JP3231273B2 - 電解液流通型電池 - Google Patents
電解液流通型電池Info
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- JP3231273B2 JP3231273B2 JP01481598A JP1481598A JP3231273B2 JP 3231273 B2 JP3231273 B2 JP 3231273B2 JP 01481598 A JP01481598 A JP 01481598A JP 1481598 A JP1481598 A JP 1481598A JP 3231273 B2 JP3231273 B2 JP 3231273B2
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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
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Fuel Cell (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電解液流通型電池に
関するものである。特に、正極用タンクと負極用タンク
内の電解液量を等しくし、電解液の利用効率を高める電
解液流通型電池に関するものである。
関するものである。特に、正極用タンクと負極用タンク
内の電解液量を等しくし、電解液の利用効率を高める電
解液流通型電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電力貯蔵技術の一つとして電解液流通型
電池の開発が進められている。図２は従来の電解液流通
型電池の概略構成図である。この電池は、例えばイオン
交換膜からなる隔膜４で分離された正極セル1Aと負極セ
ル1Bとを具え、各々に正極５と負極６とを内蔵してい
る。正極セル1Aには正極電解液を導入・排出するための
正極用タンク２が導管７，８を介して接続されている。
負極セル1Bにも負極用電解液を導入・排出する負極タン
ク３が同様に接続されている。各電解液にはバナジウム
イオンなど原子価が変化するイオンの水溶液を用い、正
負極５，６におけるイオンの価数変化反応に伴って充放
電を行う。
電池の開発が進められている。図２は従来の電解液流通
型電池の概略構成図である。この電池は、例えばイオン
交換膜からなる隔膜４で分離された正極セル1Aと負極セ
ル1Bとを具え、各々に正極５と負極６とを内蔵してい
る。正極セル1Aには正極電解液を導入・排出するための
正極用タンク２が導管７，８を介して接続されている。
負極セル1Bにも負極用電解液を導入・排出する負極タン
ク３が同様に接続されている。各電解液にはバナジウム
イオンなど原子価が変化するイオンの水溶液を用い、正
負極５，６におけるイオンの価数変化反応に伴って充放
電を行う。
【０００３】このような電解液流通型電池では、充放電
に伴って隔膜を通ってＨ+ イオンが移動するなどの原因
で電解液量が変化するという問題がある。運転条件にも
依存するが、１回の運転で電解液が１％程度ずつ一方の
セルに移動する。そのため、長期的には運転停止後に電
解液の移動を行い、これを初期状態に復帰する作業が必
要になる。
に伴って隔膜を通ってＨ+ イオンが移動するなどの原因
で電解液量が変化するという問題がある。運転条件にも
依存するが、１回の運転で電解液が１％程度ずつ一方の
セルに移動する。そのため、長期的には運転停止後に電
解液の移動を行い、これを初期状態に復帰する作業が必
要になる。
【０００４】この問題を解消するために、正負極タンク
内の電解液量を自動測定する液面検知システムで各々の
電解液量を監視し、監視結果に基づいて各タンクに電解
液を供給するポンプを制御する技術が提案されている
（特開平2-195657号）。
内の電解液量を自動測定する液面検知システムで各々の
電解液量を監視し、監視結果に基づいて各タンクに電解
液を供給するポンプを制御する技術が提案されている
（特開平2-195657号）。
【０００５】その他、各タンク内の液面よりも上の位置
で連通管（図示せず）により両タンクを接続し、両タン
クの電解液量を一定に保つ技術も提案されている。
で連通管（図示せず）により両タンクを接続し、両タン
クの電解液量を一定に保つ技術も提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の電解液
流通型電池では長期間使用すると、外部へ電解液が漏洩
する危険性がある。例えば、一方の導管が詰まった場合
や、一方のポンプや液面検知システムにトラブルが生じ
た場合、一方のタンクの容量を超えて電解液が外部に漏
洩する可能性がある。
流通型電池では長期間使用すると、外部へ電解液が漏洩
する危険性がある。例えば、一方の導管が詰まった場合
や、一方のポンプや液面検知システムにトラブルが生じ
た場合、一方のタンクの容量を超えて電解液が外部に漏
洩する可能性がある。
【０００７】また、連通管が液面よりも上にある場合
は、電解液の利用効率が悪くなる。電解液量が変動した
