JPH0527233B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0527233B2 JPH0527233B2 JP59102659A JP10265984A JPH0527233B2 JP H0527233 B2 JPH0527233 B2 JP H0527233B2 JP 59102659 A JP59102659 A JP 59102659A JP 10265984 A JP10265984 A JP 10265984A JP H0527233 B2 JPH0527233 B2 JP H0527233B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- positive electrode
- electrode chamber
- negative electrode
- zinc
- Prior art date
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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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
- H01M50/417—Polyolefins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
- H01M50/491—Porosity
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- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Description
〔産業上利用する分野〕
本発明は、電解液循環型亜鉛／臭素二次電池に
おいて負極室と正極室とを区画するためのセパレ
ータに関し、更に詳しくは該二次電池のエネルギ
ー効率を高める微細多孔質膜の厚さ及び気孔率を
規定することにより、エネルギー効率を一層向上
させると共にセパレータの耐用寿命の延長を図る
ものである。 〔従来の技術〕 電解液循環型亜鉛／臭素二次電池は、第１図に
示すような基本的構成をなすものである。図中の
符号１は電池本体をなす単セル、２は正極室、３
は負極室、４はセパレータで、前記正極室２と負
極室３を区画する。５は正極、６は負極、９は正
極液貯蔵槽、１０は負極液貯蔵槽、１１，１２は
ポンプである。充電時は、ポンプ１１，１２を開
き、電解液が矢印の方向に循環し、負極６では
Zn++＋2e→Zn，正極５では2Br→Br2＋2eの反応
を生じ、正極５で生成された臭素は分子となつて
電解液中に混じり一部は溶解し、大部分は正極液
中の錯化剤によつて錯化剤となり、正極液貯蔵槽
９内に沈澱して蓄積される。放電時は、電解液が
矢印の方向に循環した状態で各電極６，５では上
記反応式と逆の反応を生じ、析出物（Zn，Br2）
が各電極６，５上で消費（酸化、還元）され、電
気エネルギーが放出される。 この場合、セパレータ４の役目即ち作用は、充
電時には亜鉛が負極６の表面に析出し、正極５で
は臭素が発生し電解液中に拡散、溶解するので、
ここで発生した臭素が負極側へ移動すると、亜鉛
と直接反応して亜鉛を溶解させてしまうことを防
止するため隔膜として設けられている。このセパ
レータ４には、価格及び耐臭素性に優れているこ
とからポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオ
レフイン系プラスチツクと含水シリカ（SiO2・
nH2Ｏ）の混合物を主体とする多孔質の膜を用い
ている。 しかして、発明者らのグループが先に特願昭58
−5185号（特開昭59−130076号）をもつて提案し
たセパレータは、多孔質膜の膜厚を変化させるこ
とによるエネルギー効率の変動を考慮した上で、
最適の膜厚を0.4mm〜0.8mmとしたのであつた。と
ころで、その後の発明者の研究の結果から、ポリ
エチレンまたはポリプロピレンと含水シリカの混
合物を主体とした多孔質膜をセパレータとして用
いた場合、該膜内に電解液が浸透し縦横両方向に
伸びが生じることが判明した。この伸びは、第２
図ａに示す如くセパレータ４の枠７に張られた多
孔質膜８に矢印で示す撓みを生じる。実用的な電
池は単セルを複数積層し、積層長さを少くするた
め、即ち単位体積当りのエネルギー効率を大にす
るために、電極間隔を数mmにするので、多孔質膜
８が極端な場合は電極に接触して亜鉛が膜に付着
することがある。これはセパレタ４の多孔質膜８
の厚さ不足に起因するものと考えられ、薄いとよ
り撓み易いということがわかつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、電解液循環型亜鉛／臭素二次電池に
おけるオレフイン系プラスチツクと含水シリカを
主体としたセパレータが、電池として充放電を繰
返す間に撓みを生じる問題に鑑みて、これを解決
するためになされたものであり、併せて電池のエ
ネルギ効率の向上とセパレータの耐用寿命の延長
を図る。 〔問題点を解決するため手段及びその作用〕 次に、上記の問題点を解決するための本発明の
概要を示せば、第１図に一例として示す如き単セ
ルを微細多孔質からなるセパレータで陰極室と正
極室に区画し、該負極室及び正極室に夫々電解液
を循環せしめるようにした電解液循環亜鉛／臭素
二次電池において、前記セパレータの実質的厚さ
を0.6mm〜1.6mm好ましくは0.6mm〜1.4mmとするこ
とを要旨としている。 また、上記セパレータの多孔範囲が5μm〜10-3
μmで、かつ最大分布孔径範囲が10-2μm〜10-1
μmで、気孔率が30〜70％であることが本発明の
効果を高める上で好ましい。 セパレータの構成を上記の通りに規制すること
により、電池内におけるセパレータの撓みは解消
し、電池のエネルギー効率の上昇、セパレータの
耐用寿命の延長が図られる。 〔発明の実施例〕 次に、本発明の実施例を示す、次の第１表は電
解液循環型亜鉛／臭素二次電池を電池として充放
電を繰返した場合のセパレータ４を構成する多孔
質膜８の撓みの発生度を示す。13.4mA／cm2の電
流密度で８時間放電を50サイクル行つた結果であ
る。
おいて負極室と正極室とを区画するためのセパレ
ータに関し、更に詳しくは該二次電池のエネルギ
ー効率を高める微細多孔質膜の厚さ及び気孔率を
規定することにより、エネルギー効率を一層向上
させると共にセパレータの耐用寿命の延長を図る
ものである。 〔従来の技術〕 電解液循環型亜鉛／臭素二次電池は、第１図に
示すような基本的構成をなすものである。図中の
符号１は電池本体をなす単セル、２は正極室、３
は負極室、４はセパレータで、前記正極室２と負
極室３を区画する。５は正極、６は負極、９は正
極液貯蔵槽、１０は負極液貯蔵槽、１１，１２は
ポンプである。充電時は、ポンプ１１，１２を開
き、電解液が矢印の方向に循環し、負極６では
Zn++＋2e→Zn，正極５では2Br→Br2＋2eの反応
を生じ、正極５で生成された臭素は分子となつて
電解液中に混じり一部は溶解し、大部分は正極液
中の錯化剤によつて錯化剤となり、正極液貯蔵槽
９内に沈澱して蓄積される。放電時は、電解液が
矢印の方向に循環した状態で各電極６，５では上
記反応式と逆の反応を生じ、析出物（Zn，Br2）
が各電極６，５上で消費（酸化、還元）され、電
気エネルギーが放出される。 この場合、セパレータ４の役目即ち作用は、充
電時には亜鉛が負極６の表面に析出し、正極５で
は臭素が発生し電解液中に拡散、溶解するので、
ここで発生した臭素が負極側へ移動すると、亜鉛
と直接反応して亜鉛を溶解させてしまうことを防
止するため隔膜として設けられている。このセパ
レータ４には、価格及び耐臭素性に優れているこ
とからポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオ
レフイン系プラスチツクと含水シリカ（SiO2・
nH2Ｏ）の混合物を主体とする多孔質の膜を用い
ている。 しかして、発明者らのグループが先に特願昭58
−5185号（特開昭59−130076号）をもつて提案し
たセパレータは、多孔質膜の膜厚を変化させるこ
とによるエネルギー効率の変動を考慮した上で、
最適の膜厚を0.4mm〜0.8mmとしたのであつた。と
ころで、その後の発明者の研究の結果から、ポリ
エチレンまたはポリプロピレンと含水シリカの混
合物を主体とした多孔質膜をセパレータとして用
いた場合、該膜内に電解液が浸透し縦横両方向に
伸びが生じることが判明した。この伸びは、第２
図ａに示す如くセパレータ４の枠７に張られた多
孔質膜８に矢印で示す撓みを生じる。実用的な電
池は単セルを複数積層し、積層長さを少くするた
め、即ち単位体積当りのエネルギー効率を大にす
るために、電極間隔を数mmにするので、多孔質膜
８が極端な場合は電極に接触して亜鉛が膜に付着
することがある。これはセパレタ４の多孔質膜８
の厚さ不足に起因するものと考えられ、薄いとよ
り撓み易いということがわかつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、電解液循環型亜鉛／臭素二次電池に
おけるオレフイン系プラスチツクと含水シリカを
主体としたセパレータが、電池として充放電を繰
返す間に撓みを生じる問題に鑑みて、これを解決
するためになされたものであり、併せて電池のエ
ネルギ効率の向上とセパレータの耐用寿命の延長
を図る。 〔問題点を解決するため手段及びその作用〕 次に、上記の問題点を解決するための本発明の
概要を示せば、第１図に一例として示す如き単セ
ルを微細多孔質からなるセパレータで陰極室と正
極室に区画し、該負極室及び正極室に夫々電解液
を循環せしめるようにした電解液循環亜鉛／臭素
二次電池において、前記セパレータの実質的厚さ
を0.6mm〜1.6mm好ましくは0.6mm〜1.4mmとするこ
とを要旨としている。 また、上記セパレータの多孔範囲が5μm〜10-3
μmで、かつ最大分布孔径範囲が10-2μm〜10-1
μmで、気孔率が30〜70％であることが本発明の
効果を高める上で好ましい。 セパレータの構成を上記の通りに規制すること
により、電池内におけるセパレータの撓みは解消
し、電池のエネルギー効率の上昇、セパレータの
耐用寿命の延長が図られる。 〔発明の実施例〕 次に、本発明の実施例を示す、次の第１表は電
解液循環型亜鉛／臭素二次電池を電池として充放
電を繰返した場合のセパレータ４を構成する多孔
質膜８の撓みの発生度を示す。13.4mA／cm2の電
流密度で８時間放電を50サイクル行つた結果であ
る。
以上説明したように、本発明によれば次の効果
が得られる。 (1) 高いエネルギー効率を得ることができる。 (2) セパレータの多孔質膜の撓みが一ケ所へ集中
せず、セパレータの耐用寿命を延長させること
ができる。
が得られる。 (1) 高いエネルギー効率を得ることができる。 (2) セパレータの多孔質膜の撓みが一ケ所へ集中
せず、セパレータの耐用寿命を延長させること
ができる。
第１図は電解液循環型亜鉛／臭素二次電池の模
式的縦断面図、第２図はセパレータの模式的横断
面図で、ａは膜厚0.4mm以下のもの、ｂは膜厚0.6
mm以上のもの、第３図はセパレータの膜厚と電池
効率の関係を示すグラフである。 １……単セル、２……正極室、３……負極室、
４……セパレータ、５……正極、６……負極、７
……セパレータの枠、８……セパレータの多孔質
膜、９……正極液貯蔵槽、１０……負極液貯蔵
槽、１１，１２……ポンプ。
式的縦断面図、第２図はセパレータの模式的横断
面図で、ａは膜厚0.4mm以下のもの、ｂは膜厚0.6
