JPH05290872A

JPH05290872A - 電解液流通型電池の運転方法

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Publication number: JPH05290872A
Application number: JP4095493A
Authority: JP
Inventors: Toshio Shigematsu; 敏夫重松
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1992-04-15
Filing date: 1992-04-15
Publication date: 1993-11-05
Anticipated expiration: 2018-04-14
Also published as: JP3396892B2

Abstract

(57)【要約】【目的】電力貯蔵用システム全体の充電電力量または
放電電力量を向上させる電解液流通型電池の運転方法を
提供する。【構成】電池反応セルへ電解液を送液循環させて、充
放電を行なう電解液流通型電池の運転方法において、充
放電に際し、充電操作を完了させるまでに充電電力を変
化させる工程、および、放電操作を完了させるまでに放
電電力を変化させる工程の少なくともいずれかの工程を
行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電力貯蔵用等に用い
る電解液流通型電池の運転方法に関し、特に電力貯蔵用
システム全体の充電電力量または放電電力量を向上させ
る運転方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】揚水発電に代わる電力貯蔵用電池とし
て、種々の新型電池が開発されている。このような新型
電池として、たとえば、レドックスフロー型電池や、亜
鉛・臭素電池等の電解液流通型電池は特に注目されてい
る。

【０００３】電解液流通型電池の構造と動作原理をレド
ックスフロー型電池を例にとり、以下に説明する。

【０００４】図１は、レドックスフロー型電池の一具体
例を概略的に示す構成図である。図１を参照して、この
レドックスフロー型電池１は、電池反応セル２、正極液
タンク３、および、負極液タンク４とを備える。電池反
応セル２内は、たとえば、イオン交換膜等からなる隔膜
５により仕切られており、一方側が正極セル２ａ、他方
側が負極セル２ｂを構成している。正極セル２ａ内に
は、正極６が収容されており、負極セル２ｂ内には、負
極７が収容されている。

【０００５】正極セル２ａと正極液タンク３とは、正極
液を正極液タンク３から正極セル２ａに供給する正極液
供給用管路８と、正極液を正極セル２ａから正極液タン
ク３に回収する正極液回収用管路９とにより連結されて
いる。また、正極液供給用管路８には、送液循環手段と
してポンプ１０が設けられており、正極セル２ａと正極
液タンク３との間において、正極液が送液循環できるよ
うになっている。

【０００６】他方、負極セル２ｂと負極液タンク４と
は、負極液を負極液タンク４から負極セル２ｂに供給す
る負極液供給用管路１１と、負極液を負極セル２ｂから
負極液タンク４に回収する負極液回収用管路１２とによ
り連結されている。また、負極液供給用管路１１には、
送液循環手段としてポンプ１３が設けられており、負極
セル２ｂと負極タンク４との間において、負極液が送液
循環できるようになっている。

【０００７】正極液タンク３内には、反応液として正極
電解液が蓄えられており、また、負極液タンク４内に
は、反応液として負極電解液が蓄えられている。

【０００８】正極電解液としては、たとえば、鉄イオン
のような原子価の変化するイオンの水溶液が用いられ、
また、負極電解液としては、たとえば、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が用いられる。

【０００９】たとえば、そのような正極電解液として、
正極活物質Ｆｅ³⁺／Ｆｅ²⁺を含む塩酸水溶液を用い、負
極電解液として、負極活物質Ｃｒ²⁺／Ｃｒ³⁺を含む塩酸
水溶液を用いることができる。

【００１０】このような電解液を用いたレドックスフロ
ー型電池１を用いて、充電時においては、負極液タンク
４に蓄えられたＣｒ³⁺イオンを含む塩酸水溶液がポンプ
１３により、負極セル２ｂに送られ、負極７において電
子を受取り、Ｃｒ²⁺イオンに還元され、負極液タンク４
に回収される。他方、正極液タンク３に蓄えられたＦｅ
²⁺イオンを含む塩酸水溶液がポンプ１０により、正極セ
ル２ａに送られ、正極６において、外部回路に電子を放
出して、Ｆｅ³⁺に酸化され、正極液タンク３に回収され
る。

【００１１】また、放電時においては、負極液タンク４
に蓄えられたＣｒ²⁺イオンを含む塩酸水溶液がポンプ１
３により、負極セル２ｂに送られ、負極７において外部
回路に電子を放出して、Ｃｒ³⁺イオンに酸化され、負極
液タンク４に回収される。

