JPS60163377A - レドツクスフロ−電池 - Google Patents

レドツクスフロ−電池

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JPS60163377A
JPS60163377A JP59018901A JP1890184A JPS60163377A JP S60163377 A JPS60163377 A JP S60163377A JP 59018901 A JP59018901 A JP 59018901A JP 1890184 A JP1890184 A JP 1890184A JP S60163377 A JPS60163377 A JP S60163377A
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JP
Japan
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electrode
layer
positive electrode
negative electrode
cell
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Pending
Application number
JP59018901A
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English (en)
Inventor
Yutaka Hibino
豊 日比野
Toshio Shigematsu
敏夫 重松
Mamoru Kondo
守 近藤
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication of JPS60163377A publication Critical patent/JPS60163377A/ja
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/18Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • H01M8/184Regeneration by electrochemical means
    • H01M8/188Regeneration by electrochemical means by recharging of redox couples containing fluids; Redox flow type batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431Cells with wound or folded electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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  • Sustainable Energy (AREA)
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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】 光Jし久方」L この発明は、たとえば電力貯蔵に用いられるレドックス
フロー電池の栴造の改良に関し、特に電極構造が改良さ
れたレドックスフロー電池に関ブる。
然豆1」已扇旧1 夜間に電力を貯蔵し、昼間の電力需要をピーク時にこれ
を放出づること、いわゆる[1−ドレベリングを目的と
して、種々の電力貯蔵法が提案されている。たとえば揚
水発電が既に実施されているが、揚水発電では設備が消
費地から遠く隔たった所に設置されており、したがって
送変電損失を伴うこと、ならびに環境面でも立地に$り
約があることなどの問題がある。それゆえに、揚水発電
に代わる新しい電力貯蔵技術の開発が望まれているが、
この1つとしてレドックスフロー電池の開発が進められ
ている。
第1図は、既に提案されているレドックスフロー電池の
一例を示づ概略構成図である。第1図において、1はセ
ルを示し、該セル1はイオン交換膜からなる隔膜2によ
り正極セル1aと負極セル1bに分離されている。正極
セル1aJ5よび負極セル1b内には、それぞれ、正極
333よ−び負極4が配置されている。正極3および負
極4は、インバータ5に接続されており、インバータ5
は、発電所6および9向7に接続される変電設備8と接
続されており、このレドックスフロー電池の充放電を可
能とさせる。
セル1内の正極セル1aには、正極液タンク11.12
が連結されており、各タンク11.12および正極セル
1a内には正極液13が充填されており、ポンプ14に
より一方のタンク12からセル1aに供給され、正極3
との反応が終了した正極液13は他方のタンク11に排
出されるように構成されている。同様に負極側において
もタンク21.22が連結されており、ポンプ24によ
り負極液23が供給・す1出されるように構成されてい
る。なお第1図においてXで示づ矢印は、正極液13J
3よび負極液23の流れる方向を示す。
ところで、上記のような従来のレドックスフロー電池で
は、第2図に分解斜視図で示すように、セル内の正極、
負極および隔膜か、積層構造に構成されている。づなわ
