JPH01102859A - 電解液流通型電池の電解液流通方法 - Google Patents
電解液流通型電池の電解液流通方法Info
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- JPH01102859A JPH01102859A JP62258248A JP25824887A JPH01102859A JP H01102859 A JPH01102859 A JP H01102859A JP 62258248 A JP62258248 A JP 62258248A JP 25824887 A JP25824887 A JP 25824887A JP H01102859 A JPH01102859 A JP H01102859A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、電解液流通型電池例えば電力貯蔵を目的とす
る直列液供給方式の電解液流通型電池における電解液の
流通方法に関するものである。
る直列液供給方式の電解液流通型電池における電解液の
流通方法に関するものである。
［従来の技術］
近年電力の負荷変動に対して、種々の対策が考えられて
いるが、その電力貯蔵システムの一つとして新型電池に
よるものが注目され開発されつつある。
いるが、その電力貯蔵システムの一つとして新型電池に
よるものが注目され開発されつつある。
それら新型電池としては、レドックスフロー型電池、ナ
トリウム−硫黄電池、亜鉛−塩素電池、亜鉛−臭素電池
等がある。
トリウム−硫黄電池、亜鉛−塩素電池、亜鉛−臭素電池
等がある。
この中で、レドックスフロー型電池は、レドッ２４／３
＋ ２＋７３ クスイオン（例えばＦｅ 、Ｃｒ ）を含む
電解液を理流通型電解槽に送り、酸化・還元することに
よって充電、放電を行う常温作動型電池である。
＋ ２＋７３ クスイオン（例えばＦｅ 、Ｃｒ ）を含む
電解液を理流通型電解槽に送り、酸化・還元することに
よって充電、放電を行う常温作動型電池である。
第３図はレドックスフロー型電池の原理を示す模式図で
ある。ここでは、−例として鉄及びクロムをレドックス
イオンとする塩酸溶液を通流する場合を示す。
ある。ここでは、−例として鉄及びクロムをレドックス
イオンとする塩酸溶液を通流する場合を示す。
第３図に示すように、放電時にはタンク１２に貯えられ
た２価の塩化クロム水溶液がポンプ１１により電解液流
通型電池１のカーボン繊維の電極２を浸透しなから３価
のクロムに変化し電子を１個放出する。放出された電子
は外部で電気エネルギーを放出して流通型電池１のもう
一つのカーボン繊維電極３へ移動する。ここで別のタン
ク１２に貯えられた３価の塩化鉄水溶液がポンプ１１に
より送られてきて、電子を受は取り、自身は２価の鉄イ
オンになる。充電の場合は前述の逆の反応が行われる。
た２価の塩化クロム水溶液がポンプ１１により電解液流
通型電池１のカーボン繊維の電極２を浸透しなから３価
のクロムに変化し電子を１個放出する。放出された電子
は外部で電気エネルギーを放出して流通型電池１のもう
一つのカーボン繊維電極３へ移動する。ここで別のタン
ク１２に貯えられた３価の塩化鉄水溶液がポンプ１１に
より送られてきて、電子を受は取り、自身は２価の鉄イ
オンになる。充電の場合は前述の逆の反応が行われる。
この第３図に示すレドックスフロー型電池の特徴として
次の如き点が挙げられる。
次の如き点が挙げられる。
（１）充電、放電により電解液のイオン組成比が変化す
るが、電析を伴わない。
るが、電析を伴わない。
（２）電極部と、電池活物質である溶液保有部とを分離
して電池システムを構成することが出来る。
して電池システムを構成することが出来る。
（３）長時量率電池には溶液保有量を増加させることに
より対応でき大容量化が容易である。
より対応でき大容量化が容易である。
（４）タンク内の電池活物質を定量することにより、電
池の充放電状態を知ることができる。
池の充放電状態を知ることができる。
（５）正、負極活物質は分離してタンクに貯蔵されるの
で、休止中や電極部での混合などによる自己放電がない
。
で、休止中や電極部での混合などによる自己放電がない
。
（６）環境安全対策が容易である。
出願人は先に特願昭６２−４２７９１号において、従来
の並列に電解液を供給するレドックスフロー型電池にお
いて、電解液流通路を流れる漏洩電流による電池損失を
極力小さくした流通手段を備えた積層電池を得るために
、電気的に直列に接続または積層した複数個の単位セル
を小グループに分け、この小グループ内の各単位セルに
は従来通りの電解液を並列に供給し、一方各小グループ
間では電解液を直列に供給する流通手段を備えた直列液
供給方式の電池を開発し出願した。
の並列に電解液を供給するレドックスフロー型電池にお
いて、電解液流通路を流れる漏洩電流による電池損失を
極力小さくした流通手段を備えた積層電池を得るために
、電気的に直列に接続または積層した複数個の単位セル
を小グループに分け、この小グループ内の各単位セルに
は従来通りの電解液を並列に供給し、一方各小グループ
間では電解液を直列に供給する流通手段を備えた直列液
供給方式の電池を開発し出願した。
［発明が解決すべき問題点］
第４図は、前述の出願人が開発した直列液供給方式のレ
ドックスフロー型電池の概念を示す模式図である。
ドックスフロー型電池の概念を示す模式図である。
この図に示す流通方式では、各小グループ（以下スタッ
クと呼ぶ）８ａ、８ｂ・・・８ａ間のマニホールド６を
図に示すように交互に隣接するスタック８ａと８ｂ、８
ｂと８ｃ、８ｃと８ ｄ−・・とを接続することによっ
て電解液が順次スタック８ａ。
クと呼ぶ）８ａ、８ｂ・・・８ａ間のマニホールド６を
図に示すように交互に隣接するスタック８ａと８ｂ、８
ｂと８ｃ、８ｃと８ ｄ−・・とを接続することによっ
て電解液が順次スタック８ａ。
８ｂ・・・８ｈを通過するように構成していた。
しかし、この際電解槽内に気泡が存在すると、電池反応
を阻害し、電池抵抗が増加する。気体が入る要因として
は次の２つがある。
を阻害し、電池抵抗が増加する。気体が入る要因として
は次の２つがある。
（１）電池組立後電解液を電解槽に充填する際に電解槽
内部の気体が押出されない。
内部の気体が押出されない。
（２）充電末期に起きる副反応によってガスが発生する
。特にＦｅ−Ｃｒ系レドックスフロー型電池では負極側
で水素発生がある。
。特にＦｅ−Ｃｒ系レドックスフロー型電池では負極側
で水素発生がある。
また、電解槽内部の気体は、電解液が下から上に流れる
場合には、比較的排出されやすいが上から下に流れる場
合には殆ど排出されないことが電解槽内の流れ可視化テ
ストで明らかになった。
場合には、比較的排出されやすいが上から下に流れる場
合には殆ど排出されないことが電解槽内の流れ可視化テ
ストで明らかになった。
（２）の副反応によるガス発生は直列液供給方式の場合
には最終段のスタック８ｈが最も充電状態が高いのでこ
のスタック８ｈでガス発生が起こりうるがこれに対して
は、最終段のスタック８ｈ内で、電解液が上昇流となる
ように第４図のようにすればよい。
には最終段のスタック８ｈが最も充電状態が高いのでこ
のスタック８ｈでガス発生が起こりうるがこれに対して
は、最終段のスタック８ｈ内で、電解液が上昇流となる
ように第４図のようにすればよい。
（１）については、第４図のように半数のスタックは下
降流のため電解液充填時の気体抜きが困難で、このため
第５図のようにバルブ１３ａ〜１３ｆを設け、充填時の
み全セルが上昇流となるようにし、充填完了後第４図の
ように直列液供給型になるようにしていた。これは装置
が複雑で、作業も繁雑であった。
降流のため電解液充填時の気体抜きが困難で、このため
第５図のようにバルブ１３ａ〜１３ｆを設け、充填時の
み全セルが上昇流となるようにし、充填完了後第４図の
ように直列液供給型になるようにしていた。これは装置
が複雑で、作業も繁雑であった。
以上の如く本発明は、直列液供給方式の電解液流通型電
池において、電解槽内の気泡を容易に排出するような電
解液の流通方法を提供することを目的とするものである
。
池において、電解槽内の気泡を容易に排出するような電
解液の流通方法を提供することを目的とするものである
。
［問題点を解決するための手段］
上記問題点は、直列液供給方式の電解液流通型電池にお
いて、該電池を構成する全ての電解槽の内部を電解液が
該電解槽の下部から上部に上昇することにより解決され
る。
いて、該電池を構成する全ての電解槽の内部を電解液が
該電解槽の下部から上部に上昇することにより解決され
る。
また前記電解液流通型電池がレドックスフロー型電池で
あり、具体的には前記直列液供給方式のレドックスフロ
ー型電池の隣接するスタックの上部のマニホールドと一
方のスタックの下部のマニホールドとを上下マニホール
ド連結導管により連結し、全てのスタックにおいて電解
液が電解槽内で上昇流になるように構成した電解液流通
型電池の電解液流通方法である。
あり、具体的には前記直列液供給方式のレドックスフロ
ー型電池の隣接するスタックの上部のマニホールドと一
方のスタックの下部のマニホールドとを上下マニホール
ド連結導管により連結し、全てのスタックにおいて電解
液が電解槽内で上昇流になるように構成した電解液流通
型電池の電解液流通方法である。
［作用コ
本発明では、第１図に示すように単に隣接するスタック
のマニホールドを連結するのではなく、隣接するスタッ
クの上部のマニホールドと一方のスタックの下部のマニ
ホールドとを上下マニホールド連結導管により連結し、
全てのスタックにおいて電解液が電解槽内で上昇流にな
るように構成したので、電解槽への電解液充填時及び副
反応や異常反応によって発生したガスも容易に排出され
るようになった。
のマニホールドを連結するのではなく、隣接するスタッ
クの上部のマニホールドと一方のスタックの下部のマニ
ホールドとを上下マニホールド連結導管により連結し、
全てのスタックにおいて電解液が電解槽内で上昇流にな
るように構成したので、電解槽への電解液充填時及び副
反応や異常反応によって発生したガスも容易に排出され
るようになった。
次に本発明の実施例について述べる。
［実施例コ
第１図は本発明の一実施例を示す電解液流通型電池の電
解液流通方法の概念を示す模式説明図、第２図は同じく
電解液流通型電池の模式説明図である。
解液流通方法の概念を示す模式説明図、第２図は同じく
電解液流通型電池の模式説明図である。
第１図及び第２図において、１：電解液流通型電池（単
位セル）、２：カーボン布製の負極、３：カーボン布製
の正極、４：イオン交換膜、５：セル間複極板、６：マ
ニホールド、７：フレーム。
位セル）、２：カーボン布製の負極、３：カーボン布製
の正極、４：イオン交換膜、５：セル間複極板、６：マ
ニホールド、７：フレーム。
８ａ、８ｂ、・・・８ｇニスタック、９ニスタック間用
後極板１１０：上下マニホールド連結導管、１１；ポン
プ、１２；タンクである。
後極板１１０：上下マニホールド連結導管、１１；ポン
プ、１２；タンクである。
第１図に示したように、複数個の単位セル１どうしは電
気的には直列に接続されたスタック８ａ。
気的には直列に接続されたスタック８ａ。
８ ｂ ｓ ８ ｃ・・・８ｇを構成し、次に電解液の
マニホールドは単に隣り同士のスタックのマニホールド
を連結するのではなく、図示するように、隣接するスタ
ック例えばスタック８ａの上部のマニホールド６とスタ
ック８ｂの下部のマニホールド６とを上下マニホールド
連結導管１０により連結し、全てのスタック８ａ、８ｂ
、・・・８ｇにおいて電池内で電解液が矢視する如く上
昇流になるように構成する。
マニホールドは単に隣り同士のスタックのマニホールド
を連結するのではなく、図示するように、隣接するスタ
ック例えばスタック８ａの上部のマニホールド６とスタ
ック８ｂの下部のマニホールド６とを上下マニホールド
連結導管１０により連結し、全てのスタック８ａ、８ｂ
、・・・８ｇにおいて電池内で電解液が矢視する如く上
昇流になるように構成する。
また第２図に示すように、スタック間複極板９の内部に
流通路を設け、これを上下マニホールド連結導管１０と
して用いることが出来るので電池組み立て時、に重ねる
だけでよいため作業が容易である。
流通路を設け、これを上下マニホールド連結導管１０と
して用いることが出来るので電池組み立て時、に重ねる
だけでよいため作業が容易である。
このようにすることにより電解槽への電解液充填時及び
副反応や異常反応によって発生したガスは容易に排出さ
れるようになった。
副反応や異常反応によって発生したガスは容易に排出さ
れるようになった。
また上昇流にするために、外部配管により行うことも勿
論同様な効果が得られる。
論同様な効果が得られる。
更にまた上下マニホールド連結導管１０は漏洩電流の点
から絶縁物で製作することが望ましい。
から絶縁物で製作することが望ましい。
［発明の効果］
本発明の電解液流通型電池の電解液流通方法によれば、
従来電池組立後電解液を電解槽に充填する際に入った電
解槽内部の気体、また充電末期に起きる副反応によって
発生したガス例えば負極側での水素ガス等が容易に排出
するようになったので電池抵抗の増加がなくなり電池の
効率が向上した。
従来電池組立後電解液を電解槽に充填する際に入った電
解槽内部の気体、また充電末期に起きる副反応によって
発生したガス例えば負極側での水素ガス等が容易に排出
するようになったので電池抵抗の増加がなくなり電池の
効率が向上した。
第１図は本発明の一実施例を示す電解液流通型電池の電
解液流通方法の概念を示す模式説明図、第２図は同じく
電解液流通型電池の電解液流通方法の模式説明図、第３
図はレドックスフロー型電池の原理を示す模式図、第４
図及び第５図は直列液供給方式の従来の電解液流通方法
の概念を示す模式説明図である。 図において、１：電解液流通型電池、２：負極。 ３：正極、４：イオン交換膜、５：セル間複極板。 ６：マニホールド、７；フレーム、Ｂａｓ ８ｂ・・・
８ｈニスタツク、９ニスタック間複極板、１０：上下マ
ニホールド連結導管、１１：ボンプ、１２：タンク、１
３ａ〜１３ｆ：バルブである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
解液流通方法の概念を示す模式説明図、第２図は同じく
電解液流通型電池の電解液流通方法の模式説明図、第３
図はレドックスフロー型電池の原理を示す模式図、第４
図及び第５図は直列液供給方式の従来の電解液流通方法
の概念を示す模式説明図である。 図において、１：電解液流通型電池、２：負極。 ３：正極、４：イオン交換膜、５：セル間複極板。 ６：マニホールド、７；フレーム、Ｂａｓ ８ｂ・・・
８ｈニスタツク、９ニスタック間複極板、１０：上下マ
ニホールド連結導管、１１：ボンプ、１２：タンク、１
３ａ〜１３ｆ：バルブである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (3)
- （１）直列液供給方式の電解液流通型電池において、該
電池を構成する全ての電解槽の内部を電解液が該電解槽
の下部から上部に上昇することを特徴とする電解液流通
型電池の電解液流通方法。 - （２）前記電解液流通型電池がレドックスフロー型電池
である特許請求の範囲第１項記載の電解液流通型電池の
電解液流通方法。 - （３）前記直列液供給方式のレドックスフロー型電池の
隣接するスタックの上部のマニホールドと一方のスタッ
クの下部のマニホールドとを上下マニホールド連結導管
により連結し、全てのスタックにおいて電解液が電解槽
内で上昇流になるように構成した特許請求の範囲第１項
または第２項記載の電解液流通型電池の電解液流通方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62258248A JPH01102859A (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 電解液流通型電池の電解液流通方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62258248A JPH01102859A (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 電解液流通型電池の電解液流通方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01102859A true JPH01102859A (ja) | 1989-04-20 |
Family
ID=17317587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62258248A Pending JPH01102859A (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 電解液流通型電池の電解液流通方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01102859A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007095463A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| JP2018170231A (ja) * | 2017-03-30 | 2018-11-01 | 京セラ株式会社 | フロー電池 |
-
1987
- 1987-10-15 JP JP62258248A patent/JPH01102859A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007095463A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| JP2018170231A (ja) * | 2017-03-30 | 2018-11-01 | 京セラ株式会社 | フロー電池 |
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