JPH02242570A - 亜鉛―臭素電池の保管方法 - Google Patents

亜鉛―臭素電池の保管方法

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JPH02242570A
JPH02242570A JP1062590A JP6259089A JPH02242570A JP H02242570 A JPH02242570 A JP H02242570A JP 1062590 A JP1062590 A JP 1062590A JP 6259089 A JP6259089 A JP 6259089A JP H02242570 A JPH02242570 A JP H02242570A
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Takashi Hashimoto
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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    • H01M12/00Hybrid cells; Manufacture thereof
    • H01M12/08Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of a fuel-cell type and a half-cell of the secondary-cell type
    • H01M12/085Zinc-halogen cells or batteries
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 A 産業上の利用分野 この発明は、亜鉛−臭素電池を、効率低下させることな
く、長期に亘って保管しうろ方法に関−4ろ。
L3  発明の概要 本発明は、電解液を循環させて使用する亜鉛臭素電池に
おいて、 電池充電後、臭素の供給を断った状態で、放電方向に電
流を流し、臭素を除去してから保管することにより、 臭素アタックによる電極のワーページ、劣化を防止し、
良好に長期保管可能とするものである。
C0従来の技術 近時、電池電力貯蔵システ18の開発が促進されており
、その−環として第2図乃至第4図に例示する如く電解
液循環型亜鉛−臭素積層二次電池が開発されている。
これは、第2図の構成原理図に示すように、電池本体1
をイオン交換膜または多孔質膜からなるセパレータ2で
陽極室3と陰極室4とに区画17、この両極室にそれぞ
れ電解液を循環させるための送液管5.6と返液管7,
8とにより電解液タンク9.IOを接続して設け、臭化
亜鉛(7,n f’、 r 2)の電解液をそれぞれの
゛屯極室に循環させるようにしたものである。尚、11
は陽極、I2は陰極、13.14は共に送液ポンプ、1
5は弁である。
しかして、充電時には、電解液が図の矢印の方向に循環
し、陰極12てはZ n ”+ 2 e−> Z n、
陽極IIでは2Br−→Br2+2eの反応を生じ、陽
極11で生成された臭素は分子となり、電解液中に混じ
り、一部溶解し、大部分は陽極液中の錯化剤によって錯
化物となり、陽極室側の電解液タンク■0内に沈澱して
蓄積される。又、放電時には、電解液が循環した状態で
各電極11,12ではそれぞれ前記反応式と逆の反応を
生じ、析出物(Zn、Br、)  か各電極I+、12
上て消費(酸化、還元)され、上気エネルギーが放出さ
れるようにしたものである。
また、」−述のような構成原理の亜鉛−臭素電池には、
第3図に例示するような実用積層電池本体として多数の
セル積層構造のスタックが用いられている。にれは、ス
タック全体を、−側面から他側面にかけて貫挿する複数
のボルト28に、各々ナツト29を嵌合して、セル積層
体全体を挟むように押さえるための一対の締付端板16
との間に、例えば30セル積層1.て構成する。
このように積層構成したスタックには、第3図に示すよ
うに、その四隅角部に流液孔である正極マニホールド2
4と負極マニホールド25とを穿設する。
また、各セパレータ板2Iは、ぞの周囲にパラキンとし
ても機能する枠体21aの両車面部1−下にそれぞれ表
裏対称形状にマイクロチャンネル26を設置して成り、
その−側面の実線で示すマイクロチャンネル26は、そ
れぞれ対角線上の正極マニホールド24から導入した電
解液を均一・に広げてセパレータ2の全面に流し、又は
これより液を回収する。また、他側面の破線で示すマイ
ク[Jチャンネル26は、負極マニホールド25からの
電解液を導入1回収するものである。
このようにして、各セパレータ板21の両側面部にそれ
ぞれ配置された電極との間において、第2図に例示した
単位電池となるセルを構成し、スタックとしては、この
セルか30個直列接続されるよう構成するものである。
このような、亜鉛−臭素電池を保管するには、従来、電
池を充電後又は、完全放電後の場合に応して、次のよう
に行っていた。
まず、電池を充電後に保管するときに、保管時間が10
時間を越える場合には、スタック内の電解液を全て、電
解液タンク9.10内に戻した状態で保管する。
これは、電池を充電した状態では、陰極12面」−に亜
鉛が電析しており、陽極11面」二には、臭素が付着し
た状態にある。このため、電解液をスタックに充填した
状態で電池を保管すると、陽極液中の臭素が陰極12上
の亜鉛と自己放電を起こし、さらに、保管時、この臭素
が電極とセパレータを腐食して、電池効率が低下するの
を防止するためである。
また、電池を完全放電後に保管するには、第4図に示4
−ように、スタック内に電解液を充填したままの状態で
保管していた。これは、電池の完全放電後は、陰極12
上の亜鉛が完全に溶解し、陰極12の表面が露出してい
る状態にあるので、自己放電の心配がないからである。
なお、陽極11面上には、臭素が付層した状態となって
いる。
■) 発明が解決しようとする課題 前述したような、電池の充電後又は完全放電後のそれぞ
