JPH0587949B2 - - Google Patents
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- JPH0587949B2 JPH0587949B2 JP761288A JP761288A JPH0587949B2 JP H0587949 B2 JPH0587949 B2 JP H0587949B2 JP 761288 A JP761288 A JP 761288A JP 761288 A JP761288 A JP 761288A JP H0587949 B2 JPH0587949 B2 JP H0587949B2
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- Y02E60/50—Fuel cells
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- Secondary Cells (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
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Description
Ａ 産業上の利用分野
本発明は、電解液循環形二次電池の電極構造に
関するものである。 Ｂ 発明の概要 本発明は、電解液循環形二次電池の電極構造に
おいて、良熱伝導性の材料からなる平板形状の放
熱部材をカーボン・プラスチツク電極で挾み込ん
で固定し、少なくとも前記放熱部材の一部を前記
電極枠から突出させた構成としたものであり、電
池の冷却手段として簡易かつ小型であつて消費電
力の小さいものを採用できるという効果を有する
ものである。 Ｃ 従来の技術 第４図は、電解液循環形二次電池、例えば臭素
亜鉛電池の基本構成の一例を示す説明図である。
図において、単セル１は隔膜４によつて正極室２
と負極室３とに隔てられ、正極室２及び負極室３
にはそれぞれ正極５、負極６が設けられている。
これらの正極室２及び負極室３にはそれぞれ正極
液貯蔵槽９及び負極液貯蔵槽１０からポンプ１
１，１２を介して正極液（例えばZnBr2溶液）及
び負極液（例えばZnBr2＋Br2溶液）が供給され
て循環するようになつている。そして、単セル１
内におけるイオンの移動により、正極５と負極６
との間に電位差が生じ、起電力が発生する。 第５図は、上記のような単セル１を複数個積層
して構成した積層電池の一例を示す構成図であ
る。図において、電極２０はスペーサメツシユ２
２を備えた２個のパツキン２１に挾まれ、さら
に、隔膜２６を設けるとともに、該隔膜２６の外
周に形成した枠にマイクロチヤンネル（以下
「MC」という。）を備えた２個のMC付枠付膜２
３と対向している。この２個のMC付枠付膜２３
に挾まれた領域が正極室又は負極室を構成する。
そして、これらの電極２０、パツキン、及びMC
付枠付膜２３は正極マニホールド２４及び負極マ
ニホールド２５を備え、各マニホールドを介して
正極液及び負極液が正極室及び負極室に供給され
る。なお、パツキン２１は、電極２０と隔膜２６
とが密着して電解液の流路が狭まるのを防止する
ために設けられている。 第６図は、上記のような従来の積層電池におい
て使用される電極の一例を示し、ａは正面図、ｂ
は平面図である。図において、２７はカーボンプ
ラスチツク等からなる電極本体であり、ポリエチ
レン等からなる電極枠２８によつて周囲を縁取ら
れた構成となつている。なお、この電極枠２８に
は上述の正極マニホールド２４及び負極マニホー
ルド２５が設けられている。 Ｄ 発明が解決しようとする課題 一般に電解液循環形二次電池、特に臭化亜鉛電
池においては、内部抵抗によるジユール熱、
自己放電（隔膜を通つて臭素イオンが負極側へ拡
散し、負極側の亜鉛を溶解する際に生じる反応
熱）、電解液を循環させるためのポンプから生
じる熱、等によつて循環する電解液やセルの温度
が上昇する。このような温度上昇は、電池のエネ
ルギー効率を低下させ、電池の性能を損なうもの
である。従つて、電池の最大性能（エネルギー効
率）を長期間に渡つて維持するためには、電解液
やセルの温度を一定範囲内に保つ必要があり、そ
のために冷却装置が不可欠となる。 しかし、かかる冷却装置を運転するための電力
は、該冷却装置を備えた電池自体のエネルギー損
失とみなされ、冷却装置の消費する電力が大きい
場合にはかえつて電池のエネルギー効率を低下さ
せることになる。従つて、このような冷却装置を
