JPH02142071A - 亜鉛−臭素電池の電解液 - Google Patents
亜鉛−臭素電池の電解液Info
- Publication number
- JPH02142071A JPH02142071A JP63296592A JP29659288A JPH02142071A JP H02142071 A JPH02142071 A JP H02142071A JP 63296592 A JP63296592 A JP 63296592A JP 29659288 A JP29659288 A JP 29659288A JP H02142071 A JPH02142071 A JP H02142071A
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- JP
- Japan
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- bromine
- complexing agent
- chloride
- bromide
- zinc
- 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.)
- Pending
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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
- H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
- H01M12/08—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of a fuel-cell type and a half-cell of the secondary-cell type
- H01M12/085—Zinc-halogen cells or 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
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
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】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は、亜鉛臭素電池に用いる電解液に関するもので
ある。
ある。
Ｂ１発明の概要
本発明は、亜鉛−臭素電池の電解液において、錯化剤と
してＮ、Ｎ−ジメチルモルホリニウムクロライド（ブロ
マイド）、Ｎ、Ｎ−ジメチルピロリジニウム クロライ
ド（ブロマイド）を用い、０．５〜１ 、 ＯｍｏＱ
／ Ｑの添加濃度となるよう添加することにより、 アルキル基をメチル基に変えて原料コストの大幅な低減
を図りながら、従来と同等の電池効率を維持するように
したものである。
してＮ、Ｎ−ジメチルモルホリニウムクロライド（ブロ
マイド）、Ｎ、Ｎ−ジメチルピロリジニウム クロライ
ド（ブロマイド）を用い、０．５〜１ 、 ＯｍｏＱ
／ Ｑの添加濃度となるよう添加することにより、 アルキル基をメチル基に変えて原料コストの大幅な低減
を図りながら、従来と同等の電池効率を維持するように
したものである。
Ｃ０従来の技術
亜鉛−臭素電池の基本構成を第２図に示す。図中、ｌは
セル（電解槽）、２はこのセルｌ内を正極（陽極）側と
負極（陰極）側に仕切るセパレータで、正極側には正極
電極３を設けるととらに、Ｚ ｎ Ｂ ｒ ＊ Ｂ
ｒ ｔの水溶液からなる正極電解液４を収納し、負極側
には負極電極５を設けるとともに、Ｚ ｎ Ｂ ｒ ＊
の水溶液からなる負極電解液６を収納する。７は正極電
解液４を貯蔵する貯蔵槽、８は負極電解液６を貯蔵する
貯蔵槽、９は前記セル１の正極側と貯蔵槽７との間に設
けた循環路、ＩＯは前記セル１の負極側と貯蔵槽８との
間に設けた循環路、Ｉ！は正極側の循環路９に設けたポ
ンプ、１２は負極側の循環路■０に設けたポンプ、１３
は正極端子、１４は負極端子である。
セル（電解槽）、２はこのセルｌ内を正極（陽極）側と
負極（陰極）側に仕切るセパレータで、正極側には正極
電極３を設けるととらに、Ｚ ｎ Ｂ ｒ ＊ Ｂ
