JP7842828B1 - フロー型金属空気電池用充電システム及びフロー型金属空気電池 - Google Patents

Abstract

【課題】大きな電力を消費することなく負極から負極活物質粒子を剥離することができ、劣化しにくいフロー型金属空気電池用充電システム及びフロー型金属空気電池を提供する。
【解決手段】フロー型金属空気電池用充電システムは、第１の流路が形成された第１の層と、前記第１の流路に面する正極と、第２の流路が形成された第２の層と、前記第２の流路に面する負極と、前記第１の流路及び前記第２の流路を互いに隔てるセパレータと、前記第１の流路を流れる正極液と、前記第２の流路を流れる負極液と、前記正極と前記負極との間に印加される電圧及び前記負極液の送液圧力からなる群より選択される少なくとも１種に基づいて、前記負極液の流速及び前記正極と前記負極との間に流れる電流からなる群より選択される少なくとも１種を制御する制御装置と、を備える。
【選択図】図１

Description

本開示は、フロー型金属空気電池用充電システム及びフロー型金属空気電池に関する。

特許文献１は、金属粒子を生成するシステムを開示する。当該システムにおいては、溶解した金属を含む溶液の電気分解により、カソードの表面に金属粒子が生成される。形成された金属粒子は、十分なサイズを有するようになった際に、スクレーパー又は他の適切な手段により、カソードの表面から除去される（段落００１４及び００５７）。

米国特許第７４７０３５１号明細書

特許文献１に開示されたシステムにおいては、金属粒子をカソードの表面から除去するために、スクレーパー又は他の適切な手段をカソードの表面に沿って動かさなければならない。このため、スクレーパー又は他の適切な手段を動かすのに必要な電力の消費、スクレーパー又は他の適切な手段をカソードの表面に沿って動かすことによるシステムの劣化等が問題となる。例えば、スクレーパー又は他の適切な手段の摩耗劣化、カソードの摩耗劣化、カソードの表面から除去できなかった金属粒子の詰まりによるシステムの劣化等が問題となる。

本開示の一態様は、この問題に鑑みてなされた。本開示の一態様は、例えば、大きな電力を消費することなく負極から負極活物質粒子を剥離することができ、劣化しにくいフロー型金属空気電池用充電システム及びフロー型金属空気電池を提供することを目的とする。

本開示の第１の態様のフロー型金属空気電池用充電システムは、第１の流路が形成された第１の層と、前記第１の流路に面する正極と、第２の流路が形成された第２の層と、前記第２の流路に面する負極と、前記第１の流路及び前記第２の流路を互いに隔てるセパレータと、前記第１の流路を流れる正極液と、前記第２の流路を流れる負極液と、前記正極と前記負極との間に印加される電圧及び前記負極液の送液圧力からなる群より選択される少なくとも１種に基づいて、前記負極液の流速及び前記正極と前記負極との間に流れる電流からなる群より選択される少なくとも１種を制御する制御装置と、を備える。

本開示の第２の態様のフロー型金属空気電池は、本開示の第１の態様のフロー型金属空気電池用充電システムと、フロー型金属空気電池用放電部と、を備え、前記制御装置は、前記フロー型金属空気電池用放電部の放電深度に基づいて前記流速及び前記電流からなる群より選択される少なくとも１種を制御する。

第１実施形態のフロー型金属空気電池を模式的に図示する図である。 第１実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルを模式的に図示する分解斜視図である。 第１実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルを模式的に図示する断面図である。 第１実施形態及び第４実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの正極と当該充電セルの負極との間に流れる電流の時間変化の例を示すグラフである。 第１実施形態及び第４実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの第２の層の第２の流路における負極液の流速の時間変化の例を示すグラフである。 第１実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる制御部により行われる処理の流れを示すフローチャートである。 第１実施形態の第１変形例及び第４実施形態の第１変形例のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの正極と当該充電セルの負極との間に流れる電流の時間変化の例を示すグラフである。 第１実施形態の第１変形例及び第４実施形態の第１変形例のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの第２の層の第２の流路における負極液の流速の時間変化の例を示すグラフである。 第２実施形態及び第５実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの正極と当該充電セルの負極との間に流れる電流の時間変化の例を示すグラフである。 第２実施形態及び第５実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの第２の層の第２の流路における負極液の流速の時間変化の例を示すグラフである。 第２実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる制御部により行われる処理の流れを示すフローチャートである。 第３実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの正極と当該充電セルの負極との間に流れる電流の時間変化の例を示すグラフである。 第３実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの第２の層の第２の流路における負極液の流速の時間変化の例を示すグラフである。 第３実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる制御部により行われる処理の流れを示すフローチャートである。 第３実施形態の第１変形例及び第６実施形態の第１変形例のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの正極と当該充電セルの負極との間に流れる電流の時間変化の例を示すグラフである。 第３実施形態の第１変形例及び第６実施形態の第１変形例のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの第２の層の第２の流路における負極液の流速の時間変化の例を示すグラフである。 第３実施形態の第２変形例及び第６実施形態の第２変形例のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの正極と当該充電セルの負極との間に流れる電流の時間変化の例を示すグラフである。 第３実施形態の第２変形例及び第６実施形態の第２変形例のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの第２の層の第２の流路における負極液の流速の時間変化の例を示すグラフである。 第３実施形態の第２変形例のフロー型金属空気電池に備えられる制御部により行われる処理の流れを示すフローチャートである。 第４実施形態のフロー型金属空気電池を模式的に図示する図である。 第４実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる制御部により行われる処理の流れを示すフローチャートである。 第５実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる制御部により行われる処理の流れを示すフローチャートである。 第６実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる制御部により行われる処理の流れを示すフローチャートである。 第６実施形態の第２変形例のフロー型金属空気電池に備えられる制御部により行われる処理の流れを示すフローチャートである。 第７実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる制御部により行われる処理の内容を示す図である。 第７実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる制御部により行われる処理の内容を示す図である。 第７実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる制御部により行われる処理の内容を示す図である。 第７実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる制御部により行われる処理の内容を示す図である。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面については、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

１ 第１実施形態
１．１ フロー型金属空気電池
図１は、第１実施形態のフロー型金属空気電池を模式的に図示する図である。

図１に図示される第１実施形態のフロー型金属空気電池１は、放電する際に、フロー型金属空気電池１の周辺の空気から酸素ガス１１を吸収する。フロー型金属空気電池１は、充電される際に、フロー型金属空気電池１の周辺の空気に酸素ガス１２を放出する。

フロー型金属空気電池１は、フロー型亜鉛空気電池である。このため、フロー型金属空気電池１における負極活物質は、亜鉛種である。ただし、フロー型金属空気電池１が、フロー型亜鉛空気電池以外のフロー型金属空気電池であってもよい。このため、フロー型金属空気電池１における負極活物質が、亜鉛種以外の金属種であってもよい。亜鉛種以外の金属種は、例えば、カドミウム種、リチウム種、ナトリウム種、マグネシウム種、鉛種、錫種、アルミニウム種又は鉄種である。金属種を構成する金属は、主成分となる金属のみにより構成されてもよいし、主成分となる金属及び副成分の合金により構成されてもよい。金属種は、金属及び酸化物のいずれにもなりうる。金属種が金属及び酸化物のいずれになるのかは、放電反応又は充電反応の進行の程度に応じて決まる。

図１に図示されるように、フロー型金属空気電池１は、正極液２１、負極液２２、貯蔵部２３、放電部２４、充電部２５及び制御装置２６を備える。

１．２ 正極液
図１に図示されるように、正極液２１は、第１の電解液３１を含む。

第１の電解液３１は、水酸化カリウム水溶液である。第１の電解液３１が、水酸化カリウム水溶液以外の水溶液であってもよく、水溶液以外の電解液であってもよい。

第１の電解液３１に含まれる水は、充電部２５において起こる充電反応の反応物である。

１．３ 負極液
図１に図示されるように、負極液２２は、還元状態の負極活物質粒子４１ａ、酸化状態の負極活物質粒子４１ｂ、負極活物質イオン４２及び第２の電解液４３を含む。

上述したように、フロー型金属空気電池１は、フロー型亜鉛空気電池である。このため、還元状態の負極活物質粒子４１ａ、酸化状態の負極活物質粒子４１ｂ及び負極活物質イオン４２は、亜鉛種である。還元状態の負極活物質粒子４１ａは、金属亜鉛（Ｚｎ）粒子であり、酸化状態の負極活物質粒子４１ｂは、酸化亜鉛粒子（ＺｎＯ）粒子であり、還元状態の負極活物質粒子４１ａ及び酸化状態の負極活物質粒子４１ｂは、第２の電解液４３に分散している。このため、負極液２２は、スラリー状の性状を有する。還元状態の負極活物質粒子４１ａは、例えば、数μｍの粒子径を有し、酸化状態の負極活物質粒子４１ｂは、例えば、数１０～数１００ｎｍの粒子径を有する。負極活物質イオン４２は、亜鉛酸イオン（Ｚｎ（ＯＨ）_４ ^２－）であり、第２の電解液４３に溶解している。

第２の電解液４３は、水酸化カリウム水溶液である。第２の電解液４３が、水酸化カリウム水溶液以外の水溶液であってもよく、水溶液以外の電解液であってもよい。

負極活物質イオン４２は、充電部２５において起こる充電反応の反応物である。還元状態の負極活物質粒子４１ａは、充電部２５において起こる充電反応の生成物である。

１．４ 貯蔵部
貯蔵部２３は、負極液２２を貯蔵する。貯蔵部２３には、流出口２３ａ、流入口２３ｂ、流出口２３ｃ及び流入口２３ｄが形成される。流出口２３ａ及び流出口２３ｃは、負極液２２を流出させる。流入口２３ｂ及び流入口２３ｄは、負極液２２を流入させる。

１．５ 放電部
放電部２４は、放電部２４の周辺の空気から酸素ガス１１を吸収する。放電部２４には、貯蔵部２３から負極液２２が流入する。放電部２４は、吸収した酸素ガス１１及び流入した負極液２２を、放電電力を発生させる放電反応に関与させ、放電反応に関与させた負極液２２を貯蔵部２３へ流出させる。放電部２４は、酸素ガス１１及び負極液２２に含まれる還元状態の負極活物質粒子４１ａを放電反応に関与させて、還元状態の負極活物質粒子４１ａを消滅させ、負極活物質イオン４２を生成する。

図１に図示されるように、放電部２４は、配管５１、ポンプ５２、配管５３、放電セル５４及び配管５５を備える。

配管５１は、貯蔵部２３の流出口２３ａからポンプ５２の流入口５２ａまで負極液２２を導く。これにより、配管５１は、流出口２３ａから流出した負極液２２を流入口５２ａに流入させる。

ポンプ５２は、ポンプ５２の流入口５２ａに流入した負極液２２をポンプ５２の流出口５２ｂから流出させる。ポンプ５２は、その際に、負極液２２の流れを生成する。これにより、ポンプ５２は、貯蔵部２３から放電セル５４に負極液２２を送る。

配管５３は、ポンプ５２の流出口５２ｂから放電セル５４の流入口５４ａまで負極液２２を導く。これにより、配管５３は、流出口５２ｂから流出した負極液２２を流入口５４ａに流入させる。

放電セル５４は、放電セル５４の周辺の空気から酸素ガス１１を吸収する。放電セル５４は、放電セル５４の流入口５４ａに流入した負極液２２を放電セル５４の流出口５４ｂから流出させる。放電セル５４は、その際に、吸収した酸素ガス１１及び流入した負極液２２を放電反応に関与させ、放電反応に関与させた負極液２２を流出口５４ｂから流出させる。放電セル５４は、放電反応により発生した放電電力を出力する。

配管５５は、放電セル５４の流出口５４ｂから貯蔵部２３の流入口２３ｂまで負極液２２を導く。これにより、配管５５は、流出口５４ｂから流出した負極液２２を流入口２３ｂに流入させる。

１．６ 放電セル
図１に図示されるように、放電セル５４は、層６１、負極液６２、正極６３、セパレータ６４及び負極６５を備える。

層６１には、流路６１ａが形成される。流路６１ａは、放電セル５４の流入口５４ａから放電セル５４の流出口５４ｂに至る。このため、流路６１ａは、流入口５４ａに流入した負極液２２を通過させ、通過させた負極液２２を流出口５４ｂから流出させる。

負極液６２は、層６１の流路６１ａを流れる。負極液６２は、フロー型金属空気電池１に備えられる負極液２２の一部である。

正極６３は、放電セル５４の周辺の空気に接触する。これにより、正極６３には、放電セル５４の周辺の空気に含まれる酸素ガス１１が供給される。これにより、正極６３においては、式（１）により表される酸素の還元反応が起こる。

Ｏ_２＋２Ｈ_２Ｏ＋４ｅ^－→４ＯＨ^－ （１）

正極６３は、セパレータ６４を介して層６１の流路６１ａに面する。これにより、正極６３は、セパレータ６４を介して流路６１ａを流れる負極液６２に、式（１）により表される酸素の還元反応の生成物であるＯＨ^－の受け渡しを行う。

負極６５は、層６１の流路６１ａに面する。これにより、負極６５は、流路６１ａを流れる負極液６２に接触する。これにより、負極６５においては、式（２）及び式（３）により表される金属亜鉛の酸化反応が起こる。

Ｚｎ＋４ＯＨ^－→Ｚｎ（ＯＨ）_４ ^２－＋２ｅ^－ （２）
Ｚｎ（ＯＨ）_４ ^２－→ＺｎＯ＋Ｈ_２Ｏ＋２ＯＨ^－ （３）

正極６３における酸素の還元反応及び負極６５における金属亜鉛の酸化反応により、放電セル５４においては、式（４）により表される全反応が起こる。

２Ｚｎ＋Ｏ_２→２ＺｎＯ （４）

したがって、放電セル５４は、金属亜鉛が酸化亜鉛に変化する際に放電する。

１．７ 充電部
充電部２５には、貯蔵部２３から負極液２２が流入する。充電部２５は、流入した負極液２２を、負極液２２を再生する充電反応に関与させ、充電反応に関与させた負極液２２を貯蔵部２３へ流出させる。充電部２５は、負極液２２に含まれる負極活物質イオン４２を充電反応に関与させて、負極活物質イオン４２を消滅させ、還元状態の負極活物質粒子４１ａを生成する。

図１に図示されるように、充電部２５は、配管７１、ポンプ７２、配管７３、配管７４、ポンプ７５、配管７６、電源７７、充電セル７８、配管７９及び配管８０を備える。

配管７１は、図示されない正極液２１の供給源からポンプ７２の流入口７２ａまで正極液２１を導く。これにより、配管７１は、正極液２１の供給源から流出した正極液２１を流入口７２ａに流入させる。

ポンプ７２は、ポンプ７２の流入口７２ａに流入した正極液２１をポンプ７２の流出口７２ｂから流出させる。ポンプ７２は、その際に、正極液２１の流れを生成する。これにより、ポンプ７２は、正極液２１の供給源から充電セル７８に正極液２１を送る。

配管７３は、ポンプ７２の流出口７２ｂから充電セル７８の流入口７８ａまで正極液２１を導く。これにより、配管７３は、流出口７２ｂから流出した正極液２１を流入口７８ａに流入させる。

配管７４は、貯蔵部２３の流出口２３ｃからポンプ７５の流入口７５ａまで負極液２２を導く。これにより、配管７４は、流出口２３ｃから流出した負極液２２を流入口７５ａに流入させる。

ポンプ７５は、ポンプ７５の流入口７５ａに流入した負極液２２をポンプ７５の流出口７５ｂから流出させる。ポンプ７５は、その際に、負極液２２の流れを生成する。これにより、ポンプ７５は、貯蔵部２３から充電セル７８に負極液２２を送る。ポンプ７５の流出、流入方向を変えて、逆流させることもできる。

配管７６は、ポンプ７５の流出口７５ｂから充電セル７８の流入口７８ｂまで負極液２２を導く。これにより、配管７６は、流出口７５ｂから流出した負極液２２を流入口７８ｂに流入させる。

電源７７は、充電セル７８に充電電力を入力する。

充電セル７８は、充電セル７８の流入口７８ａに流入した正極液２１を充電セル７８の流出口７８ｃから流出させ、充電セル７８の流入口７８ｂに流入した負極液２２を充電セル７８の流出口７８ｄから流出させる。充電セル７８は、その際に、流入した正極液２１及び負極液２２を充電電力により起こされる充電反応に関与させ、充電反応に関与させた正極液２１を流出口７８ｃから流出させ、充電反応に関与させた負極液２２を流出口７８ｄから流出させ、充電反応により発生した酸素ガス１２を充電セル７８の周辺の空気に放出する。

配管７９は、充電セル７８の流出口７８ｃから正極液２１の供給源まで正極液２１を導く。これにより、配管７９は、流出口７８ｃから流出した正極液２１を正極液２１の供給源に流入させる。

配管８０は、充電セル７８の流出口７８ｄから貯蔵部２３の流入口２３ｄまで負極液２２を導く。これにより、配管８０は、流出口７８ｄから流出した負極液２２を流入口２３ｄに流入させる。

１．８ 充電セル
図２は、第１実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルを模式的に図示する分解斜視図である。図３は、第１実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルを模式的に図示する断面図である。

図２及び図３に図示されるように、充電セル７８は、第１の層９１、正極液９２、正極９３、通電板９４、ガスケット９５、第２の層９６、負極液９７、負極９８、通電板９９、ガスケット１００、セパレータ１０１、ガスケット１０２及びガスケット１０３を備える。

第１の層９１は、矩形枠状の形状を有する。このため、第１の層９１は、開口面９１ｐ、開口面９１ｑ、端面９１ａ及び端面９１ｃを有する。開口面９１ｐ及び開口面９１ｑは、互いに反対の側にある。端面９１ａ及び端面９１ｃは、互いに反対の側にある。第１の層９１が、矩形枠状の形状以外の枠状の形状を有してもよい。

第１の層９１には、第１の流路９１ｅが形成される。

第１の層９１の第１の流路９１ｅは、開口面９１ｐ及び開口面９１ｑに露出し、開口面９１ｐ及び開口面９１ｑに開口９１ｐｅ及び開口９１ｑｅをそれぞれ有する。

第１の層９１の第１の流路９１ｅは、端面９１ａ及び端面９１ｃに露出し、端面９１ａ及び端面９１ｃに流入口７８ａ及び流出口７８ｃをそれぞれ有する。このため、第１の流路９１ｅは、流入口７８ａから流出口７８ｃに至る。このため、第１の流路９１ｅは、流入口７８ａに流入した正極液９２を通過させ、通過させた正極液２１を流出口７８ｃから流出させる。

充電セル７８の流入口７８ａ及び流出口７８ｃは、下方側及び上方側にそれぞれ配置される。このため、第１の層９１の第１の流路９１ｅは、正極液９２を下方から上方へ導く。流入口７８ａが下方側以外の位置に配置されてもよく、流出口７８ｃが上方側以外の位置に配置されてもよい。

正極液９２は、第１の層９１の第１の流路９１ｅを流れる。正極液９２は、正極液２１の一部である。上述したように、充電セル７８の流入口７８ａ及び流出口７８ｃは、下方側及び上方側にそれぞれ配置される。このため、第１の流路９１ｅにおける正極液９２の流れ方向は、下方から上方へ向かう方向になる。

正極液９２の流れ方向が上方から下方へ向かう方向である場合は、第１の層９１の第１の流路９１ｅが正極液９２で完全に満たされる前であっても、正極液９２が第１の流路９１ｅから流れ落ちる。このため、第１の流路９１ｅを正極液９２で完全に満たすことができない可能性がある。これに対して、正極液９２の流れ方向が下方から上方へ向かう方向である場合は、第１の流路９１ｅが正極液９２で完全に満たされた後に正極液９２が第１の流路９１ｅからあふれ出る。このため、第１の流路９１ｅを正極液９２で完全に満たすことができる。

正極９３において発生した酸素ガス１２は、浮力により下方から上方へ移動するだけでなく、正極液９２の流れにのって下方から上方へ移動する。これにより、充電セル７８からの酸素ガス１２の排出を促進することができる。

正極９３は、矩形板状の形状を有する。正極９３は、第１の層９１の開口面９１ｐ上に配置される。これにより、正極９３は、第１の層９１の開口９１ｐｅを塞ぎ、第１の層９１の第１の流路９１ｅに面する。これにより、正極９３は、第１の流路９１ｅを流れる正極液９２に接触する。これにより、正極９３においては、式（５）により表される水の酸化反応が起こる。

４ＯＨ^－→Ｏ_２＋２Ｈ_２Ｏ＋４ｅ^－ （５）

したがって、充電セル７８は、正極９３における水の酸化反応により酸素ガス１２を発生させる。発生した酸素ガス１２は、充電セル７８から排出される。

正極９３は、金属、スピネル系導電酸化物、ペロブスカイト系導電酸化物等からなる。金属は、発泡ニッケル等である。スピネル系導電酸化物は、ニッケル、コバルト等を含む。

通電板９４は、矩形板状の形状を有する。通電板９４は、正極９３に重ねて第１の層９１の開口面９１ｐ上に配置される。これにより、通電板９４は、正極９３に接触し、正極９３への通電経路を構成する。

ガスケット９５は、第１の層９１の開口面９１ｐと、正極９３及び通電板９４と、に挟まれ、第１の層９１の開口面９１ｐと、正極９３及び通電板９４と、の間を液密に塞ぐ。

第２の層９６は、矩形枠状の形状を有する。このため、第２の層９６は、開口面９６ｐ、開口面９６ｑ、端面９６ｂ及び端面９６ｄを有する。開口面９６ｐ及び開口面９６ｑは、互いに反対の側にある。端面９６ｂ及び端面９６ｄは、互いに反対の側にある。

第２の層９６には、第２の流路９６ｅが形成される。

第２の層９６の第２の流路９６ｅは、開口面９６ｐ及び開口面９６ｑに露出し、開口面９６ｐ及び開口面９６ｑに開口９６ｐｅ及び開口９６ｑｅをそれぞれ有する。

第２の層９６の第２の流路９６ｅは、端面９６ｂ及び端面９６ｄに露出し、端面９６ｂ及び端面９６ｄに流入口７８ｂ及び流出口７８ｄをそれぞれ有する。このため、第２の流路９６ｅは、流入口７８ｂから流出口７８ｄに至る。このため、第２の流路９６ｅは、流入口７８ｂに流入した負極液９７を通過させ、通過させた負極液９７を流出口７８ｄから流出させる。

充電セル７８の流入口７８ｂ及び流出口７８ｄは、下方側及び上方側にそれぞれ配置される。このため、第２の層９６の第２の流路９６ｅは、負極液９７を下方から上方へ導く。

負極液９７は、第２の層９６の第２の流路９６ｅを流れる。負極液９７は、負極液２２の一部である。上述したように、充電セル７８の流入口７８ｂ及び流出口７８ｄは、下方側及び上方側にそれぞれ配置される。このため、第２の流路９６ｅにおける負極液９７の流れ方向は、下方から上方へ向かう方向になる。

負極液９７の流れ方向が上方から下方へ向かう方向である場合は、第２の層９６の第２の流路９６ｅが負極液９７で完全に満たされる前であっても、負極液９７が第２の流路９６ｅから流れ落ちる。このため、第２の流路９６ｅを負極液９７で完全に満たすことができない可能性がある。これに対して、負極液９７の流れ方向が下方から上方へ向かう方向である場合は、第２の流路９６ｅが負極液９７で完全に満たされた後に負極液９７が第２の流路９６ｅからあふれ出る。このため、第２の流路９６ｅを負極液９７で完全に満たすことができる。

負極９８は、矩形板状の形状を有する。負極９８は、第２の層９６の開口面９６ｐ上に配置される。これにより、負極９８は、第２の層９６の開口９６ｐｅを塞ぎ、第２の層９６の第２の流路９６ｅに面する。これにより、負極９８は、第２の流路９６ｅにおける負極液９７に接触する。これにより、負極９８においては、式（２）及び式（３）により表される金属亜鉛の酸化反応により生成された亜鉛酸イオンＺｎ（ＯＨ）_４ ^２－及び／又は酸化亜鉛ＺｎＯを含む負極液が負極９８に供給される。これにより、負極９８においては、式（６）及び式（７）により表される金属亜鉛への還元反応が起こる。

ＺｎＯ＋Ｈ_２Ｏ＋２ＯＨ^－→Ｚｎ（ＯＨ）_４ ^２－ （６）
Ｚｎ（ＯＨ）_４ ^２－＋２ｅ^－→Ｚｎ＋４ＯＨ^－ （７）

したがって、充電セル７８は、負極９８における金属亜鉛への還元反応により還元状態の負極活物質粒子４１ａを生成させる。生成した還元状態の負極活物質粒子４１ａは、負極９８に付着する。

負極９８は、導電性素材からなる。導電性素材は、炭素材料及び樹脂からなる。

通電板９９は、矩形板状の形状を有する。通電板９９は、負極９８に重ねて第２の層９６の開口面９６ｐ上に配置される。これにより、通電板９９は、負極９８に接触し、負極９８への通電経路を構成する。

ガスケット１００は、第２の層９６の開口面９６ｐと、負極９８及び通電板９９と、に挟まれ、第２の層９６の開口面９６ｐと、負極９８及び通電板９９と、の間を液密に塞ぐ。

セパレータ１０１は、シート状の形状を有する。セパレータ１０１は、可撓性を有する。セパレータ１０１は、第１の層９１の開口面９１ｑ上に配置される。これにより、セパレータ１０１は、第１の層９１の開口９１ｑｅを塞ぎ、第１の層９１の第１の流路９１ｅに面する。また、セパレータ１０１は、第２の層９６の開口面９６ｑ上に配置される。これにより、セパレータ１０１は、第２の層９６の開口９６ｑｅを塞ぎ、第２の層９６の第２の流路９６ｅに面する。

セパレータ１０１は、第１の層９１と、第２の層９６と、に挟まれる。これにより、セパレータ１０１は、第１の層９１の第１の流路９１ｅと第２の層９６の第２の流路９６ｅとを互いに隔てる。セパレータ１０１は、還元状態の負極活物質粒子４１ａ及び酸化状態の負極活物質粒子４１ｂを透過させない。これにより、セパレータ１０１は、還元状態の負極活物質粒子４１ａ及び酸化状態の負極活物質粒子４１ｂが負極液９７から正極液９２へ移動することを抑制する。

セパレータ１０１は、高いイオン電導性を有する。これにより、セパレータ１０１は、水酸化物イオンＯＨ^－を透過させる。これにより、水酸化物イオンＯＨ^－が負極液９７から正極液９２へ移動することが可能になる。

負極９８における金属亜鉛への還元反応すなわち金属亜鉛の電析反応においては、電流の分布の不均一性により、負極９８から樹状すなわちデンドライト状の金属亜鉛が成長する可能性がある。セパレータ１０１は、高い耐デンドライト性を有する。このため、セパレータ１０１は、デンドライト状の金属亜鉛がセパレータ１０１を超えて成長することを阻害する。これにより、正極９３及び負極９８がデンドライト状の金属亜鉛を介して互いに短絡することを抑制することができる。

ガスケット１０２は、第１の層９１の開口面９１ｑと、セパレータ１０１と、に挟まれ、第１の層９１の開口面９１ｑと、セパレータ１０１と、の間を液密に塞ぐ。

ガスケット１０３は、第２の層９６の開口面９６ｑと、セパレータ１０１と、に挟まれ、第２の層９６の開口面９６ｑと、セパレータ１０１と、の間を液密に塞ぐ。

１．９ フロー型金属空気電池の理論電圧
正極９３における水の酸化反応及び負極９８における金属亜鉛への還元反応により、充電セル７８においては、式（８）により表される全反応が起こる。

２ＺｎＯ→２Ｚｎ＋Ｏ_２ （８）

したがって、充電セル７８は、充電される際に酸化亜鉛を金属亜鉛に変化させる。

放電反応及び充電反応が起こっている間の正極及び負極の電位は、標準水素電極基準でそれぞれ－１．２５Ｖ及び０．４０Ｖである。このため、フロー型金属空気電池１の理論電圧は、１．６５Ｖである。

１．１０ 制御装置
図１に図示されるように、制御装置２６は、電圧計測部１１１及び制御部１１２を備える。充電部２５及び制御装置２６は、充電システムを構成する。

電源７７は、正極９３と負極９８との間に電流Ｉを流す。

電圧計測部１１１は、正極９３と負極９８との間の電圧Ｖを計測する。計測する際には、正極９３、負極９８間を直接測定する必要はなく、各極と略等電位の通電版などを代わりに測定してもよい。

制御部１１２は、ポンプ７５を制御して第２の層９６の第２の流路９６ｅにおける負極液２２の流速ＶＬを制御する。また、制御部１１２は、電源７７を制御して正極９３と負極９８との間に流れる電流Ｉを制御する。

制御部１１２は、電圧Ｖに基づいて流速ＶＬを制御する。

制御部１１２は、マイクロコントローラ及び周辺回路を備える。マイクロコントローラは、プロセッサ及びメモリを備える。プロセッサは、メモリに記憶されたプログラムを実行してマイクロコントローラ及び周辺回路を、制御部１１２として動作させる。マイクロコントローラにより実行される処理の全部又は一部が専用の電子回路により実行されてもよい。

１．１１ 電流値及び流速の制御
図４Ａは、第１実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの正極と当該充電セルの負極との間に流れる電流の時間変化の例を示すグラフである。図４Ｂは、第１実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの第２の層の第２の流路における負極液の流速の時間変化の例を示すグラフである。

図４Ａにおいては、横軸に時間Ｔがとられており、縦軸に電流Ｉがとられている。図４Ｂにおいては、横軸に時間Ｔがとられており、縦軸に流速ＶＬがとられている。

図４Ａに示されるように、制御部１１２は、電流Ｉを一定の電流Ｉ１に維持する。このため、制御部１１２は、期間Ｔ０～Ｔ４において、電流Ｉを一定の電流Ｉ１にする。

また、図４Ｂに示されるように、制御部１１２は、流速ＶＬを第１の流速ＬＶ１と第２の流速ＶＬ２との間で切り替える。このため、制御部１１２は、期間Ｔ０～Ｔ１において、流速ＶＬを第１の流速ＶＬ１にし、期間Ｔ１～Ｔ２において、流速ＶＬを第２の流速ＶＬ２にし、期間Ｔ２～Ｔ３において、流速ＶＬを第１の流速ＶＬ１にし、期間Ｔ３～Ｔ４において、流速ＶＬを第２の流速ＶＬ２にする。第２の流速ＶＬ２は、第１の流速ＬＶ１より遅い。

第１の流速ＶＬ１は、負極９８に供給される負極活物質イオン４２の量が十分になり、負極活物質イオン４２の還元状態の負極活物質粒子４１ａへの還元反応が負極９８において起こるが、還元反応に競合する水素発生反応が負極９８において起こらない流速である。第２の流速ＶＬ２は、負極９８に供給される負極活物質イオン４２の量が不十分になり、還元反応が負極９８において起こらず、水素発生反応が負極９８において起こる流速である。

水素発生反応により発生した水素ガスは、還元状態の負極活物質粒子４１ａに付着する。これにより、還元状態の負極活物質粒子４１ａに働く浮力が大きくなる。これにより、還元状態の負極活物質粒子４１ａに働く力が大きくなる。

また、水素発生反応により発生した水素ガスは、第２の層９６の第２の流路９６ｅの内圧を高くする。これにより、第２の流路９６ｅにおける負極液９７の流速が局所的に速くなる。これにより、還元状態の負極活物質粒子４１ａに働く力が大きくなる。

これらにより、水素発生反応が起こった場合は、負極９８から還元状態の負極活物質粒子４１ａを剥離し、剥離した還元状態の負極活物質粒子４１ａを充電セル７８から排出することが容易になる。

しかし、水素発生反応に利用される電力は、還元反応に利用されない。このため、水素発生反応が起こった場合は、充電部２５により消費される電力に対する還元反応に消費される電力の割合を示す充電効率が低くなる。このため、水素発生反応は、負極９８から還元状態の負極活物質粒子４１ａを剥離し、剥離した還元状態の負極活物質粒子４１ａを充電セル７８から排出するのに最低限必要な程度に抑制される。

水素発生反応が起こる期間Ｔ１～Ｔ２及び期間Ｔ３～Ｔ４においては、電圧Ｖが、水素発生反応が進行するにつれて高くなり、時間が経過するにつれて高くなる。

制御部１１２は、電圧Ｖに基づいて、流速ＶＬを第２の流速ＶＬ２から第１の流速ＶＬ１に切り替えるタイミングＴ２及びタイミングＴ４を制御する。これにより、制御部１１２は、電圧Ｖに基づいて、水素発生反応が起こる期間Ｔ１～Ｔ２及び期間Ｔ３～Ｔ４の長さを変化させる。これにより、水素発生反応を、負極９８から還元状態の負極活物質粒子４１ａを剥離し、剥離した還元状態の負極活物質粒子４１ａを充電セル７８から排出するのに必要な最小限必要な程度に抑制することができる。これにより、充電効率を高くすることができる。

制御部１１２は、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓより大きくなるのに応答して、流速ＶＬを第２の流速ＶＬ２から第１の流速ＶＬ１に切り替える。

水素発生反応が起こる期間Ｔ１～Ｔ２及び期間Ｔ３～Ｔ４においては、電圧Ｖは、電流Ｉに強く依存するが、電圧Ｖの上昇率ΔＶは、電流Ｉに強く依存しない。このため、電圧Ｖが設定された電圧より大きくなるのに応答して流速ＶＬを切り替えるのではなく、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓより大きくなるのに応答して流速ＶＬを切り替えることにより、電流Ｉにかかわらず流速ＶＬを切り替えるタイミングＴ２及びタイミングＴ４を適切なタイミングにすることができる。

水素発生反応が起こる期間Ｔ１～Ｔ２及び期間Ｔ３～Ｔ４の長さが適切な長さより長い場合は、水素発生反応により発生する水素ガスの量が適切な量より多くなる。このため、発生した水素ガスが第２の層９６の第２の流路９６ｅに滞留する。このため、電圧Ｖが異常な電圧となる空焚きが発生する。水素発生反応が起こる期間Ｔ１～Ｔ２及び期間Ｔ３～Ｔ４の長さが適切な長さより短い場合は、水素発生反応により発生する水素ガスの量が適切な量より少なくなる。このため、負極９８から還元状態の負極活物質粒子４１ａを剥離し、剥離した還元状態の負極活物質粒子４１ａを充電セル７８から排出することが困難になる。このため、第２の流路９６ｅが還元状態の負極活物質粒子４１ａにより閉塞する可能性がある。このため、電圧Ｖの時間上昇率ΔＶと比較される設定された時間上昇率ΔＶｓは、水素発生反応が起こる期間Ｔ１～Ｔ２及び期間Ｔ３～Ｔ４の長さが適切な長さになるように設定され、例えば、１．３５Ｖ／ｓに設定される。

第１実施形態においては、期間Ｔ０～Ｔ４において、電流Ｉが一定の電流Ｉ１に維持される。しかし、期間Ｔ０～Ｔ４において、電流Ｉが特定の電流以上になる範囲内において変動させられてもよい。また、第１実施形態においては、期間Ｔ０～Ｔ１及び期間Ｔ２～Ｔ３において、流速ＶＬが一定の第１の流速ＶＬ１に維持され、期間Ｔ１～Ｔ２及び期間Ｔ３～Ｔ４において、流速ＶＬが一定の第２の流速ＶＬ２に維持される。しかし、期間Ｔ０～Ｔ１及び期間Ｔ２～Ｔ３において、流速ＶＬが第１の流速ＶＬ１以上になる範囲内において変動させられてもよく、期間Ｔ１～Ｔ２及び期間Ｔ３～Ｔ４において、流速ＶＬが第２の流速ＶＬ２以下になる範囲内において変動させられてもよい。

第１実施形態においては、充電システムが、ひとつの充電セル７８を備える。しかし、充電システムが、電気的に直列接続された複数の充電セル７８を備えるスタックを備えてもよい。充電システムがスタックを備える場合は、電圧計測部１１１が、スタックの全体の電圧Ｖを計測し、計測した電圧Ｖを複数の充電セル７８の数ｎで除した電圧Ｖ／ｎの値を返す。制御部１１２は、電圧Ｖ／ｎの値に基づいて、流速ＶＬを第２の流速ＶＬ２から第１の流速ＶＬ１に切り替えるタイミングＴ２及びタイミングＴ４を制御する。

１．１２ 処理の流れ
図５は、第１実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる制御部により行われる処理の流れを示すフローチャートである。

制御部１１２は、図５に示されるステップＳ１０１からＳ１０４までを実行する。

ステップＳ１０１においては、制御部１１２が、流速ＶＬを第１の流速ＶＬ１にする。これにより、負極９８に供給される負極活物質イオン４２の量が十分になる。これにより、負極９８において負極活物質イオン４２の還元状態の負極活物質粒子４１ａへの還元反応が起こる。これにより、還元状態の負極活物質粒子４１ａが負極９８に付着し成長する。

続くステップＳ１０２においては、制御部１１２が、流速ＶＬを第１の流速ＶＬ１にしてから経過した時間ｔが設定された時間ｔｓより長いか否かを判定する。制御部１１２は、時間ｔが設定された時間ｔsより長いと判定した場合は、ステップＳ１０３を実行する。制御部１１２は、時間ｔが設定された時間ｔsより短いと判定した場合は、ステップＳ１０１を実行する。

ステップＳ１０１及びＳ１０２により、流速ＶＬが第１の流速ＶＬ１にされてから設定された時間ｔｓが経過するまでは、流速ＶＬが第１の流速ＶＬ１にされている状態が継続する。また、流速ＶＬが第１の流速ＶＬ１にされてから設定された時間ｔｓが経過するのに同期して、流速ＶＬが第１の流速ＶＬ１にされている状態が終了する。

ステップＳ１０３においては、制御部１１２が、流速ＶＬを第２の流速ＶＬ２にする。これにより、負極９８に供給される負極活物質イオン４２の量が不十分になる。これにより、負極９８において水素発生反応が起こる。これにより、負極９８に付着した還元状態の負極活物質粒子４１ａが剥離される。

続くステップＳ１０４においては、制御部１１２が、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓより大きいか否かを判定する。制御部１１２は、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓより大きいと判定した場合は、ステップＳ１０１を実行する。制御部１１２は、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓより小さいと判定した場合は、ステップＳ１０３を実行する。

ステップＳ１０３及びＳ１０４により、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓに達するまでは、流速ＶＬが第２の流速ＶＬ２にされている状態が継続する。また、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓに達するのに同期して、流速ＶＬが第２の流速ＶＬ２にされている状態が終了する。

ステップＳ１０１からＳ１０４までにより、流速ＶＬは、第１の流速ＶＬ１と第２の流速ＶＬ２との間で切り替えられる。また、流速ＶＬが第１の流速ＶＬ１とされている時間は、設定された時間ｔｓとなる。また、流速ＶＬが第２の流速ＶＬ２とされている時間は、可変の時間となり、水素発生反応の進行に応じて変化する。

１．１３ 変形例
図６Ａは、第１実施形態の第１変形例のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの正極と当該充電セルの負極との間に流れる電流の時間変化の例を示すグラフである。図６Ｂは、第１実施形態の第１変形例のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの第２の層の第２の流路における負極液の流速の時間変化の例を示すグラフである。

図６Ａにおいては、横軸に時間Ｔがとられており、縦軸に電流Ｉがとられている。図６Ｂにおいては、横軸に時間Ｔがとられており、縦軸に流速ＶＬがとられている。

第１実施形態においては、図４Ｂに示されるように、第２の流速ＶＬ２が、０より大きい。このため、制御部１１２は、流速ＶＬを第２の流速ＶＬ２にしている間も、ポンプ７５の状態をオン状態にし、ポンプ７５に負極液２２の流れを生成させる。

これに対して、第１実施形態の第１変形例においては、図６Ｂに示されるように、第２の流速ＶＬ２が、０である。±０．５以内が５．０秒間続けば０とみなす。このため、制御部１１２は、流速ＶＬを第２の流速ＶＬ２にしている間に、ポンプ７５の状態をオフ状態にし、ポンプ７５に負極液２２の流れを生成させない。したがって、制御部１１２は、ポンプ７５の状態をオン状態とオフ状態との間で切り替えることにより、流速ＶＬを第１の流速ＶＬ１と第２の流速ＶＬ２との間で切り替える。第２の流速ＶＬ２が０である場合は、第２の流速ＶＬ２が０より大きい場合と比較して、水素発生反応が起こる期間Ｔ１～Ｔ２及び期間Ｔ３～Ｔ４の長さを短くすることができ、ポンプ７５その他の補機により消費される電力を小さくすることができる。ポンプ７５の流速はポンプ７５に入力する電圧に依存し、マイコンが信号を出すことで、ＶＬ１、ＶＬ２、０（ポンプオフ）を制御する。そのため、ポンプ７５のＩＮＰＵＴ側の電圧をモニターし、そのＩＮＰＵＴ側の電圧の値が０Ｖであれば、流速が０であるとみなしてよい。閾値を超えたかついても、０．０１秒の間、閾値を０．０１でも超えていれば、閾値を超えたとみなす。

２ 第２実施形態
以下では、第２実施形態が第１実施形態と相違する点が説明される。説明されない点については、第１実施形態において採用される構成と同様の構成が第２実施形態においても採用される。

第２実施形態においては、制御部１１２が、電圧Ｖに基づいて電流Ｉを制御する。

図７Ａは、第２実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの正極と当該充電セルの負極との間に流れる電流の時間変化の例を示すグラフである。図７Ｂは、第２実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの第２の層の第２の流路における負極液の流速の時間変化の例を示すグラフである。

図７Ａにおいては、横軸に時間Ｔがとられており、縦軸に電流Ｉがとられている。図７Ｂにおいては、横軸に時間Ｔがとられており、縦軸に流速ＶＬがとられている。

第２実施形態においては、図７Ａに示されるように、制御部１１２が、電流Ｉを第１の電流Ｉ１と第２の電流Ｉ２との間で切り替える。このため、制御部１１２は、期間Ｔ０～Ｔ１において、電流Ｉを第１の電流Ｉ１にし、期間Ｔ１～Ｔ２において、電流Ｉを第２の電流Ｉ２にし、期間Ｔ２～Ｔ３において、電流Ｉを第１の電流Ｉ１にし、期間Ｔ３～Ｔ４において、電流Ｉを第２の電流Ｉ２にする。第２の電流Ｉ２は、第１の電流Ｉ１より大きい。

また、図７Ｂに示されるように、制御部１１２は、流速ＶＬを一定の流速ＶＬ１に維持する。このため、制御部１１２は、期間Ｔ０～Ｔ４において、流速ＶＬを一定の流速ＶＬ１にする。

第１の電流Ｉ１は、水素発生反応が起こり始める電流Ｉｈより小さく、負極活物質イオン４２の還元状態の負極活物質粒子４１ａへの還元反応が負極９８において起こるが、還元反応に競合する水素発生反応が負極９８において起こらない電流である。第２の流速ＶＬ２は、電流Ｉｈより大きく、還元反応が負極９８において起こらず、水素発生反応が負極９８において起こる電流である。

制御部１１２は、電圧Ｖに基づいて、電流Ｉを第２の電流Ｉ２から第１の電流Ｉ１に切り替えるタイミングＴ２及びタイミングＴ４を制御する。これにより、制御部１１２は、電圧Ｖに基づいて、水素発生反応が起こる期間Ｔ１～Ｔ２及び期間Ｔ３～Ｔ４の長さを変化させる。これにより、水素発生反応を、負極９８から還元状態の負極活物質粒子４１ａを剥離し、剥離した還元状態の負極活物質粒子４１ａを充電セル７８から排出するのに必要な最小限必要な程度に抑制することができる。これにより、充電効率を高くすることができる。

制御部１１２は、例えば、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓより大きくなるのに応答して、電流Ｉを第２の電流Ｉ２から第１の電流Ｉ１に切り替える。

図８は、第２実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる制御部により行われる処理の流れを示すフローチャートである。

第２実施形態においては、制御部１１２が、図８に示されるステップＳ１１１からステップＳ１１４までを実行する。

ステップＳ１１１においては、制御部１１２が、電流Ｉを第１の電流Ｉ１にする。これにより、負極９８において負極活物質イオン４２の還元状態の負極活物質粒子４１ａへの還元反応が起こる。これにより、還元状態の負極活物質粒子４１ａが負極９８に付着し成長する。

続くステップＳ１１２においては、制御部１１２が、電流Ｉを第１の電流Ｉ１にしてから経過した時間ｔが設定された時間ｔｓより長いか否かを判定する。制御部１１２は、時間ｔが設定された時間ｔｓより長いと判定した場合は、ステップＳ１１３を実行する。制御部１１２は、時間ｔが設定された時間ｔｓより短いと判定した場合は、ステップＳ１１１を実行する。

ステップＳ１１１及びＳ１１２により、電流Ｉが第１の電流Ｉ１にされてから設定された時間ｔｓが経過するまでは、電流Ｉが第１の電流Ｉ１にされている状態が継続する。また、電流Ｉが第１の電流Ｉ１にされてから設定された時間ｔｓが経過するのに同期して、電流Ｉが第１の電流Ｉ１にされている状態が終了する。

ステップＳ１１３においては、制御部１１２が、電流Ｉを第２の電流Ｉ２にする。これにより、負極９８において水素発生反応が起こる。これにより、負極９８に付着した還元状態の負極活物質粒子４１ａが剥離される。

続くステップＳ１１４においては、制御部１１２が、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓより大きいか否かを判定する。制御部１１２は、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓより大きいと判定した場合は、ステップＳ１１１を実行する。制御部１１２は、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓより小さいと判定した場合は、ステップＳ１１３を実行する。

ステップＳ１１３及びＳ１１４により、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓに達するまでは、電流Ｉが第２の電流Ｉ２にされている状態が継続する。また、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓに達するのに同期して、電流Ｉが第２の電流Ｉ２にされている状態が終了する。

ステップＳ１１１からＳ１１４までにより、電流Ｉは、第１の電流Ｉ１と第２の電流Ｉ２との間で切り替えられる。また、電流Ｉが第１の電流Ｉ１とされている時間は、設定された時間ｔｓとなる。また、電流Ｉが第２の電流Ｉ２とされている時間は、可変の時間となり、水素発生反応の進行に応じて変化する。

３ 第３実施形態
以下では、第３実施形態が第１実施形態と相違する点が説明される。説明されない点については、第１実施形態において採用される構成と同様の構成が第３実施形態においても採用される。

第３実施形態においては、制御部１１２が、電圧Ｖに基づいて電流Ｉ及び流速ＶＬを制御する。

図９Ａは、第３実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの正極と当該充電セルの負極との間に流れる電流の時間変化の例を示すグラフである。図９Ｂは、第３実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの第２の層の第２の流路における負極液の流速の時間変化の例を示すグラフである。

図９Ａにおいては、横軸に時間Ｔがとられており、縦軸に電流Ｉがとられている。図９Ｂにおいては、横軸に時間Ｔがとられており、縦軸に流速ＶＬがとられている。

第３実施形態においては、図９Ａに示されるように、制御部１１２が、電流Ｉを第１の電流Ｉ１と第２の電流Ｉ２との間で切り替える。このため、制御部１１２は、期間Ｔ０～Ｔ１において、電流Ｉを第１の電流Ｉ１にし、期間Ｔ１～Ｔ２において、電流Ｉを第２の電流Ｉ２にし、期間Ｔ２～Ｔ３において、電流Ｉを第１の電流Ｉ１にし、期間Ｔ３～Ｔ４において、電流Ｉを第２の電流Ｉ２にする。第２の電流Ｉ２は、第１の電流Ｉ１より大きい。

また、図９Ｂに示されるように、制御部１１２は、流速ＶＬを第１の流速ＬＶ１と第２の流速ＶＬ２との間で切り替える。このため、制御部１１２は、期間Ｔ０～Ｔ１において、流速ＶＬを第１の流速ＶＬ１にし、期間Ｔ１～Ｔ２において、流速ＶＬを第２の流速ＶＬ２にし、期間Ｔ２～Ｔ３において、流速ＶＬを第１の流速ＶＬ１にし、期間Ｔ３～Ｔ４において、流速ＶＬを第２の流速ＶＬ２にする。第２の流速ＶＬ２は、第１の流速ＬＶ１より遅い。

第１の電流Ｉ１は、水素発生反応が起こり始める電流Ｉｈより小さく、負極活物質イオン４２の還元状態の負極活物質粒子４１ａへの還元反応が負極９８において起こるが、還元反応に競合する水素発生反応が負極９８において起こらない電流である。第２の電流Ｉ２は、電流Ｉｈより大きく、還元反応が負極９８において起こらず、水素発生反応が負極９８において起こる電流である。

第１の流速ＶＬ１は、負極９８に供給される負極活物質イオン４２の量が十分になり、負極活物質イオン４２の還元状態の負極活物質粒子４１ａへの還元反応が負極９８において起こるが、当該還元反応に競合する水素発生反応が負極９８において起こらない流速である。第２の流速ＶＬ２は、負極９８に供給される負極活物質イオン４２の量が不十分になり、還元反応が負極９８において起こらず、水素発生反応が負極９８において起こる流速である。

電流Ｉが第２の電流Ｉ２に切り替えられ、流速ＶＬが第２の流速ＶＬ２に切り替えられた場合は、電流Ｉが第２の電流Ｉ２に切り替えられたが、流速ＶＬが第１の流速ＶＬ１に維持された場合、及び電流Ｉが第１の電流Ｉ１に維持され、流速ＶＬが第２の流速ＶＬ２に切り替えられた場合と比較して、短時間に多量の水素が発生する。このように短時間に多量の水素が発生した場合は、負極９８から還元状態の負極活物質粒子４１ａを剥離し、剥離した還元状態の負極活物質粒子４１ａを充電セル７８から排出することがさらに容易になる。このため、充電効率をさらに高くすることができる。

制御部１１２は、電圧Ｖに基づいて、流速ＶＬ及び電流Ｉを第２の流速ＶＬ２及び第２の電流Ｉ２から第１の流速ＶＬ１及び第１の電流Ｉ１に切り替えるタイミングＴ２及びタイミングＴ４を制御する。これにより、制御部１１２は、電圧Ｖに基づいて、水素発生反応が起こる期間Ｔ１～Ｔ２及び期間Ｔ３～Ｔ４の長さを変化させる。これにより、水素発生反応を、負極９８から還元状態の負極活物質粒子４１ａを剥離し、剥離した還元状態の負極活物質粒子４１ａを充電セル７８から排出するのに必要な最小限必要な程度に抑制することができる。これにより、充電効率を高くすることができる。

制御部１１２は、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓより大きくなるのに応答して、流速ＶＬ及び電流Ｉを第２の流速ＶＬ２及び第２の電流Ｉ２から第１の流速ＶＬ１及び第１の電流Ｉ１に切り替える。

図１０は、第３実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる制御部により行われる処理の流れを示すフローチャートである。

第３実施形態においては、制御部１１２が、図１０に示されるステップＳ１２１からＳ１２４までを実行する。

ステップＳ１２１においては、制御部１１２が、電流Ｉを第１の電流Ｉ１にし、流速ＶＬを第１の流速ＶＬ１にする。これにより、負極９８において負極活物質イオン４２の還元状態の負極活物質粒子４１ａへの還元反応が起こる。これにより、還元状態の負極活物質粒子４１ａが負極９８に付着し成長する。電流Ｉが第１の電流Ｉ１にされ、流速ＶＬが第１の流速ＶＬ１とされている期間においては、充電部２５により消費される電力が最も小さくなる。

続くステップＳ１２２においては、制御部１１２が、電流Ｉを第１の電流Ｉ１にし流速ＶＬを第１の流速ＶＬ１にしてから経過した時間ｔが設定された時間ｔｓより長いか否かを判定する。制御部１１２は、時間ｔが設定された時間ｔsより長いと判定した場合は、ステップＳ１２３を実行する。制御部１１２は、時間ｔが設定された時間ｔsより短いと判定した場合は、ステップＳ１２１を実行する。

ステップＳ１２１及びＳ１２２により、電流Ｉが第１の電流Ｉ１にされ流速ＶＬが第１の流速ＶＬ１にされてから設定された時間ｔｓが経過するまでは、電流Ｉが第１の電流Ｉ１にされ流速ＶＬが第１の流速ＶＬ１にされている状態が継続する。また、電流Ｉが第１の電流Ｉ１にされ流速ＶＬが第１の流速ＶＬ１にされてから設定された時間ｔｓが経過するのに同期して、電流Ｉが第１の電流Ｉ１にされ流速ＶＬが第１の流速ＶＬ１にされている状態が終了する。

ステップＳ１２３においては、制御部１１２が、電流Ｉを第２の電流Ｉ２にし、流速ＶＬを第２の流速ＶＬ２にする。これにより、負極９８において水素発生反応が起こる。これにより、負極９８に付着した還元状態の負極活物質粒子４１ａが剥離される。

続くステップＳ１２４においては、制御部１１２が、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓより大きいか否かを判定する。制御部１１２は、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓより大きいと判定した場合は、ステップＳ１２１を実行する。制御部１１２は、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓより小さいと判定した場合は、ステップＳ１２３を実行する。

ステップＳ１２３及びＳ１２４により、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓに達するまでは、電流Ｉが第２の電流Ｉ２にされ流速ＶＬが第２の流速ＶＬ２にされている状態が継続する。また、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓに達するのに同期して、電流Ｉが第２の電流Ｉ２にされ流速ＶＬが第２の流速ＶＬ２にされている状態が終了する。

ステップＳ１２１からＳ１２４までにより、電流Ｉ及び流速ＶＬは、第１の電流Ｉ１及び第１の流速ＶＬ１と第２の電流Ｉ２及び第２の流速ＶＬ２との間で切り替えられる。また、電流Ｉ及び流速ＶＬが第１の電流Ｉ１及び第１の流速ＶＬ１とされている時間は、設定された時間ｔｓとなる。また、電流Ｉ及び流速ＶＬが第２の電流Ｉ２及び第２の流速ＶＬ２とされている時間は、可変の時間となり、水素発生反応の進行に応じて変化する。

図１１Ａは、第３実施形態の第１変形例のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの正極と当該充電セルの負極との間に流れる電流の時間変化の例を示すグラフである。図１１Ｂは、第３実施形態の第１変形例のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの第２の層の第２の流路における負極液の流速の時間変化の例を示すグラフである。

図１１Ａにおいては、横軸に時間Ｔがとられており、縦軸に電流Ｉがとられている。図１１Ｂにおいては、横軸に時間Ｔがとられており、縦軸に流速ＶＬがとられている。

第３実施形態においては、図９Ｂに示されるように、第２の流速ＶＬ２が、０より大きい。このため、制御部１１２は、流速ＶＬを第２の流速ＶＬ２にしている間も、ポンプ７５の状態をオン状態にし、ポンプ７５に負極液２２の流れを生成させる。

これに対して、第３実施形態の第１変形例においては、図１１Ｂに示されるように、第２の流速ＶＬ２が、０である。このため、制御部１１２は、流速ＶＬを第２の流速ＶＬ２にしている間に、ポンプ７５の状態をオフ状態にし、ポンプ７５に負極液２２の流れを生成させない。したがって、制御部１１２は、ポンプ７５の状態をオン状態とオフ状態との間で切り替えることにより、流速ＶＬを第１の流速ＶＬ１と第２の流速ＶＬ２との間で切り替える。第２の流速ＶＬ２が０である場合は、第２の流速ＶＬ２が０より大きい場合と比較して、水素発生反応が起こる期間Ｔ１～Ｔ２及び期間Ｔ３～Ｔ４の長さを短くすることができ、ポンプ７５その他の補機により消費される電力を小さくすることができる。

図１２Ａは、第３実施形態の第２変形例のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの正極と当該充電セルの負極との間に流れる電流の時間変化の例を示すグラフである。図１２Ｂは、第３実施形態の第２変形例のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの第２の層の第２の流路における負極液の流速の時間変化の例を示すグラフである。

図１２Ａにおいては、横軸に時間Ｔがとられており、縦軸に電流Ｉがとられている。図１２Ｂにおいては、横軸に時間Ｔがとられており、縦軸に流速ＶＬがとられている。

第３実施形態の第２変形例においては、今回水素発生反応が起こっている期間Ｔ３～Ｔ４における電圧Ｖの上昇率ΔＶ１が、前回水素発生反応が起こっていた期間Ｔ１～Ｔ２における電圧Ｖの上昇率ΔＶ２より低くない場合は、制御部１１２が、タイミングＴ４以降も、電流Ｉ及び流速ＶＬを第１の電流Ｉ１及び第１の流速ＶＬ１と第２の電流Ｉ２及び第２の流速との間で切り替えることを継続する。

しかし、今回水素発生反応が起こっている期間Ｔ３～Ｔ４における電圧Ｖの上昇率ΔＶ１が、前回水素発生反応が起こっていた期間Ｔ１～Ｔ２における電圧Ｖの上昇率ΔＶ２より低い場合に、制御部１１２が、続く期間Ｔ４～Ｔ５に、メンテナンス処理を行う。制御部１１２は、メンテナンス処理を開始する際に、図１２Ａに示されるように、電流Ｉを第２の電流Ｉ２に維持し、図１２Ｂに示されるように、流速ＶＬを第２の流速ＶＬ２から第３の流速ＶＬ３に切り替える。第３の流速ＶＬ３は、第２の流速ＶＬ２の符号と反対の符号を有する。第３の流速ＶＬ３は、第２の流速ＶＬ２の絶対値と同じ絶対値を有してもよいし、第２の流速ＶＬ２の絶対値と異なる絶対値を有してもよい。

メンテナンス処理が行われた場合は、水素発生反応が起こる。このため、負極９８から還元状態の負極活物質粒子４１ａを剥離し、剥離した還元状態の負極活物質粒子４１ａを充電セル７８から排出することが容易になる。

加えて、メンテナンス処理が行われた場合は、負極液９７が第２の層９６の第２の流路９６ｅを逆流する。これより、メンテナンス処理が行われる前に還元状態の負極活物質粒子４１ａに働いていた力の方向と逆の方向を有する力が還元状態の負極活物質粒子４１ａに働く。これにより、負極９８から還元状態の負極活物質粒子４１ａを剥離し、剥離した還元状態の負極活物質粒子４１ａを充電セル７８から排出することがさらに容易になる。

還元状態の負極活物質粒子４１ａは、負極液９７が流れる方向に沿って成長する。このため、負極液９７が流れる方向が一定である場合は、還元状態の負極活物質粒子４１ａが当該方向に沿って成長し続ける。これに対して、負極液９７が流れる方向が一定でない場合は、還元状態の負極活物質粒子４１ａが当該方向に沿って成長し続けることを抑制することができる。還元状態の負極活物質粒子４１ａに逆の方向を有する力が働いた場合に、負極９８から還元状態の負極活物質粒子４１ａを剥離することがさらに容易になるのは、このためである。