動作させるのに要する電力はできるだけ小さい方
が望ましいが、従来の電池の電極構造では消費電
力の小さい冷却装置ではセル内の温度を十分に冷
却できないという問題点があつた。 また、このような電池を例えば電気自動車等に
用いる場合には、限られた空間に収納するために
電池の軽量コンパクト化を図る必要があるので、
従来のような電力貯蔵用の冷却システム（冷却
塔、チラーユニツト等）は大型であるために適さ
ないという問題点があつた。 本発明は、上記のような問題点を解決するため
になされたものであり、電池を冷却するための冷
却手段が極めて簡易かつ小型のもので済み、消費
電力も低く抑えることができる電解液循環形二次
電池の電極構造を提供することを目的とする。 Ｅ 課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明に係る電解
液循環形二次電池の電極構造は、良熱伝導性の材
料からなる平板形状の放熱部材をカーボン・プラ
スチツク電極で挾み込んで固定し、少なくとも前
記放熱部材の一部を前記電極枠から突出させた構
造としたものである。 Ｆ 作用 本発明においては、上記のような構成としたこ
とにより、放熱部材が電極部材を介してセル内の
熱を直接熱伝導によつて受取り、該放熱部材の電
極枠から突出した部分に熱を伝導し、ここで熱を
外部に放出する。この熱の放出は、例えばフアン
等の簡易な空冷冷却手段によつて行うことができ
る。このように本発明においては、セル内の熱を
良熱伝導性の放熱部材を介して直接外部に放出す
るので、冷却効率が極めてよい。従つて、冷却手
段として小型かつ消費電力の小さなものを採用す
ることができる。 Ｇ 実施例 第１図は本発明に係る電極構造の一実施例を示
す図であり、ａは正面図、ｂは平面図である。図
において電極３０は、２個の電極本体３１を備え
るとともに、該２個の電極本体３１に挾まれた放
熱部材３２を備えている。電極枠２８は従来のも
のと同じである。 電極本体３１は従来のものと同様、例えばポリ
エチレンにグラフアイト又はカーボンブラツクを
混練成形したものを使用する。また、放熱部材３
２は、熱伝導性のよい例えばカーボンフアイバー
をクロス状に織つたものを使用し、図のような形
状とすることで、電極３０に取付けたときに該放
熱部材３２の一部分である放熱フイン３２ａが電
極枠２８から突出するようになつている。これら
電極本体３１と放熱部材３２とは、熱圧着等の方
法により接合され、これらが一体構造となつてい
る。なお、熱圧着による場合には、接合力を増強
すべく、放熱部材３２の表面に電極本体３１の母
材（例えばポリエチレン）と同じ材料を圧着コー
テイングしておくとよい。この処理により、放熱
フイン３２ａの電気的絶縁性を高める効果も得ら
れる。また、電極枠２８は、ポリエチレンとフイ
ラーの混合材で構成するのが好ましい。この電極
枠２８は、電気的な絶縁をとる役目を果たすと同
時に、熱的にも絶縁効果を有する。 第１表は、各材料物質の熱伝導率を比較して示
してものである。
関するものである。 Ｂ 発明の概要 本発明は、電解液循環形二次電池の電極構造に
おいて、良熱伝導性の材料からなる平板形状の放
熱部材をカーボン・プラスチツク電極で挾み込ん
で固定し、少なくとも前記放熱部材の一部を前記
電極枠から突出させた構成としたものであり、電
池の冷却手段として簡易かつ小型であつて消費電
力の小さいものを採用できるという効果を有する
ものである。 Ｃ 従来の技術 第４図は、電解液循環形二次電池、例えば臭素
亜鉛電池の基本構成の一例を示す説明図である。
図において、単セル１は隔膜４によつて正極室２
と負極室３とに隔てられ、正極室２及び負極室３
にはそれぞれ正極５、負極６が設けられている。
これらの正極室２及び負極室３にはそれぞれ正極
液貯蔵槽９及び負極液貯蔵槽１０からポンプ１
１，１２を介して正極液（例えばZnBr2溶液）及
び負極液（例えばZnBr2＋Br2溶液）が供給され
て循環するようになつている。そして、単セル１
内におけるイオンの移動により、正極５と負極６
との間に電位差が生じ、起電力が発生する。 第５図は、上記のような単セル１を複数個積層
して構成した積層電池の一例を示す構成図であ
る。図において、電極２０はスペーサメツシユ２
２を備えた２個のパツキン２１に挾まれ、さら
に、隔膜２６を設けるとともに、該隔膜２６の外
周に形成した枠にマイクロチヤンネル（以下
「MC」という。）を備えた２個のMC付枠付膜２
３と対向している。この２個のMC付枠付膜２３
に挾まれた領域が正極室又は負極室を構成する。