ｒ ｔの水溶液からなる正極電解液４を収納し、負極側
には負極電極５を設けるとともに、Ｚ ｎ Ｂ ｒ ＊
の水溶液からなる負極電解液６を収納する。７は正極電
解液４を貯蔵する貯蔵槽、８は負極電解液６を貯蔵する
貯蔵槽、９は前記セル１の正極側と貯蔵槽７との間に設
けた循環路、ＩＯは前記セル１の負極側と貯蔵槽８との
間に設けた循環路、Ｉ！は正極側の循環路９に設けたポ
ンプ、１２は負極側の循環路■０に設けたポンプ、１３
は正極端子、１４は負極端子である。
上記の亜鉛−臭素電池は電解液循環型であり、充放電時
に正極電解液４、負極電解液６がポンプ１１．１２によ
ってセルｌ内へ送り込まれると、正極：２Ｂｒ−：
Ｂｒ＊＋ ２ｅ負極：Ｚｎ”＋ ２ｅ ： Ｚ
ｎの反応が生じる。この反応により正極で発生した臭素
が負極に拡散すると、亜鉛と自己放電を起こすが、正極
電極３と負極電極５の間にセパレータ２が設置されてい
るため、臭素の負極への拡散は防止される。セパレータ
２としては、ポリエチレンやシリカからなる多孔質の膜
が用いられる。
に正極電解液４、負極電解液６がポンプ１１．１２によ
ってセルｌ内へ送り込まれると、正極：２Ｂｒ−：
Ｂｒ＊＋ ２ｅ負極：Ｚｎ”＋ ２ｅ ： Ｚ
ｎの反応が生じる。この反応により正極で発生した臭素
が負極に拡散すると、亜鉛と自己放電を起こすが、正極
電極３と負極電極５の間にセパレータ２が設置されてい
るため、臭素の負極への拡散は防止される。セパレータ
２としては、ポリエチレンやシリカからなる多孔質の膜
が用いられる。
正極で発生した臭素は、電解液中の臭素錯化剤と反応し
てオイル状の錯化物となり、槽の底に貯蔵される。なお
、電解液には、正、負極の活物質としてのＺ ｎ Ｂ
ｒ ＊ の他、伝導度向上剤としてＮＨ，Ｃ１！が添
加される。
てオイル状の錯化物となり、槽の底に貯蔵される。なお
、電解液には、正、負極の活物質としてのＺ ｎ Ｂ
ｒ ＊ の他、伝導度向上剤としてＮＨ，Ｃ１！が添
加される。
上記臭素錯化剤は、二つの４級アンモニウム塩の混合物
で、Ｎ−メチル、Ｎ−エチルモルホリニウム ブロマイ
ド、Ｎ−メチル、Ｎ−エチルピロリジニウム ブロマイ
ドである。通常、３１ＯＱ／ＱＺ ｎ Ｂ ｒ ＊に対
し０．５〜１．０ ｍｏＱ／Ｑ添加している。
で、Ｎ−メチル、Ｎ−エチルモルホリニウム ブロマイ
ド、Ｎ−メチル、Ｎ−エチルピロリジニウム ブロマイ
ドである。通常、３１ＯＱ／ＱＺ ｎ Ｂ ｒ ＊に対
し０．５〜１．０ ｍｏＱ／Ｑ添加している。
Ｄ１発明が解決しようとする課題
この錯化剤は、臭素を常温で貯蔵するという重要な役割
を担うが、特殊な化合物であるため、コストが高くなる
。
を担うが、特殊な化合物であるため、コストが高くなる
。
本発明の目的は、安価で、従来と同等以上の性能の臭素
錯化剤を含む亜鉛−臭素電池の電解液を提供することに
ある。
錯化剤を含む亜鉛−臭素電池の電解液を提供することに
ある。
８１課題を解決するための手段
本発明は、主成分の７． ｎ Ｂ ｒ ｔ＋臭素錯化剤
十Ｎ ）−１、Ｃ（の中の臭素錯化剤として一般式％式
％ （式中のＸ−はＢｒ−またはＣＱ−を表す）のＮ、Ｎ−
ジメチルモルホリニウム ブロマイド（クロライド）、
Ｎ、Ｎ−ジメチルピロリジニウム ブロマイド（クロラ
イド）を用い、その添加濃度を０．５〜１ 、０ ｔａ
ｏ（１／ １２としたことを特徴とするものであり、ア
ルキル基がメチル基に変わっても、錯化剤としての所定
の性能が維持され、しかも、大幅なコストの低減が図れ
る。
十Ｎ ）−１、Ｃ（の中の臭素錯化剤として一般式％式
％ （式中のＸ−はＢｒ−またはＣＱ−を表す）のＮ、Ｎ−
ジメチルモルホリニウム ブロマイド（クロライド）、
Ｎ、Ｎ−ジメチルピロリジニウム ブロマイド（クロラ
イド）を用い、その添加濃度を０．５〜１ 、０ ｔａ
ｏ（１／ １２としたことを特徴とするものであり、ア
ルキル基がメチル基に変わっても、錯化剤としての所定
の性能が維持され、しかも、大幅なコストの低減が図れ
る。
Ｆ、実施例
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
第１実施例
錯化剤は下記化学構造
ＣＨ，ＣＨ，ＣＨ，ｃｉ−ｉｓ
のＮ、Ｎ−ジメチルモルホリニウム クロライド（左側
の構造式）、Ｎ、Ｎ〜ジメチルピロリジニウム クロラ
