JPH0334843Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本考案は、電解液循環型亜鉛−臭素積層二次電
池の改良に関するものである。

Ｂ 考案の概要 本考案は、電池のクーロン効率を高めるため、
正極電極と絶縁枠とセパレータとで囲まれた正極
室の電極面からセパレータまでの距離を、負極電
極と絶縁枠とセパレータとで囲まれた負極室の電
極面からセパレータまでの距離よりも大きくした
液循環型亜鉛−臭素積層二次電池である。

Ｃ 従来の技術 第１図は、電解液循環型亜鉛−臭素積層二次電
池の充電時の基本構成図である。この電池は正極
１と負極２とをセパレータ３を挟んで両側に設置
し、負極２とセパレータ３との間の負極室（亜鉛
極室）４に負極液貯蔵槽５から負極側電解液６を
矢印あの方向に供給循環させるとともに、正極１
とセパレータ３との間の正極室（臭素極室）７に
正極液貯蔵槽８から正極側電解液９を矢印いの方
向に供給循環させるように構成されている。な
お、１０，１１は液循環用のポンプである。

第２図は、このような電池をバイポーラ型に積
層した場合の一例を示す分解斜視図である。図に
示すように各電極５０及びセパレータ３は積層さ
れ、端板１２，１３によつて両側から挟まれ、締
付ボルト、締付ナツトで全体が一体に結合されて
いる。正極側電解液９は、入口１８ａから各電極
５０のマニホールド１４、チヤンネル１５及びマ
イクロチヤンネル１６を通つて正極室７の電極板
１７の表面に供給されて出口１９ａから正極液貯
蔵槽８を経て再び入口１８ａに循環し、同様に負
極側電解液６は入口ｂから各電極５０の負極室４
（第１図、第２図では各電極５０の裏側）を通つ
て出口１９ｂに至り負極液貯蔵槽５を経て再び入
口１８ｂに循環するようになつている。

なお、２０は電極５０上に設けたセパレータ３
と電極板１７の接触を防止する格子状サポータで
ある。

Ｄ 考案が解決しようとする課題 ところで負極室４及び正極室７は、均一な電極
反応を得るために電極５０の上下部分にマイクロ
チヤンネル１６が設けられている。しかしながら
マイクロチヤンネル１６は、電解液の流れ分布を
均一にするけれども流れに対する圧力損失が大き
く流量を減少させてしまう。特に正極室７側にお
いては、充電が進行するにともない電解液中に添
加されている臭素錯化剤と臭素が臭素コンプレツ
クスを生成し、正極側電解液９の粘性が高まり、
さらに流量が減少することになる。正極側電解液
９の流量が減少すると充電時に反応に必要なだけ
の充分な臭素が正極１に供給されず、クーロン効
率の低下を招くことになる。従つてクーロン効率
を増加させるためには、正極１側では均一流速分
布を得るとともに流量を多く得られるような電極
の工夫が必要となる。

本考案は、上記のような問題点を解決するため
になされたもので、クーロン効率の高い液循環型
亜鉛−臭素積層二次電池を得ることを目的とす
る。

Ｅ 課題を解決するための手段 本考案に係る液循環型亜鉛−臭素積層二次電池
では、矩形状の電極板と、該電極板の周囲に設け
た絶縁枠と、該絶縁枠の対向した両辺部に設けた
流出入一対のマニホールドと、該マニホールドか
ら前記電極板面上に電解液を流通させる複数の溝
により形成された一対のマイクロチヤンネルとを
備えた電極を有し； 該電極間にセパレータを積層して挟むことによ
り、該電極間に電極板と絶縁枠と前記セパレータ
とで囲まれた正極室及び負極室との一組の電池反
応室を形成し； 該各々の電池反応室内に前記流入マニホールド
から前記流入側マイクロチヤンネルを介して各々
臭化亜鉛水溶液を流入させ、前記流出側マイクロ
チヤンネルから前記流出側マニホールドを介して
流出させるように構成した液循環型亜鉛−臭素積
層二次電池において、 前記正極室の電極面からセパレータまでの距離
を前記負極室の電極面からセパレータまでの距離
よりも大きくしたものである。

Ｆ 作用 本考案においては、電極板と絶縁枠とセパレー
タとで囲まれた正極室の電極面からセパレータま
での距離を、電極板と電縁枠とセパレータとで囲
まれた負極室の電極面からセパレータまでの距離
よりも大きくしたものであるため、正極室での電
解液の流れる断面が、負極室での電解液の流れる
断面よりも大きくなる。この為、充電後半時や放
電前半時の臭素コンプレツクスの生成に伴なう正
極電解液粘性の増加及びそれに伴なう正極電解液
量の負極電解液量に対する減少に対しても、充分
な臭素を正極に供給することができる。

