JPS60124372A - 二次電池の運転方法 - Google Patents

二次電池の運転方法

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JPS60124372A
JPS60124372A JP58229876A JP22987683A JPS60124372A JP S60124372 A JPS60124372 A JP S60124372A JP 58229876 A JP58229876 A JP 58229876A JP 22987683 A JP22987683 A JP 22987683A JP S60124372 A JPS60124372 A JP S60124372A
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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】 ［技術分野１ 本発明は、陰極の活物質として亜鉛（ＺｎＰｒ用いる二
次電池（例えば亜鉛−臭素電池、亜鉛−塩素電池、ニッ
ケルー亜鉛電池、空気亜鉛電池等）の運転方法に関する
ものである。ＶＷ詳しくは、本発明は、電解液循環式で
あって、充電時の亜鉛異常電着の発生を防ぐことが可能
な二次電池の運転方法に関するものである。
〔従来技術〕
従来、この種の二次電池においては、サイクル寿命を長
（するために、陰極の亜鉛を完全に溶解する完全放電の
手法がとられている。第１図はこの手法を実現する回路
図、第２図は運転パターンを示す波形図である。第１図
において、二次電池１は図示してない充放電回路に接続
されるものであり、完全放電モードにおいては、スイッ
チ２を介して負荷抵抗乙に電流を流し、第２図（イ）、
　（０）に示す電池電圧ａｙ、負荷箪流ＩＬがはｙ零に
なるまで完全放電を行なう。
しかしながら、このような完全放電による手法によるも
のは、電池電圧ｅｙが０ボルト近傍に下がつても、陰極
上の亜鉛が溶解されずに残り、次の充電が行なわれた場
合、残っていた亜鉛の上に亜鉛が電着し、その場所から
ゲントライトと呼ばれる異常電着が起り、こハが陽極ま
で伸びて電池短絡という問題が生じる。また、電池の規
模が大きくなると、完全放電モードにおいて浪費される
電力が問題となる。
〔発明の目的〕
本発明は、充電時における亜鉛の異常電着の発生を防ぎ
、サイクル寿命ケ長くすることのでき、また、酸カフ１
ｉ−有効に活用できる二次電池の運転方法を提供しよう
とするものである。
〔発明の概姥〕
本発明に、電池故ＩＩ後において５軍源を用い、この電
源によって二次電池の正負ヲ萌転させて充電を行なう逆
転光電のモードヶ設けた点及び電源として交流電源に接
続された交流と直流の相互の変換手段を用い、逆転光屯
モードであって二次電池電圧が正電圧から零電圧になる
までの期間、電池エネルギーを交流電源側に回生させる
ようにした点にそれぞれ特徴がある。
〔実施例〕
第３図は本発明の方法を実現するための回路図、第４図
はその運転パターンを示す波形図である。
第３図において、二次電池１は、昇圧回路を含む交直変
換回路５、スイッチ２を介して交流電源４に接続されて
いる。
本発明においては、二次電池１を充電、放電モードの後
、二次電池の］Ｅ負を逆転させて充電を行なう逆転充電
モードを設けるようにしている。これによって５陰極上
の亜鉛が完全に溶解する。その後、逆放電モードを設け
、二次電池１を正規の正極、負極に戻す。そして、この
様な逆光放電の後に正規の充電を行なう。昇圧回路を含
む交直変換回路５は、電池電圧の検出回路５１、電流検
出回路５２及びこれらの各検出回路からの１ｇ号に基づ
いて昇圧回路を含む交直変換回路５（以下昇圧。
交直変換回路という）の動作？制御する制御回路５６を
備えでいる。
第４図に示す運転パターンにおいて、はじめに充電モー
ドでは、昇圧−交直変換回路５は、交流電源４からの交
流を直流に変換し、交流電源４からのエネルギーによっ
て二次′電池１を充電する。
この充電モードにおける充電電圧及び充電電流は、各検
出回路５１．５２によって検出され、第４図、（イ）　
、　（ロ）に示すように所定の値に維持される。
開路モードでは、スイッチ２をオフとし、充電モード後
一時回路？開路状態とする。なお、この開路モードは必
ずしも必要ではない。放電モードでは、外圧・交直変換
回路５は、二次電池１からの直流を昇圧したのち交流に
変換し、又は直流を交流に変換して昇圧したのち二次電
池１からめエネルギーを交流電源４側に供給する。交流
電源４側に流れる電流は、電流検出回路５２によって検
出され、ｊｉｉｌｌ　ｆａ１回路５６によって所定の値
に制御される。
逆充電モードでは、昇圧・交直変換回路５は、二次電池
１に対して正、負の極性が反転した状態となるように接
続（充電モードにおける接続とは蕩什≠側転すＡ）入れ
ふ−この撤充雷モードでは二次電池１の電池電圧ｅｙは
、第４図（イ）に示すように負極性側に向かって変化し
、ある設定負電圧−ｅ！に達する。また、電池電流ＩＬ
は、第４図（ロ）に示すように正規の放電々流と同一方
向である大きさの逆充電電流が流れる。ここで、電池電
圧検出回路５１は、第４図（イ）に示すように変化する
電池電圧ｅｖｅ検出しており、ｅｙが零になる捷では、
昇圧・交直変換回路５に直流を昇圧して交流に変換させ
る動作をさせ、二次電池１からのエネルギー全交流電源
４側に回生ずる。また、ｅｙが０からある負電圧−６１
に達する１では、昇圧・交直変換回路５に交流を直流に
変換させる動作金さ−せ、交流電碗４からのエネルギー
によって二次電池１を逆充電する。
逆放電モードでは、昇圧・交直変換回路５は、二次電池
１に対して陽極側が正極性、陰極側が負極性となるよう
に接続される。この逆放電モードでは、二次電池１の電
池′電圧ｅｙは第４図（イ）に示すように正極性側に向
かって変化し、正負の極性が元に戻り、やがて設定され
た正電圧ｅ８に達する。
電池電流ＩＬは、第４図（ロ）に示すように正規の充電
々流と同一方向である大きさの逆放電電流が流れる。こ
こで、電池電圧ａｙが設定された負電圧−ｅｌより零に
なるまでは、二次電池１がらのエネルギーが昇圧・交直
変換回路５を介して交流電源４側に回生され、′！１′
た、ｅｙが零から正規の極性の設定電圧ｅｓになるまで
は、交流電源４からのエネルギーが、外圧・交直変換回
路５を介して二次電池１に供給される。続いて開路モー
ドとなり、充電モードに移る。この充電モードでは、昇
圧・交直変換回路５は、交流電源４からの交流を直流知
変換し、二次電池１を正規に充電する。
なお、第４図では、逆放電モードと正規の充電モードと
の間に開路モードが存在するが、この開路モードは心安
に応じて設ければよい。また、上記の実施例において、
逆転充電モード及び逆転放電モードでは、二次電池１の
電解液循環用ポンプｋ　、＋）め、セル中の電解液？静
止状態にしてもよい。
逆、充放電モードは、正規の充電に先だって、そのつと
あるいは数サイクルに一度、設けられる。
〔発明の効果〕
以上説明したように１本発明の運転方法によれば、陰極
上の亜鉛を完全に溶解させることができ、二次電池のサ
イクル寿命を長くすることができる。
また、二次電池に貯えられたエネルギー？、逆光放電モ
ードにおいても交流電源側に回生ずるもので、エネルギ
ーの有効活用が行なえる０次に本発明の運転方法を亜鉛
−臭素電池（２４ｃｅｕｂｉｐｏｌａｒ　積層電池、有
効面積７５０ｄ、運転電流１５Ａ、平均電圧Ａ　６．５
　Ｖで８時間充電後、放電電流１５Ａで電池′電圧が２
４ｖに低下するまで放電）に適用した場合についユ、実
験結果を列挙するが、いずれも満足すべき結果が得られ
ている。なお、この実験では、交流電源４は２００　Ｖ
。
昇圧・交直変換回路５は特公昭５５−４９５１９号公報
に示す昇圧回路及びサイリスタレオナードの逆並列接続
回路全使用し、充放電の直流電流値に相当する電流検出
は交流側で行なっている。
（１）放電後、電流５Ａで逆充電を開始、約１２０分後
、電池電圧が一２４Ｖに達した時点で解体、陰極表面を
観察したところ、表面の亜鉛は完全に溶解されていた。
（１１）放電後、電流５Ａで逆充電、電池電圧が一２４
■に達した時点で、電流５Ａで逆放電を行ない、電池電
圧が＋２４Ｖに達した後、電流１５Ａで８時間正規充電
を行なって解体、陰極表面の亜鉛電着状態を観察したと
ころ、均一電着が見られ、異常電着はなかった。
（１１１）逆充電モードと逆放電モードにおける交流側
での電力量を測定したところ、表１の通りとなり、結局
、逆光、放電モードで２５．４ＷＨが回生された。
表１
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の手法を説明するための回路図、は本発明
の詳細な説明するための回路図、第４図はその運転パタ
ーンを示す波形図である。 １・・・２次電池　２・・・スイッチ 代理人　弁理士　木　村　三　朗

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 亜鉛を陰極活物質とする二次電池の運転において、交流
    電源に接続された交流と直流の相互の変換がｉｉＪ能な
    昇圧回路を含む交直変換手段を用い、放電モード後に前
    記昇圧回路を含む交直変換手段によって前記二次電池の
    正、負極性を逆転させて充電を行なう逆充電モードを設
    けるとともに、前記二次電池の正、負極性をもとに戻す
    ための逆放電モード全役け、前記逆充電モードであって
    前記二次電池電圧が正電圧から零電圧になる壕での期間
    及び前記逆放電モードであって前記二次電池電圧が負電
    圧から零電圧になるまでの期間、それぞれ二次事、池エ
    ネルギーを前記交流電源側に回生させるようにしたこと
    ’に％徴とする二次電池の運転方法。
JP58229876A 1983-12-07 1983-12-07 二次電池の運転方法 Granted JPS60124372A (ja)

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