JPH02189868A - 金属―臭素電池のクリーンアウト方法 - Google Patents
金属―臭素電池のクリーンアウト方法Info
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- JPH02189868A JPH02189868A JP1009196A JP919689A JPH02189868A JP H02189868 A JPH02189868 A JP H02189868A JP 1009196 A JP1009196 A JP 1009196A JP 919689 A JP919689 A JP 919689A JP H02189868 A JPH02189868 A JP H02189868A
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- Japan
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- electrolyte
- pump
- bromine
- complex compound
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- 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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- 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】
[産業上の利用分野コ
この発明は電解液循環式金属−臭素電池、特に電解液貯
蔵槽と反応槽との間で電解液を循環させ電解液の有効利
用を図りつつ所定の充放電反応を行う形式の電解液循環
式金属−臭素電池に関する。
蔵槽と反応槽との間で電解液を循環させ電解液の有効利
用を図りつつ所定の充放電反応を行う形式の電解液循環
式金属−臭素電池に関する。
[従来の技術]
電解液貯蔵層と反応に’Vとの間で電解液を循環させ所
定の充放電反応を行う形式の金属−臭素電池、例えば亜
鉛−臭素電池は新型電池の1つとして知られ、正極およ
び負極が設けられた反応槽内において次式に示す基本的
な電気化学反応が行われている。
定の充放電反応を行う形式の金属−臭素電池、例えば亜
鉛−臭素電池は新型電池の1つとして知られ、正極およ
び負極が設けられた反応槽内において次式に示す基本的
な電気化学反応が行われている。
(正極)2Br −+ Br2+2e2+
(負極)Zn +2e −Zn −(1,
)充電 (全体)Zn2++2Br ; Zn+Br放電 この反応式からも明らかなように、充電時には負極上に
亜鉛Znが析出−正極では臭素B r 2が生成されこ
のB r 2は電解液中に溶解する。また、放電時には
、負極板上に析出された亜鉛Znが酸化されてZn2+
となって電解液中に溶解し、また電解液中の臭素B r
2は還元されて臭素イオン2Br−となって電解液中
に同様に溶解する。
)充電 (全体)Zn2++2Br ; Zn+Br放電 この反応式からも明らかなように、充電時には負極上に
亜鉛Znが析出−正極では臭素B r 2が生成されこ
のB r 2は電解液中に溶解する。また、放電時には
、負極板上に析出された亜鉛Znが酸化されてZn2+
となって電解液中に溶解し、また電解液中の臭素B r
2は還元されて臭素イオン2Br−となって電解液中
に同様に溶解する。
ところで、この様な亜鉛−臭素電池では、充電時に生成
される臭素B r 2の電解液中における濃度が充電時
間の経過と共に増大し該臭素B r 2か次第に負極側
に拡散していく。そして、該臭素Br2は、負極側にて
亜鉛Znと反応して亜鉛イオンZn2+と臭素イオンB
r−に成り、自己放電を起こしてしまうため、この亜鉛
−臭素電池は、亜鉛イオンZn2+および臭素イオンB
r を透過し臭素B r 2の透過を阻止する自己放
電防止用のセパレータ膜を用い、反応槽を正極側反応槽
と負極側反応槽とに分離し、正極側から負極側への臭素
B r 2の拡散を防止している。
される臭素B r 2の電解液中における濃度が充電時
間の経過と共に増大し該臭素B r 2か次第に負極側
に拡散していく。そして、該臭素Br2は、負極側にて
亜鉛Znと反応して亜鉛イオンZn2+と臭素イオンB
r−に成り、自己放電を起こしてしまうため、この亜鉛
−臭素電池は、亜鉛イオンZn2+および臭素イオンB
r を透過し臭素B r 2の透過を阻止する自己放
電防止用のセパレータ膜を用い、反応槽を正極側反応槽
と負極側反応槽とに分離し、正極側から負極側への臭素
B r 2の拡散を防止している。
さらに、亜鉛−臭素電池には、前記臭素B r 2の拡
散を防止するために、電解液中に錯化剤を添加し、正極