Ｇ 実施例 第３図は本考案の実施例を示す正面図、第４
図、第５図は第３図のイ−イ及びロ−ロ断面図で
ある。図に示すように、電極５０は正極室７側、
負極室４側の各々においてポリオレフイン系樹脂
製の絶縁枠が全周に渡つて形成され、正極室７側
の絶縁枠５１は負極室４側の絶縁枠５２より高く
形成されている（例えば絶縁枠５１の高さ1.8mm、
絶縁枠５２の高さ0.8mm）。また、電極５０の電解
液流出入両側部分には、絶縁枠５１，５２と同材
で絶縁枠５１，５２と一体に形成されているマイ
クロチヤンネル１６ａ，１６ｂが形成され、その
高さは各々絶縁枠５１，５２の表面と一致してい
る。正極室７側、負極室４側のカーボンプラスチ
ツク製で絶縁枠５１，５２と一体成形の電極板１
７には、格子状のポリオレフイン系樹脂製サポー
ター２０ａ，２０ｂが絶縁枠５１，５２の高さに
及んで設けられている。

また、正極室７側、負極室４側にはセパレータ
ー３が対設して形成されており、このように構成
された単セルを複数積層してバイポーラ型積層電
池を構成している。

なお、絶縁枠５１，５２の高さはセパレータと
絶縁枠間に図示しないパツキングを設けて高く形
成してもよい。即ち、パツキングの厚さ分だけ絶
縁枠５１，５２の高さを低くすればよい。

本考案は上記のように、正極室７側における絶
縁枠５１及びマイクロチヤンネル１６ａの高さを
負極室４側のそれらより高く形成してあるので正
極室７及びマイクロチヤンネル１６ａ間における
電解液の流れる断面が増大し、これにともなつて
電解液の流抵抗が減少し流量が増加して、充分な
臭素を正極室７に供給することができる。したが
つて正極室７での臭素コンプレツクスの移動が一
段と向上し、クーロン効率を高めることができる
等実用的効果を奏するものである。

（実施例） 亜鉛側の負極面とセパレーターの距離は、従来
の0.8mmのままでセパレーターと臭素側の正極間
の距離を0.8mmから1.8mmに広げ、さらにマイクロ
チヤンネル部の高さも1.8mmとし格子状のサポー
ターを電極面に重ねた。正極面積が750cm²の場合、
正極側電解液流量が200ml／分から450〜500mm／
分に増加し、このためクーロン効率は10％以上の
増加を示した。

Ｈ 考案の効果 本考案は以上説明したとおり、正極電極と絶縁
枠とセパレータとで囲まれた正極室の電極面から
セパレータまでの距離を、負極電極と絶縁枠とセ
パレータとで囲まれた負極室の電極面からセパレ
ータまでの距離よりも大きくしたものであるた
め、正極室での電解液の流れる断面が、負極室で
の電解液の流れる断面よりも大きくなる。この
為、充電後半時や放電前半時の臭素コンプレツク
スの生成に伴なう正極電解液粘性の増加及びそれ
に伴なう正極電解液量の負極電解液量に対する減
少に対しても、充分な臭素を正極に供給すること
ができ、電池のクーロン効率を高めることができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る電極が使用される電池の
一例を示す二次電池の基本構成図、第２図は第１
図に示す電池の積層構成とした場合の一例を示す
分解斜視図、第３図は本考案の実施例を示す正面
図、第４図及び第５図はそれぞれ第３図のイ−イ
断面図及びロ−ロ断面図である。 １……正極、２……負極、３……セパレータ、
４……負極室、７……正極室。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 矩形状の電極板１７と、該電極板１７の周囲に
   設けた絶縁枠５１と、該絶縁枠５１の対向した両
   辺部に設けた流出入一対のマニホールド１４と、
   該マニホールド１４から前記電極板１７面上に電
   解液を流通させる複数の溝により形成された一対
   のマイクロチヤンネル１６とを備えた電極５０を
   有し； 該電極５０間にセパレータ３を積層して挟むこ
   とにより、該電極５０間に電極板１７と絶縁枠５
   １と前記セパレータ３とで囲まれた正極室７及び
   負極室４との一組の電池反応室を形成し； 該各々の電池反応室内に前記流入マニホールド
   １４から前記流入側マイクロチヤンネル１６を介
   して各々臭化亜鉛水溶液を流入させ、前記流出側
   マイクロチヤンネル１６から前記流出側マニホー
   ルド１４を介して流出させるように構成した液循
   環型亜鉛−臭素積層二次電池において、 前記正極室７の電極面からセパレータ３までの
   距離を前記負極室４の電極面からセパレータ３ま
   での距離よりも大きくしたことを特徴とする液循
   環型亜鉛−臭素積層二次電池。