JPS6122575A - 電池 - Google Patents
電池Info
- Publication number
- JPS6122575A JPS6122575A JP59142864A JP14286484A JPS6122575A JP S6122575 A JPS6122575 A JP S6122575A JP 59142864 A JP59142864 A JP 59142864A JP 14286484 A JP14286484 A JP 14286484A JP S6122575 A JPS6122575 A JP S6122575A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- electrode
- positive electrode
- cell
- diaphragm
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/18—Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
- H01M8/184—Regeneration by electrochemical means
- H01M8/188—Regeneration by electrochemical means by recharging of redox couples containing fluids; Redox flow type batteries
-
- 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
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の目的
産業上の利用分野
この発明は、たとえばレドックスフＣ１−Ｎ池のような
電力貯蔵に用いられる電池構造の改良に関し、特に電極
液およびセル内の隔膜が改良された電池構造に関する。
電力貯蔵に用いられる電池構造の改良に関し、特に電極
液およびセル内の隔膜が改良された電池構造に関する。
従来の技術
電気エネルギは、そのままの形態では貯蔵が困難である
ため、貯蔵可能なエネルギ形態に変換しなければならな
い。使方、安定した電力の供給を行なうには、電力需要
に合わせて供給すなわち発電を行なう必要がある。この
ため、電力会社は常に最大需要に見合った発電設備を建
設し、需要に即応して発電を・行なっている。しかしな
がら、第４図に電力需要曲線Ｐで示すように、昼間およ
び夜間では、電力の需要に大きな差が存在する。同様の
現象は、週、月および季節間でも生じている。
ため、貯蔵可能なエネルギ形態に変換しなければならな
い。使方、安定した電力の供給を行なうには、電力需要
に合わせて供給すなわち発電を行なう必要がある。この
ため、電力会社は常に最大需要に見合った発電設備を建
設し、需要に即応して発電を・行なっている。しかしな
がら、第４図に電力需要曲線Ｐで示すように、昼間およ
び夜間では、電力の需要に大きな差が存在する。同様の
現象は、週、月および季節間でも生じている。
そこで、電力を効率良く貯蔵することが可能であれば、
オフピーク時の余剰電力（第１図のＸで示した部分に相
当する）を貯蔵し、ピーク時にこれを放出すれば、第１
図のＹで示した部分を賄うことができ、需要の変動に対
応することができ、常にほぼ一定の電力（第１図の破線
Ｚに相当する量）のみを発電すればよいことになる。こ
のようなロードレベリングを達成することができれば、
発電設備を軽減することが可能となり、かつエネルギの
節約ならびに石油等の燃料節減にも大きく寄与すること
ができる。
オフピーク時の余剰電力（第１図のＸで示した部分に相
当する）を貯蔵し、ピーク時にこれを放出すれば、第１
図のＹで示した部分を賄うことができ、需要の変動に対
応することができ、常にほぼ一定の電力（第１図の破線
Ｚに相当する量）のみを発電すればよいことになる。こ
のようなロードレベリングを達成することができれば、
発電設備を軽減することが可能となり、かつエネルギの
節約ならびに石油等の燃料節減にも大きく寄与すること
ができる。
そこで、従来より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なうこと、ならびに環境面で
も立地に制約があることなどの８Ｍ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７０−電池の開発
が進められている。
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なうこと、ならびに環境面で
も立地に制約があることなどの８Ｍ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７０−電池の開発
が進められている。
第５図は、従来のレドックス７０−電池の一例を示す概
略構成図である。このレドックスフロー電池１は、セル
２および正極液タンク３および負極液タンク４を備え、
２個のタンク３．４を用いるものであるため２タンク方
式と呼ばれているものである。セル２内は、イオン交換
膜からなる隔膜５により仕切られており、一方側が正極
セル２ａ１他方側が負極セル２ｂを、それぞれ、構成し
ている。正極セル２ａおよび負極セル２ｂ内には、それ
ぞれ、電極として正極６および負極７が配置されている
。
略構成図である。このレドックスフロー電池１は、セル
２および正極液タンク３および負極液タンク４を備え、
２個のタンク３．４を用いるものであるため２タンク方
式と呼ばれているものである。セル２内は、イオン交換
膜からなる隔膜５により仕切られており、一方側が正極
セル２ａ１他方側が負極セル２ｂを、それぞれ、構成し
ている。正極セル２ａおよび負極セル２ｂ内には、それ
ぞれ、電極として正極６および負極７が配置されている
。
第５図に示したレドックスフロル電池１では、たとえば
鉄イオン、クロムイオンのような原子価の変化する、イ
オンの水溶液を、タンク３．４に貯蔵し、これをポンプ
Ｐ７．Ｐ２で流通型電解セル２に送液し、酸化還元反応
により充放電を行なう。たとえば、正極液としてＦ ｅ
３” ／Ｆ ｅ ２＋塩酸溶液、負極液としてＣｒ
２ ＋ ／ Ｃｒ ３＋塩酸溶液を用いると、各酸化還
元系の両極６．７における電気化学反応は、次式のよう
になり、起電力発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記したようなレドックスフロー１１は
、通常の電池と異なり、正極液と負極液との構成の異な
る２液型電池構成であるため、両電解液の混合を阻止す
る必要があり、そのため選択性の強いイオン交換膜が隔
膜５として用いられているが、その結果電池の内部抵抗
を低減することができず、したがって高い充放電効率を
達成することができないという問題があった。
鉄イオン、クロムイオンのような原子価の変化する、イ
オンの水溶液を、タンク３．４に貯蔵し、これをポンプ
Ｐ７．Ｐ２で流通型電解セル２に送液し、酸化還元反応
により充放電を行なう。たとえば、正極液としてＦ ｅ
３” ／Ｆ ｅ ２＋塩酸溶液、負極液としてＣｒ
２ ＋ ／ Ｃｒ ３＋塩酸溶液を用いると、各酸化還
元系の両極６．７における電気化学反応は、次式のよう
になり、起電力発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記したようなレドックスフロー１１は
、通常の電池と異なり、正極液と負極液との構成の異な
る２液型電池構成であるため、両電解液の混合を阻止す
る必要があり、そのため選択性の強いイオン交換膜が隔
膜５として用いられているが、その結果電池の内部抵抗
を低減することができず、したがって高い充放電効率を
達成することができないという問題があった。
また、隔膜５は、上記したような選択性の強いイオン交
換膜、すなわち電極活物質の通過を防止することができ
、しかもＨ＋およびＣＵ−のようなイオン移動担体を通
過させ得るという特殊機能を有しなければならないため
、隔膜５を構成する材料のコストが高くつくという欠点
があった。
換膜、すなわち電極活物質の通過を防止することができ
、しかもＨ＋およびＣＵ−のようなイオン移動担体を通
過させ得るという特殊機能を有しなければならないため
、隔膜５を構成する材料のコストが高くつくという欠点
があった。
さらに、上述したような選択性に優れたイオン交換膜を
隔膜５として用いたとしても、なお電極活物質量 なわら第６図および第７図は、第５図に示した従来のレ
ドックス７０−電池における充電の際および放電の際の
電池内の反応状態を示す部分切欠正面図であるが、第６
図および第７図において矢印Ａ・・・Ｄで示すように、
従来のレドックス７０−電池では、充電動作および放電
動作を繰返すうちに、正極活電解質および負極活電解質
が隔膜５を透過し、その結果正極液および負極液内の電
極活物質量が減少するため電力貯蔵量が低下し、充放電
効率が低下するという欠点があった。
隔膜５として用いたとしても、なお電極活物質量 なわら第６図および第７図は、第５図に示した従来のレ
ドックス７０−電池における充電の際および放電の際の
電池内の反応状態を示す部分切欠正面図であるが、第６
図および第７図において矢印Ａ・・・Ｄで示すように、
従来のレドックス７０−電池では、充電動作および放電
動作を繰返すうちに、正極活電解質および負極活電解質
が隔膜５を透過し、その結果正極液および負極液内の電
極活物質量が減少するため電力貯蔵量が低下し、充放電
効率が低下するという欠点があった。
それゆえに、この発明の目的は、長期間使用した場合で
あっても電力貯蔵量および充放電効率の低下が極めて小
さく、かつ比較的安価な電池構造を提供することにある
。
あっても電力貯蔵量および充放電効率の低下が極めて小
さく、かつ比較的安価な電池構造を提供することにある
。
発明の構成
問題点を解決するための手段′
この発明は、要約すれば、セル内で正極と負極とを隔膜
により分離し、正極に正極液を、負極に負極液を供給し
充放電を行なう電池構造において、充電前の正極液およ
び負極液が、ほぼ等モルの正極活電解質および負極活電
解質を含む同一組成の電極液で構成されており、かつ隔
膜として多孔質賎を用いることを特徴とする、電池構造
である。
により分離し、正極に正極液を、負極に負極液を供給し
充放電を行なう電池構造において、充電前の正極液およ
び負極液が、ほぼ等モルの正極活電解質および負極活電
解質を含む同一組成の電極液で構成されており、かつ隔
膜として多孔質賎を用いることを特徴とする、電池構造
である。
充電前の電極液としては、たとえばＣｒＣ見。
−Ｆｅ ＣＩＬ塩酸溶液のほか、従来より電池構造の電
極液として用いられている任意の電極活物質を用いるこ
とができる。
極液として用いられている任意の電極活物質を用いるこ
とができる。
まｌ、、、「多孔質膜」としては、たとえばセルロース
系樹脂、ポリオレフィン系樹脂およびふっ素樹脂等の材
料からなる膜を用いることができる。
系樹脂、ポリオレフィン系樹脂およびふっ素樹脂等の材
料からなる膜を用いることができる。
もっとも、）ＩＣｆＬ溶液など強酸性溶液を用いること
が多いこと、および高温操作を考慮すると、耐薬品性お
よび耐高温性に優れたふっ素樹脂が好ましい。
が多いこと、および高温操作を考慮すると、耐薬品性お
よび耐高温性に優れたふっ素樹脂が好ましい。
また、内部抵抗の低減およびイオン移動担体の移動性を
考慮すると、電気抵抗２．００ｃｍ’以下、孔径０．５
μｍ以下の膜が好ましい。
考慮すると、電気抵抗２．００ｃｍ’以下、孔径０．５
μｍ以下の膜が好ましい。
作用
この発明では、充電前の正極液および負極液がほぼ等モ
ルの正極活電解質および負極活電解質を含むため、セル
内での隔膜の両側間ずなゎち正極セルと負極セルとの間
に電極活物質の１１度勾配がほとんど生じず、１ｌｌｉ
膜を介した電極活物質の物質移動はほとんど生じない。
ルの正極活電解質および負極活電解質を含むため、セル
内での隔膜の両側間ずなゎち正極セルと負極セルとの間
に電極活物質の１１度勾配がほとんど生じず、１ｌｌｉ
膜を介した電極活物質の物質移動はほとんど生じない。
また、後述する実施例の説明から明らかなように、放電
動作の後には正極液および負極液が混合されるため、放
電動作時に未反応の電極活物質があったとしても、他方
側の電極活物質と反応し、その結果正極活物質および負
極活物質の濃度は、使用開始当初と同一に保たれる。す
なわち、この発明では隔膜を介した電極活物質の混合が
生じたとしても、１サイクル内における充放電電気量の
効率の低下が生じるだけであり、長期間の容量の低下と
いう問題は生じない。したがって、イオン交換膜より電
極活物質の混合の生じやすい多孔質膜を用いることが可
能であり、イオン交換膜より電気抵抗の小さいという多
孔質膜の好ましい特性を利用することができる。
動作の後には正極液および負極液が混合されるため、放
電動作時に未反応の電極活物質があったとしても、他方
側の電極活物質と反応し、その結果正極活物質および負
極活物質の濃度は、使用開始当初と同一に保たれる。す
なわち、この発明では隔膜を介した電極活物質の混合が
生じたとしても、１サイクル内における充放電電気量の
効率の低下が生じるだけであり、長期間の容量の低下と
いう問題は生じない。したがって、イオン交換膜より電
極活物質の混合の生じやすい多孔質膜を用いることが可
能であり、イオン交換膜より電気抵抗の小さいという多
孔質膜の好ましい特性を利用することができる。
その結果、隔膜における内部抵抗を低下させ、電圧効率
（充放電動作時におけるそれぞれの電圧の比）を上昇さ
せることができ、トータルのエネルギ効率（充放電電力
量の比）を向上させることが可能とされている。
（充放電動作時におけるそれぞれの電圧の比）を上昇さ
せることができ、トータルのエネルギ効率（充放電電力
量の比）を向上させることが可能とされている。
実施例の説明
第１図は、この発明の一実施例を示す概略構成図である
。第１図において３１は流通型電解セルを示し、該セル
３１は第５図に示した従来のレドックスフロー電池にお
けるセル２と同様の構成を有する。
。第１図において３１は流通型電解セルを示し、該セル
３１は第５図に示した従来のレドックスフロー電池にお
けるセル２と同様の構成を有する。
この実施例では、セル３１に接続される電極液タンクが
、共通タンク４１と、正極液タンク４２および負極液タ
ンク４３の３個のタンク４１．４２．４３により構成さ
れている。共通タンク４１には、ＣｒＣＱａおよびＦｅ
ＣＱｚが等モル含まれた塩酸溶液である電極液４４が充
填されている。
、共通タンク４１と、正極液タンク４２および負極液タ
ンク４３の３個のタンク４１．４２．４３により構成さ
れている。共通タンク４１には、ＣｒＣＱａおよびＦｅ
ＣＱｚが等モル含まれた塩酸溶液である電極液４４が充
填されている。
共通タンク４１は、セル３１の正極セル３１ａおよび負
極セル３１ｔｌに接続されており、ポンプ４５．４６に
より電極液４４が供給あるいは排出されるように構成さ
れている。
極セル３１ｔｌに接続されており、ポンプ４５．４６に
より電極液４４が供給あるいは排出されるように構成さ
れている。
他方、正極セル３１ａおよび負極セル３１ｂには、第５
図に示した従来のレドックスフロー電池と同様に正極液
タンク４２および負極液タンク４３が接続されている。
図に示した従来のレドックスフロー電池と同様に正極液
タンク４２および負極液タンク４３が接続されている。
今、上述のように電極液４４としてＣｒＣＱａ−ＦｅＣ
ｕ２塩酸溶液を用いた場合、充電動作の際には、電極液
４４は、それぞれ、ポンプ４５゜４６により、正極セル
３１ａおよび負極セル３１ｂに供給され、電極反応を生
じ、反応が終了した正極液および負極液は正極液タンク
４２および負極液タンク４３に、それぞれ、排出される
。
ｕ２塩酸溶液を用いた場合、充電動作の際には、電極液
４４は、それぞれ、ポンプ４５゜４６により、正極セル
３１ａおよび負極セル３１ｂに供給され、電極反応を生
じ、反応が終了した正極液および負極液は正極液タンク
４２および負極液タンク４３に、それぞれ、排出される
。
他方、放電動作時には、正極液タンク４２および負極液
タンク４３内の正極液および負極液が、それぞれ、矢印
Ｙ方向に移送され正極セル３１ａおよび負極セル３１ｂ
において電極反応を生じ、再び共通タンク４１に回収さ
れる。
タンク４３内の正極液および負極液が、それぞれ、矢印
Ｙ方向に移送され正極セル３１ａおよび負極セル３１ｂ
において電極反応を生じ、再び共通タンク４１に回収さ
れる。
第１図に示した実施例における電極反応は、正極および
負極においてそれぞれ、次の式により行なわれる。
負極においてそれぞれ、次の式により行なわれる。
ところで、第１図に示した実施例のレドツクスフロー電
池では、充電前の電極液が、正極活物質としてのＦｅ２
＋および負極活物質としてのＣｒ３＋を等モル含んでい
るため、セル３１内において隔膜３２を介した濃度勾配
は生じない。よって、隔膜３２を介した物質移動は効果
的に防止され、それゆえに正極セル３１ａおよび負極セ
ル３１ｂ内でのそれぞれの電極活物質の濃度低下が確実
に防止され得る。すなわち第２図に充電動作時のセル３
１内を略図的正面図で示すが、この場合矢印ＡおよびＢ
で示される物質移動は、はとんど生じないことになるの
である。
池では、充電前の電極液が、正極活物質としてのＦｅ２
＋および負極活物質としてのＣｒ３＋を等モル含んでい
るため、セル３１内において隔膜３２を介した濃度勾配
は生じない。よって、隔膜３２を介した物質移動は効果
的に防止され、それゆえに正極セル３１ａおよび負極セ
ル３１ｂ内でのそれぞれの電極活物質の濃度低下が確実
に防止され得る。すなわち第２図に充電動作時のセル３
１内を略図的正面図で示すが、この場合矢印ＡおよびＢ
で示される物質移動は、はとんど生じないことになるの
である。
同様に、放電動作においても隔膜３２を隔てた物質移動
はほとんど起こらず、よって第３図に略図的正面図で示
すように、矢印ＣおよびＤで示ず方向の電極活物質の移
動はほとんど生じない。
はほとんど起こらず、よって第３図に略図的正面図で示
すように、矢印ＣおよびＤで示ず方向の電極活物質の移
動はほとんど生じない。
さらに、第１図に示した実施例では、充電動作における
電極反応を終えた正極液および負−極液は、正極液タン
ク４２および負極液タンク４３に排出・貯蔵されている
が、この場合第１図に示すように正極液タンク４２では
Ｆｅｓ＋およびｃｒ ＠”が存在し、負極液タンク４３
内にはＦｅ２＋およびＣｒ２＋が存在する。他方、放電
動作時には、正極液タンク４２および負極液タンク４３
内の正極液および負極液が、再度セル３１に供給されて
電極反応を起こすのであるが、正極液および負極液中の
すべての電極活物質が反応するとは限らない。たとえば
、正極セル３１ａにおいて、供給されたＦｅ ３＋の一
部が電極反応を生じず、Ｆｅ３１のまま共通タンク４１
に排出されることがあり、同様に負極側においてもＣｒ
２＋が一部未反応のまま共通タンク４１に排出されるか
もしれない。
電極反応を終えた正極液および負−極液は、正極液タン
ク４２および負極液タンク４３に排出・貯蔵されている
が、この場合第１図に示すように正極液タンク４２では
Ｆｅｓ＋およびｃｒ ＠”が存在し、負極液タンク４３
内にはＦｅ２＋およびＣｒ２＋が存在する。他方、放電
動作時には、正極液タンク４２および負極液タンク４３
内の正極液および負極液が、再度セル３１に供給されて
電極反応を起こすのであるが、正極液および負極液中の
すべての電極活物質が反応するとは限らない。たとえば
、正極セル３１ａにおいて、供給されたＦｅ ３＋の一
部が電極反応を生じず、Ｆｅ３１のまま共通タンク４１
に排出されることがあり、同様に負極側においてもＣｒ
２＋が一部未反応のまま共通タンク４１に排出されるか
もしれない。
しかしながら、この場合であっても、未反応のＦｅ３＋
とＣｒ２＋は、共通タンク７１１内で反応し、Ｆ ｅ
２＋およびＣｒ５４に変換される。よって、たとえ未反
応のＦｅａ＋およびＣｒ ２４があったとしても、共通
タンク４１内での反応により、共通タンク４１内に貯蔵
される電極液をすべてＦｅ２＋およびＣｒ３＋を等モル
含む最初の電極液と同一組成とすることが可能にされて
いる。したがって、゛長期間にわたり充放電動作を繰返
したとしても、充放電効率の低下は全く生じないことが
わかる。
とＣｒ２＋は、共通タンク７１１内で反応し、Ｆ ｅ
２＋およびＣｒ５４に変換される。よって、たとえ未反
応のＦｅａ＋およびＣｒ ２４があったとしても、共通
タンク４１内での反応により、共通タンク４１内に貯蔵
される電極液をすべてＦｅ２＋およびＣｒ３＋を等モル
含む最初の電極液と同一組成とすることが可能にされて
いる。したがって、゛長期間にわたり充放電動作を繰返
したとしても、充放電効率の低下は全く生じないことが
わかる。
さらに、第１図に示した実施例では、隔膜３２として多
孔質膜が用いられている。多孔質膜は、前述したように
従来から用いられてきたイオン交換膜より電極活物質の
混合を生じやすいという問題がある。しかしながら、上
記したように電極活物質の混合が生じたとしても、共通
タンク４１に戻された際に共通タンク４１内での反応に
より電極液は当初と同一組成となる。したがってイオン
交換膜より電極活物質の混合を生じさせやすいという欠
点は、上記構成により解消される。のみならず、多孔質
膜は電気抵抗がイオン交換膜より低いため、第１図に示
したレドックスフロー電池の内部抵抗は効果的に低減さ
れ、電圧効率が上昇する。
孔質膜が用いられている。多孔質膜は、前述したように
従来から用いられてきたイオン交換膜より電極活物質の
混合を生じやすいという問題がある。しかしながら、上
記したように電極活物質の混合が生じたとしても、共通
タンク４１に戻された際に共通タンク４１内での反応に
より電極液は当初と同一組成となる。したがってイオン
交換膜より電極活物質の混合を生じさせやすいという欠
点は、上記構成により解消される。のみならず、多孔質
膜は電気抵抗がイオン交換膜より低いため、第１図に示
したレドックスフロー電池の内部抵抗は効果的に低減さ
れ、電圧効率が上昇する。
なお、上記実施例では、３個のタンクを用いた例につき
説明したが、これに限らず、正極液タンク１個および負
極液タンク１個の２タンク方式あるいは４個以上のタン
クを用いるシステムについても適用できることは言うま
でもない。
説明したが、これに限らず、正極液タンク１個および負
極液タンク１個の２タンク方式あるいは４個以上のタン
クを用いるシステムについても適用できることは言うま
でもない。
さらに、上記実施例では、電極活物質として、ＦｅＣＡ
２およびＣｒＣＡ。を用いた場合につき説明したが、こ
れに限らず、下記の表に示すような種々の電極活物質を
用いることができることは言うまでもない。
２およびＣｒＣＡ。を用いた場合につき説明したが、こ
れに限らず、下記の表に示すような種々の電極活物質を
用いることができることは言うまでもない。
次に、この発明の具体的実験結果の一例を説明する。
電極面積ｌＸ１０ｃｍ２の小形の流通型電解セルにおい
て、電極として１×１０ＣＩＩ１２のカーボン布を用い
、隔膜として孔径０．１μｍ１膜厚７０μｍのポリプロ
ピレン膜を用い、充電前の電解液として１モルのＦｅＣ
Ｑ２およびＣｒＣＱ、ａを２規定のＨＣＱに溶解させた
ものを用い、充放電実験を行なった。その結果、充放電
動作を数１０リイクル実施した後であっても容量の低下
は見られず、またエネルギ効率も少なくとも従来のイオ
ン交換膜を用いたものに比べ１０％以上向上することが
確められた。
て、電極として１×１０ＣＩＩ１２のカーボン布を用い
、隔膜として孔径０．１μｍ１膜厚７０μｍのポリプロ
ピレン膜を用い、充電前の電解液として１モルのＦｅＣ
Ｑ２およびＣｒＣＱ、ａを２規定のＨＣＱに溶解させた
ものを用い、充放電実験を行なった。その結果、充放電
動作を数１０リイクル実施した後であっても容量の低下
は見られず、またエネルギ効率も少なくとも従来のイオ
ン交換膜を用いたものに比べ１０％以上向上することが
確められた。
発明の効果
以上のように、この発明によれば、セル内で正極と負極
とを隔膜により分離し、正極に正極液を、負極に負極液
を供給し充放電を行なう電池構造において、充ｆｆｉ前
の正極液および負極液が、ほぼ等モルの正極活電解質お
よび負極活電解質を含む同一組成の電極液で構成されて
おり、かつ隔膜として多孔質膜を用いるものであるため
、セル内での隔膜を介した電極活物質の移動を防止する
ことができ、また放電動作後に共通タンクに戻される電
極液は当初と同一の組成の電極液となるので、電力貯Ｉ
Ｎの低下および充放電効率の低下の極めて小さな電池＃
Ｉ造を突堤することが可能となる。さらに、隔膜として
多孔質膜を用いるものであるため、内部抵抗を低くする
ことができ、電池全体のエネルギ効率を上昇させること
が可能であり、また多孔質膜は高温でも特性が変化しな
いので、高温でのエネルギ効率をも上昇させることが可
能となる。さらに、従来の隔膜材料のイオン交換膜に比
べて多孔質膜は比較的安価であるため、コストのイへ減
を果たすことも可能となる。
とを隔膜により分離し、正極に正極液を、負極に負極液
を供給し充放電を行なう電池構造において、充ｆｆｉ前
の正極液および負極液が、ほぼ等モルの正極活電解質お
よび負極活電解質を含む同一組成の電極液で構成されて
おり、かつ隔膜として多孔質膜を用いるものであるため
、セル内での隔膜を介した電極活物質の移動を防止する
ことができ、また放電動作後に共通タンクに戻される電
極液は当初と同一の組成の電極液となるので、電力貯Ｉ
Ｎの低下および充放電効率の低下の極めて小さな電池＃
Ｉ造を突堤することが可能となる。さらに、隔膜として
多孔質膜を用いるものであるため、内部抵抗を低くする
ことができ、電池全体のエネルギ効率を上昇させること
が可能であり、また多孔質膜は高温でも特性が変化しな
いので、高温でのエネルギ効率をも上昇させることが可
能となる。さらに、従来の隔膜材料のイオン交換膜に比
べて多孔質膜は比較的安価であるため、コストのイへ減
を果たすことも可能となる。
この発明は、レドックスフロー電池に限らず、電力貯蔵
用２次電池一般に応用し得るものであることを指摘して
おく。
用２次電池一般に応用し得るものであることを指摘して
おく。
第１図は、この発明の一実施例の概略構成図である。第
２図および第３図は、第１図に示した実施例におけるセ
ル内の充電動作時および放電動作時の反応状態を示す図
である。第４図は、電力需要曲線を示す図である。第５
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６図および第７図は、第５図に示した従来のレドック
ス７０−電池のセル内の充電動作時および放電動作時の
反応状態を示す部分切欠正面図である。 図において、３１はセル、３２は隔膜、３３は正極、３
４は負極、４１は共通タンク、４２は正極液タンク、４
３は負極液タンク、４４は電極液を示す。
２図および第３図は、第１図に示した実施例におけるセ
ル内の充電動作時および放電動作時の反応状態を示す図
である。第４図は、電力需要曲線を示す図である。第５
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６図および第７図は、第５図に示した従来のレドック
ス７０−電池のセル内の充電動作時および放電動作時の
反応状態を示す部分切欠正面図である。 図において、３１はセル、３２は隔膜、３３は正極、３
４は負極、４１は共通タンク、４２は正極液タンク、４
３は負極液タンク、４４は電極液を示す。
Claims (3)
- （１）セル内で正極と負極とを隔膜により分離し、正極
に正極液を、負極に負極液を供給し充放電を行なう電池
構造において、 充電前の前記正極液および負極液が、ほぼ等モルの正極
活電解質および負極活電解質を含む同一組成の電極液に
より構成されており、かつ 前記隔膜として多孔質膜を用いることを特徴とする、電
池構造。 - （２）前記充電前の電極液は、ＣｒＣｌ＿３−ＦｅＣｌ
＿２塩酸溶液である、特許請求の範囲第１項記載の電池
構造。 - （３）前記多孔質膜は、孔径０．５μｍ以下、電気抵抗
２．０Ωｃｍ＾２以下の特性を有する材料からなる膜で
ある、特許請求の範囲第１項または第２項記載の電池構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59142864A JPS6122575A (ja) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | 電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59142864A JPS6122575A (ja) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | 電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6122575A true JPS6122575A (ja) | 1986-01-31 |
| JPH0534785B2 JPH0534785B2 (ja) | 1993-05-24 |
Family
ID=15325380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59142864A Granted JPS6122575A (ja) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | 電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6122575A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998006145A1 (en) * | 1996-08-07 | 1998-02-12 | Rmg Services Pty. Ltd. | Fuel cell and a process of using a fuel cell |
| WO1999012220A1 (en) * | 1997-09-01 | 1999-03-11 | Rmg Services Pty. Ltd. | Improved fuel cell and a process of using a fuel cell |
| CN102144321A (zh) * | 2008-07-01 | 2011-08-03 | 迪亚能源股份有限公司 | 氧化还原流通单元电池 |
| JP2014503946A (ja) * | 2010-12-10 | 2014-02-13 | 中国科学院大▲連▼化学物理研究所 | 多孔質隔膜及びその複合膜のレドックスフロー電池における応用 |
| CN115832379A (zh) * | 2023-02-21 | 2023-03-21 | 北京西融新材料科技有限公司 | 一种电解液关键材料的制备方法及其应用 |
-
1984
- 1984-07-09 JP JP59142864A patent/JPS6122575A/ja active Granted
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998006145A1 (en) * | 1996-08-07 | 1998-02-12 | Rmg Services Pty. Ltd. | Fuel cell and a process of using a fuel cell |
| GB2342495A (en) * | 1996-08-07 | 2000-04-12 | Rmg Services Pty Ltd | Fuel cell and a process of using a fuel cell |
| GB2342495B (en) * | 1996-08-07 | 2000-12-13 | Rmg Services Pty Ltd | Fuel cell and a process of using a fuel cell |
| WO1999012220A1 (en) * | 1997-09-01 | 1999-03-11 | Rmg Services Pty. Ltd. | Improved fuel cell and a process of using a fuel cell |
| GB2344208A (en) * | 1997-09-01 | 2000-05-31 | Rmg Services Pty Ltd | Improved fuel cell and a process of using a fuel cell |
| GB2344208B (en) * | 1997-09-01 | 2001-06-13 | Rmg Services Pty Ltd | Improved fuel cell and a process of using a fuel cell |
| US6475653B1 (en) | 1997-09-01 | 2002-11-05 | Rmg Services Pty Ltd | Non diffusion fuel cell and a process of using the fuel cell |
| CN102144321A (zh) * | 2008-07-01 | 2011-08-03 | 迪亚能源股份有限公司 | 氧化还原流通单元电池 |
| JP2014503946A (ja) * | 2010-12-10 | 2014-02-13 | 中国科学院大▲連▼化学物理研究所 | 多孔質隔膜及びその複合膜のレドックスフロー電池における応用 |
| CN115832379A (zh) * | 2023-02-21 | 2023-03-21 | 北京西融新材料科技有限公司 | 一种电解液关键材料的制备方法及其应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0534785B2 (ja) | 1993-05-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dinesh et al. | Iron-based flow batteries to store renewable energies | |
| Skyllas‐Kazacos et al. | Efficient vanadium redox flow cell | |
| De Leon et al. | Redox flow cells for energy conversion | |
| AU773230B2 (en) | Redox flow battery | |
| US4382116A (en) | Zirconium carbide as an electrocatalyst for the chromous/chromic REDOX couple | |
| CN101593841B (zh) | 一种氧化还原液流电池和氧化还原液流电池组 | |
| US20150048777A1 (en) | Novel flow battery and usage thereof | |
| JPS62216176A (ja) | レドツクス電池用電解液 | |
| CN114171766B (zh) | 具有低成本薄膜的高效率锌-碘吸附辅助液流电池 | |
| CN104143646A (zh) | 一种液流储能电池或电堆的运行方法 | |
| Gahn et al. | Single cell performance studies on the Fe/Cr Redox Energy Storage System using mixed reactant solutions at elevated temperature | |
| JPS6122574A (ja) | 電池 | |
| CN102694143A (zh) | 一种空气/钒液流电池 | |
| JPH0411340Y2 (ja) | ||
| JPS6122575A (ja) | 電池 | |
| WO2020147635A1 (en) | Aqueous hybrid super capacitor | |
| JP2025505790A (ja) | フロー電池用の鉄／バナジウム混合電解液の製造 | |
| US11705571B2 (en) | Foil-based redox flow battery | |
| JPH044569A (ja) | 電解液貯蔵タンク | |
| CN103794813A (zh) | 铕铈液流电池 | |
| CN110741499B (zh) | 离子交换膜和包括该离子交换膜的液流电池 | |
| JPS60225366A (ja) | レドツクスフロ−電池 | |
| CN115295851B (zh) | 液流电池系统及其用途 | |
| JPH044568A (ja) | レドックスフロー電池 | |
| JPS614169A (ja) | レドツクスフロ−電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |