JPH0620726A - 亜鉛−臭素電池の充電深度の測定方法 - Google Patents
亜鉛−臭素電池の充電深度の測定方法Info
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- JPH0620726A JPH0620726A JP4172631A JP17263192A JPH0620726A JP H0620726 A JPH0620726 A JP H0620726A JP 4172631 A JP4172631 A JP 4172631A JP 17263192 A JP17263192 A JP 17263192A JP H0620726 A JPH0620726 A JP H0620726A
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Classifications
-
- 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
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 亜鉛−臭素電池における充電深度を容易に測
定することができる方法を提供することを目的とする。 【構成】 電池本体と別置きにした正極側タンクから正
極室に電解液がポンプで循環され、充電時に正極で発生
した臭素が電解液に添加した臭素錯化剤と反応して正極
側タンクへ戻されるとともに、放電時は電解液がポンプ
で電池本体内へ送り込まれて還元されるようにした亜鉛
−臭素電池において、光量と色を判別する光学的センサ
を用いて、正極側タンク内の電解液の光量と色の判別を
行うことにより、充電の進行に伴って正極側タンクに貯
留される臭素錯化物の電解液に対する割合を判定し、こ
の判定結果から電池の充電深度を求めるようにした亜鉛
−臭素電池の充電深度測定方法を提供する。
定することができる方法を提供することを目的とする。 【構成】 電池本体と別置きにした正極側タンクから正
極室に電解液がポンプで循環され、充電時に正極で発生
した臭素が電解液に添加した臭素錯化剤と反応して正極
側タンクへ戻されるとともに、放電時は電解液がポンプ
で電池本体内へ送り込まれて還元されるようにした亜鉛
−臭素電池において、光量と色を判別する光学的センサ
を用いて、正極側タンク内の電解液の光量と色の判別を
行うことにより、充電の進行に伴って正極側タンクに貯
留される臭素錯化物の電解液に対する割合を判定し、こ
の判定結果から電池の充電深度を求めるようにした亜鉛
−臭素電池の充電深度測定方法を提供する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は亜鉛−臭素電池の充電深
度を測定する方法に関するものである。
度を測定する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】亜鉛−臭素電池は、正極活物質に臭素、
負極活物質に亜鉛を用いた２次電池であり、電力需要の
昼と夜のアンバランスを解消させるために夜間の余剰電
力を電池に貯蔵し、需要の多い昼間に放出するピークカ
ット用の電池である。現在は電力貯蔵用として大容量の
電池が開発されている。
負極活物質に亜鉛を用いた２次電池であり、電力需要の
昼と夜のアンバランスを解消させるために夜間の余剰電
力を電池に貯蔵し、需要の多い昼間に放出するピークカ
ット用の電池である。現在は電力貯蔵用として大容量の
電池が開発されている。
【０００３】この亜鉛−臭素電池の化学反応は、
【０００４】
【化１】充電時……正極：２Ｂｒ-→Ｂｒ2＋２ｅ-，負
極：Ｚｎ++＋２ｅ-→Ｚｎ 放電時……正極：２Ｂｒ-←Ｂｒ2＋２ｅ-，負極：Ｚｎ
++＋２ｅ-←Ｚｎ で表される。
極：Ｚｎ++＋２ｅ-→Ｚｎ 放電時……正極：２Ｂｒ-←Ｂｒ2＋２ｅ-，負極：Ｚｎ
++＋２ｅ-←Ｚｎ で表される。
【０００５】電解液は電池本体と別置きにした正極側の
タンクから充放電時にポンプで循環される。そして正極
で発生した臭素は電解液に添加した臭素錯化剤（四級ア
ミン）と反応して、オイル状の沈澱物となってタンクへ
戻され、放電時はポンプでセル内へ送り込まれて還元さ
れる。電解液の成分は、３ｍｏｌ／ｌのＺｎＢｒ2に液
の抵抗を下げるために約２ｍｏｌ／ｌのＮＨ4Ｃｌ等の
塩を添加し、更に負極亜鉛のデンドライトを防止して均
一な電着を促進させる為のＰｂ、Ｓｎ、四級アンモニウ
ム塩類、１ｍｏｌ／ｌの臭素錯化剤を添加してある。正
極と負極の間にはセパレータを用い、正極で発生した臭
素が負極へ拡散して亜鉛が自己放電することを抑制して
いる。
タンクから充放電時にポンプで循環される。そして正極
で発生した臭素は電解液に添加した臭素錯化剤（四級ア
ミン）と反応して、オイル状の沈澱物となってタンクへ
戻され、放電時はポンプでセル内へ送り込まれて還元さ
れる。電解液の成分は、３ｍｏｌ／ｌのＺｎＢｒ2に液
の抵抗を下げるために約２ｍｏｌ／ｌのＮＨ4Ｃｌ等の
塩を添加し、更に負極亜鉛のデンドライトを防止して均
一な電着を促進させる為のＰｂ、Ｓｎ、四級アンモニウ
ム塩類、１ｍｏｌ／ｌの臭素錯化剤を添加してある。正
極と負極の間にはセパレータを用い、正極で発生した臭
素が負極へ拡散して亜鉛が自己放電することを抑制して
いる。
【０００６】一般にこのような亜鉛−臭素電池への充電
電力量は、充電装置に設けた電力量計の目盛により確認
している。この充電電力量とは、電流と電圧の各平均値
に充電時間を乗じることによって求められる。
電力量は、充電装置に設けた電力量計の目盛により確認
している。この充電電力量とは、電流と電圧の各平均値
に充電時間を乗じることによって求められる。
【０００７】又、亜鉛−臭素電池の放電時における電池
の残存容量は、上記充電電力量に電池の効率を乗じて、
これから放電装置の電力量計の目盛を差し引いた残りの
電力量として求められる。他方で前記電解液の電導度が
充電深度によって変化することを利用して、電解液の電
導度を測定することによって充電深度を求める方法も知
られている。
の残存容量は、上記充電電力量に電池の効率を乗じて、
これから放電装置の電力量計の目盛を差し引いた残りの
電力量として求められる。他方で前記電解液の電導度が
充電深度によって変化することを利用して、電解液の電
導度を測定することによって充電深度を求める方法も知
られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な充放電装置の電力量計に依存した充電電力量と放電電
力量の確認手段では、亜鉛−臭素電池の充電深度を簡単
にチェックする方法がないため、放電時における電池の
残存容量とか充電時における充電完了までの時間を簡便
に求めることが出来ないという課題があった。
な充放電装置の電力量計に依存した充電電力量と放電電
力量の確認手段では、亜鉛−臭素電池の充電深度を簡単
にチェックする方法がないため、放電時における電池の
残存容量とか充電時における充電完了までの時間を簡便
に求めることが出来ないという課題があった。
【０００９】例えば充電時の充電電力量とか放電時の残
存容量は、前記したように充放電装置に付設された電力
量計の目盛を基準として演算により求めているため、操
作及び演算が煩瑣であり、特に電池が不規則な充放電運
転パターンに基づいて使用されている場合には、演算に
よって残存容量と充電電力量を求めることは困難であ
る。更に亜鉛−臭素電池が自己放電量が多くなるような
運転パターンに基づいて使用されている場合には、この
自己放電量が充放電装置の電力量計にカウントされない
ため、正確な充電電力量と残存容量を確認することがで
きない。
存容量は、前記したように充放電装置に付設された電力
量計の目盛を基準として演算により求めているため、操
作及び演算が煩瑣であり、特に電池が不規則な充放電運
転パターンに基づいて使用されている場合には、演算に
よって残存容量と充電電力量を求めることは困難であ
る。更に亜鉛−臭素電池が自己放電量が多くなるような
運転パターンに基づいて使用されている場合には、この
自己放電量が充放電装置の電力量計にカウントされない
ため、正確な充電電力量と残存容量を確認することがで
きない。
【００１０】従って亜鉛−臭素電池の充電深度を簡単に
チェックする方法がないため、電池が消耗した際の充電
時にあとどのくらい充電すれば満充電（Full Charge）
になるかが推測出来ず、そのまま充電を継続することに
よって過充電（Over Charge）になってしまい、電池の
性能や寿命に多大な悪影響を及ぼす惧れがある。
チェックする方法がないため、電池が消耗した際の充電
時にあとどのくらい充電すれば満充電（Full Charge）
になるかが推測出来ず、そのまま充電を継続することに
よって過充電（Over Charge）になってしまい、電池の
性能や寿命に多大な悪影響を及ぼす惧れがある。
【００１１】又、放電時においても電池の残存容量が不
明な場合には、あとどのくらいで放電が終了するのかわ
からず、従って電池をポータブル機器用の電源として使
用した際の機器の使用可能時間を推定することができず
に作業上での支障が生じてしまうという難点がある。
明な場合には、あとどのくらいで放電が終了するのかわ
からず、従って電池をポータブル機器用の電源として使
用した際の機器の使用可能時間を推定することができず
に作業上での支障が生じてしまうという難点がある。
【００１２】前記電力量計から求めた充電深度には、自
己放電分の誤差が必ず含まれており、且つ電位が高い電
池の場合には、充電電力量の測定時に絶縁対策に留意す
る必要がある。更に電解液の電導度と充電深度との関係
を利用して、電導度計から得られる値から充電深度を求
める場合には、電解液の温度に対する補正という煩瑣な
操作が必要である。
己放電分の誤差が必ず含まれており、且つ電位が高い電
池の場合には、充電電力量の測定時に絶縁対策に留意す
る必要がある。更に電解液の電導度と充電深度との関係
を利用して、電導度計から得られる値から充電深度を求
める場合には、電解液の温度に対する補正という煩瑣な
操作が必要である。
【００１３】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、上記した煩瑣な操作を必要とせずに亜鉛−臭素電
池の充電深度を容易に測定可能な方法を提供することを
目的とするものである。
あり、上記した煩瑣な操作を必要とせずに亜鉛−臭素電
池の充電深度を容易に測定可能な方法を提供することを
目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、充放電時に電池本体と別置きにした正極側
タンクから正極室に電解液がポンプで循環され、充電時
に正極で発生した臭素が電解液に添加した臭素錯化剤と
反応して正極側タンクへ戻されるとともに、放電時は該
電解液がポンプで電池本体内へ送り込まれて還元される
ようにした亜鉛−臭素電池において、光量と色を判別す
る光学的センサを用いて正極側タンク内の電解液の光量
と色の判別を行うことにより、充電の進行に伴って正極
側タンクに貯留される臭素錯化物の電解液に対する割合
を判定し、この判定結果から電池の充電深度を求めるよ
うにした亜鉛−臭素電池の充電深度の測定方法を提供す
る。
するために、充放電時に電池本体と別置きにした正極側
タンクから正極室に電解液がポンプで循環され、充電時
に正極で発生した臭素が電解液に添加した臭素錯化剤と
反応して正極側タンクへ戻されるとともに、放電時は該
電解液がポンプで電池本体内へ送り込まれて還元される
ようにした亜鉛−臭素電池において、光量と色を判別す
る光学的センサを用いて正極側タンク内の電解液の光量
と色の判別を行うことにより、充電の進行に伴って正極
側タンクに貯留される臭素錯化物の電解液に対する割合
を判定し、この判定結果から電池の充電深度を求めるよ
うにした亜鉛−臭素電池の充電深度の測定方法を提供す
る。
【００１５】
【作用】亜鉛−臭素電池では、充電の進行に伴って正極
タンク内に電解液に添加した錯化剤による臭素錯化物が
貯留されるが、この臭素錯化物は特定の色を有している
とともに光を殆ど通さない反面、電解液は少量の光を通
すので、光量及び色を判別する光学的センサによって電
解液を通過する光量と色の判別を行うことにより、電解
液中に生じた臭素錯化物の割合が推測可能となる。
タンク内に電解液に添加した錯化剤による臭素錯化物が
貯留されるが、この臭素錯化物は特定の色を有している
とともに光を殆ど通さない反面、電解液は少量の光を通
すので、光量及び色を判別する光学的センサによって電
解液を通過する光量と色の判別を行うことにより、電解
液中に生じた臭素錯化物の割合が推測可能となる。
【００１６】そして予め実験的に検証した充電深度
（％）と臭素錯化物の電解液に対する割合（％）との相
関グラフから、亜鉛−臭素電池の充電深度を容易に求め
ることが出来る。
（％）と臭素錯化物の電解液に対する割合（％）との相
関グラフから、亜鉛−臭素電池の充電深度を容易に求め
ることが出来る。
【００１７】
【実施例】以下に本発明にかかる亜鉛−臭素電池の充電
深度の測定方法の具体的な実施例を説明する。本実施例
では、亜鉛−臭素電池の充電深度を知る方法として、正
極側タンクの臭素錯化物（臭素コンプレックス）の量を
測定することが大きな特徴となっている。そのため電解
液には、ＺｎＢｒ2にＮＨ4Ｃｌ等の塩を添加し、更に負
極亜鉛のデンドライトを防止して均一な電着を促進させ
る為のＰｂ、Ｓｎ、四級アンモニウム塩類の外に、メチ
ル基，エチル基を持つモルホリニウム塩又はピロリジニ
ウム塩の臭素錯化剤が添加されている。
深度の測定方法の具体的な実施例を説明する。本実施例
では、亜鉛−臭素電池の充電深度を知る方法として、正
極側タンクの臭素錯化物（臭素コンプレックス）の量を
測定することが大きな特徴となっている。そのため電解
液には、ＺｎＢｒ2にＮＨ4Ｃｌ等の塩を添加し、更に負
極亜鉛のデンドライトを防止して均一な電着を促進させ
る為のＰｂ、Ｓｎ、四級アンモニウム塩類の外に、メチ
ル基，エチル基を持つモルホリニウム塩又はピロリジニ
ウム塩の臭素錯化剤が添加されている。
【００１８】亜鉛−臭素電池では、充電が進行するにつ
れて正極タンク内に上記錯化剤による臭素錯化物である
臭素コンプレックスが貯留される。そして充電初期では
ほとんど存在しない臭素コンプレックスが、充電の末期
では正極タンクの２５％程度まで増大している。この臭
素コンプレックスの比重は電解液よりも大であるため、
該臭素コンプレックスは正極タンクの底部に貯留され
る。
れて正極タンク内に上記錯化剤による臭素錯化物である
臭素コンプレックスが貯留される。そして充電初期では
ほとんど存在しない臭素コンプレックスが、充電の末期
では正極タンクの２５％程度まで増大している。この臭
素コンプレックスの比重は電解液よりも大であるため、
該臭素コンプレックスは正極タンクの底部に貯留され
る。
【００１９】電解液に対する臭素コンプレックスの割合
（％）を測定する方法としては、臭素コンプレックスの
色が、黒に近い赤色であって光を殆ど通さない上、上澄
みの電解液は橙色で少量の光を通すという特性を利用し
て、この電解液の通過可能な光量と色を判別する光学的
センサを用いて、タンク内の電解液の光量と色の判別を
行うことにより、電解液中に生じた臭素コンプレックス
の割合（％）を測定することができる。
（％）を測定する方法としては、臭素コンプレックスの
色が、黒に近い赤色であって光を殆ど通さない上、上澄
みの電解液は橙色で少量の光を通すという特性を利用し
て、この電解液の通過可能な光量と色を判別する光学的
センサを用いて、タンク内の電解液の光量と色の判別を
行うことにより、電解液中に生じた臭素コンプレックス
の割合（％）を測定することができる。
【００２０】電解液の光量と色を判別する光学的センサ
としては種々のものが考えられるが、例えばキーエンス
のＦＳ２Ｇシリーズを用いるのが適当である。
としては種々のものが考えられるが、例えばキーエンス
のＦＳ２Ｇシリーズを用いるのが適当である。
【００２１】図１は本実施例を適用して実験的に検証し
た充電深度（％）と臭素コンプレックスの電解液に対す
る体積割合（％）との相関を示すグラフである。尚、電
解液にはメチル・エチルモルホリニウムブロマイド、メ
チル・エチルピロリジニウムブロマイド各々０．５ｍｏ
ｌ／ｌの臭素錯化剤が添加されている。
た充電深度（％）と臭素コンプレックスの電解液に対す
る体積割合（％）との相関を示すグラフである。尚、電
解液にはメチル・エチルモルホリニウムブロマイド、メ
チル・エチルピロリジニウムブロマイド各々０．５ｍｏ
ｌ／ｌの臭素錯化剤が添加されている。
【００２２】図１によれば、充電深度の０〜約６０％に
対応して臭素コンプレックスの体積割合が０〜２２％に
略直線的に変化しており、両者間には良好な相関が存在
することが理解される。従ってこの臭素コンプレックス
の体積割合から亜鉛−臭素電池の充電深度を可成りの測
定精度で測定することが可能である。
対応して臭素コンプレックスの体積割合が０〜２２％に
略直線的に変化しており、両者間には良好な相関が存在
することが理解される。従ってこの臭素コンプレックス
の体積割合から亜鉛−臭素電池の充電深度を可成りの測
定精度で測定することが可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は充電の進
行に伴って正極タンク内に貯留される臭素錯化物の電解
液中での割合を、光量と色を判別する光学的センサを用
いて判別することにより、実験的に検証した充電深度
（％）と臭素錯化物の電解液に対する割合（％）との相
関グラフから亜鉛−臭素電池の充電深度を容易に求める
ことが出来る。
行に伴って正極タンク内に貯留される臭素錯化物の電解
液中での割合を、光量と色を判別する光学的センサを用
いて判別することにより、実験的に検証した充電深度
（％）と臭素錯化物の電解液に対する割合（％）との相
関グラフから亜鉛−臭素電池の充電深度を容易に求める
ことが出来る。
【００２４】上記の判別操作は比較的簡単に行える上、
電池が不規則な充放電運転パターンとか、もしくは自己
放電量が多くなるような運転パターンに基づいて使用さ
れている場合にあっても何等問題なく正確な充電深度及
び残存容量を測定可能であり、充電時における過充電
（Over Charge）が防止されて電池の性能や寿命に悪影
響を及ぼすことがない。判別には光学的センサを使用し
ているため、電位が高い電池に適用する場合にも絶縁対
策を留意する必要がなく、電解液の温度補正等の煩瑣な
操作は不要である。
電池が不規則な充放電運転パターンとか、もしくは自己
放電量が多くなるような運転パターンに基づいて使用さ
れている場合にあっても何等問題なく正確な充電深度及
び残存容量を測定可能であり、充電時における過充電
（Over Charge）が防止されて電池の性能や寿命に悪影
響を及ぼすことがない。判別には光学的センサを使用し
ているため、電位が高い電池に適用する場合にも絶縁対
策を留意する必要がなく、電解液の温度補正等の煩瑣な
操作は不要である。
【００２５】特に電池の放電時においても電池の残存容
量が容易に推定できるので、特にポータブル機器用の電
源として使用した際の電池の使用可能時間が明確とな
り、作業遂行がスムーズになるという効果が得られる。
量が容易に推定できるので、特にポータブル機器用の電
源として使用した際の電池の使用可能時間が明確とな
り、作業遂行がスムーズになるという効果が得られる。
【図１】本実施例で実験的に検証した臭素錯化物の電解
液に対する体積割合（％）と充電深度との相関を示すグ
ラフ。
液に対する体積割合（％）と充電深度との相関を示すグ
ラフ。
Claims (1)
- 【請求項１】 充放電時に電池本体と別置きにした正極
側タンクから正極室に電解液がポンプで循環され、充電
時に正極で発生した臭素が電解液に添加した臭素錯化剤
と反応して正極側タンクへ戻されるとともに、放電時は
該電解液がポンプで電池本体内へ送り込まれて還元され
るようにした亜鉛−臭素電池において、 光量と色を判別する光学的センサを用いて、上記正極側
タンク内の電解液の光量と色の判別を行うことにより、
充電の進行に伴って正極側タンクに貯留される臭素錯化
物の電解液に対する割合を判定し、この判定結果から電
池の充電深度を求めることを特徴とする亜鉛−臭素電池
の充電深度の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4172631A JPH0620726A (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 亜鉛−臭素電池の充電深度の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4172631A JPH0620726A (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 亜鉛−臭素電池の充電深度の測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0620726A true JPH0620726A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=15945460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4172631A Pending JPH0620726A (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 亜鉛−臭素電池の充電深度の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0620726A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7367760B2 (en) | 2005-05-24 | 2008-05-06 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Power tool |
-
1992
- 1992-06-30 JP JP4172631A patent/JPH0620726A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7367760B2 (en) | 2005-05-24 | 2008-05-06 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Power tool |
| US7726918B2 (en) | 2005-05-24 | 2010-06-01 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Power tool |
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