JP2001110460A

JP2001110460A - 亜鉛−臭素電池

Info

Publication number: JP2001110460A
Application number: JP28740199A
Authority: JP
Inventors: Hironori Oba; 裕規大場
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-10-07
Filing date: 1999-10-07
Publication date: 2001-04-20

Abstract

(57)【要約】【課題】適切な臭化亜鉛濃度に保つことができ、設計
性およびメンテナンス性が良好で簡略化され、電池効率
の高い円筒型の亜鉛−臭素電池を提供する。【解決手段】炭素から成り円筒状の容器に成形された
円筒型電極１１を用い、その円筒型電極１１内には、そ
の内周面と所定間隔を隔てて位置するように、円筒状で
一端側の開口部が封止されるセパレータ１４を設ける。
前記セパレータ１４内には、そのセパレータ１２の内周
面と所定間隔を隔てて位置するように、棒型に成形され
炭素から成る棒型電極１３を設ける。前記セパレータ１
４と棒型電極１３との間の陰極側空間２１には陰極用電
極補助剤、前記円筒型電極１１とセパレータ１４との間
の陽極側空間１５には陽極用電極補助剤を充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解液静止型の亜
鉛−臭素電池で、円筒型に構成された亜鉛−臭素電池に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に知られている電解液循環型の亜
鉛−臭素電池（以下、循環型電池と称する）の電極は主
にバイポーラ型（中間電極）とし、その中間電極とセパ
レータとを重ねて成る単電池（単セル）を複数個電気的
に直列に積層して成る電池ユニット（電池本体）、電解
液タンク、前記電池本体と電解液タンクとの間に電解液
（陽極用電解液，陰極用電解液）を循環させるためのポ
ンプ、配管（マニホールド等）系等により構成される。
陽極用電解液および陰極用電解液は、臭化亜鉛と臭素錯
化物（ＱＢｒ；臭素コンプレックス（活物質））との混
合水溶液から成る。なお、前記中間電極およびセパレー
タ板は、矩形状のものが用いられている。また、前記中
間電極およびセパレータ板の枠体には、絶縁性のものが
用いられる。

【０００３】図３は、一般的に知られた循環型電池（単
電池を３個積層した場合）の動作原理図を示すものであ
る。図３において、符号３１は中間電極を示すものであ
り、絶縁性を有する枠体３１ａに電極板３１ｂを設けて
成る。符号３２ａは陽極（正極）３２ａａを設けた端板
電極を示し、符号３２ｂは陰極（負極）３２ｂｂを設け
た端板電極を示すものであり、それぞれ集電極板（電気
取り出し部分）から成っている。

【０００４】中間電極３１の陽極側および陽極３２ａに
は陽極室３３ａ、中間電極３１の陰極側および陰極３２
ｂには陰極室３３ｂがそれぞれ設けられる。符号３４は
セパレータ板を示すものであり、絶縁性を有する枠体３
４ａに多孔質のセパレータ本体３４ｂを設けて成る。こ
のセパレータ板３４により前記陽極室３３ａと陰極室３
３ｂとが仕切られる。

【０００５】符号３５ａは陽極側の電解液タンク、符号
３５ｂは陰極側の電解液タンクを示すものであり、それ
ぞれ陽極用電解液、陰極用電解液が貯蔵されている。陽
極用電解液は、ポンプ３６ａ，陽極用配管３７ａ₁（排
出側），陽極マニホールド３８ａ₁を介して陽極室３３
ａ内に循環される。その陽極室３３ａ内に循環された陽
極用電解液は、陽極マニホールド３８ａ₂，陽極用配管
３７ａ₂（帰還側）を介して電解液タンク３５ａに帰還
する。なお、図３中の符号３９は四方コックを示すもの
である。陰極用電解液は、ポンプ３６ｂ，陰極用配管３
７ｂ₁（排出側），陰極マニホールド３８ｂ₁を介して陰
極室３３ｂ内に循環される。その陰極室３３ｂ内に循環
された陰極用電解液は、陰極マニホールド３８ｂ₂，陰
極用配管３７ｂ₂（帰還側）を介して電解液タンク３５
ｂに帰還する。

【０００６】前記電極板３１ａ，陽極３２ａａ，陰極３
２ｂｂの電極材料としては、ポリエチレン，導電性を付
与するカーボンブラック，グラファイトを適宜混合およ
び成形して得たものが用いられる。また、陽極３２ａ
ａ，電極板３１ａの陽極側表面には、臭素の反応過電圧
を低減させるために、熱圧着によりカーボンクロスが張
り付けられる。

【０００７】以上示したように構成する循環型電池を充
放電させた際、陽極側および陰極側で起こる化学反応を
下記の化学式に示す。

【０００８】充電時…陽極側：２Ｂｒ^-→Ｂｒ₂＋２ｅ^-，陰極側：Ｚｎ²⁺＋２ｅ^-→Ｚｎ … … （１）放電時…陽極側：２Ｂｒ^-←Ｂｒ₂＋２ｅ^-，陰極側：Ｚｎ²⁺＋２ｅ^-←Ｚｎ … … （２）前記化学式に示すように、充電時に陽極側で臭素が発生
し、陰極側の亜鉛と速やかに反応して自己放電を起こ
し、電池の容量が低下する恐れがある。そのため、セパ
レータ本体３４ｂにより、前記のような自己放電を防止
するようにしている。このセパレータ本体３４ｂには、
一般的にポリオレフィン系の微細多孔質膜が用いられ、
イオン電導を確保しつつ臭素の移動を抑えることができ
る。

【０００９】充電時に陰極側で発生する臭素において
は、陰極用電解液に含有する臭素錯化剤（例えば、四級
アンモニウム塩）と反応してオイル状の臭素錯体（臭素
コンプレックス）３５ａａとなり、電解液タンク３５ａ
の底に貯蔵される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上示したような循環
型電池を充放電する場合、ポンプによって常に電解液を
電池本体内に循環させているが、例えば以下に示す
（ａ）〜（ｅ）のような問題が起こる。

【００１１】（ａ）電解液を循環させるポンプ等の補機
が用いられるため補機エネルギーが必要となり、その循
環型電池全体のエネルギー効率が低下してしまう。特
に、低電力で長時間充放電する場合、エネルギー効率は
急激に低下してしまう。

【００１２】（ｂ）補機の増加に伴って、循環型電池に
おける故障の確率が増加する。

【００１３】（ｃ）電解液循環用の配管（例えば、図３
に示す陽極用配管３７ａ₁，３７ａ₂および陰極用配管３
７ｂ₁，３７ｂ₂）が必要であるが、その配管の組み立て
は複雑であり、配管故障による液漏れが起こる恐れもあ
る。

【００１４】（ｄ）電池本体が故障した場合、循環型電
池全体を解体してから修理する必要があり、メンテナン
ス性が欠ける。

【００１５】（ｅ）電池本体のシール性を確保するため
に、その電池本体の構成部材（例えば、中間電極３１お
よびセパレータ３４）において成形精度が要求され、大
型化に対応することが困難である。

【００１６】前記のような問題を解決する亜鉛−臭素電
池として、電解液を循環させずに動作させることが可能
な電解液静止型の亜鉛−臭素電池（以下、液静止型電池
と称する）の開発が行われているが、この液静止型電池
においては、例えば以下に示す（ｆ）〜（ｈ）ような問
題があった。

【００１７】（ｆ）亜鉛−臭素電池に用いられる電解液
の臭化亜鉛濃度の適性値は略１ｍｏｌ／ｌ〜３ｍｏｌ／
ｌであり、その臭化亜鉛濃度が適性値の範囲を超えてし
まうと電解液の抵抗が著しく上昇し、亜鉛−臭素電池と
しての機能を果たせなくなる。

【００１８】（ｇ）亜鉛−臭素電池の電池抵抗を抑える
ために、その電池構造を可能な限り薄肉にしなければな
らない。

【００１９】（ｈ）電池容量を実用的に十分にするた
め、活物質として臭化亜鉛を十分に添加しなければなら
ない。

【００２０】前記の（ｆ）〜（ｈ）を考慮すると共に、
臭化亜鉛濃度を適切にする事と電池容量を大きくする事
とを両立するために、一般的には循環型電池が多く採用
されている。

【００２１】図３に示したような循環型電池の臭素極
側、すなわち陽極側には、臭素の反応性を低下させオイ
ル状の臭素錯化合物を形成させるための臭素錯化剤が添
加されているが、充電時に発生する臭素は臭素化合物と
して電解液タンクに貯蔵され、放電時に電極表面（例え
ば、図３に示す陽極３２ａａおよび電極板３１ａの陽極
側の表面）にて臭素イオンに還元される。

【００２２】その際、臭素錯化合物は、通常の電解液の
密度と比較して高いため、電池の上方（例えば、図３に
示す電解液タンク３５ａの上方）から導入され、その電
池の下方（例えば、図３に示す電解液タンク３５ａの下
方）から排出される。このため、液静止型電池のように
循環型電池ではない場合、その電池の底部に臭素錯化合
物が沈殿してしまい、電池の反応面積を有効に利用する
ことができなかった。

【００２３】本発明は、前記課題に基づいて成されたも
のであり、液静止型電池において、適切な臭化亜鉛濃度
に保つことができ、設計性およびメンテナンス性が良好
で簡略化された電池効率の高い亜鉛−臭素電池を提供す
ることにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るために、第１発明は、炭素から成り円筒状の容
器に成形された円筒型電極を陽極として用いる。前記円
筒型電極内には、その内周面と所定間隔を隔てて位置す
るように、円筒状で一端側の開口部が封止されたセパレ
ータを設ける。前記セパレータ内には、そのセパレータ
の内周面と所定間隔を隔てて位置するように、陰極とし
て棒型に成形され炭素から成る棒型電極を設ける。そし
て、前記セパレータと棒型電極との間に陰極用電極補助
剤を充填し、前記円筒型電極とセパレータとの間に陽極
用電極補助剤を充填して構成したことを特徴とする。

【００２５】第２発明は、前記第１発明において、前記
陽極用電極補助剤および陰極用電極補助剤は、カーボン
ブラック，グラファイト，炭素繊維，球状活性炭のうち
何れかを電解液に添加して成り、活物質を保持すること
が可能なことを特徴とする。

【００２６】第３発明は、前記第１発明において、前記
陽極用電極補助剤および陰極用電極補助剤は、ケッチェ
ンブラックを電解液に添加して成り、活物質を保持する
ことが可能なことを特徴とする。

【００２７】第４発明は、前記第１乃至第３発明におい
て、前記電解液は、１．０ｍｏｌ／ｌの臭化亜鉛を活物
質とした水溶液を用い、伝導度向上剤として０．５〜
４．０ｍｏｌ／ｌの塩化アンモニウムを添加し、発生す
る臭素をオイル状の臭素錯化合物にする４級アンモニウ
ム塩メチルエチルブロマイドを０．５〜２．０ｍｏｌ／
ｌ添加したことを特徴とする。

【００２８】第５発明は、前記第１乃至第４発明におい
て、前記セパレータは、膜厚が０．２〜１．０ｍｍの微
細多孔質膜から成ることを特徴とする。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００３０】図１は、液静止型電池として円筒型に成形
された液静止型電池の概略断面図を示すものである。図
１において、符号１１は、円筒状部材１１ａの一端側の
開口部に円板状部材１１ｂを形成して成り、陽極として
用いられる円筒型電極を示すものである。この円筒型電
極１１は、電極であると共に、後述する電極補助剤中の
電気化学反応で得られる電気を集める、すなわち集電体
の役割をする。その円筒型電極１１内の底部には、その
底部表面を覆うように円板状の絶縁底１２（底蓋）が設
けられる。

【００３１】前記絶縁底１２上の中央部には円柱状で陰
極として用いられる棒型電極１３が設けられ、その棒型
電極３３の一端面中央部には突出部１３ａが形成され
る。符号１４は、前記円筒型電極１１と前記棒型電極１
３との間に設けられる円筒状のセパレータ（例えば、膜
厚０．８ｍｍのセパレータ）を示すものであり、そのセ
パレータ１４の一端面側は前記絶縁底１２の外周部を貫
通し、前記円筒型電極１１内底部（円盤状部材１１ｂ
上）と接触する。なお、前記セパレータ１４の一端面側
（図示下側）の開口部は、そのセパレータ１４と同様の
材料から成る部材で封止しても良い。