図１３は、第３実施形態の第２変形例のフロー型金属空気電池に備えられる制御部により行われる処理の流れを示すフローチャートである。

第３実施形態の第２変形例においては、制御部１１２が、図１３に示されるステップＳ１３１からＳ１３６までを実行する。

ステップＳ１３１からＳ１３３までにおいては、図１０に示されるステップＳ１２１からＳ１２３までにおいて行われる処理と同様の処理がそれぞれ行われる。

続くステップＳ１３４においては、制御部１１２が、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓより大きいか否かを判定する。制御部１１２は、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓより大きいと判定した場合は、ステップＳ１３５を実行する。制御部１１２は、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓより小さいと判定した場合は、ステップＳ１３３を実行する。

ステップＳ１３５においては、制御部１１２が、今回電流Ｉ及び流速ＶＬを第２の電流Ｉ２及び第２の流速ＶＬ２にしていた期間における電圧Ｖの上昇率ΔＶ１が、前回電流Ｉ及び流速ＶＬを第２の電流Ｉ２及び第２の流速ＶＬ２にしていた期間における電圧Ｖの上昇率ΔＶ２より低いか否かを判定する。制御部１１２は、電圧Ｖの上昇率ΔＶ１が電圧Ｖの上昇率ΔＶ２より低いと判定した場合は、ステップＳ１３６を実行してからステップＳ１３１を実行する。制御部１１２は、電圧Ｖの上昇率ΔＶ１が電圧Ｖの上昇率ΔＶ２より低くないと判定した場合は、ステップＳ１３６を実行することなくステップＳ１３１を実行する。

ステップＳ１３６においては、制御部１１２が、メンテナンス処理を行う。

ステップＳ１３５及びＳ１３６により、制御部１１２は、電圧Ｖの上昇率ΔＶ１が電圧Ｖの上昇率ΔＶ２より低くなっていない場合に、メンテナンス処理を行うことなく電流Ｉ及び流速ＶＬの交互の切り替えを継続し、電圧Ｖの上昇率ΔＶ１が電圧Ｖの上昇率ΔＶ２より低くなった場合に、メンテナンス処理を行ってから電流Ｉ及び流速ＶＬの交互の切り替えを再開する。制御部１１２が、電圧Ｖの上昇率ΔＶ１が電圧Ｖの上昇率ΔＶ２より低い条件以外の条件を電圧Ｖが満たす場合に、メンテナンス処理を行ってもよい。

４ 第４実施形態
以下では、第４実施形態が第１実施形態と相違する点が説明される。説明されない点については、第１実施形態において採用される構成と同様の構成が第４実施形態においても採用される。

図１４は、第４実施形態のフロー型金属空気電池を模式的に図示する図である。

第４実施形態においては、図１４に図示されるように、制御装置２６が、圧力計側部１１３及び制御部１１２を備える。圧力計側部１１３及び制御部１１２は、充電システムを構成する。

圧力計側部１１３は、配管７６に接続され、配管７６により導かれる負極液２２の送液圧力Ｐを計測する。計測される送液圧力Ｐは、第２の層９６の第２の流路９６ｅにかかる圧力を示す。

第４実施形態においては、制御部１１２が、送液圧力Ｐに基づいて流速ＶＬを制御する。

図４Ａは、第４実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの正極と当該充電セルの負極との間に流れる電流の時間変化の例を示すグラフでもある。図４Ｂは、第４実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの第２の層の第２の流路における負極液の流速の時間変化の例を示すグラフでもある。

第４実施形態においては、図４Ａに示されるように、制御部１１２が、電流Ｉを一定の電流Ｉ１に維持する。

また、図４Ｂに示されるように、制御部１１２は、流速ＶＬを第１の流速ＬＶ１と第２の流速ＶＬ２との間で切り替える。第２の流速ＶＬ２は、第１の流速ＬＶ１より遅い。

第１の流速ＶＬ１は、負極活物質イオン４２の還元状態の負極活物質粒子４１ａへの還元反応が負極９８において起こるが、還元反応に競合する水素発生反応が負極９８において起こらない流速である。第２の流速ＶＬ２は、還元反応が負極９８において起こらず、水素発生反応が負極９８において起こる流速である。

水素発生反応が起こる期間Ｔ１～Ｔ２及び期間Ｔ３～Ｔ４においては、送液圧力Ｐが、水素発生反応が進行するにつれて高くなり、時間が経過するにつれて高くなる。

第４実施形態においては、制御部１１２が、送液圧力Ｐに基づいて、流速ＶＬを第２の流速ＶＬ２から第１の流速ＶＬ１に切り替えるタイミングＴ２及びタイミングＴ４を制御する。これにより、水素発生反応を、負極９８から還元状態の負極活物質粒子４１ａを剥離し、剥離した還元状態の負極活物質粒子４１ａを充電セル７８から排出するのに必要な最小限必要な程度に抑制することができる。これにより、充電効率を高くすることができる。

制御部１１２は、送液圧力Ｐの上昇率ΔＰが設定された上昇率ΔＰｓより大きくなるのに応答して、流速ＶＬを第２の流速ＶＬ２から第１の流速ＶＬ１に切り替える。

送液圧力Ｐの時間上昇率ΔＰと比較される設定された時間上昇率ΔＰｓは、水素発生反応が起こる期間Ｔ１～Ｔ２及び期間Ｔ３～Ｔ４が適切な時間になるように設定され、例えば、１０．４ｋＰａ／ｓに設定される。

図１５は、第４実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる制御部により行われる処理の流れを示すフローチャートである。

制御部１１２は、図１５に示されるステップＳ１４１からＳ１４４までを実行する。

ステップＳ１４１からＳ１４３までにおいては、図５に示されるステップＳ１０１からＳ１０３までにおいて行われる処理と同様の処理がそれぞれ行われる。

続くステップＳ１４４においては、制御部１１２が、送液圧力Ｐの上昇率ΔＰが設定された上昇率ΔＰｓより大きいか否かを判定する。制御部１１２は、送液圧力Ｐの上昇率ΔＰが設定された上昇率ΔＰｓより大きいと判定した場合は、ステップＳ１４１を実行する。制御部１１２は、送液圧力Ｐの上昇率ΔＰが設定された上昇率ΔＰｓより小さいと判定した場合は、ステップＳ１４３を実行する。

ステップＳ１４３及びＳ１４４により、送液圧力Ｐの上昇率ΔＰが設定された上昇率ΔＰｓに達するまでは、流速ＶＬが第２の流速ＶＬ２にされている状態が継続する。また、送液圧力Ｐの上昇率ΔＰが設定された上昇率ΔＰｓに達するのに同期して、流速ＶＬが第２の流速ＶＬ２にされている状態が終了する。

図６Ａは、第４実施形態の第１変形例のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの正極と当該充電セルの負極との間に流れる電流の時間変化の例を示すグラフでもある。図６Ｂは、第４実施形態の第１変形例のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの第２の層の第２の流路における負極液の流速の時間変化の例を示すグラフでもある。

第４実施形態の第１変形例においては、図６Ｂに示されるように、第２の流速ＶＬ２が、０である。第２の流速ＶＬ２が０である場合は、第２の流速ＶＬ２が０より大きい場合と比較して、水素発生反応が起こる期間Ｔ１～Ｔ２及び期間Ｔ３～Ｔ４の長さを短くすることができ、ポンプ７５その他の補機により消費される電力を小さくすることができる。

５ 第５実施形態
以下では、第５実施形態が第４実施形態と相違する点が説明される。説明されない点については、第４実施形態において採用される構成と同様の構成が第５実施形態においても採用される。

第５実施形態においては、制御部１１２が、送液圧力Ｐに基づいて電流Ｉを制御する。

図７Ａは、第５実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの正極と当該充電セルの負極との間に流れる電流の時間変化の例を示すグラフでもある。図７Ｂは、第５実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの第２の層の第２の流路における負極液の流速の時間変化の例を示すグラフでもある。

第５実施形態においては、図７Ａに示されるように、制御部１１２が、電流Ｉを第１の電流Ｉ１と第２の電流Ｉ２との間で切り替える。第２の電流Ｉ２は、第１の電流Ｉ１より大きい。

また、図７Ｂに示されるように、制御部１１２が、流速ＶＬを一定の流速ＶＬ１に維持する。

第１の流速ＶＬ１は、負極活物質イオン４２の還元状態の負極活物質粒子４１ａへの還元反応が負極９８において起こるが、還元反応に競合する水素発生反応が負極９８において起こらない流速である。第２の流速ＶＬ２は、還元反応が負極９８において起こらず、水素発生反応が負極９８において起こる流速である。

第５実施形態においては、制御部１１２が、送液圧力Ｐに基づいて、電流Ｉを第２の電流Ｉ２から第１の電流Ｉ１に切り替えるタイミングＴ２及びタイミングＴ４を制御する。これにより、水素発生反応を、負極９８から還元状態の負極活物質粒子４１ａを剥離し、剥離した還元状態の負極活物質粒子４１ａを充電セル７８から排出するのに必要な最小限必要な程度に抑制することができる。これにより、充電効率を高くすることができる。

制御部１１２は、送液圧力Ｐの上昇率ΔＰが設定された上昇率ΔＰｓより大きくなるのに応答して、流速ＶＬを第２の流速ＶＬ２から第１の流速ＶＬ１に切り替える。

図１６は、第５実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる制御部により行われる処理の流れを示すフローチャートである。

制御部１１２は、図１６に示されるステップＳ１５１からＳ１５４までを実行する。

ステップＳ１５１からＳ１５３までにおいては、図８に示されるステップＳ１１１からＳ１１３までにおいて行われる処理と同様の処理がそれぞれ行われる。

続くステップＳ１５４においては、制御部１１２が、送液圧力Ｐの上昇率ΔＰが設定された上昇率ΔＰｓより大きいか否かを判定する。制御部１１２は、送液圧力Ｐの上昇率ΔＰが設定された上昇率ΔＰｓより大きいと判定した場合は、ステップＳ１５１を実行する。制御部１１２は、送液圧力Ｐの上昇率ΔＰが設定された上昇率ΔＰｓより小さいと判定した場合は、ステップＳ１５３を実行する。

ステップＳ１５３及びＳ１５４により、送液圧力Ｐの上昇率ΔＰが設定された上昇率ΔＰｓに達するまでは、電流Ｉが第２の電流Ｉ２にされている状態が継続する。また、送液圧力Ｐの上昇率ΔＰが設定された上昇率ΔＰｓに達するのに同期して、電流Ｉが第２の電流Ｉ２にされている状態が終了する。

６ 第６実施形態
以下では、第６実施形態が第４実施形態と相違する点が説明される。説明されない点については、第４実施形態において採用される構成と同様の構成が第６実施形態においても採用される。

第６実施形態においては、制御部１１２が、送液圧力Ｐに基づいて流速ＶＬを制御する。

図９Ａは、第６実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの正極と当該充電セルの負極との間に流れる電流の時間変化の例を示すグラフである。図９Ｂは、第６実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの第２の層の第２の流路における負極液の流速の時間変化の例を示すグラフである。

第６実施形態においては、図９Ａに示されるように、制御部１１２が、電流Ｉを第１の電流Ｉ１と第２の電流Ｉ２との間で切り替える。第２の電流Ｉ２は、第１の電流Ｉ１より大きい。

また、図９Ｂに示されるように、制御部１１２は、流速ＶＬを第１の流速ＬＶ１と第２の流速ＶＬ２との間で切り替える。第２の流速ＶＬ２は、第１の流速ＬＶ１より遅い。

第１の電流Ｉ１は、負極活物質イオン４２の還元状態の負極活物質粒子４１ａへの還元反応が負極９８において起こるが、還元反応に競合する水素発生反応が負極９８において起こらない電流である。第２の流速ＶＬ２は、還元反応が負極９８において起こらず、還元反応に競合する水素発生反応が負極９８において起こる電流である。

