒ／ｌ ＞を示す）。第５図
から明らかなように従来のグラファイト板面内での液透
過量の分布はその大きざでは９〜１３ｄ／ｍ１ｎ−ｃｉ
と大きくばらついており、かつ偏りも大きいため電解液
の流れは不均一となり、電池の充放電効率、即ち亜鉛の
電析・溶解効率に悪影響を及ぼしていると考えられた。
Ｘ２．Ｏｍの大きざの多孔質グラフフィト板の液透過度
を調べるため、該グラファイト板を一定の微小ます目に
区切り、一定圧力で電解液を片側面より供給し、各ます
目の透過液の流量を測定し、その結果を第５図のように
同一流量の領域を他の流量の領域と境界線によって区分
した分布図によって示した（図中の数字は透過流ｆｆｌ
（ｒｎ１／ｍ１ｌｌ−ｃｒ／ｌ ＞を示す）。第５図
から明らかなように従来のグラファイト板面内での液透
過量の分布はその大きざでは９〜１３ｄ／ｍ１ｎ−ｃｉ
と大きくばらついており、かつ偏りも大きいため電解液
の流れは不均一となり、電池の充放電効率、即ち亜鉛の
電析・溶解効率に悪影響を及ぼしていると考えられた。
従って効率を向上させるためには多孔質グラフフィト板
の液透過量を向上させ、かつ均一化することが求められ
ていた。
の液透過量を向上させ、かつ均一化することが求められ
ていた。
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、液の透過度が均一
なグラファイト電極を用いた亜鉛・ハロゲン電池を開発
したもので、液透過性の多孔質グラファイト正極と硬質
グラファイト負極とを対設して形成した電極室に正極を
透過して電解液を供給し、電極室上部からオーバーフロ
ーして循環させる電池において、正極をかき密度０．４
５ｇ／ｃｄ以下の多孔質グラファイト板で形成したこと
を特徴とするものである。
なグラファイト電極を用いた亜鉛・ハロゲン電池を開発
したもので、液透過性の多孔質グラファイト正極と硬質
グラファイト負極とを対設して形成した電極室に正極を
透過して電解液を供給し、電極室上部からオーバーフロ
ーして循環させる電池において、正極をかき密度０．４
５ｇ／ｃｄ以下の多孔質グラファイト板で形成したこと
を特徴とするものである。
かざ密度の小ざいグラファイト板を正極とするのは従来
と比較して正極板面全体の通気度を向上させることによ
り場所による液透過量の偏りやばらつきを抑えるためで
あり、これにより亜鉛の電析が均一になり、かつ電極表
面での反応も均一になるからである。またかざ密度を０
．４５’Ｊ／ｃ１１以下としたのはこの値を超えると電
池効率が大きく低下してしまうからである。
と比較して正極板面全体の通気度を向上させることによ
り場所による液透過量の偏りやばらつきを抑えるためで
あり、これにより亜鉛の電析が均一になり、かつ電極表
面での反応も均一になるからである。またかざ密度を０
．４５’Ｊ／ｃ１１以下としたのはこの値を超えると電
池効率が大きく低下してしまうからである。
かざ密度の小さい電極板を得るため原料中に補強材とし
て加える炭素繊維とバインダーの量を少なく調整し、グ
ラフ１イト原料と混合した後成形し、焼成してかぎ密度
が０．４５．０．４０および０．３５ｇ／ｃｄでそれぞ
れ６００ ｘ７００ ｘ２．Ｏ（７ｍ１１１）の大きさ
の多孔質グラファイト電極板を作製し、上記と同一の条
件でそれぞれのかさ密度の板について液透過量の分布を
調べ、その結果を第１図（イ） （ロ） （ハ）に示し
た（図中の数字は透過流量（ｄ／ｍｉｎ −ｃｄ ）を
示す）。
て加える炭素繊維とバインダーの量を少なく調整し、グ
ラフ１イト原料と混合した後成形し、焼成してかぎ密度
が０．４５．０．４０および０．３５ｇ／ｃｄでそれぞ
れ６００ ｘ７００ ｘ２．Ｏ（７ｍ１１１）の大きさ
の多孔質グラファイト電極板を作製し、上記と同一の条
件でそれぞれのかさ密度の板について液透過量の分布を
調べ、その結果を第１図（イ） （ロ） （ハ）に示し
た（図中の数字は透過流量（ｄ／ｍｉｎ −ｃｄ ）を
示す）。
第１図（イ） （ロ） （ハ）から明らかなように、本
発明によるグラファイト板はいずれも同一液透過流量の
範囲が大きく、第５図に示す従来品に比べて液透過度の
偏りが小さい。
発明によるグラファイト板はいずれも同一液透過流量の
範囲が大きく、第５図に示す従来品に比べて液透過度の
偏りが小さい。
また上記多孔質グラファイト板を正極とし、通常の硬質
グラファイト負極板と対設して形成した電極室に塩化亜
鉛の２モル水溶液を電解液として液のｐＨ：１．ｏ、液
温：３０℃、液中の塩素濃度を１．０ｇ／ｊ！とじ、１
．５ ｍｅ／ｍｉｎ−ｃｍの流量にて上記正極を透過し
て供給し、電極室上部からオーバーフローして電池部を
循環させた電池を組み立て、該電池にて充放電を行なわ
せ電池特性として電流効率及び電圧効率を求めその結果
と、ざらに両者を掛は合わせた電池効率の値を第１表に
示し、さらにかさ密度と電池効率の関係を第２図に示し
た。なお比較のため従来のかき密度０．５５９／ｃｍの
多孔質グラフフィト板を作製して同様に電池効率を求め
第１表及び第２図に併記した。
グラファイト負極板と対設して形成した電極室に塩化亜
鉛の２モル水溶液を電解液として液のｐＨ：１．ｏ、液
温：３０℃、液中の塩素濃度を１．０ｇ／ｊ！とじ、１
．５ ｍｅ／ｍｉｎ−ｃｍの流量にて上記正極を透過し
て供給し、電極室上部からオーバーフローして電池部を
循環させた電池を組み立て、該電池にて充放電を行なわ
せ電池特性として電流効率及び電圧効率を求めその結果
