JPH02270270A - 亜鉛―臭素電池の運転方法 - Google Patents

亜鉛―臭素電池の運転方法

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JPH02270270A
JPH02270270A JP1091234A JP9123489A JPH02270270A JP H02270270 A JPH02270270 A JP H02270270A JP 1091234 A JP1091234 A JP 1091234A JP 9123489 A JP9123489 A JP 9123489A JP H02270270 A JPH02270270 A JP H02270270A
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M12/00Hybrid cells; Manufacture thereof
    • H01M12/08Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of a fuel-cell type and a half-cell of the secondary-cell type
    • H01M12/085Zinc-halogen cells or batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/70Arrangements for stirring or circulating the electrolyte
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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 この発明は亜鉛−臭素電池の運転方法に関する。
89発明の概要 この発明は亜鉛−臭素電池の運転方法において、1つの
電解液システムに対し、2つの亜鉛−臭素電池本体シス
テムを設けて、この2つの電池本体を交互に充放電させ
るようにしたことにより、亜鉛のデンドライトを抑制す
ることができるとともに、電池本体の寿命を飛躍的に向
上させることができるようにしたものである。
C0従来の技術 亜鉛−臭素電池の基本構成を第5図に示す。図中、lは
セル(電池本体)、2はこのセルl内を正極(陽極)側
と負極(陰極)側に仕切るセパレータで、正極側には正
極電極3を設けるとともに、Z n B r t −B
 r tの水溶液からなる正極電解液4を収納し、負極
側には負極電極5を設けるとともに、ZnBrtの水溶
液からなる負極電解eL6を収納する。7は正極電解液
4を貯蔵する貯蔵槽、8は負極電解液6を貯蔵する貯蔵
槽、9は前記セル1の正極側と貯蔵槽7との間に設けた
循環路、10は前記セルlの負極側と貯蔵槽8との間に
設けた循環路、11は正極側の循環路9に設けたポンプ
、12は負極側の循環路lOに設けたポンプ、13は正
極端子、14は負極端子である。
上記の亜鉛−臭素電池は電解液循環型であり、充放電時
に正極電解液4、負極電解液6がポンプ11.12によ
ってセル1内へ送り込まれると、正極:2Br;:Br
*+2e 負極: Z n ” + 2 e ;: Z nの反応
が生じる。この反応により正極で発生した臭素が負極に
拡散すると亜鉛と自己放電を起こす。
このため、正極電極3と負極電極5の間にセパレータ2
を設置して、臭素の負極への拡散は防止している。セパ
レータ2としては、ポリエチレンやシリコンからなる多
孔質の膜が用いられいる。
正極で発生した臭素は、電解液中の臭素錯化剤と反応し
てオイル状の錯化物となり、槽の底に貯蔵される。また
、負極の亜鉛は電極に密着される。
なお、電解液には、正、負極の活物質としてのZnBr
、の他、伝導度向上剤としてNH,CQが添加される。
第6図はバイポーラ接続電池本体を示すもので、セパレ
ータ2の周辺の枠2Aにチャンネル15を形成し、これ
が中間電極16のマニホールド17と連通するようにセ
パレータ2を中間電極16、端板電極18などと組み合
わせ、これらを押さえ板19で挟持した積層構造として
いる。電解液は、マニホールド17からチャンネル15
を通して送り込まれ、セパレータ2、中間電極16の部
分を通過した後、上部マニホールドから貯蔵槽へ戻る。
D1発明が解決しようとする課題 第5図に示した亜鉛−臭素電池における問題点の1つと
して、充電時に発生する亜鉛のデンドライト抑制がある
。このデンドライトが発生するとセパレータ2を損傷さ