第１の流速ＶＬ１は、負極活物質イオン４２の還元状態の負極活物質粒子４１ａへの還元反応が負極９８において起こるが、還元反応に競合する水素発生反応が負極９８において起こらない流速である。第２の流速ＶＬ２は、還元反応が負極９８において起こらず、水素発生反応が負極９８において起こる流速である。

制御部１１２は、送液圧力Ｐに基づいて、流速ＶＬ及び電流Ｉを第２の流速ＶＬ２及び第２の電流Ｉ２から第１の流速ＶＬ１及び第１の電流Ｉ１に切り替えるタイミングＴ２及びタイミングＴ４を制御する。これにより、水素発生反応を、負極９８から還元状態の負極活物質粒子４１ａを剥離し、剥離した還元状態の負極活物質粒子４１ａを充電セル７８から排出するのに必要な最小限必要な程度に抑制することができる。これにより、充電効率を高くすることができる。

制御部１１２は、送液圧力Ｐの上昇率ΔＰが設定された上昇率ΔＰｓより大きくなるのに応答して、流速ＶＬ及び電流Ｉを第２の流速ＶＬ２及び第２の電流Ｉ２から第１の流速ＶＬ１及び第１の電流Ｉ１に切り替える。

図１７は、第６実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる制御部により行われる処理の流れを示すフローチャートである。

第６実施形態においては、制御部１１２が、図１７に示されるステップＳ１６１からＳ１６４までを実行する。

ステップＳ１６１からＳ１６３までにおいては、図１０に示されるステップＳ１２１からＳ１２３までにおいて行われる処理と同様の処理がそれぞれ行われる。

続くステップＳ１６４においては、制御部１１２が、送液圧力Ｐの上昇率ΔＰが設定された上昇率ΔＰｓより大きいか否かを判定する。制御部１１２は、送液圧力Ｐの上昇率ΔＰが設定された上昇率ΔＰｓより大きいと判定した場合は、ステップＳ１６１を実行する。制御部１１２は、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓより小さいと判定した場合は、ステップＳ１６３を実行する。

ステップＳ１６３及びＳ１６４により、送液圧力Ｐの上昇率ΔＰが設定された上昇率ΔＰｓに達するまでは、電流Ｉが第２の電流Ｉ２にされ流速ＶＬが第２の流速ＶＬ２にされている状態が継続する。また、送液圧力Ｐの上昇率ΔＰが設定された上昇率ΔＰｓに達するのに同期して、電流Ｉが第２の電流Ｉ２にされ流速ＶＬが第２の流速ＶＬ２にされている状態が終了する。

図１１Ａは、第６実施形態の第１変形例のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの正極と当該充電セルの負極との間に流れる電流の時間変化の例を示すグラフでもある。図１１Ｂは、第６実施形態の第１変形例のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの第２の層の第２の流路における負極液の流速の時間変化の例を示すグラフである。

第６実施形態の第１変形例においては、図１１Ｂに示されるように、第２の流速ＶＬ２が、０である。第２の流速ＶＬ２が０である場合は、第２の流速ＶＬ２が０より大きい場合と比較して、水素発生反応が起こる期間Ｔ１～Ｔ２及び期間Ｔ３～Ｔ４の長さを短くすることができ、ポンプ７５その他の補機により消費される電力を小さくすることができる。

図１２Ａは、第６実施形態の第２変形例のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの正極と当該充電セルの負極との間に流れる電流の時間変化の例を示すグラフでもある。図１２Ｂは、第６実施形態の第２変形例のフロー型金属空気電池に備えられる充電セルの第２の層の第２の流路における負極液の流速の時間変化の例を示すグラフでもある。

第６実施形態の第２変形例においては、今回水素発生反応が起こっている期間Ｔ３～Ｔ４における電圧Ｖの上昇率ΔＶ１が、前回水素発生反応が起こっていた期間Ｔ１～Ｔ２における電圧Ｖの上昇率ΔＶ２より低くない場合は、制御部１１２が、タイミングＴ４以降も、電流Ｉ及び流速ＶＬを第１の電流Ｉ１及び第１の流速ＶＬ１と第２の電流Ｉ２及び第２の流速との間で切り替えることを継続する。

しかし、今回水素発生反応が起こっている期間Ｔ３～Ｔ４における電圧Ｖの上昇率ΔＶ１が、前回水素発生反応が起こっていた期間Ｔ１～Ｔ２における電圧Ｖの上昇率ΔＶ２より低い場合に、制御部１１２が、続く期間Ｔ４～Ｔ５に、メンテナンス処理を行う。制御部１１２は、メンテナンス処理を開始する際に、図１２Ａに示されるように、電流Ｉを第２の電流Ｉ２に維持し、図１２Ｂに示されるように、流速ＶＬを第２の流速ＶＬ２から第３の流速ＶＬ３に切り替える。第３の流速ＶＬ３は、第２の流速ＶＬ２の符号と反対の符号を有する。第３の流速ＶＬ３は、第２の流速ＶＬ２の絶対値と同じ絶対値を有してもよく、第２の流速ＶＬ２の絶対値と異なる絶対値を有してもよい。

メンテナンス処理が行われた場合は、水素発生反応が起こる。このため、負極９８から還元状態の負極活物質粒子４１ａを剥離し、剥離した還元状態の負極活物質粒子４１ａを充電セル７８から排出することが容易になる。

加えて、メンテナンス処理が行われた場合は、負極液９７が第２の層９６の第２の流路９６ｅを逆流する。これより、メンテナンス処理が行われる前に還元状態の負極活物質粒子４１ａに働いていた力の方向と逆の方向を有する力が還元状態の負極活物質粒子４１ａに働く。これにより、負極９８から還元状態の負極活物質粒子４１ａを剥離し、剥離した還元状態の負極活物質粒子４１ａを充電セル７８から排出することがさらに容易になる。

図１８は、第６実施形態の第２変形例のフロー型金属空気電池に備えられる制御部により行われる処理の流れを示すフローチャートである。

第６実施形態の第２変形例においては、制御部１１２が、図１８に示されるステップＳ１７１からＳ１７６までを実行する。

ステップＳ１７１からＳ１７３までにおいては、図１３に示されるステップＳ１３１からＳ１３３までにおいて行われる処理と同様の処理がそれぞれ行われる。

続くステップＳ１７４においては、制御部１１２が、送液圧力Ｐの上昇率ΔＰが設定された上昇率ΔＰｓより大きいか否かを判定する。制御部１１２は、送液圧力Ｐの上昇率ΔＰが設定された上昇率ΔＰｓより大きいと判定した場合は、ステップＳ１７５を実行する。制御部１１２は、送液圧力Ｐの上昇率ΔＰが設定された上昇率ΔＰｓより小さいと判定した場合は、ステップＳ１７３を実行する。

ステップＳ１７５においては、制御部１１２が、今回電流Ｉ及び流速ＶＬを第２の電流Ｉ２及び第２の流速ＶＬ２にしていた期間における送液圧力Ｐの上昇率ΔＰ１が、前回電流Ｉ及び流速ＶＬを第２の電流Ｉ２及び第２の流速ＶＬ２にしていた期間における送液圧力Ｐの上昇率ΔＰ２より低いか否かを判定する。制御部１１２は、送液圧力Ｐの上昇率ΔＰ１が送液圧力Ｐの上昇率ΔＰ２より低いと判定した場合は、ステップＳ１７６を実行してからステップＳ１７１を実行する。制御部１１２は、送液圧力Ｐの上昇率ΔＰ１が送液圧力Ｐの上昇率ΔＰ２より低くないと判定した場合は、ステップＳ１７６を実行することなくステップＳ１７１を実行する。

７ 第７実施形態
以下では、第７実施形態が第１実施形態から第６実施形態までと相違する点が説明される。説明されない点については、第１実施形態から第６実施形態までにおいて採用される構成と同様の構成が第７実施形態においても採用される。

図１９から図２２までは、第７実施形態のフロー型金属空気電池に備えられる制御部により行われる処理の内容を示す図である。

第１実施形態から第６実施形態までにおいては、制御部１１２は、電圧Ｖの上昇率ΔＶが設定された上昇率ΔＶｓより高くなる又は送液圧力Ｐの上昇率ΔＰが設定された上昇率ΔＰｓより高くなるのに応答して、電流Ｉ及び／又は流速ＶＬを制御することにより、水素発生反応が起こる期間Ｔ１～Ｔ２及び期間Ｔ３～Ｔ４の長さを制御する。

これに対して、第７実施形態においては、図１９に示されるように、制御部１１２は、さらに、放電部２４の放電深度Ｄに基づいて電流Ｉ及び／又は流速ＶＬを制御することにより、放電部２４の放電深度Ｄに基づいて水素発生反応が起こる期間Ｔ１～Ｔ２及び期間Ｔ３～Ｔ４の長さを制御する。

例えば、制御部１１２は、第１実施形態と同様に流速ＶＬが第１の流速ＶＬ１と第２の流速ＶＬ２との間で切り替えられる場合は、放電部２４の放電深度Ｄに基づいて流速ＶＬを制御して、図２０に示されるように、放電部２４の放電深度Ｄが浅くなるほど、流速ＶＬを第２の流速ＶＬ２から第１の流速ＶＬ１に切り替えるタイミングＴ２及びタイミングＴ４を早くして、水素発生反応が起こる期間Ｔ１～Ｔ２及び期間Ｔ３～Ｔ４の長さを短くする。

又は、制御部１１２は、第２実施形態と同様に電流Ｉが第１の電流Ｉ１と第２の電流Ｉ２との間で切り替えられる場合は、放電部２４の放電深度Ｄに基づいて電流Ｉを制御して、図２１に示されるように、放電部２４の放電深度Ｄが浅くなるほど、電流Ｉを第２の電流Ｉ２から第１の電流Ｉ１に切り替えるタイミングを早くして、水素発生反応が起こる期間Ｔ１～Ｔ２及び期間Ｔ３～Ｔ４の長さを短くする。

又は、制御部１１２は、第３実施形態と同様に流速ＶＬ及び電流Ｉが第１の流速ＶＬ１及び第１の電流Ｉ１と第２の流速ＶＬ２及び第２の電流Ｉ２との間で切り替えられる場合は、図２２に示されるように、放電部２４の放電深度Ｄに基づいて流速ＶＬ及び電流Ｉを制御して、放電部２４の放電深度Ｄが浅くなるほど、流速ＶＬ及び電流Ｉを第２の流速ＶＬ２及び第２の電流Ｉ２から第１の流速ＶＬ１及び第１の電流Ｉ１に切り替えるタイミングを早くして、水素発生反応が起こる期間Ｔ１～Ｔ２及び期間Ｔ３～Ｔ４の長さを短くする。

放電部２４の放電深度Ｄが浅い場合は、負極液９７に含まれる負極活物質イオン４２の量が少ないため、水素発生反応が進行しやすい。一方、放電部２４の放電深度Ｄが深い場合は、負極液９７に含まれる負極活物質イオン４２の量が多いため、水素発生反応が進行しにくい。このため、放電部２４の放電深度Ｄが浅くなるほど水素発生反応が起こる期間Ｔ１～Ｔ２及び期間Ｔ３～Ｔの長さが短くされた場合は、水素発生反応の進行を適切な程度にすることができる。

放電部２４による放電及び充電部２５による充電は、交互に行われる。

制御部１１２は、放電部２４により放電された電流と放電部２４により放電が行われていた時間との積から放電部２４の放電深度Ｄを求めることができる。求められる放電部２４の放電深度Ｄは、直近の放電部２４による放電が終了した時点の放電部２４の放電深度である。放電部２４により放電された電流は、定電流である。

放電深度Ｄは、上記放電電流と放電時間の積（Ａｈ）を、初期（放電前）の負極液９７の容量Ａｈ(亜鉛Ｍｇ含まれている場合には、容量はＭ×０．８２)で割り算した値（商）を指す。放電深度Ｄが深いとは、放電部２４により放電された電流と放電部２４により放電が行われていた時間との積」を「放電前の負極液９７の容量」で割った値が０．１(深度１０％）より大きいことを意味する。放電深度Ｄが浅いとは、放電部２４により放電された電流と放電部２４により放電が行われていた時間との積」を「放電前の負極液９７の容量」で割った値が０．１(深度１０％）より小さいことを意味する。

本開示は、上記実施の形態に限定されるものではなく、上記実施の形態で示した構成と実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えてもよい。

１ フロー型金属空気電池
２１ 正極液
２２ 負極液
２３ 貯蔵部
２３ａ 流出口
２３ｂ 流入口
２３ｃ 流出口
２３ｄ 流入口
２４ 放電部
２５ 充電部
２６ 制御装置
３１ 第１の電解液
４１ａ 還元状態の負極活物質粒子
４１ｂ 酸化状態の負極活物質粒子
４２ 負極活物質イオン
４３ 第２の電解液
５１ 配管
５２ ポンプ
５２ａ流入口
５２ｂ 流出口
５３ 配管
５４ 放電セル
５４ａ 流入口
５４ｂ 流出口
５５ 配管
６１ 層
６１ａ 流路
６２ 負極液
６３ 正極
６４ セパレータ
６５ 負極
７１ 配管
７２ ポンプ
７２ａ 流入口
７２ｂ 流出口
７３ 配管
７４ 配管
７５ ポンプ
７５ａ 流入口
７５ｂ 流出口
７６ 配管
７７ 電源
７８ 充電セル
７８ａ 流入口
７８ｂ 流入口
７８ｃ 流出口
７８ｄ 流出口
７９ 配管
８０ 配管
９１ 第１の層
９１ｐ 開口面
９１ｑ 開口面
９１ａ 端面
９１ｃ 端面
９１ｅ 第１の流路
９１ｐｅ 開口
９１ｑｅ 開口
９２ 正極液
９３ 正極
９４ 通電板
９５ ガスケット
９６ 第２の層
９６ｂ 端面
９６ｄ 端面
９６ｅ 第２の流路
９６ｐ 開口面
９６ｑ 開口面
９６ｐｅ 開口
９６ｑｅ 開口
９７ 負極液
９８ 負極
９９ 通電板
１００ ガスケット
１０１ セパレータ
１０２ ガスケット
１０３ ガスケット
１１１ 電圧計測部
１１２ 制御部
１１３ 圧力計側部

Claims (37)

1. 第１の流路が形成された第１の層と、
   前記第１の流路に面する正極と、
   第２の流路が形成された第２の層と、
   前記第２の流路に面する負極と、
   前記第１の流路及び前記第２の流路を互いに隔てるセパレータと、
   前記第１の流路を流れる正極液と、
   前記第２の流路を流れる負極液と、
   前記正極と前記負極との間に印加される電圧及び前記負極液の送液圧力からなる群より選択される少なくとも１種に基づいて、前記負極液の流速及び前記正極と前記負極との間に流れる電流からなる群より選択される少なくとも１種を制御する制御装置と、
   を備えるフロー型金属空気電池用充電システム。
2. 前記制御装置は、前記電圧に基づいて前記流速を制御する
   請求項１に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
3. 前記制御装置は、前記流速を第１の流速と前記第１の流速より遅い第２の流速との間で切り替え、
   前記電圧に基づいて前記流速を制御することは、前記電圧に基づいて、前記流速を前記第２の流速から前記第１の流速に切り替えるタイミングを制御することを含む
   請求項２に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
4. 前記電圧に基づいて前記タイミングを制御することは、前記電圧の上昇率が設定された上昇率より大きくなるのに応答して前記流速を前記第２の流速から前記第１の流速に切り替えることを含む
   請求項３に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
5. 前記第１の流速は、前記負極において水素発生反応が起こらない流速であり、
   前記第２の流速は、前記負極において前記水素発生反応が起こる流速である
   請求項３又は４に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
6. 前記第２の流速は、０である
   請求項３又は４に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
7. 前記制御装置は、前記電圧に基づいて前記電流を制御する
   請求項１に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
8. 前記制御装置は、前記電流を第１の電流と前記第１の電流より大きい第２の電流との間で切り替え、
   前記電圧に基づいて前記電流を制御することは、前記電圧に基づいて、前記電流を前記第２の電流から前記第１の電流に切り替えるタイミングを制御することを含む
   請求項７に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
9. 前記電圧に基づいて前記タイミングを制御することは、前記電圧の上昇率が設定された上昇率より大きくなるのに応答して前記電流を前記第２の電流から前記第１の電流に切り替える
   請求項８に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
10. 前記第１の電流は、前記負極において水素発生反応が起こらない電流であり、
    前記第２の電流は、前記負極において前記水素発生反応が起こる電流である
    請求項８又は９に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
11. 前記制御装置は、前記電圧に基づいて前記流速及び前記電流を制御する
    請求項１に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
12. 前記制御装置は、前記流速及び前記電流を第１の流速及び第１の電流と前記第１の流速より遅い第２の流速及び前記第１の電流より大きい第２の電流との間で切り替え、
    前記電圧に基づいて前記流速及び前記電流を制御することは、前記電圧に基づいて、前記流速及び前記電流を前記第２の流速及び前記第２の電流から前記第１の流速及び前記第１の電流に切り替えるタイミングを制御することを含む
    請求項１１に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
13. 前記電圧に基づいて前記タイミングを制御することは、前記電圧の上昇率が設定された上昇率より大きくなるのに応答して前記流速及び前記電流を前記第２の流速及び前記第２の電流から前記第１の流速及び前記第１の電流に切り替えることを含む
    請求項１２に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
14. 前記第１の流速及び前記第１の電流は、前記負極において水素発生反応が起こらない流速及び電流であり、
    前記第２の流速及び前記第２の電流は、前記負極において前記水素発生反応が起こる流速及び電流である
    請求項１２又は１３に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
15. 前記第２の流速は、０である
    請求項１２又は１３に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
16. 前記電圧に基づいて前記流速及び前記電流を制御することは、前記電圧に基づいて前記流速を前記第２の流速から前記第２の流速の符号と反対の符号を有する第３の流速に切り替えることを含む
    請求項１２又は１３に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
17. 前記電圧に基づいて前記流速を前記第２の流速から前記第３の流速に切り替えることは、前記流速及び前記電流を前記第２の流速及び前記第２の電流としている間における前記電圧の上昇率が、前記流速及び前記電流を前回前記第２の流速及び前記第２の電流としていた間における前記電圧の上昇率より低い場合に、前記流速を前記第２の流速から前記第３の流速に切り替えることを含む
    請求項１６に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
18. 前記制御装置は、前記送液圧力に基づいて前記流速を制御する
    請求項１に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
19. 前記制御装置は、前記流速を第１の流速と前記第１の流速より遅い第２の流速との間で切り替え、
    前記送液圧力に基づいて前記流速を制御することは、前記送液圧力に基づいて前記流速を前記第２の流速から前記第１の流速に切り替えるタイミングを制御することを含む
    請求項１８に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
20. 前記送液圧力に基づいて前記タイミングを制御することは、前記送液圧力の上昇率が設定された上昇率より大きくなるのに応答して前記流速を前記第２の流速から前記第１の流速に切り替えることを含む
    請求項１９に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
21. 前記第１の流速は、前記負極において水素発生反応が起こらない流速であり、
    前記第２の流速は、前記負極において前記水素発生反応が起こる流速である
    請求項１９又は２０に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
22. 前記第２の流速は、０である
    請求項１９又は２０に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
23. 前記制御装置は、前記送液圧力に基づいて前記電流を制御する
    請求項１に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
24. 前記制御装置は、前記電流を第１の電流と前記第１の電流より大きい第２の電流との間で切り替え、
    前記送液圧力に基づいて前記電流を制御することは、前記送液圧力に基づいて、前記電流を前記第２の電流から前記第１の電流に切り替えるタイミングを制御することを含む
    請求項２３に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
25. 前記送液圧力に基づいて前記タイミングを制御することは、前記送液圧力の上昇率が設定された上昇率より大きくなるのに応答して前記電流を前記第２の電流から前記第１の電流に切り替えることを含む
    請求項２４に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
26. 前記第１の電流は、前記負極において水素発生反応が起こらない電流であり、
    前記第２の電流は、前記負極において前記水素発生反応が起こる電流である
    請求項２４又は２５に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
27. 前記制御装置は、前記送液圧力に基づいて前記流速及び前記電流を制御する
    請求項１に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
28. 前記制御装置は、前記流速及び前記電流を第１の流速及び第１の電流と前記第１の流速より遅い第２の流速及び前記第１の電流より大きい第２の電流との間で切り替え、
    前記送液圧力に基づいて前記流速及び前記電流を制御することは、前記送液圧力に基づいて、前記流速及び前記電流を前記第２の流速及び前記第２の電流から前記第１の流速及び前記第１の電流に切り替えるタイミングを制御することを含む
    請求項２７に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
29. 前記送液圧力に基づいて前記タイミングを制御することは、前記送液圧力の上昇率が設定された上昇率より大きくなるのに応答して前記流速及び前記電流を前記第２の流速及び前記第２の電流から前記第１の流速及び前記第１の電流に切り替える
    請求項２８に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
30. 前記第１の流速及び前記第１の電流は、前記負極において水素発生反応が起こらない流速及び電流であり、
    前記第２の流速及び前記第２の電流は、前記負極において前記水素発生反応が起こる流速及び電流である
    請求項２８又は２９に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
31. 前記第２の流速は、０である
    請求項２８又は２９に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
32. 前記送液圧力に基づいて前記流速及び前記電流を制御することは、前記送液圧力に基づいて前記流速を前記第２の流速から前記第２の流速の符号と反対の符号を有する第３の流速に切り替えることを含む
    請求項２８又は２９に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
33. 前記送液圧力に基づいて前記流速を前記第２の流速から前記第３の流速に切り替えることは、前記流速及び前記電流を前記第２の流速及び前記第２の電流としている間における前記送液圧力の上昇率が、前記流速及び前記電流を前回前記第２の流速及び前記第２の電流としていた間における前記送液圧力の上昇率より低い場合に、前記流速を前記第２の流速から前記第３の流速に切り替えることを含む
    請求項３２に記載のフロー型金属空気電池用充電システム。
34. 請求項１に記載のフロー型金属空気電池用充電システムと、
    フロー型金属空気電池用放電部と、
    を備え、
    前記制御装置は、前記フロー型金属空気電池用放電部の放電深度に基づいて前記流速及び前記電流からなる群より選択される少なくとも１種を制御する
    フロー型金属空気電池。
35. 前記制御装置は、前記放電深度に基づいて前記流速を制御し、
    前記制御装置は、前記流速を第１の流速と前記第１の流速より遅い第２の流速との間で切り替え、
    前記放電深度に基づいて前記流速を制御することは、前記放電深度が浅くなるほど前記流速を前記第２の流速から前記第１の流速に切り替えるタイミングを早くすることを含む
    請求項３４に記載のフロー型金属空気電池。
36. 前記制御装置は、前記放電深度に基づいて前記電流を制御し、
    前記制御装置は、前記電流を第１の電流と前記第１の電流より大きい第２の電流との間で切り替え、
    前記放電深度に基づいて前記電流を制御することは、前記放電深度が浅くなるほど前記電流を前記第２の電流から前記第１の電流に切り替えるタイミングを早くすることを含む
    請求項３４に記載のフロー型金属空気電池。
37. 前記制御装置は、前記放電深度に基づいて前記流速及び前記電流を制御し、
    前記制御装置は、前記流速及び前記電流を第１の流速及び第１の電流と前記第１の流速より遅い第２の流速及び前記第１の電流より大きい第２の電流との間で切り替え、
    前記放電深度に基づいて前記流速及び前記電流を制御することは、前記流速及び前記電流を前記第２の流速及び前記第２の電流から前記第１の流速及び前記第１の電流に切り替えるタイミングを早くすることを含む
    請求項３４に記載のフロー型金属空気電池。