JP6694955B2 - 亜鉛電池および亜鉛フロー電池 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、亜鉛電池および亜鉛フロー電池に関する。

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）_４］^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）。

また、亜鉛種など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低減する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１８５２５９号公報

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, 2011

実施形態の一態様に係る亜鉛電池は、負極および正極と、電解液と、粉末とを備える。電解液は、前記負極および前記正極に接触する。粉末は、亜鉛を含み、前記電解液中に混在する。前記負極は、前記正極を挟んで向かい合うように配置された第１および第２の負極を含む。

図１は、第１の実施形態に係る亜鉛電池の概略を示す図である。 図２は、第１の実施形態の変形例に係る亜鉛電池の概略を示す図である。 図３は、第２の実施形態に係る亜鉛電池の概略を示す図である。 図４Ａは、第１の実施形態に係る亜鉛フロー電池の概略を示す図である。 図４Ｂは、第１の実施形態に係る亜鉛フロー電池の概略を示す図である。 図４Ｃは、第１の実施形態に係る亜鉛フロー電池の電極間の接続の一例について説明する図である。 図５Ａは、第２の実施形態に係る亜鉛フロー電池の概略を示す図である。 図５Ｂは、第２の実施形態に係る亜鉛フロー電池の概略を示す図である。 図６は、第３の実施形態に係る亜鉛フロー電池の概略を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する亜鉛電池および亜鉛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。

＜第１の実施形態に係る亜鉛電池＞
図１は、第１の実施形態に係る亜鉛電池の概略を示す図である。図１に示す亜鉛電池１は、負極２と、正極３と、多孔質体４と、被膜５と、電解液６と、粉末７と、ケース８と、上板９とを備える。

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。かかる直交座標系は、後述の説明に用いる他の図面でも示す場合がある。

負極２は、負極活物質を金属として含む。負極２は、例えば、ステンレスや銅などの金属板や、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２として使用してもよい。

正極３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、コバルト含有水酸化ニッケル等が好ましい。マンガン化合物は、例えば、二酸化マンガン等が好ましい。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好ましい。また、正極３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３はニッケル化合物を含有することが好ましい。

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）_４］^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とともに調製することが好ましい。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。

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中には溶解せずに沈降し、一部が分散または浮遊した状態で電解液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、負極２および正極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、ケース８内に存在する電解液６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）_４］^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。

ここで、亜鉛電池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３および負極２での反応式はそれぞれ、以下のとおりである。

正極：Ｎｉ（ＯＨ）_２ ＋ ＯＨ⁻ → ＮｉＯＯＨ ＋ Ｈ_２Ｏ ＋ ｅ⁻
負極：［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２− ＋ ２ｅ⁻ → Ｚｎ ＋４ＯＨ⁻

一般的には、この反応に伴って負極２で生成したデンドライトが正極３側へ成長し、負極２と正極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２では、充電により亜鉛が析出するのに伴い、負極２の近傍における［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−の濃度が低下する。そして、析出した亜鉛の近傍で［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^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ことが明らかとなった。すなわち、充電時に消費される電解液６中の［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^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）_４］^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、負極２と正極３との導通が低減される。

そこで、第１の実施形態に係る亜鉛電池１では、電解液６中に亜鉛を含む粉末７を混在させることとした。これにより、充電によって電解液６中の［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^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）_４］^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）_４］^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負極２と正極３との導通を低減することができる。

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、塩化亜鉛などが挙げられ、酸化亜鉛および水酸化亜鉛が好ましい。

また、負極２では、放電によりＺｎが消費され、［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^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）_４］^２−からＺｎＯが析出する。このとき負極２で消費される亜鉛は、充電時に負極２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２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、第１の実施形態に係る亜鉛電池１によれば、負極２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）_４］^２−から析出するのは、Ｚｎ（ＯＨ）_２や、ＺｎＯとＺｎ（ＯＨ）_２とが混合したものになる。

図１に戻り、第１の実施形態に係る亜鉛電池１についてさらに説明する。多孔質体４は、負極２を被覆している。多孔質体４は、例えば、カーボンフェルトなど、導電性を有する部材で構成される。多孔質体４を使用すると、電解液６と負極２との反応場が広がり、充放電時の反応速度が向上するとともに、反応場の集中に伴うデンドライトの生成が低減される。また、電解液６が多孔質体４の隙間を介して負極２の表面全体に拡散し、負極２の利用効率が向上する。さらに、多孔質体４と負極２とが接触している場合、例えば負極２の実質的な比表面積が増加することで負極２側の電気抵抗が低下し、集電性能が向上する。このように、導電性を有する多孔質体４で負極２を被覆することにより、電池性能が向上する。

被膜５は、正極３を被覆している。被膜５は、水酸化物イオン伝導性を有しており、電極反応に関する水酸化物イオンを伝導する。また、被膜５は、金属亜鉛や粉末７が通過しないように緻密に構成されていることが好ましい。これにより、成長したデンドライトが被膜５を貫通し、あるいは粉末７が被膜５を通過することで負極２と正極３とが導通する不具合をさらに低減することができる。ここで、緻密とは、アルキメデス法で算出して、９０％以上の相対密度を有することをいい、より好ましくは９２％以上、さらに好ましくは９５％以上である。また、被膜５の厚みは、好ましくは１０μｍ〜１０００μｍであり、より好ましくは１００μｍ〜５００μｍである。ただし、被膜５の相対密度および厚みは、デンドライトの貫通や粉末７の通過を低減することができるものであれば上記したものに限定されない。

被膜５は、水酸化物イオンを選択的に透過する一方、水酸化物イオンよりもイオン半径の大きな［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−等の金属イオンの透過を低減することが好ましい。このように被膜５が［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−等の金属イオンの透過を低減すると、被膜５の内部および正極３近傍におけるデンドライトの生成が低減されるため、負極２と正極３との導通をさらに低減することができる。

被膜５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や固体高分子型陰イオン電導材料を用いて形成されるものが好ましい。ここで、固体高分子型陰イオン伝導材料は、例えば、ポリマーと、周期表の第１族〜第１７族から選択される１種以上の元素を含有する、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る１以上の化合物とを含む。

ケース８および上板９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など、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。ケース８および上板９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、上記した実施形態では、１つの正極３に対して１つの負極２が対応した亜鉛電池１について説明したが、これに限定されない。この点について、図２を用いて説明する。

＜変形例＞
図２は、第１の実施形態の変形例に係る亜鉛電池の概略を示す図である。図２に示す亜鉛電池１Ａは、正極３および負極２に代えて、負極２Ａ，２Ｂと正極３Ａとを含むことを除き、図１に示す亜鉛電池１と同様の構成を有している。なお、図２では、図１に示す多孔質体４および被膜５に対応する部材の図示は省略している。以下、特に断りのない限り、多孔質体４および被膜５の図示および説明は省略する。

負極２Ａ，２Ｂは、正極３Ａを挟んで互いに向かい合うように配置されている。負極２Ａと負極２Ｂとは、並列接続されており、図１に示す亜鉛電池１と比較して負極１つ当たりの電流密度が低下する。このため、第１の実施形態の変形例に係る亜鉛電池１Ａによれば、負極２Ａ，２Ｂでのデンドライトの生成がさらに低減されるため、負極２Ａ，２Ｂと正極３Ａとの導通をさらに低減することができる。

＜第２の実施形態に係る亜鉛電池＞
図３は、第２の実施形態に係る亜鉛電池の概略を示す図である。図３に示す亜鉛電池１Ｂは、攪拌機１１と、ヒータ１２と、濾過部材１３とをさらに備えることを除き、図１に示す亜鉛電池１と同様の構成を有している。

攪拌機１１は、電解液６を強制的に流動させるための装置である。電解液６を流動させることにより、電解液６中の［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−の濃度分布を速やかに均一にする。また、電解液６中の［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−の濃度が飽和に達していないときは、電解液６中への粉末７の溶解を促進する。攪拌機１１を動作させることにより、充電に伴って負極２近傍で低下した電解液６中の［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−の濃度が速やかに上昇し、デンドライトの成長がさらに低減される。攪拌機１１は、例えば、ケース８の形状が複雑な場合や、電解液６の自然対流や電解液６中への粉末７の溶解が緩徐となる低温領域での充電時に特に有用である。

なお、攪拌機１１は、常時動作していてもよいが、電力消費を低減する観点から、充電時にのみ動作させることが好ましい。また、電解液６中の［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−の消費レートに応じて攪拌機１１の回転速度が変更されてもよい。

