JPH0578911B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0578911B2 JPH0578911B2 JP62327337A JP32733787A JPH0578911B2 JP H0578911 B2 JPH0578911 B2 JP H0578911B2 JP 62327337 A JP62327337 A JP 62327337A JP 32733787 A JP32733787 A JP 32733787A JP H0578911 B2 JPH0578911 B2 JP H0578911B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrolyte
- bromine
- positive electrode
- flow rate
- cathode
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
【発明の詳細な説明】
Ａ 産業上の利用分野
この発明は、電解液循環型亜鉛−臭素二次電池
の運転方法に関するものである。
の運転方法に関するものである。
Ｂ 発明の概要
この発明は、電解液循環型亜鉛−臭素二次電池
の正極電解液の供給速度の上限界と下限界を定め
て、臭素錯化剤の供給ポンプの消費電力を抑え、
臭素錯化剤の安定供給を果すようにした電解液循
環型電池の運転方法に関するものである。
の正極電解液の供給速度の上限界と下限界を定め
て、臭素錯化剤の供給ポンプの消費電力を抑え、
臭素錯化剤の安定供給を果すようにした電解液循
環型電池の運転方法に関するものである。
Ｃ 従来の技術
電解液循環型亜鉛−臭素二次電池の従来装置と
しては、第３図に示した通りである。
しては、第３図に示した通りである。
図中、２は一つの単電池（以下、単にセルとい
う）を示し、その内部は微細多孔質膜のセパレー
タ４によつて正極室６と負極室８とに区画され、
各々の室内には正極板１０、負極板１２が配置さ
れている。
う）を示し、その内部は微細多孔質膜のセパレー
タ４によつて正極室６と負極室８とに区画され、
各々の室内には正極板１０、負極板１２が配置さ
れている。
このように構成されているセル２の正極室６と
負極室８は、さらに正極電解液貯蔵タンク１４お
よび負極電解液貯蔵タンク１６とそれぞれを連結
するために正極液循環パイプ１８と負極液循環パ
イプ２０とにより連結されていて、それぞれ循環
ポンプ２２，２４により電解液が循環できるよう
になつている。
負極室８は、さらに正極電解液貯蔵タンク１４お
よび負極電解液貯蔵タンク１６とそれぞれを連結
するために正極液循環パイプ１８と負極液循環パ
イプ２０とにより連結されていて、それぞれ循環
ポンプ２２，２４により電解液が循環できるよう
になつている。
なお、正極電解液貯蔵タンク１４は、その電解
液流入側近傍から正極電解液を分岐させて正極室
２に導くためのバイパスパイプ２６を備えてお
り、正極電解液貯蔵タンク１４から正極室６に連
結されているパイプ１８にはバルブ２８を、ま
た、バイパスパイプ２６にはバルブ３０を介して
正極電解液を正極室２に導くようにしている。
液流入側近傍から正極電解液を分岐させて正極室
２に導くためのバイパスパイプ２６を備えてお
り、正極電解液貯蔵タンク１４から正極室６に連
結されているパイプ１８にはバルブ２８を、ま
た、バイパスパイプ２６にはバルブ３０を介して
正極電解液を正極室２に導くようにしている。
このような構成からなる電池においては、充電
時には、以下に示すような電池反応を行つてい
る。
時には、以下に示すような電池反応を行つてい
る。
正極：2Br-→Br2＋2e-
負極：Zn2+＋2e-→Zn
また、正極で発生した臭素は電解液中の臭化錯
化剤と反応して、臭素錯化物となる。
化剤と反応して、臭素錯化物となる。
そこで、充電時には、バルブ３０を開けて、２
つのポンプ２２，２４を各々駆動させ、特に正極
板１０で発生する臭化錯化物を、正極電解液貯蔵
タンク１４に供給し、放電時には、バルブ２８を
開け、ポンプを駆動させ、正極板１０に正極電解
液貯蔵タンク１４に蓄えた錯化物を供給させる。
つのポンプ２２，２４を各々駆動させ、特に正極
板１０で発生する臭化錯化物を、正極電解液貯蔵
タンク１４に供給し、放電時には、バルブ２８を
開け、ポンプを駆動させ、正極板１０に正極電解
液貯蔵タンク１４に蓄えた錯化物を供給させる。
Ｄ 発明が解決しようとする問題点
このような電池の放電時では、正極室６内の正
極板１０に臭素錯化物が均一に供給されなけれ
ば、安定した電流、電圧が放出されない。
極板１０に臭素錯化物が均一に供給されなけれ
ば、安定した電流、電圧が放出されない。
充電時には発生する臭素には伴い生成する臭素
錯化物は、比重3.0と臭化亜鉛水溶液の1.6に比べ
大きい。そのため、正極電解液貯蔵タンク１４か
ら正極室６内に臭素錯化物を含む電解液を供給す
る場合、配管中の流速が低ければ、臭素錯化物の
沈降により、臭素錯化物が電極板に供給されな
い。つまり、配管中の流速を低下させた所、正極
配管内を電解液は流れるが錯化物は流れず電池性
能が低下するという問題が生じた。
錯化物は、比重3.0と臭化亜鉛水溶液の1.6に比べ
大きい。そのため、正極電解液貯蔵タンク１４か
ら正極室６内に臭素錯化物を含む電解液を供給す
る場合、配管中の流速が低ければ、臭素錯化物の
沈降により、臭素錯化物が電極板に供給されな
い。つまり、配管中の流速を低下させた所、正極
配管内を電解液は流れるが錯化物は流れず電池性
能が低下するという問題が生じた。
本発明は、かかる問題点を解決するためになさ
れたもので、放電時における電池の正極電解液の
環境に際して錯化物の安定供給を達成することの
できる電解液循環型電池の運転方法を得ることを
目的とする。
れたもので、放電時における電池の正極電解液の
環境に際して錯化物の安定供給を達成することの
できる電解液循環型電池の運転方法を得ることを
目的とする。
Ｅ 問題点を解決する手段
本発明においては、前述の目的を達成するため
に、微細多孔質膜によつて正確を含む正極室と負
極を含む負極室とに区画され前記正極室と負極室
内部に臭素錯化剤として、臭素の四級アンモニウ
ム塩を含有する亜鉛−臭素電解液を循環させ、さ
らに前記電解液を上方に流す上向通路をシステム
内に含む電解液循環亜鉛−臭素二次電池を運転す
るに際し、放電時において、前記通路内における
前記亜鉛−臭素電解液の流速を、その垂直上方向
成分が70〜150cm／secとなる流速に維持するもの
である。
に、微細多孔質膜によつて正確を含む正極室と負
極を含む負極室とに区画され前記正極室と負極室
内部に臭素錯化剤として、臭素の四級アンモニウ
ム塩を含有する亜鉛−臭素電解液を循環させ、さ
らに前記電解液を上方に流す上向通路をシステム
内に含む電解液循環亜鉛−臭素二次電池を運転す
るに際し、放電時において、前記通路内における
前記亜鉛−臭素電解液の流速を、その垂直上方向
成分が70〜150cm／secとなる流速に維持するもの
である。
Ｆ 作用
この種の電池システムにおいて、充電された電
解液には、比重の大きい臭素錯化物が含有されて
おり、放電に際して正極電解液貯蔵タンクから電
解液を正極室に汲上げる上向き流れの通路内にお
いて垂直方向の速度成分が70cm／secを越える流
速に維持することにより、縦方向配管の途中で臭
素錯化物が沈降することなく、電解液流れに乗つ
て安定に、正極板に供給される。また、150cm／
secを下回る流速に維持することにより、供給ポ
ンプの消費電力が抑えられる。
解液には、比重の大きい臭素錯化物が含有されて
おり、放電に際して正極電解液貯蔵タンクから電
解液を正極室に汲上げる上向き流れの通路内にお
いて垂直方向の速度成分が70cm／secを越える流
速に維持することにより、縦方向配管の途中で臭
素錯化物が沈降することなく、電解液流れに乗つ
て安定に、正極板に供給される。また、150cm／
secを下回る流速に維持することにより、供給ポ
ンプの消費電力が抑えられる。
Ｇ 実施例
第１図は、実験装置であり。従来の装置第３図
に流速調節用バルブ３４を付けたバイパスパイプ
３６を正極液循環パイプ１８に取り付けた。ま
た、流速計３８を取り付け、流速を監視できるよ
うにした。
に流速調節用バルブ３４を付けたバイパスパイプ
３６を正極液循環パイプ１８に取り付けた。ま
た、流速計３８を取り付け、流速を監視できるよ
うにした。
また、図において、正極液循環パイプ１８は、
正極室６での電解液流入方向を変えるため、その
途中に四方コツク３２を備えている。これは充電
時、発生する臭素に伴い生成する臭素錯化物は、
比重3.0と臭化亜鉛水溶液の1.6に比べ大きいた
め、正極室６に電解液を満たす時には正極室６内
を下から上へ流入させ、充放電時には正極室６内
を上から下へ流入させるように四方コツク３２で
流れの方向を切り換えるようにして、充電時に生
成した臭素錯化物を正極室６より速やかに排出さ
せ、放電時には臭素錯化物を正極室６に均一に供
給するようになつている。
正極室６での電解液流入方向を変えるため、その
途中に四方コツク３２を備えている。これは充電
時、発生する臭素に伴い生成する臭素錯化物は、
比重3.0と臭化亜鉛水溶液の1.6に比べ大きいた
め、正極室６に電解液を満たす時には正極室６内
を下から上へ流入させ、充放電時には正極室６内
を上から下へ流入させるように四方コツク３２で
流れの方向を切り換えるようにして、充電時に生
成した臭素錯化物を正極室６より速やかに排出さ
せ、放電時には臭素錯化物を正極室６に均一に供
給するようになつている。
装置において、電極面積は800cm2、配管パイプ
１８の内径は、正極流速測定配管部でφ20mm、垂
直方向距離１ｍ、他の配管内径はφ8mmとした。
電解液は、3mol／ZnBr2、1mol／臭素の四
級アンモニウム塩を正極、負極各々15とした。
１８の内径は、正極流速測定配管部でφ20mm、垂
直方向距離１ｍ、他の配管内径はφ8mmとした。
電解液は、3mol／ZnBr2、1mol／臭素の四
級アンモニウム塩を正極、負極各々15とした。
臭素の四級アンモニウム塩は、メチルエチルピ
ロリジウムブロマイド、メチルエチルモルホリニ
ウムブロマイドの等モル混合物とした。
ロリジウムブロマイド、メチルエチルモルホリニ
ウムブロマイドの等モル混合物とした。
充放電の電流を16Aとして、８時間充電した
後、正極配管垂直方向の流速をバイパス配管の流
速調節バルブ３４で、各々50、60、70、80、90、
100、125、150cm／secとし、放電終止電圧を1V
として放電させ、放電時間を測定し、クーロン効
率を算出した。
後、正極配管垂直方向の流速をバイパス配管の流
速調節バルブ３４で、各々50、60、70、80、90、
100、125、150cm／secとし、放電終止電圧を1V
として放電させ、放電時間を測定し、クーロン効
率を算出した。
また、充電後、放電まで或る一定時間以上（例
えば８時間）の間隔がある場合、充電のまま電池
内に電解液を満たしておくと、微細多孔質膜のセ
パレータを通つてBr2が負極室に拡散し、析出金
属Znと反応して自己放電するので、これを防止
するため、充電後積層電池（単位電池の積層）内
の電解液を全て下のタンク内に戻し、放電時にそ
れを汲上げるようにした。
えば８時間）の間隔がある場合、充電のまま電池
内に電解液を満たしておくと、微細多孔質膜のセ
パレータを通つてBr2が負極室に拡散し、析出金
属Znと反応して自己放電するので、これを防止
するため、充電後積層電池（単位電池の積層）内
の電解液を全て下のタンク内に戻し、放電時にそ
れを汲上げるようにした。
第２図にその結果を示した。図に示したよう
に、70cm／sec以下はクーロン効率が30％程度に
対して、70cm／secを越えるとクーロン効果が急
に高くなり、80cm／sec以上では80％以上に上が
つている。
に、70cm／sec以下はクーロン効率が30％程度に
対して、70cm／secを越えるとクーロン効果が急
に高くなり、80cm／sec以上では80％以上に上が
つている。
これは、比重の大きい臭素錯化物が、正極電解
液貯蔵タンクから正極室に電解液を汲上げる場
合、70cm／secより大きな流速がなければ、縦方
向配管の途中より沈降し正極室に充分に供給され
ないためである。
液貯蔵タンクから正極室に電解液を汲上げる場
合、70cm／secより大きな流速がなければ、縦方
向配管の途中より沈降し正極室に充分に供給され
ないためである。
従つて、臭素錯化物を電池本体に安定供給する
のに必要な流速は垂直上方成分が70cm／secを越
える流速である。
のに必要な流速は垂直上方成分が70cm／secを越
える流速である。
しかし、電池装置全体のエネルギー効率を考え
た場合、ポンプの消費電力が大きくなるほど電池
装置自体のエネルギー効率は低くなるのでむやみ
に流速を速めるのは得策ではなく、70cm／secを
越え、しかも過剰でない流速、つまり第２図によ
ると垂直上方成分流速が100cm／sec程度となる流
速が最も望ましい。
た場合、ポンプの消費電力が大きくなるほど電池
装置自体のエネルギー効率は低くなるのでむやみ
に流速を速めるのは得策ではなく、70cm／secを
越え、しかも過剰でない流速、つまり第２図によ
ると垂直上方成分流速が100cm／sec程度となる流
速が最も望ましい。
この結果に基づき、正極電解液循環ポンプの必
要最小限に選ぶなどの方法で、ポンプの消費電力
を抑えつつ、電池のエネルギー効率を最高にする
ことが期待できる。
要最小限に選ぶなどの方法で、ポンプの消費電力
を抑えつつ、電池のエネルギー効率を最高にする
ことが期待できる。
Ｈ 発明の効果
以上に述べたように、本発明によれば、放電に
際して、正極板タンクから電池本体に電解液を供
給する場合、通路中の流速をその垂直上方成分が
70cm／secを越える流速に維持するので、上向き
流れの通路内での臭素錯化物の沈降による供給不
足が解消され、安定な放電効果が得られる。ま
た、150cm／secを下回る流速に維持することによ
り、供給ポンプの消費電力が抑えら、電池全体の
エネルギー効率が高まる。
際して、正極板タンクから電池本体に電解液を供
給する場合、通路中の流速をその垂直上方成分が
70cm／secを越える流速に維持するので、上向き
流れの通路内での臭素錯化物の沈降による供給不
足が解消され、安定な放電効果が得られる。ま
た、150cm／secを下回る流速に維持することによ
り、供給ポンプの消費電力が抑えら、電池全体の
エネルギー効率が高まる。
第１図は本発明の実施例に係わる実験装置の構
成を示す説明図、第２図は正極配管内の流速とク
ーロン効果の関係を示す線図、、第３図は従来の
装置例を示す説明図である。 図において、１８は上向き流れの配管（通路）、
３２は四方コツク、３４は流速調整用バルブ、３
８は流速計である。なお、各図中同一符号は同一
または相当部分を示す。
成を示す説明図、第２図は正極配管内の流速とク
ーロン効果の関係を示す線図、、第３図は従来の
装置例を示す説明図である。 図において、１８は上向き流れの配管（通路）、
３２は四方コツク、３４は流速調整用バルブ、３
８は流速計である。なお、各図中同一符号は同一
または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 微細多孔質膜によつて正極を含む正極室と負
極を含む負極室とに区画され、前記正極室と負極
室内部に臭素錯化剤として臭素の四級アンモニウ
ム塩を含有する臭化亜鉛電解液を循環させ、さら
に前記電解液を上方に流す上向通路をシステム内
に含む電解液循環型亜鉛−臭素二次電池を運転す
るに際し、 放電時において、前記上向通路内における前記
亜鉛−臭素電解液の流速を、その垂直上方向成分
が70〜150cm／secとなる流速に維持することを特
徴とする電解液循環型亜鉛−臭素二次電池の運転
方法。 ２ 通路内における電解液の流速を、その垂直上
方向成分が100cm／sec程度となる流速に維持する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電
解液循環型亜鉛−臭素二次電池の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62327337A JPH01169881A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 電解液循環型亜鉛−臭素二次電池の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62327337A JPH01169881A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 電解液循環型亜鉛−臭素二次電池の運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01169881A JPH01169881A (ja) | 1989-07-05 |
| JPH0578911B2 true JPH0578911B2 (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=18198009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62327337A Granted JPH01169881A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 電解液循環型亜鉛−臭素二次電池の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01169881A (ja) |
Families Citing this family (2)
| 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 |
| CN103730672B (zh) * | 2013-11-30 | 2017-03-15 | 国家电网公司 | 锌溴液流储能电池移动电源车的储液罐及其改造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61156641A (ja) * | 1984-12-27 | 1986-07-16 | Toyota Motor Corp | 亜鉛−臭素電池 |
| CA1278825C (en) * | 1986-03-03 | 1991-01-08 | Richard J. Bellows | Metal halogen electrochemical cell |
-
1987
- 1987-12-25 JP JP62327337A patent/JPH01169881A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01169881A (ja) | 1989-07-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9531028B2 (en) | Redox flow battery | |
| US4684585A (en) | Electrochemical generation apparatus and method | |
| JP5769070B2 (ja) | レドックスフロー電池 | |
| JP2007188729A (ja) | バナジウムレドックスフロー電池の再生方法 | |
| CA1244078A (en) | Metal-halogen secondary battery | |
| US10541438B2 (en) | Systems and methods for management of additives in electrochemical cells | |
| JP2016532270A (ja) | 金属に蓄電するための電気化学システム | |
| US4663251A (en) | Zinc-bromine battery | |
| KR20170132005A (ko) | 레독스 흐름 전지 | |
| EP3724942A1 (en) | Redox flow battery and method of operation | |
| JPH07502370A (ja) | 再充電可能なバッテリーで適当に電気化学的な変換を行う方法 | |
| JP2016213034A (ja) | 蓄電装置 | |
| JPH01169881A (ja) | 電解液循環型亜鉛−臭素二次電池の運転方法 | |
| JP2020107415A (ja) | レドックスフロー電池 | |
| US4677039A (en) | Zinc-bromine battery | |
| KR20190084414A (ko) | 레독스 플로우 배터리 시스템 및 운전 방법 | |
| EP0186204A2 (en) | Zinc-bromine battery | |
| JPH10334938A (ja) | 電力貯蔵用二次電池 | |
| JP2020107502A (ja) | レドックスフロー電池 | |
| JPH0722026B2 (ja) | 電解液循環式金属−ハロゲン電池 | |
| JPS6380486A (ja) | 電解液循環式金属−ハロゲン電池 | |
| JP2020030964A (ja) | 車両用フロー電池 | |
| JPS63239782A (ja) | 電解液循環式金属−ハロゲン電池 | |
| JPS6369159A (ja) | 電解液循環式金属−ハロゲン電池 | |
| HK1245507B (en) | Systems and methods for management of additives in electrochemical cells |