JP2853295B2 - 積層二次電池 - Google Patents
積層二次電池Info
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- JP2853295B2 JP2853295B2 JP2213534A JP21353490A JP2853295B2 JP 2853295 B2 JP2853295 B2 JP 2853295B2 JP 2213534 A JP2213534 A JP 2213534A JP 21353490 A JP21353490 A JP 21353490A JP 2853295 B2 JP2853295 B2 JP 2853295B2
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- Japan
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- battery
- electrolyte
- manifold
- electrode
- negative electrode
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 この発明は自己放電率試験が簡単にできるようにした
積層二次電池に関する。
積層二次電池に関する。
B.発明の概要 この発明は積層二次電池において、 電解液タンクの気相部と配管を介して供給および排出
マニホールドに連通され、かつ配管の途中に逆止弁を介
挿し、電解液循環ポンプを停止させたとき、逆止弁を介
してタンクの気相部からの気体によりマニホールド内の
電解液を抜くようにしたことにより、 自己放電率試験を容易かつ確実にできるようにし、し
かも試験後、即座に電池としての機能を有するようにし
たものである。
マニホールドに連通され、かつ配管の途中に逆止弁を介
挿し、電解液循環ポンプを停止させたとき、逆止弁を介
してタンクの気相部からの気体によりマニホールド内の
電解液を抜くようにしたことにより、 自己放電率試験を容易かつ確実にできるようにし、し
かも試験後、即座に電池としての機能を有するようにし
たものである。
C.従来の技術 近時、電池電力貯蔵システムの開発が促進されてお
り、その一貫として金属−ハロゲン電池である亜鉛−臭
素電池、亜鉛−塩素電池や鉄−塩素電池等が開発されて
いる。ここでは一例を亜鉛−臭素電池について、その概
略構成を説明する。
り、その一貫として金属−ハロゲン電池である亜鉛−臭
素電池、亜鉛−塩素電池や鉄−塩素電池等が開発されて
いる。ここでは一例を亜鉛−臭素電池について、その概
略構成を説明する。
亜鉛−臭素電池は主に電極をバイポーラ型とし、単電
池（単セル）を複数、電気的に直列に積層した電池本体
と、電解液貯蔵槽と、これらの間に電解液を循環させる
ポンプおよび配管系とで構成されている。
池（単セル）を複数、電気的に直列に積層した電池本体
と、電解液貯蔵槽と、これらの間に電解液を循環させる
ポンプおよび配管系とで構成されている。
前記電池本体は第４図に示すように構成されている。
第４図において、51はバイポーラ型の中間電極で、この
中間電極51は電極部51aの外周に絶縁性の枠体51bを形成
してなる。52はセパレータ板で、このセパレータ板52は
セパレータ53の外周に枠体52aが形成されてなる。積層
電池は前記中間電極51の間にセパレータ板52および必要
に応じてパッキン54,スペーサメッシュ55を重ねて単セ
ルを構成し、この単セルを複数、例えば全体で30セル積
層して構成される。
第４図において、51はバイポーラ型の中間電極で、この
中間電極51は電極部51aの外周に絶縁性の枠体51bを形成
してなる。52はセパレータ板で、このセパレータ板52は
セパレータ53の外周に枠体52aが形成されてなる。積層
電池は前記中間電極51の間にセパレータ板52および必要
に応じてパッキン54,スペーサメッシュ55を重ねて単セ
ルを構成し、この単セルを複数、例えば全体で30セル積
層して構成される。
積層電池の両端部には集電メッシュ56を有する集電電
極57、さらに一対の締付端板63,63とその内側に押さえ
部材である積層端板58が配置されている。そして、締付
端板63間に図示しないボルトを通し、このボルトを締め
付けることにより、一体に構成され、電池本体を構成す
る。
極57、さらに一対の締付端板63,63とその内側に押さえ
部材である積層端板58が配置されている。そして、締付
端板63間に図示しないボルトを通し、このボルトを締め
付けることにより、一体に構成され、電池本体を構成す
る。
上記のように構成した電池本体の各単セル内には各中
間電極51およびセパレータ板52の枠体52aの上下２箇所
の隅角部に形成した正極マニホールド59と負極マニホー
ルド60より、セパレータ板52の枠体52aに設けられたチ
ャンネル61およびマイクロチャンネル62を介して電解液
が夫々流入排出する。
間電極51およびセパレータ板52の枠体52aの上下２箇所
の隅角部に形成した正極マニホールド59と負極マニホー
ルド60より、セパレータ板52の枠体52aに設けられたチ
ャンネル61およびマイクロチャンネル62を介して電解液
が夫々流入排出する。
このように形成された電池は、実用的使用である８時
間充電,8時間放置,8時間放電のサイクルに対応するよう
