JPH01161680A - 亜鉛臭素電池の充電方法 - Google Patents
亜鉛臭素電池の充電方法Info
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- JPH01161680A JPH01161680A JP62319032A JP31903287A JPH01161680A JP H01161680 A JPH01161680 A JP H01161680A JP 62319032 A JP62319032 A JP 62319032A JP 31903287 A JP31903287 A JP 31903287A JP H01161680 A JPH01161680 A JP H01161680A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
- H01M12/08—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of a fuel-cell type and a half-cell of the secondary-cell type
- H01M12/085—Zinc-halogen cells or batteries
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- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- 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
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】
Ａ、産業上の利用分野
この発明は電力貯蔵用二次電池として有用な亜鉛臭素電
池の充電方法、特に充電末期の水素の発生を回避し充電
電気量を増大できる充電方法に関するものである。
池の充電方法、特に充電末期の水素の発生を回避し充電
電気量を増大できる充電方法に関するものである。
Ｂ１発明の概要
この発明は、充電電圧が水の電気分解分による水素発生
が起こる直前の値となるまで定電流充電を行い、その後
その充電電圧、で定電圧充電を行うことにより亜鉛臭素
電池の充電電気量を増大させ、活物質の利用率を高めた
ものである。
が起こる直前の値となるまで定電流充電を行い、その後
その充電電圧、で定電圧充電を行うことにより亜鉛臭素
電池の充電電気量を増大させ、活物質の利用率を高めた
ものである。
Ｃ１従来の技術
亜鉛臭素電池電池は理論エネルギー密度が高いことおよ
び活物質が資源的に豊富であること等の利点を有し、電
力貯蔵用二次電池として開発が進んでいる。
び活物質が資源的に豊富であること等の利点を有し、電
力貯蔵用二次電池として開発が進んでいる。
第１図は亜鉛臭素電池の基本構成模式図である。セル本
体１は隔膜４を介して正極室２と負極室３に分かれてお
り、正極５および負極６がそれぞれ挿入されている。ま
た、かかる電池は電解液循環構造をとっており、前記正
極室２および負極室３はそれぞれポンプ９．１０を介し
て正極電解液貯蔵槽７および負極電解液貯蔵槽８と連結
されている。
体１は隔膜４を介して正極室２と負極室３に分かれてお
り、正極５および負極６がそれぞれ挿入されている。ま
た、かかる電池は電解液循環構造をとっており、前記正
極室２および負極室３はそれぞれポンプ９．１０を介し
て正極電解液貯蔵槽７および負極電解液貯蔵槽８と連結
されている。
このような亜鉛臭素電池においては、充放電時には以下
のような反応が進行する。
のような反応が進行する。
負極 Ｚｎ” ＋ ２ｅ ： Ｚｎ正８ｉ
２Ｂｒ−： Ｂｒ２＋ ２ｅ即ち、充電時には上
矢印方向に反応が進み、負極においては亜鉛が電析し、
正極においては臭素が発生し、放電時にはその逆の反応
が起こる。
２Ｂｒ−： Ｂｒ２＋ ２ｅ即ち、充電時には上
矢印方向に反応が進み、負極においては亜鉛が電析し、
正極においては臭素が発生し、放電時にはその逆の反応
が起こる。
かかる電池は実用上は出力電圧をあげるためにバイポー
ラ積層されることが多いが、電力貯蔵用二次電池である
から一つの電池でどれだけ電力を取り出せるか、換言す
ればどれだけ大量に充電できるかということが重要なポ
イントとなる。
ラ積層されることが多いが、電力貯蔵用二次電池である
から一つの電池でどれだけ電力を取り出せるか、換言す
ればどれだけ大量に充電できるかということが重要なポ
イントとなる。
例えば、電極面積８３０ｃｍ２．６５セルのバイポーラ
積層セルを使用し、電解液として２．２５ｍｏｌ／ｌ
Ｚ ｎ Ｂｒ ２ 、０．４５ｍｏｌ／ｌ Ｚ ｎ Ｃ
１、１ｍｏｌ／１４級アンモニウムプロｖイド、 、１
ｍｏｌ／ＩＮ Ｈ４Ｃ１を４５．７用いて充電時電解液
温２０℃で充電する場合を□考える。
積層セルを使用し、電解液として２．２５ｍｏｌ／ｌ
Ｚ ｎ Ｂｒ ２ 、０．４５ｍｏｌ／ｌ Ｚ ｎ Ｃ
１、１ｍｏｌ／１４級アンモニウムプロｖイド、 、１
ｍｏｌ／ＩＮ Ｈ４Ｃ１を４５．７用いて充電時電解液
温２０℃で充電する場合を□考える。
ここで、亜鉛の総量は
（２，２５＋ ０．４５ ） ｘ ４７．６−１２
９．０６ ｍｏｌであり、ＩＦの電解には２６．８Ａ
−ｈが必要で、亜鉛は２価で６５セルであるから全量電
解するために必要な電気量は である。
９．０６ ｍｏｌであり、ＩＦの電解には２６．８Ａ
−ｈが必要で、亜鉛は２価で６５セルであるから全量電
解するために必要な電気量は である。
即ち、１０６．４＾・ｈ充電すれば理論上最大の充電電
気量となり、この際活物質の利用率は１００！にとなる
。
気量となり、この際活物質の利用率は１００！にとなる
。
なお、ここでいう利用率とは、使用した電解液中の活物
質の充電時の反応に用いられた量と添加されている活物
質量との比率を示しているものであって、この値が０９
６である場合には充電が行われていないことを示し、１
００零ということは（実際にはないことであるが）添加
した活物質が全て充電反応に用いられ、充電直後の電解
液中には亜鉛イオンが存在しない状態であることを示し
ている。
質の充電時の反応に用いられた量と添加されている活物
質量との比率を示しているものであって、この値が０９
６である場合には充電が行われていないことを示し、１
００零ということは（実際にはないことであるが）添加
した活物質が全て充電反応に用いられ、充電直後の電解
液中には亜鉛イオンが存在しない状態であることを示し
ている。
かかる亜鉛臭素電池の充電においては、前記理論最大充
電電気二に極力近い量の電気量を充電することが望まれ
るが、従来はこの種の電池の充電は定電流充電が行われ
ていた。
電電気二に極力近い量の電気量を充電することが望まれ
るが、従来はこの種の電池の充電は定電流充電が行われ
ていた。
Ｄ０発明が解決しようとする問題点
上記のような亜鉛臭素電池の充電方法においては、充電
末期においては水の電気分解等が起こり電池の充電゛反
応と競合して活物質の利用率を向上させることができな
いばかりでなく、水素および酸素の発生によってセル本
体の内圧が上昇し電池破壊を引き起こす危険性が有り、
充電電気量を増大させることができないという問題点を
有していた。
末期においては水の電気分解等が起こり電池の充電゛反
応と競合して活物質の利用率を向上させることができな
いばかりでなく、水素および酸素の発生によってセル本
体の内圧が上昇し電池破壊を引き起こす危険性が有り、
充電電気量を増大させることができないという問題点を
有していた。
この発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、水
素の発生を回避して充電電気量を増加させ、活物質の利
用率を高めることのできる亜鉛臭素電池の充電方法を提
供することを目的としているものである。
素の発生を回避して充電電気量を増加させ、活物質の利
用率を高めることのできる亜鉛臭素電池の充電方法を提
供することを目的としているものである。
Ｅ１問題点を解決する手段
この発明においては、充放電を繰り返して用いられる亜
鉛臭素電池の充電方法において、該亜鉛臭素電池の充電
電圧が水素発生直前の所定の値となるまでは定電流充電
を行い、その後前記所定の電圧以下で定電圧充電を行う
ことによって上記の問題点を解決したものである。
鉛臭素電池の充電方法において、該亜鉛臭素電池の充電
電圧が水素発生直前の所定の値となるまでは定電流充電
を行い、その後前記所定の電圧以下で定電圧充電を行う
ことによって上記の問題点を解決したものである。
Ｆ１作用
この発明においては、充電末期において過充電により水
の電気分解が起こり水素が発生するのを防ぐために、充
電電圧が水素が発生する直前の所定の値に達した後はそ
れまでの定電流充電を止めめ、該所定の電圧以下での定
電圧充電に切り換えている。
の電気分解が起こり水素が発生するのを防ぐために、充
電電圧が水素が発生する直前の所定の値に達した後はそ
れまでの定電流充電を止めめ、該所定の電圧以下での定
電圧充電に切り換えている。
このため従来、のように水素の発生によって負極におけ
る亜鉛の正常な電析が妨げられたり、またセル本体の内
圧が上昇して電池の破壊を引き起こすこともなく、より
多くの電気量を充電でき、即ち理論最大充電量により近
い値まで充電することが可能となり、活物質の利用率も
高めることができる。
る亜鉛の正常な電析が妨げられたり、またセル本体の内
圧が上昇して電池の破壊を引き起こすこともなく、より
多くの電気量を充電でき、即ち理論最大充電量により近
い値まで充電することが可能となり、活物質の利用率も
高めることができる。
また、充電電気量を増加させることができたことによっ
て、電力貯蔵用二次電池として重要な特性である放電電
力量が増大し、エネルギー密度も向上する。
て、電力貯蔵用二次電池として重要な特性である放電電
力量が増大し、エネルギー密度も向上する。
Ｇ、実施例
電極面積８３０ｃｍ２．６５セルのバイポーラ積層セル
を使用し、電解液として２．２５ｍｏｌ／Ｉ Ｚ ｎ
Ｂ ｒ ２゜０．４５ｍｏｌ／ｌ Ｚ ｎ Ｃ１、１ｍ
ｏｌ／１４級アンモニウムブロマイド、 １ｍｏｌ／Ｉ
Ｎ Ｈ４Ｃ１を４５１１用いて、充電時電解液温２０℃
で以下の４通りの方法で充電した場合の充電電力、放電
電力、充電電気量、活物質利用率、効率および水素発生
状況等を比較した結果を第１表に示す。
を使用し、電解液として２．２５ｍｏｌ／Ｉ Ｚ ｎ
Ｂ ｒ ２゜０．４５ｍｏｌ／ｌ Ｚ ｎ Ｃ１、１ｍ
ｏｌ／１４級アンモニウムブロマイド、 １ｍｏｌ／Ｉ
Ｎ Ｈ４Ｃ１を４５１１用いて、充電時電解液温２０℃
で以下の４通りの方法で充電した場合の充電電力、放電
電力、充電電気量、活物質利用率、効率および水素発生
状況等を比較した結果を第１表に示す。
充電方法
■、最後まで２０Ａ／Ｗｈで定電流充電。
１１．１３０Ｖまで２０Ａ／Ｗｈで定電流充電後、１３
０Ｖで定電圧充電。
０Ｖで定電圧充電。
１１１．１２７Ｖま下２０Ａ／Ｗｈテ定電流充電後、’
１２７Ｖテ定電圧充電。
１２７Ｖテ定電圧充電。
ＩＶ、１２５Ｖま下２０Ａ／Ｗｈテ定電流充電後、１２
５Ｖテ定電圧充電。
５Ｖテ定電圧充電。
矛１表
第１表に示されるように、定電流で充電し続けた場合（
１）は充電末期には電池電圧の急上昇が有り、充電電気
量も最も低い値となっている。
１）は充電末期には電池電圧の急上昇が有り、充電電気
量も最も低い値となっている。
また１３０Ｖおよび１２７ｖの時点で定電圧充電を行っ
た場合（ＩＩ、ｌ１１）は電池電圧の急上昇はないもの
の充電末期には水素の発生が認められた。
た場合（ＩＩ、ｌ１１）は電池電圧の急上昇はないもの
の充電末期には水素の発生が認められた。
これに対し、電池電圧が１２５Ｖに上昇した時点で定電
圧充電に切り換えた場合（ＩＶ ）は充電末期において
も水素の発生がなく、Ｉ〜ＩＩＩに比べてより多くの電
気量を充電することができた。
圧充電に切り換えた場合（ＩＶ ）は充電末期において
も水素の発生がなく、Ｉ〜ＩＩＩに比べてより多くの電
気量を充電することができた。
■の場合はこれに伴って、活物質の利用率も上昇し、定
電流だけで充電を行った場合に比べてｌＯ！￥以上も高
い利用率となっている。
電流だけで充電を行った場合に比べてｌＯ！￥以上も高
い利用率となっている。
また、１ｖでは充電電気量を増大させることができた結
果、放電電力量が８１８９．８Ｖと最も高い値になって
おり、このことは電力貯蔵用二次電池として極めて有益
である。
果、放電電力量が８１８９．８Ｖと最も高い値になって
おり、このことは電力貯蔵用二次電池として極めて有益
である。
なお、この実施例において定電圧充電に切り換えるに適
した充電電圧は上述のように約１２５ｖであるが、本実
施例では６５セルが積層されているので、一般には１怜
当り２ｖ以下となる範囲で水素発生のおこる直前の電圧
値を適宜選択してその値十定電圧充電すれば良いと言え
る。。
した充電電圧は上述のように約１２５ｖであるが、本実
施例では６５セルが積層されているので、一般には１怜
当り２ｖ以下となる範囲で水素発生のおこる直前の電圧
値を適宜選択してその値十定電圧充電すれば良いと言え
る。。
Ｈ０発明の効果
この発明においては、充電電圧が水素発生がおこる直前
の所定の電圧値となるまでは定電流充電を行い、その後
詰所定の電圧値以下で定電圧充電を行うことによって、
充電末期における水の電気分解による水素および酸素の
発生を回避して、即ち負極における亜鉛の正常な電析を
妨げたり、セル本体の内圧上昇による電池の破壊のを引
き起こすこともなく、充電電気量および活物質の利用率
を大幅に増大させることができるという優れた効果を有
するものである。
の所定の電圧値となるまでは定電流充電を行い、その後
詰所定の電圧値以下で定電圧充電を行うことによって、
充電末期における水の電気分解による水素および酸素の
発生を回避して、即ち負極における亜鉛の正常な電析を
妨げたり、セル本体の内圧上昇による電池の破壊のを引
き起こすこともなく、充電電気量および活物質の利用率
を大幅に増大させることができるという優れた効果を有
するものである。
かかる充電方法をとれば、放電電力量を増大させエネル
ギー密度を向上させることができるので、電力貯蔵用二
次電池である亜鉛臭素二次電池の充電方法としてとして
極めて有益である。
ギー密度を向上させることができるので、電力貯蔵用二
次電池である亜鉛臭素二次電池の充電方法としてとして
極めて有益である。
第１図は、電解液循環型亜鉛臭素電池の基本構成模式図
である。 １：セル本体、２：正極室、３：負極室、４：隔膜、５
：正極、６：負極、７：正極電解液貯蔵槽、８：負極電
解液貯蔵槽、９，１０：ポンプ。
である。 １：セル本体、２：正極室、３：負極室、４：隔膜、５
：正極、６：負極、７：正極電解液貯蔵槽、８：負極電
解液貯蔵槽、９，１０：ポンプ。
Claims (1)
- 充放電を繰り返して用いられる電解液循環型亜鉛臭素電
池の充電方法において、該亜鉛臭素電池の充電電圧が水
素発生の直前の所定の値となるまでは定電流充電を行い
、その後前記所定の電圧以下で定電圧充電を行うことを
特徴とした亜鉛臭素電池の充電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62319032A JPH01161680A (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | 亜鉛臭素電池の充電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62319032A JPH01161680A (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | 亜鉛臭素電池の充電方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01161680A true JPH01161680A (ja) | 1989-06-26 |
Family
ID=18105749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62319032A Pending JPH01161680A (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | 亜鉛臭素電池の充電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01161680A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111103548A (zh) * | 2018-10-25 | 2020-05-05 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种锌溴液流电池实时soc检测方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5863040A (ja) * | 1981-10-06 | 1983-04-14 | 松下電器産業株式会社 | バッテリ−充電方法 |
| JPS6181137A (ja) * | 1984-09-25 | 1986-04-24 | 新神戸電機株式会社 | 充電器 |
-
1987
- 1987-12-18 JP JP62319032A patent/JPH01161680A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5863040A (ja) * | 1981-10-06 | 1983-04-14 | 松下電器産業株式会社 | バッテリ−充電方法 |
| JPS6181137A (ja) * | 1984-09-25 | 1986-04-24 | 新神戸電機株式会社 | 充電器 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111103548A (zh) * | 2018-10-25 | 2020-05-05 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种锌溴液流电池实时soc检测方法 |
| CN111103548B (zh) * | 2018-10-25 | 2021-07-27 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种锌溴液流电池实时soc检测方法 |
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