JPS62216176A - レドツクス電池用電解液 - Google Patents
レドツクス電池用電解液Info
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- JPS62216176A JPS62216176A JP61057915A JP5791586A JPS62216176A JP S62216176 A JPS62216176 A JP S62216176A JP 61057915 A JP61057915 A JP 61057915A JP 5791586 A JP5791586 A JP 5791586A JP S62216176 A JPS62216176 A JP S62216176A
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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
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- 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
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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〕
本発明はレドックス電池用電解液、詳しくは、電池の内
部抵抗を減少させるとともに、活物質の溶解度を向上さ
せるレドックス電池用電解液に関するものである。
部抵抗を減少させるとともに、活物質の溶解度を向上さ
せるレドックス電池用電解液に関するものである。
電力は各種のエネルギーへの変換が容易で制御し易く、
消費時の環境汚染がないので、エネルギー消費に占める
割合が年毎に増加している。“成力供給の特異な点は、
生産と消費が同時に行われることである。この制約の中
で、電力消費の変動に即応しながら、一定周波数、一定
電圧の質の高い電力を高い信頼性で送ることが、電力産
業に要求されているが、実際には、出力は変えにくいが
効率の高い原子力発電や新鋭火力発電峨を、なるべく最
高効率の定格で運転し、区間の大きな電力需要の増フル
を′電力消費の変動に応じて発電を行うのに適した水力
発電等でまかなっており、夜間には余剰電力が発生して
いるのが現状である。
消費時の環境汚染がないので、エネルギー消費に占める
割合が年毎に増加している。“成力供給の特異な点は、
生産と消費が同時に行われることである。この制約の中
で、電力消費の変動に即応しながら、一定周波数、一定
電圧の質の高い電力を高い信頼性で送ることが、電力産
業に要求されているが、実際には、出力は変えにくいが
効率の高い原子力発電や新鋭火力発電峨を、なるべく最
高効率の定格で運転し、区間の大きな電力需要の増フル
を′電力消費の変動に応じて発電を行うのに適した水力
発電等でまかなっており、夜間には余剰電力が発生して
いるのが現状である。
このため、経済性の良好な原子力発電や新鋭火力発電に
よる夜間余剰電力を揚水発電によって貯蔵しているが、
揚水発電の立地条件は次第に厳しくなっている。
よる夜間余剰電力を揚水発電によって貯蔵しているが、
揚水発電の立地条件は次第に厳しくなっている。
以上のような実情から環境汚染がなく、しかも汎用性の
高いエネルギーである電力を貯蔵する方法として各種の
２次電池が研死され、この中でも。
高いエネルギーである電力を貯蔵する方法として各種の
２次電池が研死され、この中でも。
特に２種のレドックス系を隔１模を介して接触させたレ
ドックス電池が注目されている。
ドックス電池が注目されている。
この原理の概要について、第１図を用いて説明すると、
第１図は２タンク式のレドックス電池を用いた電力貯蔵
システムを示すものであるが、これらの図において、１
は発電所、２は変電設備、３は負荷、４はインバータ、
５はレドックス電池で、レドックス電池５はタンク６．
７、流通型電解槽８などから構成される。
第１図は２タンク式のレドックス電池を用いた電力貯蔵
システムを示すものであるが、これらの図において、１
は発電所、２は変電設備、３は負荷、４はインバータ、
５はレドックス電池で、レドックス電池５はタンク６．
７、流通型電解槽８などから構成される。
流通型電解槽８は隔１換９で仕切り、内部に正極液室１
０ａと負極液室１０ｂを設け、該正極液室１０ａには正
ＦＭｌｌと、正（ｉＭ例えばＦｅイオンを含む塩酸溶液
等の液を収容し、一方負極液室１０ｂには負極１２と、
負極液、例えばＣｒイオンを含む塩酸溶液等の液を収容
するとともに、タンク６とＩＥｆＭ液室１０ａの間には
ポンフ”１３ａを設け、タンク６と正極液室１０ａとの
間に正ＦＭ液の循環路１４を形成し、またタンク７と負
極液室１ｏｂの間にはポンフ”１３１）を設け、タンク
７と負極液室１０１）との間に負極液の循環路１５を形
成する。
０ａと負極液室１０ｂを設け、該正極液室１０ａには正
ＦＭｌｌと、正（ｉＭ例えばＦｅイオンを含む塩酸溶液
等の液を収容し、一方負極液室１０ｂには負極１２と、
負極液、例えばＣｒイオンを含む塩酸溶液等の液を収容
するとともに、タンク６とＩＥｆＭ液室１０ａの間には
ポンフ”１３ａを設け、タンク６と正極液室１０ａとの
間に正ＦＭ液の循環路１４を形成し、またタンク７と負
極液室１ｏｂの間にはポンフ”１３１）を設け、タンク
７と負極液室１０１）との間に負極液の循環路１５を形
成する。
以上の構成において発電所１で発電され、変電設備２に
送電された電力は適当な電圧に変圧され、負荷３に供給
される。
送電された電力は適当な電圧に変圧され、負荷３に供給
される。
一方、夜間になシ余剰電力が出ると、インバータ４によ
シ交直変換を行い、レドックス電池５に充電が行われる
。
シ交直変換を行い、レドックス電池５に充電が行われる
。
この場合、ポンプ１３ａ、１８１）で正極液および負極
液を、正極液室１０ａおよび負極液室１０ｂを通して循
環させながら充電が行われる。たとえば、正極液にＦｅ
イオン、負極液にＣｒイオンを使用する場合、流通型電
解槽８内で起こる反応は下記（１）〜（３）式中の充電
側の反応となる。
液を、正極液室１０ａおよび負極液室１０ｂを通して循
環させながら充電が行われる。たとえば、正極液にＦｅ
イオン、負極液にＣｒイオンを使用する場合、流通型電
解槽８内で起こる反応は下記（１）〜（３）式中の充電
側の反応となる。
このようにして、電力が正俺液、負極液の中に蓄積され
る。
る。
次に、供給電力が需要電力よりも少ない場合は、ポンフ
゛１８ａ、１８１）で正極液および負極液を、正極液室
１０ａおよび負極液室１０ｂを通して循環させながら（
１）〜（３）式中の放電側の反応により放電が行われ、
インバータ４により直交変換が行われ、変電設４ｓ２を
介して負萌３に電力が供給される。
゛１８ａ、１８１）で正極液および負極液を、正極液室
１０ａおよび負極液室１０ｂを通して循環させながら（
１）〜（３）式中の放電側の反応により放電が行われ、
インバータ４により直交変換が行われ、変電設４ｓ２を
介して負萌３に電力が供給される。
前記レドックス電池用゛イ解液は、活物質中に電気を貯
えるため、液中に溶解している活物質（−例として正極
では鉄、負極ではクロム）の濃度が低いと、同一電気量
を貯蔵するだめのタンク蚕食が大きくなり、また電解液
の循環流量も増大するため、このためのポンプ容量も大
きくなる欠点がある。これらを小さくするためには、で
きるだけ活物質濃度を高めることが望ましい。また電池
の内部抵抗を小さくする上で、電解液中の水素イオン濃
度を高くし、隔膜のイオン電導の抵抗を小さくする事が
望ましい。
えるため、液中に溶解している活物質（−例として正極
では鉄、負極ではクロム）の濃度が低いと、同一電気量
を貯蔵するだめのタンク蚕食が大きくなり、また電解液
の循環流量も増大するため、このためのポンプ容量も大
きくなる欠点がある。これらを小さくするためには、で
きるだけ活物質濃度を高めることが望ましい。また電池
の内部抵抗を小さくする上で、電解液中の水素イオン濃
度を高くし、隔膜のイオン電導の抵抗を小さくする事が
望ましい。
従来、電解液としては前記のように塩酸溶液が用いられ
ているが、さらに塩酸濃度を高めると、水素イオン濃度
は上がり隔膜の抵抗は小さくなるものの、塩化物イオン
濃度も同時に増大するため、塩化物イオンの共通イオン
効果によシ、活物質であるクロム塩化物の溶解度が低下
してしまう欠点があった。このため塩酸濃度は、両者の
兼ね合いから３〜４規定（Ｎ）が適当と考えられている
。
ているが、さらに塩酸濃度を高めると、水素イオン濃度
は上がり隔膜の抵抗は小さくなるものの、塩化物イオン
濃度も同時に増大するため、塩化物イオンの共通イオン
効果によシ、活物質であるクロム塩化物の溶解度が低下
してしまう欠点があった。このため塩酸濃度は、両者の
兼ね合いから３〜４規定（Ｎ）が適当と考えられている
。
これに対して、塩化物イオン濃度を高めることなく水素
イオン濃度を高めることにより、活物質の溶解度を低下
させることなく電池内部抵抗を低減させるものとして硫
酸を添加する電解液が提案されている（特願昭６０−２
５９５９１号）。
イオン濃度を高めることにより、活物質の溶解度を低下
させることなく電池内部抵抗を低減させるものとして硫
酸を添加する電解液が提案されている（特願昭６０−２
５９５９１号）。
ところでレドックス電池の内部抵抗は、主として電極反
応の過電圧に基づく電気抵抗と前記の隔膜の抵抗からな
る。前記特願昭６０−２５９５９１号に記載された電解
液は、硫酸を添加することにより、水素イオン濃度を高
め隔膜の電気抵抗を低減し、電池内部抵抗を低減しよう
とするものである。
応の過電圧に基づく電気抵抗と前記の隔膜の抵抗からな
る。前記特願昭６０−２５９５９１号に記載された電解
液は、硫酸を添加することにより、水素イオン濃度を高
め隔膜の電気抵抗を低減し、電池内部抵抗を低減しよう
とするものである。
しかしこの方法は、膜の抵抗は低減できるものの、電極
反応による抵抗分が硫酸濃度の増大とともに増大するた
め、全体としての′電池性能は大きくは改善されない（
後述の比較例２．４．５参照）。
反応による抵抗分が硫酸濃度の増大とともに増大するた
め、全体としての′電池性能は大きくは改善されない（
後述の比較例２．４．５参照）。
これは、硫酸イオンが炭素繊維室面上での充放電反応を
阻害するためであると考えられる。したがって、添加す
る酸としては、アニオンが炭素繊維電極上での充放電反
応を阻害しないものであることが望ましい。
阻害するためであると考えられる。したがって、添加す
る酸としては、アニオンが炭素繊維電極上での充放電反
応を阻害しないものであることが望ましい。
本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、電池の内部
抵抗を効果的に減少させ、かつ活物質の溶解度を向上さ
せるレドックス′電池用電解液の提供を目的とするもの
である。
抵抗を効果的に減少させ、かつ活物質の溶解度を向上さ
せるレドックス′電池用電解液の提供を目的とするもの
である。
〔問題点を解決するだめの手段および作用〕本発明のレ
ドックス電池用電解液は、塩酸１〜４規定（Ｎ）と活物
質を少なくとも０．５ ｍｏｌ、＃を含有するレドック
ス電池用電解液において、塩酸以外に電極反応を阻害し
ないアニオンからなる酸を０．１〜４規定（Ｎ）含有す
ることを特徴としている。
ドックス電池用電解液は、塩酸１〜４規定（Ｎ）と活物
質を少なくとも０．５ ｍｏｌ、＃を含有するレドック
ス電池用電解液において、塩酸以外に電極反応を阻害し
ないアニオンからなる酸を０．１〜４規定（Ｎ）含有す
ることを特徴としている。
ｆｉｌｆｆ１反応を阻害しないアニオンからなる酸とし
ては、臭化水素酸およびその池のハロゲン酸類のうち、
一種類の酸または二種類以上の混酸を用いることか望ま
しい。この電解液の組成としては、下記の範囲となるよ
うに調製する。
ては、臭化水素酸およびその池のハロゲン酸類のうち、
一種類の酸または二種類以上の混酸を用いることか望ま
しい。この電解液の組成としては、下記の範囲となるよ
うに調製する。
塩酸 ・・・・・・１〜４規定（Ｎ）活
物質 ・・・・・０．５ｍ○１．／１以上
電極反応を阻害しない２０１００．。、１〜４規定（Ｎ
）アニオンからなる酸 上記のアニオンからなる酸を添加すれば、塩化物イオン
による共通イオン効果を減少させることにより、活物質
の溶解度が向上する。
物質 ・・・・・０．５ｍ○１．／１以上
電極反応を阻害しない２０１００．。、１〜４規定（Ｎ
）アニオンからなる酸 上記のアニオンからなる酸を添加すれば、塩化物イオン
による共通イオン効果を減少させることにより、活物質
の溶解度が向上する。
なおハロゲン酸類のほかに、チオシアン酸または過塩素
酸も活物質錯イオン構造に影響を与えないため、電制反
応を阻害しないアニオンからなる酸として前記の効果が
期待できる。
酸も活物質錯イオン構造に影響を与えないため、電制反
応を阻害しないアニオンからなる酸として前記の効果が
期待できる。
つぎに本発明を実施例および比較例により、具体的に説
明する。
明する。
以下においては、不純物の影響をなくし、本発明の効果
を明らかにするために、電解液の原料はすべて試薬を用
いた。
を明らかにするために、電解液の原料はすべて試薬を用
いた。
本発明の実施例および比較例において用いた電解液は、
負極活物質として塩化クロム、正極活物質として塩化第
１鉄および塩化第２鉄の各試薬１級に、所定量の塩酸お
よび臭化水素酸または硫酸、各試薬特級を加え、蒸留水
で溶解し調製した。
負極活物質として塩化クロム、正極活物質として塩化第
１鉄および塩化第２鉄の各試薬１級に、所定量の塩酸お
よび臭化水素酸または硫酸、各試薬特級を加え、蒸留水
で溶解し調製した。
酸の組成が電池性能に及ぼす影響を調べるために、活物
質濃度は、実施例、比較例とも、負極液が塩化クロム１
． ｇ ｍｏ工／β、正極液が塩化第１鉄１．０ｍｏｌ
／ ｌおよび塩化第２鉄１．０ ｍｏｌ／Ａ’と統一し
、酸の組成および濃度のみを変えて比較を行った。
質濃度は、実施例、比較例とも、負極液が塩化クロム１
． ｇ ｍｏ工／β、正極液が塩化第１鉄１．０ｍｏｌ
／ ｌおよび塩化第２鉄１．０ ｍｏｌ／Ａ’と統一し
、酸の組成および濃度のみを変えて比較を行った。
実施例１および比較例１
第１表中、実施例１は本発明による電解液として、従来
よりも塩酸濃度を下げ、臭化水素酸を加えた電解液を使
用した場合の″電池性能を示す。また比較例１は従来よ
り用いられてきた電解液醋酸組成での電池性能を示す。
よりも塩酸濃度を下げ、臭化水素酸を加えた電解液を使
用した場合の″電池性能を示す。また比較例１は従来よ
り用いられてきた電解液醋酸組成での電池性能を示す。
（以下余白）
第 １ 表
実施例１では゛、比較例１に対して塩酸濃度を１／２ま
たは１／４としているにもかかわらず、電池内部抵抗お
よび電流効率とも比較例１と同等またはそれ以上の性能
を発揮している。
たは１／４としているにもかかわらず、電池内部抵抗お
よび電流効率とも比較例１と同等またはそれ以上の性能
を発揮している。
従って本発明の電解液は、塩酸濃度を低下させることに
よって従来の電解液よりも活物質溶解度が改善され、ボ
ンフ゛やタンクの設備の小型化ができる一方、同時に電
池の内部抵抗が低減され性能が向上する利点を有する。
よって従来の電解液よりも活物質溶解度が改善され、ボ
ンフ゛やタンクの設備の小型化ができる一方、同時に電
池の内部抵抗が低減され性能が向上する利点を有する。
実施例２、比較例２および比較例３
第２表中、実施例２は塩酸濃度を３規定とし、臭化水素
酸を加えた場合の電池性能の改善効果を示す。また比較
例２は塩酸濃度は同じく３規定とし、硫酸を加えた場合
の効果を、比較例３は塩酸濃度は同じく３規定とし、臭
化水素酸あるいは硫酸を添加しない場合の電池１１能を
示す。
酸を加えた場合の電池性能の改善効果を示す。また比較
例２は塩酸濃度は同じく３規定とし、硫酸を加えた場合
の効果を、比較例３は塩酸濃度は同じく３規定とし、臭
化水素酸あるいは硫酸を添加しない場合の電池１１能を
示す。
第２表
これによれば、電池内部抵抗の低減効果は、硫酸よりも
臭化水素酸の方が大きいため、本発明による電解液は、
電池内部抵抗が著しく囲域されることがわかる。
臭化水素酸の方が大きいため、本発明による電解液は、
電池内部抵抗が著しく囲域されることがわかる。
実施例３および比較例４
第２図は、本発明による電解液において、塩酸濃度と臭
化水素酸濃度を種々変化させた場合の電池内部抵抗を調
べたものであり、第３図は、比較例として塩酸および硫
酸を使用する電解液について、酸組成と電池内部抵抗の
関係を調べたものである。
化水素酸濃度を種々変化させた場合の電池内部抵抗を調
べたものであり、第３図は、比較例として塩酸および硫
酸を使用する電解液について、酸組成と電池内部抵抗の
関係を調べたものである。
両図から明らかなように、塩酸濃度を種々変化させた場
合も′電池内部抵抗の低減効果は、硫酸を添加するより
も臭化水素酸を添加する方が大きく、硫酸添加の場合は
、塩酸濃度を従来の電解液（４規定）より下げて、かつ
内部抵抗を従来以下とするのが困難であるのに対し、本
発明による電解液ではそれが充分可能である。
合も′電池内部抵抗の低減効果は、硫酸を添加するより
も臭化水素酸を添加する方が大きく、硫酸添加の場合は
、塩酸濃度を従来の電解液（４規定）より下げて、かつ
内部抵抗を従来以下とするのが困難であるのに対し、本
発明による電解液ではそれが充分可能である。
実施例４および比較例５
第４図は、電池内部抵抗のうち電極反応にかかわる抵抗
性が添加する酸の濃度によってどう変わるかを、本発明
による電解液として臭化水素酸を添加した場合（実施例
４）と硫酸を添加した場合（比較例５）とで比較を行っ
たものである。
性が添加する酸の濃度によってどう変わるかを、本発明
による電解液として臭化水素酸を添加した場合（実施例
４）と硫酸を添加した場合（比較例５）とで比較を行っ
たものである。
これによれば、比較例５では、硫酸濃度の増大に伴い反
応抵抗が増大する。ところが、実施例４では、そのよう
な反応抵抗の増大がほとんどない。
応抵抗が増大する。ところが、実施例４では、そのよう
な反応抵抗の増大がほとんどない。
一方、膜の電気抵抗は、いづれの場合も水素イオン濃度
の増大に伴い低下する。
の増大に伴い低下する。
即ち、比較例５では膜抵抗の減少が反応抵抗の増大によ
り相殺され、全体として電池内部抵抗を低減できない。
り相殺され、全体として電池内部抵抗を低減できない。
したがって添加する酸としては、実施例のように臭化水
素酸等電極反応を阻害しないアニオンからなる酸が望ま
しい。
素酸等電極反応を阻害しないアニオンからなる酸が望ま
しい。
電解液中の塩酸濃度は、活物質溶解度向上の面からはで
きるだけ小さい方が有利であるので、従来よりも下げて
４規定以下とするべきである。ただし負極液中のクロム
は、電極反応活性の大きいモノクロライド錯イオン：
（ＣｒＯト（Ｈ２Ｏ）５）２＋とじて存在しているが、
塩酸濃度が１規定以下では、この錯イオンが反応活性の
低いヘキサアクア錯イオン：〔Ｃｒ（Ｈ２Ｏ）Ｉｌ）３
へと次第に変化してしまうことが知られておシ（たとえ
ば、ＮａｒｕＳａＷａ ｅｔ ａｌエエｎｏｒｇ、 ｎ
ｕｃＬ Ｃｈｅｍ、 、 ２９ 、１２３〜１３２ 、
１９６７）、少なくとも塩酸濃度は１規定以上とするの
が望ましい。
きるだけ小さい方が有利であるので、従来よりも下げて
４規定以下とするべきである。ただし負極液中のクロム
は、電極反応活性の大きいモノクロライド錯イオン：
（ＣｒＯト（Ｈ２Ｏ）５）２＋とじて存在しているが、
塩酸濃度が１規定以下では、この錯イオンが反応活性の
低いヘキサアクア錯イオン：〔Ｃｒ（Ｈ２Ｏ）Ｉｌ）３
へと次第に変化してしまうことが知られておシ（たとえ
ば、ＮａｒｕＳａＷａ ｅｔ ａｌエエｎｏｒｇ、 ｎ
ｕｃＬ Ｃｈｅｍ、 、 ２９ 、１２３〜１３２ 、
１９６７）、少なくとも塩酸濃度は１規定以上とするの
が望ましい。
臭化水素酸等電極反応を阻害しないアニオンからなる酸
の濃度に関しては、実施例３の第２図から明らかなよう
に、４規定を越える直では効果が飽和してきており、こ
れ以上濃度を上げるのは経済的に得策ではない。また０
、１規定未満では′電池内部抵抗の低減効果が５％に満
たない。したがって本発明においては、０．１規定程度
以上４規定以下が適当である。
の濃度に関しては、実施例３の第２図から明らかなよう
に、４規定を越える直では効果が飽和してきており、こ
れ以上濃度を上げるのは経済的に得策ではない。また０
、１規定未満では′電池内部抵抗の低減効果が５％に満
たない。したがって本発明においては、０．１規定程度
以上４規定以下が適当である。
以上説明したように、本発明は電解液に炭素繊維’ｉｔ
極上での充放電反応を阻害しないアニオンからなる酸を
添加することによυ、電池の内部抵抗を効果的に低減さ
せ、かつ活物質の溶解度を向上させ、よシコンパクトで
錘性能なレドックス電池を提供することができるという
効果を有している。
極上での充放電反応を阻害しないアニオンからなる酸を
添加することによυ、電池の内部抵抗を効果的に低減さ
せ、かつ活物質の溶解度を向上させ、よシコンパクトで
錘性能なレドックス電池を提供することができるという
効果を有している。
第１図はレドックス電池を用いた電力貯蔵システムの説
明図、第２図は臭化水素酸濃度（Ｎ）、塩酸濃度（Ｎ）
に対する電池内部抵抗の関係を示す線図、第３図は硫酸
濃度（Ｎ）、塩酸濃度（Ｎ）に対する電池内部抵抗の関
係を示す線図、第４図は硫酸と臭化水素酸を添加した場
合の添加した酸濃度（Ｎ）とｔ［４ｉ反応抵抗との関係
を示す線図である。 １・・・発電所、２・・・変電設備、３・・・負荷、４
・・・インバータ、５・・・レドックス“電池、６．７
・・・タンク、８・・・流通型、１解槽、９・・・隔膜
、１０ａ・・・正極液室、１０ｂ・・・負極液室、１１
・・・正極、１２・・・負極、１３ａ、１８ｂ・・・ポ
ンプ、１４・・・正ｉ液の循環路、１５・・・負極液の
循環路 特許出願人 工業技術院長 等々力 達／／
川崎重工業株式会社 第２図 臭イＶ−，＄４ ＃★皮ＣＰＪ’Ｊ 第う図 石え４更り襄 友 〔Ｎ〕 第４図 添加ヂ５ｒＭＪ、濃嵐〔Ｎ］
明図、第２図は臭化水素酸濃度（Ｎ）、塩酸濃度（Ｎ）
に対する電池内部抵抗の関係を示す線図、第３図は硫酸
濃度（Ｎ）、塩酸濃度（Ｎ）に対する電池内部抵抗の関
係を示す線図、第４図は硫酸と臭化水素酸を添加した場
合の添加した酸濃度（Ｎ）とｔ［４ｉ反応抵抗との関係
を示す線図である。 １・・・発電所、２・・・変電設備、３・・・負荷、４
・・・インバータ、５・・・レドックス“電池、６．７
・・・タンク、８・・・流通型、１解槽、９・・・隔膜
、１０ａ・・・正極液室、１０ｂ・・・負極液室、１１
・・・正極、１２・・・負極、１３ａ、１８ｂ・・・ポ
ンプ、１４・・・正ｉ液の循環路、１５・・・負極液の
循環路 特許出願人 工業技術院長 等々力 達／／
川崎重工業株式会社 第２図 臭イＶ−，＄４ ＃★皮ＣＰＪ’Ｊ 第う図 石え４更り襄 友 〔Ｎ〕 第４図 添加ヂ５ｒＭＪ、濃嵐〔Ｎ］
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 塩酸１〜４規定と活物質を少なくとも０．５ｍｏｌ
／ｌを含有するレドックス電池用電解液において、塩酸
以外に電極反応を阻害しないアニオンからなる酸を０．
１〜４規定含有することを特徴とするレドックス電池用
電解液。 ２ 電極反応を阻害しないアニオンからなる酸が、臭化
水素酸およびその他のハロゲン酸類のうち、一種類の酸
または二種類以上の混酸である特許請求の範囲第１項記
載のレドックス電池用電解液。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61057915A JPS62216176A (ja) | 1986-03-15 | 1986-03-15 | レドツクス電池用電解液 |
| US07/025,990 US4814241A (en) | 1986-03-15 | 1987-03-16 | Electrolytes for redox flow batteries |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61057915A JPS62216176A (ja) | 1986-03-15 | 1986-03-15 | レドツクス電池用電解液 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62216176A true JPS62216176A (ja) | 1987-09-22 |
| JPH0437551B2 JPH0437551B2 (ja) | 1992-06-19 |
Family
ID=13069290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61057915A Granted JPS62216176A (ja) | 1986-03-15 | 1986-03-15 | レドツクス電池用電解液 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4814241A (ja) |
| JP (1) | JPS62216176A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006520520A (ja) * | 2003-03-14 | 2006-09-07 | ニューサウス イノベーションズ ピューティーワイリミテッド | 新規なハロゲン化バナジウム・レドックスフロー・バッテリ |
Families Citing this family (53)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2649700B2 (ja) * | 1988-06-03 | 1997-09-03 | 関西電力株式会社 | レドックスフロー電池の電解液再生装置 |
| US5869200A (en) * | 1997-08-12 | 1999-02-09 | Sunsave, Inc. | Magnetic slurry fueled battery system |
| US6117591A (en) * | 1998-05-27 | 2000-09-12 | Wilson Greatbatch Ltd. | Hydrogen fluoride additive for nonaqueous electrolyte in alkali metal electrochemical cells |
| US6221534B1 (en) | 1998-11-25 | 2001-04-24 | Wilson Greatbatch Ltd. | Alkali metal electrochemical cell having an improved cathode activated with a nonaqueous electrolyte having a carbonate additive |
| JP2003052132A (ja) * | 2001-08-03 | 2003-02-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電源システムの運転方法 |
| US7560189B2 (en) * | 2001-08-10 | 2009-07-14 | Plurion Limited | Mixed electrolyte battery |
| US7270911B2 (en) * | 2001-08-10 | 2007-09-18 | Plurion Limited | Load leveling battery and methods therefor |
| US7297437B2 (en) * | 2001-08-10 | 2007-11-20 | Plurion Limited | Battery with gelled electrolyte |
| US7625663B2 (en) * | 2001-08-10 | 2009-12-01 | Plurion Limited Company | Cerium batteries |
| US7252905B2 (en) * | 2001-08-10 | 2007-08-07 | Plurion Limited | Lanthanide batteries |
| ITVA20010041A1 (it) * | 2001-11-16 | 2003-05-16 | Chemieco Srl | Sistema di accumulo e/o trasformazione di energia da sorgenti a tensione e frequenza mutevoli |
| US7214443B2 (en) * | 2002-02-12 | 2007-05-08 | Plurion Limited | Secondary battery with autolytic dendrites |
| US20080233484A1 (en) * | 2002-02-12 | 2008-09-25 | Plurion Limited | Battery with Gelled Electrolyte |
| JP3970083B2 (ja) * | 2002-04-23 | 2007-09-05 | 住友電気工業株式会社 | レドックスフロー電池システムの運転方法 |
| US7855005B2 (en) * | 2007-02-12 | 2010-12-21 | Deeya Energy, Inc. | Apparatus and methods of determination of state of charge in a redox flow battery |
| US8587150B2 (en) * | 2008-02-28 | 2013-11-19 | Deeya Energy, Inc. | Method and modular system for charging a battery |
| US7927731B2 (en) * | 2008-07-01 | 2011-04-19 | Deeya Energy, Inc. | Redox flow cell |
| US8785023B2 (en) * | 2008-07-07 | 2014-07-22 | Enervault Corparation | Cascade redox flow battery systems |
| US7820321B2 (en) * | 2008-07-07 | 2010-10-26 | Enervault Corporation | Redox flow battery system for distributed energy storage |
| US8236463B2 (en) * | 2008-10-10 | 2012-08-07 | Deeya Energy, Inc. | Magnetic current collector |
| US20100092843A1 (en) * | 2008-10-10 | 2010-04-15 | Deeya Energy Technologies, Inc. | Venturi pumping system in a hydrogen gas circulation of a flow battery |
| CN102245954B (zh) * | 2008-10-10 | 2014-01-15 | 迪亚能源股份有限公司 | 柔性多壁管路组件 |
| US8230736B2 (en) * | 2008-10-10 | 2012-07-31 | Deeya Energy, Inc. | Level sensor for conductive liquids |
| US8883297B2 (en) * | 2008-10-10 | 2014-11-11 | Imergy Power Systems, Inc. | Methods for bonding porous flexible membranes using solvent |
| WO2010042898A1 (en) * | 2008-10-10 | 2010-04-15 | Deeya Energy Technologies, Inc. | Method and apparatus for determining state of charge of a battery |
| US7919204B2 (en) * | 2008-10-10 | 2011-04-05 | Deeya Energy, Inc. | Thermal control of a flow cell battery |
| US8338008B2 (en) * | 2009-05-28 | 2012-12-25 | Deeya Energy, Inc. | Electrolyte compositions |
| WO2010138949A2 (en) * | 2009-05-28 | 2010-12-02 | Deeya Energy, Inc. | Optical leak detection sensor |
| WO2010138945A2 (en) * | 2009-05-28 | 2010-12-02 | Deeya Energy, Inc. | Preparation of flow cell battery electrolytes from raw materials |
| US8587255B2 (en) | 2009-05-28 | 2013-11-19 | Deeya Energy, Inc. | Control system for a flow cell battery |
| WO2010138948A2 (en) | 2009-05-28 | 2010-12-02 | Deeya Energy, Inc. | Buck-boost control circuit |
| US20110079074A1 (en) * | 2009-05-28 | 2011-04-07 | Saroj Kumar Sahu | Hydrogen chlorine level detector |
| CN102460811B (zh) * | 2009-05-28 | 2015-11-25 | 艾默吉电力系统股份有限公司 | 氧化还原流通单元电池再平衡 |
| WO2010138947A2 (en) * | 2009-05-29 | 2010-12-02 | Deeya Energy, Inc. | Methods of producing hydrochloric acid from hydrogen gas and chlorine gas |
| US8951665B2 (en) * | 2010-03-10 | 2015-02-10 | Imergy Power Systems, Inc. | Methods for the preparation of electrolytes for chromium-iron redox flow batteries |
| TW201246682A (en) | 2010-04-27 | 2012-11-16 | Sumitomo Electric Industries | Redox flow battery |
| US9281535B2 (en) | 2010-08-12 | 2016-03-08 | Imergy Power Systems, Inc. | System dongle |
| US8771856B2 (en) * | 2010-09-28 | 2014-07-08 | Battelle Memorial Institute | Fe-V redox flow batteries |
| US8628880B2 (en) * | 2010-09-28 | 2014-01-14 | Battelle Memorial Institute | Redox flow batteries based on supporting solutions containing chloride |
| US9960443B2 (en) | 2010-09-28 | 2018-05-01 | Battelle Memorial Institute | Redox flow batteries having multiple electroactive elements |
| US8980484B2 (en) | 2011-03-29 | 2015-03-17 | Enervault Corporation | Monitoring electrolyte concentrations in redox flow battery systems |
| US8916281B2 (en) | 2011-03-29 | 2014-12-23 | Enervault Corporation | Rebalancing electrolytes in redox flow battery systems |
| WO2013048603A1 (en) * | 2011-09-27 | 2013-04-04 | Battelle Memorial Institute | Redox flow batteries having multiple electroactive elements |
| US8993183B2 (en) | 2012-12-31 | 2015-03-31 | Enervault Corporation | Operating a redox flow battery with a negative electrolyte imbalance |
| US8980454B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-03-17 | Enervault Corporation | Systems and methods for rebalancing redox flow battery electrolytes |
| CN104241670B (zh) * | 2014-09-30 | 2016-06-01 | 北京化工大学 | 一种高氯酸体系沉积型全铅液流电池 |
| KR102410425B1 (ko) | 2014-10-06 | 2022-06-17 | 바텔리 메모리얼 인스티튜트 | 전바나듐 설페이트 산 레독스 흐름 전지 시스템 |
| KR101991429B1 (ko) * | 2014-12-19 | 2019-06-20 | 주식회사 엘지화학 | 새로운 화합물 및 이를 이용한 고분자 전해질막 |
| CN110137527B (zh) * | 2018-02-09 | 2022-04-01 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 电极浆液和浆液电极以及液流电池和电池堆 |
| US10749168B1 (en) | 2018-06-19 | 2020-08-18 | Michael E. Johnson | Electrochemical cell or battery |
| US11201345B2 (en) | 2019-05-20 | 2021-12-14 | Creek Channel Inc. | Fe—Cr redox flow battery systems and methods of manufacture and operation |
| US20220158212A1 (en) | 2020-11-16 | 2022-05-19 | Cougar Creek Technologies, Llc | Redox flow battery systems and methods utilizing a bipolar electrode structure |
| US11837767B2 (en) * | 2020-12-23 | 2023-12-05 | Uop Llc | Electrolyte compositions for redox flow batteries |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6124172A (ja) * | 1984-07-11 | 1986-02-01 | Agency Of Ind Science & Technol | 二次電池 |
| JPS61211960A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-09-20 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 二次電池 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4362791A (en) * | 1980-06-17 | 1982-12-07 | Agency Of Industrial Science & Technology | Redox battery |
| US4469760A (en) * | 1981-09-08 | 1984-09-04 | Electric Power Research, Institute | Redox battery including a bromine positive electrode and a chromium ion negative electrode, and method |
| US4550065A (en) * | 1982-04-12 | 1985-10-29 | Meidensha Electric Mfg. Co., Ltd. | Electrolyte circulation type metal-halogen secondary battery |
-
1986
- 1986-03-15 JP JP61057915A patent/JPS62216176A/ja active Granted
-
1987
- 1987-03-16 US US07/025,990 patent/US4814241A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6124172A (ja) * | 1984-07-11 | 1986-02-01 | Agency Of Ind Science & Technol | 二次電池 |
| JPS61211960A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-09-20 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 二次電池 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006520520A (ja) * | 2003-03-14 | 2006-09-07 | ニューサウス イノベーションズ ピューティーワイリミテッド | 新規なハロゲン化バナジウム・レドックスフロー・バッテリ |
| JP4728217B2 (ja) * | 2003-03-14 | 2011-07-20 | ニューサウス イノベーションズ ピューティーワイリミテッド | 新規なハロゲン化バナジウム・レドックスフロー・バッテリ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0437551B2 (ja) | 1992-06-19 |
| US4814241A (en) | 1989-03-21 |
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