JPH0578150B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0578150B2 JPH0578150B2 JP59164753A JP16475384A JPH0578150B2 JP H0578150 B2 JPH0578150 B2 JP H0578150B2 JP 59164753 A JP59164753 A JP 59164753A JP 16475384 A JP16475384 A JP 16475384A JP H0578150 B2 JPH0578150 B2 JP H0578150B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrolyte
- electrode
- negative electrode
- zinc
- charging
- 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.)
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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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電力貯蔵用に使用される亜鉛−臭素
電池において、充電時に電極に析出された亜鉛
を、次の放電時まで自放電等によ損耗から防止す
る運転方法の改善に関するものである。 〔従来の技術〕 第１図は、電解液循環型の亜鉛−臭素二次電池
の基本構成を示すもので、図中の符号１は単セ
ル、２は正極室、３は負極室、４は前記正極室２
と負極室３を区画するためのセパレーター（隔
膜）、５は正極、６は負極、７は正極電解液であ
り、正極電解液槽９に貯蔵されていて、前記正極
室２へ管路を介して循環するようになつている。
８は負極電解液であり、負極電解液槽１０に貯蔵
されていて、前記負極室３へ管路を介して循環す
るようになつている。１１，１２はポンプであ
る。 充電時は各電解液が矢印の方向に循環し、負極
６ではZn＋Ze-→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
は正極電解液７中の錯替剤によつて錯化物とな
り、正極電解液槽９内に沈殿して蓄積される。一
方負極６で析出された亜鉛はそのまま負極６上に
堆積された状態になつている。 また、放電時には電解液が矢印の方向に循環し
た状態で、各電極５，６では上記反応式と逆の反
応を生じ、上述の析出物（Zn、Br2）が各電極上
で消費（酸化、還元）され、電気エネルギーが放
出される。 第２図は上記亜鉛−臭素電池を産業上実用する
場合を形態としての積層数１０のバイポーラ型積
層電池の構造を示し、図中の符号２１はアルミ締
付端板、２２は樹脂締付端板、２３はパツキン
グ、２４は電極端板、２５は金属網からなる端
子、２６はサポーター、２７はセパレーター、２
８，２９は中間電極であつて、２８は単一セル、
２９は積層した状態のセルを夫夫示している。
尚、３０は上記構造の積層電池を一体化するため
に用いる締付ボルト、３１はそのナツト、３２は
そのボルト３０を挿通する穴、３３は正極又は負
極電解液の共通マニホールド、３４はチヤンネ
ル、３５はマイクロチヤンネルを夫々示し、各正
負極室は夫々マイクロチヤンネル３５、チヤンネ
ル３４を介して共通マニホールド３３に並列に接
続している。 又、上記各単セル１に設けられている正、負各
電極５，６は、おおむねカーボンプラスチツク電
極が用いられている。このカーボンプラスチツク
電極は、活物質のBr2に耐性を有する密度0.94
ｇ／cm3以上の高密度ポリエチレン等のプラスチツ
ク60〜80（重量）％と、導電性を付与するための
表面積1000m2／ｇのカーボンブラツク等の炭素系
物質40〜20（重量）％を混合・混練・成形してな
るものである。 しかして、従来のこの電池の運転システムにお
いては、充電時に負極６へ析出した亜鉛を、充電
終了後から放電開始までの期間中に、そこに介在
するセパレータを透過した僅かのBr2を含む電解
液の影響を受け、自己放電のため損耗したり、電
極自体の電解液による局部腐食のため電極と析出
亜鉛との密着性低下のため、電池効率を低下させ
るという問題があつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、上記従来技術における充電終了後の
負極における亜鉛の損耗等に起因する電池効率低
下の問題を解決するためになされたものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上記問題の解決のための手段として、
電池における充電終了時に、直ちに電解液を抜き
去り、しかも電極上に存在する電解液を該電解液
と略等温のイオン交換水によりほぼ完全に洗浄除
去することによつて、該電極上の析出亜鉛を充電
終了時点における姿のまま次の放電時まで保存す
ることを要旨とするものである。 また、その電極洗浄の際のイオン交換水の流量
を、電極面積800cm2の１セル当り50〜300ml／
min、時間を10秒〜１分間とすることにより、そ
れらの条件を超えた洗浄をした場合、洗浄が少な
すぎると効果がなく過上にすると、水酸基等の悪
影響でクーロン効率低下を防止することをも要旨
の一部とするものである。 〔作用〕 本発明においては、上記の方法を採用したこと
により、電池の充電終了時に負極６に析出した亜
