JPH01294366A - 液循環型電池の運転方法 - Google Patents
液循環型電池の運転方法Info
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- JPH01294366A JPH01294366A JP63123791A JP12379188A JPH01294366A JP H01294366 A JPH01294366 A JP H01294366A JP 63123791 A JP63123791 A JP 63123791A JP 12379188 A JP12379188 A JP 12379188A JP H01294366 A JPH01294366 A JP H01294366A
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- stacks
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- 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
-
- 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
- H01M12/04—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/70—Arrangements for stirring or circulating the electrolyte
- H01M50/77—Arrangements for stirring or circulating the electrolyte with external circulating path
-
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- 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
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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〕
本発明は液循環型の一次及び二次電池の運転方法に関し
、特に電池放置時の液絡を低下させ、電流効率を向上さ
せたものである。
、特に電池放置時の液絡を低下させ、電流効率を向上さ
せたものである。
（従来の技術）
液循環型電池は例えば第２図に示すように正極（５）と
負極（６）を対設した単セル（７）を電気的に直列に複
数個接続したセル群を設け、その両端に電極端子を設け
てスタック（１）を形成した構造である。
負極（６）を対設した単セル（７）を電気的に直列に複
数個接続したセル群を設け、その両端に電極端子を設け
てスタック（１）を形成した構造である。
そしてこれら単セル（７）で充放電反応を行なわせるに
は通常法のような電解液の循環経路を形成する。即ち電
解液槽（８）に貯蔵した電解液（９）を液ポンプ（１０
）により液供給マニフオールド（１１）へ送り、ここか
ら各単セル（７）へ連通している供給側分校管（１２）
を通して各単セル（７）内の正極（５）及び負極（６）
間に供給し、ざらに排出の際にはこの電解液（９）は各
単セル（７）の排出側分校管（１３）を通して液排出マ
ニフォールド（１４）に集められ、電解液槽（８）に戻
る経路を形成しておくものである。
は通常法のような電解液の循環経路を形成する。即ち電
解液槽（８）に貯蔵した電解液（９）を液ポンプ（１０
）により液供給マニフオールド（１１）へ送り、ここか
ら各単セル（７）へ連通している供給側分校管（１２）
を通して各単セル（７）内の正極（５）及び負極（６）
間に供給し、ざらに排出の際にはこの電解液（９）は各
単セル（７）の排出側分校管（１３）を通して液排出マ
ニフォールド（１４）に集められ、電解液槽（８）に戻
る経路を形成しておくものである。
このようなスタック内の電解液経路をも含めた電気等価
回路を示すと第３図に示すようになる。即ち第２図に示
す単セル（旬は１つの小電池（７）を形成しており、ざ
らに各単セルは電解液で相互に連通しているために各小
電池（７）はそれぞれの極が相互に電解液による電気抵
抗を有する回路で連結して１つのスタックを形成してい
る。電気抵抗成分としては第３図に示すように電解液の
供給側分枝管内成分、液供給マ三フォールド内成分、排
出側分枝管内成分及び液排出マニフォールド内成分とし
てそれぞれ供給側分校管抵抗Ｒ５、液供給マニフォール
ド内抵抗Ｒｍｓ、排出側分校管抵抗Ｒａ及び液排出マニ
フォールド内抵抗Ｒｍａが存在し、それぞれの抵抗には
電流が流れるため各単セルは電解液を通じて放電するこ
とになり単セルの容量、ひいてはセル群としてのスタッ
クの容量を低下させてしまう。このように電解液を通し
て電流が流れる現象を液絡というが、同一スタック内の
液絡はある程度は止むを得ないものがある。
回路を示すと第３図に示すようになる。即ち第２図に示
す単セル（旬は１つの小電池（７）を形成しており、ざ
らに各単セルは電解液で相互に連通しているために各小
電池（７）はそれぞれの極が相互に電解液による電気抵
抗を有する回路で連結して１つのスタックを形成してい
る。電気抵抗成分としては第３図に示すように電解液の
供給側分枝管内成分、液供給マ三フォールド内成分、排
出側分枝管内成分及び液排出マニフォールド内成分とし
てそれぞれ供給側分校管抵抗Ｒ５、液供給マニフォール
ド内抵抗Ｒｍｓ、排出側分校管抵抗Ｒａ及び液排出マニ
フォールド内抵抗Ｒｍａが存在し、それぞれの抵抗には
電流が流れるため各単セルは電解液を通じて放電するこ
とになり単セルの容量、ひいてはセル群としてのスタッ
クの容量を低下させてしまう。このように電解液を通し
て電流が流れる現象を液絡というが、同一スタック内の
液絡はある程度は止むを得ないものがある。
なお図中（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ液供給マニフォー
ルド及び液排出マニフォールドを通して１つのスタック
から外部へ漏れる液絡の両端子であって、通常両マニフ
オールドの横方向の中央に位置する。
ルド及び液排出マニフォールドを通して１つのスタック
から外部へ漏れる液絡の両端子であって、通常両マニフ
オールドの横方向の中央に位置する。
そして実際にこのような液循環型の電池を運転する場合
は実用上、上記スタックを複数個電気的に接続して容量
を大きくして使用する。
は実用上、上記スタックを複数個電気的に接続して容量
を大きくして使用する。
例えば第４図に示すように２つのスタック（１） （２
）の正極同士及び負極同士を連結して両スタックを互い
に並列接続した液循環型の二次電池を実際に使用する場
合、先ずこの電池に充電して電力を貯え、次に負荷側で
の使用電力に応じて放電電力も上下させ、または無負荷
のときは全く放電ざぜずに放置しておくような運転方法
が採られる。このような運転の際に特に電池を放置して
おく場合、第４図に示すように電池の両極は外部との接
続は断たれているのでスタックＫ（１）の開路電圧Ｅｏ
ｔ とスタックしく２）の開路電圧ＥＯ２が同一である
ならばそれぞれを結７Ｓζ並列結線（ａ）（ｂ）上に電
流は流れないが実際はＥｏ１＝ ＥＯ２ということは
なく、わずかに異なっているのが普通である。仮にＥＯ
ｌ ＜ＥＯ２である場合にはｉｏなる電流が図中の矢印
で示す方向に流れることになり、このｉｏによりスタッ
クＬ（２）の各単セルは放電し、同時にスタックＫ（１
）の各単セルは充電するのでスタックしく２）の貯蔵電
力容量は低下し、スタックＫ（１）の貯蔵電力容量は上
昇して両スタック（１）（２）間で容量のバラツキが生
じてしまう。
）の正極同士及び負極同士を連結して両スタックを互い
に並列接続した液循環型の二次電池を実際に使用する場
合、先ずこの電池に充電して電力を貯え、次に負荷側で
の使用電力に応じて放電電力も上下させ、または無負荷
のときは全く放電ざぜずに放置しておくような運転方法
が採られる。このような運転の際に特に電池を放置して
おく場合、第４図に示すように電池の両極は外部との接
続は断たれているのでスタックＫ（１）の開路電圧Ｅｏ
ｔ とスタックしく２）の開路電圧ＥＯ２が同一である
ならばそれぞれを結７Ｓζ並列結線（ａ）（ｂ）上に電
流は流れないが実際はＥｏ１＝ ＥＯ２ということは
なく、わずかに異なっているのが普通である。仮にＥＯ
ｌ ＜ＥＯ２である場合にはｉｏなる電流が図中の矢印
で示す方向に流れることになり、このｉｏによりスタッ
クＬ（２）の各単セルは放電し、同時にスタックＫ（１
）の各単セルは充電するのでスタックしく２）の貯蔵電
力容量は低下し、スタックＫ（１）の貯蔵電力容量は上
昇して両スタック（１）（２）間で容量のバラツキが生
じてしまう。
そこで従来は第５図に示すように並列接続した２つのス
タック（ＩＨ２）の一方の極側の並列結線（ｂ）上にス
イッチ（ｂｌ）及びスイッチ（ｂｌ）を設けてこれらを
開放することにより第４図に示す電流ｉｏを防いでいた
。
タック（ＩＨ２）の一方の極側の並列結線（ｂ）上にス
イッチ（ｂｌ）及びスイッチ（ｂｌ）を設けてこれらを
開放することにより第４図に示す電流ｉｏを防いでいた
。
ところが上記２つのスタックを電気的に並列に接続する
場合、装置レイアウト上からも各スタックに供給する電
解液は同一の電解液槽からポンプアップした液を使用し
て循環しているため第５図に示すように循環する電解液
を通して各スタックは液絡の端子（Ａ）（Ｂ）同士が接
続しているので、両スタックにまたがった液絡回路（Ｃ
）が形成されていることになる。
場合、装置レイアウト上からも各スタックに供給する電
解液は同一の電解液槽からポンプアップした液を使用し
て循環しているため第５図に示すように循環する電解液
を通して各スタックは液絡の端子（Ａ）（Ｂ）同士が接
続しているので、両スタックにまたがった液絡回路（Ｃ
）が形成されていることになる。
従って電池の放置時には上記ＥＯ１＜ＥＯ２の条件下で
は第５図のようにスイッチ（ｂｌ）及びスイッチ（ｂｌ
）により電流ｉｏは防止できるが、スタックＬ（２）の
液絡端子（Ａ＞（Ｂ）の電位は該端子（Ａ）（Ｂ）が構
造上スタックＬ（２）の横方向の中央であるから１／２
２Ｏ２であり、同様にスタックＫ（１）の液絡端子（Ａ
＞（Ｂ）の電位は１／２Ｅｏ１であるから液絡回路（Ｃ
）にはスタックＬ（２）からスタックＫ（１）へ１２及
びｉ３なる電流が流れ、これらはスタックＫ（１）で合
流してスタックＫ（１）の負極より並列結線（ａ＞上を
スタックＬ（２）の負極へｉ２＋ｉ３＝！１の大きざの
電流が流れる回路が形成されてしまい結局スタックＫ（
１）とスタックＬ（２）の容量のバラツキを止めること
はできなかった。
は第５図のようにスイッチ（ｂｌ）及びスイッチ（ｂｌ
）により電流ｉｏは防止できるが、スタックＬ（２）の
液絡端子（Ａ＞（Ｂ）の電位は該端子（Ａ）（Ｂ）が構
造上スタックＬ（２）の横方向の中央であるから１／２
２Ｏ２であり、同様にスタックＫ（１）の液絡端子（Ａ
＞（Ｂ）の電位は１／２Ｅｏ１であるから液絡回路（Ｃ
）にはスタックＬ（２）からスタックＫ（１）へ１２及
びｉ３なる電流が流れ、これらはスタックＫ（１）で合
流してスタックＫ（１）の負極より並列結線（ａ＞上を
スタックＬ（２）の負極へｉ２＋ｉ３＝！１の大きざの
電流が流れる回路が形成されてしまい結局スタックＫ（
１）とスタックＬ（２）の容量のバラツキを止めること
はできなかった。
（課題を解決するための手段）
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、このような問題を
解決したものである。
解決したものである。
即ち本発明は正極と負極を対設した単セルを複数個電気
的に直列に接続してスタックを形成し、該スタックを複
数個電気的に並列に接続して液循環型電池を設け、該電
池の充電時及び放電時には各スタック内の各単セルに共
通の電解液を循環し、さらに放置時には各単セルへの電
解液の循環を停止又は充電時や放電時の液循環量を低下
させる運転方法において、放置時にそれぞれのスタック
の両極と他のスタックの両極とを互いに電気的に切断す
ることを特徴とするものである。
的に直列に接続してスタックを形成し、該スタックを複
数個電気的に並列に接続して液循環型電池を設け、該電
池の充電時及び放電時には各スタック内の各単セルに共
通の電解液を循環し、さらに放置時には各単セルへの電
解液の循環を停止又は充電時や放電時の液循環量を低下
させる運転方法において、放置時にそれぞれのスタック
の両極と他のスタックの両極とを互いに電気的に切断す
ることを特徴とするものである。
このように放置時にそれぞれのスタックの両極と他のス
タックの両極とを互いに電気的に切断するのは、上記第
５図において示したような液絡に起因する電流１１、即
ち液絡電流１２及びｉ３を止めるためであり、これによ
りスタックの開路電圧が放置時に変化してもスタック間
の容量のバラツキをなくすことができる。
タックの両極とを互いに電気的に切断するのは、上記第
５図において示したような液絡に起因する電流１１、即
ち液絡電流１２及びｉ３を止めるためであり、これによ
りスタックの開路電圧が放置時に変化してもスタック間
の容量のバラツキをなくすことができる。
（実施例）
次に本発明の一実施例を説明する。
液循環型電池としてそれぞれの電極面積が２８００ｃｆ
ｆｌの亜鉛極と塩素槽を対設した単セルを２５セル積層
して１スタツクとし、該スタックを４スタック並列に接
続した亜鉛−塩素電池を作製した。
ｆｌの亜鉛極と塩素槽を対設した単セルを２５セル積層
して１スタツクとし、該スタックを４スタック並列に接
続した亜鉛−塩素電池を作製した。
ざらに第１図に示すように並列接続した上記４スタツク
、即ちスタックＫ（１） 、スタックＬ（２）、スタッ
クＭ（３）及びスタックＮ（４）の両極側の並列結線（
ａ＞（ｂ）上にそれぞれスイッチ（ａｌ ）（ａｚ ）
（ａ３ ）（ａ４ ）（ｂｌ ）（ｂ２）（ｂ３）（ｂ
４）を取付けた。
、即ちスタックＫ（１） 、スタックＬ（２）、スタッ
クＭ（３）及びスタックＮ（４）の両極側の並列結線（
ａ＞（ｂ）上にそれぞれスイッチ（ａｌ ）（ａｚ ）
（ａ３ ）（ａ４ ）（ｂｌ ）（ｂ２）（ｂ３）（ｂ
４）を取付けた。
このような電池について塩化亜鉛を主成分とする電解液
を各スタック（１）（２）（３） （４）に同一の電解
液槽から循環させ、５６０ＡＩ−（を充電したところで
電解液の循環を停止し、スイッチをすべて開放して８時
間放置した俊６３Ａで定電流放電した。この放置時には
それぞれのスタックの両極は他のスタックの両極とすべ
て電気的に接続していないので液絡回路（Ｃ）には液絡
電流は流れないことになる。このような運転をした場合
の各スタックに、Ｌ、Ｍ、Ｎの開路電圧及び電流効率を
測定し、その結果を第１表に示した。
を各スタック（１）（２）（３） （４）に同一の電解
液槽から循環させ、５６０ＡＩ−（を充電したところで
電解液の循環を停止し、スイッチをすべて開放して８時
間放置した俊６３Ａで定電流放電した。この放置時には
それぞれのスタックの両極は他のスタックの両極とすべ
て電気的に接続していないので液絡回路（Ｃ）には液絡
電流は流れないことになる。このような運転をした場合
の各スタックに、Ｌ、Ｍ、Ｎの開路電圧及び電流効率を
測定し、その結果を第１表に示した。
また比較するため第１図においてスイッチ（ａｌ）（ａ
２ ）（ａ３）（ａ４）を閉じスイッチ（ｂｌ）（ｂ２
）（ｂ３ ）（ｂ４）を開放した従来方法及びスイッ
チを全て閉じた比較方法について同様の条件で充電、放
置及び放電を行ないその時の開路電圧及び電流効率の結
果を第１表に併記した。
２ ）（ａ３）（ａ４）を閉じスイッチ（ｂｌ）（ｂ２
）（ｂ３ ）（ｂ４）を開放した従来方法及びスイッ
チを全て閉じた比較方法について同様の条件で充電、放
置及び放電を行ないその時の開路電圧及び電流効率の結
果を第１表に併記した。
なお電流効率は次式により求めた。
電流効率＝放電時０電気ｆｆ１ｘ１００ （％）充電
時の電気量 第１表から明らかなように本発明運転方法によれば電池
の電流効率は高く、かつ極めて安定していることが判る
。これに対して従来例及び比較例の運転方法によればい
ずれも電流効率は低く、かつバラツキが大きい。
時の電気量 第１表から明らかなように本発明運転方法によれば電池
の電流効率は高く、かつ極めて安定していることが判る
。これに対して従来例及び比較例の運転方法によればい
ずれも電流効率は低く、かつバラツキが大きい。
このように本発明によれば液循環型電池の放置時におけ
る液絡による自己放電を極めて小さくすることができる
ので各電池スタック間での容量のバラツキが小さく、充
放電型の二次電池においては、充電時の電気量に対する
放電時の電気量の割合を示す電流効率が向上する等実用
上顕著な効果を奏するものである。
る液絡による自己放電を極めて小さくすることができる
ので各電池スタック間での容量のバラツキが小さく、充
放電型の二次電池においては、充電時の電気量に対する
放電時の電気量の割合を示す電流効率が向上する等実用
上顕著な効果を奏するものである。
第１図は本発明法による電池放置時の操作状態を示す説
明図、第２図は液循環型電池のスタックへの電解液の循
環経路を示す説明図、第３図は第２図の液循環型電池の
電解液循環経路を含めた電気等価回路を示す回路図、第
４図はスタックを並列接続した際に電池放置時の損失電
流を示す説明図、第５図は従来法による電池放置時の操
作状態を示す説明図である。 １．２，３．４・・スタック ５・・・・・・・・正極 ６・・・・・・・・負極 ７・・・・・・・・単セル（小電池） ８・・・・・・・・電解液槽 ９・・・・・・・・電解液 １０・・・・・・・・液ポンプ １１・・・・・・・・液供給マニフォールド１２・・・
・・・・・供給側分校管 １３・・・・・・・・排出側分校管 １４・・・・・・・・液排出マニフオールドＡ、Ｂ・・
・・液絡端子 Ｃ・・・・・・・・液絡回路 第１図 第２図 第３図
明図、第２図は液循環型電池のスタックへの電解液の循
環経路を示す説明図、第３図は第２図の液循環型電池の
電解液循環経路を含めた電気等価回路を示す回路図、第
４図はスタックを並列接続した際に電池放置時の損失電
流を示す説明図、第５図は従来法による電池放置時の操
作状態を示す説明図である。 １．２，３．４・・スタック ５・・・・・・・・正極 ６・・・・・・・・負極 ７・・・・・・・・単セル（小電池） ８・・・・・・・・電解液槽 ９・・・・・・・・電解液 １０・・・・・・・・液ポンプ １１・・・・・・・・液供給マニフォールド１２・・・
・・・・・供給側分校管 １３・・・・・・・・排出側分校管 １４・・・・・・・・液排出マニフオールドＡ、Ｂ・・
・・液絡端子 Ｃ・・・・・・・・液絡回路 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- （１）正極と負極を対設した単セルを複数個電気的に直
列に接続してスタックを形成し、該スタックを複数個電
気的に並列に接続して液循環型電池を設け、該電池の充
電時及び放電時には各スタック内の各単セルに共通の電
解液を循環し、さらに放置時には各単セルへの電解液の
循環を停止、または充電時や放電時の液循環量を低下さ
せる運転方法において、放置時にそれぞれのスタックの
両極と他のスタックの両極とを互いに電気的に切断する
ことを特徴とする液循環型電池の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63123791A JPH01294366A (ja) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | 液循環型電池の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63123791A JPH01294366A (ja) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | 液循環型電池の運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01294366A true JPH01294366A (ja) | 1989-11-28 |
Family
ID=14869393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63123791A Pending JPH01294366A (ja) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | 液循環型電池の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01294366A (ja) |
-
1988
- 1988-05-23 JP JP63123791A patent/JPH01294366A/ja active Pending
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