れの保管方法においても第4図に例示ずろ如く、陽極l
l上に臭素が111着しているため、保管期間中に、カ
ーボンプラスチック電極及びセパレータを腐食し、これ
を劣化させ電池効率を低下させることがあるという問題
がある。
さらに、カーボンプラスチック電極は、臭素による膨潤
により、ワーページ(撓み)を生じ、その平滑性が損な
われる。
このように、電極にワーベージを生ずると、スタック内
における電解液の流れ分布か乱れ、亜鉛のデンドライト
発生(亜鉛がひげ状に電析する現象)ににる効率低下の
原因となるという問題があった。
また、このような電極に対する臭素アタックを防lトす
るため、スタック内を、イオン交換水によって洗浄する
手段も試みられたが、電池本体内の臭素を除去するのは
困難であった。
特に、陽極11の素材として、炭素繊維を使用している
電池では、臭素の吸着が起こっているため、イオン交換
水で数日間洗浄しても、はとんど臭素を除去できず、こ
の問題を解決する手段がなか っ ノこ。
本発明は、上述の点に鑑み、亜鉛 臭素電池を長期に亘
って保管しても、電池効率が低電しないようにできる保
管方法を新たに提供することを「1的とする。
D〕 課題を解決するための手段 本発明の亜鉛−臭素電池の保管方法は、電池を充電後、
臭素の供給を断った状態で、放電方向に電流を流し、陰
極及び陽極に亜鉛を電着させるようにして臭素を除去す
るようにしたことを特徴とする。
F9作用 」二連のような方法を施すことにより、電池内に臭素が
残留しないよう除去して、臭素アタックによる電極やセ
パレータの劣化を防止し、電極のワーページ発生を防止
し、良好な状態で電池を長期に亘って保管できるように
するという作用を奏する。
G、実施例 以下、本発明の亜鉛−臭素電池の保管方法の実施例を、
第1図によって説明する。なお、この第1図において、
第2図乃至第4図に示す従来例に対応する部分には同一
符号を付すこととし、説明の便に供する。
本例の手段は、電池のスタック内の臭素を完全に除去す
るたぬの、電気化学的処理方法であって、特に、亜鉛−
臭素電池を運搬する場合や、長期保管する場合に適する
ものである。
まず、第1に、運搬又は長期保管する亜鉛−臭素電池を
充電する。
この充電電気量は、充電時の電解液中の臭素量や、スタ
ック内に何着している臭素量を十分に越える蛍で、陽極
11上に亜鉛電析が始まったときても陰極I2上に十分
に亜鉛が残っているような適正量を確保できるものとす
る。なお、この充電電気量は、個々の電池の構造に依存
するが、陰極12上の亜鉛が不足すると、陽極lI上で
は亜鉛の電析が行われるが、陰極上では臭素が発生ずる
ことになり、スタック内から臭素を除去するこきができ
なくなるので十分な量が必要である。
本例では、電極面積1600c1N2.30セルのバイ
ポーラ電池を用い、2OAで5時間充電するものとした
第2に、第1工程の充電時に発生した比重の大きい臭素
が陽極タンクの底部に溜まっているので、これを除去す
る。
第3にこの電池を放電する。本例では20Δで、1時間
放電したところで電池電圧が0■に達した。
この放電は、電解液中に溶(Jている臭素や、陽極上に
耐着している臭素が消費されながら行なわれるものであ
る。
第4に、電池電圧がOVになった以後、放電方向に1ト
流を流し続ける。
これにより、陽極11上には、亜鉛の電析(Z n”−
7,n+ 2 e)と、臭素の還元(B r、−Br 
+ 2 e)の反応が同時に起こり、このまま通電する
ことにより、電解液中の臭素を除去する3、本例では、
放電と同じ方向に2時間通電し、陽極液が無色透明とな
って、臭素が除去さ石たのを確認した。
第5に、上述の方法で、陽極11F〕に十分亜鉛が電析
した後、電解液を循環し、陽極11上の亜鉛と臭素とを
直接反応させるようにし、(Z n +B r、+ Z
 n”÷2Br−)臭素を除去する。
上述のように、臭素を除去した電池を、運搬又は長期保
管するものである。
本例では、3ケ月放置した。
そして、この後、電池の長期保管法の効果を見るため、
充電側に通電し、陽極液に臭素が発生したのを確認して
から、第2工程で除去した臭素をタンクに戻し、完全放
電を行った。この後、この電池のスタックを解体して調
査したところ、電極には全くワーページや劣化が見られ
ず、十分に効果があることが確認された。
なお、比較の為、前述した従来の完全放電をしただ11
.lで放置した電池を解体したところ、電極には、臭素
劣化によるツーページCl0m屑程度のそり)が生じて
いた。これと比較しても、本例の方法が実効あることが
理解される。
tr  発明の効果 以上詳述したように、本発明の亜鉛−臭素電池の保管方
法によれば、亜鉛−臭素電池を充電後、電池内への臭素
の供給を断った状態で、放電方向に電流を流し、臭素を
除去するため陰極及び陽極に亜鉛を電着させる処理をし
た後、運搬や長期保管をするようにしたので、電池内に
臭素が残留しない。従って、臭素アタックによる電極や
セパレータの劣化を防1トシ、電極のワーページ発生を
防止し、良好な状態で電池を長期に亘って保管できると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の亜鉛−臭素電池の保管方法の実施例を
説明4−る単電池モデルを示す要部説明線図、第2図は
従来の亜鉛−臭素電池の原理の概略説明線図、第3図は
その要部である電池本体部分の拡大分解斜視図、第4図
はその単電池モデルを示す要部説明線図である。 1−・電池本体、11・陽極、12・・陰極、18端板
電極、23・・・中間電極。 妊

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電池を所要量充電し、この後、当該電池を、臭素
    の供給を断った状態で放電方向に通電して臭素を除去し
    てから保管するようにしたことを特徴とする亜鉛−臭素
    電池の保管方法。
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