イド（右側の構造式）とし、これを３ｍｏ＆／Ｉ２のＺ
ｎ Ｂ ｒ ｔを含む電解液に混合した。
の構造式）、Ｎ、Ｎ〜ジメチルピロリジニウム クロラ
イド（右側の構造式）とし、これを３ｍｏ＆／Ｉ２のＺ
ｎ Ｂ ｒ ｔを含む電解液に混合した。
錯化剤の添加濃度は、０．５〜ｌ 、 Ｏｍｏｃ／ Ｑ
とした。
とした。
上記電解液に１ｍｏＱ／１２の臭素を添加したところ、
オイル状のコンプレックスが形成された。その上澄みの
臭素濃度はＯ、Ｉ ｍｏＱであった。この値は従来と同
じである。
オイル状のコンプレックスが形成された。その上澄みの
臭素濃度はＯ、Ｉ ｍｏＱであった。この値は従来と同
じである。
第２実施例
ところで、上澄み臭素濃度はＺ ｎ Ｂ ｒ を濃度に
より変化する。即ち、実際の電池においては、充電深度
によって変わる。従って、各５ＯＣ（ｓｔａｔｅ ｏｆ
ｃｈａｒｇｅ ：充電深度）に合わせて臭素濃度を測
定すればよいが、ここでは、実際に電池の充放電を行い
、電池効率として評価した。
より変化する。即ち、実際の電池においては、充電深度
によって変わる。従って、各５ＯＣ（ｓｔａｔｅ ｏｆ
ｃｈａｒｇｅ ：充電深度）に合わせて臭素濃度を測
定すればよいが、ここでは、実際に電池の充放電を行い
、電池効率として評価した。
供試電池は、カーボンプラスチック（ポリエチレン５０
、カーボンブラック１５、グラファイト３５ ｗ ｔ
ｍ ）の電極、電極面積１８００ｃｍ”、 １０セルと
し、１０Ａ８時間充電、ＩＯＡ放電を行った。液温は３
０℃とした。その電解液は、３ｍｏＱ、／（ｌ ＺｎＢ
ｒｔ ＋２ｍｏＣ／＆ ＮＨ＊ＣＣ＋ １．０ＩＩｌｏ
（１／（ｌの錯化剤（Ｎ、Ｎ−ジメチルモルホリニウム
クロライド０．５ａ＋ｏｆｆ／Ｑ、Ｎ、Ｎ−ジメチル
ピロリジニウム クロライド０ 、５ ｍｏｆ２／ ｆ
２）で、液ｆｆ１ｉ 、負極側利用率は７０％である。
、カーボンブラック１５、グラファイト３５ ｗ ｔ
ｍ ）の電極、電極面積１８００ｃｍ”、 １０セルと
し、１０Ａ８時間充電、ＩＯＡ放電を行った。液温は３
０℃とした。その電解液は、３ｍｏＱ、／（ｌ ＺｎＢ
ｒｔ ＋２ｍｏＣ／＆ ＮＨ＊ＣＣ＋ １．０ＩＩｌｏ
（１／（ｌの錯化剤（Ｎ、Ｎ−ジメチルモルホリニウム
クロライド０．５ａ＋ｏｆｆ／Ｑ、Ｎ、Ｎ−ジメチル
ピロリジニウム クロライド０ 、５ ｍｏｆ２／ ｆ
２）で、液ｆｆ１ｉ 、負極側利用率は７０％である。
この結果を次表に示す。
また、第１図に充放電特性を示す。
上記の表及び充放電特性図から分かるように従来と同等
の効率及び特性が得られる。しかも、アルキル基をメチ
ル基に変えることにより、原料コストの大幅な低減が可
能となる。
の効率及び特性が得られる。しかも、アルキル基をメチ
ル基に変えることにより、原料コストの大幅な低減が可
能となる。
なお、前記実施例における錯化剤の構造式のＣＱ−をＢ
ｒ−に置換したＮ、Ｎ−ジメチルモルホリニウム ブロ
マイド、Ｎ、Ｎ−ジメチルピロリジニウム ブロマイド
を錯化剤として用いてもよい。
ｒ−に置換したＮ、Ｎ−ジメチルモルホリニウム ブロ
マイド、Ｎ、Ｎ−ジメチルピロリジニウム ブロマイド
を錯化剤として用いてもよい。
Ｇ５発明の効果
以−ヒのように本発明によれば、前述の化学構造のＮ、
Ｎ−ジメチルモルホリニウム クロライド（ブロマイド
）、Ｎ、Ｎ−ジメチルピロリジニウム クロライド（ブ
ロマイド）を錯化剤とし、これを片側波利用率７０〜１
００％で、０．５〜１ 、０ ｃｏ＋２／ （ｌの濃度
となるよう添加したので、大幅なコストの低減を可能と
しながら従来と同等の電池効率を得ることができる。
Ｎ−ジメチルモルホリニウム クロライド（ブロマイド
）、Ｎ、Ｎ−ジメチルピロリジニウム クロライド（ブ
ロマイド）を錯化剤とし、これを片側波利用率７０〜１
００％で、０．５〜１ 、０ ｃｏ＋２／ （ｌの濃度
となるよう添加したので、大幅なコストの低減を可能と
しながら従来と同等の電池効率を得ることができる。
第１図は本発明に係る亜鉛−臭素電池の電解液の充放電
特性図、第２図は亜鉛−臭素電池の基本構成図である。 外２名 第１図 充放電特性図 運転時間 （時間）
特性図、第２図は亜鉛−臭素電池の基本構成図である。 外２名 第１図 充放電特性図 運転時間 （時間）
Claims (1)
- （１）主成分のＺｎＢｒ＿２＋臭素錯化剤＋ＮＨ＿４Ｃ
