JPH07120537B2 - 亜鉛ハロゲン電池 - Google Patents
亜鉛ハロゲン電池Info
- Publication number
- JPH07120537B2 JPH07120537B2 JP3010937A JP1093791A JPH07120537B2 JP H07120537 B2 JPH07120537 B2 JP H07120537B2 JP 3010937 A JP3010937 A JP 3010937A JP 1093791 A JP1093791 A JP 1093791A JP H07120537 B2 JPH07120537 B2 JP H07120537B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- battery
- negative electrode
- electrode side
- reaction chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Hybrid Cells (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は亜鉛ハロゲン電池、特に
電解液を循環して充放電反応を行う亜鉛ハロゲン電池に
関する。
電解液を循環して充放電反応を行う亜鉛ハロゲン電池に
関する。
【０００２】
【従来の技術】亜鉛ハロゲン電池は、ハロゲン化亜鉛水
溶液を電解液として用いており、充電時には負極に亜鉛
が電析し、一方、放電時には負極上の電析亜鉛が水溶液
中に亜鉛イオンとなって溶け出す。このとき同時に、充
電時には正極上にハロゲンが生成し、放電時にはハロゲ
ンイオンが生成する。
溶液を電解液として用いており、充電時には負極に亜鉛
が電析し、一方、放電時には負極上の電析亜鉛が水溶液
中に亜鉛イオンとなって溶け出す。このとき同時に、充
電時には正極上にハロゲンが生成し、放電時にはハロゲ
ンイオンが生成する。
【０００３】図３は、典型的な循環式亜鉛ハロゲン電池
の構成を示した図である。
の構成を示した図である。
【０００４】この亜鉛ハロゲン電池は、反応室１０と電
解液タンク１４とこれらを結ぶ配管１７とから構成され
ており、電解液の循環はポンプ１５によって行われてい
る。ここで、セパレータ１１によって、反応室１０は正
極１３ａが収納されている正極側反応室１０ａと、負極
１３ｂが収納されている負極側反応室１０ｂとに分離さ
れている。そして、負極側反応室１０ｂには負極側電解
液１２ｂが循環しており、正極側反応室１０ａには正極
側電解液１２ａとハロゲン錯体１８とが循環している。
ここでは、ハロゲンと錯体を形成する錯化剤を電解液中
に加えることによって、電解液中に生成したハロゲンを
直ちに水溶液に不溶のハロゲン錯体１８にしている。そ
して、正極側電解液タンク１４ａ中にはハロゲン錯体収
納室１９が設置されており、バルブ２０を制御すること
により適宜必要な量のハロゲン錯体１８が正極側反応室
１０ａに供給される。
解液タンク１４とこれらを結ぶ配管１７とから構成され
ており、電解液の循環はポンプ１５によって行われてい
る。ここで、セパレータ１１によって、反応室１０は正
極１３ａが収納されている正極側反応室１０ａと、負極
１３ｂが収納されている負極側反応室１０ｂとに分離さ
れている。そして、負極側反応室１０ｂには負極側電解
液１２ｂが循環しており、正極側反応室１０ａには正極
側電解液１２ａとハロゲン錯体１８とが循環している。
ここでは、ハロゲンと錯体を形成する錯化剤を電解液中
に加えることによって、電解液中に生成したハロゲンを
直ちに水溶液に不溶のハロゲン錯体１８にしている。そ
して、正極側電解液タンク１４ａ中にはハロゲン錯体収
納室１９が設置されており、バルブ２０を制御すること
により適宜必要な量のハロゲン錯体１８が正極側反応室
１０ａに供給される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、下に示す
式は、この亜鉛ハロゲン電池が放電状態にあるときの反
応を示す化学反応式であり、式は電池が充電状態にあ
るときに起こる化学反応を示した化学反応式である。
式は、この亜鉛ハロゲン電池が放電状態にあるときの反
応を示す化学反応式であり、式は電池が充電状態にあ
るときに起こる化学反応を示した化学反応式である。
【０００６】 Ｚｎ＋Ｘ2 →ＺｎＸ2 (aq) −式 ＺｎＸ2 (aq)→Ｚｎ＋Ｘ2 −式 上の式から明らかなように、亜鉛ハロゲン電池が充電
状態にあるときには負極上に亜鉛が電析する。しかしな
がら、この電池を完全放電なしで充放電を繰り返すと、
この電析亜鉛の電析状態が悪化し、亜鉛のデンドライト
（樹枝状結晶）が発生する。そして、デンドライトが発
生した状態で充放電を繰り返すと、デンドライトが成長
して行き、ついにはこの成長がセパレータに達してセパ
レータを傷付け、セパレータを破ってしまう。
状態にあるときには負極上に亜鉛が電析する。しかしな
がら、この電池を完全放電なしで充放電を繰り返すと、
この電析亜鉛の電析状態が悪化し、亜鉛のデンドライト
（樹枝状結晶）が発生する。そして、デンドライトが発
生した状態で充放電を繰り返すと、デンドライトが成長
して行き、ついにはこの成長がセパレータに達してセパ
レータを傷付け、セパレータを破ってしまう。
【０００７】このような事態、すなわち電析亜鉛のデン
ドライトの成長による電池の破壊を防止するために、従
来においては２週間から１ヶ月に一度、電池の完全放電
を実施して電極上の亜鉛をすべて電解液中に溶解させて
いた。その他にも、電解液の循環を早くしたり、デンド
ライトの発生抑制剤である四級アンモニウム塩を電解液
に添加したりしているが、いずれも効果は不十分であっ
た。このため、デンドライトが不定期的に発生し、セパ
レータが傷付けられ、電池の破壊が起こっていた。
ドライトの成長による電池の破壊を防止するために、従
来においては２週間から１ヶ月に一度、電池の完全放電
を実施して電極上の亜鉛をすべて電解液中に溶解させて
いた。その他にも、電解液の循環を早くしたり、デンド
ライトの発生抑制剤である四級アンモニウム塩を電解液
に添加したりしているが、いずれも効果は不十分であっ
た。このため、デンドライトが不定期的に発生し、セパ
レータが傷付けられ、電池の破壊が起こっていた。
【０００８】本発明は以上のような課題を鑑みてなされ
たものであり、その目的は電析亜鉛のデンドライトによ
る電池破壊を防止する亜鉛ハロゲン電池を提供すること
にある。
たものであり、その目的は電析亜鉛のデンドライトによ
る電池破壊を防止する亜鉛ハロゲン電池を提供すること
にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る亜鉛ハロゲ
ン電池においては、正極側電解液を貯蔵する正極側電解
液タンクと、負極側電解液を貯蔵する負極側電解液タン
クと、電池反応を行う反応室と、この反応室を正極側反
応室と負極側反応室とに分離するセパレータと、を有し
電解液を循環して充放電反応を行う亜鉛ハロゲン電池に
おいて、負極側反応室に、電導体で構成された防護網を
負極とセパレータの間に設置し、この防護網は正極と導
線で接続されていることを特徴とする。
ン電池においては、正極側電解液を貯蔵する正極側電解
液タンクと、負極側電解液を貯蔵する負極側電解液タン
クと、電池反応を行う反応室と、この反応室を正極側反
応室と負極側反応室とに分離するセパレータと、を有し
電解液を循環して充放電反応を行う亜鉛ハロゲン電池に
おいて、負極側反応室に、電導体で構成された防護網を
負極とセパレータの間に設置し、この防護網は正極と導
線で接続されていることを特徴とする。
【００１０】
【作用】以上のようにして構成される本発明の亜鉛ハロ
ゲン電池においては、充電時においてデンドライトが発
生し成長し、セパレータの手前に設置されている防護網
にデンドライトの先端が達すると、この防護網は導電性
でかつ正極と接続されているために、デンドライトの先
端が防護網に接した途端にショートが起こり、成長した
デンドライトの先端がここで溶解される。これにより、
電析亜鉛の成長が抑えられ、デンドライト先端のセパレ
ータへの到達を防止することができるので、デンドライ
トの成長による電池の破壊を防止することができる。
ゲン電池においては、充電時においてデンドライトが発
生し成長し、セパレータの手前に設置されている防護網
にデンドライトの先端が達すると、この防護網は導電性
でかつ正極と接続されているために、デンドライトの先
端が防護網に接した途端にショートが起こり、成長した
デンドライトの先端がここで溶解される。これにより、
電析亜鉛の成長が抑えられ、デンドライト先端のセパレ
ータへの到達を防止することができるので、デンドライ
トの成長による電池の破壊を防止することができる。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明に係る亜鉛ハロゲン電池の第
１実施例の反応室の構成を示した図である。なお、従来
例と同一の構成要素、同一の構成部分には同一符号を付
しその説明を省略する。
１実施例の反応室の構成を示した図である。なお、従来
例と同一の構成要素、同一の構成部分には同一符号を付
しその説明を省略する。
【００１２】本発明に係る亜鉛ハロゲン電池において特
徴的なことは、電導体から構成される防護網３１を有
し、これは導線３２によって正極１３ａと接続されてい
ることである。実施例において、この防護網３１にはチ
タン製の網が用いられ、更に、この導線３２の途中には
抵抗３３と電圧計３４とが設置されている。
徴的なことは、電導体から構成される防護網３１を有
し、これは導線３２によって正極１３ａと接続されてい
ることである。実施例において、この防護網３１にはチ
タン製の網が用いられ、更に、この導線３２の途中には
抵抗３３と電圧計３４とが設置されている。
【００１３】この亜鉛ハロゲン電池を充電するために電
源４０が接続されると、負極１３ｂ上に亜鉛が電析す
る。この電析亜鉛の電析状態が良好でなかったときに
は、負極１３ｂ上に電析亜鉛のデンドライト２６が発生
する。このデンドライト２６は、電池の充電にともない
成長し、その先端がセパレータ１１に接近していく。し
かし、デンドライト２６の先端がセパレータ１１に到達
する前に防護網３１に接触し、ここでショートが起こり
デンドライト２６の先端が溶解される。すなわち、デン
ドライト２６の先端が防護網３１と接触した場合には、
ここに大電流が流れる。すると、デンドライト２６の先
端はジュール熱によって溶解されてしまうので、デンド
ライト２６の成長が抑制される。これにより、デンドラ
イト２６の先端は、この防護網３１を越えてセパレータ
１１に届くことがなくなり、セパレータ１１が保護され
ることになる。
源４０が接続されると、負極１３ｂ上に亜鉛が電析す
る。この電析亜鉛の電析状態が良好でなかったときに
は、負極１３ｂ上に電析亜鉛のデンドライト２６が発生
する。このデンドライト２６は、電池の充電にともない
成長し、その先端がセパレータ１１に接近していく。し
かし、デンドライト２６の先端がセパレータ１１に到達
する前に防護網３１に接触し、ここでショートが起こり
デンドライト２６の先端が溶解される。すなわち、デン
ドライト２６の先端が防護網３１と接触した場合には、
ここに大電流が流れる。すると、デンドライト２６の先
端はジュール熱によって溶解されてしまうので、デンド
ライト２６の成長が抑制される。これにより、デンドラ
イト２６の先端は、この防護網３１を越えてセパレータ
１１に届くことがなくなり、セパレータ１１が保護され
ることになる。
【００１４】ここで、本実施例において用いたチタン製
の防護網３１は過電圧が高く、また同時に導線３２の途
中には抵抗３３が設置されているため、このチタン製の
防護網３１上での臭素の酸化還元反応はほとんど起こら
なかった。更に、本実施例においては電圧計３４を設置
しているため、負極１３ｂ上のデンドライトの発生をモ
ニタすることが可能となっている。
の防護網３１は過電圧が高く、また同時に導線３２の途
中には抵抗３３が設置されているため、このチタン製の
防護網３１上での臭素の酸化還元反応はほとんど起こら
なかった。更に、本実施例においては電圧計３４を設置
しているため、負極１３ｂ上のデンドライトの発生をモ
ニタすることが可能となっている。
【００１５】図２は、本発明の第２実施例を示したもの
である。第１実施例と異なる点は、第２のセパレータ３
５を負極１３ｂと防護網３１の間に設置していることで
ある。これは、電池全体の振動などにより、防護網がみ
だりに負極１３ｂ上の電析亜鉛２５に接触するのを防止
している。すなわち、防護網３１が何等かの原因で弛む
と、電池全体の振動で防護網３１が揺れるようになる。
すると、デンドライト２６が発生していないのにもかか
わらず、防護網３１が不用意に負極１３ｂに接触するよ
うになっていまう。こうなると、ショートが電池内で頻
繁に起こるような事態が生じてしまうので、これ防止す
るために負極１３ｂと防護網３１の間に第２のセパレー
タ３５を設置したものである。
である。第１実施例と異なる点は、第２のセパレータ３
５を負極１３ｂと防護網３１の間に設置していることで
ある。これは、電池全体の振動などにより、防護網がみ
だりに負極１３ｂ上の電析亜鉛２５に接触するのを防止
している。すなわち、防護網３１が何等かの原因で弛む
と、電池全体の振動で防護網３１が揺れるようになる。
すると、デンドライト２６が発生していないのにもかか
わらず、防護網３１が不用意に負極１３ｂに接触するよ
うになっていまう。こうなると、ショートが電池内で頻
繁に起こるような事態が生じてしまうので、これ防止す
るために負極１３ｂと防護網３１の間に第２のセパレー
タ３５を設置したものである。
【００１６】なお、本実施例においては、チタン製の防
護網３１を用いたが、防護網３１として用いられるもの
は、これに限られるものではなく、多孔性カーボン等、
ハロゲン化亜鉛水溶液に対して耐蝕性がある電導性のも
のであれば何等差支えない。
護網３１を用いたが、防護網３１として用いられるもの
は、これに限られるものではなく、多孔性カーボン等、
ハロゲン化亜鉛水溶液に対して耐蝕性がある電導性のも
のであれば何等差支えない。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明の亜鉛ハロゲン電池
においては、負極上の電析亜鉛のデンドライトの成長が
抑制され、反応室内のセパレータの破壊を防止すること
ができ、これにより、電池全体を保護することができ
る。このため、電池の完全放電頻度を１週間から１ヶ月
に一度という現状から大量に延ばすことができ、これは
電池の寿命を延ばすことにもつながる。
においては、負極上の電析亜鉛のデンドライトの成長が
抑制され、反応室内のセパレータの破壊を防止すること
ができ、これにより、電池全体を保護することができ
る。このため、電池の完全放電頻度を１週間から１ヶ月
に一度という現状から大量に延ばすことができ、これは
電池の寿命を延ばすことにもつながる。
【図１】本実施例に係る亜鉛ハロゲン電池の第１実施例
の反応室の構成を示した図である。
の反応室の構成を示した図である。
【図２】本実施例に係る亜鉛ハロゲン電池の第２実施例
の反応室の構成を示した図である。
の反応室の構成を示した図である。
【図３】従来の亜鉛ハロゲン電池の構成を示した図であ
る。
る。
１０ 反応室 １０ａ 正極側反応室 １０ｂ 負極側反応室 １１ セパレータ １７ａ 正極側配管 １７ｂ 負極側配管 ２５ 電析亜鉛 ２６ デンドライト ３１ 防護網 ３２ 導線 ３５ 第２のセパレータ
Claims (1)
- 【請求項１】正極側電解液を貯蔵する正極側電解液タン
クと、負極側電解液を貯蔵する負極側電解液タンクと、
正極側電解液及び負極側電解液が電池反応を行う反応室
と、この反応室を正極側反応室と負極側反応室とに分離
するセパレータと、を有し電解液を循環して充放電反応
を行う亜鉛ハロゲン電池において、負極側反応室内に、
電導体から成る防護網を負極とセパレータの間に有し、
この防護網は導線によって正極と接続されていることを
特徴とする亜鉛ハロゲン電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3010937A JPH07120537B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 亜鉛ハロゲン電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3010937A JPH07120537B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 亜鉛ハロゲン電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04245172A JPH04245172A (ja) | 1992-09-01 |
| JPH07120537B2 true JPH07120537B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=11764136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3010937A Expired - Lifetime JPH07120537B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 亜鉛ハロゲン電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120537B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012012364A1 (en) * | 2010-07-19 | 2012-01-26 | Fluidic, Inc. | Electrochemical cell with catch tray |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9214686B2 (en) * | 2014-02-27 | 2015-12-15 | Vizn Energy Systems, Inc. | Flow cell with shunt current counter electrode |
| AU2015328274A1 (en) * | 2014-10-06 | 2017-04-13 | Eos Energy Storage, Llc | Terminal assembly for bipolar electrochemical cell or battery |
| US10892524B2 (en) | 2016-03-29 | 2021-01-12 | Eos Energy Storage, Llc | Electrolyte for rechargeable electrochemical cell |
-
1991
- 1991-01-31 JP JP3010937A patent/JPH07120537B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012012364A1 (en) * | 2010-07-19 | 2012-01-26 | Fluidic, Inc. | Electrochemical cell with catch tray |
| US9269995B2 (en) | 2010-07-19 | 2016-02-23 | Fluidic, Inc. | Electrochemical cell with catch tray |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04245172A (ja) | 1992-09-01 |
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