ら隔膜2を隔U ’U正極側および9極側に、それぞれ
、集電極31a 、31bおよび反応層Vi32a、3
2bが配置されて(1′3つ、積層されている。
従来のレドックス70−電池では、上記のように電極が
積層構造を有づるため、電池効率の向上を図るためにf
fllfi面積を大きくすることができないという欠点
があった。これは、積層W5造のため電極面積を大きく
すると、電解液の流れが不均一どなり効率の低下をもた
らづからであり、また小型化を図るために積層部材の厚
みを薄くしているため面積−を大きく形成し得ないから
てあり、ざらに直列接続のためのにグラフアイ1〜根を
使用しているが、コストが高くかつ大面積のものを製造
することが困難であることによる。
さらに、ヒルの漏液対策として密閉構造をとることが必
須であるが、上記のような積層構造を41−4るため、
効率向上のために加熱づるには、密閉構造の外部から加
熱しなければならず、したがって加熱を効率良く行ない
得ないという欠点もあった。
及J」と圧力− それゆえに、この発明の目的は、全体形状を大きくづる
ことなく、電極面積の増大および加熱効率の向上を図り
得る、新規な電極#iS造を有するレドックスフロー電
池を提供することにある。
11匹1良 この発明は、要約すれば、ヒータと、該ヒータの周囲に
2重螺旋状に巻回されており、正電極/正電極反応層/
隔膜/@電極反応層/*Ti極から1>る5層複合膜と
、ヒータおよび5層複合膜を収納するセル容器と、5層
複合膜内に電解液を流すための電解液導入【」および排
出口を残して、セル容器を封止する樹脂部とを備える、
レドックス70−電池である。
以下、図面を参照しつつ実施例を説明することにより、
この発明の特徴を明らかにする。
実施例の説明 第3図は、この発明の一実施例の略図的横断面図であり
、第4図は縮尺が異なるが第3図に示した実施例の縦断
面図である。
この実施例では、中心にヒータ51,52が配置されて
おり、該ヒータ51,52の周囲に5層複合膜53が2
重螺旋状に巻回されている。5層複合膜53は、可撓性
の正極53a5反応電極層53b、隔膜53C1反応電
+EJ層53(+ 、 p1極53eをff層した構造
をイiしており、全体として?jl撓性を示すように構
成されている。したがって、54で示すセル内の小さな
空間内に極めて人ぎな面積の各電極53a・・・53e
を収納し得ることがわかる。
2重螺旋状に巻回された5M複合股53の両端部には、
図示のように、正極液導入口55.正極液排出口56お
よび負極液導入ロ57.負極液11出口58が形成され
ている。この発明の必須の構成ではないが、図示のよう
に正極液および負極液の導入1」および排出口を5層複
合膜53の両端において逆に形成することにより、ヒー
タ51,52による加熱の効率を上Lfることができる
。すなわち、正極液が、正極液導入口55から入り、正
極液反応Fi53b内を流れ、中心のヒータ51゜52
近傍で加熱され、5層複合膜53の他方端部に段【プら
れた正極液タンク56まで流れ、他方、負極液も同様に
流れるが、正極液および負極液は、ともに中心のじ−9
51,52近傍に到達する前に、それぞれ、中心近傍で
加熱されてぎた負極液および正極液により余熱されつつ
中心に進むため、熱交換が効率良く行なわれ得るからで
ある。
なお、第4図から明らかなように、2重螺旋状に巻回さ
れた5層複合IIQ 53の両端は、モールド樹脂61
.62により封止されており、密閉構造にされ、電解液
の漏洩が防止されるようにM4成されている。もっとも
モールド樹脂61.62は、前述した正極液および負極
液の導入・排出に使用される正極液導入・排出口55.
56および負極液導入・耕出口57.58を残すように
封止されている。
第3図および第4図に示す実施例に受()る可撓性の正
電極および負電極を構成する部材としては、たとえばス
テンレスもしくは真らゆうからなる金属網に導電性耐食
ゴムをコーティングあるいはラミネートした、金属線入
り導電性ゴムを用いることができる。導電性耐食ゴムと
しては、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコンゴム、
フッ素ゴムなどに、カー゛ボンあるいはグラファイト粉
末を′混練したものを用いることができる。実験によれ
ば、Q、2mm厚メツシュ電極線に、導電性ゴムを0゜
2n+mの厚みに]−ティングすることにより、固有抵
抗が10−jΩC+++であり、かつ屈曲自在であり、
直径10mmのヒータに何重にも巻回し得ることが確か
められた。
反応?!2極層53 b 、53 dとしては、カーボ
ンク[1スあるいはカーボンフェル1〜などを用いるこ
とができ、また隔1! 53 cとしては陽イオン交換
膜あるいは陽イオン交換膜を用いることができる。
上述した正極液導入・JJI出口55.56J3よび負
極液導入・排出口57.58には、たとえばガラス管を
挿入し、該ガラス管を正極液タンクJ3よび負極液タン
ク(ともに図示Uず。)に接続することにより、正極液
J5よび負極液の供給・排出が可能て・ある。
まlζ、モールド樹脂61.62としては、たどえばエ
ポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、
シリコン樹脂など様々な熱硬化性樹脂を用いることがで
きる。
なお、第3図J3よび第4図に示した実施例では中心に
配置されたヒータは2本のヒータ51,52J:り構成
されていたが、5層複合膜53が2重螺旋状に巻回され
得る限り、1本のヒータのみを配してもよいことは占う
までもない。
第5図は、第3図および第4図に示した電極構造を有す
るセルを多数配した実施例を示す略図的斜視図である。
第5図から明らかなように、円柱状のセル54に収納さ
れた電極構造は、多数並べることにより、人容量の電力
貯蔵に用いることができる。第5図において、71.7
2は正極液タンクおよび負極液タンクを示し、それぞれ
、ライン73.74により多数のセル54内に正極液お
よび負極液を供給する。各セル57Iの電極は、ヒル5
4間を直列に接続づれば大電流を1qることができ、ま
た並列に接続すれば大電流を1りることができる。第5
図に示づように、この実施例の円柱セル54では、極め
て多数のセルを接続す”ることが可能であり、また1個
“のセルが故障したとしてもそれのみを容易に取替える
ことが可能である。
したがって従来の積層型の電極構)Δのようにセルを分
解する必要はなく、単にセルの交換のみで容易に一修理
づることか可能である。
また、従来平板型積層セルのように漏液防止のためにm
極間を無理な力で締め(Jりる必要がないため、電解液
流速が一定しかつ灼−に流れることがわかる。
なお、ヒータおよびセルは円筒形に限らり′、角筒形状
など任意の形状にし得ることは言−うまでもない。
ル」し2刃」L 以上のように、この発明によれば、ヒータと、該ヒータ
の周囲に2重螺旋状に巻回されてJ5す、正電極/正電
極反応層/隔膜/負電極反応層/負電極からなる5層複
合膜と、ヒータおよび5層収納膜を収納するセル容器と
、5層複合膜内に電解液を流すためのM解液導入口およ
び排出口を残してセル容器を封止づる樹脂部とを備える
ため、コンパクト化を図りつつ電極面積を極めて大きく
することが可能となり、したがって同一電極面積であれ
ば極めて小壁のセルを構成することが可能となる。また
、従来の平板型積層構造セルのように密閉構造の外部で
電解液の加熱を行なう必要がなく、セル内で直接電解液
を加熱し得るため、熱効率に優れたレドックスフロー電
池を達成することができ、さらに単に樹脂モールドで封
止することにより漏液を防止するm造であるため簡単に
液漏れの防止を行なうことができ、また多数のセル中で
不良セルが発生した場合、該不良セルをばらす必要はな
く、交換するだけでよいため、修理・補修作業の極めて
容易なレドックスフロー電池とすることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来のレドックスフロー電池の一例を示す概
略構成図である。第2図は、セル内の正極、隔膜および
負極のMi造を略図的に示す分解斜視図である。第3図
は、この発明の一実施例のセル構造を示J横断面図であ
る。第4図は、縮尺は異なるが、第3図に示したセルの
略図的縦断面図である。第5図は、第3図おにび第4図
に示した実施例のセルを用いた電池の使用状態を示す略
図的斜視図である。 図において、51.52はヒータ、53は5層複合躾、
53aは正電極、53bは正極側反応層、53Cは隔膜
、53dは負極側反応層、53eは負電極、54はセル
収納容器、55.56は正極液導入・排出口、57.5
8は負極液導入・排出口、61.62はモールド樹脂を
示覆。 特許出願人 住友電気工業株式会社 81 図 工 篤2図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) ヒータと。 該ヒータの周囲に2重螺旋状に巻回されており、正11
    極/正電極反応層/隔膜/負電極反応層/負電極からな
    る5層複合膜と、 前記ヒータおよび5層収納Nを収納づるセル容器と、 前記5層複合膜内に電解液を流ずための電解液導入口お
    よび排出口を残して前記セル容器を封止する樹脂部とを
    (紬える、レドックスフロー電池。
  2. (2) 前記5層複含IIIの正電極および負電極が、
    金属線入り導電性ゴムからなる、特許請求の範囲第1項
    記載のレドックスフロー電池。
  3. (3) 前記5層複合膜の正電極および負電極が、金属
    線入り導電性樹脂からなる、特許請求の範囲第1項記載
    のレドックスフロー電池。
JP59018901A 1984-02-04 1984-02-04 レドツクスフロ−電池 Pending JPS60163377A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01183071A (ja) * 1988-01-11 1989-07-20 Meidensha Corp 電解液循環形積層二次電池
JP2010170782A (ja) * 2009-01-21 2010-08-05 Sharp Corp レドックスフロー電池およびその充放電方法
WO2017141356A1 (ja) * 2016-02-16 2017-08-24 日新電機 株式会社 レドックスフロー電池
JP2021168296A (ja) * 2015-11-18 2021-10-21 インビニティ エナジー システムズ(カナダ)コーポレイションInvinity Energy Systems(Canada)Corporation 電解液の分散が改善された電極組立体およびフロー電池

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