JPS62105376A - 液循環型電池の運転方法 - Google Patents

液循環型電池の運転方法

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JPS62105376A
JPS62105376A JP60242798A JP24279885A JPS62105376A JP S62105376 A JPS62105376 A JP S62105376A JP 60242798 A JP60242798 A JP 60242798A JP 24279885 A JP24279885 A JP 24279885A JP S62105376 A JPS62105376 A JP S62105376A
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pump
electrolytic solution
electrolyte
battery
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JP60242798A
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Ichiro Kamitsuma
上妻　一朗
Toshinori Fujii
藤井　利宣
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ産業上の利用分野 この発明は、電解液循環型二次電池におけろ電池の運転
方法に関するものである。
Ｂ発明の概要 本発明は、電解液循環型二次電池において、装置内に存
在している電解液を利用し、ポンプの運転を一時停止し
て電解液を静止状態として充電を行い、かつ放電も行う
ことの可能な二次電池の運転方法に関するものであり、
さらに述べると別途に外部電源や商用電源を必要としな
いで充・放電を行うことの可能な運転方法に関するもの
である。
Ｃ従来の技術 最近のエネルギー逼迫が叫ばれている状況の中にあって
、電気エネルギーについてみろと太陽電池を用いた発電
システムが実用化され始めている。
この発電システムは、太陽光線がふりそそぐ場所であれ
ば、その照射量に応じて電力を発生させ得るものでるた
め、商用電力の届かない地域、離島あるいは山間僻地に
設置して自由に電力を使用することができるという大き
なメリットがある。
そして、このシステムに蓄電池を接続しておくことによ
り、発電が可能な時間のあいだは太陽電池Ｃζより発電
させて利用すると共に余剰の電力を蓄電池に蓄電（充電
）しておき、夜間あるいは雨天、曇天臼などの太陽電池
の稼働が期待できないときには、この予め充電しておい
た電力を取出すことを可能としたものである。
このような太陽電池発電システムに使用されている蓄電
池は、現在蓄電池としては完成度の高い鉛−酸電池やア
ルカリ電池が使用されている。
しかし、このものはコンパクト性、コストの面からみる
と、いまだしの感がある。
このような現状の中にあって現在、ムーンライト計画の
一環として検討されているものに、電解液を循環させな
がら充・放電を行わせる電池として、亜鉛−臭素電池、
亜鉛＝塩素電池、レドックスフロータイブ電池の三種類
のタイプのものが挙げられている。
そのいずれもが電解液を循環させながら充・放電を行う
タイプの電池であることから太陽電池発電システムに結
合し使用するためには、電解液を循環させるためのポン
プ用モータの電力を考慮する必要がある。
とくに、商用電力のない離島や僻地での利用がなかまっ
ている太陽電池発電システムについては、この問題を解
決する必要がある。
通常、電解液を循環させる新型電池は、充・放電作業中
は常にポンプを駆動させ、電解液を循環させており、そ
の代表例として第２図に亜鉛−臭素電池の基本構成を示
した。
図中、１は電池反応槽、２は正極室、３は負極室、４ば
セパレータ、５は正極、６は負極、７ζよ正極液貯蔵室
、８は負極液貯蔵室、９およ汐１０はバルブ、１）．１
２はポンプである。
この電池においては、セパレータ４を介して負極側電極
６および正極側電極５間に電解液を循環させ、充・放電
を行わせることにより運転するものである。
Ｄ発明が解決しようとする問題点 ところで、上記のように従来の二次電池においては商用
電源あるいは外部電源を用いない場合、ポンプの稼働を
中断させた場合、電池の充・放電を行うにあたって電解
液の循環が行えないという欠点が存在していた。
さらに、電池のコンパクト性、コストの面からみたとき
、改良されなければならない余地がいまだにより多く残
されているものであった。
ＥＩ４題点全群決するための手段 電池の基本構成である電極とセパレータの間にはポンプ
停止時においても成る一定量の電解液が存在することに
着目し、仮にポンプの使用状態、が停止状態におかれて
いたとしても、電池反応室に存在する電解液量に対応し
である時間内であるならば充電を行うことが可能である
こと、これにより充電した電気量を用いて間欠的にポン
プを駆動させ得ること、に思い至ったのである。
このように充電とそのっぎの放電期間の雨期間中のある
時期では、電解液を循環させないで通常の液循環型電池
の運転状態におけるのとほぼ同じ程度の充放電が一定時
間内に限り可能で、このような手段により間欠的にポン
プを稼働させて通常の液循環型電池の運転状態にするこ
とに関するものである。
Ｆ作　用 使用するポンプのモーターは、これが直流モータである
ときは、ＤＣ／　ＤＣコンバータをまた交流モータであ
るときはＤＣ／ＡＣコンバータを使用する。
Ｇ実施例 以下、具体的に実施例を示して本発明をより詳細に説明
する。
使用した亜鉛−臭素電池は、ＩｋＷ級のもので（８０Ａ
ｈ１６０Ｖ）、ポンプは交流１００Ｖ。
陰・陽極側とも１５Ｗのモータを用いた。また、太陽電
池アレイは、その最大ピーク出力として５ｋＷを用いた
。
太陽電池は、照射エネルギーが変化しても電圧はほとん
ど変化しないが、電池への初期充電はポンプを稼働させ
ないで定電流制御方式を用いて行った。
充放電の場合に電池電圧の変化でセル内の電解液、充法
電状態をある程度知ることが可能であるため、定電流充
放電方式を用いて推算した。
この目的のために、ポンプの静止状態から稼働状態に移
行する電池光・放電電圧を計測し、第１図にその挙動を
示した。
ポンプの静止状態で充電を行っていくと、電池反応室内
の電解液は、循環しないのでセル内の電解液中に存在す
る亜鉛イオンおよび臭素イオンが次第に減少するが、定
電流制御充放電の第１図の充電域から、電解液中の電気
抵抗が増加し、それと共に充電電圧が上昇してくること
が判る。
この挙動の変化にあわせて、充電電圧が上昇し電圧が急
激に上昇する手前で設定基準を越したら電池に蓄えられ
た電気エネルギーでポンプを稼働させ、タンクに存在す
る電解液を循環させて引き続き充電を行うのである。
なお、セル内の電解液が完全に新しい電解液に置き換わ
れ＼ば、電解液の電気抵抗が減少し、それと共に充電々
圧も低下するので設定基準電位以下になったらポンプを
停止して充電を続け、以下これを繰り返して定電流充電
を行う。
このポンプの間欠運転は、放電時にも可能でありポンプ
静止状態で放電していると、セル中の電解液に負極では
亜鉛イオンが、また正極では臭素イオンの濃度が上昇し
てくる。
それぞれの濃度が約２．５モルの濃度において電解液の
電導度は最大値を示し定電流制御の放電４位も最小値を
示す。
それ以上になると電導度は低下の傾向を見せ、結果とし
て電池内部抵抗が上昇し、放電々圧も」二昇する。
したがって、放電々圧が低下し、さらに上昇する時点で
設定基準電圧と比較してポンプを稼働させ、セル内の液
を換流させることにより新しい電解液と置換し放電電圧
を回復させるものである。
Ｈ発明の効果 太陽電池発電システムを採用するにあたって、この発明
を実施することにより外部電源あるいは商用電源を用い
ることなく電池の運転を効率よく行うことができるもの
であり、極めて有用なものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、ポンプ間欠運転による電池の定電流制御光・
放電パター＋、を示したグラフ、第２図は、金属−ハロ
ゲン電解液循環型二次を示した概念図である。 １　・電池反応室、２　正極室、３　負極室、４　・セ
パレータ、５・正極、６・負極、７　正極電解液、８　
負極電解液、９．１０・・電解液タンク、１）．１２　
ポンプ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）電解液循環型二次電池において、定電流制御によ
    る充放電期間中、この二次電池に蓄えられた電気エネル
    ギーを用いて、電解液を間欠的に循環させることを特徴
    とする液循環型電池の運転方法。
  2. （２）充電時の充電電圧上昇ないしは放電時の放電電圧
    降下の挙動に対応させて電解液を間欠循環させながら充
    ・放電を行うことからなる特許請求の範囲第１項に記載
    の液循環型電池の運転方法。
  3. （３）太陽電池システムに接続・使用されている電解液
    循環型二次電池において利用することからなる特許請求
    の範囲第１項に記載の液循環型電池の運転方法。
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