JPS5987782A - 亜鉛−臭素電池 - Google Patents

亜鉛−臭素電池

Info

Publication number
JPS5987782A
JPS5987782A JP57196804A JP19680482A JPS5987782A JP S5987782 A JPS5987782 A JP S5987782A JP 57196804 A JP57196804 A JP 57196804A JP 19680482 A JP19680482 A JP 19680482A JP S5987782 A JPS5987782 A JP S5987782A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
membrane
cation exchange
zinc
bromine
battery
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.)
Pending
Application number
JP57196804A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiichi Fujii
藤井 栄一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Meidensha Corp, Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Meidensha Corp
Priority to JP57196804A priority Critical patent/JPS5987782A/ja
Publication of JPS5987782A publication Critical patent/JPS5987782A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M12/00Hybrid cells; Manufacture thereof
    • H01M12/08Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of a fuel-cell type and a half-cell of the secondary-cell type
    • H01M12/085Zinc-halogen cells or batteries
    • 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
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

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】 本発明は亜鉛−臭素電池に用いられる隔膜に関するもの
である。
一般に亜鉛−臭素電池に使用される隔膜として要求され
る特性に電池のエネルギー効率、コスト。
作業能率等を考慮して 1)イオン電導性を有し膜抵抗は低く、かつ両極室にお
いて発生する亜鉛、臭素の自己放電を少なくする機能を
有すること。
2)特に陽極で発生ずる臭素の拡散を防ぎ丈に強酸化性
の臭素による膜の劣化がない安定した膜であること。
6)膜の膨憫、たわみが少なく長期間の寿命を有する膜
であること。
4)亜鉛臭素電池への装着が容易で膜の寸法安定性も良
好な膜であること。
5)膜の製造コストが廉価で、入手が容易であること 等である。現在以上の特性上考えられる隔膜としてはボ
リオレフイ〉・系の微細多孔膜と陽イオン交換膜の二つ
に大別される。
先ずオレフィン系重合物としてポリエチレン製の微細多
孔膜であるが、この@は構造上、比較的膜抵抗は低いが
、臭素分子を透過させる孔径の大きい〒1も存在するの
で、陰極室への臭素の拡散を十分阻止できないためその
分道に臭素の自己拡散が多く、電流効率が低下し、その
結果、亜鉛−臭素電池のエネルギー総合効率が低くなる
問題がある。逆に雷1流効率を上昇せ(7めるため、例
えば膜厚を厚くして臭素分子の透過抵抗を大きくした微
細多孔膜を使用すると膜の内部電気抵抗まで大きくなり
、やはり一定の総合効率し7かならない欠点を有してい
る。この様に微細多孔膜はその構造上、相反する矛盾を
もち、実用上大きなネックになっていた。
一方陽イオン交換膜ハ、総合効率としては微細弟子1膜
以上の効率を有するが、交換膜の特性上、液によるたわ
みが大きく、亜鉛−臭素電池への装着時旧確な寸法合せ
が困難であり、また陽イオン交換膜は液に濡らした状襲
でないと、陽イオン交換膜自体にクラックが発生し、陽
イオン交換膜の寿命からも、この作業性に問題があった
。−更に陽イオン交換膜は一般的にコストが高く、実用
向でないものが多い。
以上の如〈従来使用されている隔膜は亜鉛−臭素電池に
適用する場合前述の特性を充分満足するものはなかった
本発明の目的は亜鉛−臭素電池用隔膜として充分に要求
される機能を発揮するものを開発し、これを電池に適用
するにある。
本発明の要旨とするところは陽イオン交換性を有する微
細多孔膜を使用する亜鉛−臭素電池にあり、詳しくは、
オレフィン系重合物例えばポリエチレンよりなる微細多
([膜を発煙硫酸等によりスルフォン化することにより
陽イオン交換性を賦与するものである。
本発明者は亜鉛−臭素電池の総合効率向上の一環とし°
て各種多孔膜を使用し実験を重ねている間に、前述の隔
膜の特性を満足する微細多孔膜を、陽イオン交換膜化す
ることによυ、同じ膜抵抗でありながら高い電流効率の
亜鉛−臭素電池を構成しうろことを見出し本発明に至っ
たものである。
本発明の実施例においては微細多孔膜としてポリエチレ
ン製例えば無化成(株)製(M ))−RA S ) 
+日本石油化学(株)製(高分子微孔膜試作品)のもの
を用いたが前述の隔膜特性を満足し而・1臭素性に問題
なければ市販のオレフィン系重合物から成る微細多JL
膜全てを対数表なし、うる。
これらポリエチレン製微細多孔膜に陽イオン交換性を賦
与する方法として従来は該膜に陽イオン交換化が可能と
なる高分子母材を結合又は含侵させ、その後膣処理膜を
陽イオン交換膜化する方法が採用されていた。これに対
し7て本発明は上述の如き快錐な処理をすることなしに
、微細多孔膜ポリエチレン重合物に残存する低分子量の
ポリエチレン重合物を直接陽イオン交換膜化することに
より、可能となったものである。これらの低分子量のポ
リエチレン重合物は微細孔の孔内表面、五の出入口周辺
及び膜の全表面にほぼ均一な成る割合で存在し、これら
を陽イオン交換化ff1Jちスルフォン化することによ
り、゛陽イオン(Zn  )のみ透過させ、陰イオン(
Br−)は勿論電気的陰性を准する臭素分子も透過しに
くくなった。亜鉛−臭素電池における隔膜はpHが29
下と強酸性雰囲気で使用されるので、このpH域におい
ても、有効な1窮イオン交換膜としては、スルフォン酸
型陽イオン交換膜しか適用できない。従って本発明のオ
レフィン系重合物製例えばポリエチレンの微細多孔膜に
陽イオン交換性を賦与するに当っては、該膜をスルフォ
ン型陽イオン交挨膜化すれば良い。
前記微細多孔膜のスルフォン化に当っては、一般の合成
樹脂に用いられるスルフォン化、の方法で行なえU′良
い。例えば発煙鎖酸濃度5モル/を浴液中にポリエチレ
ン製多孔膜を浸面し室温で放置し、一定時間後該膜を取
り出し、良く水洗し、完全に吸着された発煙硫酸を除去
()Cから、0.5モル/を醸度の食塩水中に膜を浸漬
させ、十分に液を交換しながら完全に膜がNa+イオン
と置き換わる迄浸漬する。その後使用した0、5モル/
lの食塩水溶液を全て集めて、0,1モル/1−NaO
H溶液で滴定し、該膜のイオン交換容量を求めた。これ
らの結果より、発煙硫酸中に1時間以上浸漬し放置、す
れば全て一定の交換容量となることを見出した。
以上のことより、ポリエチレン製微細多孔膜を発煙硫酸
(5モル1tffA度)中に1時間以上浸漬処理するこ
とにより陽イオン交換性を賦与できることが可能となっ
た。
勿論以上のスルフォン化方法によらない例えば、クロ/
L’スルフォン酸或は硫酸による方法によっても可能で
あり、本発明は上述のスルフォン化方法に限定するもの
ではない。
ポリエチレンがスルフォン化によって何故イオン交換性
を有するかについては未だ不明であるがポリエチレンの
一部低分子量のポリエチレンが膜中に存在し、↑れが次
の如くスルフォン化されたものと推定される。
RCH=  CH2+H2SO4→ R−C)(2CH
2−08O3H本発明による陽イオン交換性を賦与した
ポリエチレン微細多孔膜を使用し、た亜鉛−臭素電池の
電流効出は従来のポリエチレン製微細多孔膜に比して約
10〜15%の向上が見込まね2%また陽イオン交換性
を賦与する手段は容易な方法で出来かつ膜のコストも従
来の陽イオン交換膜よυも廉価に出来る。また本発明に
よる隔膜はポリエチレン製微細多(L膜と陽イオン交換
膜との両方の機能を有するので、膜のたわみ、膨潤が少
なく、従来の陽イオン交換膜と比較して容易に電池へ装
着が可能である。基材がポリエチレン等のオレフィン系
重合物なので処理膜の劣化も無く、かつスルフォン酸型
陽イオン交換膜としても寿命は短くなる要素はな〈従来
のポリエチレン製微細多孔膜と同様の高寿命が維持でき
る。更にスルフォン酸型陽イオン交換膜とするため、発
煙硫酸、クロルろルフオン酸、硫酸等に浸漬する時間、
濃#、温度等の条件を変更するだけで、容易に、任意の
イオン交換容量を有する微細多孔膜が得られる等多くの
利点分有すZ)ものである。
次に実施例について述べる。
実施例1 微細多孔膜としてポリエチレンC無化成(株):MP−
RAS)製膜を用い、本明細書本文中に述べた処理方法
により陽イオン交換性を賦与した膜と未処理膜を次の条
件で亜鉛−臭素電池に用い比較試験を行なった。
条伺、電極間距離:2mw+  暎厚み:1..2m+
n、’i′jj sr、 ffl 51 (光放電とも
) : 2 Cl nrA/cm”。
電極(両極共白金製)イ1効面粕:600CJ。
電M ’Q : 3モル/lの臭化匪鉛溶n’i、 t
tt解液解散−:5[10[3、充電深gf : 80
 %試験の結果、tlj、圧動率はともに86.5%と
差はなかつカニが電流効率は処理膜は96.1%未処理
膜u: 82.9 ’%と約10%の向上が認められに
一0実施例2゜ 微細多孔膜として、日本石油化学(株)、製(高分子微
孔膜)のポリエチレン製膜を用い、実施例1と同様な条
件で亜鉛−臭素電池にて、〜陽イオン交換性を賦与し、
た膜と未処理膜との比較試験を行なった。但しIQ厚み
け0. ’8 rtaである。rに圧動率は共に90.
6%と差はないが、電流動車において、陽イオン交換性
を賦与した処理膜は86.7%で未処理膜では71.4
%と約15チの向−ヒとなった。
以上の実施例1および2から、ポリエチレン製微細多孔
膜の陽イオン交換処理は従来膜に比して亜鉛−晃素電池
における電かt効率が約10〜15チ向上することが明
らかである。
代理人 5P理士 木 村 三 朗

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)亜鉛−臭素電池において陽イオン交換性を有する微
    細多孔膜を使用することを特徴とする亜鉛−臭素電池。 2)微細多旧膜としてオレフィン系重合物をスルフォン
    化することにより陽イオン交換性を賦与することを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の亜鉛−臭素電池。 3)オレフィン糸重合物膜を発煙値酸濃度5モル/を中
    に1時間以上浸漬し、室温で一定時間放置シ7.完全吸
    着された発煙硫酸を除去後0.5モノ≠
JP57196804A 1982-11-11 1982-11-11 亜鉛−臭素電池 Pending JPS5987782A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57196804A JPS5987782A (ja) 1982-11-11 1982-11-11 亜鉛−臭素電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57196804A JPS5987782A (ja) 1982-11-11 1982-11-11 亜鉛−臭素電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5987782A true JPS5987782A (ja) 1984-05-21

Family

ID=16363920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57196804A Pending JPS5987782A (ja) 1982-11-11 1982-11-11 亜鉛−臭素電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5987782A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0235444A2 (en) * 1986-03-03 1987-09-09 Exxon Research And Engineering Company Metal halogen electrochemical cell

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0235444A2 (en) * 1986-03-03 1987-09-09 Exxon Research And Engineering Company Metal halogen electrochemical cell

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xu et al. Highly stable anion exchange membranes with internal cross‐linking networks
US20220352534A1 (en) Bipolar ionomer membrane
US6838210B2 (en) Solid electrolyte with high ion conductivity and electrochemical system using the solid electrolyte
US7396616B2 (en) Solid electrolyte and electrochemical system using the solid electrolyte
US20090068531A1 (en) Solid electrolyte with high ion-conductivity and method for manufacturing the same, and electrochemical system using solid electrolyte
JP5846699B2 (ja) 放射線により化学的安定性が向上された架橋スルホン化ポリ(エーテルエーテルケトン)陽イオン交換膜及びその製造方法
US20060008692A1 (en) Solid electrolyte and electrochemical system including the solid electrolyte
CA2342221A1 (en) Novel ion-conducting materials suitable for use in electrochemical applications and methods related thereto
KR970702587A (ko) 화학전지에 사용하기 위한 변형된 양이온 교환막 및 이러한 막의 제조방법(a modified cation exchange membrane for electrochemical cells and method for the preparation of such membrane)
KR20180118712A (ko) 플로우 배터리용 복합 막
JP2016524280A (ja) 最大水ドメインクラスターサイズを有する水和イオン交換膜を備えるフローバッテリ
KR20160064429A (ko) 레독스 흐름 전지용 복합다공막 및 이의 제조방법
KR20150049753A (ko) 레독스 흐름전지용 바나듐 이온 저투과성 양쪽성 이온 교환막 및 이를 포함하는 레독스 흐름전지
ul Imaan et al. In-situ preparation of PSSA functionalized ZWP/sulfonated PVDF composite electrolyte as proton exchange membrane for DMFC applications
Rajput et al. Styrene-co-DVB grafted PVDF proton exchange membranes for vanadium redox flow battery applications
CN1417252A (zh) 离子导电的固体电解质、其制造方法以及使用该电解质的电化学系统
CN105789657B (zh) 一种用于钒电池的改性pes-pvp共混阴离子交换膜及其制备方法
US7238445B2 (en) Solid electrolyte with high ion conductivity and electrochemical system using the solid electrolyte
KR102643968B1 (ko) 효율적인 수소수 생성을 위한 세공충진 양이온교환막 기반의 막-전극접합체 및 막-전극 접합체 제조방법
JP2007516357A (ja) 電気化学反応を実施する方法
JPS5987782A (ja) 亜鉛−臭素電池
JP3261425B2 (ja) 固体イオン導電体
Seeponkai et al. The effects of sulfonated graphene oxides (sGO) on ion conductivity and permeability of the vanadium redox flow batteries membranes based on sulfonated poly (ether ether ketone) composite
JP2002317058A (ja) 膜 体
Shaâ et al. Stability and performance evaluation of ion-exchange membranes for vanadium redox flow battery