【００３２】前記円筒型電極１１とセパレータ１４との
間に形成された陽極側空間１５には陽極用の電解液すな
わち陽極用電極補助剤が充填され、前記セパレータ１４
と棒型電極１３との間に形成された陰極側空間１６には
陰極用の電解液が充填される。前記電極補助剤は、電子
伝導性を持たせ電極の役割をさせると共に、活物質を保
持させる必要があるため、通常の電解液に捕捉剤として
カーボンブラックを添加し、混練してゲル状にしたもの
を使用する。

【００３３】前記電解液には、例えば亜鉛−臭素電池の
活物質である臭化亜鉛の水溶液が用いられ、その臭化亜
鉛の水溶液には、臭素とポリブロマイドとを形成するた
めの４級アンモニウム塩を添加する。また、電解液の電
導度を向上させるために、塩化アンモニウム，塩化ナト
リウム，塩化カリウム等を添加する場合もある。

【００３４】図１に示したような円筒型電池を実際に充
放電したところ、陰極側での亜鉛電着が不均一になって
しまい、化学反応が均一に進まなかった。このため、放
電末期には陰極表面に亜鉛が不均一に残留してしまって
いた。この残留亜鉛を残したまま次工程の充電を開始し
てしまうと残留亜鉛が電極の一部として積層され、最終
的にはセパレータを突き破って陰極と陽極とをショート
させてしまう。

【００３５】この残留亜鉛を反応させるために、放電末
期において、電力を下げた状態で電池を完全放電しなけ
ればならない。この完全放電が電池の運転を複雑にし、
エネルギー効率を低下させる原因となっていた。この円
筒型電池の場合、完全放電を不要とする電池構成，形状
について具体的な物がなかった。

【００３６】そこで、本実施の第１形態では、図２に示
すように円筒型電池を構成し、放電の際に亜鉛が不均一
に残留することを抑えると共に、エネルギー効率の低下
を抑えた円筒型電池を検討した。

【００３７】（本実施の第１形態）図２は、本実施の第
１形態における液静止型電池の概略断面図を示すもので
ある。なお、図１に示すものと同様なものには同一符号
を付して、その詳細な説明を省略する。図２に示すよう
に、前記セパレータ１４と棒型電極１３との間に形成さ
れた陰極側空間２１には、陰極用の電解液が充填する代
わりに、陰極側電極補助剤を充填する。この陰極側電極
補助剤には、電解液に捕捉剤としてカーボンブラック等
を添加し、混練してゲル状にしたものを使用する。

【００３８】なお、前記円筒型電極１１には例えばグラ
ッシーるつぼ（東海カーボン製のＣ−１５０等）、棒型
電極には例えばカーボン丸棒（日本カーボン製のＳＥＧ
−Ｘ等）が用いられる。セパレータ１４は、例えば、マ
トリクスにおいて高密度ＰＥ（ポリエチレン）／超高分
子量ＰＥが１．５〜４．０の範囲内にあり、フィラーを
シリカに限定し、そのフィラーの添加量を５５〜６５ｗ
ｔ％とし、膜厚が０．２〜１．０ｍｍの微細多孔質膜を
用いる。

【００３９】電解液においては、１．０ｍｏｌ／ｌの臭
化亜鉛を活物質とした水溶液を用い、伝導度向上剤とし
て０．５〜４．０ｍｏｌ／ｌの塩化アンモニウムを添加
し、発生する臭素をオイル状の臭素錯化合物にする４級
アンモニウム塩メチルエチルブロマイドを０．５〜２．
０ｍｏｌ／ｌ添加したものを用いる。

【００４０】次に、第１〜第８実施例により、図２に示
すように構成された液静止型電池をそれぞれ作製し、そ
れら液静止型電池の電池効率等を調べた。

【００４１】（第１実施例）第１実施例における液静止
型電池（以下、電池Ｓ１と称する）は、陽極側電極補助
剤および陰極側電極補助剤には、電解液に捕捉剤として
カーボンブラック（三菱化学製のケッチェンブラックＥ
Ｃ）を添加し、混練してゲル状にしたものを使用した。
セパレータ１４には、旭化学製のＰＥセパレータ（膜厚
が１．０ｍｍ）を用いた。