側電解液中に溶解した臭素B r 2を電解液に解けに
くい錯体化合物とし、電解液中に油状に分離沈殿させて
いる。
散を防止するために、電解液中に錯化剤を添加し、正極
側電解液中に溶解した臭素B r 2を電解液に解けに
くい錯体化合物とし、電解液中に油状に分離沈殿させて
いる。
第3図には、この様な原理を用いて形成された従来の亜
鉛−臭素電池が示されており、この電池は、反応槽1内
の両側に正極2および負極3を設け、これら画電極2,
3間で電解液4を介して前記第1式の電気化学反応を行
っている。
鉛−臭素電池が示されており、この電池は、反応槽1内
の両側に正極2および負極3を設け、これら画電極2,
3間で電解液4を介して前記第1式の電気化学反応を行
っている。
この様な亜鉛−臭素電池では、電解液4として臭化亜鉛
(Z n B r 2 )水溶液を用いており、これに
加えて必要に応じて電導度向上剤、臭素錯化剤、デンド
ライト抑制剤等が添加されている。
(Z n B r 2 )水溶液を用いており、これに
加えて必要に応じて電導度向上剤、臭素錯化剤、デンド
ライト抑制剤等が添加されている。
そして、充電時には、反応槽1内において、前記第1式
に示す充電反応か行われ、正極2側では臭素B r 2
か生成され電解液4内に溶解し、また負極3ては亜鉛Z
nが析出し負極3上に亜鉛の析出層5が形成されていく
。
に示す充電反応か行われ、正極2側では臭素B r 2
か生成され電解液4内に溶解し、また負極3ては亜鉛Z
nが析出し負極3上に亜鉛の析出層5が形成されていく
。
また、放電時には、前記充電時とは逆の反応が行われ、
正極2側では臭素B r 2か還元されて臭素イオン2
Br となって電解液4中に溶解し、負極3側では
亜鉛の析出層5か酸化されて亜鉛イオンZn2+となっ
て電解液4中に溶解する。
正極2側では臭素B r 2か還元されて臭素イオン2
Br となって電解液4中に溶解し、負極3側では
亜鉛の析出層5か酸化されて亜鉛イオンZn2+となっ
て電解液4中に溶解する。
この様な電気化学反応が行イっれる反応槽1o内は、充
電時に発生する臭素B r 2により自己放電が発生ず
ることがないよう、その内部がセバレタ膜6により正極
側反応槽]aと負極側反応槽]bとに分離されている。
電時に発生する臭素B r 2により自己放電が発生ず
ることがないよう、その内部がセバレタ膜6により正極
側反応槽]aと負極側反応槽]bとに分離されている。
このセパレータ膜6は、自己放電を防止するために電解
液4は透過するかこれに溶解している臭素B r 2の
透過は阻止するものである。この様なセパレータ膜6と
しては、一般にイオン交換膜あるいは多孔質膜が用いら
れるが、電池の内部抵抗を少なくするという観点から多
孔質膜が使用されている。
液4は透過するかこれに溶解している臭素B r 2の
透過は阻止するものである。この様なセパレータ膜6と
しては、一般にイオン交換膜あるいは多孔質膜が用いら
れるが、電池の内部抵抗を少なくするという観点から多
孔質膜が使用されている。
そして、電解液循環型の電池では、充電時における電解
反応によって得たエネルギを貯蔵するため、正極側電解
貯蔵槽7と負極側電解液貯蔵槽8とが設けられている。
反応によって得たエネルギを貯蔵するため、正極側電解
貯蔵槽7と負極側電解液貯蔵槽8とが設けられている。
前記i1E極側電解液貯蔵槽7は正極側反応槽1aとの
間で配ダクト9,1.0を介して電解液循環経路を構成
しており、循環経路に設けたポンプ11により正極側反
応槽1a内において反応した正極側電解液4aを貯蔵槽
7へ向は送り出し、貯蔵槽7内に貯蔵された新たな電解
液4aを反応槽]aに供給している。
間で配ダクト9,1.0を介して電解液循環経路を構成
しており、循環経路に設けたポンプ11により正極側反
応槽1a内において反応した正極側電解液4aを貯蔵槽
7へ向は送り出し、貯蔵槽7内に貯蔵された新たな電解
液4aを反応槽]aに供給している。
ここにおいて、電解液4内に臭素錯化剤が添加されてい
る場合には、充電時に発生した臭素Br2は錯体化され
、電解液4に不溶な錯体化合物となって析出し、第3図
に示す電池において該錯体化合物は貯蔵槽7の屁部を錯
体貯蔵部12としてここに順次沈澱して貯蔵されていく
。
る場合には、充電時に発生した臭素Br2は錯体化され
、電解液4に不溶な錯体化合物となって析出し、第3図
に示す電池において該錯体化合物は貯蔵槽7の屁部を錯
体貯蔵部12としてここに順次沈澱して貯蔵されていく
。
また、この錯体貯蔵部]2と配ダクト10との間は、バ
ルブ13を有する錯体供給ダクト14により連絡されて
いる。そして、このバルブ13は、通常解放されており
、錯体貯蔵部12に沈澱した錯体化合物を配ダクト]0
を介して反応槽]aに向けて放電用に送り出す。