そして、これらの電極２０、パツキン、及びMC
付枠付膜２３は正極マニホールド２４及び負極マ
ニホールド２５を備え、各マニホールドを介して
正極液及び負極液が正極室及び負極室に供給され
る。なお、パツキン２１は、電極２０と隔膜２６
とが密着して電解液の流路が狭まるのを防止する
ために設けられている。 第６図は、上記のような従来の積層電池におい
て使用される電極の一例を示し、ａは正面図、ｂ
は平面図である。図において、２７はカーボンプ
ラスチツク等からなる電極本体であり、ポリエチ
レン等からなる電極枠２８によつて周囲を縁取ら
れた構成となつている。なお、この電極枠２８に
は上述の正極マニホールド２４及び負極マニホー
ルド２５が設けられている。 Ｄ 発明が解決しようとする課題 一般に電解液循環形二次電池、特に臭化亜鉛電
池においては、内部抵抗によるジユール熱、
自己放電（隔膜を通つて臭素イオンが負極側へ拡
散し、負極側の亜鉛を溶解する際に生じる反応
熱）、電解液を循環させるためのポンプから生
じる熱、等によつて循環する電解液やセルの温度
が上昇する。このような温度上昇は、電池のエネ
ルギー効率を低下させ、電池の性能を損なうもの
である。従つて、電池の最大性能（エネルギー効
率）を長期間に渡つて維持するためには、電解液
やセルの温度を一定範囲内に保つ必要があり、そ
のために冷却装置が不可欠となる。 しかし、かかる冷却装置を運転するための電力
は、該冷却装置を備えた電池自体のエネルギー損
失とみなされ、冷却装置の消費する電力が大きい
場合にはかえつて電池のエネルギー効率を低下さ
せることになる。従つて、このような冷却装置を
動作させるのに要する電力はできるだけ小さい方
が望ましいが、従来の電池の電極構造では消費電
力の小さい冷却装置ではセル内の温度を十分に冷
却できないという問題点があつた。 また、このような電池を例えば電気自動車等に
用いる場合には、限られた空間に収納するために
電池の軽量コンパクト化を図る必要があるので、
従来のような電力貯蔵用の冷却システム（冷却
塔、チラーユニツト等）は大型であるために適さ
ないという問題点があつた。 本発明は、上記のような問題点を解決するため
になされたものであり、電池を冷却するための冷
却手段が極めて簡易かつ小型のもので済み、消費
電力も低く抑えることができる電解液循環形二次
電池の電極構造を提供することを目的とする。 Ｅ 課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明に係る電解
液循環形二次電池の電極構造は、良熱伝導性の材
料からなる平板形状の放熱部材をカーボン・プラ
スチツク電極で挾み込んで固定し、少なくとも前
記放熱部材の一部を前記電極枠から突出させた構
造としたものである。 Ｆ 作用 本発明においては、上記のような構成としたこ
とにより、放熱部材が電極部材を介してセル内の
熱を直接熱伝導によつて受取り、該放熱部材の電
極枠から突出した部分に熱を伝導し、ここで熱を
外部に放出する。この熱の放出は、例えばフアン
等の簡易な空冷冷却手段によつて行うことができ
る。このように本発明においては、セル内の熱を
良熱伝導性の放熱部材を介して直接外部に放出す
るので、冷却効率が極めてよい。従つて、冷却手
段として小型かつ消費電力の小さなものを採用す
ることができる。 Ｇ 実施例 第１図は本発明に係る電極構造の一実施例を示
す図であり、ａは正面図、ｂは平面図である。図
において電極３０は、２個の電極本体３１を備え
るとともに、該２個の電極本体３１に挾まれた放
熱部材３２を備えている。電極枠２８は従来のも
のと同じである。 電極本体３１は従来のものと同様、例えばポリ
エチレンにグラフアイト又はカーボンブラツクを
混練成形したものを使用する。また、放熱部材３
２は、熱伝導性のよい例えばカーボンフアイバー
をクロス状に織つたものを使用し、図のような形
状とすることで、電極３０に取付けたときに該放
熱部材３２の一部分である放熱フイン３２ａが電
極枠２８から突出するようになつている。これら
電極本体３１と放熱部材３２とは、熱圧着等の方
法により接合され、これらが一体構造となつてい
る。なお、熱圧着による場合には、接合力を増強
すべく、放熱部材３２の表面に電極本体３１の母
材（例えばポリエチレン）と同じ材料を圧着コー
テイングしておくとよい。この処理により、放熱
フイン３２ａの電気的絶縁性を高める効果も得ら
れる。また、電極枠２８は、ポリエチレンとフイ
ラーの混合材で構成するのが好ましい。この電極
枠２８は、電気的な絶縁をとる役目を果たすと同
時に、熱的にも絶縁効果を有する。 第１表は、各材料物質の熱伝導率を比較して示
してものである。
【表】
図から分るように、電極枠２８の材料としてポ
リエチレン＋フイラーの混合材を選択し、放熱部
材３２の材料として炭素（グラフアイト）を選択
することにより、セル内の熱が放熱部材３２によ
く伝わり、放熱フイン３２ａでの放熱効果が大き
くなる。 第２図は上述の構造の電極を用いた電池の積層
構成を示す斜視図である。図から分るように、放
熱部材３２の複数の放熱フイン３２ａが外部に突
出している。 上記のような電極構造において、電池のセル内
に置かれる電極本体３１は、セル内の熱を一体構
造となつている放熱部材３２に伝える。放熱部材
３２は良熱伝導性を有するので、セル外にある放
熱フイン３２ａに熱がよく伝導する。従つて、セ
ル外に任意の冷却手段を設け、放熱フイン３２ａ
を冷却することにより、放熱部材３２を介してセ
ル内の熱を効率よく取去ることができる。このよ
うに、この方法による熱の伝達効率は極めてよい
ので、冷却手段は例えばフアンによる空冷冷却等
の簡易なものが採用できる。 第３図は、例えばフアンを用いた冷却手段を採
用した場合を示す説明図である。図のようにフア
ン４１を動作させて気流を起こし、空冷フード４
１によつて気流をガイドすることにより、電極３
０から突出した放熱フイン３２ａを空冷する。空
冷フード４１は電気的絶縁性の良好なものが好ま
しい。 なお、上述の２個の電極本体が放熱部材を挾み
込む電極構造は、上記の放熱効果に加え、曲げ剛
性を高め、電極の劣化・たわみを防止するという
効果も有している。 Ｈ 発明の効果 本発明は以上説明した通り、電極構造を良熱伝
導性の材料からなる平板形状の放熱部材をカーボ
ン・プラスチツク電極で挾み込んで固定し、少な
くとも前記放熱部材の一部を前記電極枠から突出
させた構造としたことにより、電池のセル内の熱
を効率よく外部に放出することができるので、比
較的小型かつ簡易な冷却手段を採用することによ
つて冷却装置を運転するのに要する電力を少なく
することができるとともに、冷却システムをコン
パクト・軽量化することができるという効果があ
る。
リエチレン＋フイラーの混合材を選択し、放熱部
材３２の材料として炭素（グラフアイト）を選択
することにより、セル内の熱が放熱部材３２によ
く伝わり、放熱フイン３２ａでの放熱効果が大き
くなる。 第２図は上述の構造の電極を用いた電池の積層
構成を示す斜視図である。図から分るように、放
熱部材３２の複数の放熱フイン３２ａが外部に突
出している。 上記のような電極構造において、電池のセル内
に置かれる電極本体３１は、セル内の熱を一体構
造となつている放熱部材３２に伝える。放熱部材
３２は良熱伝導性を有するので、セル外にある放
熱フイン３２ａに熱がよく伝導する。従つて、セ
ル外に任意の冷却手段を設け、放熱フイン３２ａ
を冷却することにより、放熱部材３２を介してセ
ル内の熱を効率よく取去ることができる。このよ
うに、この方法による熱の伝達効率は極めてよい
ので、冷却手段は例えばフアンによる空冷冷却等
の簡易なものが採用できる。 第３図は、例えばフアンを用いた冷却手段を採
用した場合を示す説明図である。図のようにフア
ン４１を動作させて気流を起こし、空冷フード４
１によつて気流をガイドすることにより、電極３
０から突出した放熱フイン３２ａを空冷する。空
冷フード４１は電気的絶縁性の良好なものが好ま
しい。 なお、上述の２個の電極本体が放熱部材を挾み
込む電極構造は、上記の放熱効果に加え、曲げ剛
性を高め、電極の劣化・たわみを防止するという
効果も有している。 Ｈ 発明の効果 本発明は以上説明した通り、電極構造を良熱伝
導性の材料からなる平板形状の放熱部材をカーボ
ン・プラスチツク電極で挾み込んで固定し、少な
くとも前記放熱部材の一部を前記電極枠から突出
させた構造としたことにより、電池のセル内の熱
を効率よく外部に放出することができるので、比
較的小型かつ簡易な冷却手段を採用することによ
つて冷却装置を運転するのに要する電力を少なく
することができるとともに、冷却システムをコン
パクト・軽量化することができるという効果があ
る。
第１図ａは本発明に係る電解液循環形二次電池
の電極構造の一実施例を示す正面図、第１図ｂは
その平面図、第２図は上述の構造の電極を用いた
電池の積層構成を示す斜視図、第３図は例えばフ
アンを用いた冷却手段を採用した場合を示す説明
図、第４図は電解液循環形二次電池の基本構成の
一例を示す説明図、第５図は単セルを複数個積層
して構成した積層電池の一例を示す構成図、第６
図ａは従来の積層電池において使用される電極の
一例を示す正面図、第６図ｂはその平面図であ
る。 図において、２４は正極マニホールド、２５は
負極マニホールド、２８は電極枠、３０は電極、
３１は電極本体、３２は放熱部材、３２ａは放熱
フインである。
の電極構造の一実施例を示す正面図、第１図ｂは
その平面図、第２図は上述の構造の電極を用いた
電池の積層構成を示す斜視図、第３図は例えばフ
アンを用いた冷却手段を採用した場合を示す説明
図、第４図は電解液循環形二次電池の基本構成の
一例を示す説明図、第５図は単セルを複数個積層
して構成した積層電池の一例を示す構成図、第６
図ａは従来の積層電池において使用される電極の
一例を示す正面図、第６図ｂはその平面図であ
る。 図において、２４は正極マニホールド、２５は
負極マニホールド、２８は電極枠、３０は電極、
３１は電極本体、３２は放熱部材、３２ａは放熱
フインである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 隔膜によつて隔てられた正極室及び負極室か
らなる単セルを複数個積層するとともに、正極室
に正極液を供給する正極液貯蔵槽及び負極室に負
極液を供給する負極液貯蔵槽を備え、各単セルに
おいて起電力を生じさせる電解液循環型二次電池
の電極構造において、 良熱伝導性の材料からなる平板形状の放熱部材
をカーボン・プラスチツク電極で挾み込んで固定
し、少なくとも前記放熱部材の一部を前記電極枠
から突出させ、該放熱部材を介してセル内の熱を
放出することを特徴とする電解液循環形二次電池
の電極構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63007612A JPH01186768A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | 電解液循環形二次電池の電極構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63007612A JPH01186768A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | 電解液循環形二次電池の電極構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01186768A JPH01186768A (ja) | 1989-07-26 |
| JPH0587949B2 true JPH0587949B2 (ja) | 1993-12-20 |
Family
ID=11670633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63007612A Granted JPH01186768A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | 電解液循環形二次電池の電極構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01186768A (ja) |
Families Citing this family (8)
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|---|---|---|---|---|
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| US8080326B2 (en) | 2009-05-26 | 2011-12-20 | The Invention Science Fund I, Llc | Method of operating an electrical energy storage device using microchannels during charge and discharge |
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-
1988
- 1988-01-19 JP JP63007612A patent/JPH01186768A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01186768A (ja) | 1989-07-26 |
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