ヒータ１２は、電解液６を加熱するための装置である。電解液６の加熱により、電解液６が溶存可能な［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−の濃度、すなわち飽和濃度が上昇する。これにより、電解液６中に溶存する［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−の濃度が上昇し、デンドライトの成長がさらに低減される。

濾過部材１３は、電解液６中に混在する粉末７を濾過するための部材である。濾過部材１３は、電解液６中の粉末７と、負極２や正極３との間に配置される。濾過部材１３は、電解液６中に溶存する［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−は通過させる一方、混在する粉末７は通過させないように構成される。これにより、例えば、粉末７が多孔質体４および／または被膜５に到達して目詰まりを起こしたり、負極２と正極３とが短絡したりといった不具合の発生をさらに低減することができる。

粉末７は、ケース８の濾過部材１３で仕切られた範囲の電解液６中を移動可能に存在することができる。また、粉末７が電解液６中を移動可能に存在すれば、粉末７が移動するうちに［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−の濃度の低い電解液６の中に入った粉末７からの亜鉛の溶出が進みやすくなるので、電解液６中の［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−濃度を高く維持しやすくなる。

上記した実施形態では、攪拌機１１と、ヒータ１２と、濾過部材１３とをそれぞれ備えるとして説明したが、必ずしもこれらすべてを備えなくてもよく、必要に応じて選択的に配置することができる。

なお、攪拌機１１を備える亜鉛電池１Ｂは、亜鉛フロー電池の一例である。以下では、複数の負極２および正極３を交互に配置した亜鉛フロー電池について、図４Ａ〜図４Ｃを用いて説明する。

＜第１の実施形態に係る亜鉛フロー電池＞
図４Ａは、第１の実施形態に係る亜鉛フロー電池の概略を示す図であり、図４Ｂは、図４Ａに示す亜鉛フロー電池を上面視した図である。

図４Ａおよび図４Ｂに示す亜鉛フロー電池１００は、ケース２３および上板２４で構成された亜鉛フロー電池１００の内部に、充放電反応が行われる反応室２０と、攪拌機１１が収容された攪拌室２１とを備える。なお、図４Ａでは、図３に示すヒータ１２および濾過部材１３に対応する部材の図示は省略している。以下、ヒータ１２および濾過部材１３の図示および説明は省略するが、かかる部材の有無は問わない。

反応室２０と攪拌室２１とは、仕切り板２２を介して隣り合っている。また、ケース８は、仕切り板２２の上下で開放されており、仕切り板２２を挟んだ上下では、反応室２０と攪拌室２１とがそれぞれ連通している。ケース８に注入された電解液６は、攪拌機１１を動作させることにより、攪拌室２１の下部から反応室２０に流入し、反応室２０の上部から攪拌室２１に戻る循環流路を構成する。このような構成を有する亜鉛フロー電池１００は、ポンプや配管を使用することなく電解液６を流動させることができ、ポンプや配管との継手部分からの電解液６の漏洩を防ぐことができる。

また、反応室２０には、攪拌室２１に近い側から、負極２Ｄ、正極３Ｄ、負極２Ｅ、正極３Ｅ、負極２Ｆの順に複数の電極がＸ軸方向に沿って交互に配置されている。これらの電極は、交換作業を容易とするためにラック２５で保持されている。また、粉末７は、攪拌機１１の動作に伴って分散された粉末７が電極に到達しないよう、攪拌機１１から離れた反応室２０の下部で電解液６中に混在されて配置されている。

亜鉛フロー電池１００は、充電時には負極２Ｄ，２Ｅ，２Ｆの近傍において電解液６中に溶存する［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−が消費され、電解液６中に溶存する［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−の量が低下する。電解液６中に溶存する［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−の量が低下すると、これに追従するように粉末７から亜鉛が溶解し、［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−が電解液６中に補給される。そして、溶存する［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−の量が調整された電解液６を負極２Ｄ，２Ｅ，２Ｆの近傍に供給することにより、負極２Ｄ，２Ｅ，２Ｆにおけるデンドライトの成長が低減される。これにより、負極２Ｄと正極３Ｄ、負極２Ｅと正極３Ｄ、負極２Ｅと正極３Ｅ、負極２Ｆと正極３Ｅ、における導通をそれぞれ低減することができる。

