JPS628470A - 静止型亜鉛−臭素電池の反転方法 - Google Patents
静止型亜鉛−臭素電池の反転方法Info
- Publication number
- JPS628470A JPS628470A JP60145790A JP14579085A JPS628470A JP S628470 A JPS628470 A JP S628470A JP 60145790 A JP60145790 A JP 60145790A JP 14579085 A JP14579085 A JP 14579085A JP S628470 A JPS628470 A JP S628470A
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- JP
- Japan
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- zinc
- negative electrode
- discharging
- battery
- positive electrode
- 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.)
- Pending
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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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4214—Arrangements for moving electrodes or electrolyte
-
- 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
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- Secondary Cells (AREA)
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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。
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
本発明は、横置き静止型亜鉛−臭素電池における亜鉛イ
オンの不可、逆な移動に基づく電池特性の低下を解消す
る方法に関するものである。
オンの不可、逆な移動に基づく電池特性の低下を解消す
る方法に関するものである。
Ｂ０発明の概要
本発明は、亜鉛−臭素電池が電解液を電池内へ循環させ
ず、密閉式とした横置き静止型としたものである場合の
、充放電時における亜鉛イオンの不可逆な正、負極間移
動に基づく電池特性低下を解消するため、必要に応じて
その正、負極の位置関係を上下反転させる方法に関する
ものである。
ず、密閉式とした横置き静止型としたものである場合の
、充放電時における亜鉛イオンの不可逆な正、負極間移
動に基づく電池特性低下を解消するため、必要に応じて
その正、負極の位置関係を上下反転させる方法に関する
ものである。
Ｃ１従来の技術
亜鉛−臭素二次電池は、高エネルギー密度、高い電池効
率を有し、Ｚｎ ＠ Ｂｒ２共資源的に豊富であシ、か
つ比較的安価であることから、エネルギー貯蔵用電池と
して用いることが検討される一方、電気自動車用等の需
要も見込まれている。しかしながら、従来の亜鉛−臭素
電池は電解液を循環させながら充放電するいわゆる電解
液循環型であったために、電解液槽、配管系、ポンプ等
の補助機器が必要であり、そのため上記電気自動車用等
の用途の場合は、この補助機器が高張ることから積載面
積をとり、部材破損の恐れもあることから、電解液を循
環させないで済む密閉式の静止型亜鉛−臭素電池を採用
するように開発が進められている。この密閉式の静止型
亜鉛−臭素電池を縦置き即ち電極面を垂直方向として充
放電時する場合を第１図によって説明すると、図におけ
る（１）はカーボンプラスチック（ポリエチレン６０〜
８０（重量）％、カーボンブラック２０〜４０（重量）
％を混合、混線、成形したもの）を極（以下ＣＰ電極と
言う）からなる正極（→及び負極（ハ）であシ、（２）
は該正極（＋−）と負極（へ）間に介在させた膜（セパ
レータであり、（３）はＺｎＢｒ２水溶液に臭素錯化剤
を含有させた電解液である。
率を有し、Ｚｎ ＠ Ｂｒ２共資源的に豊富であシ、か
つ比較的安価であることから、エネルギー貯蔵用電池と
して用いることが検討される一方、電気自動車用等の需
要も見込まれている。しかしながら、従来の亜鉛−臭素
電池は電解液を循環させながら充放電するいわゆる電解
液循環型であったために、電解液槽、配管系、ポンプ等