に充電後、放電前に一定期間放置される。この放置中各
単セル内の電解液を電解液タンクにもどさずそのままと
する場合、電池は開路状態に置かれるが、積層電池内部
では電解液が単セル内から、チャンネル，マニホールド
を通ってさらに別の単セルのチャンネルを通って他の単
セルに通じている。このことを第５図に示す等価回路を
用いて述べると、電圧の高い方の単セルからチャンネ
ル，マニホールドを通って電圧の低い方のチャンネルか
らセルへと電気が流れる。特に負極では電着した亜鉛が
電圧の高い方では溶解し（亜鉛イオンとなり）、電圧の
低いセルではチャンネル方向へと亜鉛が析出されてい
く。これにより積層電池内の電着亜鉛量が、各セルで異
なってきてかつチャンネル方向への析出亜鉛により、チ
ャンネルが閉塞され、電解液の循環が妨げられるおそれ
がある。
間充電,8時間放置,8時間放電のサイクルに対応するよう
に充電後、放電前に一定期間放置される。この放置中各
単セル内の電解液を電解液タンクにもどさずそのままと
する場合、電池は開路状態に置かれるが、積層電池内部
では電解液が単セル内から、チャンネル，マニホールド
を通ってさらに別の単セルのチャンネルを通って他の単
セルに通じている。このことを第５図に示す等価回路を
用いて述べると、電圧の高い方の単セルからチャンネ
ル，マニホールドを通って電圧の低い方のチャンネルか
らセルへと電気が流れる。特に負極では電着した亜鉛が
電圧の高い方では溶解し（亜鉛イオンとなり）、電圧の
低いセルではチャンネル方向へと亜鉛が析出されてい
く。これにより積層電池内の電着亜鉛量が、各セルで異
なってきてかつチャンネル方向への析出亜鉛により、チ
ャンネルが閉塞され、電解液の循環が妨げられるおそれ
がある。
これを防止するため、充電後、放電前の開路状態の間
積層電池部分から電解液を抜いて置く。このようにする
ことにより、電池の効率が向上することが自己放電率試
験により確認されている。自己放電率試験によると充電
後ある一定時間放置した後、放電させたときの電池のエ
ネルギー効率と放置しない場合の電池のエネルギー効率
を比べた場合、電池充電後、１日放置したとき5.8％、
１週間放置したとき7.5％のエネルギー効率の低下があ
った。
積層電池部分から電解液を抜いて置く。このようにする
ことにより、電池の効率が向上することが自己放電率試
験により確認されている。自己放電率試験によると充電
後ある一定時間放置した後、放電させたときの電池のエ
ネルギー効率と放置しない場合の電池のエネルギー効率
を比べた場合、電池充電後、１日放置したとき5.8％、
１週間放置したとき7.5％のエネルギー効率の低下があ
った。
D.発明が解決しようとする課題 しかし、上記のように充電後、放電前の間、積層電池
の部分から電解液を全部抜いているので、電力を取り出
すにはポンプを駆動して電解液がスタック部分に満たさ
れるまで、２〜３分ほどの時間を必要とする。このため
即座に電力を取り出す必要が生じた場合、これに対応で
きない。
の部分から電解液を全部抜いているので、電力を取り出
すにはポンプを駆動して電解液がスタック部分に満たさ
れるまで、２〜３分ほどの時間を必要とする。このため
即座に電力を取り出す必要が生じた場合、これに対応で
きない。
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、電池
充電後、放電前の待機中の電池のマニホールドの電解液
だけを抜いて、漏れ電流をなくすとともに即座に電池か
ら電力を取り出すことができるようにした積層二次電池
を提供することを目的とする。
充電後、放電前の待機中の電池のマニホールドの電解液
だけを抜いて、漏れ電流をなくすとともに即座に電池か
ら電力を取り出すことができるようにした積層二次電池
を提供することを目的とする。
E.課題を解決するための手段 この発明は単セルを複数電気的に直列に積層すると共
に、充放電時には、正極，負極各供給マニホールドおよ
び正極．負極各排出マニホールドを介して、電解液を各
単セル内に並列に循環し、充放電後には、前記電解液の
循環を停止して、前記電解液を正極液タンクおよび負極
液タンク内にそれぞれ貯蔵して成る積層二次電池におい
て、 前記正極，負極各供給マニホールドおよび正極，負極
各排出マニホールドを正極，負極の電極面と同一方向で
且つ電極面の上部に形成するとともに前記各供給および
排出マニホールドに前記タンクの気相部と連通される配
管を設け、この配管の途中に逆止弁を介挿したことを特
徴とするものである。
に、充放電時には、正極，負極各供給マニホールドおよ
び正極．負極各排出マニホールドを介して、電解液を各
単セル内に並列に循環し、充放電後には、前記電解液の
循環を停止して、前記電解液を正極液タンクおよび負極
液タンク内にそれぞれ貯蔵して成る積層二次電池におい
て、 前記正極，負極各供給マニホールドおよび正極，負極
各排出マニホールドを正極，負極の電極面と同一方向で
且つ電極面の上部に形成するとともに前記各供給および
排出マニホールドに前記タンクの気相部と連通される配
管を設け、この配管の途中に逆止弁を介挿したことを特
徴とするものである。
F.作用 電池性能試験を行うとき、電解液の循環を停止する
と、逆止弁が開き、タンク内の気相部の空気がスタック
内のマニホールドに入り込む。これによりマニホールド
内の電解液は逆止弁のない方の配管を通ってタンク内に
戻される。このとき、各セル中の電解液（電極接液）は
入口，出口マニホールド中の電極液が同時に抜けるため
に抜けない。
と、逆止弁が開き、タンク内の気相部の空気がスタック
内のマニホールドに入り込む。これによりマニホールド
内の電解液は逆止弁のない方の配管を通ってタンク内に
戻される。このとき、各セル中の電解液（電極接液）は
入口，出口マニホールド中の電極液が同時に抜けるため
に抜けない。
G.実施例 以下この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図において、１は電解液貯蔵タンク、２は積層電
池本体（電池スタック）、3a,3bは電池スタック２のマ
ニホールド4a,4bの入口，出口に接続される配管で、配
管3a,3bは電解液タンク１の電解液内に導かれる。５は
配管3aの途中に設けられたポンプで、このポンプ５は電
解液タンク１の電解液を電池スタック２に供給するもの
である。
池本体（電池スタック）、3a,3bは電池スタック２のマ
ニホールド4a,4bの入口，出口に接続される配管で、配
管3a,3bは電解液タンク１の電解液内に導かれる。５は
配管3aの途中に設けられたポンプで、このポンプ５は電
解液タンク１の電解液を電池スタック２に供給するもの
である。
6a,6bは逆止弁で、この逆止弁6a,6bの一端は電池スタ
ック２のマニホールド4a,4bの入口，出口とは反対側に
設けられたマニホールド連通口7a,7bに接続される。逆
止弁6a,6bの他端は配管8a,8bを介して電解液タンク１の
気相部1aに連通される。
ック２のマニホールド4a,4bの入口，出口とは反対側に
設けられたマニホールド連通口7a,7bに接続される。逆
止弁6a,6bの他端は配管8a,8bを介して電解液タンク１の
気相部1aに連通される。
第２図および第３図は第１図に示した電池スタック２
に使用されるセパレータ板の異なる実施例を示すもの
で、第２図はマイクロチャンネル11,12が電極表面13に
対して左右に形成した実施例であり、第３図はマイクロ
チャンネル11,12が電極表面13に対して上下に形成した
実施例を示す。また、図中、電解液入口マニホールド4
a,4aa（正極，負極電解液）および出口マニホールド4b,
4bbはセパレータ板の正極，負極の電極面13と同一方向
で且つ電極面の上部の両隅部に形成される。14はチャン
ネルである。
に使用されるセパレータ板の異なる実施例を示すもの
で、第２図はマイクロチャンネル11,12が電極表面13に
対して左右に形成した実施例であり、第３図はマイクロ
チャンネル11,12が電極表面13に対して上下に形成した
実施例を示す。また、図中、電解液入口マニホールド4
a,4aa（正極，負極電解液）および出口マニホールド4b,
4bbはセパレータ板の正極，負極の電極面13と同一方向
で且つ電極面の上部の両隅部に形成される。14はチャン
ネルである。
次に上記のように構成された実施例の動作を述べる。
電池スタック２が動作中はポンプ５によりタンク１内の
電解液が配管3aからマニホールド4aを通ってマニホール
ド4bから配管3bを経てタンク１に戻るようになってい
る。
電池スタック２が動作中はポンプ５によりタンク１内の
電解液が配管3aからマニホールド4aを通ってマニホール
ド4bから配管3bを経てタンク１に戻るようになってい
る。
電解液を上述のように循環させていると、配管8a,8b
には逆止弁6a,6bがあるため、電解液は流れない。一定
時間経過後、電池の充電が完了したならポンプ５を停止
させて、電池の性能試験を行う。ポンプ５を停止させる
と、逆止弁6a,6bが開放してタンク１の気相部1aからの
空気か配管8a,8bを通って逆止弁6a,6bからマニホールド
4a,4bに供給される。この空気の供給によりマニホール
ド4a,4b内の電解液は配管3a,3bを通ってタンク１に戻
る。このとき、入口，出口マニホールド中の電解液が同
時に抜けるため電池スタック２内の電極表面の電解液は
抜けない。このため、充電後、待機中、マニホールドの
電解液だけを抜くことにより、例えば自己放電率の試験
において、漏れ電流が無くなり正確な試験が可能とな
る。また、電池の待機中のセル間アンバランスが解消さ
れ、かつセルには電解液が満たされているため、ポンプ
５を駆動して電解液を循環させれば即座に電池から電力
を取り出すことができる。
には逆止弁6a,6bがあるため、電解液は流れない。一定
時間経過後、電池の充電が完了したならポンプ５を停止
させて、電池の性能試験を行う。ポンプ５を停止させる
と、逆止弁6a,6bが開放してタンク１の気相部1aからの
空気か配管8a,8bを通って逆止弁6a,6bからマニホールド
4a,4bに供給される。この空気の供給によりマニホール
ド4a,4b内の電解液は配管3a,3bを通ってタンク１に戻
る。このとき、入口，出口マニホールド中の電解液が同
時に抜けるため電池スタック２内の電極表面の電解液は
抜けない。このため、充電後、待機中、マニホールドの
電解液だけを抜くことにより、例えば自己放電率の試験
において、漏れ電流が無くなり正確な試験が可能とな
る。また、電池の待機中のセル間アンバランスが解消さ
れ、かつセルには電解液が満たされているため、ポンプ
５を駆動して電解液を循環させれば即座に電池から電力
を取り出すことができる。
H.発明の効果 以上述べたように、この発明によれば、電池の充電
後、放電前の待機中にマニホールドの電解液だけを抜く
ことによりマニホールドを通る漏れ電流が皆無となっ
て、電池のエネルギー効率の低下を防止することができ
る。
後、放電前の待機中にマニホールドの電解液だけを抜く
ことによりマニホールドを通る漏れ電流が皆無となっ
て、電池のエネルギー効率の低下を防止することができ
る。
また即座の電池を動作させて電力を取り出すことがで
きる利点がある。
きる利点がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
および第３図はセパレータ板のそれぞれ異なる例を示す
説明図、第４図は積層電池の要部分解斜視図、第５図は
積層電池の等価回路図である。 １……電解液タンク、２……積層電池本体、3a,3b,8a,8
b……配管、4a,4b……マニホールド、５……ポンプ、6
a,6b……逆止弁、7a,7b……マニホールド連通口。
および第３図はセパレータ板のそれぞれ異なる例を示す
説明図、第４図は積層電池の要部分解斜視図、第５図は
積層電池の等価回路図である。 １……電解液タンク、２……積層電池本体、3a,3b,8a,8
b……配管、4a,4b……マニホールド、５……ポンプ、6
a,6b……逆止弁、7a,7b……マニホールド連通口。
Claims (1)
- 【請求項１】単セルを複数電気的に直列に積層すると共
に、充放電時には、正極，負極各供給マニホールドおよ
び正極，負極各排出マニホールドを介して、電解液を各
単セル内に並列に循環し、充放電後には、前記電解液の
循環を停止して、前記電解液を正極液タンクおよび負極
液タンク内にそれぞれ貯蔵して成る積層二次電池におい
て、 前記正極，負極各供給マニホールドおよび正極，負極各
排出マニホールドを正極，負極の電極面と同一方向で且
つ電極面の上部に形成するとともに前記各供給および排
出マニホールドに前記タンクの気相部と連通される配管
を設け、この配管の途中に逆止弁を介挿したことを特徴
とする積層二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2213534A JP2853295B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 積層二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2213534A JP2853295B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 積層二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0498772A JPH0498772A (ja) | 1992-03-31 |
| JP2853295B2 true JP2853295B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=16640781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2213534A Expired - Lifetime JP2853295B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 積層二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2853295B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190061388A (ko) * | 2017-11-27 | 2019-06-05 | 롯데케미칼 주식회사 | 레독스 흐름 전지 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020143912A1 (en) * | 2019-01-09 | 2020-07-16 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Electrochemical device, batteries, method for harvesting light and storing electrical energy, and detection methods |
-
1990
- 1990-08-10 JP JP2213534A patent/JP2853295B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190061388A (ko) * | 2017-11-27 | 2019-06-05 | 롯데케미칼 주식회사 | 레독스 흐름 전지 |
| KR102007776B1 (ko) * | 2017-11-27 | 2019-08-06 | 롯데케미칼 주식회사 | 레독스 흐름 전지 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0498772A (ja) | 1992-03-31 |
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