JPH0227668A - レドックスフロー電池の電池容量維持方法 - Google Patents

レドックスフロー電池の電池容量維持方法

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JPH0227668A
JPH0227668A JP63178863A JP17886388A JPH0227668A JP H0227668 A JPH0227668 A JP H0227668A JP 63178863 A JP63178863 A JP 63178863A JP 17886388 A JP17886388 A JP 17886388A JP H0227668 A JPH0227668 A JP H0227668A
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JP
Japan
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redox flow
positive electrode
flow battery
electrolyte
battery
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JP63178863A
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Toshio Shigematsu
敏夫 重松
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/18Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • H01M8/184Regeneration by electrochemical means
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明はレドックスフロー電池の電池容量維持方法に
関するものであり、特に、電力貯蔵に用いられるレドッ
クスフロー型2次電池の電池容量維持方法に関するもの
である。
[従来の技術] 第1図は、従来より提案されているレドックスフロー電
池の概略構成図である。レドックスフロー電池1は、セ
ル2、正極液タンク3および負極液タンク4を備える。
セル2内は、たとえばイオン交換膜からなる隔膜5によ
り仕切られており、−刃側が正極セル2 a s他方側
が負極セル2bを構成している。正極セル2aおよび負
極セル2b内には、それぞれ電極として正極6あるいは
負極7が配置されている。
第1図に示したレドックスフロー電池1では、たとえば
鉄イオン、クロムイオンのような原子価の変化するイオ
ンの水溶液をタンク3.4に貯蔵し、これをポンプPで
流通型電解セル2に送液し、酸化還元反応により充放電
を行なう。
たとえば、正極活物質としてp e 3 + / )’
 e 2+負極活物質としてCr2+/Cr3+を用い
、それぞれ、塩酸溶液とした場合、各酸化還元系の両極
6,7における電池反応は、下記の式のようになる。
上述の式の電気化学反応により、約1ボルトの起電力が
得られる。
しかしながら、現実には、上述の電気化学反応は、両極
6,7において等しく進行するものではない。この原因
としては、次の副反応が考えられる。
第1に、充電末期には、負極において水素ガスが発生し
、それによって上記酸化還元ベアの絶対量が減少する。
第2に、Cr2+イオンが比較的不安定であり、空気中
の酸素による酸化を受けやすく、容易にC「3+イオン
に変化してしまう。この場合も、電池反応にあずかる酸
化還元ベアの絶対量が減少する。
よって、上述のような副反応を生じると、酸化還元ベア
(Cr”/Fe2+またはCr”/Fe3+)の絶対量
が減少し、充放電動作を繰返すうちに、電池貯蔵電力量
すなわち電池容量が低下することになる。のみならず、
電池の内部抵抗が増大し、充放電効率も低下しがちとな
る。
上述の問題を解消するために、たとえば特願昭62−2
70619号に、レドックスフロー電池の電解液再生装
置に関する記述が開示されている。
第2図は特願昭62−270619号に記載されている
電解液再生装置を備えたレドックスフロー電池の概略構
成図である。図において、図面左部には、第2図に示し
た構造と同様のレドックスフロー電池1が設けられてい
る。このレドックスフロー電池1の正極液タンク3に、
レドックスフロー電池の電解液再生装置11が接続され
ている。
レドックスフロー電池1の部分については、第2図に示
したレドックスフロー電池と同様であるため、その説明
は省略する。
他方、レドックスフロー電池1に接続されているレドッ
クスフロー電池の電解液再生装置11は、隔膜15によ
り隔てられた正極液層12および負極液層13を含んで
いる。正極液層12には正極16が、負極液層13には
負極17が浸漬されている。この正極16および負極1
7は、該正極16および負極17からa電し、正極液層
12および負極液層13において電気化学反応を起こさ
せるために設けられているものである。
正極液層12には気液分離器21と正極液タンク18が
接続されており、この正極液タンク18から、H2SO
4溶液が、正極液層12に、ポンプPにより供給される
ようになっている。
負極液層13は、レドックスフロー電池1の正極液タン
ク3に接続されており、レドックスフロー電池1の正極
液タンク3内の正極液が、負極液層13に供給され、か
つ負極液層13から正極液タンク3に排出され得るよう
になっている。
次に一上述した電解液再生装置11の動作を、正極活物
質としてFe”/Fe2+イオン、負極活物質としてC
r”/Cr2+イオンを用いた場合を例にして、説明す
る。
まず、レドックスフロー電池1において、充放電動作が
繰返されるに従い、上記酸化還元ベアのうち、Fe3+
イオン(またはC,3+イオン)が過剰となり、前述し
たように電解液の劣化が生じてくる。この装置では、こ
の過剰となったFe3+イオンが電解液再生装置11に
より還元される。したがって、Fe2+イオンが再生さ
れ、酸化還元ベアのバランスは正常とされる。
すなわち、レドックスフロー電池1の正極液タンク3か
ら、電解液再生装置11の負極液層13に供給されたレ
ドックスフロー電池の正極液は、電極16.17から通
電することにより、下記の式に従い還元される。
Fe” ” +e−+Fe2” 他方、正極液タンク18から負極液層12に供給された
負極液すなわち硫酸溶液では、下記の式で表わされる反
応が生じる。
1 / 2 H20= 1 / 402 + H” +
 e[発明が解決しようとする課題] 電解液再生装置は以上のように構成されており、上述の
とおり機能する。
ところで、従来は、電解液再生装置11をレドックスフ
ロー電池1の充放電操作に対して、間欠的に行なうこと
が通常であった。そのため、電解液の再生時には、レド
ックスフロー電池が停止するという問題点があった。ま
た、後に、比較例として、データを示して説明するが、
電池容量が一定でなくなり、信頼性に欠けるという問題
点があった。さらに、短時間で電解液の再生を行なうに
は、大電流を要し、そのために電解液再生装置(電解液
再生セル等)を大型にしなければならず、経済性が悪い
という問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たものである。
[課題を解決するための手段] この発明はレドックスフロー電池の電池容量を維持する
方法に係るものである。そして、上記問題点を解決する
ために、正極と負極が隔膜により分離され、正極に正極
活物質を含む電解液が供給され、負極に負極活物質が供
給され、充放電を行なうレドックスフロー電池を準備し
、上記レドックスフロー電池の電解液を再生する電解液
再生装置を準備し、上記電解液再生装置を駆動しながら
、上記レドックスフロー電池の充放電を行なわせること
を特徴とする。
[作用] レドックスフロー電池の充放電反応において併発する副
反応は0〜1%程度であるから、本発明に係る方法を用
いて、同程度の微小電流を、常時、電解液再生装置に流
しておけば、電池容量の維持が可能となる。
また、従来の間欠法に比べ、大電流を要しないため、電
解液再生装置を小型、コンパクトにすることができる。
[実施例] 以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれに限定さ
れるものでない。
実施例 第2図を参照して、レドックスフロー電池1側では、電
極6.7にカーボンクロスを用い、隔膜5に陽イオン交
換膜を用い、電解液には3規定Hci水溶液1: F 
e CQ、 2 、 Cr CQ、 3を各々1モル溶
解させた液を用い、電池セルは電極面積4゜0cm2、
直列3セル積層のものを用いた。電解液再生装置11側
では、電極16.17にカーボンクロスを用い、隔I!
!15に陽イオン交換膜を用い、再生溶液には硫酸溶液
を用いた。
操作は次のようにして行なった。すなわち、レドックス
フロー電池lを充放電させ、充放電と同時に常時240
mA程度の微小電流を電解液再生セルllaに適用した
。結果を第3図に示す。第3図を参照して、縦軸は電池
容量であり、横軸は充放電のサイクル数である。
図より明らかなごとく、電池容量は常時100%に維持
されていた。なお、このとき用いた電解液再生セル11
 ’aは、電極面積が6cm2の単セルであった。また
、単位面積あたりに流れた電流は40mA/cm2であ
った。また、充放電条件は、定電流16A (40mA
/cm2)X4h rで行なった。
比較例 レドックスフロー電池1と電解液再生装置11は、実施
例と同じものを用いた。なお、実施例の場合と異なる点
は、電解液再生セルllaに、電極面積が250 c 
m2の単セルを用いた点である。
単位面積あたりに流れた電流は、実施例と同じく、40
mA/am2であった。
操作は以下のとおりである。すなわち、レドックスフロ
ー電池1を充放電させ、10サイクルごとに電解液再生
装置を間欠的に操作した。結果を第4図に示す。第4図
から明らかなごとく、電池容量はサイクルごとに変化し
、信頼性に欠けた。
また、電解液再生セルを用いて電池容量を100%に回
復させるのに、10A×約1hrを要した。
[発明の効果] 以上説明したとおり、この発明によれば、電解液再生装
置を駆動しながら、レドックスフロー電池の充放電を行
なうので、電池容量を常時維持させることが可能となっ
た。また、従来の間欠法に比べて、大電流を要しないた
め、電解液再生装置を大幅にコンパクト化できた。さら
に、レドックスフロー電池の充放電操作(稼動、停止)
と独立に、電解液再生装置を操作できるので、取扱いお
よび制御が非常に容易となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はレドックスフロー電池の概略構成図である。第
2図は電解液再生装置を備えたレドックスフロー電池の
概略構成図である。第3図および第4図は本発明の詳細
な説明するための図である。 図において、1はレドックスフロー電池、5は隔膜、6
は正極、7は負極、11は電解液再生装置である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 第1図 第3図 介故電七佳:定電尤+6A(40m八んぬX4 hr5
;隔膜 6:正ら 7:う鴇 第4図 第2図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)正極と負極が隔膜により分離され、正極に正極活
    物質を含む電解液が供給され、負極に負極活物質が供給
    され、充放電を行なうレドックスフロー電池を準備し、 前記レドックスフロー電池の電解液を再生する電解液再
    生装置を準備し、 前記電解液再生装置を駆動しながら、前記レドックスフ
    ロー電池の充放電を行なわせる、レドックスフロー電池
    の電池容量維持方法。
  2. (2)前記電解液再生装置は隔膜を介して設けられた正
    極液層および負極液層を備え、 前記負極液層は、前記レドックスフロー電池の正極側と
    の間で正極活物質を含む電解液を授受し得るように、前
    記正極側に接続されており、前記正極液層には、前記レ
    ドックスフロー電池の正極活物質を含む電解液を電気化
    学的に再生する再生溶液が導入されている、特許請求の
    範囲第1項記載の、レドックスフロー電池の電池容量維
    持方法。
  3. (3)前記再生溶液は、塩酸、硫酸、または蟻酸である
    、特許請求の範囲第2項記載の、レドックスフロー電池
    の電池容量維持方法。
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004070865A1 (ja) * 2003-02-10 2004-08-19 Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. 燃料電池システム
US7855005B2 (en) 2007-02-12 2010-12-21 Deeya Energy, Inc. Apparatus and methods of determination of state of charge in a redox flow battery
US7919204B2 (en) 2008-10-10 2011-04-05 Deeya Energy, Inc. Thermal control of a flow cell battery
US7927731B2 (en) 2008-07-01 2011-04-19 Deeya Energy, Inc. Redox flow cell
US8230736B2 (en) 2008-10-10 2012-07-31 Deeya Energy, Inc. Level sensor for conductive liquids
US8231993B2 (en) 2008-10-10 2012-07-31 Deeya Energy, Inc. Flexible multi-walled tubing assembly
US8236463B2 (en) 2008-10-10 2012-08-07 Deeya Energy, Inc. Magnetic current collector
US8338008B2 (en) 2009-05-28 2012-12-25 Deeya Energy, Inc. Electrolyte compositions
US8349477B2 (en) 2009-05-28 2013-01-08 Deeya Energy, Inc. Optical leak detection sensor
US8394529B2 (en) 2009-05-28 2013-03-12 Deeya Energy, Inc. Preparation of flow cell battery electrolytes from raw materials
US8723489B2 (en) 2009-05-28 2014-05-13 Deeya Energy, Inc. Bi-directional buck-boost circuit
US8883297B2 (en) 2008-10-10 2014-11-11 Imergy Power Systems, Inc. Methods for bonding porous flexible membranes using solvent
US8951665B2 (en) 2010-03-10 2015-02-10 Imergy Power Systems, Inc. Methods for the preparation of electrolytes for chromium-iron redox flow batteries
WO2023059964A3 (en) * 2021-09-20 2023-06-15 Ess Tech, Inc. Hybrid redox fuel cell system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6290875A (ja) * 1985-10-16 1987-04-25 Sumitomo Electric Ind Ltd レドツクスフロ−電池の電解液再生装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6290875A (ja) * 1985-10-16 1987-04-25 Sumitomo Electric Ind Ltd レドツクスフロ−電池の電解液再生装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004070865A1 (ja) * 2003-02-10 2004-08-19 Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. 燃料電池システム
US8557456B2 (en) 2003-02-10 2013-10-15 Panasonic Corporation Fuel cell system
US7855005B2 (en) 2007-02-12 2010-12-21 Deeya Energy, Inc. Apparatus and methods of determination of state of charge in a redox flow battery
US7927731B2 (en) 2008-07-01 2011-04-19 Deeya Energy, Inc. Redox flow cell
US8236463B2 (en) 2008-10-10 2012-08-07 Deeya Energy, Inc. Magnetic current collector
US8231993B2 (en) 2008-10-10 2012-07-31 Deeya Energy, Inc. Flexible multi-walled tubing assembly
US8230736B2 (en) 2008-10-10 2012-07-31 Deeya Energy, Inc. Level sensor for conductive liquids
US7919204B2 (en) 2008-10-10 2011-04-05 Deeya Energy, Inc. Thermal control of a flow cell battery
US8883297B2 (en) 2008-10-10 2014-11-11 Imergy Power Systems, Inc. Methods for bonding porous flexible membranes using solvent
US8338008B2 (en) 2009-05-28 2012-12-25 Deeya Energy, Inc. Electrolyte compositions
US8349477B2 (en) 2009-05-28 2013-01-08 Deeya Energy, Inc. Optical leak detection sensor
US8394529B2 (en) 2009-05-28 2013-03-12 Deeya Energy, Inc. Preparation of flow cell battery electrolytes from raw materials
US8723489B2 (en) 2009-05-28 2014-05-13 Deeya Energy, Inc. Bi-directional buck-boost circuit
US8951665B2 (en) 2010-03-10 2015-02-10 Imergy Power Systems, Inc. Methods for the preparation of electrolytes for chromium-iron redox flow batteries
WO2023059964A3 (en) * 2021-09-20 2023-06-15 Ess Tech, Inc. Hybrid redox fuel cell system

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