ｌ＿２の中の臭素錯化剤として一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中のＸ＾−はＢｒ＾−またはＣｌ＾−を表す）のＮ
，Ｎ−ジメチルモルホリニウムブロマイド（クロライド
）、Ｎ，Ｎ−ジメチルピロリジニウムブロマイド（クロ
ライド）を用い、その添加濃度を０．５〜１．０ｍｏｌ
／ｌとしたことを特徴とする亜鉛−臭素電池の電解液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63296592A JPH02142071A (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 亜鉛−臭素電池の電解液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63296592A JPH02142071A (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 亜鉛−臭素電池の電解液 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02142071A true JPH02142071A (ja) | 1990-05-31 |
Family
ID=17835540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63296592A Pending JPH02142071A (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 亜鉛−臭素電池の電解液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02142071A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2024542283A (ja) * | 2021-12-06 | 2024-11-13 | 中国科学院大▲連▼化学物理研究所 | アミン－臭素二電子型レドックスフロー電池用電解液、その使用、及びレドックスフロー電池 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52114927A (en) * | 1976-03-17 | 1977-09-27 | Eco Control | Halogen complexed ether |
| JPS60202676A (ja) * | 1984-03-26 | 1985-10-14 | エクソン リサ−チ アンド エンヂニアリング コムパニ− | 亜鉛−臭素電池用の改良電解液 |
| JPS6327830A (ja) * | 1986-07-21 | 1988-02-05 | Daicel Chem Ind Ltd | 蛍光性光硬化組成物 |
-
1988
- 1988-11-24 JP JP63296592A patent/JPH02142071A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52114927A (en) * | 1976-03-17 | 1977-09-27 | Eco Control | Halogen complexed ether |
| JPS60202676A (ja) * | 1984-03-26 | 1985-10-14 | エクソン リサ−チ アンド エンヂニアリング コムパニ− | 亜鉛−臭素電池用の改良電解液 |
| JPS6327830A (ja) * | 1986-07-21 | 1988-02-05 | Daicel Chem Ind Ltd | 蛍光性光硬化組成物 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2024542283A (ja) * | 2021-12-06 | 2024-11-13 | 中国科学院大▲連▼化学物理研究所 | アミン－臭素二電子型レドックスフロー電池用電解液、その使用、及びレドックスフロー電池 |
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