JPH0131668B2 - - Google Patents
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- JPH0131668B2 JPH0131668B2 JP57137360A JP13736082A JPH0131668B2 JP H0131668 B2 JPH0131668 B2 JP H0131668B2 JP 57137360 A JP57137360 A JP 57137360A JP 13736082 A JP13736082 A JP 13736082A JP H0131668 B2 JPH0131668 B2 JP H0131668B2
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- JP
- Japan
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- electrode
- electrolyte
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- insulating frame
- flow path
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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
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
- H01M10/365—Zinc-halogen accumulators
-
- 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
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
- H01M10/0418—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes with bipolar electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
- H01M8/0273—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes with sealing or supporting means in the form of a frame
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ 産業上の利用分野
本発明は、電解液循環型電池に用いられる枠付
電極に関するものである。
電極に関するものである。
Ｂ 発明の概要
本発明においては、整流機構における底面を、
絶縁枠表面に対して、流通路寄り部分で深くし、
一方電極寄り部分で浅くして、整流機構内に段差
を設け、前記底面が浅くなる部分に電解液の流れ
方向に対して千鳥状に配列された複数の突起を形
成してなるために、電極部に流出する電解液を均
一で然も平行な流れになる電解液循環型電池の枠
付電極である。
絶縁枠表面に対して、流通路寄り部分で深くし、
一方電極寄り部分で浅くして、整流機構内に段差
を設け、前記底面が浅くなる部分に電解液の流れ
方向に対して千鳥状に配列された複数の突起を形
成してなるために、電極部に流出する電解液を均
一で然も平行な流れになる電解液循環型電池の枠
付電極である。
Ｃ 従来の技術
第１図は本発明に係る電極が使用される電池の
ひとつである金属−ハロゲン電池の基本構成図で
ある。この電池は、単セル１を隔膜（セパレー
タ）２によつて仕切つてその両側に正極室３と負
極室４とを形成し、正極室３内には正極５を配置
させ、負極室４内に負極６を配置して構成されて
いる。正極室３には、正極液貯蔵槽７から正極液
がポンプ９によつて循環し、また、負極室４に
は、負極液貯蔵槽８から負極液がポンプ１０によ
つて循環している。なお、１１，１２はバルブ
で、充放電時に開かれる。
ひとつである金属−ハロゲン電池の基本構成図で
ある。この電池は、単セル１を隔膜（セパレー
タ）２によつて仕切つてその両側に正極室３と負
極室４とを形成し、正極室３内には正極５を配置
させ、負極室４内に負極６を配置して構成されて
いる。正極室３には、正極液貯蔵槽７から正極液
がポンプ９によつて循環し、また、負極室４に
は、負極液貯蔵槽８から負極液がポンプ１０によ
つて循環している。なお、１１，１２はバルブ
で、充放電時に開かれる。
第２図は、このような電池をバイポーラ型の積
層構成とした場合の一例を示す分解斜視図であ
る。各電極５，６は、例えば右面が正極５に、裏
面すなわち左面側が負極６となるように構成され
ており、この正極５と負極６とは担体ではそれぞ
れ同型状になされているけれども、一対として組
み合せた場合は、電解液通路がオフセツト状態
（例えば相互に180゜回転された対象位置の状態）
となるように構成されている。各電極５，６及び
セパレータ２は、何れも枠３１，２１によつて保
持されており、端板１３ａ，１３ｂによつて両側
から狭まれ積層され、各枠に設けたボルト孔３９
にボルト１４を貫挿し、締付けることによつて、
全体を一体に構成している。
層構成とした場合の一例を示す分解斜視図であ
る。各電極５，６は、例えば右面が正極５に、裏
面すなわち左面側が負極６となるように構成され
ており、この正極５と負極６とは担体ではそれぞ
れ同型状になされているけれども、一対として組
み合せた場合は、電解液通路がオフセツト状態
（例えば相互に180゜回転された対象位置の状態）
となるように構成されている。各電極５，６及び
セパレータ２は、何れも枠３１，２１によつて保
持されており、端板１３ａ，１３ｂによつて両側
から狭まれ積層され、各枠に設けたボルト孔３９
にボルト１４を貫挿し、締付けることによつて、
全体を一体に構成している。
一方の端板１３ａには正極液流入口１５ａと負
極液流入口１５ｂが設けられ、また、他方の端板
１３ｂには正極液流出口１６ａと、負極液流出口
１６ａが設けられている。いま、正極液のみの通
路を示すと、正極液流入口１５ａから入つた正極
電解液は、電極部材１８に設けられた下部マニホ
ールド３２を通り、チヤンネル３５に分流して導
かれ、更に下部マイクロチヤンネル３６を通つて
整流され、ここから電極部３０の表面に平行流と
なつて供給される。また、電極部３０上に通つた
電解液は、上部のマイクロチヤンネル３６、チヤ
ンネル３４を通つてマニホールド３２に導かれ、
マニホールド３２，２２を通り正極液流出口１６
ａを経て電解液貯蔵槽へ入る。
極液流入口１５ｂが設けられ、また、他方の端板
１３ｂには正極液流出口１６ａと、負極液流出口
１６ａが設けられている。いま、正極液のみの通
路を示すと、正極液流入口１５ａから入つた正極
電解液は、電極部材１８に設けられた下部マニホ
ールド３２を通り、チヤンネル３５に分流して導
かれ、更に下部マイクロチヤンネル３６を通つて
整流され、ここから電極部３０の表面に平行流と
なつて供給される。また、電極部３０上に通つた
電解液は、上部のマイクロチヤンネル３６、チヤ
ンネル３４を通つてマニホールド３２に導かれ、
マニホールド３２，２２を通り正極液流出口１６
ａを経て電解液貯蔵槽へ入る。
Ｄ 発明が解決しようとする課題
このようなサイクルの中で、電解液はマイクロ
チヤンネル３６から電極部３０上へ流出する部分
で、極端な流速不均一となり、渦を巻き淀みが起
こる。金属−ハロゲン電池の場合、このような淀
みは電解液濃度不均一が起こり、負極側での電析
が不均一となつてデンドライト析出につながつて
いた。デンドライトの析出は、電流密度の不均一
を生じさせ、電池効率を低下させる。
チヤンネル３６から電極部３０上へ流出する部分
で、極端な流速不均一となり、渦を巻き淀みが起
こる。金属−ハロゲン電池の場合、このような淀
みは電解液濃度不均一が起こり、負極側での電析
が不均一となつてデンドライト析出につながつて
いた。デンドライトの析出は、電流密度の不均一
を生じさせ、電池効率を低下させる。
本発明は、上記の問題点を解決することを目的
としてなされたものである。
としてなされたものである。
Ｅ 課題を解決するための手段
本発明に係る電解液循環型電池の枠付電極で
は、矩形状の電極と、該電極の少なくとも一方の
表面の周囲に設けた合成樹脂性絶縁枠と、該絶縁
枠の対向する一方の両辺部に各々設けた一対の電
解液流通路と、該両辺部に沿し且つ各電解液流通
路に隣接して設けた一対の整流機構とを備えた枠
付電極であつて、該枠付電極を重ね合せることに
より、前記電極と前記絶縁枠とで囲まれた電池反
応室を形成し、該電池反応室内に前記一方の流通
路から前記整流機構の一方を介して電解液を流入
させ、他方の整流機構を介して他方の流通路から
電解液を流出させるように構成した電解液循環型
電池の枠付電極において、 前記整流機構における底面を、前記絶縁枠表面
に対して、前記流通路寄り部分で深くし、一方前
記電極寄り部分で浅くして、該整流機構内に段差
を設け、前記底面が浅くなる部分に電解液の流れ
方向に対して千鳥状に配列された複数の突起を形
成してなるものである。
は、矩形状の電極と、該電極の少なくとも一方の
表面の周囲に設けた合成樹脂性絶縁枠と、該絶縁
枠の対向する一方の両辺部に各々設けた一対の電
解液流通路と、該両辺部に沿し且つ各電解液流通
路に隣接して設けた一対の整流機構とを備えた枠
付電極であつて、該枠付電極を重ね合せることに
より、前記電極と前記絶縁枠とで囲まれた電池反
応室を形成し、該電池反応室内に前記一方の流通
路から前記整流機構の一方を介して電解液を流入
させ、他方の整流機構を介して他方の流通路から
電解液を流出させるように構成した電解液循環型
電池の枠付電極において、 前記整流機構における底面を、前記絶縁枠表面
に対して、前記流通路寄り部分で深くし、一方前
記電極寄り部分で浅くして、該整流機構内に段差
を設け、前記底面が浅くなる部分に電解液の流れ
方向に対して千鳥状に配列された複数の突起を形
成してなるものである。
Ｆ 作 用
本発明においては、整流機構における底面を、
絶縁枠表面に対して、流通路寄り部分で深くし、
一方電極寄り部分で浅くして、整流機構内に段差
を設け、前記底面が浅くなる部分に電解液の流れ
方向に対して千鳥状に配列された複数の突起を形
成してなるために、電極部に流出する電解液を均
一で然も平行な流れになる。
絶縁枠表面に対して、流通路寄り部分で深くし、
一方電極寄り部分で浅くして、整流機構内に段差
を設け、前記底面が浅くなる部分に電解液の流れ
方向に対して千鳥状に配列された複数の突起を形
成してなるために、電極部に流出する電解液を均
一で然も平行な流れになる。
Ｇ 実施例
第３図は本発明に係る電極の実施例を示す構成
平面図で背面も同一構造となつている。第４図は
要部の構成平面図、第５図イは第４図におけるａ
−ｂ断面図、第５図ロはｃ−ｄ断面図である。こ
れらの図において、３０は電極部、３１は枠部、
３２は電解液が供給又は排出されるマニホール
ド、３４，３５はチヤンネル、３６ａ，３６ｂは
いずれもマイクロチヤンネル、３６はチヤンネル
３４，３５内であつて、その出口付近に設けられ
電解液を２つに分流させる案内翼である。３７は
本発明において特徴としている厚み方向の段差
（電極表面に対しての段差）であつて、マイクロ
チヤンネル３６ａ，３６ｂと電極部３０との間に
設けられている。３８は同じくマイクロチヤンネ
ル３６ｂと電極部３０との間に、電解液の流れ方
向（上下方向）に対して千鳥上に配列するように
配置した複数個の突起部（ポッチ）である。な
お、３９はマイクロチヤンネル３６ａ内の電解液
通路を示す。
平面図で背面も同一構造となつている。第４図は
要部の構成平面図、第５図イは第４図におけるａ
−ｂ断面図、第５図ロはｃ−ｄ断面図である。こ
れらの図において、３０は電極部、３１は枠部、
３２は電解液が供給又は排出されるマニホール
ド、３４，３５はチヤンネル、３６ａ，３６ｂは
いずれもマイクロチヤンネル、３６はチヤンネル
３４，３５内であつて、その出口付近に設けられ
電解液を２つに分流させる案内翼である。３７は
本発明において特徴としている厚み方向の段差
（電極表面に対しての段差）であつて、マイクロ
チヤンネル３６ａ，３６ｂと電極部３０との間に
設けられている。３８は同じくマイクロチヤンネ
ル３６ｂと電極部３０との間に、電解液の流れ方
向（上下方向）に対して千鳥上に配列するように
配置した複数個の突起部（ポッチ）である。な
お、３９はマイクロチヤンネル３６ａ内の電解液
通路を示す。
マニホールド３２から導入チヤンネル３５を通
つて導かれた電解液は、案内翼３６によつて図示
する矢印に示すように２つに分けられ、底辺中央
部付近からマイクロチヤンネル３６ａ，３６ｂと
通り、更に千鳥上に配列した突起部３８の間を通
つて電極部３０の表面に流入する。また、電極部
３０の表面を通つた電解液は、上方の突起部３８
の間及びマイクロチヤンネル３６ｂ，３６ａ、導
出チヤンネル３４を通つて、上辺中央部付近から
導出する。
つて導かれた電解液は、案内翼３６によつて図示
する矢印に示すように２つに分けられ、底辺中央
部付近からマイクロチヤンネル３６ａ，３６ｂと
通り、更に千鳥上に配列した突起部３８の間を通
つて電極部３０の表面に流入する。また、電極部
３０の表面を通つた電解液は、上方の突起部３８
の間及びマイクロチヤンネル３６ｂ，３６ａ、導
出チヤンネル３４を通つて、上辺中央部付近から
導出する。
ここで、マイクロチヤンネル３６ａ，３６ｂと
電極部３０との間には、厚さ方向の段差が設けら
れているので、マイクロチヤンネル３６ａを通つ
てきた電解液は、第５図ロの矢印Ａを示すように
水平航行から垂直方向の流れに返られ、ひいては
左右への拡散を起す。また、複数個の突起部３８
は、電解液の流れに対して障害物となり、左右へ
の拡散を起し、電極部３０の表面に流速、流量分
布が均一な平行流を流す役目をする。
電極部３０との間には、厚さ方向の段差が設けら
れているので、マイクロチヤンネル３６ａを通つ
てきた電解液は、第５図ロの矢印Ａを示すように
水平航行から垂直方向の流れに返られ、ひいては
左右への拡散を起す。また、複数個の突起部３８
は、電解液の流れに対して障害物となり、左右へ
の拡散を起し、電極部３０の表面に流速、流量分
布が均一な平行流を流す役目をする。
これによつて、淀みない均一な電解液の流れ
が、電極部３０に供給されることとなり、デンド
ライトの析出を抑制することができる。この結
果、電流密度を均一化でき、電池効率を向上させ
ることができる。また、有効電極面積が増え、エ
ネルギー密度を高めることができ、電池性能を高
めるとともに、電池寿命の向上を図ることができ
る。
が、電極部３０に供給されることとなり、デンド
ライトの析出を抑制することができる。この結
果、電流密度を均一化でき、電池効率を向上させ
ることができる。また、有効電極面積が増え、エ
ネルギー密度を高めることができ、電池性能を高
めるとともに、電池寿命の向上を図ることができ
る。
なお、この実施例では、マニホールド３２を底
辺部に設けたが、このマニホールドを両側辺に設
けてもよい。また、チヤンネル３４，３５内の案
内翼３６は省略してもよい。
辺部に設けたが、このマニホールドを両側辺に設
けてもよい。また、チヤンネル３４，３５内の案
内翼３６は省略してもよい。
Ｈ 発明の効果
本発明は以上説明したとおり、整流機構におけ
る底面を、絶縁枠表面に対して、流通路寄り部分
で深くし、一方電極寄り部分で浅くして、整流機
構内に段差を設け、前記底面が浅くなる部分に電
解液の流れ方向に対して千鳥状に配列された複数
の突起を形成してなるために、電極部に流出する
電解液を均一で然も平行な流れになり、淀みない
均一な電解液の流れが、電極部３０に供給される
こととなり、デンドライトの析出を抑制すること
ができる。この結果、電流密度を均一化でき、電
池効率を向上させることができる。また、有効電
極面積が増え、エネルギー密度を高めることがで
き、電池性能を高めるとともに、電池寿命の向上
を図ることができる等の効果がある。
る底面を、絶縁枠表面に対して、流通路寄り部分
で深くし、一方電極寄り部分で浅くして、整流機
構内に段差を設け、前記底面が浅くなる部分に電
解液の流れ方向に対して千鳥状に配列された複数
の突起を形成してなるために、電極部に流出する
電解液を均一で然も平行な流れになり、淀みない
均一な電解液の流れが、電極部３０に供給される
こととなり、デンドライトの析出を抑制すること
ができる。この結果、電流密度を均一化でき、電
池効率を向上させることができる。また、有効電
極面積が増え、エネルギー密度を高めることがで
き、電池性能を高めるとともに、電池寿命の向上
を図ることができる等の効果がある。
第１図は本発明に係る電極が使用される金属−
ハロゲン電池の基本構成図、第２図はこのような
電池をバイポーラ型の積層構成とした場合の一例
を示す分解斜視図、第３図は本発明に係る電極の
実施例を示す構成平面図、第４図は要部の構成平
面図、第５図イは第４図におけるａ−ｂ断面図、
第５図ロはｃ−ｄ断面図である。 ３０……電極部、３１……枠部、３２……マニ
ホールド、３４……導出チヤンネル、３５……導
入チヤンネル、３６ａ，３６ｂ……マイクロチヤ
ンネル、３６……案内翼、３７……段差、３８…
…突起部。
ハロゲン電池の基本構成図、第２図はこのような
電池をバイポーラ型の積層構成とした場合の一例
を示す分解斜視図、第３図は本発明に係る電極の
実施例を示す構成平面図、第４図は要部の構成平
面図、第５図イは第４図におけるａ−ｂ断面図、
第５図ロはｃ−ｄ断面図である。 ３０……電極部、３１……枠部、３２……マニ
ホールド、３４……導出チヤンネル、３５……導
入チヤンネル、３６ａ，３６ｂ……マイクロチヤ
ンネル、３６……案内翼、３７……段差、３８…
…突起部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 矩形状の電極と、該電極の少なくとも一方の
表面の周囲に設けた合成樹脂性絶縁枠と、該絶縁
枠の対向する一方の両辺部に各々設けた一対の電
解液流通路と、該両辺部に沿い且つ各電解液流通
路に隣接して設けた一対の整流機構とを備えた枠
付電極であつて、該枠付電極を重ね合せることに
より、前記電極と前記絶縁枠とで囲まれた電池反
応室を形成し、該電池反応室内に前記一方の流通
路から前記整流機構の一方を介して電解液を流入
させ、他方の整流機構を介して他方の流通路から
電解液を流出させるように構成した電解循環型電
池の枠付電極において、 前記整流機構における底面を、前記絶縁枠表面
に対して、前記流通路寄り部分で深くし、一方前
記電極寄り部分で浅くして、該整流機構内に段差
を設け、前記底面が浅くなる部分に電解液の流れ
方向に対して千鳥状に配列された複数の突起を形
成してなることを特徴とする電解液循環型電池の
枠付電極。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57137360A JPS5927461A (ja) | 1982-08-09 | 1982-08-09 | 電解液循環型電池の枠付電極 |
| CA000433533A CA1194099A (en) | 1982-08-09 | 1983-07-29 | Electrode for electrolyte circulation-type cell stack secondary battery |
| EP83304449A EP0101240B1 (en) | 1982-08-09 | 1983-08-01 | Electrode for electrolyte circulation-type cell stack secondary battery |
| DE8383304449T DE3380757D1 (en) | 1982-08-09 | 1983-08-01 | Electrode for electrolyte circulation-type cell stack secondary battery |
| US06/521,393 US4461817A (en) | 1982-08-09 | 1983-08-08 | Electrode for electrolyte circulation-type cell stack secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57137360A JPS5927461A (ja) | 1982-08-09 | 1982-08-09 | 電解液循環型電池の枠付電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5927461A JPS5927461A (ja) | 1984-02-13 |
| JPH0131668B2 true JPH0131668B2 (ja) | 1989-06-27 |
Family
ID=15196839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57137360A Granted JPS5927461A (ja) | 1982-08-09 | 1982-08-09 | 電解液循環型電池の枠付電極 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4461817A (ja) |
| EP (1) | EP0101240B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5927461A (ja) |
| CA (1) | CA1194099A (ja) |
| DE (1) | DE3380757D1 (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2564251B1 (fr) * | 1984-05-11 | 1986-09-12 | Alsthom Atlantique | Perfectionnements aux structures des piles a combustible |
| FR2564249B1 (fr) * | 1984-05-11 | 1986-09-12 | Alsthom Atlantique | Amenagements aux structures des piles a combustible |
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