JP2001110461A

JP2001110461A - 亜鉛−臭素電池

Info

Publication number: JP2001110461A
Application number: JP28740299A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Ando; 保雄安藤; Hironori Oba; 裕規大場; Masayuki Nishizaki; 賢之西崎
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た円筒型の
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１２を設ける。
前記セパレータ１２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
２と棒型電極１３との間または前記円筒型電極１１とセ
パレータ１２との間には、電極補助材を充填する。

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
（正極用電解液，負極用電解液）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。
正極用電解液および負極用電解液は、臭化亜鉛と臭素錯
化物（ＱＢｒ；臭素コンプレックス）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６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６において、符号６１は中間電極を示すものであ
り、絶縁性を有する枠体６１ａに電極板６１ｂを設けて
成る。符号６２ａは正極６２ａａを設けた端板電極を示
し、符号６２ｂは負極６２ｂｂ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６１の正極側および正極６２ａに
は正極室６３ａ、中間電極６１の負極側および負極６２
ｂには負極室６３ｂがそれぞれ設けられる。符号６４は
セパレータ板を示すものであり、絶縁性を有する枠体６
４ａに多孔質のセパレータ本体６４ｂを設けて成る。こ
のセパレータ板６４により前記正極室６３ａと負極室６
３ｂとが仕切られる。

【０００５】符号６５ａは正極側の電解液タンク、符号
６５ｂは負極側の電解液タンクを示すものであり、それ
ぞれ正極用電解液、負極用電解液が貯蔵されている。正
極用電解液は、ポンプ６６ａ，正極用配管６７ａ₁（排
出側），正極マニホールド６８ａ₁を介して正極室６３
ａ内に循環される。その正極室６３ａ内に循環された正
極用電解液は、正極マニホールド６８ａ₂，正極用配管
６７ａ₂（帰還側）を介して電解液タンク６５ａに帰還
する。なお、図６中の符号６９は四方コックを示すもの
である。負極用電解液は、ポンプ６６ｂ，負極用配管６
７ｂ₁（排出側），負極マニホールド６８ｂ₁を介して負
極室６３ｂ内に循環される。その負極室６３ｂ内に循環
された負極用電解液は、負極マニホールド６８ｂ₂，負
極用配管６７ｂ₂（帰還側）を介して電解液タンク６５
ｂに帰還する。

【０００６】前記電極板６１ａ，正極６２ａａ，負極６
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、正極６２ａ
ａ，電極板６１ａの正極側表面には、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、正極側および負極側で起こる化学反応を
下記の化学式に示す。

【０００８】充電時…正極側：２Ｂｒ^-→Ｂｒ₂＋２ｅ^-，負極側：Ｚｎ²⁺＋２ｅ^-→Ｚｎ … … （１）放電時…正極側：２Ｂｒ^-←Ｂｒ₂＋２ｅ^-，負極側：Ｚｎ²⁺＋２ｅ^-←Ｚｎ … … （２）前記化学式に示すように、充電時に正極側で臭素が発生
し、負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６４ｂ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６４ｂ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】充電時に負極側で発生する臭素において
は、負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）６５ａａとなり、電解液タンク６５ａ
の底に貯蔵される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図６に示したような循
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６
に示す正極用配管６７ａ₁，６７ａ₂および負極用配管６
７ｂ₁，６７ｂ₂）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６１お
よびセパレータ６４）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／ｄｍ³〜３ｍｏ
ｌ／ｄｍ³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６に示したような循環型電池の臭素極
側、すなわち正極側には、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６に示す正極６２ａａおよび電極板６１ａの正極
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６に
示す電解液タンク６５ａの上方）から導入され、その電
池の下方（例えば、図６に示す電解液タンク６５ａ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発明は亜鉛−臭素電池において、
炭素から成り円筒状の容器に成形された円筒型電極を正
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
口部が封止される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、負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
との間に電解液を充填し、前記円筒型電極とセパレータ
との間に電極補助材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
円筒型電極を負極，前記棒型電極を正極として用い、前
記セパレータと棒型電極との間に電極補助材を充填し、
前記円筒型電極とセパレータとの間に電解液を充填して
構成したことを特徴とする。

【００２６】第３発明は、前記第１発明において、前記
棒型電極は、その棒型電極内に電解液を充填することが
可能な中空部を有することを特徴とする。

【００２７】第４発明は、前記第１乃至第３発明におい
て、前記電極補助材は、カーボンブラック，グラファイ
ト，シリカのうち１種類以上を電解液に添加して成るこ
とを特徴とする。

