JPH0654675B2 - Secondary battery device charging / discharging method - Google Patents
Secondary battery device charging / discharging methodInfo
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- JPH0654675B2 JPH0654675B2 JP60031849A JP3184985A JPH0654675B2 JP H0654675 B2 JPH0654675 B2 JP H0654675B2 JP 60031849 A JP60031849 A JP 60031849A JP 3184985 A JP3184985 A JP 3184985A JP H0654675 B2 JPH0654675 B2 JP H0654675B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、二次電池装置の充放電方法に関し、さらに詳
しくは自然エネルギー源を利用した発電装置と二次電池
とを併用し、安定した出力電圧を得ることができる二次
電池装置の充放電方法に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a charging / discharging method for a secondary battery device, and more specifically, it uses a power generator using a natural energy source and a secondary battery in combination to achieve stable operation. The present invention relates to a charging / discharging method of a secondary battery device capable of obtaining an output voltage.
(従来の技術) ローカルエネルギー源として、石油等の化石燃料を使用
せずに、自然エネルギー源を利用した太陽光発電、風力
発電等により、電力を得ることは、これらの自然エネル
ギーの入手が容易な場所においては極めて有益である。
しかし、自然エネルギー源は出力が不安定であるため、
これを補うために二次電池と組合せる電力供給システム
が注目されている。この場合、二次電池の充放電時間率
は、自然エネルギーの不安定さから、安全を見て20〜
30時間以上とするのが望ましい。すなわち連続放電時
間20〜30時間以上の電池を必要とする。電極活物質
フロー型二次電池は、電池活物質の量を増減し、電極部
分はそのままの状態で充放電時間率を調節することがで
きるので経済性に優れるとともに、各電極に送液される
活物質は共通のタンクに貯蔵させることができるため、
電池単位ごとに充放電深度がばらつくという問題もな
く、この分野の使用に適したものである。(Prior Art) It is easy to obtain these natural energy sources by using solar power generation, wind power generation, etc. using natural energy sources without using fossil fuels such as petroleum as local energy sources. It is extremely useful in various places.
However, because the output of the natural energy source is unstable,
In order to supplement this, a power supply system combined with a secondary battery has been receiving attention. In this case, the charging / discharging time rate of the secondary battery is 20-
30 hours or more is desirable. That is, a battery having a continuous discharge time of 20 to 30 hours or more is required. The electrode active material flow type secondary battery is excellent in economic efficiency because the charge / discharge time rate can be adjusted while the amount of the battery active material is increased / decreased and the electrode part remains as it is, and the liquid is delivered to each electrode. Since the active material can be stored in a common tank,
It is suitable for use in this field without the problem that the charge / discharge depth varies for each battery unit.
電極活物質フロー型の二次電池(代表例としてレドック
ス・フロー型二次電池)は、充電および放電時に、第6
図に示すような電圧の経時変化を示す。そのため電池の
入出力に際して、発電側、負荷側がこのような電圧変動
に追随しにくいときは、電池側でその変動を緩和する必
要があり、このためトリムセル機能が設けられている。An electrode active material flow type secondary battery (a redox flow type secondary battery as a typical example) is used for charging and discharging at a 6th
The change over time in the voltage as shown in the figure is shown. Therefore, when it is difficult for the power generation side and the load side to follow such voltage fluctuations at the time of input / output of the battery, it is necessary to mitigate the fluctuations on the battery side, and for this reason, a trim cell function is provided.
