JP2019102179A - Flow battery - Google Patents

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Abstract

To provide a flow battery by which a satisfactory amount of a negative electrode active material can be dissolved in an electrolyte solution even if an amount of powder to be mixed in the electrolyte solution is reduced.SOLUTION: A flow battery comprises: positive and negative electrodes; an electrolyte solution; a flow device; and a zinc plate. The electrolyte solution is in contact with the positive and negative electrodes. The flow device causes the electrolyte solution to flow. The zinc plate is immersed in the electrolyte solution.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

開示の実施形態は、フロー電池に関する。   Embodiments of the disclosure relate to flow batteries.

従来、正極と負極との間に、テトラヒドロキシ亜鉛酸イオン([Zn(OH)2−)を含有する電解液を循環させるフロー電池が知られている(例えば、非特許文献1参照)。 Conventionally, a flow battery is known in which an electrolytic solution containing tetrahydroxyzincate ion ([Zn (OH) 4 ] 2− ) is circulated between a positive electrode and a negative electrode (see, for example, Non-Patent Document 1) .

また、亜鉛種等の活物質を含む負極を、選択的イオン電導性を有するイオン電導層で覆うことでデンドライトの成長を抑制する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   There is also proposed a technology for suppressing the growth of dendrite by covering a negative electrode containing an active material such as a zinc species with an ion conductive layer having selective ion conductivity (see, for example, Patent Document 1).

特開2015−185259号公報JP, 2015-185259, A

Y. Ito. et al.: Zinc morphology in zinc-nickel flow assisted batteries and impact on performance, Journal of Power Sources, Vol. 196, pp. 2340-2345, 2011Y. Ito. Et al .: Zinc morphology in zinc-nickel flow assisted batteries and impact on performance, Journal of Power Sources, Vol. 196, pp. 2340-2345, 2011

しかしながら、上記に記載の電池では、亜鉛等の負極活物質を電解液中に溶解させる粉末を多く電解液中に混在させた場合、かかる粉末が電解液を循環させる流動装置で目詰まりなどを起こす恐れがある。一方で、かかる粉末を電解液中に少なく混在させた場合、電解液中の負極活物質が不足する恐れがある。   However, in the battery described above, when a large amount of powder in which an anode active material such as zinc is dissolved in an electrolyte is mixed in the electrolyte, such powder causes clogging or the like in a fluidizer that circulates the electrolyte. There is a fear. On the other hand, when such powder is mixed less in the electrolyte, there is a risk that the negative electrode active material in the electrolyte will run short.

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、電解液中に混在させる粉末の量を少なくしたとしても、十分な量の負極活物質を電解液中に溶解させることができるフロー電池を提供することを目的とする。   One aspect of the embodiment is made in view of the above, and a sufficient amount of the negative electrode active material can be dissolved in the electrolyte even if the amount of powder mixed in the electrolyte is reduced. The purpose is to provide a flow battery.

実施形態の一態様に係るフロー電池は、正極および負極と、電解液と、流動装置と、亜鉛板とを備える。前記電解液は、前記正極および前記負極に接触する。前記流動装置は、前記電解液を流動させる。前記亜鉛板は、前記電解液に浸漬される。   The flow battery according to one aspect of the embodiment includes a positive electrode and a negative electrode, an electrolytic solution, a flow device, and a zinc plate. The electrolyte contacts the positive electrode and the negative electrode. The flow device flows the electrolyte. The zinc plate is immersed in the electrolyte.

実施形態の一態様によれば、電解液中に混在させる粉末の量を少なくしたとしても、十分な量の負極活物質を電解液中に溶解させることができる。   According to one aspect of the embodiment, a sufficient amount of the negative electrode active material can be dissolved in the electrolyte even if the amount of powder mixed in the electrolyte is reduced.

図1は、実施形態に係るフロー電池の概略を示す図である。FIG. 1 is a schematic view of a flow battery according to an embodiment. 図2は、実施形態に係るフロー電池の正極、負極および亜鉛板の間の接続の一例について説明する図である。FIG. 2: is a figure explaining an example of the connection between the positive electrode of the flow battery which concerns on embodiment, a negative electrode, and a zinc plate. 図3は、実施形態に係るフロー電池の機能的構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the flow battery according to the embodiment. 図4は、実施形態に係る充電モードにおける正極、負極および亜鉛板の間の接続状態について説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a connection state between the positive electrode, the negative electrode, and the zinc plate in the charge mode according to the embodiment. 図5は、実施形態に係る放電モードにおける正極、負極および亜鉛板の間の接続状態について説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the connection between the positive electrode, the negative electrode, and the zinc plate in the discharge mode according to the embodiment. 図6は、実施形態に係る特別充電モードにおける正極、負極および亜鉛板の間の接続状態について説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the connection between the positive electrode, the negative electrode, and the zinc plate in the special charge mode according to the embodiment. 図7は、実施形態に係る特別放電モードにおける正極、負極および亜鉛板の間の接続状態について説明する図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the connection between the positive electrode, the negative electrode, and the zinc plate in the special discharge mode according to the embodiment. 図8は、実施形態に係るプラス端子側の論理回路の一例を示した図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of the logic circuit on the plus terminal side according to the embodiment. 図9は、実施形態に係るマイナス端子側の論理回路の一例を示した図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of the logic circuit on the negative terminal side according to the embodiment. 図10は、実施形態に係る各種動作モードと複数のスイッチのON/OFFとの関係を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing the relationship between various operation modes and ON / OFF of a plurality of switches according to the embodiment. 図11は、実施形態に係るフロー電池が充電時に実行する処理の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing a processing procedure of processing executed by the flow battery according to the embodiment at the time of charging. 図12は、実施形態に係るフロー電池が放電時に実行する処理の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart showing a processing procedure of processing executed by the flow battery according to the embodiment at the time of discharge.

以下、添付図面を参照して、本願の開示するフロー電池の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the disclosed flow battery will be described in detail with reference to the attached drawings. Note that the present invention is not limited by the embodiments described below.

<実施形態>
図1は、実施形態に係るフロー電池1の概略を示す図である。図1に示すフロー電池1は、正極2と、負極3と、隔膜4,5と、電解液6と、粉末7と、発生部9と、亜鉛板10と、供給部14と、筐体17と、上板18とを備える。フロー電池1は、発生部9で発生した気泡8を浮上させることにより電解液6を流動させる装置である。発生部9は、流動装置の一例である。
Embodiment
FIG. 1 is a schematic view of a flow battery 1 according to an embodiment. The flow battery 1 shown in FIG. 1 includes the positive electrode 2, the negative electrode 3, the diaphragms 4 and 5, the electrolytic solution 6, the powder 7, the generating unit 9, the zinc plate 10, the supply unit 14, and the housing 17. And an upper plate 18. The flow battery 1 is a device that causes the electrolytic solution 6 to flow by causing the bubbles 8 generated in the generation unit 9 to float. The generation unit 9 is an example of a flow device.

なお、説明を分かりやすくするために、図1には、鉛直上向きを正方向とし、鉛直下向きを負方向とするZ軸を含む3次元の直交座標系を図示している。   In order to make the description easy to understand, FIG. 1 illustrates a three-dimensional orthogonal coordinate system including a Z axis in which the vertically upward direction is a positive direction and the vertically downward direction is a negative direction.

正極2は、例えば、ニッケル化合物、マンガン化合物またはコバルト化合物を正極活物質として含有する導電性の部材である。ニッケル化合物は、例えば、オキシ水酸化ニッケル、水酸化ニッケル、コバルト化合物含有水酸化ニッケル等が使用できる。マンガン化合物は、例えば、二酸化マンガン等が使用できる。コバルト化合物は、例えば、水酸化コバルト、オキシ水酸化コバルト等が使用できる。また、正極2は、黒鉛、カーボンブラック、導電性樹脂等を含んでもよい。電解液6が分解される酸化還元電位の観点からは、正極2はニッケル化合物を含有してもよい。   The positive electrode 2 is a conductive member containing, for example, a nickel compound, a manganese compound or a cobalt compound as a positive electrode active material. As the nickel compound, for example, nickel oxyhydroxide, nickel hydroxide, nickel compound-containing nickel hydroxide and the like can be used. As the manganese compound, for example, manganese dioxide can be used. As the cobalt compound, for example, cobalt hydroxide, cobalt oxyhydroxide and the like can be used. In addition, the positive electrode 2 may contain graphite, carbon black, a conductive resin, and the like. From the viewpoint of the redox potential at which the electrolytic solution 6 is decomposed, the positive electrode 2 may contain a nickel compound.

負極3は、負極活物質を金属として含む。負極3は、例えば、ステンレスや銅等の金属板や、ステンレスや銅板の表面をニッケルやスズ、亜鉛でメッキ処理したものを使用することができる。また、メッキ処理された表面が一部酸化されたものを負極3として使用してもよい。   The negative electrode 3 contains a negative electrode active material as a metal. The negative electrode 3 may be, for example, a metal plate of stainless steel, copper or the like, or a stainless steel plate or copper plate whose surface is plated with nickel, tin or zinc. In addition, the negative electrode 3 may be used in which the plated surface is partially oxidized.