ルブ13を有する錯体供給ダクト14により連絡されて
いる。そして、このバルブ13は、通常解放されており
、錯体貯蔵部12に沈澱した錯体化合物を配ダクト]0
を介して反応槽]aに向けて放電用に送り出す。
また、前記負極側電解液貯蔵槽8は、同様にして負極側
反応槽]−bとの間で、配ダクl−1,516を介して
電解液循環経路を形成しており、循環経路に設けたポン
プ17を用い負極反応槽]b内にて反応した負極側電解
液4bを貯蔵槽8へ向は送り出し貯蔵槽8から新たな電
解液4bを反応槽1bに向は供給している。
反応槽]−bとの間で、配ダクl−1,516を介して
電解液循環経路を形成しており、循環経路に設けたポン
プ17を用い負極反応槽]b内にて反応した負極側電解
液4bを貯蔵槽8へ向は送り出し貯蔵槽8から新たな電
解液4bを反応槽1bに向は供給している。
この様に、この亜鉛−臭素電池は、貯蔵槽78内に電解
液4を十分に貯蔵し、該貯蔵電解液4を用いて充電時に
は、前記第1式に示す充電反応を行い、錯体貯蔵部12
に臭素の錯体化合物を貯蔵し、負極3上に亜鉛の析出層
5を形成して電力を貯蔵することができる。また、放電
時には、錯体貯蔵部]2に貯蔵されている臭素の錯体化
合物を正極側反応槽1aに向は送り出し、該錯体化合物
と負極3上に形成されている亜鉛の析出層5とを用い、
前記第1式に示す放電反応を行い、その充電電力を放+
41することができる。
液4を十分に貯蔵し、該貯蔵電解液4を用いて充電時に
は、前記第1式に示す充電反応を行い、錯体貯蔵部12
に臭素の錯体化合物を貯蔵し、負極3上に亜鉛の析出層
5を形成して電力を貯蔵することができる。また、放電
時には、錯体貯蔵部]2に貯蔵されている臭素の錯体化
合物を正極側反応槽1aに向は送り出し、該錯体化合物
と負極3上に形成されている亜鉛の析出層5とを用い、
前記第1式に示す放電反応を行い、その充電電力を放+
41することができる。
そして、次に充電終了後または放電途中で放置すると、
充電停止または放電停止と同時に電解液の循環か停止さ
れ、正極反応槽1a内に臭素錯化合物が大量に残存する
状態となる。この状態は、セパレータ膜6は臭素の透過
を完全には防止できないため、この臭素錯体化合物から
遊離した臭素B r 2はセパレータ膜6を透過して負
極反応槽1b内へ拡散していき、負極3上に析出した亜
鉛5と直接反応して自己放電を起こす原因となる。自己
放電は電池容量を低下させ、また自己発熱を招来し、t
6池寿命を低下させる。
充電停止または放電停止と同時に電解液の循環か停止さ
れ、正極反応槽1a内に臭素錯化合物が大量に残存する
状態となる。この状態は、セパレータ膜6は臭素の透過
を完全には防止できないため、この臭素錯体化合物から
遊離した臭素B r 2はセパレータ膜6を透過して負
極反応槽1b内へ拡散していき、負極3上に析出した亜
鉛5と直接反応して自己放電を起こす原因となる。自己
放電は電池容量を低下させ、また自己発熱を招来し、t
6池寿命を低下させる。
従って、電池を放置する等の際には、正極反応槽1a内
の臭素錯体化合物を正極液貯蔵槽7内の臭素錯体化合物
貯蔵槽]2へ回収(クリーンアウト)する必要がある。
の臭素錯体化合物を正極液貯蔵槽7内の臭素錯体化合物
貯蔵槽]2へ回収(クリーンアウト)する必要がある。
このクリーンアウトは、バルブ13を閉じ電解液4をポ
ンプ]1によって一定時間連続して循環せしめることに
よって、反応槽1. a %循環経路中9、]0に遊離
している臭素B r 2を貯蔵槽に回収するものである
。
ンプ]1によって一定時間連続して循環せしめることに
よって、反応槽1. a %循環経路中9、]0に遊離
している臭素B r 2を貯蔵槽に回収するものである
。
この回収の状態を第2図に示す。第2図は、5OC(h
ie orcharge:充電状態)が100%の場合
および50%の場合の二側を示している。尚、ポンプ1
]を一定時間連続的に駆動した場合を黒点で示す。
ie orcharge:充電状態)が100%の場合
および50%の場合の二側を示している。尚、ポンプ1
]を一定時間連続的に駆動した場合を黒点で示す。
すなわぢ、SOC]、00%、50%のいずれの場合も
、回収時間が長時間になるにつれて、反応槽内の臭素B
r 2が回収され、反応槽内の電気容量(Ah)が減
少することがわかる。
、回収時間が長時間になるにつれて、反応槽内の臭素B
r 2が回収され、反応槽内の電気容量(Ah)が減
少することがわかる。
[発明が解決しようとする問題点]
しかしなから、従来のクリーンアウト方法ではポンプを
長時間連続的に駆動するため、かなり大きな駆動エネル
ギーを必要とし、電池効率を悪化させるという問題点か
あった。
長時間連続的に駆動するため、かなり大きな駆動エネル
ギーを必要とし、電池効率を悪化させるという問題点か
あった。