場合、液面が連通管に到達するレベルまでは両タンクの
電解液量には差が生じる。電解液の利用率は電解液量の
少ない方で決まるため、両タンクの電解液量には差が生
じると電解液の利用効率が悪くなる。
は、電解液の利用効率が悪くなる。電解液量が変動した
場合、液面が連通管に到達するレベルまでは両タンクの
電解液量には差が生じる。電解液の利用率は電解液量の
少ない方で決まるため、両タンクの電解液量には差が生
じると電解液の利用効率が悪くなる。
【０００８】従って、本発明の主目的は、正極用タンク
と負極用タンク内の電解液量を等しくして電解液の利用
効率を高められる電解液流通型電池を提供することにあ
る。
と負極用タンク内の電解液量を等しくして電解液の利用
効率を高められる電解液流通型電池を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
消するためになされたもので、その特徴は、隔膜で分離
された正極セルおよび負極セルと、各セルに内蔵された
正極および負極と、正極セルに正極用電解液を導入・排
出する正極用タンクと、負極セルに負極用電解液を導入
・排出する負極用タンクとを具える電解液流通型電池に
おいて、各タンク内の電解液の液面よりも低い位置で両
タンクを接続する連通管を具えることにある。
消するためになされたもので、その特徴は、隔膜で分離
された正極セルおよび負極セルと、各セルに内蔵された
正極および負極と、正極セルに正極用電解液を導入・排
出する正極用タンクと、負極セルに負極用電解液を導入
・排出する負極用タンクとを具える電解液流通型電池に
おいて、各タンク内の電解液の液面よりも低い位置で両
タンクを接続する連通管を具えることにある。
【００１０】さらに、連通管にバルブを設けると共に、
充電状態を検知する手段を設け、充電状態を検知する手
段による検知結果に基づいて電池の充電状態が規定状態
よりも低いときにバルブを開放して両タンクの電解液量
を等しくすることが好ましい。
充電状態を検知する手段を設け、充電状態を検知する手
段による検知結果に基づいて電池の充電状態が規定状態
よりも低いときにバルブを開放して両タンクの電解液量
を等しくすることが好ましい。
【００１１】このように各タンク内の電解液の液面より
も低い位置で正極用タンクと負極用タンクを連通管で接
続することで、常時両タンクの電解液量を均一に保持す
ることができる。
も低い位置で正極用タンクと負極用タンクを連通管で接
続することで、常時両タンクの電解液量を均一に保持す
ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１に本発明電解液流通型電池の概略構成を示
す。この電解液流通型電池は反応セル１、正極用タンク
２および負極用タンク３を具えている。反応セル１は隔
膜４により正極セル1Aと負極セル1Bとに仕切られ、各セ
ル内には正極５と負極６がそれぞれ配置されている。隔
膜４としては例えばイオン交換膜を用いる。
する。図１に本発明電解液流通型電池の概略構成を示
す。この電解液流通型電池は反応セル１、正極用タンク
２および負極用タンク３を具えている。反応セル１は隔
膜４により正極セル1Aと負極セル1Bとに仕切られ、各セ
ル内には正極５と負極６がそれぞれ配置されている。隔
膜４としては例えばイオン交換膜を用いる。
【００１３】各タンク内には原子価が変化するイオンの
水溶液（正極電解液と負極電解液）が貯蔵されている。
例えば、鉄イオン、クロムイオン、バナジウムイオンな
どの水溶液が挙げられる。正極電解液としてＶ5+／Ｖ4+
の硫酸水溶液を用い、負極電解液としてＶ3+／Ｖ2+の硫
酸水溶液を用いた場合、充電時に正極５および負極６で
は次の反応が起こり、放電時にはこれと逆の反応が起こ
る。 正極：Ｖ4+→Ｖ5+＋ｅ- 負極：Ｖ3+＋ｅ- →Ｖ2+
水溶液（正極電解液と負極電解液）が貯蔵されている。
例えば、鉄イオン、クロムイオン、バナジウムイオンな
どの水溶液が挙げられる。正極電解液としてＶ5+／Ｖ4+
の硫酸水溶液を用い、負極電解液としてＶ3+／Ｖ2+の硫
酸水溶液を用いた場合、充電時に正極５および負極６で
は次の反応が起こり、放電時にはこれと逆の反応が起こ
る。 正極：Ｖ4+→Ｖ5+＋ｅ- 負極：Ｖ3+＋ｅ- →Ｖ2+
【００１４】正極セル1Aと正極用タンク２は供給用と復
帰用の導管７，８で接続されている。供給用の導管７に
はポンプ９が設けられ、正極電解液を正極セル1Aに供給
する。供給された正極電解液は正極セル内で反応し、反
応の終了した電解液は復帰用導管８を通って正極用タン
ク２に戻る。
帰用の導管７，８で接続されている。供給用の導管７に
はポンプ９が設けられ、正極電解液を正極セル1Aに供給
する。供給された正極電解液は正極セル内で反応し、反
応の終了した電解液は復帰用導管８を通って正極用タン
ク２に戻る。
【００１５】負極セル1Bと負極用タンク３も同様に２本
の導管10,11 で接続されており、ポンプ12で負極セル内
に負極電解液を供給し、反応した電解液は負極セル内に
戻る。
の導管10,11 で接続されており、ポンプ12で負極セル内
に負極電解液を供給し、反応した電解液は負極セル内に
戻る。
【００１６】そして、この正極用タンク２と負極用タン
ク３とを連通管13で接続した。連通管13は正極電解液，
負極電解液の液面よりも下方で各タンク２，３に接続さ
れ、中間にバルブ14を具えている。このバルブ14は、例
えば反応セル１の電圧を測定する充電状態の検知手段と
共にマイクロコンピュータで制御される。充電状態検知
手段により充電状態を監視し、充電状態が十分な場合は
このバルブ14を閉めておき、予め定めた規定状態を下回
った場合のみこのバルブ14を開放する。
ク３とを連通管13で接続した。連通管13は正極電解液，
負極電解液の液面よりも下方で各タンク２，３に接続さ
れ、中間にバルブ14を具えている。このバルブ14は、例
えば反応セル１の電圧を測定する充電状態の検知手段と
共にマイクロコンピュータで制御される。充電状態検知
手段により充電状態を監視し、充電状態が十分な場合は
このバルブ14を閉めておき、予め定めた規定状態を下回
った場合のみこのバルブ14を開放する。
【００１７】このように両タンク２，３が連通管13でつ
ながれているため、バルブ14を開放すれば電解液量の多
いタンクから少ないタンクに電解液が移動し、両タンク
２，３の電解液量を等しくすることができる。特に、通
常はバルブ14を閉めて正極電解液と負極電解液とを隔絶
し、電解液量に差が生じて充電状態が低下した場合にの
みバルブ14を開放することで、正極電解液と負極電解液
の混合による自己放電に伴うエネルギーロスを最小限に
抑えることができる。正極電解液と負極電解液の混合を
極力抑えるために、連通管13はできるだけ細いものが好
ましい。
ながれているため、バルブ14を開放すれば電解液量の多
いタンクから少ないタンクに電解液が移動し、両タンク
２，３の電解液量を等しくすることができる。特に、通
常はバルブ14を閉めて正極電解液と負極電解液とを隔絶
し、電解液量に差が生じて充電状態が低下した場合にの
みバルブ14を開放することで、正極電解液と負極電解液
の混合による自己放電に伴うエネルギーロスを最小限に
抑えることができる。正極電解液と負極電解液の混合を
極力抑えるために、連通管13はできるだけ細いものが好
ましい。
【００１８】このような装置の隔膜の一部を破損し、両
ポンプ９，12の送液圧力差を２０％程度として運転を行
った。各タンク内の電解液はポンプの圧力差に応じて変
動したが、連通管で両タンクが連結されているため、両
タンクの電解液の量は常に一定に保たれた。
ポンプ９，12の送液圧力差を２０％程度として運転を行
った。各タンク内の電解液はポンプの圧力差に応じて変
動したが、連通管で両タンクが連結されているため、両
タンクの電解液の量は常に一定に保たれた。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば正
極側と負極側の両タンクを連通管で接続することで、両
タンクの電解液量を等しく維持することができる。これ
により電解液の利用効率を高め、両タンクの電解液量の
アンバランスにより生じる電解液の漏洩、電池容量の減
少や電池性能の劣化を抑制することができる。また、電
解液量のアンバランスを復帰するための作業が不要で、
メンテナンスが容易である。
極側と負極側の両タンクを連通管で接続することで、両
タンクの電解液量を等しく維持することができる。これ
により電解液の利用効率を高め、両タンクの電解液量の
アンバランスにより生じる電解液の漏洩、電池容量の減
少や電池性能の劣化を抑制することができる。また、電
解液量のアンバランスを復帰するための作業が不要で、
メンテナンスが容易である。
【図１】本発明電解液流通型電池の概略構成図である。
【図２】従来の電解液流通型電池の概略構成図である。
１ 反応セル 1A 正極セル 1B 負極セル ２ 正極
用タンク ３ 負極用タンク ４ 隔膜 ５ 正極 ６ 負極 ７，８，10,11 導管 ９，12 ポンプ 13 連通管
14 バルブ
用タンク ３ 負極用タンク ４ 隔膜 ５ 正極 ６ 負極 ７，８，10,11 導管 ９，12 ポンプ 13 連通管
14 バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 重松 敏夫 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友 電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 徳田 信幸 大阪市北区中之島三丁目３番22号 関西 電力株式会社内 (56)参考文献 実開 昭61−1270（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−124754（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 8/04 H01M 8/18
Claims (1)
- 【請求項１】 隔膜で分離された正極セルおよび負極セ
ルと、各セルに内蔵された正極および負極と、正極セル
に正極用電解液を導入・排出する正極用タンクと、負極
セルに負極用電解液を導入・排出する負極用タンクとを
具える電解液流通型電池において、 各タンク内の電解液の液面よりも低い位置で両タンクを
接続する連通管と、連通管に設けられたバルブと、充電
状態を検知する手段と、充電状態を検知する手段による
検知結果に基づいて電池の充電状態が規定状態よりも低
いときにバルブを開放して両タンクの電解液量を等しく
するバルブ開閉機構とを具えることを特徴とする電解液
流通型電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01481598A JP3231273B2 (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 電解液流通型電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01481598A JP3231273B2 (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 電解液流通型電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11204124A JPH11204124A (ja) | 1999-07-30 |
| JP3231273B2 true JP3231273B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=11871547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01481598A Expired - Fee Related JP3231273B2 (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 電解液流通型電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3231273B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4830190B2 (ja) * | 1999-09-27 | 2011-12-07 | 住友電気工業株式会社 | レドックスフロー電池 |
| EP1143546B1 (en) * | 1999-09-27 | 2009-11-11 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Redox flow battery |
| JP5027384B2 (ja) * | 2004-11-19 | 2012-09-19 | 関西電力株式会社 | レドックスフロー電池およびその運転方法 |
| CN102055000B (zh) * | 2009-10-29 | 2015-04-22 | 北京普能世纪科技有限公司 | 氧化还原液流电池和使电池长时间持续运行的方法 |
| ES2458490T3 (es) | 2010-04-27 | 2014-05-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Batería de flujo redox |
| JP4863172B2 (ja) * | 2010-04-27 | 2012-01-25 | 住友電気工業株式会社 | レドックスフロー電池 |
| JP5007849B1 (ja) * | 2011-03-25 | 2012-08-22 | 住友電気工業株式会社 | レドックスフロー電池、及びその運転方法 |
| JP5769010B2 (ja) * | 2011-06-27 | 2015-08-26 | 住友電気工業株式会社 | レドックスフロー電池 |
| JP5769070B2 (ja) * | 2011-06-27 | 2015-08-26 | 住友電気工業株式会社 | レドックスフロー電池 |
| JP5769071B2 (ja) * | 2011-06-27 | 2015-08-26 | 住友電気工業株式会社 | レドックスフロー電池 |
| US9531028B2 (en) | 2011-06-27 | 2016-12-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Redox flow battery |
| WO2014162326A1 (ja) | 2013-03-30 | 2014-10-09 | Ｌｅシステム株式会社 | レドックスフロー電池及びその運転方法 |
| CN111512483A (zh) | 2017-12-28 | 2020-08-07 | 昭和电工株式会社 | 氧化还原液流电池及其运行方法 |
-
1998
- 1998-01-08 JP JP01481598A patent/JP3231273B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11204124A (ja) | 1999-07-30 |
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