鉛を、次の放電時までの期間中、電解液の影響を
全く受けることなく、略充電終了時のままの状態
で保存することが可能であり、これにより亜鉛の
自己放電を従来と比べ約1/3に減少させることが
可能となつた。 〔発明の実施例〕 () 実施例 １ 第１図に示す如き単セル構成のカーボンプラス
チツク電極を負極に用いた亜鉛−臭素電解液循環
バイポーラ型積層二次電池において、充電終了後
の負極を (i) 充電終了時のまま電解液中に放置、 (ii) 電解液を抜き、電極上に付着した電解液をそ
のままの状態で放置、 (iii) 電解液を抜き、イオン交換水中に電極を浸し
たまま放置、 (iv) 電解液を抜き、電極をイオン交換水で洗浄後
そのまま放置、 (v) 電解液を抜き、電極をイオン交換水で洗浄後
乾燥、 以上(i)〜(v)の放置日数１日後のクーロン効率を
次の第１表に示す。
電池において、充電時に電極に析出された亜鉛
を、次の放電時まで自放電等によ損耗から防止す
る運転方法の改善に関するものである。 〔従来の技術〕 第１図は、電解液循環型の亜鉛−臭素二次電池
の基本構成を示すもので、図中の符号１は単セ
ル、２は正極室、３は負極室、４は前記正極室２
と負極室３を区画するためのセパレーター（隔
膜）、５は正極、６は負極、７は正極電解液であ
り、正極電解液槽９に貯蔵されていて、前記正極
室２へ管路を介して循環するようになつている。
８は負極電解液であり、負極電解液槽１０に貯蔵
されていて、前記負極室３へ管路を介して循環す
るようになつている。１１，１２はポンプであ
る。 充電時は各電解液が矢印の方向に循環し、負極
６ではZn＋Ze-→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
は正極電解液７中の錯替剤によつて錯化物とな
り、正極電解液槽９内に沈殿して蓄積される。一
方負極６で析出された亜鉛はそのまま負極６上に
堆積された状態になつている。 また、放電時には電解液が矢印の方向に循環し
た状態で、各電極５，６では上記反応式と逆の反
応を生じ、上述の析出物（Zn、Br2）が各電極上
で消費（酸化、還元）され、電気エネルギーが放
出される。 第２図は上記亜鉛−臭素電池を産業上実用する
場合を形態としての積層数１０のバイポーラ型積
層電池の構造を示し、図中の符号２１はアルミ締
付端板、２２は樹脂締付端板、２３はパツキン
グ、２４は電極端板、２５は金属網からなる端
子、２６はサポーター、２７はセパレーター、２
８，２９は中間電極であつて、２８は単一セル、
２９は積層した状態のセルを夫夫示している。
尚、３０は上記構造の積層電池を一体化するため
に用いる締付ボルト、３１はそのナツト、３２は
そのボルト３０を挿通する穴、３３は正極又は負
極電解液の共通マニホールド、３４はチヤンネ
ル、３５はマイクロチヤンネルを夫々示し、各正
負極室は夫々マイクロチヤンネル３５、チヤンネ
ル３４を介して共通マニホールド３３に並列に接
続している。 又、上記各単セル１に設けられている正、負各
電極５，６は、おおむねカーボンプラスチツク電
極が用いられている。このカーボンプラスチツク
電極は、活物質のBr2に耐性を有する密度0.94
ｇ／cm3以上の高密度ポリエチレン等のプラスチツ
ク60〜80（重量）％と、導電性を付与するための
表面積1000m2／ｇのカーボンブラツク等の炭素系
物質40〜20（重量）％を混合・混練・成形してな
るものである。 しかして、従来のこの電池の運転システムにお
いては、充電時に負極６へ析出した亜鉛を、充電
終了後から放電開始までの期間中に、そこに介在
するセパレータを透過した僅かのBr2を含む電解
液の影響を受け、自己放電のため損耗したり、電
極自体の電解液による局部腐食のため電極と析出
亜鉛との密着性低下のため、電池効率を低下させ
るという問題があつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、上記従来技術における充電終了後の
負極における亜鉛の損耗等に起因する電池効率低
下の問題を解決するためになされたものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上記問題の解決のための手段として、
電池における充電終了時に、直ちに電解液を抜き
去り、しかも電極上に存在する電解液を該電解液
と略等温のイオン交換水によりほぼ完全に洗浄除
去することによつて、該電極上の析出亜鉛を充電
終了時点における姿のまま次の放電時まで保存す
ることを要旨とするものである。 また、その電極洗浄の際のイオン交換水の流量
を、電極面積800cm2の１セル当り50〜300ml／
min、時間を10秒〜１分間とすることにより、そ
れらの条件を超えた洗浄をした場合、洗浄が少な
すぎると効果がなく過上にすると、水酸基等の悪
影響でクーロン効率低下を防止することをも要旨
の一部とするものである。 〔作用〕 本発明においては、上記の方法を採用したこと
により、電池の充電終了時に負極６に析出した亜
鉛を、次の放電時までの期間中、電解液の影響を
全く受けることなく、略充電終了時のままの状態
で保存することが可能であり、これにより亜鉛の
自己放電を従来と比べ約1/3に減少させることが
可能となつた。 〔発明の実施例〕 () 実施例 １ 第１図に示す如き単セル構成のカーボンプラス
チツク電極を負極に用いた亜鉛−臭素電解液循環
バイポーラ型積層二次電池において、充電終了後
の負極を (i) 充電終了時のまま電解液中に放置、 (ii) 電解液を抜き、電極上に付着した電解液をそ