【００２８】第５発明は、前記第４発明において、前記
電極補助材は、カーボンブラックまたはシリカを電解液
１００ｃｍ³当たり７ｇ以上添加することを特徴とす
る。

【００２９】第６発明は、前記第４発明において、前記
電極補助材は、グラファイトを電解液１００ｃｍ³当た
り５０ｇ以上添加することを特徴とする。

【００３０】第７発明は、前記第１乃至第６発明におい
て、前記電解液は、臭化亜鉛水溶液に４級アンモニウム
塩を添加すると共に、必要に応じて塩化アンモニウム，
塩化ナトリウム，塩化カリウム等を添加したことを特徴
とする。

【００３１】第８発明は、前記第１乃至第７発明におい
て、前記セパレータは、矩形平板状の微細多孔質膜にお
ける一端面で一短辺側にポリオレフィンから成る溶着部
材を溶着し、その微細多孔質膜における他端面で前記溶
着部材と対向する短辺側にもポリオレフィンから成る溶
着部材を溶着し、前記微細多孔質膜を湾曲させて円筒状
にして、前記の２つの溶着部材を互いに重ね合わせ溶着
して成ることを特徴とする。

【００３２】

【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。

【００３３】一般的に知られている液静止型電池では、
例えば平板型，円筒型等に構成されたものが知られてい
るが、その正極に用いられる炭素材料において、充電時
に正極側にて発生する臭素錯化合物をトラップさせるの
に適した材料および組成が不明であった。また、円筒型
の液静止型電池の場合、そのセパレータ（例えば、セパ
レータ本体）を円筒型に成形する必要があるが、現在で
は平膜状のセパレータを円筒型にする技術がなかった。
さらに、円筒型の液静止型電池の場合、その電池構成，
形状において具体的なものがなかった。

【００３４】そこで、本実施の形態では、図１に示すよ
うに液静止型電池（詳細を後述する）を構成し、その構
成材料，電池構造を種々変化させると共に電池特性を調
べることにより、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
亜鉛−臭素電池を検討した。

【００３５】図１は、本実施の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。図１において、符号
１１は円筒型で炭素製の容器から成る電極（以下、円筒
型電極と称する）、符号１２は外径が円筒型電極１１の
内径よりも小さい円筒型のセパレータを示すものであ
る。なお、前記セパレータ１２の一端面は、前記円筒型
電極１１内の底部に接している、または前記セパレータ
１２の一端面側の開口部は底板（図示省略）で封止され
ているものとする。符号１３は前記セパレータ１２内に
配置される棒型の電極（以下、棒型電極と称する）を示
すものであり、前記セパレータ１２に対して直に接触し
ないように配置される。前記セパレータ１２と正極（円
筒型電極１１または棒型電極１３）との間には、臭素錯
化合物をトラップするための電極補助材が充填される。

【００３６】図１に示した液静止型電池において、電極
補助材には、電子伝導性を持たせて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。そのため、電子
伝導性を付与する材料として、活性炭素繊維，カーボン
ブラック，グラファイト，微細シリカ（電解液（活物
質）を保持するもの）を混合して粉体を得、その粉体に
電解液を含侵させてゲル状またはペースト状にしたもの
を電極補助材として用いる。

【００３７】電解液には、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。

【００３８】正極（炭素電極；円筒型電極１１または棒
型電極１３）は、電極であると共に電極補助材中の電気
化学反応により得た電気を集める、すなわち集電体の役
割をする。

【００３９】次に、以下に示す第１〜第６実施例によ
り、電極補助材の組成，セパレータの成形方法，電極材
質，電池構造の改良を検討した。

【００４０】（第１実施例；電極補助材の検討）電極補
助材は、その形状をペースト状あるいはゲル状にするこ
とにより、発生した臭素錯化合物を電極補助材中に取り
込むことができる。そこで、下記表１に示すように、１
００ｃｍ³の電解液に対しそれぞれ所定量のカーボン
（カーボンブラック，グラファイト，活性炭），シリカ
を加えて電極補助材Ｓ１〜Ｓ１２を作製し、それら電極
補助材Ｓ１〜Ｓ１２の形状を調べた。その結果を同じく
下記表１に示した。

【００４１】なお、前記電解液には、２．５ｍｏｌ／ｄ
ｍ³のＺｎＢｒ₂と、０．７５ｍｏｌ／ｄｍ³のメチル・
エチル・ピロリジニウムブロミドと、１ｍｏｌ／ｄｍ³
のＮＨ ₄Ｃｌとから成る水溶液（以下、電解液Ｌと称す
る）を用いた。また、カーボンブラックには三菱化学製
のケッチェンブラックＥＣ、シリカには日本シリカ製の
ＬＰ、グラファイトには光和製のキッシュグラファイト
を用いた。さらに、下記表１中の記号において、記号
「〇」は電極補助材の形状がペースト状あるいはゲル状
になった場合、記号「×」は電極補助材の形状がペース
ト状あるいはゲル状にならなかった場合を示すものとす
る。