次に、亜鉛フロー電池１００における電極間の接続について説明する。図４Ｃは、第１の実施形態に係る亜鉛フロー電池１００の電極間の接続の一例について説明する図である。

図４Ｃに示すように、負極２Ｄ、負極２Ｅおよび負極２Ｆは並列接続されている。また、正極３Ｄおよび正極３Ｅは並列接続されている。このように負極および正極をそれぞれ並列に接続することにより、負極および正極の総数がそれぞれ異なる亜鉛フロー電池１００の各電極間を適切に接続し、使用することができる。

なお、上記した実施形態では、合計５枚の電極が負極および正極が交互に配置されるように構成されたが、これに限らず、５枚以上の電極を交互に配置するようにしてもよい。また、上記した実施形態では、両端がともに負極（２Ｄ，２Ｆ）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。

さらに、一方を正極、他方を負極となるように同枚数の負極および正極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。

上記した実施形態では、各電極の主面が攪拌室２１に向かい合うように配置されたが、これに限らない。以下では、この点について、図５Ａ、図５Ｂを用いて説明する。

＜第２の実施形態に係る亜鉛フロー電池＞
図５Ａは、第２の実施形態に係る亜鉛フロー電池の概略を示す図であり、図５Ｂは、図５Ａに示す亜鉛フロー電池をＹ軸負方向側から側面視した図である。

図５Ａおよび図５Ｂに示す亜鉛フロー電池１００Ａは、反応室２０に配置された各電極および各電極を支持するラック２５に代えて各電極が支持される向きを異ならせるラック３５を備えることを除き、第１の実施形態に係る亜鉛フロー電池１００と同様の構成を有している。

亜鉛フロー電池１００Ａは、各電極の側面が攪拌室２１に向かい合うよう、具体的には、負極２Ｈ、正極３Ｈ、負極２Ｉ、正極３Ｉおよび負極２Ｊが、Ｙ軸方向に沿って並んで配置されている。攪拌室２１と各電極との間には電解液６の流通を妨げる構成は存在せず、また攪拌室２１と各電極との間の距離はほぼ同じである。このため、第２の実施形態に係る亜鉛フロー電池１００Ａによれば、第１の実施形態に係る亜鉛フロー電池１００よりも電解液６の流通に伴う圧力損失が低減され、電解液６の流通をより円滑に行うことができる。

＜第３の実施形態に係る亜鉛フロー電池＞
図６は、第３の実施形態に係る亜鉛フロー電池の概略を示す図である。図６に示す亜鉛フロー電池１００Ｂは、反応部２０Ａと、タンク３０と、反応部２０Ａおよびタンク３０を接続する配管２６，２７と、電解液供給部３１とを備える。反応部２０Ａは、第１の実施形態に係る亜鉛フロー電池１００における反応室２０に相当する。電解液供給部３１は、例えば電解液６を移送可能なポンプである。

電解液６は、ケース２３とは別に設けられたタンク３０から電解液供給部３１により配管２７を介して反応部２０Ａに送り出される。反応部２０Ａに流入した電解液６中の［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−は、充電時には、負極２Ｄ，２Ｅ，２Ｆにおいて消費され、電解液６中に溶存する［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−の量が低下した状態でタンク３０に戻される。電解液６中に溶存する［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−の量が低下した電解液６がタンク３０に戻されると、これに追従するようにタンク３０に混在する粉末７から亜鉛が溶解し、［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−が電解液６中に補給される。そして、溶存する［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−の量が調整された電解液６を負極２Ｄ，２Ｅ，２Ｆの近傍に供給することにより、負極２Ｄ，２Ｅ，２Ｆにおけるデンドライトの成長が低減される。これにより、負極２Ｄと正極３Ｄ、負極２Ｅと正極３Ｄ、負極２Ｅと正極３Ｅ、負極２Ｆと正極３Ｅ、における導通をそれぞれ低減することができる。

なお、上記した実施形態では、粉末７はタンク３０内の電解液６中に混在するとして説明したが、これに限らず、反応部２０Ａの内部の電解液６中に混在していてもよく、また反応部２０Ａおよびタンク３０の両方における電解液６中に混在するように構成してもよい。

粉末７は、タンク３０内の電解液６中、あるいは、タンク３０および反応部２０Ａの内部の電解液６中を移動することができる。粉末７が電解液６中を移動すれば、移動するうちに［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−の濃度の低い電解液６の中に入った際に、粉末７からの亜鉛の溶出が進みやすくなるので、電解液６中の［Ｚｎ（ＯＨ）_４］^２−濃度を高く維持しやすくなる。

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は上記各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、各実施形態に係る亜鉛フロー電池１００〜１００Ｂを示したが、これに限定されるものではなく、各実施形態および変形例に係る亜鉛電池１〜１Ｂを亜鉛フロー電池１００，１００Ａの反応室２０、または亜鉛フロー電池１００Ｂの反応部２０Ａに用いてもよい。

また、上記した実施形態では、負極２は亜鉛種などの負極活物質を含まないとして説明したが、これに限らず、負極活物質を含有してもよい。ただし、シェイプチェンジなどの経時劣化を低減する観点から、負極２が含有する負極活物質の量は少ない方がよい。

上記した実施形態では、多孔質体４は負極２を被覆しているとして説明したが、これに限らず、負極２と被膜５との間に配置されていればよい。また、多孔質体４は被膜５に接していてもよく、また被膜５とは離れて配置されていてもよい。また、多孔質体４は負極２とは離れて配置されていてもよい。例えば、第１の実施形態に係る亜鉛フロー電池１００では、負極２Ｄと正極３Ｄとの間、正極３Ｄと負極２Ｅとの間、負極２Ｅと正極３Ｅとの間、正極３Ｅと負極２Ｆとの間にそれぞれ多孔質体４を配置した積層構造としてもよい。また、多孔質体４は配置されなくてもよい。

上記した実施形態では、被膜５は正極３を被覆しているとして説明したが、これに限らず、負極２（あるいは多孔質体４）と正極３との間に配置されていればよい。

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。

１，１Ａ，１Ｂ 亜鉛電池
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｄ〜２Ｆ，２Ｈ〜２Ｊ 負極
３，３Ａ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｈ，３Ｉ 正極
４ 多孔質体
５ 被膜
６ 電解液
７ 粉末
１１ 攪拌機
１２ ヒータ
１３ 濾過部材
２０ 反応室
２０Ａ 反応部
２６，２７ 配管
３０ タンク
３１ 電解液供給部
１００，１００Ａ，１００Ｂ 亜鉛フロー電池

Claims (9)

1. 負極および正極と、
   前記負極および前記正極に接触する電解液と、
   亜鉛を含み、前記電解液中に混在する粉末と
   を備え、
   前記負極は、前記正極を挟んで向かい合うように配置された第１および第２の負極を含むことを特徴とする亜鉛電池。
2. 前記粉末は、前記電解液中に移動可能に存在すること
   を特徴とする請求項１に記載の亜鉛電池。
3. 前記負極は、充電時には前記電解液中に溶存する亜鉛種を消費し、
   前記粉末中の亜鉛が前記電解液に溶解することで、消費された前記亜鉛種が補給されること
   を特徴とする請求項１または２に記載の亜鉛電池。
4. 前記正極は、水酸化物イオン伝導性を有する被膜で覆われていること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の亜鉛電池。
5. 前記負極と前記被膜との間に導電性を有する多孔質体をさらに備えること
   を特徴とする請求項４に記載の亜鉛電池。
6. 前記電解液を加熱するヒータをさらに備えること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の亜鉛電池。
7. 前記電解液は、亜鉛種の飽和したアルカリ水溶液であること
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の亜鉛電池。
8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の亜鉛電池を備える反応室と、
   前記電解液を攪拌する攪拌機と、
   を備えることを特徴とする亜鉛フロー電池。
9. 負極および正極を備える反応部と、
   前記負極および前記正極に接触する電解液と、
   前記電解液を貯留させるタンクと、
   前記電解液中に混在する亜鉛を含む粉末と、
   前記反応部と前記タンクとの間で前記電解液を循環させる配管と、
   前記タンクから前記反応部に前記電解液を送り出す電解液供給部と
   を備え、
   前記負極は、前記正極を挟んで向かい合うように配置された第１および第２の負極を含むことを特徴とする亜鉛フロー電池。

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