のままの状態で放置、 (iii) 電解液を抜き、イオン交換水中に電極を浸し
たまま放置、 (iv) 電解液を抜き、電極をイオン交換水で洗浄後
そのまま放置、 (v) 電解液を抜き、電極をイオン交換水で洗浄後
乾燥、 以上(i)〜(v)の放置日数１日後のクーロン効率を
次の第１表に示す。
上記の本発明の実施例に示されている通り、充
電終了後電解液をセルから抜き、その後充電時の
電解液温と略等温のイオン交換水でセル内を洗浄
する。但しこの場合の洗浄水量を１セル当り50〜
300ml／min以内、洗浄時間10秒〜１分間以内と
することにより次の第２表に示す効果が得られ
た。
電終了後電解液をセルから抜き、その後充電時の
電解液温と略等温のイオン交換水でセル内を洗浄
する。但しこの場合の洗浄水量を１セル当り50〜
300ml／min以内、洗浄時間10秒〜１分間以内と
することにより次の第２表に示す効果が得られ
た。
第１図は亜鉛−臭素電池の基本構成を示す概念
図、第２図は10セル積層電池の構成を示す概念
図、第３，４図は共に本発明の実施例２における
放電時間とセル電圧の関係を示すグラフ、第５図
は本発明実施例２における洗浄水量とクーロン効
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……セパレーター、５……正極、６……負極、
７……正極電解液、８……負極電解液、９……正
極電解液槽、１０……負極電解液槽、１１，１２
……ポンプ、２１……アルミ締付端板、２２……
樹脂締付端板、２３……パツキング、２４……電
極端板、２５……端子、２６……サポーター、２
７……セパレーター、２８……中間電極、２９…
…中間電極（積層）、３０……締付ボルト、３１
……同ナツト、３２……穴、３３……マニホール
ド、３４……チヤンネル、３５……マイクロチヤ
ンネル。
図、第２図は10セル積層電池の構成を示す概念
図、第３，４図は共に本発明の実施例２における
放電時間とセル電圧の関係を示すグラフ、第５図
は本発明実施例２における洗浄水量とクーロン効
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……セパレーター、５……正極、６……負極、
７……正極電解液、８……負極電解液、９……正
極電解液槽、１０……負極電解液槽、１１，１２
……ポンプ、２１……アルミ締付端板、２２……
樹脂締付端板、２３……パツキング、２４……電
極端板、２５……端子、２６……サポーター、２
７……セパレーター、２８……中間電極、２９…
…中間電極（積層）、３０……締付ボルト、３１
……同ナツト、３２……穴、３３……マニホール
ド、３４……チヤンネル、３５……マイクロチヤ
ンネル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 充電期間と放電期間との間に停止期間を有
し、前記充電期間及び前記放電期間は電解液をセ
ル内に循環させ、前記停止期間には前記電解液の
循環を停止する、電力貯蔵用に使用される亜鉛−
臭素電池の運転方法において、 前記充電期間終了後セル内から前記電解液を抜
き、充電時の電解液液温と略等温のイオン交換水
により負極を洗浄し、放電開始まで保存すること
を特徴とする亜鉛−臭素電池の運転方法。 ２ 前記イオン交換水の流量を１セル単位電極当
り0.4ml／min・cm2以内、洗浄時間を１分間以内
とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の亜鉛−臭素電池の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59164753A JPS6145573A (ja) | 1984-08-08 | 1984-08-08 | 亜鉛−臭素電池の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59164753A JPS6145573A (ja) | 1984-08-08 | 1984-08-08 | 亜鉛−臭素電池の運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6145573A JPS6145573A (ja) | 1986-03-05 |
| JPH0578150B2 true JPH0578150B2 (ja) | 1993-10-28 |
Family
ID=15799261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59164753A Granted JPS6145573A (ja) | 1984-08-08 | 1984-08-08 | 亜鉛−臭素電池の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6145573A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2503786B2 (ja) * | 1991-01-22 | 1996-06-05 | トヨタ自動車株式会社 | 亜鉛ハロゲン電池 |
-
1984
- 1984-08-08 JP JP59164753A patent/JPS6145573A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6145573A (ja) | 1986-03-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |