JPH01313858A - 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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- JPH01313858A JPH01313858A JP63144710A JP14471088A JPH01313858A JP H01313858 A JPH01313858 A JP H01313858A JP 63144710 A JP63144710 A JP 63144710A JP 14471088 A JP14471088 A JP 14471088A JP H01313858 A JPH01313858 A JP H01313858A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
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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〕
本発明は液循環型電池の運転方法に関し、特に電池効率
を高めたものである。
を高めたものである。
従来活物質を電解液に溶解して正極と負極の対設した電
極間に供給して放電反応を行なわせる液循環型電池とし
ては、例えば次のような亜鉛−塩素電池がある。
極間に供給して放電反応を行なわせる液循環型電池とし
ては、例えば次のような亜鉛−塩素電池がある。
即ち亜鉛−塩素電池は塩素を活物質とし、塩化亜鉛を主
成分にした水溶液を電解液としたものであって、その構
造及び運転方法を以下に説明する。第２図に示すように
正極と負極とを対設した単位セルを多数積層した゛電極
部（７）に電解液槽（８）から電解液（Ｗ）を電解液ポ
ンプ（５）により循環させておく。そして電池の充電時
には、この電解液（Ｗ）を電極部（７）内で電気分解す
ることにより負極に金属亜鉛を電析させ、正極では塩素
ガスを発生させて該塩素ガスをガスポンプ（９）により
塩素貯蔵槽（１０）へ送り、該槽（１０）内で冷凍機（
１１）により冷却されている塩素吸収剤（Ｘ）に吸収さ
せて貯蔵する。次に電池の放電時には塩素を貯蔵してい
る塩素吸収剤（Ｘ）をヒーター（１２）等で加熱するこ
とにより該塩素ガスを発生させて電解液槽（８）の電解
液（Ｗ）中に吹き込んでこれに溶解させ、ざらに該電解
液（Ｗ）を電解液ポンプ（５）により電極部（８）へ送
り、負極で充電時に電析した亜鉛を電解液（Ｗ）中に溶
解させ、同時に正極では電解液（１中の塩素を塩素イオ
ンにして負極で溶解した亜鉛イオンと共に塩化亜鉛とし
て電解液（讐）に戻し、このときに電気エネルギーを得
ているものである。
成分にした水溶液を電解液としたものであって、その構
造及び運転方法を以下に説明する。第２図に示すように
正極と負極とを対設した単位セルを多数積層した゛電極
部（７）に電解液槽（８）から電解液（Ｗ）を電解液ポ
ンプ（５）により循環させておく。そして電池の充電時
には、この電解液（Ｗ）を電極部（７）内で電気分解す
ることにより負極に金属亜鉛を電析させ、正極では塩素
ガスを発生させて該塩素ガスをガスポンプ（９）により
塩素貯蔵槽（１０）へ送り、該槽（１０）内で冷凍機（
１１）により冷却されている塩素吸収剤（Ｘ）に吸収さ
せて貯蔵する。次に電池の放電時には塩素を貯蔵してい
る塩素吸収剤（Ｘ）をヒーター（１２）等で加熱するこ
とにより該塩素ガスを発生させて電解液槽（８）の電解
液（Ｗ）中に吹き込んでこれに溶解させ、ざらに該電解
液（Ｗ）を電解液ポンプ（５）により電極部（８）へ送
り、負極で充電時に電析した亜鉛を電解液（Ｗ）中に溶
解させ、同時に正極では電解液（１中の塩素を塩素イオ
ンにして負極で溶解した亜鉛イオンと共に塩化亜鉛とし
て電解液（讐）に戻し、このときに電気エネルギーを得
ているものである。
そしてこのような電池の運転においては放電電流値とは
無関係に電極部へ循環させる電解液の循環量及び液中の
塩素濃度はほぼ一定にして放電を行なっていた。
無関係に電極部へ循環させる電解液の循環量及び液中の
塩素濃度はほぼ一定にして放電を行なっていた。
この場合の電解液の循環量、即ち供給する塩素量は電極
部で必要とする塩素量に対してはその消費される効率を
考慮して余裕のある一定流量を循環させていた。
部で必要とする塩素量に対してはその消費される効率を
考慮して余裕のある一定流量を循環させていた。
（発明が解決しようとする課題〕
このような電池おいて通常の定電力放電の場合には放電
の進度により電極で必要とする塩素濃度、即ち電極での
塩素消費量は異なってくる。
の進度により電極で必要とする塩素濃度、即ち電極での
塩素消費量は異なってくる。
例えば放電末期には電゛池電圧が低下し、放電電流が増
加するため塩素消費量が増大する現象が起こる。ところ
が電解液の供給量、即ち塩素供給量は一定であるから、
この現象に対処するためには常時放電末期の塩素消費量
を超えた量の塩素を供給しなければならない。従って放
電末期を除いた期間では塩素供給量が必要以上に過剰の
状態が続（ことになり、自己放電による電析亜鉛の化学
溶解を招き電流効率の低下の原因となっていた。
加するため塩素消費量が増大する現象が起こる。ところ
が電解液の供給量、即ち塩素供給量は一定であるから、
この現象に対処するためには常時放電末期の塩素消費量
を超えた量の塩素を供給しなければならない。従って放
電末期を除いた期間では塩素供給量が必要以上に過剰の
状態が続（ことになり、自己放電による電析亜鉛の化学
溶解を招き電流効率の低下の原因となっていた。
逆に放電初期の塩素消費量に合わせて塩素供給量を一定
に保った場合は放電末期の電流の増加に対応することが
困難であり、正極による特性低下を招いてしまい問題で
あった。
に保った場合は放電末期の電流の増加に対応することが
困難であり、正極による特性低下を招いてしまい問題で
あった。
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、液循環型電池の放
電負荷の変動、即ち亜鉛−塩素電池においては電極での
塩素消費量に対して有効かつ速やかに対応でき電池効率
を高め電池実用性向上につながる運転方法を開発したも
のである。
電負荷の変動、即ち亜鉛−塩素電池においては電極での
塩素消費量に対して有効かつ速やかに対応でき電池効率
を高め電池実用性向上につながる運転方法を開発したも
のである。
即ち本発明は正極と負極を対設した電極間に活物質を溶
解した電解液を供給し、充放電反応を行なわせる液循環
型電池の運転において、放電時に供給する電解液中の活
物質の濃度及び放電電流値を検出し電解液中の活物質濃
度と電解液供給量との積で決まる活物質供給量（Ａ）及
び放電電流より決まる電極での活物質消費量（Ｂ）とが
次式の関係を満足するように電解液供給量を制御するこ
とを特徴とするものである。
解した電解液を供給し、充放電反応を行なわせる液循環
型電池の運転において、放電時に供給する電解液中の活
物質の濃度及び放電電流値を検出し電解液中の活物質濃
度と電解液供給量との積で決まる活物質供給量（Ａ）及
び放電電流より決まる電極での活物質消費量（Ｂ）とが
次式の関係を満足するように電解液供給量を制御するこ
とを特徴とするものである。
Ａ＞Ｂ
〔作 用〕
液循環型電池においては放電反応の際は必要な活物質の
量、即ち電極での活物質消費量はそのときの放電電流に
より決定される。また電極へ供給する活物質供給量は電
解液中の活物質濃度と電解液供給量の積で決定される。
量、即ち電極での活物質消費量はそのときの放電電流に
より決定される。また電極へ供給する活物質供給量は電
解液中の活物質濃度と電解液供給量の積で決定される。
従って放電電流によって決まる活物質消費量よりも常に
活物質供給量が大きくなるように電解液中の活物質濃度
及び電解液供給量の一方または両方を制御すれば安定し
た放電運転ができることになる。この際活物質濃度を制
御する方法としては運転圧力を変化させる方法が考えら
れるが制御が複雑であり、敏速な応答をざぜることは困
難であり、かつ装置構成上からも運転圧力の上限には限
度がある。これに対し電解液供給量を制御するのは容易
であり、かつ条件変化に対して液量の変化は敏感に対応
できる利点を有する。そして電解液供給量を制御する方
法は電解液供給ポンプの回転数をインバーターで制御す
る等の方法がある。また制御装置としてマイクロコンピ
ュータ−を用いることにより完全自動化も行なえる。
活物質供給量が大きくなるように電解液中の活物質濃度
及び電解液供給量の一方または両方を制御すれば安定し
た放電運転ができることになる。この際活物質濃度を制
御する方法としては運転圧力を変化させる方法が考えら
れるが制御が複雑であり、敏速な応答をざぜることは困
難であり、かつ装置構成上からも運転圧力の上限には限
度がある。これに対し電解液供給量を制御するのは容易
であり、かつ条件変化に対して液量の変化は敏感に対応
できる利点を有する。そして電解液供給量を制御する方
法は電解液供給ポンプの回転数をインバーターで制御す
る等の方法がある。また制御装置としてマイクロコンピ
ュータ−を用いることにより完全自動化も行なえる。
（実施例〕
次に本発明の実施例を液循環型電池の１例である亜鉛−
塩素電池を用いて説明する。
塩素電池を用いて説明する。
通常の運転においては亜鉛−塩素電池は放電時には単位
セル内の正極１枚当り■（アンペア）の放電電流に対し
て塩素消費量をＢとするとＢ＝■Ｘ１°３２３（ｇ ／
ｍ１ｎ） （係数１．３２３は１Ａｈ当りの塩素の化学当量（９）
を示す。） の塩素が消費されている。そして上記の如く活物質でお
る塩素は電解液でおる塩化亜鉛水溶液に溶解した状態で
供給されるが、電解液中の塩素濃度をａ＜ｇ／ｌ＞、正
極１枚当りの電解液供給量をｂ（Ｊ！／ｍ１ｎ）とした
ときに正極１枚当り供給される塩素量はＡ＝ ａ ｂ
（ｇ／ｍ１ｎ）であるから次の第（１）式の関係を満足
すればよいことになる。
セル内の正極１枚当り■（アンペア）の放電電流に対し
て塩素消費量をＢとするとＢ＝■Ｘ１°３２３（ｇ ／
ｍ１ｎ） （係数１．３２３は１Ａｈ当りの塩素の化学当量（９）
を示す。） の塩素が消費されている。そして上記の如く活物質でお
る塩素は電解液でおる塩化亜鉛水溶液に溶解した状態で
供給されるが、電解液中の塩素濃度をａ＜ｇ／ｌ＞、正
極１枚当りの電解液供給量をｂ（Ｊ！／ｍ１ｎ）とした
ときに正極１枚当り供給される塩素量はＡ＝ ａ ｂ
（ｇ／ｍ１ｎ）であるから次の第（１）式の関係を満足
すればよいことになる。
Ａ＞Ｂ・・・・・・・・（１）
従って第１図に示すように放電電流工（アンペア）を放
電電流検出器（１）により検出し、及び電解液中の塩素
濃度ａ （ｇ／ｊりを塩素濃度検出器（２）により常時
検出しておき、第（１）式が満足されるように制御用マ
イクロコンピュータ−（３）により演算させて放電電゛
流工（アンペア）が減少し、塩素消費量Ｂの値が小さく
なったときには、液ポンプ用インバーター（４）により
電解液ポンプ（５）の回転数を減少させて電解液供給量
ｂ （Ｊ！／ｍ１ｎ）を小さく、即ち塩素供給ｉＡの値
を小さくすることができるので、必要以上に過剰な電解
液を供給することがなくなるため自己放電を抑制し、電
解液ポンプ（５）の動力の削減が図れる。
電電流検出器（１）により検出し、及び電解液中の塩素
濃度ａ （ｇ／ｊりを塩素濃度検出器（２）により常時
検出しておき、第（１）式が満足されるように制御用マ
イクロコンピュータ−（３）により演算させて放電電゛
流工（アンペア）が減少し、塩素消費量Ｂの値が小さく
なったときには、液ポンプ用インバーター（４）により
電解液ポンプ（５）の回転数を減少させて電解液供給量
ｂ （Ｊ！／ｍ１ｎ）を小さく、即ち塩素供給ｉＡの値
を小さくすることができるので、必要以上に過剰な電解
液を供給することがなくなるため自己放電を抑制し、電
解液ポンプ（５）の動力の削減が図れる。
また放電電流■（アンペア）が増加し、塩素消費量Ｂの
値が大きくなったときには電解液ポンプ（５）の回転数
を増大させて常に第（１）式を満足するように電解液供
給量ｂ （１／ｍ１ｎ）を大きくして塩素供給量Ａの値
が大きくなるように制御されるので電極が塩素不足に陥
らない状態に保つことができる。
値が大きくなったときには電解液ポンプ（５）の回転数
を増大させて常に第（１）式を満足するように電解液供
給量ｂ （１／ｍ１ｎ）を大きくして塩素供給量Ａの値
が大きくなるように制御されるので電極が塩素不足に陥
らない状態に保つことができる。
なお（６）は電解液流量検出器であって電解液供給量を
常に監視して制御回路にフィードバックするものである
。
常に監視して制御回路にフィードバックするものである
。
このような制御を行なうことにより必要以上に余分な電
解液を供給することなく、かつ電解液供給不足になるこ
となく正常で安定した放電反応が実現できる。
解液を供給することなく、かつ電解液供給不足になるこ
となく正常で安定した放電反応が実現できる。
（発明の効果〕
このように本発明によれば液循環型電池において活物質
供給のための補機動力の削減が可能であり、適正な活物
質量を電極に供給できるので自己放電が防止でき放電特
性を向上でき、電池効率を高めることができる等工業上
顕著な効果を秦するものでおる。
供給のための補機動力の削減が可能であり、適正な活物
質量を電極に供給できるので自己放電が防止でき放電特
性を向上でき、電池効率を高めることができる等工業上
顕著な効果を秦するものでおる。
第１図は本発明一実施例の制御方法を示す説明図、第２
図は亜鉛−塩素電池を示す構成図でおる。 １・・・・・・・・放電電流検出器 ２・・・・・・・・塩素濃度検出器 ３・・・・・・・・制御用マイクロコンピュータ−４・
・・・・・・・液ポンプ用インバーター５・・・・・・
・・電解液ポンプ ６・・・・・・・・電解液流量検出器 ７・・・・・・・・電極部 ８・・・・・・・・電解液槽 ９・・・・・・・・ガスポンプ １０・・・・・・・・塩素貯蔵槽 １１・・・・・・・・冷凍機 １２・・・・・・・・ヒーター Ｗ・・・・・・・・電解液 Ｘ・・・・・・・・塩素吸収剤
図は亜鉛−塩素電池を示す構成図でおる。 １・・・・・・・・放電電流検出器 ２・・・・・・・・塩素濃度検出器 ３・・・・・・・・制御用マイクロコンピュータ−４・
・・・・・・・液ポンプ用インバーター５・・・・・・
・・電解液ポンプ ６・・・・・・・・電解液流量検出器 ７・・・・・・・・電極部 ８・・・・・・・・電解液槽 ９・・・・・・・・ガスポンプ １０・・・・・・・・塩素貯蔵槽 １１・・・・・・・・冷凍機 １２・・・・・・・・ヒーター Ｗ・・・・・・・・電解液 Ｘ・・・・・・・・塩素吸収剤
Claims (1)
- （１）正極と負極を対設した電極間に活物質を溶解した
電解液を供給し、充放電反応を行なわせる液循環型電池
の運転において、放電時に供給する電解液中の活物質の
濃度及び放電電流値を検出し、電解液中の活物質濃度と
電解液供給量との積で決まる活物質供給量（Ａ）及び放
電電流値より決まる電極での活物質消費量（Ｂ）とが次
式の関係を満足するように電解液供給量を制御すること
を特徴とする液循環型電池の運転方法。 Ａ＞Ｂ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63144710A JPH01313858A (ja) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | 液循環型電池の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63144710A JPH01313858A (ja) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | 液循環型電池の運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01313858A true JPH01313858A (ja) | 1989-12-19 |
Family
ID=15368486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63144710A Pending JPH01313858A (ja) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | 液循環型電池の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01313858A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102623729A (zh) * | 2012-04-05 | 2012-08-01 | 深圳市金钒能源科技有限公司 | 一种钒液流电池全工况控制系统 |
-
1988
- 1988-06-14 JP JP63144710A patent/JPH01313858A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102623729A (zh) * | 2012-04-05 | 2012-08-01 | 深圳市金钒能源科技有限公司 | 一种钒液流电池全工况控制系统 |
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