【００１２】他方、正極液タンク３に蓄えられたＦｅ³⁺
イオンを含む塩酸水溶液は、ポンプ１０により正極セル
２ａに送られ、正極６において外部回路から電子を受取
り、Ｆｅ²⁺イオンに還元され、正極液タンク３に回収さ
れる。

【００１３】このようなレドックスフロー型電池におい
ては、正極６および負極７における充放電反応は、下記
の式のようになる。

【００１４】

【化１】上述の充放電反応により、約１Ｖの起電力が得られる。

【００１５】このようなレドックスフロー型電池等の電
解液流通型電池の運転方法としては、従来は、充電時に
おいて、正極液および負極液の送液量を一定にし、ま
た、一定の充電電力で充電するという方法が行なわれて
いる。

【００１６】また、従来は、放電時においても、正極液
および負極液の送液量を一定にし、また、一定の放電電
力で放電するという方法が行なわれている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】従来の運転方法に従っ
て、電解液流通型電池の充電を続けていくと、充電深度
が高まるにつれて、充電が困難になるという問題があっ
た。

【００１８】たとえば、レドックスフロー型電池では、
従来の運転方法に従って、充電を続けていくと、充電末
期において、端子電圧が急激に上昇し、塩酸水溶液等の
電気分解が始まるおそれがあった。このような塩酸水溶
液等の電気分解が始まると充電効率が低下する。このた
め、従来の運転方法では、充電効率等を考慮して、予め
充電終了電圧を定め（このような「充電終了電圧」を、
この明細書では、「定格充電終了電圧」という）、定格
充電終了電圧に達した時点で、充電操作を完了してい
た。

【００１９】しかしながら、従来の運転方法では、充電
時において、正極液および負極液の活物質の利用率が十
分とは言えなかった。

【００２０】また、従来の運転方法に従って、電解液流
通型電池の放電を続けていくと、放電操作が進行するに
つれて、放電が困難になるという問題があった。

【００２１】たとえば、レドックスフロー型電池では、
従来の運転方法に従って放電を続けていくと、放電末期
において、レドックスフロー型電池自体の内部抵抗が増
加し、放電効率が低下する。

【００２２】このため、従来の運転方法では、電力貯蔵
用システムの放電効率等を考慮して、予め放電終了電圧
を定め（このような「放電終了電圧」を、この明細書で
は、「定格放電終了電圧」という）、定格放電終了電圧
に達した時点で放電操作を完了していた。

【００２３】しかしながら、従来の運転方法では、放電
時において、正極液および負極液の活物質の利用率が十
分とは言えなかった。

【００２４】以上詳細に説明したように、従来の運転方
法では、電解液流通型電池の電解液中の活物質の有効利
用範囲が制限され、電解液のエネルギ密度を十分に高め
ることができないという問題があった。

【００２５】この発明は、このような従来の問題点を解
決するために創案されたものであって、電力貯蔵用シス
テム全体の充電電力量または放電電力量を向上すること
ができる電解液流通型電池の運転方法を提供することを
目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、長年、レ
ドックスフロー型電池等の電解液流通型電池について研
究を続けてきた。その結果、レドックスフロー型電池等
の電解液流通型電池において、充放電の際に、入出力電
力を変化させることが、鉛蓄電池等のほかの二次電池に
比べ、著しく充電電力量または放電電力量に大きな影響
を与えることを見出し、この発明を完成させるに至っ
た。

【００２７】すなわち、この発明に従う電解液流通型電
池の運転方法は、電池反応セルへ電解液を送液循環させ
て、充放電を行なう電解液流通型電池の運転方法であっ
て、充放電に際し、充電操作を完了させるまでに充電電
力を変化させる工程、および、放電操作を完了させるま
でに放電電力を変化させる工程の少なくともいずれかの
工程を行なうことを特徴とする。

【００２８】この発明に従う電解液流通型電池の運転方
法は、種々の電解液流通型電池に用いることができる。
そのような電解液流通型電池としては、たとえば、レド
ックスフロー型電池、亜鉛・臭素電池、または、亜鉛・
塩素電池等がある。

【００２９】充電操作を完了させるまでに充電電力を変
化させる工程は、充電状態に応じて連続的に充電電力を
変化させてもよく、また、一定の電力で一定時間充電
し、また、別の一定の電力で一定時間さらに充電する
等、断続的に充電電力を変化させてもよい。しかしなが
ら、電力貯蔵用システム全体としての充電効率等を考慮
した場合は、定格充電終了電圧に到達するまでは、一定
の電力で充電し、定格充電終了電圧に到達したときに、
充電電力を適宜小さくして充電を継続するのが好まし
い。その後、再び、定格充電終了電圧に到達したとき
に、充電操作を完了する。このような充電操作は、１回
の操作であっても、また、複数回繰り返して行なっても
よい。

【００３０】また、電解液の送液量は、定格充電終了電
圧に到達するまでは、一定の送液量で充電操作を行なっ
ても、また、ポンプの動力等を変え電解液の送液量を変
化させて充電操作を行なってもよい。電解液の送液量を
変化させる場合は、充電深度が高まるにつれて、送液量
を増加するのが好ましい。

【００３１】充電操作を完了させるまでのこのような充
電電力を変化させる工程は、たとえば、電流密度（ｍＡ
／ｃｍ²）により、管理することができる。

【００３２】たとえば、定格充電終了電圧に到達するま
では、電解液流通型電池の定格電流密度（ｍＡ／ｃ
ｍ²）で充電し、定格充電終了電圧に到達したときに、
当該定格電流密度（ｍＡ／ｃｍ²）より小さい電流密度
（ｍＡ／ｃｍ²）で充電を継続すればよい。このような
定格電流密度（ｍＡ／ｃｍ²）より小さい電流密度（ｍ
Ａ／ｃｍ²）は、充電反応の変換率が著しく低下しない
程度であれば、任意の電流密度（ｍＡ／ｃｍ²）とすれ
ばよく、特に限定されることはない。たとえば、そのよ
うな電流密度（ｍＡ／ｃｍ²）として、定格電流密度
（ｍＡ／ｃｍ²）の５０％程度としてもよい。その後、
再び、定格充電終了電圧に到達するまで、このような定
格電流密度（ｍＡ／ｃｍ²）より小さい電流密度（ｍＡ
／ｃｍ²）で充電を行なう。

【００３３】また、定格充電終了電圧に到達した時点
は、充電電圧によりモニタする。また、放電操作を完了
させるまでに放電電力を変化させる工程は、放電状態に
応じて連続的に放電電力を変化させてもよく、また、一
定の電力で一定時間放電し、また、別の一定の電力で一
定時間放電する等断続的に放電電力を変化させてもよ
い。しかしながら、電力貯蔵用システム全体としての放
電効率等を考慮した場合は、定格放電終了電圧に到達す
るまでは、一定の電力で放電し、定格放電終了電圧に到
達したときに、放電電力を適宜小さくして放電を継続す
るのが好ましい。その後、再び、定格放電終了電圧に到
達したときに、放電操作を完了する。このような放電操
作は、１回の操作であっても、また、複数回繰り返して
行なってもよい。

【００３４】また、電解液の送液量は、定格放電終了電
圧に到達するまでは、一定の送液量で放電操作を行なっ
ても、また、ポンプの動力等を変え電解液の送液量を変
化させて放電操作を行なってもよい。電解液の送液量を
変化させる場合は、充電深度が低下するにつれて、送液
量を増加するのが好ましい。

【００３５】放電操作を完了させるまでのこのような放
電電力を変化させる工程は、たとえば、電流密度（ｍＡ
／ｃｍ²）により管理することができる。

【００３６】たとえば、定格放電終了電圧に到達するま
では、電解液流通型電池の定格電流密度（ｍＡ／ｃ
ｍ²）で放電し、定格放電終了電圧に到達したときに、
当該定格電流密度（ｍＡ／ｃｍ²）より小さい電流密度
（ｍＡ／ｃｍ²）で放電を継続すればよい。このような
定格電流密度（ｍＡ／ｃｍ²）より小さい電流密度（ｍ
Ａ／ｃｍ²）は、放電反応の変換率が著しく低下しない
程度であれば、任意の電流密度（ｍＡ／ｃｍ²）とすれ
ばよく、特に限定されることはない。たとえば、そのよ
うな電流密度として、定格電流密度（ｍＡ／ｃｍ²）の
５０％程度としてもよい。その後、再び、定格放電終了
電圧に到達するまで、このような定格電流密度（ｍＡ／
ｃｍ²）より小さい電流密度（ｍＡ／ｃｍ²）で放電を
行なう。

【００３７】また、定格放電終了電圧に到達した時点
は、放電電圧によりモニタする。また、定格電流密度
（ｍＡ／ｃｍ²）より小さい電流密度（ｍＡ／ｃｍ²）
に調整するには、種々の方法を用いることができる。た
とえば、通常の方法に従って、変電設備、インバータ等
を用いて、調整すればよい。また、ほかにも、たとえ
ば、電池反応セルの電極部に複数のタップを設けること
等により、直流入出力電圧を変えることによって、電流
密度（ｍＡ／ｃｍ²）の調整を行なってもよい。

【００３８】また、この発明に従う運転方法において
は、充放電に際し、充電操作を完了させるまでに充電電
力を変化させる工程と、放電操作を完了させるまでに放
電電力を変化させる工程のいずれかの工程のみを行なっ
てもよいし、また、これらの工程の両方を行なってもよ
い。

【００３９】

【作用】電池反応セルの端子電圧は、電解液の充電深
度、電解液の送液量、電流密度等により決定される。

【００４０】たとえば、正極液として、正極活物質Ｆｅ
³⁺／Ｆｅ²⁺を含む塩酸水溶液を用い、負極液として負極
活物質Ｃｒ²⁺／Ｃｒ³⁺を含む塩酸水溶液を用いたレドッ
クスフロー型電池の場合、定格電流密度（ｍＡ／ｃ
ｍ²）で充電操作を行なうと、充電操作が進行するにつ
れ、充電時の活物質である酸化還元ペアのＦｅ³⁺／Ｆｅ
²⁺とＣｒ²⁺／Ｃｒ³⁺のうち、Ｆｅ³⁺イオン濃度と、Ｃｒ
²⁺イオン濃度とが高くなり、逆に、Ｆｅ²⁺イオン濃度と
Ｃｒ³⁺イオン濃度とが低くなる。

【００４１】このように、充電末期においては、充電に
関与する活物質の量が減少する。このように充電に関与
する活物質が減少すると、一定電力で充電した場合は、
たとえば、正極内を通過する間において、Ｆｅ²⁺が完全
にＦｅ³⁺に酸化され、また、負極内を通過する間におい
て、Ｃｒ³⁺が完全にＣｒ²⁺に還元された状態となる。

【００４２】このように、正極の近傍において、Ｆｅ³⁺
イオンのみが存在し、負極の近傍においてＣｒ²⁺イオン
のみが存在する状態になると、負極に外部から供給され
る余分な電子は、塩酸水溶液の電気分解を始める。

【００４３】このように、充電末期になると塩酸水溶液
の電気分解反応が生じるため、電池反応セルの端子電圧
が上昇する。このような状態になると、充電効率が低下
する。したがって、従来は、このような状態になる前
に、電解液流通型電池の定格充電終了電圧を定めてき
た。

【００４４】しかしながら、このような定格充電終了電
圧に到達した場合であっても、たとえば、レドックスフ
ロー型電池の場合、正極液タンク内等におけるような正
極から離れた位置の正極液中には、未充電の活物質であ
る、たとえば、Ｆｅ²⁺イオンが多分に残存している。同
様に、負極液タンク等におけるような負極から離れた位
置の負極液中には、未充電の活物質である、たとえば、
Ｃｒ³⁺イオンが多分に残存している。

【００４５】すなわち、充電末期においては、たとえ
ば、レドックスフロー型電池の場合、正極の近傍におけ
る正極液中のＦｅ²⁺イオン濃度と正極液タンク内等にお
けるような正極から離れた位置の正極液中のＦｅ²⁺イオ
ン濃度との間において、Ｆｅ²⁺イオン濃度の濃度差が生
じている。同様に、負極の近傍における負極液中のＣｒ
³⁺イオン濃度と負極液タンク内等におけるように負極か
ら離れた位置の負極液中のＣｒ³⁺イオン濃度との間にお
いて、Ｃｒ³⁺イオン濃度の濃度差が生じている。したが
って、定格充電終了電圧に到達した場合、その後におい
ても一定電力で充電を続けるには、正極の近傍で酸化さ
れるＦｅ²⁺イオンの消失量以上のＦｅ²⁺イオンをポンプ
等により正極へ送液すればよい。同様に、負極の近傍で
還元されるＣｒ³⁺イオンの消失量以上のＣｒ³⁺イオンを
ポンプ等による負極へ送液すればよい。しかしながら、
電解液の送液量を増加させれば、ポンプ等に消費する動
力が増加することとなるため、電力貯蔵システム全体と
してのエネルギ効率は改善されない。

