JPH01186768A - 電解液循環形二次電池の電極構造 - Google Patents
電解液循環形二次電池の電極構造Info
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- JPH01186768A JPH01186768A JP63007612A JP761288A JPH01186768A JP H01186768 A JPH01186768 A JP H01186768A JP 63007612 A JP63007612 A JP 63007612A JP 761288 A JP761288 A JP 761288A JP H01186768 A JPH01186768 A JP H01186768A
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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】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は、電解液循環形二次電池の電極構造に関するも
のである。
のである。
Ｂ１発明の概要
本発明は、電解液循環形二次電池の電極構造において、
良熱伝導性の材料からなる平板形状の放熱部材をカーボ
ン・プラスチック電極で挾み込んで固定し、少なくとも
前記放熱部材の一部を前記電極枠から突出させた構成と
したものであり、電池め冷却手段として簡易かつ小型で
あって消費電力の小さいものを採用できるという効果を
有するものである。
良熱伝導性の材料からなる平板形状の放熱部材をカーボ
ン・プラスチック電極で挾み込んで固定し、少なくとも
前記放熱部材の一部を前記電極枠から突出させた構成と
したものであり、電池め冷却手段として簡易かつ小型で
あって消費電力の小さいものを採用できるという効果を
有するものである。
Ｃ１従来の技術
第４図は、電解液循環形二次電池、例えば臭素亜鉛電池
の基本構成の一例を示す説明図である。
の基本構成の一例を示す説明図である。
図において、単セル１は隔膜４によって正極室２と負極
室３とに隔てられ、正極室２及び負極室３にはそれぞれ
正極５．負極６が設けられている。
室３とに隔てられ、正極室２及び負極室３にはそれぞれ
正極５．負極６が設けられている。
これらの正極室２及び負極室３にはそれぞれ正極液貯蔵
槽９及び負極液貯蔵槽１０からポンプ１１．１２を介し
て正極液（例えばＺｎＢｒ、溶液）及び負極液（例えば
ＺｎＢｒ２ ＋Ｂｒ２溶液）が供給されて循環するよう
になっている。そして、単セル１内におけるイオンの移
動により、正極５と負極６との間に電位差が生じ、起電
力が発生する。
槽９及び負極液貯蔵槽１０からポンプ１１．１２を介し
て正極液（例えばＺｎＢｒ、溶液）及び負極液（例えば
ＺｎＢｒ２ ＋Ｂｒ２溶液）が供給されて循環するよう
になっている。そして、単セル１内におけるイオンの移
動により、正極５と負極６との間に電位差が生じ、起電
力が発生する。
第５図は、上記のような単セル１を複数個積層して構成
した積層電池の一例を示す構成図である。図において、
電極２０はスペーサメツシュ２２を備えた２個のパツキ
ン２１に挾まれ、さらに、隔膜２６を設けるととも仲、
該隔１１ｉ２６の外周に形成した枠にマイクロチャンネ
ル（以下「ＭＣ」という。）を備えた２個のＭＣ付枠付
膜２３と対向している。この２個のＭＣ付枠付［２３に
挾まれた領域が正極室又は負極室を構成する。そして、
これらの電極２０．パツキン、及びＭＣ付枠付臓２３は
正極マニホールド２４及び負極マニホールド２５を備え
、各マニホールドを介して正極液及び負極液が正極室及
び負極室に供給される。なお、パツキン２１は、電極２
０と隔膜２６とが密着して電解液の流路が狭まるのを防
止するために設けられている。
した積層電池の一例を示す構成図である。図において、
電極２０はスペーサメツシュ２２を備えた２個のパツキ
ン２１に挾まれ、さらに、隔膜２６を設けるととも仲、
該隔１１ｉ２６の外周に形成した枠にマイクロチャンネ
ル（以下「ＭＣ」という。）を備えた２個のＭＣ付枠付
膜２３と対向している。この２個のＭＣ付枠付［２３に
挾まれた領域が正極室又は負極室を構成する。そして、
これらの電極２０．パツキン、及びＭＣ付枠付臓２３は
正極マニホールド２４及び負極マニホールド２５を備え
、各マニホールドを介して正極液及び負極液が正極室及
び負極室に供給される。なお、パツキン２１は、電極２
０と隔膜２６とが密着して電解液の流路が狭まるのを防
止するために設けられている。
第６図は、上記のような従来の積層電池において使用さ
れる電極の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面
図である。図において、２７はカーボンプラスチック等
からなる電極本体であり、ポリエチレン等からなる電極
枠２８によって周囲を縁取られた構成となっている。な
お、この電極枠２８には上述の正極マニホールド２４及
び負極マニホールド２５が設けられている。
れる電極の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面
図である。図において、２７はカーボンプラスチック等
からなる電極本体であり、ポリエチレン等からなる電極
枠２８によって周囲を縁取られた構成となっている。な
お、この電極枠２８には上述の正極マニホールド２４及
び負極マニホールド２５が設けられている。
Ｄ１発明が解決しようとする課題
一般に電解液循環形二次電池、特に臭化亜鉛電池におい
ては、■内部抵抗によるジュール熱、■自己放電（隔膜
を通って臭素イオンが負極側へ拡散し、負極側の亜鉛を
溶解する際に生じる反応熱）、■電解液を循環させるた
めのポンプから生じる熱、等によって循環する電解液や
セルの温度が上昇する。このような温度上昇は、電池の
エネルギー効率を低下させ、電池の性能を損なうもので
ある。従って、電池の最大性能（エネルギー効率）を長
期間に渡って維持するためには、電解液やセルの温度を
一定範囲内に保つ必要があり、そのために冷却装置が不
可欠となる。
ては、■内部抵抗によるジュール熱、■自己放電（隔膜
を通って臭素イオンが負極側へ拡散し、負極側の亜鉛を
溶解する際に生じる反応熱）、■電解液を循環させるた
めのポンプから生じる熱、等によって循環する電解液や
セルの温度が上昇する。このような温度上昇は、電池の
エネルギー効率を低下させ、電池の性能を損なうもので
ある。従って、電池の最大性能（エネルギー効率）を長
期間に渡って維持するためには、電解液やセルの温度を
一定範囲内に保つ必要があり、そのために冷却装置が不
可欠となる。
しかし、かかる冷却装置を運転するための電力は、該冷
却装置を備えた電池自体のエネルギー損失とみなされ、
冷却装置の消費する電力が大きい場合にはかえって電池
のエネルギー効率を低下させることになる。従って、こ
のような冷却装置を動作させるのに要する電力はできる
だけ小さい方が望ましいが、従来の電池の電極構造では
消費電力の小さい冷却装置ではセル内の温度を十分に冷
却できないという問題点かあフた。
却装置を備えた電池自体のエネルギー損失とみなされ、
冷却装置の消費する電力が大きい場合にはかえって電池
のエネルギー効率を低下させることになる。従って、こ
のような冷却装置を動作させるのに要する電力はできる
だけ小さい方が望ましいが、従来の電池の電極構造では
消費電力の小さい冷却装置ではセル内の温度を十分に冷
却できないという問題点かあフた。
また、このような電池を例えば電気自動車等に用いる場
合には、限られた空間に収納するために電池の軽量コン
パクト化を図る必要があるので、従来のような電力貯蔵
用の冷却システム（冷却塔、チラーユニット等）は大型
であるために適さないという問題点があった。
合には、限られた空間に収納するために電池の軽量コン
パクト化を図る必要があるので、従来のような電力貯蔵
用の冷却システム（冷却塔、チラーユニット等）は大型
であるために適さないという問題点があった。
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされ
たものであり、電池を冷却するための冷却手段が極めて
簡易かつ小型のもので済み、消費電力も低く抑えること
ができる電解液循環形二次電池の電極構造を提供するこ
とを目的とする。
たものであり、電池を冷却するための冷却手段が極めて
簡易かつ小型のもので済み、消費電力も低く抑えること
ができる電解液循環形二次電池の電極構造を提供するこ
とを目的とする。
Ｅ６課題を解決するための手段
上記目的を達成するために、本発明に係る電解液循環形
二次電池の電極構造は、良熱伝導性の材料からなる平板
形状の放熱部材をカーボン・プラスチック電極で挾み込
んで固定し、少なくとも前記放熱部材の一部を前記電極
枠から突出させた構造としたものである。
二次電池の電極構造は、良熱伝導性の材料からなる平板
形状の放熱部材をカーボン・プラスチック電極で挾み込
んで固定し、少なくとも前記放熱部材の一部を前記電極
枠から突出させた構造としたものである。
Ｆ０作用
本発明においては、上記のような構成としたことにより
、放熱部材が電極部材を介してセル内の熱を直接熱伝導
によって受取り、該放熱部材の電極枠から突出した部分
に熱を伝導し、ここで熱を外部に放出する。この熱の放
出は、例えばファン等の簡易な空冷冷却手段等によって
行うことができる。このように本発明においては、セル
内の熱を良熱伝導性の放熱部材を介して直接外部に放出
するので、冷却効率が極めてよい。従って、冷却手段と
して小型かつ消費電力の小さなものを採用することがで
きる。
、放熱部材が電極部材を介してセル内の熱を直接熱伝導
によって受取り、該放熱部材の電極枠から突出した部分
に熱を伝導し、ここで熱を外部に放出する。この熱の放
出は、例えばファン等の簡易な空冷冷却手段等によって
行うことができる。このように本発明においては、セル
内の熱を良熱伝導性の放熱部材を介して直接外部に放出
するので、冷却効率が極めてよい。従って、冷却手段と
して小型かつ消費電力の小さなものを採用することがで
きる。
Ｇ、実施例
第１図は本発明に係る電極構造の一実施例を示す図であ
り、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。図におい
て電極３０は、２個の電極本体３１・を備えるとともに
、該２個の電極本体３１に挾まれた放熱部材３２を備え
ている。電極枠２８は従来のものと同じである。
り、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。図におい
て電極３０は、２個の電極本体３１・を備えるとともに
、該２個の電極本体３１に挾まれた放熱部材３２を備え
ている。電極枠２８は従来のものと同じである。
電極本体３１は従来のものと同様、例えばポリエチレン
にグラファイト又はカーボンブラックを混練成形したも
のを使用する。また、放熱部材３２は、熱伝導性のよい
例えばカーボンファイバーをクロス状に織ったものを使
用し、図のような形状とすることで、電極３０に取付け
たときに該放熱部材３２の一部分である放熱フィン３２
ａが電極枠２８から突出するようになっている。これら
電極本体３１と放熱部材３２とは、熱圧着等の方法によ
り接合され、これらが一体構造となっている。なお、熱
圧着による場合には、接合力を増強すべく、放熱部材３
２の表面に電極本体３１の母材（例えばポリエチレン）
と同じ材料を圧着コーティングしておくとよい。この処
理により、放熱フィン３２ａの電気的絶縁性を高める効
果も得られる。また、電極枠２８は、ポリエチレンとフ
ィラーの混合材で構成するのが好ましい。この電極枠２
８は、電気的な絶縁をとる役目を果たすと同時に、熱的
にも絶縁効果を有する。
にグラファイト又はカーボンブラックを混練成形したも
のを使用する。また、放熱部材３２は、熱伝導性のよい
例えばカーボンファイバーをクロス状に織ったものを使
用し、図のような形状とすることで、電極３０に取付け
たときに該放熱部材３２の一部分である放熱フィン３２
ａが電極枠２８から突出するようになっている。これら
電極本体３１と放熱部材３２とは、熱圧着等の方法によ
り接合され、これらが一体構造となっている。なお、熱
圧着による場合には、接合力を増強すべく、放熱部材３
２の表面に電極本体３１の母材（例えばポリエチレン）
と同じ材料を圧着コーティングしておくとよい。この処
理により、放熱フィン３２ａの電気的絶縁性を高める効
果も得られる。また、電極枠２８は、ポリエチレンとフ
ィラーの混合材で構成するのが好ましい。この電極枠２
８は、電気的な絶縁をとる役目を果たすと同時に、熱的
にも絶縁効果を有する。
第１表は、各材料物質の熱伝導率を比較して示したもの
である。
である。
第１表
図から分るように、電極枠２８の材料としてポリエチレ
ン中フィラーの混合材を選択し、放熱部材３２の材料と
して炭素（グラファイト）を選択することにより、セル
内の熱が放熱部材３２によく伝わり、放熱フィン３２ａ
での放熱効果が大きくなる。
ン中フィラーの混合材を選択し、放熱部材３２の材料と
して炭素（グラファイト）を選択することにより、セル
内の熱が放熱部材３２によく伝わり、放熱フィン３２ａ
での放熱効果が大きくなる。
第２図は上述の構造の電極を用いた電池の積層構成を示
す斜視図である。図から分るように、放熱部材３２の複
数の放熱フィン３２ａが外部に突出している。
す斜視図である。図から分るように、放熱部材３２の複
数の放熱フィン３２ａが外部に突出している。
上記のような電極構造において、電池のセル内に置かれ
る電極本体３１は、セル内の熱を一体構造となっている
放熱部材３２に伝える。放熱部材３２は良熱伝導性を有
するので、セル外にある放熱フィン３２ａに熱がよく伝
導する。従って、セル外に任意の冷却手段を設け、放熱
フィン３２ａを冷却することにより、放熱部材３２を介
してセル内の熱を効率よく取去ることができる。このよ
うに、この方法による熱の伝達効率は極めてよいので、
冷却手段は例えばファンによる空冷冷却等の簡易なもの
が採用できる。
る電極本体３１は、セル内の熱を一体構造となっている
放熱部材３２に伝える。放熱部材３２は良熱伝導性を有
するので、セル外にある放熱フィン３２ａに熱がよく伝
導する。従って、セル外に任意の冷却手段を設け、放熱
フィン３２ａを冷却することにより、放熱部材３２を介
してセル内の熱を効率よく取去ることができる。このよ
うに、この方法による熱の伝達効率は極めてよいので、
冷却手段は例えばファンによる空冷冷却等の簡易なもの
が採用できる。
第３図は、例えばファンを用いた冷却手段を採用した場
合を示す説明図である。図のようにファン４１を動作さ
せて気流を起こし、空冷フード４１によって気流をガイ
ドすることにより、電極３０から突出した放熱フィン３
２ａを空冷する。
合を示す説明図である。図のようにファン４１を動作さ
せて気流を起こし、空冷フード４１によって気流をガイ
ドすることにより、電極３０から突出した放熱フィン３
２ａを空冷する。
空冷フード４１は電気的絶縁性の良好なものが好ましい
。
。
なお、上述の２個の電極本体が放熱部材を挾み込む電極
構造は、上記の放熱効果に加え、曲げ剛性を高め、電極
の劣化・たわみを防止するという効果も有している。
構造は、上記の放熱効果に加え、曲げ剛性を高め、電極
の劣化・たわみを防止するという効果も有している。
Ｈ１発明の効果
本発明は以上説明した通り、電極構造を良熱伝導性の材
料からなる平板形状の放熱部材をカーボン・プラスチッ
ク電極で挾み込んで固定し、少なくとも前記放熱部材の
一部を前記電極枠から突出させた構造としたことにより
、電池のセル内の熱を効率よく外部に放出することがで
きるので、比較的小型かつ簡易な冷却手段を採用するこ
とによって冷却装置を運転するのに要する電力を少なく
することができるとともに、冷却システムをコンパクト
・軽量化することができるという効果がある。
料からなる平板形状の放熱部材をカーボン・プラスチッ
ク電極で挾み込んで固定し、少なくとも前記放熱部材の
一部を前記電極枠から突出させた構造としたことにより
、電池のセル内の熱を効率よく外部に放出することがで
きるので、比較的小型かつ簡易な冷却手段を採用するこ
とによって冷却装置を運転するのに要する電力を少なく
することができるとともに、冷却システムをコンパクト
・軽量化することができるという効果がある。
第１図（ａ）は本発明に係る電解液循環形二次電池の電
極構造の一実施例を示す正面図、第１図（ｂ）はその平
面図、第２図は上述の構造の電極を用いた電池の積層構
成を示す斜視図、第３図は例えばファンを用いた冷却手
段を採用した場合を示す説明図、第４図は電解液循環形
二次電池の基本構成の一例を示す説明図、第５図は単セ
ルを複数個積層して構成した積層電池の一例を示す構成
図、第６図（ａ）は従来の積層電池において使用される
電極の一例を示す正面図、第６図（ｂ）はその平面図で
ある。 図において、２４は正極マニホールド、２５は負極マニ
ホールド、２８は電極枠、３０は電極、３１は電極本体
、３２は放熱部材、３２ａは放熱フィンである。 代理人 弁理士 佐 藷 正 年 （ａ） （ＣＩ） １図 （ｂ） 回目ｉ＝［ト２８ 第４図 ２に＋２ｅ−Ｚｎ ２ＢＦ−Ｂｒ２＋２ｅ、Ｂ
ｒ２＋ＢＦ−８？３ＺｎＢｒ２ →Ｚｎ ＋Ｂｒｚ １；単セル ９：正極液貯蔵槽 ２；正極室 １０；負極液貯蔵槽 ３：負極室 １１；ポンプ ４：隔膜 １２：ポンプ ５：正極 ６：負極
極構造の一実施例を示す正面図、第１図（ｂ）はその平
面図、第２図は上述の構造の電極を用いた電池の積層構
成を示す斜視図、第３図は例えばファンを用いた冷却手
段を採用した場合を示す説明図、第４図は電解液循環形
二次電池の基本構成の一例を示す説明図、第５図は単セ
ルを複数個積層して構成した積層電池の一例を示す構成
図、第６図（ａ）は従来の積層電池において使用される
電極の一例を示す正面図、第６図（ｂ）はその平面図で
ある。 図において、２４は正極マニホールド、２５は負極マニ
ホールド、２８は電極枠、３０は電極、３１は電極本体
、３２は放熱部材、３２ａは放熱フィンである。 代理人 弁理士 佐 藷 正 年 （ａ） （ＣＩ） １図 （ｂ） 回目ｉ＝［ト２８ 第４図 ２に＋２ｅ−Ｚｎ ２ＢＦ−Ｂｒ２＋２ｅ、Ｂ
ｒ２＋ＢＦ−８？３ＺｎＢｒ２ →Ｚｎ ＋Ｂｒｚ １；単セル ９：正極液貯蔵槽 ２；正極室 １０；負極液貯蔵槽 ３：負極室 １１；ポンプ ４：隔膜 １２：ポンプ ５：正極 ６：負極
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 隔膜によって隔てられた正極室及び負極室からなる単セ
ルを複数個積層するとともに、正極室に正極液を供給す
る正極液貯蔵槽及び負極室に負極液を供給する負極液貯
蔵槽を備え、各単セルにおいて起電力を生じさせる電解
液循環型二次電池の電極構造において、 良熱伝導性の材料からなる平板形状の放熱部材をカーボ
ン・プラスチック電極で挾み込んで固定し、少なくとも
前記放熱部材の一部を前記電極枠から突出させ、該放熱
部材を介してセル内の熱を放出することを特徴とする電
解液循環形二次電池の電極構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63007612A JPH01186768A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | 電解液循環形二次電池の電極構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63007612A JPH01186768A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | 電解液循環形二次電池の電極構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01186768A true JPH01186768A (ja) | 1989-07-26 |
| JPH0587949B2 JPH0587949B2 (ja) | 1993-12-20 |
Family
ID=11670633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63007612A Granted JPH01186768A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | 電解液循環形二次電池の電極構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01186768A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8715875B2 (en) | 2009-05-26 | 2014-05-06 | The Invention Science Fund I, Llc | System and method of operating an electrical energy storage device or an electrochemical energy generation device using thermal conductivity materials based on mobile device states and vehicle states |
| US8802266B2 (en) | 2009-05-26 | 2014-08-12 | The Invention Science Fund I, Llc | System for operating an electrical energy storage device or an electrochemical energy generation device using microchannels based on mobile device states and vehicle states |
-
1988
- 1988-01-19 JP JP63007612A patent/JPH01186768A/ja active Granted
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| US9065159B2 (en) | 2009-05-26 | 2015-06-23 | The Invention Science Fund I, Llc | System and method of altering temperature of an electrical energy storage device or an electrochemical energy generation device using microchannels |
| US9093725B2 (en) | 2009-05-26 | 2015-07-28 | The Invention Science Fund I, Llc | System for altering temperature of an electrical energy storage device or an electrochemical energy generation device using microchannels based on states of the device |
| US9433128B2 (en) | 2009-05-26 | 2016-08-30 | Deep Science, Llc | System and method of operating an electrical energy storage device or an electrochemical energy generation device, during charge or discharge using microchannels and high thermal conductivity materials |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0587949B2 (ja) | 1993-12-20 |
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