JP2569310B2 - 電解液循環型２次電池 - Google Patents
電解液循環型２次電池Info
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
- H01M8/0273—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes with sealing or supporting means in the form of a frame
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- H—ELECTRICITY
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- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、正極と負極の間に隔膜を設けてなる単電
池を双極板を介して複数個積み重ねた多段接続型の電解
液循環型２次電池に関するものであり、特に正極および
負極の周囲に設けられる枠部材が改良された電解液循環
型２次電池に関するものである。
池を双極板を介して複数個積み重ねた多段接続型の電解
液循環型２次電池に関するものであり、特に正極および
負極の周囲に設けられる枠部材が改良された電解液循環
型２次電池に関するものである。
［従来の技術］ 電解液循環型２次電池としては、たとえばレドックス
フロー電池が知られている。この種のレドックスフロー
電池では、流通型電解セルを用いており、電極活物質を
含む電解液が、電解液タンクと流通型電解セルとの間を
循環して充放電が行なわれる。電解液としては、たとえ
ば塩酸が用いられ、電極活物質としては、たとえばFeCl
2およびCrCl3などが用いられている。
フロー電池が知られている。この種のレドックスフロー
電池では、流通型電解セルを用いており、電極活物質を
含む電解液が、電解液タンクと流通型電解セルとの間を
循環して充放電が行なわれる。電解液としては、たとえ
ば塩酸が用いられ、電極活物質としては、たとえばFeCl
2およびCrCl3などが用いられている。
レドックスフロー電池は、特に電力貯蔵用２次電池と
して開発が進められており、その発生電圧を高める必要
があるため、単電池を直列に接続した多段接続型のもの
が提唱されている。
して開発が進められており、その発生電圧を高める必要
があるため、単電池を直列に接続した多段接続型のもの
が提唱されている。
第６図に、従来の多段接続型のレドックスフロー電池
の単電池構造を分解斜視図で示す。第６図において、隔
膜３の両側には、正極２および負極４が位置しており、
これらは双極板1,5により挾持されている。正極２の周
囲には正極枠部材32が設けられており、同様に負極４の
周囲にも負極枠部材33が設けられている。また、双極板
1,5の周囲にも、双極板枠部材31,34がそれぞれ設けられ
ている。正極枠部材32および負極枠部材33には、それぞ
れ貫通孔11b,12b,13b,14b、および貫通孔11d,12d,13d,1
4dがそれぞれ穿設されている。双極板枠部材31,34にも
それぞれ、貫通孔11a,12a,13a,14a、および貫通孔11e,1
2e,13e,14eがそれぞれ穿設されている。また、隔膜３の
対応する位置にも、貫通孔11c,12c,13c,14cが穿設され
ている。これらの貫通孔は、単電池を積み重ねた際、電
解液が流れるマニホールド部11,12,13,14をそれぞれ形
成する。
の単電池構造を分解斜視図で示す。第６図において、隔
膜３の両側には、正極２および負極４が位置しており、
これらは双極板1,5により挾持されている。正極２の周
囲には正極枠部材32が設けられており、同様に負極４の
周囲にも負極枠部材33が設けられている。また、双極板
1,5の周囲にも、双極板枠部材31,34がそれぞれ設けられ
ている。正極枠部材32および負極枠部材33には、それぞ
れ貫通孔11b,12b,13b,14b、および貫通孔11d,12d,13d,1
4dがそれぞれ穿設されている。双極板枠部材31,34にも
それぞれ、貫通孔11a,12a,13a,14a、および貫通孔11e,1
2e,13e,14eがそれぞれ穿設されている。また、隔膜３の
対応する位置にも、貫通孔11c,12c,13c,14cが穿設され
ている。これらの貫通孔は、単電池を積み重ねた際、電
解液が流れるマニホールド部11,12,13,14をそれぞれ形
成する。
双極板枠部材31には、正極２に電解液を供給するた
め、貫通孔12aに通じるスリット部22、および貫通孔13a
に通じるスリット部23が形成されている。同様に双極板
枠部材34にも、負極４に電解液を供給するため、貫通孔
11eに通じるスリット部21、および貫通孔14eに通じるス
リット部24がそれぞれ形成されている。
め、貫通孔12aに通じるスリット部22、および貫通孔13a
に通じるスリット部23が形成されている。同様に双極板
枠部材34にも、負極４に電解液を供給するため、貫通孔
11eに通じるスリット部21、および貫通孔14eに通じるス
リット部24がそれぞれ形成されている。
一般に、正極２および負極４としてはカーボンクロス
が用いられており、正極枠部材32および負極枠部材33と
してはゴムが用いられている。また、双極板1,5として
はグラファイト板が一般に用いられており、双極板枠部
材31,34としてはポリ塩化ビニール板が一般に用いられ
ている。単電池を積み重ねた際、正極枠部材32および負
極枠部材33は、それぞれ隔膜および双極板枠部材と密着
して、電解液が外部に漏れるのを防止する役割を果た
す。
が用いられており、正極枠部材32および負極枠部材33と
してはゴムが用いられている。また、双極板1,5として
はグラファイト板が一般に用いられており、双極板枠部
材31,34としてはポリ塩化ビニール板が一般に用いられ
ている。単電池を積み重ねた際、正極枠部材32および負
極枠部材33は、それぞれ隔膜および双極板枠部材と密着
して、電解液が外部に漏れるのを防止する役割を果た
す。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような単電池を多数積み重ねて両
側から締め付けると、両端部の単電池での締め付けが中
央部の単電池よりも大きくなる傾向にあった。したがっ
て、各単電池での締め付け力が均等ではなくなり、正極
枠部材および負極枠部材にかかる力は各単電池ごとに相
違していた。正極枠部材および負極枠部材は、ゴム弾性
を有するため、単電池を締め付ける力が異なると、正極
や負極であるカーボンクロスへの押圧の具合も異なり、
その結果、正極や負極であるカーボンクロスの厚みが各
電池で相違し、その特性にばらつきを生じるという問題
点があった。
側から締め付けると、両端部の単電池での締め付けが中
央部の単電池よりも大きくなる傾向にあった。したがっ
て、各単電池での締め付け力が均等ではなくなり、正極
枠部材および負極枠部材にかかる力は各単電池ごとに相
違していた。正極枠部材および負極枠部材は、ゴム弾性
を有するため、単電池を締め付ける力が異なると、正極
や負極であるカーボンクロスへの押圧の具合も異なり、
その結果、正極や負極であるカーボンクロスの厚みが各
電池で相違し、その特性にばらつきを生じるという問題
点があった。
また、一部の正極枠部材や負極枠部材のみに締め付け
力が強くかかると、パッキング部などにおいて変形を生
じ電解液が外部へ漏れるおそれも生じた。
力が強くかかると、パッキング部などにおいて変形を生
じ電解液が外部へ漏れるおそれも生じた。
それゆえに、この発明の目的は、外部への電解液の漏
れが有効に防止され、かつ各単電池の電極の厚みを所定
の厚みに設定することのできる電解液循環型２次電池を
提供することにある。
れが有効に防止され、かつ各単電池の電極の厚みを所定
の厚みに設定することのできる電解液循環型２次電池を
提供することにある。
［問題点を解決するための手段］ この発明の電解液循環型２次電池では、正極および負
極の周囲に、外部への電解液の漏れを防止するための弾
性枠部材と、単電池の両側に位置する双極板を所定の間
隔に保持するための間隔保持枠部材とをそれぞれ配置し
ている。
極の周囲に、外部への電解液の漏れを防止するための弾
性枠部材と、単電池の両側に位置する双極板を所定の間
隔に保持するための間隔保持枠部材とをそれぞれ配置し
ている。
［作用］ 弾性枠部材は、ゴム弾性を有するため、双極板枠部材
および隔膜と密着するように接し、電解液の外部への漏
れを防止する。
および隔膜と密着するように接し、電解液の外部への漏
れを防止する。
間隔保持枠部材は、ゴム弾性を有さず、単電池を積み
重ねて締め付けた際、単電池の両側に位置する双極板の
間隔が所定の間隔より小さくならないように各双極板を
支持する。
重ねて締め付けた際、単電池の両側に位置する双極板の
間隔が所定の間隔より小さくならないように各双極板を
支持する。
［実施例］ 第１図は、この発明の一実施例を示す単電池構造の分
解斜視図である。第１図において、隔膜３の両側には正
極２および負極４が位置しており、正極２の周囲にはゴ
ム弾性を有する弾性枠部材51が設けられており、負極４
の周囲には同じくゴム弾性を有する弾性枠部材52が設け
られている。正極２、隔膜３および負極４を挟む位置に
双極板1,5が配置されており、双極板１の周囲には双極
板枠部材31が設けられており、双極板５の周囲には双極
板枠部材34が設けられている。また、双極板枠部材31と
双極板枠部材34との間には、正極２、隔膜３および負極
４を積み重ねて嵌め入れることのできる大きさの開口を
中央部に形成した間隔保持枠部材41が配置されている。
解斜視図である。第１図において、隔膜３の両側には正
極２および負極４が位置しており、正極２の周囲にはゴ
ム弾性を有する弾性枠部材51が設けられており、負極４
の周囲には同じくゴム弾性を有する弾性枠部材52が設け
られている。正極２、隔膜３および負極４を挟む位置に
双極板1,5が配置されており、双極板１の周囲には双極
板枠部材31が設けられており、双極板５の周囲には双極
板枠部材34が設けられている。また、双極板枠部材31と
双極板枠部材34との間には、正極２、隔膜３および負極
４を積み重ねて嵌め入れることのできる大きさの開口を
中央部に形成した間隔保持枠部材41が配置されている。
双極板枠部材31には、貫通孔11a,12a,13a,14aが穿設
されており、双極板枠部材34には貫通孔11e,12e,13e,14
eが穿設されている。間隔保持枠部材41の対応する箇所
にも、同様に貫通孔11f,12f,13f,14fが穿設されてい
る。
されており、双極板枠部材34には貫通孔11e,12e,13e,14
eが穿設されている。間隔保持枠部材41の対応する箇所
にも、同様に貫通孔11f,12f,13f,14fが穿設されてい
る。
第２図は、第１図の実施例の双極板枠部材を示す正面
図である。双極板枠部材31には、第１図および第２図に
示すように、電解液を正極に供給するため、貫通孔12a,
13aにそれぞれ通じる孔22a,23aが形成されている。ま
た、双極板枠部材の負極側も同様に、貫通孔に通じる孔
が形成されている。第１図の双極枠部材34の孔21a,24a
がこれに相当する。
図である。双極板枠部材31には、第１図および第２図に
示すように、電解液を正極に供給するため、貫通孔12a,
13aにそれぞれ通じる孔22a,23aが形成されている。ま
た、双極板枠部材の負極側も同様に、貫通孔に通じる孔
が形成されている。第１図の双極枠部材34の孔21a,24a
がこれに相当する。
第３図は、第１図の実施例の間隔保持枠部材を示す正
面図である。間隔保持枠部材の材質は、弾性枠部材より
も弾性の小さな材質で構成されており、例えばポリ塩化
ビニール樹脂を用いることができる。間隔保持枠部材41
の貫通孔11f…14fは、双極板枠部材の貫通孔よりも大き
く、第４図に示すように、組立ての際その中にＯリング
パッキン60を介してＯリング設定用部材61を取付ける。
このようにしてＯリングパッキン60を取付けることによ
り、マニホールド部からの電解液の漏れを有効に防止す
ることができる。しかしながら、このようなＯリングパ
ッキンはこの発明に必須なものではない。
面図である。間隔保持枠部材の材質は、弾性枠部材より
も弾性の小さな材質で構成されており、例えばポリ塩化
ビニール樹脂を用いることができる。間隔保持枠部材41
の貫通孔11f…14fは、双極板枠部材の貫通孔よりも大き
く、第４図に示すように、組立ての際その中にＯリング
パッキン60を介してＯリング設定用部材61を取付ける。
このようにしてＯリングパッキン60を取付けることによ
り、マニホールド部からの電解液の漏れを有効に防止す
ることができる。しかしながら、このようなＯリングパ
ッキンはこの発明に必須なものではない。
第５図は第１図の実施例の弾性枠部材を示す正面図で
ある。組立ての際にこの弾性枠部材は、第３図の間隔保
持枠部材の開口の中に設置される。なお、間隔保持枠部
材の厚みは、弾性枠部材51、隔膜３および弾性枠部材52
を積み重ねた厚みよりも若干小さなものとなっている。
したがって、間隔保持部材41の中央の開口内に弾性枠部
材51、隔膜３および弾性枠部材52が設置されると、弾性
枠部材の方が若干突き出ているため、単電池を組立てた
際両側の双極板にはまず弾性枠部材が当接し、さらに締
め付けると次いで間隔保持部材が当接することになる。
よって、各電池の両側の双極板は、間隔保持枠部材の厚
みに対応した所定の間隔に保持される。また、正極およ
び負極の弾性枠部材は適度な締め付け力により、隔膜お
よび双極板枠部材と当接し、有効に液漏れを防止する。
ある。組立ての際にこの弾性枠部材は、第３図の間隔保
持枠部材の開口の中に設置される。なお、間隔保持枠部
材の厚みは、弾性枠部材51、隔膜３および弾性枠部材52
を積み重ねた厚みよりも若干小さなものとなっている。
したがって、間隔保持部材41の中央の開口内に弾性枠部
材51、隔膜３および弾性枠部材52が設置されると、弾性
枠部材の方が若干突き出ているため、単電池を組立てた
際両側の双極板にはまず弾性枠部材が当接し、さらに締
め付けると次いで間隔保持部材が当接することになる。
よって、各電池の両側の双極板は、間隔保持枠部材の厚
みに対応した所定の間隔に保持される。また、正極およ
び負極の弾性枠部材は適度な締め付け力により、隔膜お
よび双極板枠部材と当接し、有効に液漏れを防止する。
以上の実施例では、間隔保持枠部材を弾性枠部材の外
側に配置したが、間隔保持枠部材を弾性枠部材の内側に
配置することもできる。この場合には、間隔保持部材が
正極側と負極側に分割して設けられる。
側に配置したが、間隔保持枠部材を弾性枠部材の内側に
配置することもできる。この場合には、間隔保持部材が
正極側と負極側に分割して設けられる。
また、実施例では１つの単電池内に間隔保持部材と弾
性枠部材をそれぞれ１つずつ配置したが、１つの電池内
に複数の間隔保持枠部材および弾性枠部材を配置するこ
とも可能である。また、この場合間隔保持枠部材と弾性
枠部材とを交互に重ねて配置することもできる。
性枠部材をそれぞれ１つずつ配置したが、１つの電池内
に複数の間隔保持枠部材および弾性枠部材を配置するこ
とも可能である。また、この場合間隔保持枠部材と弾性
枠部材とを交互に重ねて配置することもできる。
間隔保持部材の材質としては、実施例においてポリ塩
化ビニール樹脂を例示したが、その他の樹脂を用いるこ
とができることは言うまでもない。さらに、このような
樹脂に限定されることなく、セラミックス、あるいは電
解液に耐して耐液性を有する金属等も用いることができ
る。
化ビニール樹脂を例示したが、その他の樹脂を用いるこ
とができることは言うまでもない。さらに、このような
樹脂に限定されることなく、セラミックス、あるいは電
解液に耐して耐液性を有する金属等も用いることができ
る。
［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の電解液循環型２次電
池では、弾性枠部材と間隔保持枠部材とを正極および負
極の周囲に備えており、そのため外部への電解液の漏れ
が有効に防止され、かつ各電池の電極の厚みを間隔保持
枠部材に応じた所定の厚みに設定することができる。し
たがって、ほぼ一定の厚みの間隔保持枠部材を各単電池
に配置することにより、各電池の電極の厚みをほぼ一定
にすることが可能となる。
池では、弾性枠部材と間隔保持枠部材とを正極および負
極の周囲に備えており、そのため外部への電解液の漏れ
が有効に防止され、かつ各電池の電極の厚みを間隔保持
枠部材に応じた所定の厚みに設定することができる。し
たがって、ほぼ一定の厚みの間隔保持枠部材を各単電池
に配置することにより、各電池の電極の厚みをほぼ一定
にすることが可能となる。
このことにより、２次電池としての高い性能を発揮す
ることができ、また長期間にわたって安定に作動させる
ことができる。
ることができ、また長期間にわたって安定に作動させる
ことができる。
また、この発明では弾性枠部材として用いるゴムの弾
性率によって電極の厚みが異なることがないため、弾性
率にばらつきのある品質の劣るゴムでも使用することが
可能になり、コストの低減を図ることができる。
性率によって電極の厚みが異なることがないため、弾性
率にばらつきのある品質の劣るゴムでも使用することが
可能になり、コストの低減を図ることができる。
実施例においては、電解液循環型２次電池としてレド
ックスフロー電池を例示して説明したが、この発明は電
解液を循環させるタイプの２次電池に広く利用され得る
ものである。
ックスフロー電池を例示して説明したが、この発明は電
解液を循環させるタイプの２次電池に広く利用され得る
ものである。
第１図は、この発明の一実施例を示す単電池構造の分解
斜視図である。第２図は、第１図の実施例に用いられる
双極板枠部材を示す正面図である。第３図は、第１図の
実施例に用いられる間隔保持枠部材を示す正面図であ
る。第４図は、間隔保持枠部材の貫通孔内にＯリングパ
ッキンを設置した状態を示す正面図である。第５図は、
第１図の実施例に用いる弾性枠部材を示す正面図であ
る。第６図は、従来のレドックスフロー電池の単電池構
造を示す分解斜視図である。 図において、1,5は双極板、２は正極、３は隔膜、４は
負極、31,34は双極板枠部材、41は間隔保持枠部材、51,
52は弾性枠部材をそれぞれ示す。
斜視図である。第２図は、第１図の実施例に用いられる
双極板枠部材を示す正面図である。第３図は、第１図の
実施例に用いられる間隔保持枠部材を示す正面図であ
る。第４図は、間隔保持枠部材の貫通孔内にＯリングパ
ッキンを設置した状態を示す正面図である。第５図は、
第１図の実施例に用いる弾性枠部材を示す正面図であ
る。第６図は、従来のレドックスフロー電池の単電池構
造を示す分解斜視図である。 図において、1,5は双極板、２は正極、３は隔膜、４は
負極、31,34は双極板枠部材、41は間隔保持枠部材、51,
52は弾性枠部材をそれぞれ示す。
Claims (5)
- 【請求項１】正極と負極との間に隔膜を設けてなる単電
池を双極板を介して複数個積み重ねた電解液循環型２次
電池において、 前記正極の周囲に配置される弾性枠部材と、 前記負極の周囲に配置される弾性枠部材と、 前記弾性枠部材に保持される正極、前記隔膜および前記
弾性枠部材に保持される負極を重ねたものの周囲に配置
される間隔保持枠部材とを備え、 前記間隔保持枠部材の厚みは、前記正極の周囲に配置さ
れる弾性枠部材、前記隔膜および前記負極の周囲に配置
される弾性枠部材を積み重ねた厚みよりも若干小さなも
のとなっており、それによって、前記単電池を組立てる
際、まず両側の前記双極板に前記弾性枠部材が当接し、
さらに前記正極、前記隔膜および前記負極が重ねられる
方向に締めつけを行なうことにより、前記間隔保持枠部
材が前記双極板に当接するよう構成されており、 前記締めつけが行なわれた状態で、前記弾性枠部材は、
ゴム弾性を有するため、前記双極板および前記隔膜と密
着するように接して電解液の外部への漏れを防止し、前
記間隔保持枠部材は、ゴム弾性を有さず、前記単電池の
両側に位置する前記双極板の間隔が所定の間隔より小さ
くならないように各双極板を支持することを特徴とす
る、電解液循環型２次電池。 - 【請求項２】前記弾性枠部材の材質がゴムであることを
特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の電解液循環型
２次電池。 - 【請求項３】前記間隔保持枠部材の材質が樹脂であるこ
とを特徴とする、特許請求の範囲第１項または第２項記
載の電解液循環型２次電池。 - 【請求項４】前記間隔保持枠部材の材質がセラミックス
であることを特徴とする、特許請求の範囲第１項または
第２項記載の電解液循環型２次電池。 - 【請求項５】前記間隔保持枠部材の材質が金属であるこ
とを特徴とする、特許請求の範囲第１項または第２項記
載の電解液循環型２次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61079016A JP2569310B2 (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 電解液循環型２次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61079016A JP2569310B2 (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 電解液循環型２次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62234875A JPS62234875A (ja) | 1987-10-15 |
| JP2569310B2 true JP2569310B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=13678148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61079016A Expired - Fee Related JP2569310B2 (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 電解液循環型２次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2569310B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2568412B1 (fr) * | 1984-07-27 | 1986-10-17 | Occidental Chem Co | Perfectionnements aux structures des piles a combustible. |
-
1986
- 1986-04-04 JP JP61079016A patent/JP2569310B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62234875A (ja) | 1987-10-15 |
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