JPS60257078A - 亜鉛−塩化物電池 - Google Patents
亜鉛−塩化物電池Info
- Publication number
- JPS60257078A JPS60257078A JP59112355A JP11235584A JPS60257078A JP S60257078 A JPS60257078 A JP S60257078A JP 59112355 A JP59112355 A JP 59112355A JP 11235584 A JP11235584 A JP 11235584A JP S60257078 A JPS60257078 A JP S60257078A
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- Japan
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- chlorine
- electrolyte
- battery
- charging
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
- H01M10/365—Zinc-halogen accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4214—Arrangements for moving electrodes or electrolyte
-
- 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
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- General Chemical & Material Sciences (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は亜鉛−塩化物電池の改良に関し、特に充電に際
し電解液中の塩素ｍ度を低減できるようにしたものであ
る。
し電解液中の塩素ｍ度を低減できるようにしたものであ
る。
一般に亜鉛−塩化物電池では、電池容器内の気相を常圧
の塩素ガスのみで形成すると、電解液中の溶存塩素濃度
が高くなり、亜鉛極の自己腐食が促進して電流効率が大
［［Ｊに低下する。これを改善するため電解液中に塩化
す１〜リウムや塩化カリウム等の強電解質を添加したり
、電解液の温度を高くして電解液の塩素溶解度を下げる
か、又は容器内を減圧しｌζす、容器内の気相中の塩素
分圧を下げたりして溶解塩素８度を一トげる手段が行な
われてきた。
の塩素ガスのみで形成すると、電解液中の溶存塩素濃度
が高くなり、亜鉛極の自己腐食が促進して電流効率が大
［［Ｊに低下する。これを改善するため電解液中に塩化
す１〜リウムや塩化カリウム等の強電解質を添加したり
、電解液の温度を高くして電解液の塩素溶解度を下げる
か、又は容器内を減圧しｌζす、容器内の気相中の塩素
分圧を下げたりして溶解塩素８度を一トげる手段が行な
われてきた。
しかし電解液中に強電解質を添加したり、電解液の温度
を高くするだＣプでは十分な性能を発揮させることがで
きず、過度に強電解質を添加したり、電解液の温度を高
くすると、亜鉛極に生成するデンドライトの析出を助長
して塩素極との短絡を起す恐れがある。また容器内を人
「１」に減圧するためには容器を耐圧構造としな（プれ
ばならず、電池のサイズ、重量、コスト等の点で問題が
生ずる。また容器内の気相中の塩素分圧を下げても、塩
素ガスが電解液中に過飽和状態で溶解するため、電解液
中の塩素濃度を十分に低減させることは回動であった。
を高くするだＣプでは十分な性能を発揮させることがで
きず、過度に強電解質を添加したり、電解液の温度を高
くすると、亜鉛極に生成するデンドライトの析出を助長
して塩素極との短絡を起す恐れがある。また容器内を人
「１」に減圧するためには容器を耐圧構造としな（プれ
ばならず、電池のサイズ、重量、コスト等の点で問題が
生ずる。また容器内の気相中の塩素分圧を下げても、塩
素ガスが電解液中に過飽和状態で溶解するため、電解液
中の塩素濃度を十分に低減させることは回動であった。
本発明はこれに鑑み鋭意研究を行なった結果、電解液中
の塩素濃度を低減覆ることができる充放電エネルギー効
率の高い、軽量かつ安価な亜鉛−塩化物電池を開発した
もので、電池容器内の気相を塩素ガスと不活性ガスの混
合気とし、該混合気を補集して電解液中に吹き込む装置
を設け、充電時に混合気を補集して電解液中に吹き込み
、該液中の塩素濃度を低減させることを特徴とするもの
である。
の塩素濃度を低減覆ることができる充放電エネルギー効
率の高い、軽量かつ安価な亜鉛−塩化物電池を開発した
もので、電池容器内の気相を塩素ガスと不活性ガスの混
合気とし、該混合気を補集して電解液中に吹き込む装置
を設け、充電時に混合気を補集して電解液中に吹き込み
、該液中の塩素濃度を低減させることを特徴とするもの
である。
即ら本発明は第１図（電解液の循環回路及び放電時の塩
素供給回路は省略し、混合気の流れのみを示す）に示す
ように電池本体（１）と、電池本体（１）に電解液を供
給循環させる電解液槽（２）と、充電時に電池本体（１
）から発生ずる塩素ガスを水和物どして貯蔵して放電時
に塩素ガスを発生させて電解液に供給する水和物槽（３
）とからなる電池容器内の気相を塩素ガスと不活性ガス
の混合気とし、この混合気を充電時に補集して電解液中
に吹き込むようにしたものである。混合気の補集場所は
どこでもよいが、充電時に電池本体（１）から発生づる
塩素ガスは混合気と共に塩素−水素反応器（４）を通り
、ガスポンプ（５）により水和物槽（３）内に送られる
ため、該槽（３）内の上部には未反応ガスとして混合気
が溜るから、これをガスポンプ（６）で補集するのが便
利である。補集した混合気を吹き込む場所は、電解液中
ならどこでもよいが、図に示すように電解液槽（２）内
の電解液中に吹き込むのが便利である。吹き込まれた混
合気は図に示す矢印方向に流れ、再び水和物槽（３）内
の上部に溜る。混合気吹き込み部（７）には本電池系に
対して耐食性の強いガラスのポールバブラー又はセラミ
ックス製フィルターを使用するとよい。
素供給回路は省略し、混合気の流れのみを示す）に示す
ように電池本体（１）と、電池本体（１）に電解液を供
給循環させる電解液槽（２）と、充電時に電池本体（１
）から発生ずる塩素ガスを水和物どして貯蔵して放電時
に塩素ガスを発生させて電解液に供給する水和物槽（３
）とからなる電池容器内の気相を塩素ガスと不活性ガス
の混合気とし、この混合気を充電時に補集して電解液中
に吹き込むようにしたものである。混合気の補集場所は
どこでもよいが、充電時に電池本体（１）から発生づる
塩素ガスは混合気と共に塩素−水素反応器（４）を通り
、ガスポンプ（５）により水和物槽（３）内に送られる
ため、該槽（３）内の上部には未反応ガスとして混合気
が溜るから、これをガスポンプ（６）で補集するのが便
利である。補集した混合気を吹き込む場所は、電解液中
ならどこでもよいが、図に示すように電解液槽（２）内
の電解液中に吹き込むのが便利である。吹き込まれた混
合気は図に示す矢印方向に流れ、再び水和物槽（３）内
の上部に溜る。混合気吹き込み部（７）には本電池系に
対して耐食性の強いガラスのポールバブラー又はセラミ
ックス製フィルターを使用するとよい。
塩素ガスは電解液である塩化亜鉛を主成分とする水溶液
への溶解度が大ぎく、過飽和の状態で溶解し易いが、電
解液中に混合気を吹き込むと、電解液は激しく攪拌され
て過飽和状態の塩素ガスが気相中に発生し、液中塩素濃
度は大巾に低減する。その結果充電時の亜鉛極における
自己腐食が押えられて電流効率が向上する。
への溶解度が大ぎく、過飽和の状態で溶解し易いが、電
解液中に混合気を吹き込むと、電解液は激しく攪拌され
て過飽和状態の塩素ガスが気相中に発生し、液中塩素濃
度は大巾に低減する。その結果充電時の亜鉛極における
自己腐食が押えられて電流効率が向上する。
塩素ガスと混合する不活性ガスとしては窒素、アルゴン
、ヘリウム等のガスが用いられるが、特にヘリウムは分
子量が小さいため、混合気の補集、吹き込み時にガスポ
ンプの負担を軽くする。またヘリウムは水素ガスと同程
度の重量であるため、本電池系内の一部に水素ガスが滞
留するのを防ぎ、本電池の安全性を大巾に向上する。塩
素ガスと不活性ガス、特にヘリウムとの混合比率、即ち
塩素置換率を６０％〜９０％としたのは、６０％未満の
場合には放電時の溶存塩素濃度を必要濃度水準に保ち難
く、これに伴って電圧効率も低下し、また９０％を越え
ると充電時の５− 溶解塩素濃度を低減させ難く、亜鉛極の自己腐食が促進
し、電流効率が低下するようになるためである。
、ヘリウム等のガスが用いられるが、特にヘリウムは分
子量が小さいため、混合気の補集、吹き込み時にガスポ
ンプの負担を軽くする。またヘリウムは水素ガスと同程
度の重量であるため、本電池系内の一部に水素ガスが滞
留するのを防ぎ、本電池の安全性を大巾に向上する。塩
素ガスと不活性ガス、特にヘリウムとの混合比率、即ち
塩素置換率を６０％〜９０％としたのは、６０％未満の
場合には放電時の溶存塩素濃度を必要濃度水準に保ち難
く、これに伴って電圧効率も低下し、また９０％を越え
ると充電時の５− 溶解塩素濃度を低減させ難く、亜鉛極の自己腐食が促進
し、電流効率が低下するようになるためである。
液温３５℃の下記電解液及び電極構成を用いて第１図に
示ず電池を形成し、混合気にはヘリウムを使用して塩素
置換率を７０％とし、ＩＫＷ級電池（３０セル積層型５
００Ｗ電池を２個並列接続したもの）の充放電試験を下
記の運転条件で行なった。充電時間は６時間とし、充電
時に水和物槽の上部で混合気を補集し、電解液槽の底部
に設けたガラス製のポールバブラーから噴出させ、充電
時の液中塩素濃度変化を測定し、その結果を第２図に示
す。
示ず電池を形成し、混合気にはヘリウムを使用して塩素
置換率を７０％とし、ＩＫＷ級電池（３０セル積層型５
００Ｗ電池を２個並列接続したもの）の充放電試験を下
記の運転条件で行なった。充電時間は６時間とし、充電
時に水和物槽の上部で混合気を補集し、電解液槽の底部
に設けたガラス製のポールバブラーから噴出させ、充電
時の液中塩素濃度変化を測定し、その結果を第２図に示
す。
電解液
塩化亜鉛 ２ｍｏｌ／Ｊ！
塩化カリウム １Ｍｏｆ ／ぶ
塩化ナトリウム ３１１１０１ ／柔
Ｐ Ｈ１，０
−〇−
電極構成
仙鉛極６０枚（有効面ｆｉＩ３２０ｃｒｊ）塩素極６０
枚（ｌＩ） 運転条件 充電電力 １．２５ＫＷ 放電電力 １，０ＯＫＷ 液流Ｎ ２ｍ ／ ｃＩＩ−ｍｉｎ 尚比較のため、上記実７４例において電解液中への混合
気の吹ぎ込みを中止した場合（比較例１）と、混合気の
塩素置換率を５０％として電解液中に吹き込／Ｖだ場合
（比較例２）の充電時の液中塩素濃度変化を測定し、そ
の結果を第２図に併記した。
枚（ｌＩ） 運転条件 充電電力 １．２５ＫＷ 放電電力 １，０ＯＫＷ 液流Ｎ ２ｍ ／ ｃＩＩ−ｍｉｎ 尚比較のため、上記実７４例において電解液中への混合
気の吹ぎ込みを中止した場合（比較例１）と、混合気の
塩素置換率を５０％として電解液中に吹き込／Ｖだ場合
（比較例２）の充電時の液中塩素濃度変化を測定し、そ
の結果を第２図に併記した。
第２図は縦軸に充電時の塩素濃度（ｇ／ｆ）を取り、横
軸に充電時間（１］）を取って、充電時の液中塩素濃度
変化を表わしたもので、図から明らかなように本発明の
実施例では、充電開始当初Ｊ、り液中塩素ｍ度はほとん
ど変化せず、一定の値を保っていることが判る。尚この
時の電池効率は電圧効率８７％、電流効率８８．４％、
エネルギー効率７７．０％、充電時の平均液中温度は０
．７６ｙ／ｆであった。これに対して比較例１では充電
開始直後の液中塩素濃度の上昇が大きく、充電時の平均
液中塩素濃度は１．１２ｇ／ｆとなり、その結果電池の
充放電エネルギー効率は７２．５％にとどまった。また
比較例（２）では実施例の場合よりも充電時の液中平均
塩素濃度は０．６６ｇ／ｆと低くすることができるも、
混合気の塩素置換率が５０％と小さいためｈり電時に液
中への塩素溶解が追いつかなくなり、また電池容器内の
圧力も１．３Ｋｇ／ｃｒｊ程度に上昇し、その結果電池
効率は８８．７％、電圧効率８４．０％、エネルギー効
率７４．５％になった。
軸に充電時間（１］）を取って、充電時の液中塩素濃度
変化を表わしたもので、図から明らかなように本発明の
実施例では、充電開始当初Ｊ、り液中塩素ｍ度はほとん
ど変化せず、一定の値を保っていることが判る。尚この
時の電池効率は電圧効率８７％、電流効率８８．４％、
エネルギー効率７７．０％、充電時の平均液中温度は０
．７６ｙ／ｆであった。これに対して比較例１では充電
開始直後の液中塩素濃度の上昇が大きく、充電時の平均
液中塩素濃度は１．１２ｇ／ｆとなり、その結果電池の
充放電エネルギー効率は７２．５％にとどまった。また
比較例（２）では実施例の場合よりも充電時の液中平均
塩素濃度は０．６６ｇ／ｆと低くすることができるも、
混合気の塩素置換率が５０％と小さいためｈり電時に液
中への塩素溶解が追いつかなくなり、また電池容器内の
圧力も１．３Ｋｇ／ｃｒｊ程度に上昇し、その結果電池
効率は８８．７％、電圧効率８４．０％、エネルギー効
率７４．５％になった。
このように本発明によれば、充電時の液中塩素濃度を低
減させることが可能となり、電池のエネルギー効率を向
上することができるばかりか、塩素ガスと水素ガスの爆
発反応を押え、電池システムの安全性を向上する等、■
梁上顕著な効果を奏するものである。
減させることが可能となり、電池のエネルギー効率を向
上することができるばかりか、塩素ガスと水素ガスの爆
発反応を押え、電池システムの安全性を向上する等、■
梁上顕著な効果を奏するものである。
第１図は本発明電池の一例を示す概念図、第２図は本発
明電池と比較電池の充電時の液中塩素濃度変化を示す説
明図である。 １・・・電池本体 ２・・・電解液槽 ３・・・水和物槽 ４・・・塩素−水素反応器５．６・
・・ガスポンプ ７・・・混合気吹き込み部９− 第１図
明電池と比較電池の充電時の液中塩素濃度変化を示す説
明図である。 １・・・電池本体 ２・・・電解液槽 ３・・・水和物槽 ４・・・塩素−水素反応器５．６・
・・ガスポンプ ７・・・混合気吹き込み部９− 第１図
Claims (2)
- （１）電池容器内の気相を、塩素ガスと不活性ガスの混
合気とし、該混合気を補集して電解液中に吹ぎ込む装置
を設（プ、充電時に混合気を補集して、電解液中に吹ぎ
込み、該液中の塩素濃度を低減させることを特徴とする
亜鉛−塩化物電池。 - （２）混合気の不活性ガスによる塩素置換率を６０％〜
９０％とする特許請求の範囲第１項記載の亜鉛−塩化物
電池。 〈３）不活性ガスにヘリウムを用いる特許請求の範囲第
１項又は第２項記載の亜鉛−塩化物電池。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59112355A JPS60257078A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 亜鉛−塩化物電池 |
| US06/736,443 US4594298A (en) | 1984-06-01 | 1985-05-21 | Zinc-chloride cell |
| DE19853518421 DE3518421A1 (de) | 1984-06-01 | 1985-05-22 | Zinkchloridzelle |
| GB08513313A GB2160702B (en) | 1984-06-01 | 1985-05-28 | Zinc-chloride cell |
| FR8508272A FR2565414B1 (fr) | 1984-06-01 | 1985-05-31 | Cellule du type zinc-chlorure a concentration reduite en chlore dans l'electrolyte |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59112355A JPS60257078A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 亜鉛−塩化物電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60257078A true JPS60257078A (ja) | 1985-12-18 |
Family
ID=14584617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59112355A Pending JPS60257078A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 亜鉛−塩化物電池 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4594298A (ja) |
| JP (1) | JPS60257078A (ja) |
| DE (1) | DE3518421A1 (ja) |
| FR (1) | FR2565414B1 (ja) |
| GB (1) | GB2160702B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013508896A (ja) * | 2009-10-23 | 2013-03-07 | レッドフロー・プロプライエタリー・リミテッド | 流動電解液電池用再結合器 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4678656A (en) * | 1983-03-14 | 1987-07-07 | Energy Development Associates, Inc. | Formation of dense chlorine hydrate |
| GB2177251B (en) * | 1985-06-19 | 1988-12-07 | Furukawa Electric Co Ltd | Battery |
| CN103137986B (zh) * | 2011-12-05 | 2015-08-12 | 张华民 | 一种锌溴单液流电池 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3775187A (en) * | 1971-11-18 | 1973-11-27 | Occidental Energy Dev Co | Production of aqueous zinc chloride electrolyte saturated with chlorine |
| US4001036A (en) * | 1975-11-20 | 1977-01-04 | Energy Development Associates | System for improving charge efficiency of a zinc-chloride battery |
| US4413040A (en) * | 1982-04-26 | 1983-11-01 | Energy Development Associates, Inc. | Hydrogen/halogen reactor system for metal halogen batteries |
| US4490446A (en) * | 1982-12-17 | 1984-12-25 | Gould Inc. | Prevention of overpressurization of lithium-thionyl chloride battery cells |
-
1984
- 1984-06-01 JP JP59112355A patent/JPS60257078A/ja active Pending
-
1985
- 1985-05-21 US US06/736,443 patent/US4594298A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-05-22 DE DE19853518421 patent/DE3518421A1/de active Granted
- 1985-05-28 GB GB08513313A patent/GB2160702B/en not_active Expired
- 1985-05-31 FR FR8508272A patent/FR2565414B1/fr not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013508896A (ja) * | 2009-10-23 | 2013-03-07 | レッドフロー・プロプライエタリー・リミテッド | 流動電解液電池用再結合器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2565414A1 (fr) | 1985-12-06 |
| GB2160702A (en) | 1985-12-24 |
| US4594298A (en) | 1986-06-10 |
| FR2565414B1 (fr) | 1988-04-15 |
| GB8513313D0 (en) | 1985-07-03 |
| DE3518421C2 (ja) | 1987-01-29 |
| DE3518421A1 (de) | 1985-12-05 |
| GB2160702B (en) | 1987-05-07 |
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