JPH0133912B2 - - Google Patents
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- JPH0133912B2 JPH0133912B2 JP56006638A JP663881A JPH0133912B2 JP H0133912 B2 JPH0133912 B2 JP H0133912B2 JP 56006638 A JP56006638 A JP 56006638A JP 663881 A JP663881 A JP 663881A JP H0133912 B2 JPH0133912 B2 JP H0133912B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は金属−ハロゲン電池、特にそのセパレ
ータに関するものである。
ータに関するものである。
一般に金属−ハロゲン電池においてはその電解
槽内をセパレータにより負極側と正極側に仕切つ
ているが、電池の内部抵抗を小さくするためには
セパレータはイオンの通過が可能なことが必要で
あり、このため、従来ではセパレータとしてポリ
オレフイン系のポーラス膜（多孔質膜）を用いて
いた。しかし、金属−ハロゲン電池では電解液が
強酸性であり、ポリオレフイン系のポーラス膜は
比較的酸に弱いため長期安定性に問題があつた。
又、ポリオレフイン系のポーラス膜は比較的平均
孔径が大きいため正極側に析出した活物質がセパ
レータを透過して負極側に混入し、負極側に生じ
た金属と自己放電を生じるなどの、不具合が発生
し、電池のエネルギー効率の特性を劣化させると
いう問題を生じた。このため、セパレータとして
耐蝕性に優れるとともに活物質の通過も阻止する
フツ素系のイオン交換膜の使用も考えられたが、
イオン交換膜は非常に高価であるという問題があ
つた。
槽内をセパレータにより負極側と正極側に仕切つ
ているが、電池の内部抵抗を小さくするためには
セパレータはイオンの通過が可能なことが必要で
あり、このため、従来ではセパレータとしてポリ
オレフイン系のポーラス膜（多孔質膜）を用いて
いた。しかし、金属−ハロゲン電池では電解液が
強酸性であり、ポリオレフイン系のポーラス膜は
比較的酸に弱いため長期安定性に問題があつた。
又、ポリオレフイン系のポーラス膜は比較的平均
孔径が大きいため正極側に析出した活物質がセパ
レータを透過して負極側に混入し、負極側に生じ
た金属と自己放電を生じるなどの、不具合が発生
し、電池のエネルギー効率の特性を劣化させると
いう問題を生じた。このため、セパレータとして
耐蝕性に優れるとともに活物質の通過も阻止する
フツ素系のイオン交換膜の使用も考えられたが、
イオン交換膜は非常に高価であるという問題があ
つた。
本発明は上記の点に考慮して成されたもので、
ポーラス膜であつても、充電時に正極で発生した
ハロゲンを負極側に透過させることがなく、しか
も安価で耐蝕性に優れたセパレータを有する金属
−ハロゲン電池を提供することを目的とする。
ポーラス膜であつても、充電時に正極で発生した
ハロゲンを負極側に透過させることがなく、しか
も安価で耐蝕性に優れたセパレータを有する金属
−ハロゲン電池を提供することを目的とする。
以下本発明の実施例を図面とともに説明する。
第１図は金属−ハロゲン電池の一つである亜鉛−
臭素電池の概略構成を示し、１は電解槽、２は電
解槽１内を負極側と正極側に仕切るセパレータ
で、セパレータ２としてはポーラス膜であるポリ
アセチレン膜を用いる。ポリアセチレン膜の厚さ
は40μｍとするが5μｍ〜50μｍのものであれば良
く、又ポリアセチレン膜の平均孔径は５Å〜1000
Åのものを用いる。1000Å以上になると、機械的
強度が弱くなつてしまう。また、正極で充電時発
生する臭素が、セパレータを介して負極側に混入
し、負極に発生した亜鉛と自己放電を生じるから
である。５Å以下では、セパレータの抵抗が高く
なり、電池の効率を低下させることとなるからで
ある。電解槽１内の負極側にはカーボンなどから
成る負極電極３を設けるとともに3mol／KgH2O
の臭化亜鉛（ZnBr2）の水溶液から成る負極側電
解液４を収納する。又、正極側にもカーボンなど
から成る正極電極５を設けるとともに3mol／Kg
H2Oの臭化亜鉛（ZnBr2）の水溶液から成る正極
側電解液６を収納する。電極３，５間距離は実際
には２mmである。正極側電解液６には充電時析出
したBr2も含まれる。７，８は夫々負極側電解液
４および正極側電解液６を貯蔵する貯蔵槽、９は
電解槽１の負極側と貯蔵槽７との間に設けられた
循環路、１０は電解槽１の正極側と貯蔵槽８との
間に設けられた循環路、１１，１２は夫々循環路
９，１０に設けられたポンプ、１３，１４は夫々
負極電極３および正極電極５に接続された負極端
子および正極端子である。
第１図は金属−ハロゲン電池の一つである亜鉛−
臭素電池の概略構成を示し、１は電解槽、２は電
解槽１内を負極側と正極側に仕切るセパレータ
で、セパレータ２としてはポーラス膜であるポリ
アセチレン膜を用いる。ポリアセチレン膜の厚さ
は40μｍとするが5μｍ〜50μｍのものであれば良
く、又ポリアセチレン膜の平均孔径は５Å〜1000
Åのものを用いる。1000Å以上になると、機械的
強度が弱くなつてしまう。また、正極で充電時発
生する臭素が、セパレータを介して負極側に混入
し、負極に発生した亜鉛と自己放電を生じるから
である。５Å以下では、セパレータの抵抗が高く
なり、電池の効率を低下させることとなるからで
ある。電解槽１内の負極側にはカーボンなどから
成る負極電極３を設けるとともに3mol／KgH2O
の臭化亜鉛（ZnBr2）の水溶液から成る負極側電
解液４を収納する。又、正極側にもカーボンなど
から成る正極電極５を設けるとともに3mol／Kg
H2Oの臭化亜鉛（ZnBr2）の水溶液から成る正極
側電解液６を収納する。電極３，５間距離は実際
には２mmである。正極側電解液６には充電時析出
したBr2も含まれる。７，８は夫々負極側電解液
４および正極側電解液６を貯蔵する貯蔵槽、９は
電解槽１の負極側と貯蔵槽７との間に設けられた
循環路、１０は電解槽１の正極側と貯蔵槽８との
間に設けられた循環路、１１，１２は夫々循環路
９，１０に設けられたポンプ、１３，１４は夫々
負極電極３および正極電極５に接続された負極端
子および正極端子である。
上記の亜鉛−臭素電池においては図示の充電時
には直流電源を各端子１３，１４に接続するとと
もにポンプ１１，１２により各電解液４，６を循
環させる。負極側ではZn++＋2e-→Znの反応によ
り電解液４中のZn++と端子１２により注入され
たe-とが反応し、Znが析出する。又、正極側で
は2Br-→Br2＋2e-、Br2＋Br-→Br3 -なる反応に
より主に電解液６中のBr-が酸化されてBr2とな
り析出する。又、負極側ではZn++が減少するの
で正極側のZn++がセパレータ２を通つて負極側
へ移動する。このZn++の出入が自由であると電
池の内部抵抗が小さくなり、良好な電池が得られ
る。上記の反応をまとめるとZnBr2→Zn＋Br2と
なる。放電時には上記と逆の反応により端子１
３，１４間に接続した負荷に電流を流す。
には直流電源を各端子１３，１４に接続するとと
もにポンプ１１，１２により各電解液４，６を循
環させる。負極側ではZn++＋2e-→Znの反応によ
り電解液４中のZn++と端子１２により注入され
たe-とが反応し、Znが析出する。又、正極側で
は2Br-→Br2＋2e-、Br2＋Br-→Br3 -なる反応に
より主に電解液６中のBr-が酸化されてBr2とな
り析出する。又、負極側ではZn++が減少するの
で正極側のZn++がセパレータ２を通つて負極側
へ移動する。このZn++の出入が自由であると電
池の内部抵抗が小さくなり、良好な電池が得られ
る。上記の反応をまとめるとZnBr2→Zn＋Br2と
なる。放電時には上記と逆の反応により端子１
３，１４間に接続した負荷に電流を流す。
上記亜鉛−臭素電池ではセパレータとしてポリ
アセチレン膜を用いている。ポリアセチレン膜は
原料がアセチレンガスであるため安価で、しかも
酸、アルカリおよび有機溶剤に対して極めて安定
である。又、ポリアセチレン膜はフイブリル状
（フアイバー状）の結晶がより合わさつて形成さ
れているため従来のポリオレフイン膜とは孔の構
造が異なり、孔の経路が長くしかも孔径が小さ
い。このため、充電時正極側に析出した活物質即
ちBr2がセパレータ２を通つて負極側へ漏れ出る
ことがなく、安定した充放電特性が得られる。第
２図は0.1Aで１時間充電した後に0.1Aで放電し
た場合の充放電特性を示し、良好な充放電特性が
得られた。この場合の電流効率は85％でエネルギ
ー効率は60％である。又、セパレータ２を充放電
終了後取り出して観察すると、臭素による着色も
なく寸法変化も認められず、耐蝕性も極めて良好
であつた。もちろん、イオンの通過は良好で内部
抵抗は小さい。
アセチレン膜を用いている。ポリアセチレン膜は
原料がアセチレンガスであるため安価で、しかも
酸、アルカリおよび有機溶剤に対して極めて安定
である。又、ポリアセチレン膜はフイブリル状
（フアイバー状）の結晶がより合わさつて形成さ
れているため従来のポリオレフイン膜とは孔の構
造が異なり、孔の経路が長くしかも孔径が小さ
い。このため、充電時正極側に析出した活物質即
ちBr2がセパレータ２を通つて負極側へ漏れ出る
ことがなく、安定した充放電特性が得られる。第
２図は0.1Aで１時間充電した後に0.1Aで放電し
た場合の充放電特性を示し、良好な充放電特性が
得られた。この場合の電流効率は85％でエネルギ
ー効率は60％である。又、セパレータ２を充放電
終了後取り出して観察すると、臭素による着色も
なく寸法変化も認められず、耐蝕性も極めて良好
であつた。もちろん、イオンの通過は良好で内部
抵抗は小さい。
尚、上記実施例では金属−ハロゲン電池として
亜鉛−臭素電池の例を示したが、金属としてNa、
Ｋ、Zn、Cd、Pb、Co、Cuなどを用いるととも
にハロゲンとして、Cl2、I2などを用いた場合に
も本発明は適用できる。
亜鉛−臭素電池の例を示したが、金属としてNa、
Ｋ、Zn、Cd、Pb、Co、Cuなどを用いるととも
にハロゲンとして、Cl2、I2などを用いた場合に
も本発明は適用できる。
以上のように本発明においては、金属−ハロゲ
ン電池の電解槽を負極側と正極側に仕切るセパレ
ータとして多孔質のポリアセチレン膜であつて、
その平均孔径が５Å〜1000Åのものを用いてお
り、多孔質のポリアセチレン膜は安価であるとと
もに耐蝕性に優れ、長期安定性がある。又、多孔
質のポリアセチレン膜に形成された孔は上記のよ
うに孔径が小さく孔の経路も長いので正極側に析
出した活物質がセパレータを通つて負極側へ漏れ
出ることがなく、充放電特性の安定した金属−ハ
ロゲン電池が得られ、しかもセパレータはイオン
の通過は良好であるので電池の内部抵抗が大きく
なることはない。
ン電池の電解槽を負極側と正極側に仕切るセパレ
ータとして多孔質のポリアセチレン膜であつて、
その平均孔径が５Å〜1000Åのものを用いてお
り、多孔質のポリアセチレン膜は安価であるとと
もに耐蝕性に優れ、長期安定性がある。又、多孔
質のポリアセチレン膜に形成された孔は上記のよ
うに孔径が小さく孔の経路も長いので正極側に析
出した活物質がセパレータを通つて負極側へ漏れ
出ることがなく、充放電特性の安定した金属−ハ
ロゲン電池が得られ、しかもセパレータはイオン
の通過は良好であるので電池の内部抵抗が大きく
なることはない。
第１図は本発明に係る亜鉛−臭素電池の概略構
成図、第２図は本発明に係る亜鉛−臭素電池の充
放電特性図である。 １……電解槽、２……セパレータ、３……負極
電極、４……負極側電解液、５……正極電極、６
……正極側電解液、７，８……貯蔵槽、９，１０
……循環路、１１，１２……ポンプ、１３，１４
……端子。
成図、第２図は本発明に係る亜鉛−臭素電池の充
放電特性図である。 １……電解槽、２……セパレータ、３……負極
電極、４……負極側電解液、５……正極電極、６
……正極側電解液、７，８……貯蔵槽、９，１０
……循環路、１１，１２……ポンプ、１３，１４
……端子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ セパレータによつて２つの槽に仕切られた電
解槽内に、正極、負極電極を各別に配設し、両槽
内に貯蔵槽より電解液をポンプにより循環させて
なる金属−ハロゲン電池において、 前記セパレータとして多孔質のポリアセチレン
膜であつて、その平均孔径が５Åから1000Åのも
のを用いて成ることを特徴とする金属−ハロゲン
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56006638A JPS57121169A (en) | 1981-01-20 | 1981-01-20 | Metal-halogen battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56006638A JPS57121169A (en) | 1981-01-20 | 1981-01-20 | Metal-halogen battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57121169A JPS57121169A (en) | 1982-07-28 |
| JPH0133912B2 true JPH0133912B2 (ja) | 1989-07-17 |
Family
ID=11643905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56006638A Granted JPS57121169A (en) | 1981-01-20 | 1981-01-20 | Metal-halogen battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57121169A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3722462B2 (ja) * | 2000-03-30 | 2005-11-30 | 日本電池株式会社 | 非水電解質二次電池用セパレータ及びこれを用いた非水電解質二次電池 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55108408A (en) * | 1979-02-15 | 1980-08-20 | Toray Ind Inc | Continuous production of acetylene polymer film |
-
1981
- 1981-01-20 JP JP56006638A patent/JPS57121169A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55108408A (en) * | 1979-02-15 | 1980-08-20 | Toray Ind Inc | Continuous production of acetylene polymer film |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57121169A (en) | 1982-07-28 |
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