せたり、あるいはそれが正極まで延びると短絡を起し、
電池効率を著しく低下させてしまう。このため、これら
の原因により亜鉛−臭素電池の寿命が短くさせてしまう
問題が発生した。これを解決させる為に、電解液に抑制
剤を添加したりしているが、未だ解決されるには至って
いない。
また、デンドライトは充電後、次の充電を行う時に発生
し易いことが判っているため、放電後、電極に残った亜
鉛は電気的に溶融させ、次の充電の時は全く亜鉛が密着
していない電極で電池の運転を行っている。
しかし、放電と次の充電に移行する間に上述のような過
程があると電池の使用範囲か狭くなる問題が新たに生じ
る。
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、亜鉛の
デンドライトを抑制するために、2つの電池本体を用い
てそれを交互に充放電させるように動作させた亜鉛−臭
素電池の運転方法を提供することを目的とする。
80課題を解決するための手段 この発明は亜鉛−臭素電池本体を2個設け、両電池本体
に供給する亜鉛臭素電解液を同一電解液タンクから充放
電時ポンプで循環させるとともに両電池本体を交互に充
放電させて、一方の電池本体が充放電しているとき、他
方のそれは完全充電を行い、その完全放電中の電池の電
解液は循環させないようにしたものである。
F1作用 電池本体の一方が放電を終了した時点で、他方の電池本
体は充電を行う。この他方の電池が充電を始めしかる後
に充電を行っている間に一方の電池本体は完全放電を行
う。この動作を以後繰り返し行う。
G、実施例 以下この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図において、11.12は第5図および第6図に示
した亜鉛−臭素(ZnBr、)電池本体、13は正極電
解液タンク、14は負極電解液タンクである。Z n 
B r を電池本体11の正極側の入口、出口には電磁
弁15a、15bを介して循環路16a、16bの一端
が接続される。循環路16aの他端は正極電解液タンク
13の上部に連通され、循環路16bの他端はポンプ1
7を介して正極電解液タンク13の下部に連通される。
また、電池本体11の負極側の入口、出口には電磁弁1
8a、18bを介して循環路19a、19bの一端が接
続される。循環路19aの他端は負極電解液タンク14
の上部に連通され、循環路19bの他端はポンプ20を
介して負極電解液タンク14の下部に連通される。
一方、ZnBrt電池本体12の正極側の入口。
出口にも電磁弁21a、21bを設けて、その電磁弁2
1a、21bは循環路16a、16bの途中から分枝さ
れた循環路22a、22bに接続される。同様にZ n
 B r s電池本体12の負極側の入口、出口にも電
磁弁23a、23bを設けて、その電磁弁23a、23
bは循環路19a、19bの途中から分枝された循環路
24a、24bに接続される。
次に上記のように構成された実施例の動作を述べる。Z
 n B r z電池本体11が充電をし、しかる後に
放電を初めているとする。この放電が終了した時点(第
2図の1+)で、電池本体12の充電を開始する。この
充電開始前に、電池本体11では電解液を本体内に残し
たままポンプ17.20を停止し、電池本体ll内の電
解液がタンク13.14内に戻らないようにさせるため
に電磁弁15a、15bおよび18a、18bを閉じる
そして、図示しない外部の抵抗によって電池本体11の
電荷を放電させる(完全放電)ことによって電極に残っ
た亜鉛を溶かす。この動作が電池本体11で始まったな
らポンプ17.20を動かして、電池本体12が充放電
を行い、電池本体12の放電が第2図の時点11で終了
した時、前記と同様にポンプ17.20を停止し、電磁
弁21a。
21bおよび24a、24bを閉じる。なお、電池本体
11の充電開始時には電磁弁15a、15bおよび18
a、’18bを開ける。第2図は上記動作の電圧挙動特
性図である。
次に、第1図の実施例を用いた電池充放電試験例につい
て記する。電池本体としては800ci’、10セルで
、電流密度10mA/Cx″、8時間充電し、10mA
/cm”で放電した。このときの放電終止電圧は1 、
OV/セルとし、この時点で電池本体11と電池本体1
2を切り替えた。第3図に示す曲線Aはこの発明の実施
例の寿命試験結果であり、曲線Bは電池本体が1個のと
きのものである。曲線Bの電池本体は完全放電を行わな
いでサイクルを繰り返した場合のものであるから100
サイクル程度で効率が低下してしまうが、この実施例に