第4図および第5図は、それぞれ太陽光電池アレイと二
次電池を組合せた従来の二次電池装置の充放電方法に用
いる装置系統を示す説明図である。第4図において、太
陽光発電アレイ3で発電された電気は、逆電流阻止用の
ダイオード4を経て電極活物質フロー型電池1に送られ
る。この電極活物質フロー型電池1は電池活物質の充放
電深度によって出力電圧が変動するため、電圧トリミン
グ機能を持たせたフローセルを電池の電極部に用い、ト
リミング用端子2をスイッチングして出力電圧の変動を
小さくしている。太陽光発電中は一部の電力は直交変換
器8を経て負荷側で消費され、残りは電池1のトリミン
グ端子2を通して電池1に充電される。夜間等の日照が
なくなり、太陽光発電が行えない時は、電池1から電力
を放出し、直交交換器8を通して一部の電力が負荷側へ
送られる。この時前記トリミング用端子2のスイッチン
グにより出力電圧の変動を小さくするように制御され
る。FIG. 4 and FIG. 5 are explanatory views showing a device system used in a charging / discharging method of a conventional secondary battery device in which a solar cell array and a secondary battery are combined. In FIG. 4, electricity generated by the photovoltaic power generation array 3 is sent to the electrode active material flow type battery 1 via the diode 4 for blocking the reverse current. Since the output voltage of the electrode active material flow type battery 1 varies depending on the charging / discharging depth of the battery active material, a flow cell having a voltage trimming function is used in the electrode portion of the battery, and the trimming terminal 2 is switched to output the output voltage. The fluctuation of is reduced. During photovoltaic power generation, a part of the electric power is consumed on the load side through the orthogonal converter 8, and the rest is charged into the battery 1 through the trimming terminal 2 of the battery 1. When sunlight cannot be generated due to the lack of sunlight such as at night, electric power is discharged from the battery 1 and a part of the electric power is sent to the load side through the orthogonal exchanger 8. At this time, the switching of the trimming terminal 2 is controlled so as to reduce the fluctuation of the output voltage.
次に第5図の装置においては、二つの電極活物質フロー
型電池(以下、セルスタックともいう)、すなわち、充
電専用電池1aと放電専用電池1bを設け、両スタック
の活物質を1つのタンクから供給できるようにしたもの
である。この装置では、充電と放電が異なるセルスタッ
クで行なわれるので、蓄電池の出力電圧より低い電圧で
充電を行なうことができ、その分だけフローセルの漏洩
電流が軽減され、高い充放電効率が得られる。Next, in the apparatus shown in FIG. 5, two electrode active material flow type batteries (hereinafter, also referred to as cell stacks), that is, a charging-only battery 1a and a discharging-only battery 1b are provided, and the active materials of both stacks are stored in one tank. It can be supplied from. In this device, since charging and discharging are performed in different cell stacks, charging can be performed at a voltage lower than the output voltage of the storage battery, the leakage current of the flow cell can be reduced accordingly, and high charging / discharging efficiency can be obtained.
(発明が解決しようとする問題点) 本発明の目的は、電極活物質フロー型の二次電池におい
て、低い入力電圧で充電することができ、かつ安定した
出力電圧を得ることができる二次電池装置の充放電方法
を提供することにある。すなわち、従来は2つのセルス
タックを用いて低電圧充電、高電圧放電を行なっていた
か、または1つのセルスタックで充放電共にほぼ同レベ
ルの電圧としていたが、本発明では過負荷特性の良好な
セルスタックを用いることによって、基本的に1つのセ
ルスタックのみで低電圧充電、高電圧放電を行なうこと
を目的とする。(Problems to be Solved by the Invention) An object of the present invention is, in an electrode active material flow type secondary battery, a secondary battery that can be charged at a low input voltage and can obtain a stable output voltage. An object is to provide a charging / discharging method for a device. That is, conventionally, two cell stacks were used for low-voltage charging and high-voltage discharging, or one cell stack was used for charging and discharging at approximately the same level of voltage, but in the present invention, good overload characteristics are achieved. By using a cell stack, it is basically intended to perform low voltage charging and high voltage discharging with only one cell stack.
(問題点を解決するための手段) 本発明は、枠体内に支持された正・負両電極を隔膜を介
して積層した単セルを複極仕切板を介して多数直列に積
層し、正極および負極に電解液を供給するとともに、任
意の前記電極または複極仕切板に設けた集電用入出力端
子を介して電力を供給して蓄積し、必要に応じて取り出
す電極活物質フロー型二次電池の充放電方法において、
前記積層した電極活物質フロー型二次電池への充電は一
部の積層部分に前記入出力端子を介し電力を供給して行
ない、一方、該二次電池からの放電は前記積層部分の積
層数より積層数を増加させた積層部分から前記入出力端
子を介し電力を取り出して行ない、かつそれらの積層数
の比(充電時積層数/放電時積層数)が3/4以下であ
ることを特徴とする。(Means for Solving the Problems) In the present invention, a large number of single cells in which positive and negative electrodes supported in a frame are laminated with a diaphragm are laminated in series with a bipolar partition plate, and a positive electrode and An electrode active material flow type secondary which supplies an electrolyte solution to the negative electrode and also supplies and stores electric power through any of the electrodes or the input / output terminals for current collection provided on the bipolar electrode partition plate for storage and extraction when necessary. In the battery charging / discharging method,
The stacked electrode active material flow type secondary battery is charged by supplying power to a part of the stacked parts through the input / output terminals, while discharging from the secondary battery is performed by the number of stacked parts of the stacked parts. Electric power is taken out from the laminated portion in which the number of laminated layers is increased through the input / output terminal, and the ratio of the number of laminated layers (the number of laminated layers when charging / the number of laminated layers when discharging) is 3/4 or less. And
本発明において、集電用入出力端子とは二次電池に電力
を入力し、または出力する端子をいい、このような入出
力端子として、例えば集電用トリミング端子が使用され
る。ここで集電用トリミング端子とは、セルスタックを
構成している端子の任意の単セルに対して電力を供給
(充電)または電力を取り出す(放電)ための電子集電
用の金属板または炭素板をいう。In the present invention, the current collecting input / output terminal means a terminal for inputting or outputting electric power to the secondary battery. As such an input / output terminal, for example, a current collecting trimming terminal is used. Here, the current-trimming terminal is a metal plate or carbon for current collection for supplying (charging) or extracting (discharging) electric power from any single cell of the terminals forming the cell stack. A plate.
本発明において補機類とは、二次電池を運転するうえで
必要なポンプ、リバランスシステム等のサブシステムを
いう。In the present invention, the auxiliary machines refer to subsystems such as a pump and a rebalance system necessary for operating the secondary battery.
以下、本発明を図面に示す実施例によりさらに詳細に説
明する。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings.
(実施例) 第1〜3図は、本発明の一実施例に用いる二次電池装置
の説明図である。第1図の二次電池装置は、セルスタッ
ク1と太陽光電池アレイ3および風車5を有する風力発
電機6と組合せたものである。太陽光電池アレイ3およ
び風力発電機6で発電された電力は、それぞれ逆電流防
止ダイオード4および整流ダイオード7を通してセルス
タック1の低電圧側端子(トリミング用端子)2に入力
され、充電が行なわれる。この時の入力電圧はフローセ
ルの構造や大きさにもよるが、一般に50V以下である
ことが望ましい。一方、フローセル1からの出力は、負
荷やサブシステム9、ポンプ10等の補機類の所要電圧
となる位置のトリミング端子2から取り出され、直交変
換機8、ポンプ10およびサブシステム9にそれぞれ送
られる。例えば100Vの交流出力を取り出したい場合
には、図面に示すように高電圧側のトリミング端子から
直流電圧を取り出し、直交交換機8によって交流変換す
ればよい。この場合、電池の充放電深度の推移と共に電
池の出力電圧が変化するので、これに対処するため、複
数のトリミング用端子からスイッチ素子を経て出力する
ことが望ましい。(Example) FIGS. 1-3 is explanatory drawing of the secondary battery apparatus used for one Example of this invention. The secondary battery device of FIG. 1 is a combination of a cell stack 1, a solar cell array 3, and a wind power generator 6 having a wind turbine 5. The electric power generated by the solar cell array 3 and the wind power generator 6 is input to the low voltage side terminal (trimming terminal) 2 of the cell stack 1 through the reverse current prevention diode 4 and the rectifying diode 7, respectively, and is charged. The input voltage at this time is generally desired to be 50 V or less, though it depends on the structure and size of the flow cell. On the other hand, the output from the flow cell 1 is taken out from the trimming terminal 2 at a position where it becomes a required voltage of loads and auxiliary devices such as the subsystem 9 and the pump 10 and sent to the orthogonal transformer 8, the pump 10 and the subsystem 9, respectively. To be For example, when it is desired to take out an AC output of 100 V, a DC voltage may be taken out from the trimming terminal on the high voltage side as shown in the drawing, and AC conversion may be performed by the orthogonal switch 8. In this case, since the output voltage of the battery changes as the charge / discharge depth of the battery changes, it is desirable to output from a plurality of trimming terminals through the switch element in order to cope with this.
第2図は、第1図のセルスタック1の活物質液流通ライ
ン、すなわちサブシステム9およびポンプ10に連結さ
れる活物質液貯蔵タンク11および液流通ラインを含む
系統図を示したものである。このサブシステム9は主と
して正、負極活物質モニター装置であり、これにより正
極液および負極液の活物質濃度を測定し、正、負極活物
質液の充電状況を把握するもので、この充電状況を互い
に調整するためにリバランス装置12が設けられてい
る。正極活物質としては、例えば塩酸酸性臭素/臭素イ
オン水溶液、負極活物質としては、塩酸酸性クロム三価
/二価水溶液をあげることができる。FIG. 2 is a system diagram including the active material liquid distribution line of the cell stack 1 of FIG. 1, that is, the active material liquid storage tank 11 connected to the subsystem 9 and the pump 10 and the liquid distribution line. . The subsystem 9 is mainly a positive and negative electrode active material monitoring device, which measures the active material concentrations of the positive electrode liquid and the negative electrode liquid to grasp the charging status of the positive and negative electrode active material liquids. A rebalance device 12 is provided for adjusting each other. Examples of the positive electrode active material include hydrochloric acid acidic bromine / bromine ion aqueous solution, and examples of the negative electrode active material include hydrochloric acid acidic chromium trivalent / divalent aqueous solution.
上記モニター装置9としては、電量分析法(クーロメト
リー)、ボルタンメトリー、ポテンショメトリー、吸光
光度法などの方法による分析装置が好適に用いられる。
セルスタック1の負極および正極でそれぞれ発生した水
素および臭素ガスは、正極活物質タンク11aおよび負
極活物質タンク11bからリバランス装置12に導入さ
れ、ここで反応して臭化水素を生成する。この臭化水素
は、適宜正極液タンク11aに戻され、正負極活物質量
が自動的にバランスされ、このようにして充電深度を適
正範囲にコントロールすることができる。As the monitor device 9, an analyzer using a method such as coulometry (coulometry), voltammetry, potentiometry, or absorptiometry is preferably used.
Hydrogen and bromine gas respectively generated in the negative electrode and the positive electrode of the cell stack 1 are introduced into the rebalance device 12 from the positive electrode active material tank 11a and the negative electrode active material tank 11b, and react there to generate hydrogen bromide. This hydrogen bromide is appropriately returned to the positive electrode liquid tank 11a, the amount of the positive and negative electrode active materials is automatically balanced, and the charging depth can be controlled within an appropriate range in this way.
一般にクロム二価、三価イオンを負極活物質とするレド
ックス・フロー型二次電池は、前述のように水素ガスを
副生するため、充電時、負極側におけるクロム二価生成
の電流効率が正極側よりも低下し、その結果正極活物質
側が負極活物質側より過充電状態になる。このため本実
施例では、臭素と水素を反応させてリバランスさせるシ
ステムを設けているのである。In general, redox flow type secondary batteries that use chrome divalent and trivalent ions as the negative electrode active material produce hydrogen gas as a by-product as described above, and therefore, when charged, the current efficiency of chrome divalent generation on the negative electrode side is positive. Side, so that the positive electrode active material side becomes overcharged than the negative electrode active material side. Therefore, in this embodiment, a system for reacting bromine and hydrogen to rebalance is provided.
第3図は、第1図および第2図に示したセルスタック1
を充電用のセルスタック1aと放電用のセルスタック1
bとに分離した試験用二次電池装置の説明図である。負
極および正極活物質貯蔵タンク11aおよび11bには
それぞれセルスタック1aおよび1bにそれぞれ負極お
よび正極活物質溶液を供給、循環させる各ラインが設け
られている。図中、13は直流電源、14は負荷、15
は流量計、および16はストップバルブを示し、実線は
活物質液ライン、一点鎖線は電気系統のラインをそれぞ
れ示す。FIG. 3 shows the cell stack 1 shown in FIGS. 1 and 2.
The cell stack 1a for charging and the cell stack 1 for discharging
It is explanatory drawing of the secondary battery device for a test separated into b. The negative electrode and positive electrode active material storage tanks 11a and 11b are provided with respective lines for supplying and circulating the negative electrode and positive electrode active material solutions to the cell stacks 1a and 1b, respectively. In the figure, 13 is a DC power supply, 14 is a load, and 15
Indicates a flow meter, and 16 indicates a stop valve, the solid line indicates the active material liquid line, and the alternate long and short dash line indicates the electric system line.
セルスタック1bの直列セル数を120セルとし、高電
圧側トリミング端子数をスタック最高電圧側端子から3
セルごとに10個、低電圧側トリミング端子数をスタッ
ク最低電圧側(接地の場合は0V側)端子から10番
目、13番目、16番目の複極板の3個とし、また充電
専用のスタック1aは24セル直列配列とし、その充電
用端子は同じく最低電圧側から20番目の複極板に設置
した。The number of series cells of the cell stack 1b is 120 cells, and the number of high voltage side trimming terminals is 3 from the stack highest voltage side terminal.
Each cell has 10 trimming terminals, and the number of low-voltage side trimming terminals is 3 from the lowest voltage side (0V side in the case of ground) to the 10th, 13th, and 16th bipolar plates, and the stack 1a dedicated to charging. Was arranged in series with 24 cells, and the charging terminal was also installed on the 20th bipolar plate from the lowest voltage side.
上記充電専用スタック1aには、上述の放電用の120
セルスタック1bと並列に活物質溶液を送液できるよう
に配管されている。また充電専用セルスタック1aの送
液ラインにはストップバルブ16が設けられ、必要に応
じて送液を停止することができるように構成されてい
る。このような二次電池装置おいて、正極側活物質液と
して3規定塩酸酸性1モル/塩化鉄水溶液、負極側活
物質液として3規定塩酸酸性1モル/塩化クロム水溶
液を用い、入力電圧が出力電圧の3/4以下となるよう
にトリミング端子を選択して充放電した場合の充放電ク
ーロン効率は高く、安定な出力電圧が得られた。The charge-only stack 1a includes the above-mentioned 120 for discharging.
It is arranged so that the active material solution can be sent in parallel with the cell stack 1b. In addition, a stop valve 16 is provided in the liquid supply line of the charging-only cell stack 1a so that the liquid supply can be stopped if necessary. In such a secondary battery device, 3N hydrochloric acid acidic 1 mol / iron chloride aqueous solution is used as the positive electrode side active material liquid, and 3N hydrochloric acid acidic 1 mol / chromium chloride aqueous solution is used as the negative electrode side active material liquid, and the input voltage is output. The charging / discharging coulombic efficiency was high and stable output voltage was obtained when the trimming terminal was selected so as to be 3/4 or less of the voltage and charging / discharging was performed.
次に本発明の具体的実施例を説明する。Next, specific examples of the present invention will be described.
実施例1 第3図の装置を用い、ストップバルブ16a、16bを
閉じてセルスタック1aが作動しない状態とし、正極側
活物質液として3規定塩酸酸性1モル/塩化鉄水溶
液、負極側活物質液として3規定塩酸酸性1モル/塩
化クロム水溶液をそれぞれ使用し、送液量を10/分
とし、直流電源13からセルスタック1bへの入力電圧
を24V、セルスタック1bから負荷14の出力電圧を
100Vとして10時間充放電を行なったところ、充放
電クーロン効率は79%と高く、安定な出力電圧が得ら
れた。Example 1 Using the apparatus shown in FIG. 3, the stop valves 16a and 16b were closed to render the cell stack 1a inoperative, and 3N hydrochloric acid acidic 1 mol / iron chloride aqueous solution and negative electrode side active material solution were used as the positive electrode side active material solution. 3 mol hydrochloric acid acidic / chromium chloride aqueous solution are used respectively, the feed rate is 10 / min, the input voltage from the DC power supply 13 to the cell stack 1b is 24V, and the output voltage of the load 14 from the cell stack 1b is 100V. After 10 hours of charge and discharge, the charge and discharge Coulomb efficiency was as high as 79%, and a stable output voltage was obtained.
比較例1 ストップバルブ16a、16bを開いてセルスタック1
aが作動できる状態とした第3図の装置を用い、送液量
を12/分とし、直流電源13からセルスタック1a
への入力電圧を24Vとし、セルスタック1bから負荷
14への出力電圧を100Vとした以外は前記実施例1
と同様にして充放電を行なったところ、充放電クーロン
効率は77%であった。Comparative Example 1 Cell stack 1 with stop valves 16a and 16b opened
Using the device shown in FIG. 3 in a state in which a can be operated, the liquid transfer rate is set to 12 / min, and the DC power source 13 is connected to the cell stack 1a
Example 1 except that the input voltage to the load 14 is 24V and the output voltage from the cell stack 1b to the load 14 is 100V.
When charging / discharging was performed in the same manner as above, the charging / discharging Coulomb efficiency was 77%.
比較例2 入力電圧を100Vとした以外は、上記実施例1と同様
にして充放電を行なったところ、充放電クーロン効率は
60%であった。Comparative Example 2 When charging and discharging were performed in the same manner as in Example 1 except that the input voltage was 100 V, the charging / discharging Coulomb efficiency was 60%.
実施例1および比較例1〜2の条件および結果を第1表
に示す。The conditions and results of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 are shown in Table 1.
第1表の結果から、セルスタック1aの送液を停止し、
小さい入力電圧で入力した本実施例の方が充放電クーロ
ン効率が大きくなっていることがわかる。比較例1で
は、1aの送液のため、ポンプ動力の消費は増大する。
従って正味の出力は、実施例1よりさらに低下する。 From the results in Table 1, the liquid transfer of the cell stack 1a was stopped,
It can be seen that the charging / discharging Coulombic efficiency is higher in this example in which a smaller input voltage is input. In Comparative Example 1, the pump power consumption is increased due to the liquid feeding of 1a.
Therefore, the net output is lower than that of the first embodiment.
本実施例においては、負荷14が働かず充電のみが行な
われている場合には、低電圧、大電流充電となる。従っ
てセル抵抗による電圧降下のため、電圧効率は高電圧、
小電流充電の場合より悪化する傾向にあるが、電極活物
質フロー型二次電池は一般にセル抵抗が小さく、過負荷
特性が極めて良好であるため、本発明を採用することに
よる電圧効率低下は問題にはならない。また負荷14が
働いて放電のみが行なわれている状況下では電圧効率の
損失はさらに軽減されることになる。In this embodiment, when the load 14 does not work and only charging is performed, low voltage and large current charging is performed. Therefore, due to the voltage drop due to the cell resistance, the voltage efficiency is high voltage,
Although it tends to be worse than in the case of small current charging, the electrode active material flow type secondary battery generally has a small cell resistance and extremely good overload characteristics, so that the voltage efficiency reduction due to adopting the present invention is a problem. It doesn't. Further, under the situation where the load 14 is working and only discharging is performed, the loss of voltage efficiency is further reduced.
本発明の実施に用いる二次電池装置は、1つのセルスタ
ック内にすべてのトリミング端子や入出力端尾が備わっ
ている必要はなく、例えば低電圧側セルスタック、中間
セルスタック、高電圧側セルスタックといった具合に分
割され、これらのスタックが電気的に直列に結合され、
各分割部分ごとにトリミング端子や入出力端子が設けら
れていてもよい。The secondary battery device used for implementing the present invention does not need to have all trimming terminals and input / output terminals in one cell stack. For example, a low voltage side cell stack, an intermediate cell stack, a high voltage side cell It is divided into stacks and so on, and these stacks are electrically coupled in series,
A trimming terminal or an input / output terminal may be provided for each divided portion.
次に、他の具体的実施例を説明する。Next, another specific embodiment will be described.
実施例2 第3図の装置を用い、ストップバルブ16a、16bを
閉じてセルスタック1aが作動しない状態(セルスタッ
ク1bのみが作動する状態)とし、正極側活物質液とし
て3規定塩酸酸性1モル/塩化鉄水溶液、負極側活物
質液として3規定塩酸酸性1モル/塩化クロム水溶液
をそれぞれ使用し、送液量を10/分とし、直流電源
13からセルスタック1bへの入力電圧を75V(入力
端子最低電圧側からのセル数66)、セルスタック1b
から負荷14への出力電圧を100V(出力端子最高電
圧側からのセル数9)として10時間充放電を行なった
ところ、充放電クーロン効率は69%で、安定した出力
電圧が得られた。Example 2 Using the apparatus shown in FIG. 3, the stop valves 16a and 16b were closed to bring the cell stack 1a into a non-operating state (only the cell stack 1b was operating), and 1 mol of 3N hydrochloric acid acid as a positive electrode side active material liquid. / Iron chloride aqueous solution, 1 mol of 3N hydrochloric acid acidic / chromium chloride aqueous solution as the negative electrode side active material liquid, respectively, the liquid feed rate was 10 / min, and the input voltage from the DC power supply 13 to the cell stack 1b was 75 V (input Number of cells from terminal lowest voltage side 66), cell stack 1b
When the charging / discharging was performed for 10 hours with the output voltage from the battery to the load 14 being 100 V (the number of cells from the highest voltage side of the output terminal 9), the charging / discharging Coulomb efficiency was 69%, and a stable output voltage was obtained.
実施例3 入力電圧を65V(入力端子最低電圧側からのセル数5
8)とした以外は前記実施例2と同様の条件で充放電を
行なったところ、充放電クーロン率は71%で、安定し
た出力電圧が得られた。Example 3 The input voltage was 65 V (the number of cells from the input terminal lowest voltage side was 5).
When charging / discharging was performed under the same conditions as in Example 2 except that the above condition was 8), the charge / discharge coulomb rate was 71% and a stable output voltage was obtained.
実施例4 入力電圧を45V(入力端子最低電圧側からのセル数4
0)とした以外は前記実施例2と同様の条件で充放電を
行なったところ、充放電クーロン率は73%で、安定し
た出力電圧が得られた。Example 4 The input voltage was 45 V (the number of cells from the lowest voltage side of the input terminal was 4
When charging / discharging was performed under the same conditions as in Example 2 except for 0), the charge / discharge coulomb rate was 73% and a stable output voltage was obtained.
実施例5 入力電圧を25V(入力端子最低電圧側からのセル数2
1)とした以外は前記実施例2と同様の条件で充放電を
行なったところ、充放電クーロン率は79%で、安定し
た出力電圧が得られた。Example 5 The input voltage is 25 V (the number of cells from the input terminal lowest voltage side is 2).
When charging / discharging was performed under the same conditions as in Example 2 except for 1), the charge / discharge coulomb ratio was 79% and a stable output voltage was obtained.
比較例3 入力電圧を85V(入力端子最低電圧側からのセル数7
0)とした以外は前記実施例2と同様の条件で充放電を
行なったところ、充放電クーロン率は63%で、出力電
圧は変動した。Comparative Example 3 The input voltage was 85 V (the number of cells from the lowest voltage side of the input terminal was 7
When charging / discharging was performed under the same conditions as in Example 2 except for 0), the charge / discharge coulomb rate was 63% and the output voltage fluctuated.
実施例2〜5および比較例3の条件および結果を第2表
に示す。The conditions and results of Examples 2 to 5 and Comparative Example 3 are shown in Table 2.
第2表より、入力電圧が出力電圧の3/4を越えると充
放電効率が大幅に低下することがわかる。 It can be seen from Table 2 that the charging / discharging efficiency is significantly reduced when the input voltage exceeds 3/4 of the output voltage.
(発明の効果) 本発明によれば、下記のような優れた効果が得られる。(Effect of the Invention) According to the present invention, the following excellent effects are obtained.
(1)一つの液流通型電池スタックで、スタック内また
はスタック間の漏洩電流、すなわち活物質液のスタック
内マニホールドやスタック間の送液ラインを流れる、電
池主反応に関与しない電流を低減し、高効率の充電を行
なうことができる。(1) In one liquid flow type battery stack, the leakage current within the stack or between the stacks, that is, the current flowing through the manifold in the stack of the active material liquid and the liquid transfer line between the stacks, which is not involved in the main reaction of the battery, is reduced, Highly efficient charging can be performed.
(2)一つの液流通型電池スタックから電気サブシステ
ムやポンプ類等の補機類を稼動させるための電力を得る
ことができる。(2) Electric power for operating auxiliary components such as electric subsystems and pumps can be obtained from one liquid flow type battery stack.
(3)一つの液流通型電池スタックに全体の装置をまと
め上げることができるため、装置をコンパクト化すると
ともに、設備費の低減、活物質送液用のポンプ動力の低
減等、ランニングコストを低減させることができる。(3) Since the entire device can be put together in one liquid flow type battery stack, the device can be made compact, and the running cost can be reduced by reducing the equipment cost, the pump power for feeding the active material, etc. Can be made.
第1図は、本発明に用いる二次電池装置の概要を示す説
明図、第2図は、第1図の活物質溶液ラインを説明する
図、第3図は、第1図および第2図に示した二次電池装
置のセルスタックを充電専用セルスタックと放電専用セ
ルスタックに分離した場合の説明図、第4図および第5
図は、それぞれ従来の天然エネルギーと組合せた二次電
池装置の従来の使用例を示す説明図、第6図は、レドッ
クス・フロー型二次電池の充放電時の電圧の経時変化を
示す図である。 1……セルスタック、2……トリミング用端子、3……
太陽光電池アレイ、4……逆電流防止ダイオード、5…
…風車、6……発電機、7……整流ダイオード、8……
直交交換器、9……サブシステム、10……ポンプ、1
1……活物質溶液タンク、12……リバランス装置。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a secondary battery device used in the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating an active material solution line of FIG. 1, and FIG. 3 is FIG. 1 and FIG. FIG. 4, FIG. 5 and FIG. 5 in the case where the cell stack of the secondary battery device shown in FIG.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a conventional use example of a secondary battery device combined with conventional natural energy, and FIG. 6 is a diagram showing changes with time in voltage of a redox flow secondary battery during charging and discharging. is there. 1 ... Cell stack, 2 ... Trimming terminal, 3 ...
Photovoltaic cell array, 4 ... Reverse current prevention diode, 5 ...
… Windmill, 6 …… Generator, 7 …… Rectifier diode, 8 ……
Orthogonal exchanger, 9 ... Subsystem, 10 ... Pump, 1
1 ... Active material solution tank, 12 ... Rebalance device.
Claims (2)
介して積層した単セルを複極仕切板を介して多数直列に
積層し、正極および負極に電解液を供給するとともに、
任意の前記電極または複極仕切板に設けた集電用入出力
端子を介して電力を供給して蓄積し、必要に応じて取り
出す電極活物質フロー型二次電池の充放電方法におい
て、前記積層した電極活物質フロー型二次電池への充電
は一部の積層部分に前記入出力端子を介し電力を供給し
て行ない、一方、該二次電池からの放電は前記積層部分
の積層数より積層数を増加させた積層部分から前記入出
力端子を介し電力を取り出して行ない、かつそれらの積
層数の比(充電時積層数/放電時積層数)が3/4以下
であることを特徴とする二次電池装置の充放電方法。1. A plurality of single cells, in which positive and negative electrodes supported in a frame are laminated with a diaphragm interposed therebetween, are laminated in series with a bipolar partition plate to supply an electrolytic solution to a positive electrode and a negative electrode.
In the charging / discharging method of an electrode active material flow type secondary battery, which supplies and stores electric power through an input / output terminal for collecting provided on any of the electrodes or the bipolar electrode partition plate, and extracts the electric power when necessary. The charged electrode active material flow type secondary battery is charged by supplying electric power to a part of the laminated parts through the input / output terminals, while the secondary battery is discharged from the laminated part by the number of laminated parts. It is characterized in that electric power is taken out from the increased number of laminated portions through the input / output terminals, and the ratio of the number of laminated layers (the number of laminated layers during charging / the number of laminated layers during discharging) is 3/4 or less. Method of charging and discharging secondary battery device.
活物質フロー型二次電池の正極および負極活物質濃度を
検出するモニタ装置、電極液流通用ポンプをはじめとす
る補機類の所要電圧となる前記電極活物質フロー型二次
電池の入出力端子を選択して前記補機類の電力を出力す
ることを特徴とする二次電池装置の充放電方法。2. The device according to claim 1, wherein a monitor device for detecting the positive electrode and negative electrode active material concentrations of the electrode active material flow type secondary battery, an auxiliary device such as an electrode liquid circulation pump are required. A charging / discharging method for a secondary battery device, which comprises selecting an input / output terminal of the electrode active material flow type secondary battery having a voltage and outputting the power of the auxiliary machinery.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP60031849A JPH0654675B2 (en) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | Secondary battery device charging / discharging method |
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JPS61193375A JPS61193375A (en) | 1986-08-27 |
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JP60031849A Expired - Fee Related JPH0654675B2 (en) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | Secondary battery device charging / discharging method |
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-
1985
- 1985-02-20 JP JP60031849A patent/JPH0654675B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPS61193375A (en) | 1986-08-27 |
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