【００４２】（第２実施例）第２実施例における液静止
型電池（以下、電池Ｓ２と称する）は、陽極側電極補助
剤には、電解液に捕捉剤としてカーボンブラック（三菱
化学製のケッチェンブラックＥＣ）を添加し、混練して
ゲル状にしたものを使用した。陰極側電極補助剤には、
電解液に捕捉剤としてグラファイト粉（光和製のキッシ
ュグラファイト）を添加し、混練してゲル状にしたもの
を使用した。セパレータ１４には、旭化学製のＰＥセパ
レータ（膜厚が１．０ｍｍ）を用いた。

【００４３】（第３実施例）第３実施例における液静止
型電池（以下、電池Ｓ３と称する）は、陽極側電極補助
剤には、電解液に捕捉剤としてカーボンブラック（三菱
化学製のケッチェンブラックＥＣ）を添加し、混練して
ゲル状にしたものを使用した。陰極側電極補助剤には、
電解液に捕捉剤として炭素繊維（日本カイノール製のカ
イノール）を添加し、混練してゲル状にしたものを使用
した。セパレータ１４には、旭化学製のＰＥセパレータ
（膜厚が１．０ｍｍ）を用いた。

【００４４】（第４実施例）第４実施例における液静止
型電池（以下、電池Ｓ４と称する）は、陽極側電極補助
剤には、電解液に捕捉剤としてカーボンブラック（三菱
化学製のケッチェンブラックＥＣ）を添加し、混練して
ゲル状にしたものを使用した。陰極側電極補助剤には、
電解液に捕捉剤として球状活性炭（呉羽化学製のＡ−Ｂ
ＡＣ−ＳＰ）を添加し、混練してゲル状にしたものを使
用した。セパレータ１４には、旭化学製のＰＥセパレー
タ（膜厚が１．０ｍｍ）を用いた。

【００４５】（第５実施例）第５実施例における液静止
型電池（以下、電池Ｓ５と称する）は、陽極側電極補助
剤および陰極側電極補助剤には、電解液に捕捉剤として
カーボンブラック（三菱化学製のケッチェンブラックＥ
Ｃ）を添加し、混練してゲル状にしたものを使用した。
セパレータ１４には、旭化学製のＰＥセパレータ（膜厚
が０．２ｍｍ）を用いた。

【００４６】（第６実施例）第６実施例における液静止
型電池（以下、電池Ｓ６と称する）は、陽極側電極補助
剤には、電解液に捕捉剤としてカーボンブラック（三菱
化学製のケッチェンブラックＥＣ）を添加し、混練して
ゲル状にしたものを使用した。陰極側電極補助剤には、
電解液に捕捉剤としてグラファイト粉（光和製のキッシ
ュグラファイト）を添加し、混練してゲル状にしたもの
を使用した。セパレータ１４には、旭化学製のＰＥセパ
レータ（膜厚が０．２ｍｍ）を用いた。

【００４７】（第７実施例）第７実施例における液静止
型電池（以下、電池Ｓ７と称する）は、陽極側電極補助
剤には、電解液に捕捉剤としてカーボンブラック（三菱
化学製のケッチェンブラックＥＣ）を添加し、混練して
ゲル状にしたものを使用した。陰極側電極補助剤には、
電解液に捕捉剤として炭素繊維（日本カイノール製のカ
イノール）を添加し、混練してゲル状にしたものを使用
した。セパレータ１４には、旭化学製のＰＥセパレータ
（膜厚が０．２ｍｍ）を用いた。

【００４８】（第８実施例）第８実施例における液静止
型電池（以下、電池Ｓ８と称する）は、陽極側電極補助
剤には、電解液に捕捉剤としてカーボンブラック（三菱
化学製のケッチェンブラックＥＣ）を添加し、混練して
ゲル状にしたものを使用した。陰極側電極補助剤には、
電解液に捕捉剤として球状活性炭（呉羽化学製のＡ−Ｂ
ＡＣ−ＳＰ）を添加し、混練してゲル状にしたものを使
用した。セパレータ１４には、旭化学製のＰＥセパレー
タ（膜厚が０．２ｍｍ）を用いた。

【００４９】以上示したように第１〜第８実施例により
作製した電池Ｓ１〜Ｓ８を充放電させたところ、残留亜
鉛が電極表面の一部に集中することがなかった。このこ
とから、液静止型電池の陰極側空間にも電極補助剤を充
填することにより、完全放電が不要になることを確認で
きた。

【００５０】また、電池Ｓ１〜Ｓ８は、陰極側空間にも
電極補助剤を充填したことにより、電極間距離が短くな
り電池内の抵抗が減少した。このことから、例えば電池
Ｓ１〜Ｓ３のようにセパレータ１４の膜厚が比較的厚い
場合においても、自己放電量が抑えられる、すなわち電
流効率を向上できることが確認できた。

【００５１】さらに、電池Ｓ１〜Ｓ８は、陰極側空間に
も電極補助剤を充填したことにより、陰極側の臭素拡散
速度が遅くなり、自己放電量が減少した。このことか
ら、例えば電池Ｓ４〜Ｓ８のようにセパレータ１４の膜
厚が比較的薄い場合においても、電流効率を維持した状
態で抵抗成分を減少させることが可能、すなわち電圧効
率を向上できることが確認できた。

【００５２】（本実施の第２形態）本実施の第２形態で
は、図２に示したように構成された液静止型電池におい
て、陽極側電極補助剤および陰極側電極補助剤による電
池効率等の変化を第９〜第１２実施例により調べた。な
お、本実施の第１形態に示したものと同様なものには同
一符号を付して、その詳細な説明を省略する。

【００５３】また、電解液には、臭化亜鉛２．５０ｍｏ
ｌ／ｌと、塩化アンモニウム１．００ｍｏｌ／ｌと、Ｎ
メチルＮエチルピロリジニウムブロマイド０．７５ｍｏ
ｌ／ｌとの混合溶液（液状）を用いた。陽極側電極補助
剤および陰極側電極補助剤には、前記電解液に所望の捕
捉剤を添加したもの（ペースト状）を用いた。

【００５４】（第９実施例）第９実施例では、陽極側空
間１５に陽極側電極補助剤を充填し陰極側空間２１に電
解液を充填して成る液静止型電池（以下、電池Ｓ９ａと
称する）と、陽極側空間１５に陽極側電極補助剤を充填
し陰極側空間２１に陰極側電極補助剤を充填して成る液
静止型電池（以下、電池Ｓ９ｂと称する）とを用い、充
電率に対するエネルギー効率を調べ、その結果を図３の
エネルギー効率特性図に示した。なお、前記陽極側電極
補助剤，陰極側電極補助剤の捕捉剤には、ケッチェンブ
ラックを用いた。

【００５５】図３に示すように、電池Ｓ９ｂのエネルギ
ー効率（図３中の記号「■」）は、電池Ｓ９ａのエネル
ギー効率（図３中の記号「□」）と比較して約８％低く
なっていることが読み取れた。なお、一般的な循環型電
池の電池効率が８３％（液利用率３５％時）であるのに
対して、電池Ｓ９ａの電池効率は７５％，電池Ｓ９ｂの
電池効率は６３％であった。

【００５６】（第１０実施例）第１０実施例では、第９
実施例に示した電池Ｓ９ａ，Ｓ９ｂにおいて電圧効率お
よび電流効率をそれぞれ調べ、その結果を図４の充電率
に対する電池効率特性図に示した。

【００５７】図４に示すように、電池Ｓ９ａの電流効率
（図４中の記号「〇」）と電池Ｓ９ｂの電流効率（図４
中の記号「●」）とを比較すると、殆ど同様であった。
電池Ｓ９ｂの電圧効率（図４中の記号「■」）において
は、電池Ｓ９ａの電圧効率（図４中の記号「□」）と比
較して、若干低い程度であった。

【００５８】（第１１実施例）電池の電圧効率は、反応
抵抗，体積抵抗，電極間距離（陽極と陰極との間の距
離）等によって影響される。前記反応抵抗，体積抵抗の
場合は、捕捉剤の材料特性によって大きく変化し、電池
効率に大きく影響する。

【００５９】そこで、第９実施例に示した電池Ｓ９ａに
おける陽極側電極補助剤の捕捉剤としてケッチェンブラ
ック，グラファイト，粒子状炭素を用い、各捕捉剤によ
る電池効率（電流効率，電圧効率，エネルギー効率）の
影響を調べ、その結果を図５の各捕捉剤による電池効率
特性図に示した。図５に示す結果から、ケッチェンブラ
ック＞粒子状炭素＞グラファイトの順で電池効率が高か
ったことが読み取れる。

【００６０】（第１２実施例）第１２実施例では、前記
の各捕捉剤ケッチェンブラック，グラファイト，粒子状
炭素を用いた場合で、陽極側空間１５内（下層部，中層
部，上層部）における陽極側電極補助剤中の臭素錯化合
物の濃度を調べ、その結果を図６の各捕捉剤による臭素
錯化合物の濃度分布図に示した。

【００６１】図６に示すように、捕捉剤としてグラファ
イトを用いた場合、殆どの臭素錯化合物が上層部に分布
し浮上してしまった。捕捉剤として粒子状炭素を用いた
場合には、殆どの臭素錯化合物が下層部に分布し沈殿し
てしまった。一方、捕捉剤としてケッチェンブラックを
用いた場合には、臭素錯化合物が陽極側空間１５内で均
一に分布していることが解った。ゆえに、前記の各捕捉
剤ケッチェンブラック，グラファイト，粒子状炭素のう
ち、ケッチェンブラックが最も適していることが確認で
きた。

【００６２】

【発明の効果】以上示したように本発明によれば、循環
型電池のように電解液を循環させる補機が必要ではない
ため、電池のエネルギー効率を向上させることが可能と
なる。また、前記のような補機を用いないため、複数個
の単セルを用いた群電池を自由な設計で容易に構成する
ことができると共に、そのメンテナンス性を向上させる
ことが可能となる。さらに、本発明の液静止型電池は導
電性の炭素を用いて成るため放熱性が良好であり、冷却
する必要がない。さらにまた、残留亜鉛が電極表面の一
部に集中することがなく完全放電が不要になり、セパレ
ータの膜厚に影響することなく電池効率を向上できるこ
とが確認できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】液静止型電池の説明図。

【図２】本実施の第１形態における液静止型電池の概略
断面図。

【図３】第９実施例における充電率に対するエネルギー
効率特性図。

【図４】第１０実施例における充電率に対する電池効率
特性図。

【図５】第１１実施例における各捕捉剤による電池効率
特性図。

【図６】第１２実施例における各捕捉剤による臭素錯化
合物の濃度分布図。

【図７】一般的に知られた亜鉛−臭素電池の動作原理
図。

【符号の説明】

１１…円筒型電極（陽極）１２…絶縁底１３…棒型電極（陰極）１４…セパレータ１５…陽極側空間２１…陰極側空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭素から成り円筒状の容器に成形された
円筒型電極を陽極として用い、前記円筒型電極内には、その内周面と所定間隔を隔てて
位置するように、円筒状で一端側の開口部が封止された
セパレータを設けて、前記セパレータ内には、そのセパレータの内周面と所定
間隔を隔てて位置するように、陰極として棒型に成形さ
れ炭素から成る棒型電極を設け、前記セパレータと棒型電極との間に陰極用電極補助剤を
充填し、前記円筒型電極とセパレータとの間に陽極用電
極補助剤を充填して構成したことを特徴とする亜鉛−臭
素電池。
【請求項２】前記陽極用電極補助剤および陰極用電極
補助剤は、カーボンブラック，グラファイト，炭素繊
維，球状活性炭のうち何れかを電解液に添加して成り、
活物質を保持することが可能なことを特徴とする請求項
１記載の亜鉛−臭素電池。
【請求項３】前記陽極用電極補助剤および陰極用電極
補助剤は、ケッチェンブラックを電解液に添加して成
り、活物質を保持することが可能なことを特徴とする請
求項１記載の亜鉛−臭素電池。
【請求項４】前記電解液は、１．０ｍｏｌ／ｌの臭化
亜鉛を活物質とした水溶液を用い、伝導度向上剤として
０．５〜４．０ｍｏｌ／ｌの塩化アンモニウムを添加
し、発生する臭素をオイル状の臭素錯化合物にする４級
アンモニウム塩メチルエチルブロマイドを０．５〜２．
０ｍｏｌ／ｌ添加したことを特徴とする請求項１乃至３
記載の亜鉛−臭素電池。
【請求項５】前記セパレータは、膜厚が０．２〜１．
０ｍｍの微細多孔質膜から成ることを特徴とする請求項
１乃至４記載の亜鉛−臭素電池。