の補助機器が必要であり、そのため上記電気自動車用等
の用途の場合は、この補助機器が高張ることから積載面
積をとり、部材破損の恐れもあることから、電解液を循
環させないで済む密閉式の静止型亜鉛−臭素電池を採用
するように開発が進められている。この密閉式の静止型
亜鉛−臭素電池を縦置き即ち電極面を垂直方向として充
放電時する場合を第１図によって説明すると、図におけ
る（１）はカーボンプラスチック（ポリエチレン６０〜
８０（重量）％、カーボンブラック２０〜４０（重量）
％を混合、混線、成形したもの）を極（以下ＣＰ電極と
言う）からなる正極（→及び負極（ハ）であシ、（２）
は該正極（＋−）と負極（へ）間に介在させた膜（セパ
レータであり、（３）はＺｎＢｒ２水溶液に臭素錯化剤
を含有させた電解液である。
しかして、充電時には負極（へ）上ではｚｎ−＋２ｅ→
ｚｎ、正極←）上では２Ｂｒ−→Ｂｒ２＋２ａの反応を
生じ、放電時には負極（へ）、正極←）共に上記反応式
と逆の反応を生じ、負極に）では電析亜鉛（４）が又正
極（＋）では臭素錯化物（５）がそれぞれ消費（酸化、
還元）され、電気エネルギーとなって放出される。
ｚｎ、正極←）上では２Ｂｒ−→Ｂｒ２＋２ａの反応を
生じ、放電時には負極（へ）、正極←）共に上記反応式
と逆の反応を生じ、負極に）では電析亜鉛（４）が又正
極（＋）では臭素錯化物（５）がそれぞれ消費（酸化、
還元）され、電気エネルギーとなって放出される。
Ｄ０発明が解決しようとする問題点
しかるに、第１図の如く静止型亜鉛−臭素電池を縦置き
にした場合は、充電を終了する充電末期には第１図に示
したように正極（＋）側電解液中に臭素錯化物（以下コ
ンプレックスと言う）が沈殿して２層になり、コンプレ
ックスは正極室底部から溜っていく。一方、放電時には
、コンプレックスが減少するにつれて、コンプレックス
と正極（＋）の接触面積が減少していく。これは電池特
性に大きな影４＃を与える。
にした場合は、充電を終了する充電末期には第１図に示
したように正極（＋）側電解液中に臭素錯化物（以下コ
ンプレックスと言う）が沈殿して２層になり、コンプレ
ックスは正極室底部から溜っていく。一方、放電時には
、コンプレックスが減少するにつれて、コンプレックス
と正極（＋）の接触面積が減少していく。これは電池特
性に大きな影４＃を与える。
Ｅ０問題点を解決するための手段
そこで、上記の従来の縦置き静止型亜鉛−臭素電池の問
題点を解消する手段として第２図に示す如き横置きが考
えられる。この第２図のように正極（））を下側にして
横置きした場合は、放電が進行してもコンプレックスは
正極（ト）と接触していて、上記の電解液の２層化現象
がなくなシ、放電は支障なく安定して行なわれる。
題点を解消する手段として第２図に示す如き横置きが考
えられる。この第２図のように正極（））を下側にして
横置きした場合は、放電が進行してもコンプレックスは
正極（ト）と接触していて、上記の電解液の２層化現象
がなくなシ、放電は支障なく安定して行なわれる。
ところが、この状態即ち正極（））を下側に、負極日を
上側にして置くと、充電時には第３図に示す如く負極（
へ）室内の亜鉛イオンが消費されその酸度が下がると、
正極（ト）室内の亜鉛イオンは下から膜（２）を通過し
て上の負極（→室内へ移動するけれども、この量は僅か
である。従って、正極（＋）室内の亜鉛イオンは有効に
使用されｄい。一方、放電時には第４図に示す如く生成
した亜鉛イオン陰極（ハ）室内で溶け、ここから膜（２
） ｔｌ−通過して下の正極（ト）室内へ拡散し、正極
←）室を有効に利用できる。しかし、充放電サイクルを
繰返す場合、放電時上から下への亜鉛イオンの拡散が進
行して、正極←）室の亜鉛イオン濃度が負極に）室よシ
高くなると、次の充電の際亜鉛イオン濃度が不足し、充
電特性が低下する。、また亜鉛イオン濃度の減少はデン
ドライト発生を促進する。
上側にして置くと、充電時には第３図に示す如く負極（
へ）室内の亜鉛イオンが消費されその酸度が下がると、
正極（ト）室内の亜鉛イオンは下から膜（２）を通過し
て上の負極（→室内へ移動するけれども、この量は僅か
である。従って、正極（＋）室内の亜鉛イオンは有効に
使用されｄい。一方、放電時には第４図に示す如く生成
した亜鉛イオン陰極（ハ）室内で溶け、ここから膜（２
） ｔｌ−通過して下の正極（ト）室内へ拡散し、正極
←）室を有効に利用できる。しかし、充放電サイクルを
繰返す場合、放電時上から下への亜鉛イオンの拡散が進
行して、正極←）室の亜鉛イオン濃度が負極に）室よシ
高くなると、次の充電の際亜鉛イオン濃度が不足し、充
電特性が低下する。、また亜鉛イオン濃度の減少はデン
ドライト発生を促進する。
斯かる理由から、本発明においては上述の亜鉛イオンの
不可逆な移動に基づく電池特性の低下を解消するための
手段として、必侠ｒＣ応じて充電時と放電時で正極室と
負極室の位置関係を上下反転させるものであシ、最も適
した位置関係を次の第１表に示す。
不可逆な移動に基づく電池特性の低下を解消するための
手段として、必侠ｒＣ応じて充電時と放電時で正極室と
負極室の位置関係を上下反転させるものであシ、最も適
した位置関係を次の第１表に示す。
第 １ 表
１０作用
本発明の反転方法を横置き静止型亜鉛−臭素電池に採用
すれば、充電時においては負極が下側にあれば正極から
亜鉛イオンの補給がなされてその一度減少が抑制される
。又放電時には負極を上側にすれば正極への勇鉛イオン
の拡散が生じ、負極室内の亜鉛イオン一度の増加が防止
される。これは、充電時のテンドライト発生や放電時の
密着性低下などの問題を解消するものである。
すれば、充電時においては負極が下側にあれば正極から
亜鉛イオンの補給がなされてその一度減少が抑制される
。又放電時には負極を上側にすれば正極への勇鉛イオン
の拡散が生じ、負極室内の亜鉛イオン一度の増加が防止
される。これは、充電時のテンドライト発生や放電時の
密着性低下などの問題を解消するものである。
Ｇ０発明の実施例
（ａ）実施例１
電解液として３ ｍｏ ｔ／ｚ Ｚｎ Ｂｒ２ ＋ １
ｍｏ １／を錯化 ′剤＋２ ｍｏｌ／１ＮＨ４
ＣＬ＋１０−’ ｍｏｌ／ｌＰｂ ｋ用い、密閉式の静
止型亜鐙嗅素′醒池を作成し、その充放電特性及び亜鉛
濃度の可逆性を調べ次。
ｍｏ １／を錯化 ′剤＋２ ｍｏｌ／１ＮＨ４
ＣＬ＋１０−’ ｍｏｌ／ｌＰｂ ｋ用い、密閉式の静
止型亜鐙嗅素′醒池を作成し、その充放電特性及び亜鉛
濃度の可逆性を調べ次。
なお、用いた電極は前述のｃｐ′＆Ｌ極であった。
第５図は上記の静止型亜鉛−臭素電池を縦置きしたこと
を示す縦型と、次の第２表に示すＡ、Ｂ、Ｃの上下関係
の横置きの合計４種の充放電時間（時）とセル電圧（Ｖ
）の関係を示す。
を示す縦型と、次の第２表に示すＡ、Ｂ、Ｃの上下関係
の横置きの合計４種の充放電時間（時）とセル電圧（Ｖ
）の関係を示す。
第 ２ 表
第５図から明らかなように、ＦＥ型に置いた電池と横置
き電池ｒ比べると横置き電池の方が電池特性が優れてい
る。また、横置きの場合にも正、負極の位置ヲ上、下変
化させると電池特性に変化があり、最も効率が高かった
のはＢの電池で、充電時は負極が下側、放電時は負極が
上側であった。これは既述したように、亜鉛イオンの移
動に基づくものである。
き電池ｒ比べると横置き電池の方が電池特性が優れてい
る。また、横置きの場合にも正、負極の位置ヲ上、下変
化させると電池特性に変化があり、最も効率が高かった
のはＢの電池で、充電時は負極が下側、放電時は負極が
上側であった。これは既述したように、亜鉛イオンの移
動に基づくものである。
つまり、充電時負極が下側にあれば、正極から亜鉛イオ
ンの移動があり、補給がなされる。
ンの移動があり、補給がなされる。
一方放電時には負極が上側にあｆば、溶解した亜鉛イオ
ンは正極へ拡赦し、負極室内の亜鉛イオン一度増加が防
止される。ＣＬニア）１！池は放電時負極が下側になっ
ているため、放！特性の低下がみられ、Ａの電池は充放
電時共に正極が下側にしてあったため充電特性の低下が
みられる。
ンは正極へ拡赦し、負極室内の亜鉛イオン一度増加が防
止される。ＣＬニア）１！池は放電時負極が下側になっ
ているため、放！特性の低下がみられ、Ａの電池は充放
電時共に正極が下側にしてあったため充電特性の低下が
みられる。
以上のように、充放電時における正、負電極の位置関係
が上側か下側かで電池効率に影響を与えることが確認さ
れたわけである。
が上側か下側かで電池効率に影響を与えることが確認さ
れたわけである。
（ｂ）実施例２
次に上記実施例１と同一の横置き静止型亜鉛−臭素電池
Ａ、Ｂ、Ｃ’ｅ作成し、その充放電時間と亜鉛０度の関
係を調べた。なお、測定に当っては負極室に亜鉛板と塩
橋を介して銀・塩化銀電極を用意し、電位のモニタリン
グを行ない、亜鉛濃度変化を求めた。
Ａ、Ｂ、Ｃ’ｅ作成し、その充放電時間と亜鉛０度の関
係を調べた。なお、測定に当っては負極室に亜鉛板と塩
橋を介して銀・塩化銀電極を用意し、電位のモニタリン
グを行ない、亜鉛濃度変化を求めた。
上記実施例１で予想されたように、Ｂの電池が最も高い
電池効率を示した。即ちこのＢの電池は、充電時には電
位の部方向へ移動して亜鉛濃度変化が小さく、放電時に
は貴方向への移動（亜鉛濃度の増加）が小さいので、亜
鉛疫度の変化、可逆性において最も優れている。
電池効率を示した。即ちこのＢの電池は、充電時には電
位の部方向へ移動して亜鉛濃度変化が小さく、放電時に
は貴方向への移動（亜鉛濃度の増加）が小さいので、亜
鉛疫度の変化、可逆性において最も優れている。
Ｈ６発明の詳細
な説明したように、本発明静止型亜鉛−臭素電池の反転
方法によれば、亜鉛イオンの不可逆な移動に基づく電池
特性の低下が解消され、電池効率が向上する。また、こ
れにより充電時のテンドライトの発生や放電時の臭素錯
化物の密着性低等の問題も解消される。
方法によれば、亜鉛イオンの不可逆な移動に基づく電池
特性の低下が解消され、電池効率が向上する。また、こ
れにより充電時のテンドライトの発生や放電時の臭素錯
化物の密着性低等の問題も解消される。
第１図は静止型亜鉛−臭素電池を縦置きした場合の模式
断面図、第２図は静止型亜鉛−臭素電池を横置きした場
合の模式断面図、第３図は第２図の状態の電池における
充電時の亜鉛イオンの移動を示す模式断面図、第４図は
第２図の状態の電池における放電時の亜鉛イオンの移動
を示す模式断面図、第５図は本発明の反転方法の実施例
における充放電時間とセル電圧の関係を示す線図、第６
図は本発明の反転方法の実施例における充放電時間と亜
鉛υ度センサーの電位変化を示す線図である。 図中の符号（１）はｃｐ電極、（２）は膜、（３）は電
解液、（４）は電析亜鉛、（５）は臭素錯化物である。 なお、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 第１図 第２図 第３図 第４図
断面図、第２図は静止型亜鉛−臭素電池を横置きした場
合の模式断面図、第３図は第２図の状態の電池における
充電時の亜鉛イオンの移動を示す模式断面図、第４図は
第２図の状態の電池における放電時の亜鉛イオンの移動
を示す模式断面図、第５図は本発明の反転方法の実施例
における充放電時間とセル電圧の関係を示す線図、第６
図は本発明の反転方法の実施例における充放電時間と亜
鉛υ度センサーの電位変化を示す線図である。 図中の符号（１）はｃｐ電極、（２）は膜、（３）は電
解液、（４）は電析亜鉛、（５）は臭素錯化物である。 なお、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- 充放電時に正、負極の位置関係を上下反転させることを
特徴とする横置き静止型亜鉛−臭素電池の反転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60145790A JPS628470A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 静止型亜鉛−臭素電池の反転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60145790A JPS628470A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 静止型亜鉛−臭素電池の反転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS628470A true JPS628470A (ja) | 1987-01-16 |
Family
ID=15393218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60145790A Pending JPS628470A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 静止型亜鉛−臭素電池の反転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS628470A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5565629A (en) * | 1992-12-11 | 1996-10-15 | Nippondenso Co., Ltd. | Semiconductor-type pressure sensor with isolation diaphragm with flat portion between corrugations |
| JP2006521520A (ja) * | 2003-03-28 | 2006-09-21 | マイクロゲン エナジー リミテッド | スプリッターバルブ |
-
1985
- 1985-07-04 JP JP60145790A patent/JPS628470A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5565629A (en) * | 1992-12-11 | 1996-10-15 | Nippondenso Co., Ltd. | Semiconductor-type pressure sensor with isolation diaphragm with flat portion between corrugations |
| JP2006521520A (ja) * | 2003-03-28 | 2006-09-21 | マイクロゲン エナジー リミテッド | スプリッターバルブ |
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