またポンプを長時間連続的に駆動するため、ボンプの寿
命が短くなるという問題点があった。
命が短くなるという問題点があった。
発明の1」的
この発明は係る問題点を解決するために成されたもので
、従来と同様のクリーンアウト効果を維持しつつ、ポン
プの駆動エネルギーを少なくし電池効率を高め、加えて
ポンプの寿命を従来と比べて長くし得る金属−臭素電池
のクリーンアウト方法を提供することを目的とするもの
である。
、従来と同様のクリーンアウト効果を維持しつつ、ポン
プの駆動エネルギーを少なくし電池効率を高め、加えて
ポンプの寿命を従来と比べて長くし得る金属−臭素電池
のクリーンアウト方法を提供することを目的とするもの
である。
「問題点を解決するための手段および作用]前記]」的
を達成するため、本発明は臭素錯体化合物の貯蔵槽の排
出弁を閉塞する工程と、前記閉塞工程後電解液循環経路
中に配されたポンプを所定時間間欠的に駆動し電解液を
循環せしめる工程とを有するものである。
を達成するため、本発明は臭素錯体化合物の貯蔵槽の排
出弁を閉塞する工程と、前記閉塞工程後電解液循環経路
中に配されたポンプを所定時間間欠的に駆動し電解液を
循環せしめる工程とを有するものである。
工程を経ることによって、特にポンプを間欠的に駆動す
ることによって、反応槽、循環経路中に残存する臭素錯
体化合物を従来と同様の効果を維持しつつ、前記錯体貯
蔵槽に回収できる。
ることによって、反応槽、循環経路中に残存する臭素錯
体化合物を従来と同様の効果を維持しつつ、前記錯体貯
蔵槽に回収できる。
[実施例]
以下、第1図および第2図に基づき本発明の好適な実施
例を説明する。なお、金属−臭素電池の基本的構成は従
来例で説明したものと同様であるため、その説明は省略
する。
例を説明する。なお、金属−臭素電池の基本的構成は従
来例で説明したものと同様であるため、その説明は省略
する。
第1図は電解液4aを循環さぜるポンプ11の駆動状態
を示す図である。
を示す図である。
すなわち、従来のクリーンアウトと同様錯体貯蔵槽のυ
1出弁13を閉塞し、前記閉塞後、電解液循環経路中に
配されたポンプ1]を駆動する。
1出弁13を閉塞し、前記閉塞後、電解液循環経路中に
配されたポンプ1]を駆動する。
この際ポンプは第1図に示すごとく、5分間ポンプを駆
動した後、次の5分間はポンプの駆動を休止する。そし
て、ポンプ11の駆動と休止を一定時間繰り返す。この
ポンプの間欠動作によって、電解液4aは循環され、反
応槽1a及び循環経路中9.10に残存する臭素錯体化
合物は貯蔵槽に回収される。
動した後、次の5分間はポンプの駆動を休止する。そし
て、ポンプ11の駆動と休止を一定時間繰り返す。この
ポンプの間欠動作によって、電解液4aは循環され、反
応槽1a及び循環経路中9.10に残存する臭素錯体化
合物は貯蔵槽に回収される。
この回収の状態を第2図の白点て示す。
第2図からも明らかなように、ポンプ]1が間欠的動作
であるにも拘らず、従来と同様の特性が得られる。
であるにも拘らず、従来と同様の特性が得られる。
これは、最初のポンプ]1の駆動により、電解液4a中
に残存する臭素錯体化合物の大部分を回収し、次のポン
プ1−1の休止期間中、フェルト状のカーボン入り樹脂
からなる電極板2中に混在した臭素錯体化合物を電解液
4a中に拡散させ、そして再びポンプ]]の駆動により
電解液に拡散した臭素錯体化合物を回収できるからであ
る。
に残存する臭素錯体化合物の大部分を回収し、次のポン
プ1−1の休止期間中、フェルト状のカーボン入り樹脂
からなる電極板2中に混在した臭素錯体化合物を電解液
4a中に拡散させ、そして再びポンプ]]の駆動により
電解液に拡散した臭素錯体化合物を回収できるからであ
る。
なお、ポンプの駆動を間欠的に行うため、駆動初期の流
速変化によりフェルト内に混在した臭素錯体化合物を剥
奪することができ有効に回収できる。
速変化によりフェルト内に混在した臭素錯体化合物を剥
奪することができ有効に回収できる。
なお、上記実施例では、ポンプの間欠動作を5分間毎に
行う場合について説明したが、特にこれに限定されるも
のでなく、反応槽循環経路の容積の大小に応じて適宜設
定することができる。
行う場合について説明したが、特にこれに限定されるも
のでなく、反応槽循環経路の容積の大小に応じて適宜設
定することができる。
[発明の効果コ
以上のように本発明によれば、ポンプを間欠的に駆動す
ることによって、電解液中の臭素錯体化合物を従来と同
様に回収できるため、ポンプ駆動エネルギーが少なくて
すみ、電池効率を良好なものとすることができる。
ることによって、電解液中の臭素錯体化合物を従来と同
様に回収できるため、ポンプ駆動エネルギーが少なくて
すみ、電池効率を良好なものとすることができる。
また、ポンプは間欠的駆動であるため、その寿命を長期
化させることができる。