【００４６】これに対し、定格充電終了電圧に到達した
後において、電解液の送液量を一定とした場合であって
も、正極の近傍で酸化されるＦｅ²⁺イオンの消失量に見
合う電力にすれば、塩酸水溶液の電気分解反応が生じる
のを抑制しつつ、引続き、正極の近傍において、Ｆｅ²⁺
イオンがＦｅ³⁺イオンに酸化される充電反応が進行す
る。同様に、負極の近傍で還元されるＣｒ³⁺イオンの消
失量に見合う電力にすれば、塩酸水溶液の電気分解反応
が生じるのを抑制しつつ、引続き負極の近傍において、
Ｃｒ³⁺イオンがＣｒ²⁺イオンに還元される充電反応が進
行する。

【００４７】したがって、この発明に従って、再び、定
格充電終了電圧に到達するまで電解液流通型電池の充電
が可能となる。

【００４８】このように、充電操作を完了させるまで
に、充電電力を変化させる工程は、１回でもよいし、２
回以上繰り返してもよい。

【００４９】すなわち、二度目に定格充電終了電圧に到
達した場合、再度、充電電力を小さくすると、さらに次
の定格充電終了電圧に到達するまでの間、電解液流通型
電池の充電が可能となる。

【００５０】したがって、この発明に従えば、ポンプ等
の補助動力を大きくすることなく、充電電力量を増加さ
せることができる。

【００５１】また、放電末期においては、放電に関与す
る活物質の量が減少する。このように放電に関与する活
物質が減少すると、一定電力で放電した場合は、たとえ
ば、正極内に通過する間においてＦｅ³⁺が完全にＦｅ²⁺
に還元され、また、負極内を通過する間において、Ｃｒ
²⁺が完全にＣｒ³⁺に酸化された状態となる。

【００５２】このように、正極の近傍においてＦｅ³⁺が
不足し、負極の近傍において、Ｃｒ ²⁺が不足した状態に
なると、電池の内部抵抗が増大する。

【００５３】実際に電流Ｉを流したとき、外部仕事とし
て利用できる電圧、すなわち、電池反応セルの端子電圧
Ｕは、起電力をＥ、内部抵抗をＲｉとすれば、式１で表
わされる。

【００５４】Ｕ＝Ｅ−ＩＲｉ …（１）したがって、放電時に電池反応セルから取出せる電力量
Ｐは式２で表わされる。

【００５５】Ｐ＝ＵＩ＝ＥＩ−Ｉ²Ｒ …（２）レドックスフロー型電池のような電解液流通型電池で
は、エネルギ利用率向上のため、電池内部抵抗を低減す
る技術が重大な課題とされ、電解液の送液量を変化させ
る等により、電池の内部抵抗を低減する試みがなされて
いる。

【００５６】しかし、式２より明らかなように、電池の
内部で失われるエネルギの損失は、電流Ｉを小さくする
ことによって低減できる。そして、電流Ｉを小さくし
て、電池反応セルからさらに電力を取出すことができ
る。

【００５７】このように、電解液流通型電池において
は、電解液の送液量を増加させなくても、放電時の放電
電力を小さくすることにより、放電時の活物質の利用率
を向上させることができる。したがって、この発明に従
えば、ポンプ等の補助動力を大きくすることくなく、放
電電力量を増加させることができる。

【００５８】

【実施例】図２に示すレドックスフロー型電池システム
を用い、この発明に従う運転方法を実施した。

【００５９】図２は、この発明を実施するために用いた
レドックスフロー型電池システムの一具体例を概略的に
示す構成図である。

【００６０】図２を参照して、このレドックスフロー型
電池システム１４は、電池セルスタック部１５と正極液
タンク１６と負極液タンク１７とから構成されている。

【００６１】電池セルスタック部１５は、電池反応セル
（図示せず）を直列に１５セル接続し１ブロックとし、
このブロックをさらに直列に４ブロック接続して構成さ
れている。

【００６２】また、電池反応セル内は、陽イオン交換膜
により仕切られており、一方側が正極セル、他方側が負
極セルを構成している。

【００６３】電池セルスタック部１５を構成する電池反
応セルの正極セルの各々と正極液タンク１６とは、正極
液供給用管路１８と正極液回収用管路１９とにより連結
されており、正極液が送液循環できるようになってい
る。

【００６４】また、正極液供給用管路１８には、正極液
の送液循環手段としてポンプ２０が設けられている。

【００６５】一方、電池セルスタック部１５を構成する
電池反応セルの負極セルの各々と負極液タンク１７と
は、負極液供給用管路２１と負極液回収用管路２２とに
より連結されており、負極液が送液循環できるようにな
っている。

【００６６】また、負極液供給用管路２１には、負極液
の送液循環手段としてポンプ２３が設けられている。

【００６７】また、正極液タンク１６および負極液タン
ク１７には、それぞれ、正極液および負極液のイオン濃
度をモニタする測定部２４および２５とが設けられてお
り、電解液のイオン濃度を分析することにより、充電深
度の測定ができるようになっている。

【００６８】また、正極液としては、ＦｅＣｌ₂１モル
を３ＮＨＣｌに溶解させた塩酸水溶液が用いられてお
り、負極液としては、ＣｒＣｌ₃１モルを３ＮＨＣｌに
溶解させた塩酸水溶液が用いられている。

【００６９】また、各々の電池反応セルの正極、負極と
しては、カーボン材料とグラファイト板とを組合わせた
ものが用いられている。

【００７０】このレドックスフロー型電池システム１４
において、正極液の送液量は６ｌｉｔｅｒ（リットル）
／ｍｉｎであり、また、負極液の送液量は、６ｌｉｔｅ
ｒ（リットル）／ｍｉｎである。

【００７１】また、このレドックスフロー型電池システ
ム１４の電池セルスタック部１５の定格セルスタック出
力は、１ＫＷに規定されている。

【００７２】また、このレドックスフロー型電池システ
ム１４の定格充電終了電圧は、電池反応セルの単セル当
り１．２Ｖと規定されており、また、定格放電終了電圧
は、電池反応セルの単セル当り０．８Ｖと規定されてい
る。

【００７３】このようなレドックスフロー型電池システ
ム１４を用い、ポンプ２０により正極液を６ｌｉｔｅｒ
（リットル）／ｍｉｎで送液循環し、また、ポンプ２３
により、負極液を６ｌｉｔｅｒ（リットル）／ｍｉｎで
送液循環した。

【００７４】次に、電流密度４０ｍＡ／ｃｍ²にて、定
格充電終了電圧に到達するまで、定電流充電を行なっ
た。

【００７５】定格充電終了電圧に到達した後、電流密度
を２０ｍＡ／ｃｍ²にし、さらに充電を行なったが、こ
の操作により充電が再度可能となった。

【００７６】電流密度を２０ｍＡ／ｃｍ²にて、再び、
定格充電終了電圧に到達するまで定電流充電を行なっ
た。また、このような充電操作を完了するまでの電池の
端子電圧−時間の推移を図３の実線Ａに示す。

【００７７】次に、電流密度４０ｍＡ／ｃｍ²にて、定
格放電終了電圧に到達するまで定電流放電を行なった。

【００７８】定格放電終了電圧に到達した後、電流密度
を２０ｍＡ／ｃｍ²にし、さらに放電を試みたが、この
操作により放電が再度可能となった。電流密度を２０ｍ
Ａ／ｃｍ²にて、再度、定格放電終了電圧に到達するま
で定電流放電を行なった。また、このような放電操作を
完了するまでの電池の端子電圧−時間の推移を図３の実
線Ｂに示す。

【００７９】比較例として、実施例と同じレドックスフ
ロー型電池システム１４を用い、電流密度４０ｍＡ／ｃ
ｍ²にて、定格充電終了電圧に到達するまで、定電流充
電を行ない、充電操作を完了した。

【００８０】また、このような充電操作を完了するまで
の電池の端子電圧−時間の推移を図４の実線Ｃに示す。

【００８１】次に、電流密度２０ｍＡ／ｃｍ²にて、定
格放電終了電圧に到達するまで、定電流放電を行ない、
放電操作を完了した。

【００８２】また、このような充電操作を完了するまで
の電池の端子電圧−時間の推移を図４の実線Ｄに示す。

【００８３】また、図３および図４より明らかなように
この発明に従えば、従来の運転方法に比べ、充電電力量
を３％程度向上させることができる。図３と図４とを参
照して、この発明に従えば、充電時においてΔＴ＝Ｔ₂
−Ｔ₁分だけ多くの電力を充電することができる。

【００８４】また図３および図４から明らかなように、
この発明に従えば、従来の運転方法に比べ放電電力量を
３％程度向上させることができる。図３と図４とを参照
して、この発明に従えば、放電時においてΔＴ＝（Ｔ₄
−Ｔ₂）−（Ｔ₅−Ｔ₁）分だけ多くの電力を放電するこ
とができる。

【００８５】なお図３において、このレドックスフロー
型電池システム１４の有効利用電力量（Ｗ・ｈ）は、実
線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの積分値にそれぞれ電流値を乗じた量
として表わされている。

【００８６】なお、上述した実施例において、レドック
スフロー型電池およびレドックスフロー型電池システム
について説明したが、この発明は、これらに限定されも
のではなく、ほかの亜鉛・臭素等の電解液流通型電池に
も用いることができる。

【００８７】

【発明の効果】以上詳細に説明してきたように、この発
明に従えば、充電末期における充電をより容易に行なう
ことができる。

【００８８】また、この発明に従えば、放電末期におけ
る放電をより容易に行なうことができる。

【００８９】また、この発明に従えば、電解液流通型電
池の定格充電電力量以上の充電が可能となる。

【００９０】また、この発明に従えば、電解液流通型電
池の定格放電電力量以上の放電が可能となる。

【００９１】また、この発明に従えば、ポンプ等の消費
動力を増加させることなく、充電電力量または放電電力
量を向上させることができる。

【００９２】したがって、この発明に従えば、電力貯蔵
用システム全体の充電電力量または放電電力量を向上さ
せることができる。

【００９３】また、レドックスフロー型電池のような電
解液流通型電池では、正極活物質、負極活物質は、分離
してタンクに貯蔵されるため、この発明に従って、定格
充電電力量以上の電力を充電した場合においても、鉛蓄
電池のようなほかの二次電池に見られるような休止中や
電極部での混合などによる自己放電が生じない。

【００９４】したがって、この発明に従えば、電解液の
単位体積当りのエネルギ密度を高くすることができるの
で、電力貯蔵用システムの一定敷地内により多くの電力
を貯蔵することができる。

【００９５】また、この発明に従ってレドックスフロー
型電池のような電解液流通型電池において、定格放電電
力量以上の電力を放電しても、電解液のイオン組成比が
変化するだけで、電析を伴わないため、このような放電
操作を完了した後、次に充電操作に切換えた場合におい
て、充電操作が困難になるという問題がない。

【００９６】したがって、この発明に従えば、従来の運
転方法に比べ、貯蔵された電力量をより有効に利用する
ことができる。

【００９７】また、通常は、従来の運転方法に従って電
力貯蔵用システムの運転を行なっている場合において、
非常時等、予備的または緊急的により多くの電力量を必
要とする際において、この発明に従う運転方法を用いる
ことにより、より多くの電力量の充放電が可能となる。

【００９８】したがって、この発明に従えば、電力貯蔵
システムとしての余裕度、信頼度が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】レドックスフロー型電池の一具体例を概略的に
示す構成図である。

【図２】レドックスフロー型電池システムの一具体例を
概略的に示す構成図である。

【図３】この発明に従う一実施例において、端子電圧−
時間の推移を示す図である。

【図４】従来の運転方法に従う端子電圧−時間の推移を
示す図である。

【符号の説明】

１レドックスフロー型電池２電池反応セル２ａ正極セル２ｂ負極セル３、１６正極液タンク４、１７負極液タンク５隔膜６正極７負極８、１８正極液供給用管路９、１９正極液回収用管路１０、１３、２０、２３ポンプ１１、２１負極液供給用管路１２、２２負極液回収用管路１４レドックスフロー型電池システム１５電池セルスタック部２４、２５測定部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電池反応セルへ電解液を送液循環させ
て、充放電を行なう電解液流通型電池の運転方法であっ
て、前記充放電に際し、充電操作を完了させるまでに充電電
力を変化させる工程、および、放電操作を完了させるま
でに放電電力を変化させる工程の少なくともいずれかの
工程を行なうことを特徴とする、電解液流通型電池の運
転方法。