JPS6235461A - 電解液循環型2次電池 - Google Patents

電解液循環型2次電池

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JPS6235461A
JPS6235461A JP60173835A JP17383585A JPS6235461A JP S6235461 A JPS6235461 A JP S6235461A JP 60173835 A JP60173835 A JP 60173835A JP 17383585 A JP17383585 A JP 17383585A JP S6235461 A JPS6235461 A JP S6235461A
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JP
Japan
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electrolyte
storage means
electrode cell
secondary battery
type secondary
Prior art date
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JP60173835A
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Norihiro Mori
森 範宏
Masayuki Hirose
正幸 廣瀬
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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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
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04186Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of liquid-charged or electrolyte-charged reactants
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/70Arrangements for stirring or circulating the electrolyte
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
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    • H01M8/188Regeneration by electrochemical means by recharging of redox couples containing fluids; Redox flow type batteries
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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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】 [産業上の利用分野] この発明は、電動ポンプにより電解液を循環させ、充放
電する電解液循環型2次電池に関するものである。
[従来の技術] 電解液循環型2次電池は、電解液を循環して充放電する
タイプの2次電池であり、たとえば、レドックスフロー
形2次電池がある。第2図に、レドックスフロー形2次
電池の一例の概略構成図を示す。レドックスフロー形2
次電池1は、電極セル2.正極液タンク3および負極液
タンク4を備えている。電極セル2の内部は、たとえば
イオン交換膜からなる隔膜5により仕切られており、一
方側が正極セル部2a、他方側は負極セル部2bを構成
している。正極セル部2aおよび負極セル部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2図に示したレドックス70一形2次電池1は、たと
えば鉄イオン、クロムイオンのような原子価が変化する
イオンの水溶液からなる電解液をタンク3.4に貯蔵し
、これを電力で駆動する電動ポンプP1.P2で電極セ
ル2に送液し、酸化還元反応により充放電を行なう。第
2図において、発電所から発電された電力は、変電設備
および変換器を通り、直流に変換され、レドックスフロ
ー形2次電池に充電される。放電の際には、再び変換器
および変電設備を通り、交流に変換され需要家に供給さ
れる。
[発明が解決しようとする問題点] ところで、上述のように、レドックス70一形2次電池
の充放電においては、電解液を循環させる必要があり、
そのためには電動ポンプを駆動するための電力が必要と
なる。充電の際には、発電所からの電力、すなわち充電
に供される電力の一部を電動ポンプの駆動に用いること
ができる。また、放電の際にも、レドックスフロー形電
池自らの放電による電力の一部を電動ポンプの駆動に用
いることができる。
しかしながら、放電開始の際には、レドックスフロー形
電池は放電状態にないため、放電による電力を用いるこ
とはできず、電動ポンプを駆動するための外部電源や補
助電源を必要としていた。
したがって、従来のレドックスフロー形2次電池は、放
電開始にのみ必要な外部電源や補助電源を付加的に設置
しなければならないという問題点があった。かかる問題
点は、レドックス70一形2次電池のみならず、充放電
において電解液を循環させる必要のある電解液循環型2
次電池一般に共通するものであった。
それゆえに、この発明の目的は、放電開始の際にかかる
外部電源や補助?li源を用いずに電動ポンプを駆動さ
せることの可能な電解液循環型2次電池を提供すること
にある。
[問題点を解決するための手段] この発明による電解液循環型2次電池は、電極セルと、
該電極セルに電解液を供給するための電動ポンプと、放
電開始の際に電極セルに電解液を供給するため、該電極
セルよりも上方に設置される電解液貯留手段と、放電開
始の際に電極セルから送出される電解液を収容するため
、該電解液貯留手段よりも下方に設置される電解液収容
手段とを備えている。
[作用] この発明では、放電開始の際に電極セルに電解液を供給
するため、該電極セルよりも上方に設置される電解液貯
留手段と、放電開始の際に電極セルから送出される電解
液を収容するため、該電解液貯留手段よりも下方に設置
される電解液収容手段とを備えている。したがって、放
電開始の際、電動ポンプを駆動させなくても、電解液の
自重落下によって電極セル内に電解液を供給し送出させ
ることができる。
[実施例] 第1図は、この発明の一実施例を示す概略構成図である
。電極セル2の上方には、電解液貯留手段としての貯留
タンク4bが設置されており、該貯留タンク4bは導管
10を介して電極セル2の負極セル部2b上部に接続さ
れている。該負極セル部2bは、電極セル2の内部を隔
膜5で仕切ることにより構成されており、負極セル部2
b内には負極7が配置されている。
負極セル部2bの下部には、導管11の一方端が接続さ
れており、該導管11の他方端は、電解液収容手段とし
ての収容タンク4aにバルブ9を介して接続している。
該収容タンク4aは電極セル2よりも下方に設置されて
いる。該収容タンク4aは導管12を介して貯留タンク
4bに接続されており、該導管12には、電動ポンプP
、が取付けられている。さらに、貯留タンク4bの内部
が、電解液の流出により負圧とならないように、該貯留
タンク4bの上部と収容タンク4aの上部とは、パイプ
8により連結されている・第1図では、負極側の構成の
みについて示すが、正極側においても負極側と同様にし
て構成されている。
第1図における電解液は、tIl電開始の際の状態を示
しており、貯留タンク4b内の電解液は、バルブ9を開
けることにより、自重で角極セル部2b内に供給される
。負極セル部2b内に電解液が供給されることにより、
押し出されて送出する電解液は収容タンク4a内に収容
される。電極セル2内におけるこれらの電解液の流通は
、正極側でも起こり、その結果として、レドックス70
一形2次電池から電力が11i電される。この放電され
た電力を電動ポンプP4.P2(P2は正極側の電導ポ
ンプであり、図示されてない)に供給することにより、
電動ポンプP4.P2が始動する。この電動ポ°ンブP
1.P2の始動により、電解液は循環を開始するため、
放電がその後継続的に行なわれることになる。
以上のように、この実施例のレドックスフロー形2次電
池は、外部電源や補助電源を用いずに放電を開始ざぜる
ことがで害る。なお、放?!!開始の際には、貯留タン
ク内に、電解液が貯留されている必要があり、その電解
液の最は電動ポンプを始動させるのに十分な電力を発生
する聞でなければならない。
また、収容タンクには、この電解液の量に相当する空間
が設けられていなければならない。したがって、電解液
の量によっては、電解液貯留手段および電解液収容手段
はタンクでなくてもよく、たとえば、導管を太くするこ
とによっても、同様の機能を発揮させることができる。
この実施例では、電解液収容手段が電極セルよりも下方
に設置されている。しかしながら、電解液収容手段は、
電解液貯留手段よりも下方に設置されていればよ(、電
極セルよりも上方に設置されていても構わない。この実
施例のように、電解液収容手段を電極セルよりも下方に
設置することによる効果としては、電解液貯留手段と電
解液収容手段との高度差が大きくなるため、放電開始時
における電解液の供給・速度を高めることができるとい
うことにある。
また、この実施例では、電解液貯留手段の内部が、電解
液の流出により負圧とならないよう、電解液収容手段の
上部と電解液貯留手段の上部とがパイプにより連結され
ている。しかしながら、必ずしもパイプによって連結す
る必要はなく、たとえば、電解液貯留手段に不活性ガス
を供給しながら、電解液収容手段からガスを抜くという
方法によっても、同様の効果が得られる。また、電解液
が空気と接触してもよいようなものであるならば、電解
液収容手段と電解液貯留手段に開口部を設けて、単に空
気中に開放するだけでもよい。
[効果] この発明では、放電開始の際に電極セルに電解液を供給
するため、該電極セルよりも上方に設置される電解液貯
留手段と、電極セルから送出される電解液を収容するた
め、該電解液貯留手段よりも下方に設置される電解液収
容手段とを備えており、放電開始の際、電解液の自重落
下によって電極セル内に電解液を供給し、電力を発生す
ることができる。このようにして発生した電力により、
電動ポンプを始動し、電解液を循環させ、放電を継続さ
せることが可能となる。したがって、この発明による電
解液循環型2次電池は、放電開始の際、外部からの電源
や補助電源を必要とせず、その結果、取扱いおよび保守
点検も容易なものとなる。
さらに、この発明では、電極セルへの電解液の供給は、
自重による落下を利用して行なわれている。この発明の
構成において、電動ポンプは、電解液を電解液収容手段
から電解液貯留手段に運び上げる役割のみをしており、
電極セルに対して電解液を直接には供給していない。し
たがって、電極セル内での電解液の流通には、ポンプの
脈動の影響がほとんどなく、電極セル内では一定した流
速で電解液が流通する。
この発明は、レドックスフロー形2次電池に限定される
ことなく、電解液を循環して充放電するタイプの電解液
循環型2次電池に広く利用され1りるものであることを
再度ここで明らかにしておく。  −
【図面の簡単な説明】
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2図は、従来のレドックスフロー形2次電池の概略
構成図である。 図において、2は電極セル、2bは負極セル部、4aは
収容タンク、4bは貯留タンク、7は負極、8はバイブ
、9はバルブ、10.11.12は導管を示す。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電極セルと、 前記電極セルに電解液を供給するための電動ポンプと、 放電開始の際に前記電極セルに電解液を供給するため、
    前記電極セルよりも上方に設置される電解液貯留手段と
    、 放電開始の際に前記電極セルから送出される電解液を収
    容するため、前記電解液貯留手段よりも下方に設置され
    る電解液収容手段とを備える、電解液循環型2次電池。
  2. (2)前記電解液収容手段が、前記電極セルよりも下方
    に設置されることを特徴とする、特許請求の範囲第1項
    記載の電解液循環型2次電池。
  3. (3)前記電解液貯留手段の内部が電解液の流出により
    負圧にならないように、前記電解液貯留手段と前記電解
    液収容手段とが連結されていることを特徴とする、特許
    請求の範囲第1項または第2項記載の電解液循環型2次
    電池。
  4. (4)前記電解液貯留手段が、電解液タンクであること
    を特徴とする、特許請求の範囲第1、2または3項記載
    の電解液循環型2次電池。
  5. (5)前記電解液収容手段が、電解液タンクであること
    を特徴とする、特許請求の範囲第1、2、3または4項
    記載の電解液循環型2次電池。
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