化させることができる。
第1図は本発明の一実施例に係るポンプの駆動状態を示
す図、 第2図は従来および本発明に係るクリーンアウト方法に
おける回収時間と電気容量の特性を示す図、 第3図は金属−臭素電池の基本的構成を示す図である。 1 ・・・ 反応槽 2 ・・・ 正極 3 ・・・ 負極 7.8 ・・・ 貯蔵槽 ]1 ・・・ ポンプ 12 ・・・ 錯体貯蔵部 13 ・・・ 排出弁 出願人 トヨタ自動車株式会社 代理人 弁理士 吉1)研二 (外コー名)[D−7
コ
す図、 第2図は従来および本発明に係るクリーンアウト方法に
おける回収時間と電気容量の特性を示す図、 第3図は金属−臭素電池の基本的構成を示す図である。 1 ・・・ 反応槽 2 ・・・ 正極 3 ・・・ 負極 7.8 ・・・ 貯蔵槽 ]1 ・・・ ポンプ 12 ・・・ 錯体貯蔵部 13 ・・・ 排出弁 出願人 トヨタ自動車株式会社 代理人 弁理士 吉1)研二 (外コー名)[D−7
コ
Claims (1)
- 金属−臭素電池のクリーンアウト方法において、臭素錯
体化合物の貯蔵槽の排出弁を閉塞する工程と、前記閉塞
工程後、電解液循環路中に配されたポンプを所定時間間
欠的に駆動し電解液を循環せしめる工程とを含み、反応
槽および循環経路中に残存する臭素錯体化合物を前記貯
蔵槽に回収することを特徴とする金属−臭素電池のクリ
ーンアウト方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1009196A JPH077681B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 金属―臭素電池のクリーンアウト方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1009196A JPH077681B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 金属―臭素電池のクリーンアウト方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02189868A true JPH02189868A (ja) | 1990-07-25 |
| JPH077681B2 JPH077681B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=11713755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1009196A Expired - Lifetime JPH077681B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 金属―臭素電池のクリーンアウト方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077681B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08500934A (ja) * | 1992-12-23 | 1996-01-30 | エリン・エネルギーアンヴェンドゥング・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 亜鉛/臭素−蓄電池の充電方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6369159A (ja) * | 1986-09-10 | 1988-03-29 | Toyota Motor Corp | 電解液循環式金属−ハロゲン電池 |
-
1989
- 1989-01-18 JP JP1009196A patent/JPH077681B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6369159A (ja) * | 1986-09-10 | 1988-03-29 | Toyota Motor Corp | 電解液循環式金属−ハロゲン電池 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08500934A (ja) * | 1992-12-23 | 1996-01-30 | エリン・エネルギーアンヴェンドゥング・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 亜鉛/臭素−蓄電池の充電方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH077681B2 (ja) | 1995-01-30 |
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