よる運転を行えば、毎回完全放電を行った時と同程度の
寿命となる。
第1図に示した実施例の電池は電池本体を2個持ったこ
とによるエネルギー密度、すなわち電池が重く、大きく
なってしまうことである。そこで、現状の電池の厚みを
半分にし、大きさをそのまま半分にした電池を製作した
。なお、重量は電池本体を締め付けるボルト、押さえ板
等が2台分かかるため、半分まで低減できない。電極の
厚みを半分にすると耐臭素性が低下するため、寿命が半
分になってしまう。
しかしながら、この実施例のように電池本体を交互に使
用するため、1台の電池本体のサイクル数は2台の半分
ですむと予測できる。その試験結果を第4図に示す。第
4図において、曲線Aがこの実施例を1/2の大きさに
構成したときの充放電特性であり、曲線Bは従来の1台
の電池の場合のものである。このことから、電池寿命は
、従来の厚み2倍の電池とほぼ同等の結果が得られた。
すなわち、厚みを半分にした電池を2台用いて交互に充
放電を行うことで、寿命は従来と同等のものが得られた
H1発明の効果 以上述べたように、この発明によれば、ZnBrt電池
本体を2個設けて一方の電池本体が放電終了した時点で
、他方の電池本体の充電を始め、他方の電池本体が充放
電している間に前記一方の電池本体を完全放電させるよ
うに運転動作を行うようにしたので、亜鉛のデンドライ
トを確実に抑制できるようになる。また、この発明のよ
うに電池を運転させることにより、電池の寿命を従来の
約倍にできる。さらに電池本体の形状を半分にしても寿
命も従来と同等となる等の種々の利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例を示す電池システムの系
統図、第2図は第1図の実施例の電圧挙動特性図、第3
図および第4図は充放電試験特性図、第5図は亜鉛−臭
素電池の基本構成説明図、第6図はバイポーラ接続電池
本体の斜視図であるる。 11 、  l 2−−−Zn−B r、!池本体、1
3・・正極電解液タンク、14・・・負極電解液タンク
、15 a。 15b、18a、、18b、21a、21b、23a。 23 b □−・電磁弁、17.20−・・ポンプ、1
6a。 16b、19a、19b、22a、22b、24a。 24b・・・循環路。 外2名 第1図 実施例のll7tI!ノステム系統図 11.12  ・電池本体 I3・・正極電解液タンク 14 負極電解液タンク 15a、l 5b、 l 8a、I 8b、21a、2
 l b、23a’、23b・・電磁弁 17.20・・ポンプ I 6a、l 6b、l 9a、l 9b、22a、2
2b、24a、24b第2図 電圧挙動特性図 第5図 Zn−Br2電池の基本構成説明図 1・・・セル 2・・・セパレータ 3・・・正極電極 4・・・正極電解液 5・・・負極電極 6・・・負極電解液 7・・・正極電解液タンク 8・・・負極電解液タンク 9、lO・・・循環路 11.12・・・ポンプ 第6図 バイポーラ接続電池本体の斜視図 2人・・枠 15・・チャンネル 16・中間電極 17 マニホルド 18・端板電極 +9・押え板

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)亜鉛−臭素電池本体を2個設け、両電池本体に供
    給する亜鉛臭素電解液を同一電解液タンクから充放電時
    ポンプで循環させるとともに両電池本体を交互に充放電
    させて、一方の電池本体が充放電しているとき、他方の
    電池本体は完全放電を行い、その完全放電中の電池の電
    解液は循環させないようにした亜鉛−臭素電池の運転方
    法。
JP1091234A 1989-04-11 1989-04-11 亜鉛―臭素電池の運転方法 Expired - Fee Related JPH0834110B2 (ja)

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WO2014073475A1 (ja) 2012-11-09 2014-05-15 日本電気株式会社 電池制御装置、蓄電装置、蓄電方法、及びプログラム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014073475A1 (ja) 2012-11-09 2014-05-15 日本電気株式会社 電池制御装置、蓄電装置、蓄電方法、及びプログラム
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