正極2は、正極2Aおよび正極2Bを含む。負極3は、負極3A、負極3Bおよび負極3Cを含む。正極2および負極3は、負極3Aと、正極2Aと、負極3Bと、正極2Bと、負極3Cとが予め定められた間隔でY軸方向に沿って順に並ぶように配置されている。このように隣り合う正極2と負極3との間隔をそれぞれ設けることにより、正極2と負極3との間に電解液6および気泡8の流通経路が確保される。   Positive electrode 2 includes a positive electrode 2A and a positive electrode 2B. Negative electrode 3 includes negative electrode 3A, negative electrode 3B and negative electrode 3C. The positive electrode 2 and the negative electrode 3 are arranged such that the negative electrode 3A, the positive electrode 2A, the negative electrode 3B, the positive electrode 2B, and the negative electrode 3C are arranged in order along the Y-axis direction at predetermined intervals. Thus, by providing the space | interval of the positive electrode 2 and the negative electrode 3 which adjoin each other, the flow path of the electrolyte solution 6 and the bubble 8 between the positive electrode 2 and the negative electrode 3 is ensured.

隔膜4,5は、正極2の厚み方向、すなわちY軸方向の両側を挟むように配置される。隔膜4,5は、電解液6に含まれるイオンの移動を許容する材料で構成される。隔膜4,5の材料としては、例えば、水酸化物イオン伝導性を有する陰イオン伝導性材料が挙げられる。陰イオン伝導性材料としては、例えば、有機ヒドロゲルのような三次元構造を有するゲル状の陰イオン伝導性材料、または固体高分子型陰イオン伝導性材料等が挙げられる。固体高分子型陰イオン伝導性材料は、例えば、ポリマーと、周期表の第1族〜第17族より選択された少なくとも一種類の元素を含有する、酸化物、水酸化物、層状複水酸化物、硫酸化合物およびリン酸化合物からなる群より選択された少なくとも一つの化合物とを含む。   The diaphragms 4 and 5 are disposed so as to sandwich both sides in the thickness direction of the positive electrode 2, that is, the Y-axis direction. The diaphragms 4 and 5 are made of a material that allows the movement of ions contained in the electrolytic solution 6. Examples of the material of the membranes 4 and 5 include anion conductive materials having hydroxide ion conductivity. Examples of the anion-conductive material include gel-like anion-conductive materials having a three-dimensional structure such as organic hydrogels, solid polymer-type anion-conductive materials, and the like. The solid polymer type anion conductive material is, for example, an oxide, hydroxide, layered double hydroxide, containing a polymer and at least one element selected from Groups 1 to 17 of the periodic table. And at least one compound selected from the group consisting of sulfuric acid compounds and phosphoric acid compounds.

隔膜4,5は、好ましくは、水酸化物イオンよりも大きいイオン半径を備えた[Zn(OH)2−等の金属イオン錯体の透過を抑制するように緻密な材料で構成されるとともに所定の厚さを有する。緻密な材料としては、例えば、アルキメデス法で算出された90%以上、より好ましくは92%以上、さらに好ましくは95%以上の相対密度を有する材料が挙げられる。所定の厚さは、例えば、10μm〜1000μm、より好ましくは50μm〜500μmである。 The diaphragms 4 and 5 are preferably made of a compact material so as to suppress the permeation of metal ion complexes such as [Zn (OH) 4 ] 2- or the like having a larger ion radius than hydroxide ions. It has a predetermined thickness. Examples of the dense material include materials having a relative density of 90% or more, more preferably 92% or more, and even more preferably 95% or more, as calculated by the Archimedes method. The predetermined thickness is, for example, 10 μm to 1000 μm, more preferably 50 μm to 500 μm.

この場合には、充電の際に、負極3A〜3Cにおいて析出する亜鉛がデンドライト(針状結晶)として成長し、隔膜4,5を貫通することを低減することができる。その結果、互いに向かい合う負極3と正極2との間の導通を低減することができる。   In this case, zinc deposited in the negative electrodes 3A to 3C grows as dendrites (needle-like crystals) during charging, and penetration of the diaphragms 4 and 5 can be reduced. As a result, the conduction between the negative electrode 3 and the positive electrode 2 facing each other can be reduced.

電解液6は、亜鉛種を含有するアルカリ水溶液である。電解液6中の亜鉛種は、[Zn(OH)2−として電解液6中に溶存している。電解液6は、例えば、KやOHを含むアルカリ水溶液に亜鉛種を飽和させたものを使用することができる。なお、電解液6は、後述する粉末7とともに調製すれば、充電容量を大きくできる。ここで、アルカリ水溶液としては、例えば、6.7moldm−3の水酸化カリウム水溶液を使用することができる。また、1dm−3の水酸化カリウム水溶液に対し、0.5molの割合でZnOを添加し、必要に応じて後述する粉末7を追加することにより電解液6を調製することができる。さらに、酸素発生抑制を目的に、水酸化リチウムや水酸化ナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物を添加してもよい。 The electrolytic solution 6 is an alkaline aqueous solution containing a zinc species. Zinc species in the electrolyte 6 are dissolved in the electrolyte 6 as [Zn (OH) 4 ] 2− . As the electrolytic solution 6, for example, one in which an alkaline aqueous solution containing K + or OH is saturated with zinc species can be used. In addition, if the electrolyte solution 6 is prepared with the powder 7 mentioned later, charge capacity can be enlarged. Here, as an aqueous alkali solution, for example, an aqueous solution of 6.7 moldm −3 potassium hydroxide can be used. Moreover, the electrolyte solution 6 can be prepared by adding ZnO in the ratio of 0.5 mol with respect to the potassium hydroxide aqueous solution of 1 dm < -3 >, and adding the powder 7 mentioned later as needed. Further, hydroxides of alkali metals such as lithium hydroxide and sodium hydroxide may be added for the purpose of suppressing the generation of oxygen.

粉末7は、亜鉛を含む。具体的には、粉末7は、例えば粉末状に加工または生成された酸化亜鉛、水酸化亜鉛等である。粉末7は、アルカリ水溶液中には容易に溶解するが、亜鉛種の飽和した電解液6中には溶解せずに分散または浮遊し、一部が沈降した状態で電解液6中に混在する。電解液6が長時間静置されていた場合、ほとんどの粉末7が、電解液6の中で沈降した状態になることもあるが、電解液6に対流等を生じさせれば、沈降していた粉末7の一部は、電解液6に分散または浮遊した状態になる。つまり、粉末7は、電解液6中に移動可能に存在している。なお、ここで移動可能とは、粉末7が、周囲の他の粉末7の間にできた局所的な空間の中のみを移動できることではなく、電解液6の中を別の位置に粉末7が移動することにより、当初の位置以外の電解液6に粉末7が晒されるようになっていることを表す。さらに、移動可能の範疇には、正極2および負極3の両方の近傍まで粉末7が移動できるようになっていることや、筐体17内に存在する電解液6中の、ほぼどこにでも粉末7が移動できるようになっていることが含まれる。電解液6中に溶存する亜鉛種である[Zn(OH)2−が消費されると、電解液6中に混在する粉末7は、粉末7および電解液6が互いに平衡状態を維持するように電解液6中に溶存する亜鉛種が飽和するまで溶解する。 Powder 7 contains zinc. Specifically, the powder 7 is, for example, zinc oxide, zinc hydroxide or the like processed or produced into powder. The powder 7 is easily dissolved in the alkaline aqueous solution, but dispersed or suspended in the electrolytic solution 6 saturated with zinc species without being dissolved or suspended, and mixed in the electrolytic solution 6 in a partially precipitated state. When the electrolyte solution 6 is left standing for a long time, most of the powder 7 may be in a state of settling in the electrolyte solution 6, but if convection is caused in the electrolyte solution 6, sedimentation occurs. A portion of the powder 7 is dispersed or suspended in the electrolyte solution 6. That is, the powder 7 is movably present in the electrolytic solution 6. Here, movable means that the powder 7 can move only in the local space formed between other surrounding powders 7 but the powder 7 can be moved to another position in the electrolytic solution 6 The movement indicates that the powder 7 is exposed to the electrolyte solution 6 other than the initial position. Furthermore, in the movable category, the powder 7 can be moved to the vicinity of both of the positive electrode 2 and the negative electrode 3, or the powder 7 can be almost anywhere in the electrolytic solution 6 present in the housing 17. Includes being able to move. When the zinc species [Zn (OH) 4 ] 2- dissolved in the electrolyte solution 6 is consumed, the powder 7 mixed with the electrolyte solution 6 maintains the powder 7 and the electrolyte solution 6 in equilibrium with each other. Thus, the zinc species dissolved in the electrolyte solution 6 are dissolved until saturation.

気泡8は、例えば正極2A,2B、負極3A,3B,3Cおよび電解液6に対して不活性な気体で構成される。このような気体としては、例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、ネオンガス、またはアルゴンガス等が挙げられる。電解液6に不活性な気体の気泡8を発生させることにより、電解液6の変性を低減することができる。また、例えば、亜鉛種を含有するアルカリ水溶液である電解液6の劣化を低減し、電解液6のイオン伝導度を高く維持することができる。なお、気体は空気であってもよい。   The bubble 8 is made of, for example, a gas inert to the positive electrodes 2A, 2B, the negative electrodes 3A, 3B, 3C and the electrolytic solution 6. Examples of such a gas include nitrogen gas, helium gas, neon gas, or argon gas. Degeneration of the electrolyte solution 6 can be reduced by generating an inert gas bubble 8 in the electrolyte solution 6. Further, for example, deterioration of the electrolyte solution 6 which is an alkaline aqueous solution containing a zinc species can be reduced, and the ion conductivity of the electrolyte solution 6 can be maintained high. The gas may be air.

発生部9から電解液6中に供給された気体により発生した気泡8は、所定の間隔で配置された電極間、すなわち、負極3Aと正極2Aとの間、正極2Aと負極3Bとの間、負極3Bと正極2Bとの間、正極2Bと負極3Cとの間において、それぞれ電解液6中を浮上する。電解液6中を気泡8として浮上した気体は、電解液6の液面で消滅し、上板18と電解液6の液面との間に気体層13を構成する。   The bubbles 8 generated by the gas supplied from the generating portion 9 into the electrolytic solution 6 are between the electrodes arranged at predetermined intervals, that is, between the negative electrode 3A and the positive electrode 2A, between the positive electrode 2A and the negative electrode 3B, The electrolytic solution 6 floats up between the negative electrode 3B and the positive electrode 2B and between the positive electrode 2B and the negative electrode 3C. The gas that floats up as bubbles 8 in the electrolyte solution 6 disappears at the liquid surface of the electrolyte solution 6, and forms a gas layer 13 between the upper plate 18 and the liquid surface of the electrolyte solution 6.

ここで、フロー電池1における電極反応について、正極活物質として水酸化ニッケルを適用したニッケル亜鉛電池を例に挙げて説明する。充電時における正極2および負極3での反応式はそれぞれ、以下のとおりである。   Here, the electrode reaction in the flow battery 1 will be described by taking a nickel zinc battery to which nickel hydroxide is applied as a positive electrode active material as an example. The reaction formulas at the positive electrode 2 and the negative electrode 3 at the time of charge are as follows.

正極:Ni(OH) + OH → NiOOH + HO + e
負極:[Zn(OH)2− + 2e → Zn +4OH
Positive electrode: Ni (OH) 2 + OH → NiOOH + H 2 O + e
The negative electrode: [Zn (OH) 4] 2- + 2e - → Zn + 4OH -

一般的には、この反応に伴って負極3で生成したデンドライトが正極2側へ成長し、正極2と負極3とが導通する懸念がある。反応式から明らかなように、負極3では、充電により亜鉛が析出するのに伴い、負極3の近傍における[Zn(OH)2−の濃度が低下する。そして、析出した亜鉛の近傍で[Zn(OH)2−の濃度が低下する現象が、デンドライトとして成長する一因である。すなわち、充電時に消費される電解液6中の[Zn(OH)2−を補給することにより、電解液6中の亜鉛種である[Zn(OH)2−の濃度が飽和状態に保持される。これにより、デンドライトの成長が低減され、正極2と負極3との導通が低減される。 In general, there is a concern that the dendrite generated at the negative electrode 3 grows toward the positive electrode 2 along with this reaction, and the positive electrode 2 and the negative electrode 3 become conductive. As apparent from the reaction formula, in the negative electrode 3, the concentration of [Zn (OH) 4 ] 2− in the vicinity of the negative electrode 3 decreases as zinc is deposited by charging. And the phenomenon in which the concentration of [Zn (OH) 4 ] 2- is lowered in the vicinity of the deposited zinc is one of the causes for the growth as dendrite. That is, by replenishing [Zn (OH) 4 ] 2- in the electrolyte solution 6 consumed at the time of charge, the concentration of the zinc species [Zn (OH) 4 ] 2-in the electrolyte solution 6 is saturated. Will be held by Thereby, the growth of dendrite is reduced and the conduction between the positive electrode 2 and the negative electrode 3 is reduced.

実施形態に係るフロー電池1では、電解液6中に亜鉛を含む粉末7を混在させるとともに、発生部9の吐出口9aから電解液6中に気体を供給して気泡8を発生させる。気泡8は、負極3Aと正極2Aとの間、正極2Aと負極3Bとの間、負極3Bと正極2Bとの間、正極2Bと負極3Cとの間のそれぞれにおいて筐体17の下方から上方に向かって電解液6中を浮上する。   In the flow battery 1 according to the embodiment, the powder 7 containing zinc is mixed in the electrolytic solution 6, and a gas is supplied from the discharge port 9 a of the generation unit 9 into the electrolytic solution 6 to generate the bubbles 8. The bubbles 8 are from the lower side to the upper side of the housing 17 in between the negative electrode 3A and the positive electrode 2A, between the positive electrode 2A and the negative electrode 3B, between the negative electrode 3B and the positive electrode 2B, and between the positive electrode 2B and the negative electrode 3C. The surface of the electrolytic solution 6 is floated upward.

また、電極間における上記した気泡8の浮上に伴い、電解液6には上昇液流が発生し、負極3Aと正極2Aとの間、正極2Aと負極3Bとの間、負極3Bと正極2Bとの間、正極2Bと負極3Cとの間では筐体17の内底側から上方に向かって電解液6が流動する。そして、電解液6の上昇液流に伴い、主に筐体17の内壁17aと負極3Aとの間、および内壁17bと負極3Cとの間で下降液流が発生し、電解液6が筐体17の上方から下方に向かって流動する。   Further, with the floating of the air bubbles 8 between the electrodes, a rising liquid flow is generated in the electrolytic solution 6, and the negative electrode 3B and the positive electrode 2B are generated between the negative electrode 3A and the positive electrode 2A, between the positive electrode 2A and the negative electrode 3B. During the period, the electrolytic solution 6 flows upward from the inner bottom side of the housing 17 between the positive electrode 2B and the negative electrode 3C. Then, with the rising liquid flow of the electrolyte 6, a descending liquid flow is mainly generated between the inner wall 17a of the housing 17 and the negative electrode 3A and between the inner wall 17b and the negative electrode 3C, and the electrolyte 6 is It flows from the top of 17 to the bottom.

これにより、充電によって電解液6中の[Zn(OH)2−が消費されると、これに追従するように粉末7中の亜鉛が溶解することで[Zn(OH)2−が電解液6中に補給される。このため、電解液6中の[Zn(OH)2−の濃度を飽和状態に保つことができ、デンドライトの成長に伴う正極2と負極3との導通を低減することができる。 Thereby, when [Zn (OH) 4 ] 2- in the electrolytic solution 6 is consumed by charging, zinc in the powder 7 is dissolved to follow this [Zn (OH) 4 ] 2-2 Is replenished into the electrolyte solution 6. Therefore, the concentration of [Zn (OH) 4 ] 2-in the electrolytic solution 6 can be maintained in a saturated state, and the conduction between the positive electrode 2 and the negative electrode 3 can be reduced along with the growth of dendrite.

なお、粉末7としては、酸化亜鉛および水酸化亜鉛以外に、金属亜鉛、亜鉛酸カルシウム、炭酸亜鉛、硫酸亜鉛、塩化亜鉛等が挙げられ、酸化亜鉛および水酸化亜鉛が好ましい。   In addition to zinc oxide and zinc hydroxide, examples of the powder 7 include metal zinc, calcium zincate, zinc carbonate, zinc sulfate, zinc chloride and the like, with zinc oxide and zinc hydroxide being preferable.

また、負極3では、放電によりZnが消費され、[Zn(OH)2−を生成するが、電解液6はすでに飽和状態であるため、電解液6中では、過剰となった[Zn(OH)2−からZnOが析出する。このとき負極3で消費される亜鉛は、充電時に負極3の表面に析出した亜鉛である。このため、元来亜鉛種を含有する負極を用いて充放電を繰り返す場合とは異なり、負極3の表面形状が変化するいわゆるシェイプチェンジが生じない。これにより、実施形態に係るフロー電池1によれば、負極3の経時劣化を低減することができる。なお、電解液6の状態によっては、過剰となった[Zn(OH)2−から析出するのは、Zn(OH)や、ZnOとZn(OH)とが混合したものになる。 In addition, in the negative electrode 3, Zn is consumed by discharge to generate [Zn (OH) 4 ] 2− , but since the electrolytic solution 6 is already in a saturated state, it becomes excessive in the electrolytic solution 6 [Zn ZnO is precipitated from (OH) 4 ] 2− . The zinc consumed by the negative electrode 3 at this time is zinc deposited on the surface of the negative electrode 3 at the time of charge. Therefore, unlike the case where charge and discharge are repeated using the negative electrode originally containing zinc species, so-called shape change in which the surface shape of the negative electrode 3 changes is not generated. Thereby, according to the flow battery 1 which concerns on embodiment, the time-dependent deterioration of the negative electrode 3 can be reduced. In addition, depending on the state of the electrolyte solution 6, what precipitates out from [Zn (OH) 4 ] 2 − which is excessive is a mixture of Zn (OH) 2 or ZnO and Zn (OH) 2 .

発生部9は、筐体17の下部、より具体的には正極2および負極3の下方に配置されている。発生部9は、X軸方向およびY軸方向に沿って並ぶ複数の吐出口9aを有している。吐出口9aは、後述する供給部14から供給された気体を吐出することにより、電解液6中に気泡8を発生させる。吐出口9aは、例えば0.05mm以上0.1mm以下の直径を有する。吐出口9aの直径をこのように規定することにより、吐出口9aから発生部9の内部に電解液6や粉末7が進入する不具合を低減することができる。また、吐出口9aから吐出される気体に対し、気泡8を発生させるのに適した圧力損失を与えることができる。   The generating unit 9 is disposed below the housing 17, more specifically below the positive electrode 2 and the negative electrode 3. The generation unit 9 has a plurality of discharge ports 9 a aligned along the X-axis direction and the Y-axis direction. The discharge port 9 a generates bubbles 8 in the electrolytic solution 6 by discharging a gas supplied from a supply unit 14 described later. The discharge port 9a has a diameter of, for example, 0.05 mm or more and 0.1 mm or less. By defining the diameter of the discharge port 9 a in this manner, it is possible to reduce the problem that the electrolytic solution 6 and the powder 7 enter from the discharge port 9 a into the inside of the generating portion 9. Further, a pressure loss suitable for generating the bubbles 8 can be given to the gas discharged from the discharge port 9a.

また、吐出口9aのX軸方向に沿った間隔(ピッチ)は、例えば、2.5mm以上10mm以下である。ただし、吐出口9aは、発生した気泡8を互いに向かい合う正極2と負極3との間にそれぞれ適切に流動させることができるように配置されるものであれば、大きさや間隔に制限はない。   Moreover, the space | interval (pitch) along the X-axis direction of the discharge port 9a is 2.5 mm or more and 10 mm or less, for example. However, the size and the interval of the discharge ports 9a are not limited as long as the generated bubbles 8 can be appropriately flowed between the positive electrode 2 and the negative electrode 3 facing each other.

発生部9、筐体17および上板18は、例えば、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニル等、耐アルカリ性および絶縁性を有する樹脂材料で構成される。筐体17および上板18は、好ましくは互いに同じ材料で構成されるが、異なる材料で構成されてもよい。また、筐体17および上板18は、発生部9とは同じ材料で構成されてもよく、また異なる材料で構成されてもよい。   The generator 9, the housing 17 and the upper plate 18 are made of, for example, a resin material having alkali resistance and insulation, such as polystyrene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polytetrafluoroethylene, polyvinyl chloride and the like. The housing 17 and the upper plate 18 are preferably made of the same material as each other, but may be made of different materials. In addition, the housing 17 and the upper plate 18 may be made of the same material as the generator 9 or may be made of a different material.

供給部14は、配管16を介して筐体17の内部から回収された気体を、配管15を介して発生部9に供給する。供給部14は、例えば気体を移送可能なポンプ(気体ポンプ)、コンプレッサまたはブロワである。供給部14の気密性を高くすれば、気体や電解液6に由来する水蒸気を外部に漏出させることによるフロー電池1の発電性能の低下が起き難い。   The supply unit 14 supplies the gas recovered from the inside of the housing 17 via the pipe 16 to the generator 9 via the pipe 15. The supply unit 14 is, for example, a pump (gas pump) capable of transferring gas, a compressor, or a blower. If the air tightness of the supply unit 14 is increased, the power generation performance of the flow battery 1 is unlikely to be lowered due to the gas or the water vapor derived from the electrolytic solution 6 leaking to the outside.

ここまで説明したように、実施形態に係るフロー電池1では、電解液6中に粉末7を混在させて、かかる粉末7に含まれる亜鉛を溶解させることにより、電解液6中に負極活物質である亜鉛を供給することができる。しかしながら、粉末7が多く電解液6中に混在される場合、発生部9の吐出口9aが目詰まりするなどの不具合が生じる恐れがある。一方で、粉末7が電解液6中に少なく混在される場合、負極活物質である亜鉛を電解液6中に十分に供給できない恐れがある。   As described above, in the flow battery 1 according to the embodiment, the powder 7 is mixed in the electrolytic solution 6 and zinc contained in the powder 7 is dissolved to make the negative electrode active material in the electrolytic solution 6. Some zinc can be supplied. However, when a large amount of powder 7 is mixed in the electrolyte solution 6, there may be a problem such as clogging of the discharge port 9 a of the generation unit 9. On the other hand, when the powder 7 is mixed in a small amount in the electrolyte solution 6, there is a possibility that zinc as a negative electrode active material can not be sufficiently supplied into the electrolyte solution 6.

そこで、実施形態に係るフロー電池1では、電解液6中に亜鉛板10を浸漬させている。例えば、図1に示すように、亜鉛板10は、亜鉛板10Aおよび亜鉛板10Bを含む。そして、亜鉛板10Aが筐体17の内壁17aと負極3Aとの間に固定され、亜鉛板10Bが内壁17bと負極3Cとの間に固定される。そして、亜鉛板10に含まれる亜鉛を電解液6中に溶解させることにより、電解液6中に負極活物質である亜鉛を供給することができる。したがって、実施形態によれば、電解液6中に混在させる粉末7の量を少なくしたとしても、十分な量の負極活物質を電解液6中に溶解させることができる。さらに、亜鉛板10はフロー電池1内で固定されていることから、発生部9の吐出口9aで目詰まりを起こすことはない。   Therefore, in the flow battery 1 according to the embodiment, the zinc plate 10 is immersed in the electrolytic solution 6. For example, as shown in FIG. 1, the zinc plate 10 includes a zinc plate 10A and a zinc plate 10B. Then, the zinc plate 10A is fixed between the inner wall 17a of the housing 17 and the negative electrode 3A, and the zinc plate 10B is fixed between the inner wall 17b and the negative electrode 3C. Then, by dissolving zinc contained in the zinc plate 10 in the electrolytic solution 6, zinc which is a negative electrode active material can be supplied to the electrolytic solution 6. Therefore, according to the embodiment, even if the amount of the powder 7 mixed in the electrolytic solution 6 is reduced, a sufficient amount of the negative electrode active material can be dissolved in the electrolytic solution 6. Furthermore, since the zinc plate 10 is fixed in the flow battery 1, clogging at the discharge port 9 a of the generation unit 9 does not occur.

例えば、亜鉛の密度は7.1g/cmであることから、亜鉛板10を長さ10cm×幅20cm×厚さ0.1cmのサイズで構成した場合、亜鉛板10の質量は10×20×0.1×7.1=142gとなる。そして、亜鉛の原子量は65.39であることから、亜鉛板10の物質量は142/65.39=2.17molとなる。したがって、実施形態に係るフロー電池1では、一対の亜鉛板10A、10Bを電解液6中に浸漬させることにより、2.17×2=4.34molの亜鉛を負極活物質として活用することができる。なお、亜鉛板10のサイズや形状、枚数については上述の実施形態に限られることはない。 For example, since the density of zinc is 7.1 g / cm 3 , when the zinc plate 10 has a size of 10 cm long × 20 cm wide × 0.1 cm thick, the weight of the zinc plate 10 is 10 × 20 × It will be 0.1 × 7.1 = 142 g. And since the atomic weight of zinc is 65.39, the amount of substance of the zinc plate 10 will be 142 / 65.39 = 2.17 mol. Therefore, in the flow battery 1 according to the embodiment, 2.17 × 2 = 4.34 mol of zinc can be used as a negative electrode active material by immersing the pair of zinc plates 10A and 10B in the electrolytic solution 6. . The size, shape, and number of the zinc plates 10 are not limited to the above-described embodiment.

亜鉛板10は、正極2および負極3から離間して配置され、亜鉛を主成分として含んでいる。また、亜鉛板10は、亜鉛と不可避不純物とからなるとよい。これにより、亜鉛板10から電解液6中に不純物が混入することを抑制することができることから、フロー電池1を安定に動作させることができる。   The zinc plate 10 is disposed apart from the positive electrode 2 and the negative electrode 3 and contains zinc as a main component. In addition, the zinc plate 10 may be made of zinc and unavoidable impurities. As a result, mixing of impurities from the zinc plate 10 into the electrolytic solution 6 can be suppressed, and the flow battery 1 can be operated stably.

また、実施形態に係るフロー電池1は、充電時に筐体17の内部で発生する酸素や水素などのガスを検知するガス検知部22を備える。ガス検知部22は、例えば、配管16に設けられ、配管16内を通流する気体の中に含まれる酸素や水素などのガスを検知することができる。なお、ガス検知部22は配管16に設けられる場合に限られず、充電時に筐体17の内部で発生するガスを検知可能であればどのような箇所に設けられていてもよい。かかるガス検知部22の用途については後述する。   In addition, the flow battery 1 according to the embodiment includes the gas detection unit 22 that detects a gas such as oxygen or hydrogen generated inside the housing 17 at the time of charging. The gas detection unit 22 is provided, for example, in the pipe 16 and can detect a gas such as oxygen or hydrogen contained in the gas flowing in the pipe 16. Note that the gas detection unit 22 is not limited to being provided in the pipe 16, and may be provided in any place as long as it can detect the gas generated inside the housing 17 at the time of charging. The application of the gas detection unit 22 will be described later.

さらに、実施形態に係るフロー電池1は、制御装置30を備える。かかる制御装置30は、フロー電池1の充電および放電を制御する制御部31と、記憶部32とを有する。   Furthermore, the flow battery 1 according to the embodiment includes the control device 30. The control device 30 includes a control unit 31 that controls charging and discharging of the flow battery 1, and a storage unit 32.

制御部31は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Desk Drive)、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種回路を含む。かかるコンピュータのCPUは、例えば、ROMに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部31として機能する。   The control unit 31 includes, for example, a computer having a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a hard desk drive (HDD), an input / output port, and various circuits. The CPU of the computer functions as the control unit 31 by, for example, reading and executing a program stored in the ROM.

また、制御部31をASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアで構成することもできる。   The control unit 31 can also be configured by hardware such as an application specific integrated circuit (ASIC) or a field programmable gate array (FPGA).

また、記憶部32は、例えば、ROMおよびHDDに対応する。ROMおよびHDDは、制御装置30における各種の設定情報を記憶することができる。なお、制御部31は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して各種情報を取得することとしてもよい。   The storage unit 32 corresponds to, for example, a ROM and an HDD. The ROM and the HDD can store various setting information in the control device 30. The control unit 31 may acquire various information via another computer connected via a wired or wireless network or a portable recording medium.

ここで、実施形態に係るフロー電池1は、亜鉛板10とプラス端子20(図2参照)との間がスイッチS3(図2参照)を介して接続されている。そして、制御部31は、かかるスイッチS3を制御することによって亜鉛板10をプラス端子20に接続して、亜鉛板10に正電圧を印加することができる。これにより、亜鉛板10に含まれる亜鉛を電解液6中に効率よく溶解させることができることから、電解液6中に負極活物質である亜鉛を効率よく供給することができる。   Here, in the flow battery 1 according to the embodiment, the zinc plate 10 and the positive terminal 20 (see FIG. 2) are connected via the switch S3 (see FIG. 2). Then, the control unit 31 can connect the zinc plate 10 to the plus terminal 20 by controlling the switch S3, and can apply a positive voltage to the zinc plate 10. As a result, zinc contained in the zinc plate 10 can be efficiently dissolved in the electrolytic solution 6, so that zinc which is a negative electrode active material can be efficiently supplied to the electrolytic solution 6.

次に、フロー電池1における正極2、負極3および亜鉛板10の間の接続について説明する。図2は、実施形態に係るフロー電池1の正極2、負極3および亜鉛板10の間の接続の一例について説明する図である。   Next, the connection between the positive electrode 2, the negative electrode 3 and the zinc plate 10 in the flow battery 1 will be described. FIG. 2 is a view for explaining an example of connection between the positive electrode 2, the negative electrode 3 and the zinc plate 10 of the flow battery 1 according to the embodiment.

図2に示すように、正極2Aおよび2Bは、正極2Aおよび2Bがそれぞれ有するタブ2A1,2B1を介して並列接続されている。また、正極2Aおよび2Bは、スイッチS1を介してプラス端子20に接続されるとともに、スイッチS4を介してマイナス端子21に接続されている。負極3A,3Bおよび3Cは、負極3A,3Bおよび3Cがそれぞれ有するタブ3A1,3B1,3C1を介して並列接続されている。また、負極3A,3Bおよび3Cは、スイッチS2を介してプラス端子20に接続されるとともに、スイッチS5を介してマイナス端子21に接続されている。このように正極2および負極3をそれぞれ並列に接続することにより、正極2および負極3の総数が異なる場合であってもフロー電池1の各電極間を適切に接続し、使用することができる。   As shown in FIG. 2, the positive electrodes 2A and 2B are connected in parallel via the tabs 2A1 and 2B1 which the positive electrodes 2A and 2B respectively have. The positive electrodes 2A and 2B are connected to the positive terminal 20 via the switch S1 and to the negative terminal 21 via the switch S4. The negative electrodes 3A, 3B and 3C are connected in parallel via the tabs 3A1, 3B1 and 3C1 which the negative electrodes 3A, 3B and 3C respectively have. The negative electrodes 3A, 3B and 3C are connected to the positive terminal 20 via the switch S2 and to the negative terminal 21 via the switch S5. By thus respectively connecting the positive electrode 2 and the negative electrode 3 in parallel, the electrodes of the flow battery 1 can be appropriately connected and used even if the total number of the positive electrode 2 and the negative electrode 3 is different.

さらに、亜鉛板10Aおよび10Bは、亜鉛板10Aおよび10Bがそれぞれ有するタブ10A1,10B1を介して並列接続されている。また、亜鉛板10Aおよび10Bは、スイッチS3を介してプラス端子20に接続されている。このように亜鉛板10Aおよび10Bを並列に接続することにより、亜鉛板10が複数設けられる場合であっても亜鉛板10に正電圧を適切に印加することができる。   Further, the zinc plates 10A and 10B are connected in parallel via the tabs 10A1 and 10B1 which the zinc plates 10A and 10B respectively have. The zinc plates 10A and 10B are connected to the plus terminal 20 via the switch S3. By connecting the zinc plates 10A and 10B in parallel in this manner, a positive voltage can be appropriately applied to the zinc plate 10 even if a plurality of zinc plates 10 are provided.

なお、図1および図2に示すフロー電池1では、合計5枚の電極が、負極3および正極2が交互に配置されるように構成されたが、これに限らず、3枚または6枚以上の電極を交互に配置するようにしてもよく、正極2および負極3をそれぞれ1枚ずつ配置させてもよい。また、図1および図2に示すフロー電池1では、両端がともに負極(3A,3C)となるように構成されたが、これに限らず、両端がともに正極となるように構成してもよい。   In the flow battery 1 shown in FIGS. 1 and 2, a total of five electrodes are configured such that the negative electrode 3 and the positive electrode 2 are alternately disposed. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, the positive and negative electrodes 2 and 3 may be disposed one by one. Further, in the flow battery 1 shown in FIGS. 1 and 2, both ends are configured to be negative electrodes (3A, 3C). However, the present invention is not limited thereto, and both ends may be configured to be positive electrodes. .

さらに、一方の端部が正極2、他方の端部が負極3となるように同枚数の負極3および正極2をそれぞれ交互に配置してもよい。かかる場合、電極間の接続は並列であってもよく、直列であってもよい。   Furthermore, the same number of negative electrodes 3 and positive electrodes 2 may be alternately arranged so that one end is the positive electrode 2 and the other end is the negative electrode 3. In such a case, the connection between the electrodes may be in parallel or in series.

図3は、実施形態に係るフロー電池1の機能的構成を示すブロック図である。フロー電池1は、上述のガス検知部22と、制御装置30と、スイッチS1〜S5とに加えて、電圧検出部23と、クーロン効率算出部24とを有する。   FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the flow battery 1 according to the embodiment. The flow battery 1 has a voltage detection unit 23 and a coulomb efficiency calculation unit 24 in addition to the gas detection unit 22 described above, the control device 30, and the switches S1 to S5.

ガス検知部22は、充電時に筐体17の内部で発生する酸素や水素などのガスを検知して、かかるガス検知の情報を制御部31に送信する。電圧検出部23は、フロー電池1のプラス端子20とマイナス端子21との間の電圧(以下、「端子間電圧」とも呼称する。)を検出して、かかる端子間電圧の情報を制御部31に送信する。クーロン効率算出部24は、フロー電池1における充電電気量と放電容量とをそれぞれモニタリングして、かかる充電電気量に対する放電容量の比率であるクーロン効率を算出し、算出されたクーロン効率の情報を制御部31に送信する。   The gas detection unit 22 detects a gas such as oxygen or hydrogen generated inside the housing 17 at the time of charging, and transmits information on the gas detection to the control unit 31. The voltage detection unit 23 detects a voltage between the plus terminal 20 and the minus terminal 21 of the flow battery 1 (hereinafter, also referred to as “inter-terminal voltage”), and controls the information on the inter-terminal voltage. Send to The coulomb efficiency calculation unit 24 monitors the charge amount and the discharge capacity of the flow battery 1 respectively, calculates the coulomb efficiency which is the ratio of the discharge capacity to the charge amount, and controls the information of the calculated coulomb efficiency Send to section 31.

制御部31は、ガス検知部22、電圧検出部23およびクーロン効率算出部24から送られてくる各種情報と、記憶部32に記憶される各種の設定情報とに基づいて、スイッチS1〜S5のON/OFFを制御する。また、制御部31は、端末100からの指示に基づいて、スイッチS1〜S5のON/OFFを制御することができる。   The control unit 31 controls the switches S1 to S5 based on various information sent from the gas detection unit 22, the voltage detection unit 23, and the coulomb efficiency calculation unit 24 and various setting information stored in the storage unit 32. Control ON / OFF. Also, the control unit 31 can control ON / OFF of the switches S1 to S5 based on an instruction from the terminal 100.

つづいて、実施形態に係るフロー電池1における各種処理の詳細について、図4〜図7を参照しながら説明する。図4は、実施形態に係る充電モードにおける正極2、負極3および亜鉛板10の間の接続状態について説明する図である。制御部31は、端末100を介してフロー電池1に充電するよう指示があった場合に、図4に示すように、スイッチS1およびS5をONにするとともに、スイッチS2〜S4をOFFにする。これにより、正極2がプラス端子20に接続されるとともに負極3がマイナス端子21に接続されて、フロー電池1が充電される。この充電モードは、例えば、フロー電池1の充電量を使い切った場合や、昼間にソーラーパネルからの余剰電力でフロー電池1に充電する場合、夜間に夜間電気料金でフロー電池1に充電する場合などに実施される。   Then, the detail of the various processes in the flow battery 1 which concerns on embodiment is demonstrated, referring FIGS. 4-7. FIG. 4 is a diagram for explaining a connection state between the positive electrode 2, the negative electrode 3 and the zinc plate 10 in the charge mode according to the embodiment. When instructed to charge the flow battery 1 through the terminal 100, the control unit 31 turns on the switches S1 and S5 and turns off the switches S2 to S4 as shown in FIG. As a result, the positive electrode 2 is connected to the positive terminal 20 and the negative electrode 3 is connected to the negative terminal 21 to charge the flow battery 1. In this charge mode, for example, when the charge amount of the flow battery 1 is used up, when charging the flow battery 1 with surplus power from the solar panel in the daytime, charging the flow battery 1 with night electricity charge in the nighttime, etc. To be implemented.

図5は、実施形態に係る放電モードにおける正極2、負極3および亜鉛板10の間の接続状態について説明する図である。制御部31は、端末100を介してフロー電池1から放電するよう指示があった場合に、図5に示すように、スイッチS2およびS4をONにするとともに、スイッチS1,S3およびS5をOFFにする。これにより、正極2がマイナス端子21に接続されるとともに負極3がプラス端子20に接続されて、フロー電池1から放電される。   FIG. 5 is a view for explaining a connection state between the positive electrode 2, the negative electrode 3 and the zinc plate 10 in the discharge mode according to the embodiment. When instructed to discharge the flow battery 1 through the terminal 100, the controller 31 turns on the switches S2 and S4 and turns off the switches S1, S3 and S5 as shown in FIG. Do. As a result, the positive electrode 2 is connected to the negative terminal 21 and the negative electrode 3 is connected to the positive terminal 20, and the flow battery 1 is discharged.

図6は、実施形態に係る特別充電モードにおける正極2、負極3および亜鉛板10の間の接続状態について説明する図である。かかる「特別充電モード」とは、フロー電池1が充電されている際に所定の条件を満たした場合に、充電モードから切り替わって実施される動作モードである。具体的には、電圧検出部23により検出される端子間電圧が所定の充電上限電圧(例えば、2.1V)を超えた場合や、ガス検知部22によって筐体17の内部でガスが発生したことが検知された場合に、充電モードから特別充電モードに切り替わる。   FIG. 6 is a view for explaining a connection state between the positive electrode 2, the negative electrode 3 and the zinc plate 10 in the special charge mode according to the embodiment. The “special charge mode” is an operation mode which is switched from the charge mode and implemented when the predetermined condition is satisfied while the flow battery 1 is being charged. Specifically, when the voltage between terminals detected by the voltage detection unit 23 exceeds a predetermined charging upper limit voltage (for example, 2.1 V), or the gas detection unit 22 generates gas inside the housing 17 When charging is detected, the charging mode is switched to the special charging mode.

制御部31は、充電モードの際に、端子間電圧が充電上限電圧を超えた場合や、筐体17の内部でガスが発生した場合に、図6に示すように、スイッチS3およびS5をONにするとともに、スイッチS1,S2およびS4をOFFにする。これにより、亜鉛板10がプラス端子20に接続されるとともに、負極3がマイナス端子21に接続される。   The control unit 31 turns on the switches S3 and S5 as shown in FIG. 6 when the voltage between terminals exceeds the charge upper limit voltage in the charge mode or when gas is generated inside the housing 17. Switches S1, S2 and S4 are turned off. Thereby, the zinc plate 10 is connected to the plus terminal 20, and the negative electrode 3 is connected to the minus terminal 21.

このように、特別充電モードでは、端子間電圧が充電上限電圧を超えた場合や筐体17の内部でガスが発生した場合など、充電時に正極2がダメージを受けるような場合に、正極2に対する正電圧の印加を停止させることによって、正極2を保護することができる。さらに、特別充電モードでは、亜鉛板10に正電圧が印加されていることから、亜鉛板10に含まれる亜鉛を電解液6中に効率よく溶解させることができる。   As described above, in the special charging mode, the positive electrode 2 is damaged during charging, for example, when the voltage between terminals exceeds the charging upper limit voltage or when gas is generated inside the housing 17. The positive electrode 2 can be protected by stopping the application of the positive voltage. Furthermore, in the special charging mode, since a positive voltage is applied to the zinc plate 10, zinc contained in the zinc plate 10 can be efficiently dissolved in the electrolyte solution 6.

なお、端子間電圧が充電上限電圧を超えて特別充電モードに切り替わった場合、フロー電池1に接続される図示しないパワーコンディショナー(以下、「PCS」と呼称する。)が充電上限電圧を超えたことを検知して、かかるPCSがフロー電池1への充電を停止するまで特別充電モードが実施される。また、筐体17の内部でガスが発生して特別充電モードに切り替わった場合、負極3の残り充電量がゼロ(すなわち、負極3の充電量が100%)になるまで特別充電モードが実施される。かかる残り充電量とは、負極3の全容量から、特別充電モード開始時の負極3の容量を引いた値である。   In addition, when the voltage between terminals exceeds the charge upper limit voltage and it switches to the special charge mode, the power conditioner (it calls "PCS" hereafter) connected to the flow battery 1 exceeds the charge upper limit voltage. And the special charge mode is implemented until the PCS stops charging the flow battery 1. Further, when gas is generated inside the housing 17 and switched to the special charge mode, the special charge mode is implemented until the remaining charge amount of the negative electrode 3 becomes zero (that is, the charge amount of the negative electrode 3 becomes 100%). Ru. The remaining charge amount is a value obtained by subtracting the capacity of the negative electrode 3 at the start of the special charge mode from the total capacity of the negative electrode 3.

図7は、実施形態に係る特別放電モードにおける正極2、負極3および亜鉛板10の間の接続状態について説明する図である。かかる「特別放電モード」とは、フロー電池1が放電されている際に所定の条件を満たした場合に、放電モードから切り替わって実施される動作モードである。具体的には、電圧検出部23により検出される端子間電圧が所定の放電下限電圧(例えば、1.2V)以下になった場合や、フロー電池1のクーロン効率が所定のしきい値(例えば、80%)以下になった場合に、放電モードから特別放電モードに切り替わる。   FIG. 7 is a view for explaining a connection state between the positive electrode 2, the negative electrode 3 and the zinc plate 10 in the special discharge mode according to the embodiment. The “special discharge mode” is an operation mode which is switched from the discharge mode and executed when the flow battery 1 is discharged and the predetermined condition is satisfied. Specifically, when the voltage between terminals detected by the voltage detection unit 23 becomes equal to or lower than a predetermined discharge lower limit voltage (for example, 1.2 V) or the coulombic efficiency of the flow battery 1 is a predetermined threshold (for example, , 80%) or less, the discharge mode is switched to the special discharge mode.

制御部31は、放電モードの際に、端子間電圧が放電下限電圧以下になった場合や、クーロン効率が所定のしきい値以下になった場合に、図7に示すように、スイッチS3およびS4をONにするとともに、スイッチS1,S2およびS5をOFFにする。これにより、亜鉛板10がプラス端子20に接続されるとともに、正極2がマイナス端子21に接続される。   In the discharge mode, as shown in FIG. 7, the control unit 31 performs the switch S3 and the switch S3 as shown in FIG. 7 when the inter-terminal voltage becomes lower than the discharge lower limit voltage or when the coulomb efficiency becomes lower than a predetermined threshold S4 is turned ON, and switches S1, S2 and S5 are turned OFF. Thereby, the zinc plate 10 is connected to the plus terminal 20, and the positive electrode 2 is connected to the minus terminal 21.

このように、特別放電モードでは、端子間電圧が放電下限電圧以下になり、フロー電池1が過放電状態になった場合に、負極3に対する正電圧の印加を停止させることによって、負極3を保護することができる。また、特別放電モードでは、クーロン効率が所定のしきい値以下になり、正極2のリフレッシュ動作が求められる場合に、正極2に対して負電圧を印加することによって、正極2をリフレッシュすることができる。さらに、特別放電モードでは、亜鉛板10に正電圧が印加されていることから、亜鉛板10に含まれる亜鉛を電解液6中に効率よく溶解させることができる。   Thus, in the special discharge mode, when the voltage across the terminals becomes equal to or lower than the discharge lower limit voltage and the flow battery 1 is in the overdischarge state, the negative electrode 3 is protected by stopping the application of the positive voltage to the negative electrode 3 can do. Further, in the special discharge mode, when the coulomb efficiency becomes equal to or less than a predetermined threshold value and the refresh operation of the positive electrode 2 is required, the positive electrode 2 can be refreshed by applying a negative voltage to the positive electrode 2 it can. Furthermore, in the special discharge mode, since a positive voltage is applied to the zinc plate 10, zinc contained in the zinc plate 10 can be efficiently dissolved in the electrolytic solution 6.

なお、端子間電圧が放電下限電圧以下になって特別放電モードに切り替わった場合、放電下限電圧以下になったことをフロー電池1に付属するPCSが検知して、かかるPCSがフロー電池1からの放電を停止するまで特別放電モードが実施される。また、クーロン効率が所定のしきい値以下になって特別放電モードに切り替わった場合、正極2のリフレッシュ動作が完了するまで特別放電モードが実施される。なお、かかる正極2のリフレッシュ動作は、例えば、以下の式(1)で算出される放電時間の間行われる。
放電時間(h)=正極2の全容量(Ah)×1.6/放電電流(A) ・・(1)
When the inter-terminal voltage becomes lower than the discharge lower limit voltage and switched to the special discharge mode, the PCS attached to the flow battery 1 detects that the discharge lower limit voltage becomes lower than the discharge lower limit voltage, and the PCS from the flow battery 1 The special discharge mode is implemented until the discharge is stopped. In addition, when the coulombic efficiency becomes lower than a predetermined threshold and the special discharge mode is switched, the special discharge mode is implemented until the refresh operation of the positive electrode 2 is completed. The refresh operation of the positive electrode 2 is performed, for example, during the discharge time calculated by the following equation (1).
Discharge time (h) = total capacity of positive electrode 2 (Ah) × 1.6 / discharge current (A) ··· (1)

図8は、実施形態に係るプラス端子20側の論理回路の一例を示した図であり、図9は、実施形態に係るマイナス端子21側の論理回路の一例を示した図である。実施形態では、例えば、図8および図9に示した論理回路により、図10に示すように、上述の各種動作モードにおけるスイッチS1〜S5のON/OFFを制御することができる。図10は、実施形態に係る各種動作モードと複数のスイッチS1〜S5のON/OFFとの関係を示した図であり、「0」が非動作(スイッチOFF)を表し、「1」が動作(スイッチON)を表している。   FIG. 8 is a diagram showing an example of the logic circuit on the plus terminal 20 side according to the embodiment, and FIG. 9 is a diagram showing an example of the logic circuit on the minus terminal 21 side according to the embodiment. In the embodiment, for example, as shown in FIG. 10, ON / OFF of the switches S1 to S5 in the various operation modes described above can be controlled by the logic circuits shown in FIGS. 8 and 9. FIG. 10 is a diagram showing the relationship between various operation modes and the ON / OFF of the plurality of switches S1 to S5 according to the embodiment, where "0" represents non-operation (switch OFF) and "1" represents operation. (Switch ON) is shown.

なお、実施形態において、亜鉛板10の表面は、粗くてもよいし粗くなくてもよい。例えば、亜鉛板10の表面を粗くした場合は、亜鉛板10に含まれる亜鉛を電解液6中にさらに効率よく溶解させることができる。また、亜鉛板10の表面を粗くしない場合は、特別充電モードや特別放電モードにおいて、亜鉛板10に含まれる亜鉛が過剰に電解液6中に溶解することを抑制することができる。   In the embodiment, the surface of the zinc plate 10 may be rough or not. For example, when the surface of the zinc plate 10 is roughened, the zinc contained in the zinc plate 10 can be more efficiently dissolved in the electrolytic solution 6. When the surface of the zinc plate 10 is not roughened, excessive dissolution of zinc contained in the zinc plate 10 in the electrolyte 6 can be suppressed in the special charge mode or the special discharge mode.

<充放電時に実行する処理の詳細>
つづいて、図11および図12を参照しながら、実施形態に係るフロー電池1が充放電時に実行する処理の詳細について説明する。図11は、実施形態に係るフロー電池1が充電時に実行する処理の処理手順を示すフローチャートである。
<Details of processing to be performed during charge and discharge>
Subsequently, the details of the process executed by the flow battery 1 according to the embodiment at the time of charge and discharge will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. 11 is a flowchart showing a processing procedure of processing executed by the flow battery 1 at the time of charging according to the embodiment.

制御部31は、端末100を介してフロー電池1に充電するよう指示があった場合に、動作モードを充電モードに設定することにより、フロー電池1の充電を開始する(ステップS101)。かかる充電モードでは、例えば、図4に示したように、スイッチS1およびS5をONにするとともにスイッチS2〜S4をOFFにして、正極2をプラス端子20に接続するとともに、負極3をマイナス端子21に接続する。   When instructed to charge the flow battery 1 through the terminal 100, the control unit 31 sets the operation mode to the charge mode to start charging the flow battery 1 (step S101). In this charge mode, for example, as shown in FIG. 4, the switches S1 and S5 are turned on and the switches S2 to S4 are turned off to connect the positive electrode 2 to the positive terminal 20 and the negative electrode 3 to the negative terminal 21. Connect to

次に、制御部31は、電圧検出部23から送られる情報に基づいて、端子間電圧が所定の充電上限電圧を越えたか否かを判定する(ステップS102)。そして、端子間電圧が所定の充電上限電圧を越えていない場合(ステップS102,No)、制御部31は、ガス検知部22から送られる情報に基づいて、筐体17内でガスが発生したか否かを判定する(ステップS103)。そして、筐体17内でガスが発生していない場合(ステップS103,No)、制御部31は、充電が完了したか否かを判定する(ステップS104)。そして、端末100からの充電終了の指示や、正極2および負極3の残り充電量がゼロになるなどして充電が完了した場合(ステップS104,Yes)、充電モードを終了して(ステップS105)、充電時における処理を終了する。一方で、充電が完了していない場合(ステップS104,No)、ステップS102の処理に戻る。   Next, based on the information sent from the voltage detection unit 23, the control unit 31 determines whether or not the inter-terminal voltage exceeds a predetermined charging upper limit voltage (step S102). Then, if the inter-terminal voltage does not exceed the predetermined charging upper limit voltage (step S102, No), the control unit 31 determines whether gas is generated in the housing 17 based on the information sent from the gas detection unit 22 It is determined whether or not it is (step S103). When no gas is generated in the housing 17 (step S103, No), the control unit 31 determines whether the charging is completed (step S104). When the charging is completed by an instruction to finish charging from terminal 100 or when the remaining charge amount of positive electrode 2 and negative electrode 3 becomes zero (step S104, Yes), the charging mode is ended (step S105). , End the processing at the time of charging. On the other hand, if the charging is not completed (No at Step S104), the process returns to Step S102.

また、端子間電圧が所定の充電上限電圧を越えている場合(ステップS102,Yes)、制御部31は、動作モードを特別充電モードに変更する(ステップS106)。かかる特別充電モードでは、図6に示したように、スイッチS3およびS5をONにするとともにスイッチS1,S2およびS4をOFFにして、亜鉛板10をプラス端子20に接続するとともに、負極3をマイナス端子21に接続する。次に、制御部31は、PCSからの電力供給が停止されたか否かを判定し(ステップS107)、PCSからの電力供給が停止された場合(ステップS107,Yes)、特別充電モードを終了して(ステップS108)、充電時における処理を終了する。また、PCSからの電力供給が停止されていない場合(ステップS107,No)、ステップS107の処理をくり返す。   When the inter-terminal voltage exceeds the predetermined charging upper limit voltage (Yes in step S102), the control unit 31 changes the operation mode to the special charging mode (step S106). In this special charging mode, as shown in FIG. 6, the switches S3 and S5 are turned on and the switches S1, S2 and S4 are turned off to connect the zinc plate 10 to the positive terminal 20 and to set the negative electrode 3 negative. Connect to terminal 21. Next, the control unit 31 determines whether the power supply from the PCS is stopped (step S107), and when the power supply from the PCS is stopped (step S107, Yes), the special charging mode is ended. Then (step S108), the processing at the time of charging ends. If the power supply from the PCS is not stopped (No at Step S107), the process at Step S107 is repeated.

さらに、筐体17内でガスが発生している場合(ステップS103,Yes)、制御部31は、動作モードを特別充電モードに変更する(ステップS109)。次に、制御部31は、負極3の残り充電量がゼロになったか否かを判定し(ステップS110)、負極3の残り充電量がゼロになった場合(ステップS110,Yes)、特別充電モードを終了して(ステップS108)、充電時における処理を終了する。また、負極3の残り充電量がゼロになっていない場合(ステップS110,No)、ステップS110の処理をくり返す。   Furthermore, when gas is generated in the housing 17 (step S103, Yes), the control unit 31 changes the operation mode to the special charging mode (step S109). Next, the control unit 31 determines whether or not the remaining charge amount of the negative electrode 3 has become zero (step S110). If the remaining charge amount of the negative electrode 3 has become zero (step S110, Yes), the special charging is performed. The mode is ended (step S108), and the processing at the time of charging is ended. Moreover, when the remaining charge amount of the negative electrode 3 is not zero (step S110, No), the process of step S110 is repeated.

図12は、実施形態に係るフロー電池1が放電時に実行する処理の処理手順を示すフローチャートである。   FIG. 12 is a flowchart showing a processing procedure of processing executed by the flow battery 1 at the time of discharge according to the embodiment.

制御部31は、端末100を介してフロー電池1から放電するよう指示があった場合に、動作モードを放電モードに設定することにより、フロー電池1からの放電を開始する(ステップS201)。かかる放電モードでは、例えば、図5に示したように、スイッチS2およびS4をONにするとともにスイッチS1,S3およびS5をOFFにして、負極3をプラス端子20に接続するとともに、正極2をマイナス端子21に接続する。   When instructed to discharge the flow battery 1 through the terminal 100, the control unit 31 sets the operation mode to the discharge mode to start discharging the flow battery 1 (step S201). In the discharge mode, for example, as shown in FIG. 5, the switches S2 and S4 are turned on and the switches S1, S3 and S5 are turned off to connect the negative electrode 3 to the positive terminal 20 and also to negative electrode 2 Connect to terminal 21.

次に、制御部31は、電圧検出部23から送られる情報に基づいて、端子間電圧が所定の放電下限電圧以下であるか否かを判定する(ステップS202)。そして、端子間電圧が所定の放電下限電圧以下でない場合(ステップS202,No)、制御部31は、クーロン効率算出部24から送られる情報に基づいて、フロー電池1のクーロン効率が所定のしきい値以下であるか否かを判定する(ステップS203)。そして、フロー電池1のクーロン効率が所定のしきい値以下でない場合(ステップS203,No)、制御部31は、放電が完了したか否かを判定する(ステップS204)。そして、端末100からの放電終了の指示や、正極2または負極3の容量がゼロになるなどして、放電が完了した場合(ステップS204,Yes)、放電モードを終了して(ステップS205)、放電時における処理を終了する。一方で、放電が完了していない場合(ステップS204,No)、ステップS202の処理に戻る。   Next, based on the information sent from the voltage detection unit 23, the control unit 31 determines whether the inter-terminal voltage is less than or equal to a predetermined discharge lower limit voltage (step S202). When the inter-terminal voltage is not lower than the predetermined discharge lower limit voltage (No in step S202), the control unit 31 determines that the coulombic efficiency of the flow battery 1 is a predetermined threshold based on the information sent from the coulombic efficiency calculator 24. It is determined whether it is less than or equal to the value (step S203). Then, when the coulombic efficiency of the flow battery 1 is not equal to or less than the predetermined threshold (No in step S203), the control unit 31 determines whether the discharge is completed (step S204). Then, when the discharge is completed due to an instruction to end the discharge from the terminal 100 or the capacity of the positive electrode 2 or the negative electrode 3 becomes zero (step S204, Yes), the discharge mode is ended (step S205), End the processing at the time of discharge. On the other hand, when the discharge is not completed (step S204, No), the process returns to the process of step S202.

また、端子間電圧が所定の放電下限電圧以下である場合(ステップS202,Yes)、制御部31は、動作モードを特別放電モードに変更する(ステップS206)。かかる特別放電モードでは、図7に示したように、スイッチS3およびS4をONにするとともにスイッチS1,S2およびS5をOFFにして、亜鉛板10をプラス端子20に接続するとともに、正極2をマイナス端子21に接続する。次に、制御部31は、PCSを介した外部への放電が停止されたか否かを判定し(ステップS207)、PCSを介した外部への放電が停止された場合(ステップS207,Yes)、特別放電モードを終了して(ステップS208)、放電時における処理を終了する。また、PCSを介した外部への放電が停止されていない場合(ステップS207,No)、ステップS207の処理をくり返す。   If the inter-terminal voltage is less than or equal to the predetermined discharge lower limit voltage (Yes at step S202), the control unit 31 changes the operation mode to the special discharge mode (step S206). In the special discharge mode, as shown in FIG. 7, the switches S3 and S4 are turned on and the switches S1, S2 and S5 are turned off to connect the zinc plate 10 to the positive terminal 20 and to cut the positive electrode 2 negative. Connect to terminal 21. Next, the control unit 31 determines whether discharge to the outside through the PCS is stopped (step S207), and discharge to the outside through the PCS is stopped (step S207, Yes), The special discharge mode is ended (step S208), and the processing at the time of discharge is ended. When the discharge to the outside through the PCS is not stopped (No at step S207), the process at step S207 is repeated.

さらに、クーロン効率が所定のしきい値以下である場合(ステップS203,Yes)、制御部31は、動作モードを特別充電モードに変更する(ステップS209)。次に、制御部31は、正極2のリフレッシュ動作が完了したか否かを判定し(ステップS210)、正極2のリフレッシュ動作が完了した場合(ステップS210,Yes)、特別放電モードを終了して(ステップS208)、放電時における処理を終了する。また、正極2のリフレッシュ動作が完了していない場合(ステップS210,No)、ステップS210の処理をくり返す。   Furthermore, when the coulomb efficiency is equal to or less than the predetermined threshold (Yes at step S203), the control unit 31 changes the operation mode to the special charging mode (step S209). Next, control unit 31 determines whether or not the refresh operation of positive electrode 2 is completed (step S210). When the refresh operation of positive electrode 2 is completed (step S210, Yes), the special discharge mode is ended. (Step S208), the processing at the time of discharge ends. When the refresh operation of the positive electrode 2 is not completed (No at step S210), the process at step S210 is repeated.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、上記した実施形態では、電解液6中に粉末7が混在されているとして説明したが、これに限らず、粉末7を有しなくてもよい。かかる場合、亜鉛板10が含有する負極活物質を増量するとよい。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible unless it deviates from the meaning. For example, in the embodiment described above, the powder 7 is described as being mixed in the electrolytic solution 6, but the present invention is not limited to this, and the powder 7 may not be included. In such a case, the amount of the negative electrode active material contained in the zinc plate 10 may be increased.

また、上記した実施形態では、隔膜4,5は正極2の厚み方向の両側を挟むように配置されるとして説明したが、これに限らず、正極2と負極3との間に配置されていればよく、また、正極2を被覆していてもよい。   In the above-described embodiment, the diaphragms 4 and 5 are described as being disposed so as to sandwich the both sides in the thickness direction of the positive electrode 2. However, the present invention is not limited thereto, and may be disposed between the positive electrode 2 and the negative electrode 3 In addition, the positive electrode 2 may be coated.

なお、供給部14は、常時動作させてもよいが、電力消費を低減する観点から、放電時には充電時よりも気体の供給レートを低下させてもよい。   Although the supply unit 14 may be operated at all times, from the viewpoint of reducing power consumption, the supply rate of gas may be reduced during discharge rather than during charge.

また、上記した実施形態では、発生部9で気泡8を発生させることにより電解液6を筐体17の内部で流動させていたが、電解液6を筐体17の内部で流動させる方法はこの方法に限られない。   Further, in the above-described embodiment, the electrolytic solution 6 is made to flow inside the housing 17 by generating the bubbles 8 at the generating portion 9, but the method of making the electrolytic solution 6 flow inside the housing 17 is this It is not limited to the method.

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。   Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Thus, the broader aspects of the invention are not limited to the specific details and representative embodiments represented and described above. Accordingly, various modifications may be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.

1 フロー電池
2,2A,2B 正極
3,3A,3B,3C 負極
4,5 隔膜
6 電解液
7 粉末
8 気泡
9 発生部
9a 吐出口
10,10A,10B 亜鉛板
14 供給部
17 筐体
18 上板
20 プラス端子
21 マイナス端子
22 ガス検知部
23 電圧検出部
24 クーロン効率算出部
30 制御装置
31 制御部
32 記憶部
S1〜S5 スイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 flow battery 2, 2A, 2B positive electrode 3, 3A, 3B, 3C negative electrode 4, 5 diaphragm 6 electrolyte solution 7 powder 8 bubbles 9 generation | occurrence | production part 9a discharge port 10, 10A, 10B zinc plate 14 supply part 17 housing 18 upper plate Reference Signs List 20 plus terminal 21 minus terminal 22 gas detection unit 23 voltage detection unit 24 coulomb efficiency calculation unit 30 control device 31 control unit 32 storage unit S1 to S5 switch

Claims (7)

正極および負極と、
前記正極および前記負極に接触する電解液と、
前記電解液を流動させる流動装置と、
前記電解液に浸漬される亜鉛板と
を備えることを特徴とするフロー電池。
Positive electrode and negative electrode,
An electrolytic solution contacting the positive electrode and the negative electrode;
A flow device for flowing the electrolyte;
And a zinc plate to be immersed in the electrolytic solution.
プラス端子およびマイナス端子と、
充電および放電を制御する制御部とをさらに備え、
前記制御部は、前記亜鉛板を前記プラス端子に接続することを特徴とする請求項1に記載のフロー電池。
Plus and minus terminals,
And a controller for controlling charging and discharging,
The flow battery according to claim 1, wherein the control unit connects the zinc plate to the positive terminal.
前記制御部は、充電時に前記プラス端子と前記マイナス端子との間の電圧が充電上限電圧を超えた場合または内部でガスが発生した場合に、前記亜鉛板を前記プラス端子に接続し、前記負極を前記マイナス端子に接続することを特徴とする請求項2に記載のフロー電池。   The control unit connects the zinc plate to the positive terminal when the voltage between the positive terminal and the negative terminal exceeds the charging upper limit voltage during charging, or when the gas is generated inside, and the negative electrode is the negative electrode. The flow battery according to claim 2, wherein the flow cell is connected to the negative terminal. 前記制御部は、放電時に前記プラス端子と前記マイナス端子との間の電圧が放電下限電圧以下になった場合またはクーロン効率が所定のしきい値以下になった場合に、前記亜鉛板を前記プラス端子に接続し、前記正極を前記マイナス端子に接続することを特徴とする請求項2または3に記載のフロー電池。   The control unit is configured to set the zinc plate to a positive value when the voltage between the positive terminal and the negative terminal becomes equal to or lower than a discharge lower limit voltage during discharge, or when the coulomb efficiency becomes equal to or lower than a predetermined threshold. The flow battery according to claim 2, wherein the flow battery is connected to a terminal and the positive electrode is connected to the negative terminal. 前記流動装置は、前記電解液中に気泡を発生させる発生部を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のフロー電池。   The flow battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the flow device includes a generation unit that generates a bubble in the electrolytic solution. 前記負極は、前記正極を挟んで向かい合う第1負極および第2負極を含み、
前記気泡は、前記第1負極と前記正極との間、および前記正極と前記第2負極との間を浮上し、
前記電解液は、前記電解液を収容する筐体の第1内壁と前記第1負極との間、および前記第1内壁と向かい合う前記筐体の第2内壁と前記第2負極との間を下降することを特徴とする請求項5に記載のフロー電池。
The negative electrode includes a first negative electrode and a second negative electrode facing each other with the positive electrode interposed therebetween,
The air bubbles float between the first negative electrode and the positive electrode, and between the positive electrode and the second negative electrode.
The electrolytic solution descends between a first inner wall and a first negative electrode of a case containing the electrolytic solution, and between a second inner wall of the case facing the first inner wall and the second negative electrode. The flow battery according to claim 5, characterized in that:
亜鉛を含み、前記電解液中を移動可能に混在する粉末
をさらに備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載のフロー電池。
The flow battery according to any one of claims 1 to 6, further comprising: a powder containing zinc and movably mixed in the electrolyte.
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