と、ざらに両者を掛は合わせた電池効率の値を第１表に
示し、さらにかさ密度と電池効率の関係を第２図に示し
た。なお比較のため従来のかき密度０．５５９／ｃｍの
多孔質グラフフィト板を作製して同様に電池効率を求め
第１表及び第２図に併記した。
第１表及び第２図から明らかなようにがさ密度が０．４
５ｇ／ａ１！よりも小さい本発明電池ＮＱＩ。
５ｇ／ａ１！よりも小さい本発明電池ＮＱＩ。
Ｎα２およびＮα３（第２図中ではそれぞれ（ａ）。
（ｂ）および（Ｃ）で示す）はいずれも電池効率は７９
．５％以上あり、かさ密度０．５５ｇ／ｃｒｉ１の従来
電池Ｎα４（第２図中では（ｄ）で示す）と比較して大
幅に優れていることがわかる。
．５％以上あり、かさ密度０．５５ｇ／ｃｒｉ１の従来
電池Ｎα４（第２図中では（ｄ）で示す）と比較して大
幅に優れていることがわかる。
（発明の効果）
このように本発明によれば亜鉛・ハロゲン電池において
多孔質グラフフィト電極の透過液量の分布が均一化され
るために電圧効率が向上し、かつ電極界面での反応が均
一化されることにより電流効率が向上する等工業上顕著
な効果を奏するものである。
多孔質グラフフィト電極の透過液量の分布が均一化され
るために電圧効率が向上し、かつ電極界面での反応が均
一化されることにより電流効率が向上する等工業上顕著
な効果を奏するものである。
第１図（イ） （ロ）（ハ）は本発明による電極板の液
透過量を示すもので（イ）、（ロ）、（ハ）はかざ密度
がそれぞれ０．３５．０．４０および０．４５ｇ／ｃｄ
の場合の分布図、第２図はかざ密度と電池効率の関係を
示す実測図、第３図は電池の構成を示す説明図、第４図
は電池部を示す側断面図、第５図は従来電池の電極板の
液透過量を示す分布図である。 ト・・電池部 ２・・・電解液槽 ３・・・塩素貯蔵槽 ４・・・液ポンプ ５・・・ガスポンプ ６・・・バルブ ７・・・冷凍器 ８・・・硬質グラファイト負極 ９・・・多孔質グラフフィト正極 １０・・・集電体 １１・・・枠体 １２・・・塩素室 １３・・・電極室 １４・・・電解液供給口 １５・・・電解液排出口 ａ・・・本発明電池Ｎα１ ｂ・・・本発明電池Ｎα２ Ｃ・・・本発明電池Ｎα３ ｄ・・・従来電池Ｎα４ 第１図（イ） 第１図（ロ） 第１図（ｌ＼）第２
図 カｓ 密ｒＬ（Ｑ／ｃｍ’） 第、４図 第５図
透過量を示すもので（イ）、（ロ）、（ハ）はかざ密度
がそれぞれ０．３５．０．４０および０．４５ｇ／ｃｄ
の場合の分布図、第２図はかざ密度と電池効率の関係を
示す実測図、第３図は電池の構成を示す説明図、第４図
は電池部を示す側断面図、第５図は従来電池の電極板の
液透過量を示す分布図である。 ト・・電池部 ２・・・電解液槽 ３・・・塩素貯蔵槽 ４・・・液ポンプ ５・・・ガスポンプ ６・・・バルブ ７・・・冷凍器 ８・・・硬質グラファイト負極 ９・・・多孔質グラフフィト正極 １０・・・集電体 １１・・・枠体 １２・・・塩素室 １３・・・電極室 １４・・・電解液供給口 １５・・・電解液排出口 ａ・・・本発明電池Ｎα１ ｂ・・・本発明電池Ｎα２ Ｃ・・・本発明電池Ｎα３ ｄ・・・従来電池Ｎα４ 第１図（イ） 第１図（ロ） 第１図（ｌ＼）第２
図 カｓ 密ｒＬ（Ｑ／ｃｍ’） 第、４図 第５図
Claims (1)
- 液透過性の多孔質グラファイト正極と硬質グラファイト
負極とを対設して形成した電極室に正極を透過して電解
液を供給し、電極室上部からオーバーフローして循環さ
せる電池において、正極をかさ密度０．４５ｇ／ｃｍ＾
３以下の多孔質グラファイト板で形成することを特徴と
する亜鉛・ハロゲン電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62156047A JPS64653A (en) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | Zinc-halogen battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62156047A JPS64653A (en) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | Zinc-halogen battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01653A true JPH01653A (ja) | 1989-01-05 |
| JPS64653A JPS64653A (en) | 1989-01-05 |
Family
ID=15619158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62156047A Pending JPS64653A (en) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | Zinc-halogen battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS64653A (ja) |
-
1987
- 1987-06-23 JP JP62156047A patent/JPS64653A/ja active Pending
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