mm以上のもの、第３図はセパレータの膜厚と電池
効率の関係を示すグラフである。 １……単セル、２……正極室、３……負極室、
４……セパレータ、５……正極、６……負極、７
……セパレータの枠、８……セパレータの多孔質
膜、９……正極液貯蔵槽、１０……負極液貯蔵
槽、１１，１２……ポンプ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 単セルを微細多孔質からなるセパレータで負
極室と正極室に区画し、該負極室及び正極室に
夫々電解液を循環せしめるようにした亜鉛一臭素
二次電池のセパレータにおいて、 前記セパレータが、オレフイン系プラスチツク
と含水シリカの化合物を主体とした微細多孔質か
らなるものであり、且つ実質的厚さが撓みの生じ
にくい0.6mm〜1.6mmの範囲であることを特徴とす
る亜鉛一臭素二次電池のセパレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59102659A JPS60249266A (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | 亜鉛―臭素二次電池のセパレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59102659A JPS60249266A (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | 亜鉛―臭素二次電池のセパレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60249266A JPS60249266A (ja) | 1985-12-09 |
| JPH0527233B2 true JPH0527233B2 (ja) | 1993-04-20 |
Family
ID=14333355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59102659A Granted JPS60249266A (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | 亜鉛―臭素二次電池のセパレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60249266A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09231957A (ja) * | 1996-02-21 | 1997-09-05 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 亜鉛臭素２次電池用セパレーター |
| WO2001093351A1 (fr) * | 2000-05-30 | 2001-12-06 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Membrane pour cellule halogene metallique |
| US7129004B2 (en) | 2000-05-22 | 2006-10-31 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Separator for zinc/bromine secondary batteries and production process thereof |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030075815A (ko) * | 2002-03-18 | 2003-09-26 | 이기방 | Mems용 마이크로배터리와 이를 이용한 시스템 |
| WO2012096059A1 (ja) | 2011-01-13 | 2012-07-19 | 株式会社村田製作所 | 蓄電デバイス用セパレータおよび蓄電デバイス |
-
1984
- 1984-05-23 JP JP59102659A patent/JPS60249266A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09231957A (ja) * | 1996-02-21 | 1997-09-05 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 亜鉛臭素２次電池用セパレーター |
| US7129004B2 (en) | 2000-05-22 | 2006-10-31 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Separator for zinc/bromine secondary batteries and production process thereof |
| WO2001093351A1 (fr) * | 2000-05-30 | 2001-12-06 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Membrane pour cellule halogene metallique |
| US7081321B2 (en) | 2000-05-30 | 2006-07-25 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Separator for metal halogen cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60249266A (ja) | 1985-12-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |