JPS63252366A - ガス循環型亜鉛−ハロゲン電池 - Google Patents
ガス循環型亜鉛−ハロゲン電池Info
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- JPS63252366A JPS63252366A JP62086210A JP8621087A JPS63252366A JP S63252366 A JPS63252366 A JP S63252366A JP 62086210 A JP62086210 A JP 62086210A JP 8621087 A JP8621087 A JP 8621087A JP S63252366 A JPS63252366 A JP S63252366A
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- Japan
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- electrolyte
- gas
- chlorine
- manifold
- battery
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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
- H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
- H01M12/08—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of a fuel-cell type and a half-cell of the secondary-cell type
- H01M12/085—Zinc-halogen cells or batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/70—Arrangements for stirring or circulating the electrolyte
- H01M50/77—Arrangements for stirring or circulating the electrolyte with external circulating path
-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Hybrid Cells (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はガス循環型亜鉛−ハロゲン電池に関し、特に充
電時に電解液に溶解したガスを速やかに脱気することに
より電池効率の向上を図ったものである。
電時に電解液に溶解したガスを速やかに脱気することに
より電池効率の向上を図ったものである。
従来亜鉛−ハロゲン電池、例えば亜鉛−塩素電池は第３
図に示すように化学反応を起こす電池部（２０）と、該
電池部（２０）へ電解液（Ａ）を循環させる電解液槽（
２１）と、充電時に電池部（２０）で発生する塩素を貯
蔵し、放電時に塩素を発生させて電解液槽（２１）へ供
給する塩素貯蔵槽（２２）を管路で連通し密閉系を構成
したものである。なお（２３）は電解液（Ａ）を循環す
る液ポンプ、（２４）はガスポンプ、（２５）は塩素貯
蔵槽（２２）を冷却する冷凍器、（２６）は塩素貯蔵槽
（２２）内の熱交換器へ電解液を循環させるためのバル
ブである。
図に示すように化学反応を起こす電池部（２０）と、該
電池部（２０）へ電解液（Ａ）を循環させる電解液槽（
２１）と、充電時に電池部（２０）で発生する塩素を貯
蔵し、放電時に塩素を発生させて電解液槽（２１）へ供
給する塩素貯蔵槽（２２）を管路で連通し密閉系を構成
したものである。なお（２３）は電解液（Ａ）を循環す
る液ポンプ、（２４）はガスポンプ、（２５）は塩素貯
蔵槽（２２）を冷却する冷凍器、（２６）は塩素貯蔵槽
（２２）内の熱交換器へ電解液を循環させるためのバル
ブである。
このような亜鉛−塩素電池の電池部（２０）は第４図（
イ）に示すように積層した枠体（２）を両側から押え板
（６）で挟持した構造となっており、ざらに電池部（２
０）へ送られる電解液（＾）は第４図（イ） （ロ）に
示すように枠体（２）の積層方向に形成した電解液供給
マニフォールド（３）から、該マニフォールドと各枠体
（２）毎に連通した電解液分配管（４）を通り各枠体（
２）の塩素室（３０）の底部に開口する電解液供給口（
５）より供給され正極（２７）を透過して電極室（７）
へ入り、続いて電極室（７）の上部の電解液排出口（３
１）から排出し、枠体（２）積層方向の各電極室（７）
の両側に形成した電解液排出マニフォールド（８）に流
下させ、これを集合してセンターマニフォールド（１）
を経由して電解液槽に戻して循環させている。
イ）に示すように積層した枠体（２）を両側から押え板
（６）で挟持した構造となっており、ざらに電池部（２
０）へ送られる電解液（＾）は第４図（イ） （ロ）に
示すように枠体（２）の積層方向に形成した電解液供給
マニフォールド（３）から、該マニフォールドと各枠体
（２）毎に連通した電解液分配管（４）を通り各枠体（
２）の塩素室（３０）の底部に開口する電解液供給口（
５）より供給され正極（２７）を透過して電極室（７）
へ入り、続いて電極室（７）の上部の電解液排出口（３
１）から排出し、枠体（２）積層方向の各電極室（７）
の両側に形成した電解液排出マニフォールド（８）に流
下させ、これを集合してセンターマニフォールド（１）
を経由して電解液槽に戻して循環させている。
また充電時に正極から発生する塩素（Ｂ）は第４図（イ
）（ロ）に示すように電解液排出口（３１）を通って、
電解液排出マニフォールド（８）の上部と各枠体（２）
毎にガス排出口（１５）にて連通し枠体（２）の積層方
向に形成したガス排出マニフォールド（１３）に補集せ
られセンターマ二ノオールド（１）内に入り、該マニフ
ォールド（１）へ送られる不活性ガスを主体とする循環
ガスと上記センターマニフォールド（１）内で混合して
、電池部（２０）外へ排出される。
）（ロ）に示すように電解液排出口（３１）を通って、
電解液排出マニフォールド（８）の上部と各枠体（２）
毎にガス排出口（１５）にて連通し枠体（２）の積層方
向に形成したガス排出マニフォールド（１３）に補集せ
られセンターマ二ノオールド（１）内に入り、該マニフ
ォールド（１）へ送られる不活性ガスを主体とする循環
ガスと上記センターマニフォールド（１）内で混合して
、電池部（２０）外へ排出される。
このような電池においては充電時には正極で塩素ガスが
発生し負極では金属亜鉛が析出する。
発生し負極では金属亜鉛が析出する。
この時電解液中に塩素が大量に溶解していると亜鉛と直
接反応して自己放電を起こし電池効率を低下させてしま
う。このため、電解液中の塩素濃度を低くする程、電池
効率は良好となる。
接反応して自己放電を起こし電池効率を低下させてしま
う。このため、電解液中の塩素濃度を低くする程、電池
効率は良好となる。
これを防止するために現在次のような方法がとられてい
る。先ず電池部のセンターマニフォールド内で循環ガス
と混合した塩素を効率よく塩素貯蔵槽に吸収させるため
、第３図に示すように吸収時の発熱を冷凍器（２５）で
冷却することにより塩素吸収量を増大させて電解液槽（
２１）へ送る循環ガス中の塩素濃度を下げ、ひいては電
解液中の塩素濃度を下げている。さらに循環ガス中の不
活性ガスの濃度を高くし、又は電解液の温度を上げるこ
とにより電解液槽中での塩素ガスの飽和溶解濃度を下げ
る方法が行なわれている。
る。先ず電池部のセンターマニフォールド内で循環ガス
と混合した塩素を効率よく塩素貯蔵槽に吸収させるため
、第３図に示すように吸収時の発熱を冷凍器（２５）で
冷却することにより塩素吸収量を増大させて電解液槽（
２１）へ送る循環ガス中の塩素濃度を下げ、ひいては電
解液中の塩素濃度を下げている。さらに循環ガス中の不
活性ガスの濃度を高くし、又は電解液の温度を上げるこ
とにより電解液槽中での塩素ガスの飽和溶解濃度を下げ
る方法が行なわれている。
上記冷凍器を使用する方法では充電時に電解液中の塩素
濃度を充分に下げることはできず、また不活性ガスの濃
度を高めることは充電時に塩素の電解液中の溶解量を減
らすことはできるが圧力上昇や塩素貯蔵槽での吸収効率
の低下に伴なう冷凍型動力の増大を招き、電解液温度を
高くすることは充電時には同様に電解液中の塩素濃度を
低くできるが放電時に電解液中に必要な塩素量を確保で
きないという問題が残る。さらに第４図（ロ）に示すよ
うに電極室（７）で発生した塩素ガス（Ｂ）は電解液排
出マニフォールド（８）で流下する電解液（Ａ）と分離
するが、該マニフォールド（８）内の気相部は塩素ガス
（Ｂ）が充満しており、容易に電解液（Ａ）に再溶解し
てしまい問題であった。
濃度を充分に下げることはできず、また不活性ガスの濃
度を高めることは充電時に塩素の電解液中の溶解量を減
らすことはできるが圧力上昇や塩素貯蔵槽での吸収効率
の低下に伴なう冷凍型動力の増大を招き、電解液温度を
高くすることは充電時には同様に電解液中の塩素濃度を
低くできるが放電時に電解液中に必要な塩素量を確保で
きないという問題が残る。さらに第４図（ロ）に示すよ
うに電極室（７）で発生した塩素ガス（Ｂ）は電解液排
出マニフォールド（８）で流下する電解液（Ａ）と分離
するが、該マニフォールド（８）内の気相部は塩素ガス
（Ｂ）が充満しており、容易に電解液（Ａ）に再溶解し
てしまい問題であった。
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、充電時に循環する
電解液中の塩素濃度を大幅に低下させることができたも
ので、液透過性ハロゲン極（正極）と亜鉛極（負極）と
を対設して形成した電極室に正極を透過して電解液を供
給し、電極室上部からオーバーフローして電解液排出マ
ニフォールドへ流下させ、これを集合して循環させ、充
電時に電極室で発生するガスを不活性ガスを主体とする
ガスと混合して循環させる電池において電解液排出マニ
フォールド内に流下した電解液内に開口するガス供給管
を設けて不活性ガスを主体とするガスを電解液中に通し
てバブリングし電解液排出マニフォールド内へ供給する
ことを特徴とするものである。
電解液中の塩素濃度を大幅に低下させることができたも
ので、液透過性ハロゲン極（正極）と亜鉛極（負極）と
を対設して形成した電極室に正極を透過して電解液を供
給し、電極室上部からオーバーフローして電解液排出マ
ニフォールドへ流下させ、これを集合して循環させ、充
電時に電極室で発生するガスを不活性ガスを主体とする
ガスと混合して循環させる電池において電解液排出マニ
フォールド内に流下した電解液内に開口するガス供給管
を設けて不活性ガスを主体とするガスを電解液中に通し
てバブリングし電解液排出マニフォールド内へ供給する
ことを特徴とするものである。
流下した電解液中を通して不活性ガスを主体とするガス
を供給するのは、充電時に発生するガスは完全に電解液
中から脱気されているわけではないために不活性ガスを
バブリングしながら送ることにより電解液に溶解したガ
スを追い出す効果を有するからである。さらに電解液を
通った循環ガスは電解液排出マニフォールド内の上部を
高濃度の不活性ガスで充満ざぜることになり、その結果
該マニフォールド内の気相中で相対的に塩素濃度が下が
り発生したガスの再溶解を防ぐことができる。
を供給するのは、充電時に発生するガスは完全に電解液
中から脱気されているわけではないために不活性ガスを
バブリングしながら送ることにより電解液に溶解したガ
スを追い出す効果を有するからである。さらに電解液を
通った循環ガスは電解液排出マニフォールド内の上部を
高濃度の不活性ガスで充満ざぜることになり、その結果
該マニフォールド内の気相中で相対的に塩素濃度が下が
り発生したガスの再溶解を防ぐことができる。
本発明の一実施例を亜鉛−塩素電池について図面に従い
説明する。
説明する。
多孔質グラファイト正極と硬質グラファイト負極を集電
体を介して対設して、塩素室を形成するように枠体に保
持し、該枠体を積層して枠体間に電極室を形成し、第１
図（イ） （ロ）に示すようにセンターマニフォールド
（１）の両側に積層した枠体（２）を外側より押え板（
６）で挟んで取り付け、外部に設置した電解液槽から送
られる電解液（Ａ）は枠体（２）積層方向に形成した電
解液供給マニフォールド（３）から、該マニノオールド
（３）と各枠体（２）毎に連通した電解液分配管（４）
を通り、各枠体（２）の塩素室底部に開口した電解液供
給口（５）より供給され正極を透過して電極室（７）へ
入り、引き続き電極室（７）の上部から枠体（２）積層
方向の各電極室（７）の両側に形成した電解液排出マニ
フォールド（８）に流下させ、これを集合してセンター
マニフォールド（１）に送り、該マニフォールド（１）
から電解液槽に戻して循環させる。
体を介して対設して、塩素室を形成するように枠体に保
持し、該枠体を積層して枠体間に電極室を形成し、第１
図（イ） （ロ）に示すようにセンターマニフォールド
（１）の両側に積層した枠体（２）を外側より押え板（
６）で挟んで取り付け、外部に設置した電解液槽から送
られる電解液（Ａ）は枠体（２）積層方向に形成した電
解液供給マニフォールド（３）から、該マニノオールド
（３）と各枠体（２）毎に連通した電解液分配管（４）
を通り、各枠体（２）の塩素室底部に開口した電解液供
給口（５）より供給され正極を透過して電極室（７）へ
入り、引き続き電極室（７）の上部から枠体（２）積層
方向の各電極室（７）の両側に形成した電解液排出マニ
フォールド（８）に流下させ、これを集合してセンター
マニフォールド（１）に送り、該マニフォールド（１）
から電解液槽に戻して循環させる。
また不活性ガスを主体とする循環ガスは電解液槽からセ
ンターマニフォールド（１）に送られ該マニフォールド
（１）内でガス導入パイプ（９）に連通し、ざらに枠体
（２）の積層方向に形成したガス供給マニフォールド（
１４）に連通して押え板（６）内の連通マニフォールド
（１０）を経て、電解液排出マニフォールド（８）の底
部の枠体（２）積層方向に設置し、ガス供給口（１１）
を外周面に有するガス供給パイプ（１２）に供給され、
充電時に塩素を溶解した電解液（Ａ）が電解液排出マニ
フォールド（８）に流下したときに該電解液（Ａ）をバ
ブリングして塩素（Ｂ）を追い出し塩素を混合した循環
ガスは電解液排出マニフォールド（８）上部に設け、か
つ枠体（２）の積層方向に形成したガス排出マニフォー
ルド（１３）に各枠体（２）毎に連通ずるガス排出口（
１５）に補集されセンターマニフォールド（１）内のガ
ス排出パイプ（１６）に連通して、外部の塩素貯蔵槽に
送られる。
ンターマニフォールド（１）に送られ該マニフォールド
（１）内でガス導入パイプ（９）に連通し、ざらに枠体
（２）の積層方向に形成したガス供給マニフォールド（
１４）に連通して押え板（６）内の連通マニフォールド
（１０）を経て、電解液排出マニフォールド（８）の底
部の枠体（２）積層方向に設置し、ガス供給口（１１）
を外周面に有するガス供給パイプ（１２）に供給され、
充電時に塩素を溶解した電解液（Ａ）が電解液排出マニ
フォールド（８）に流下したときに該電解液（Ａ）をバ
ブリングして塩素（Ｂ）を追い出し塩素を混合した循環
ガスは電解液排出マニフォールド（８）上部に設け、か
つ枠体（２）の積層方向に形成したガス排出マニフォー
ルド（１３）に各枠体（２）毎に連通ずるガス排出口（
１５）に補集されセンターマニフォールド（１）内のガ
ス排出パイプ（１６）に連通して、外部の塩素貯蔵槽に
送られる。
以上のように構成された１０Ｋ Ｗ用亜鉛−塩素電池に
ついて通常運転を行ない充電時の電解液中の塩素濃度と
電池効率を測定し、その結果を従来の電池と比較して第
１表に示した。
ついて通常運転を行ない充電時の電解液中の塩素濃度と
電池効率を測定し、その結果を従来の電池と比較して第
１表に示した。
第１表から明らかなように本発明電池は充電時に電解液
中の塩素濃度を大幅に低下させることができ、従来電池
に比較して著しく効率が向上する。
中の塩素濃度を大幅に低下させることができ、従来電池
に比較して著しく効率が向上する。
また本発明の他の実施例として、第２図に示すように各
枠体（２）を連通ずるガス供給マニフォールド（１４）
に各枠体（２）毎に連通するガス分配管（１７）と該分
配管（１７）に連通して電解液排出マニフォールド（８
）底部に開口したガス供給孔（１８）を形成した枠体（
２）を積層して電池部を構成することにより、枠体（２
）毎に確実に電解液をバブリングすることができるため
に電解液中の塩素を追い出す効果は高く、ざらに部品点
数が減るため組立工数を低減できる。
枠体（２）を連通ずるガス供給マニフォールド（１４）
に各枠体（２）毎に連通するガス分配管（１７）と該分
配管（１７）に連通して電解液排出マニフォールド（８
）底部に開口したガス供給孔（１８）を形成した枠体（
２）を積層して電池部を構成することにより、枠体（２
）毎に確実に電解液をバブリングすることができるため
に電解液中の塩素を追い出す効果は高く、ざらに部品点
数が減るため組立工数を低減できる。
このように本発明によれば充電時に電解液中の塩素濃度
を極めて低くでき亜鉛−塩素電池の効率を大幅に向上さ
せる等工業上顕著な効果を奏するものである。
を極めて低くでき亜鉛−塩素電池の効率を大幅に向上さ
せる等工業上顕著な効果を奏するものである。
第１図（イ） （ロ）は本発明の一実施例を示すもので
（イ）は側断面図、（ロ）は（イ）におけるｘ−ｘ’線
断面図、第２図は本発明の他の実施例を示す横断面図、
第３図は従来電池を示す説明図、第４図（イ） （ロ）
は従来電池を示すもので（イ）は側断面図、（ロ）は（
イ）におけるＹ−Ｙ’線断面図である。 １・・・・・・・・センターマニフォールド２・・・・
・・・・枠体 ３・・・・・・・・電解液供給マニフォールド４・・・
・・・・・電解液分配管 ５・・・・・・・・電解液供給口 ６・・・・・・・・押え板 ７・・・・・・・・電極室 ８・・・・・・・・電解液排出マニフォールド９・・・
・・・・・ガス導入パイプ １０・・・・・・・・連通マニフォールド１１・・・・
・・・・ガス供給口 １２・・・・・・・・ガス供給パイプ １３・・・・・・・・ガス排出マニフＡ−ルド１４・・
・・・・・・ガス供給マニフォールド１５・・・・・・
・・ガス排出口 １６・・・・・・・・ガス排出パイプ １７・・・・・・・・ガス分配管 １８・・・・・・・・ガス供給孔 ２０・・・・・・・・電池部 ２１・・・・・・・・電解液槽 ２２・・・・・・・・塩素貯蔵槽 ２３・・・・・・・・液ポンプ ２４・・・・・・・・ガスポンプ ２５・・・・・・・・冷凍器 ２６・・・・・・・・バルブ ２７・・・・・・・・正極 ２８・・・・・・・・負極 ２９・・・・・・・・集電体 ３０・・・・・・・・塩素室 ３１・・・・・・・・電解液排出口 Ａ・・・・・・・・電解液 Ｂ・・・・・・・・塩素ガス 第１図 （イ） 第２図 第３図
（イ）は側断面図、（ロ）は（イ）におけるｘ−ｘ’線
断面図、第２図は本発明の他の実施例を示す横断面図、
第３図は従来電池を示す説明図、第４図（イ） （ロ）
は従来電池を示すもので（イ）は側断面図、（ロ）は（
イ）におけるＹ−Ｙ’線断面図である。 １・・・・・・・・センターマニフォールド２・・・・
・・・・枠体 ３・・・・・・・・電解液供給マニフォールド４・・・
・・・・・電解液分配管 ５・・・・・・・・電解液供給口 ６・・・・・・・・押え板 ７・・・・・・・・電極室 ８・・・・・・・・電解液排出マニフォールド９・・・
・・・・・ガス導入パイプ １０・・・・・・・・連通マニフォールド１１・・・・
・・・・ガス供給口 １２・・・・・・・・ガス供給パイプ １３・・・・・・・・ガス排出マニフＡ−ルド１４・・
・・・・・・ガス供給マニフォールド１５・・・・・・
・・ガス排出口 １６・・・・・・・・ガス排出パイプ １７・・・・・・・・ガス分配管 １８・・・・・・・・ガス供給孔 ２０・・・・・・・・電池部 ２１・・・・・・・・電解液槽 ２２・・・・・・・・塩素貯蔵槽 ２３・・・・・・・・液ポンプ ２４・・・・・・・・ガスポンプ ２５・・・・・・・・冷凍器 ２６・・・・・・・・バルブ ２７・・・・・・・・正極 ２８・・・・・・・・負極 ２９・・・・・・・・集電体 ３０・・・・・・・・塩素室 ３１・・・・・・・・電解液排出口 Ａ・・・・・・・・電解液 Ｂ・・・・・・・・塩素ガス 第１図 （イ） 第２図 第３図
Claims (1)
- 液透過性ハロゲン極（正極）と亜鉛極（負極）とを対設
して形成した電極室に正極を透過して電解液を供給し、
電極室上部からオーバーフローして電解液排出マニフォ
ールドへ流下させ、これを集合して循環させ、充電時に
電極室で発生するガスを不活性ガスを主体とするガスと
混合して循環させる電池において、電解液排出マニフォ
ールド内に流下した電解液内に開口するガス供給管を設
けて不活性ガスを主体とするガスを電解液中に通してバ
ブリングし、電解液排出マニフォールド内へ供給するこ
とを特徴とするガス循環型亜鉛−ハロゲン電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62086210A JPS63252366A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | ガス循環型亜鉛−ハロゲン電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62086210A JPS63252366A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | ガス循環型亜鉛−ハロゲン電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63252366A true JPS63252366A (ja) | 1988-10-19 |
Family
ID=13880418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62086210A Pending JPS63252366A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | ガス循環型亜鉛−ハロゲン電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63252366A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019031033A1 (ja) * | 2017-08-10 | 2019-02-14 | 京セラ株式会社 | フロー電池 |
| WO2019031099A1 (ja) * | 2017-08-10 | 2019-02-14 | 京セラ株式会社 | フロー電池 |
-
1987
- 1987-04-08 JP JP62086210A patent/JPS63252366A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019031033A1 (ja) * | 2017-08-10 | 2019-02-14 | 京セラ株式会社 | フロー電池 |
| WO2019031099A1 (ja) * | 2017-08-10 | 2019-02-14 | 京セラ株式会社 | フロー電池 |
| CN110998948A (zh) * | 2017-08-10 | 2020-04-10 | 京瓷株式会社 | 液流电池 |
| CN110998948B (zh) * | 2017-08-10 | 2022-10-25 | 京瓷株式会社 | 液流电池 |
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