【００４２】

【表１】

【００４３】前記表１に示す結果から、カーボンブラッ
クまたはシリカを添加した電極補助材の場合、その電極
補助材をペースト状にするために必要な電解液に対する
カーボンブラック，シリカの混合比はそれぞれ略同様で
あり、電解液１００ｃｍ³に対してカーボンブラックま
たはシリカを７ｇより多く添加する必要があることを判
明した。また、グラファイトのみ添加した電極補助材に
おいては、その電極補助材をペースト状にするために、
電解液１００ｃｍ³に対してグラファイトを５０ｇより
多く添加する必要があることを判明した。

【００４４】（第２実施例；セパレータの製造方法の検
討）円筒型のセパレータの材料として、一般的なポリオ
レフィン系の微細多孔質膜を用いることができる。この
場合、円筒型のセパレータを製造するには、ブロー成形
法，射出成形法，押し出し成形法などを用いることがで
きるが、樹脂（セパレータに用いる材料）の性質を考慮
すると、ブロー成形法または押し出し成形法を用いるこ
とが好ましい。

【００４５】平板状の膜から円筒型のセパレータを製造
する場合、図２Ａ（平面図）の説明図に示すように、ま
ず矩形平板状の微細多孔質膜２１における一端面で一短
辺側に、ポリオレフィンから成る短冊状の溶着部材２２
ａを溶着する。また、微細多孔質膜２１における他端面
で前記溶着部材２２ａと対向する短辺側に、ポリオレフ
ィンから成る短冊状の溶着部材２２ｂを溶着する。そし
て、図２Ｂ（概略図）に示すように、前記溶着部材２２
ａと２２ｂとを重ね合わせるように前記微細多孔質膜２
１を湾曲させて円筒状にし、前記溶着部材２２ａと２２
ｂとを互いに溶着することにより、円筒型のセパレータ
２３を完成させる。

【００４６】前記セパレータ２３の一端面側開口部に底
板（図示省略）を設けるには、その底板が塩化ビニル等
から成る場合（接着剤を使用できる場合）、接着剤を用
いて底板を設ける。また、底板がポリオレフィン等から
成る場合（接着剤を使用できない場合）には、溶着によ
り底板を設ける。

【００４７】（第３実施例；電極材質の検討）液静止型
電池の電極（正極および負極）に用いられる材質には、
亜鉛−臭素電池の性質を考慮すると耐臭素性であること
が要求されるため、前記電極に金属材料等を用いること
はできない。このため、前記電極には、カーボン系の材
料、またはカーボンを混練させたカーボンプラスチック
材料が適している。液静止型電池の内部に用いられる棒
型電極の場合、集電性を考慮すると、緻密なカーボン材
料が適している。また、液静止型電池の外周側で容器と
して用いられる円筒型電極の場合、カーボンのみを用い
ても良いが、成形性を考慮するとカーボンプラスチック
が適している。

【００４８】（第４実施例；電池構造の検討）図３は、
第４実施例における液静止型電池の概略断面図を示すも
のである。図３において、符号３１は、円筒状部材３１
ａの一端側の開口部に円板状部材３１ｂを形成して成
り、負極として用いられる円筒型電極を示すものであ
る。その円筒型電極３１内の底部には、その底部表面を
覆うように円板状の絶縁キャップ３２ａ（底蓋）が設け
られる。前記絶縁キャップ３２上の中央部には円柱状で
正極として用いられる棒型電極３３が設けられ、その棒
型電極３３の一端面中央部には突出部３３ａが形成され
る。

【００４９】符号３４は、前記円筒型電極３１と前記棒
型電極３３との間に設けられる円筒状のセパレータを示
すものであり、そのセパレータ３４の一端面側は前記絶
縁キャップ３２の外周部を貫通し、前記円筒型電極３１
内底部と接触する。このため、前記絶縁キャップ３２
は、前記セパレータ３４の一端面側開口部を封止する底
板の役割をする。符号３５は、前記円筒型電極３１の開
口部側に設けられる円板状の絶縁キャップを示すもので
あり、その絶縁キャップ３５の中央部には前記突出部３
３ａを貫通させることが可能な孔３５ａが穿設される。

【００５０】符号３６ａは円筒型電極３１用の集電部
材、符号３６ｂは棒型電極３３用の集電部材を示すもの
である。前記円筒型電極３１とセパレータ３４との間に
形成された空間３７には負極用の電解液が充填され、前
記セパレータ３４と棒型電極３３との間に形成された空
間３８には正極用の電解液すなわち正極用電極補助材が
充填される。

【００５１】次に、図３に示した液静止型電池で、電解
液として第１実施例に示した電解液Ｌを用い正極用電極
補助材として表１に示した電極補助材Ｓ６を用いて充放
電させ、電池効率（電圧効率，電流効率，エネルギー効
率）を測定して電池性能試験を行い、その試験結果を下
記表２に示した。

【００５２】なお、図３に示す液静止型電池において、
円筒型電極３１（有効部）は内径が６１ｍｍ，深さ（軸
方向の長さ）が５０ｍｍの容器（ガラス状カーボン容
器）から成るものとし、棒型電極３３（有効部）の直径
は３０ｍｍ，長さ（軸方向の長さ）は４７ｍｍとし、セ
パレータ３４の厚さ（膜厚）は０．８ｍｍとする。円筒
型電極３１内周面とセパレータ３４外周面との間の間隔
は０．８ｍｍとし、棒型電極３３外周面とセパレータ３
４内周面との間の間隔は１３．９ｍｍとする。また、充
電は円筒型電極３１面積における電流密度換算１０ｍＡ
／ｃｍ³で行い、放電も同様とした（電流０．９８
Ａ）。

【００５３】

【表２】

【００５４】表２に示すように、高い電圧効率，電流効
率，エネルギー効率が得られたことから、図３に示した
ような液静止型電池が十分運用可能であることを確認で
きた。なお、図３に示した液静止型電池において、２．
３時間（充電電気量２．２５Ａｈ）以上の充電を試みた
が、充電電圧上昇により不可能であった。

【００５５】（第５実施例；電池構造の検討）図４は、
第５実施例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３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４におい
て、符号４１は、円筒型電極３１と棒型電極３３との間
に設けられる円筒状のセパレータを示すものであり、そ
のセパレータ４１の一端面側は前記絶縁キャップ３２の
外周部を貫通し、前記円筒型電極３１内の底部と接触す
る。前記セパレータ４１の内径は、図３に示したセパレ
ータ３４の内径と比較して短くなっている。

【００５６】図４中の円筒型電極３１は正極として用
い、棒型電極３３は負極として用いられる。前記円筒型
電極３１とセパレータ４１との間に形成された空間４２
には正極用の電解液すなわち正極用電極補助材が充填さ
れ、前記セパレータ４１と棒型電極３３との間に形成さ
れた空間４３には負極用の電解液が充填される。

【００５７】次に、図４に示した液静止型電池で、電解
液として第１実施例に示した電解液Ｌを用い正極用電極
補助材として表１に示した電極補助材Ｓ６を用いて充放
電させ、電池効率（電圧効率，電流効率，エネルギー効
率）を測定して電池性能試験を行い、その試験結果を下
記表３に示した。

【００５８】なお、図４に示す液静止型電池において、
円筒型電極３１（有効部）の内径は６１ｍｍ，深さ（軸
方向の長さ）は５０ｍｍとし、棒型電極３３（有効部）
の直径は３０ｍｍ，長さ（軸方向の長さ）は４７ｍｍと
し、セパレータ４１の厚さ（膜厚）は０．８ｍｍとす
る。円筒型電極３１内周面とセパレータ４１外周面との
間の間隔は１３．９ｍｍとし、棒型電極３３外周面とセ
パレータ４１内周面との間の間隔は０．８ｍｍとする。
また、充電は円筒型電極３１面積における電流密度換算
１０ｍＡ／ｃｍ³で行い、放電も同様とした（電流０．
４４Ａ）。

【００５９】

【表３】

【００６０】表３に示すように、高い電圧効率，電流効
率，エネルギー効率が得られたことから、図４に示した
ような液静止型電池が十分運用可能であることを確認で
きた。なお、図４に示した液静止型電池において、６時
間（充電電気量２．２Ａｈ）以上の充電を試みたが、充
電電圧上昇により不可能であった。

【００６１】（第６実施例；電池構造の検討）図５は、
第６実施例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４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５におい
て、符号５１は、円柱状で負極として用いられる棒型電
極を示すものであり、その棒型電極５１の中心部には電
解液を充填することが可能な円柱状の中空部５１ａが形
成される。また、前記棒型電極５１の一端面中央部には
突出部５１ｂが形成される。図５中の円筒型電極３１は
正極として用いられる。

【００６２】前記円筒型電極３１とセパレータ４１との
間に形成された空間４２には正極用の電解液すなわち正
極用電極補助材が充填され、前記セパレータ４１と棒型
電極５１との間に形成された空間４３および中空部５１
ａには負極用の電解液が充填される。

【００６３】次に、図５に示した液静止型電池で、電解
液として第１実施例に示した電解液Ｌを用い正極用電極
補助材として表１に示した電極補助材Ｓ６を用いて充放
電させ、電池効率（電圧効率，電流効率，エネルギー効
率）を測定して電池性能試験を行い、その試験結果を下
記表４に示した。

【００６４】なお、図５に示す液静止型電池において、
円筒型電極３１（有効部）の内径は６１ｍｍ，深さ（軸
方向の長さ）は５０ｍｍとし、棒型電極５１（有効部）
の直径（外径）は４２ｍｍ，長さ（軸方向の長さ）は４
７ｍｍとし、その棒型電極５１の中空部５１ａの直径は
３２ｍｍとし、セパレータ４１の厚さ（膜厚）は０．８
ｍｍとする。円筒型電極３１内周面とセパレータ４１外
周面との間の間隔は７．９ｍｍとし、棒型電極５１外周
面とセパレータ４１内周面との間の間隔は０．８ｍｍと
する。また、充電は円筒型電極３１面積における電流密
度換算１０ｍＡ／ｃｍ³で行い、放電も同様とした（電
流０．７８Ａ）。

【００６５】

【表４】

【００６６】表４に示すように、高い電圧効率，電流効
率，エネルギー効率が得られたことから、図５に示した
ような液静止型電池が十分運用可能であることを確認で
きた。また、図５に示した液静止型電池は充電電気量３
Ａｈ以上の充電が可能であったことから、負極として用
いた棒型電極に中空部を形成し、その中空部に電解液を
充填することは、電池の充電電気量を増加させるのに有
効であることが確認できた。

【００６７】

【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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における液静止型電池の概
略断面図。

【図２】本実施の形態におけるセパレータの製造方法を
示す説明図。

【図３】第４実施例における液静止型電池の概略断面
図。

【図４】第５実施例における液静止型電池の概略断面
図。

【図５】第６実施例における液静止型電池の概略断面
図。

【図６】一般的に知られている電解液循環型の亜鉛−臭
素電池の動作原理図。

【符号の説明】

１１，３１…円筒型電極１２，３４，４１…セパレータ１３，３３，５１…棒型電極５１ａ…中空部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西崎賢之東京都品川区大崎２丁目１番17号株式会社明電舎内Ｆターム(参考） 5H021 BB11 CC14 EE04 5H032 AA04 AS03 BB04 CC16 EE01 EE02 HH02

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
円筒型電極を正極として用い、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る
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、負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電解液を充填し、前
記円筒型電極とセパレータとの間に電極補助材を充填し
て構成したことを特徴とする亜鉛−臭素電池。
【請求項２】前記円筒型電極を負極，前記棒型電極を
正極として用い、前記セパレータと棒型電極との間に電
極補助材を充填し、前記円筒型電極とセパレータとの間
に電解液を充填して構成した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】前記棒型電極は、その棒型電極内に電解
液を充填することが可能な中空部を有することを特徴と
する請求項１記載の亜鉛−臭素電池。
【請求項４】前記電極補助材は、カーボンブラック，
グラファイト，シリカのうち１種類以上を電解液に添加
して成る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】前記電極補助材は、カーボンブラックま
たはシリカを電解液１００ｃｍ³当たり７ｇ以上添加す
ることを特徴とする請求項４記載の亜鉛−臭素電池。
【請求項６】前記電極補助材は、グラファイトを電解
液１００ｃｍ³当たり５０ｇ以上添加することを特徴と
する請求項４記載の亜鉛−臭素電池。
【請求項７】前記電解液は、臭化亜鉛水溶液に４級ア
ンモニウム塩を添加すると共に、必要に応じて塩化アン
モニウム，塩化ナトリウム，塩化カリウム等を添加した
ことを特徴とする請求項１乃至６記載の亜鉛−臭素電
池。
【請求項８】前記セパレータは、矩形平板状の微細多
孔質膜における一端面で一短辺側にポリオレフィンから
成る溶着部材を溶着し、その微細多孔質膜における他端
面で前記溶着部材と対向する短辺側にもポリオレフィン
から成る溶着部材を溶着し、前記微細多孔質膜を湾曲さ
せて円筒状にして、前記の２つの溶着部材を互いに重ね
合わせ溶着して成ることを特徴とする請求項１乃至７記
載の亜鉛−臭素電池。