JPS63252367A - 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
- Publication number
- JPS63252367A JPS63252367A JP62086211A JP8621187A JPS63252367A JP S63252367 A JPS63252367 A JP S63252367A JP 62086211 A JP62086211 A JP 62086211A JP 8621187 A JP8621187 A JP 8621187A JP S63252367 A JPS63252367 A JP S63252367A
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- JP
- Japan
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- gas
- electrolyte
- chlorine
- electrode
- manifold
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- Pending
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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
- 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
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- 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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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−ハロゲン電池に関し、特に充電時に正極
から発生するガスを強制的に電池の反応系外に排出する
ことにより、電池効率を向上させたものである。
から発生するガスを強制的に電池の反応系外に排出する
ことにより、電池効率を向上させたものである。
（従来の技術）
従来亜鉛−ハロゲン電池、例えば亜鉛−塩素電池は電池
部、電解液槽及び塩素貯蔵槽を管路等により密閉系を構
成し、電解液を電解液槽から液ポンプにより電池部に循
環し、充電時に電池部で発生した塩素ガスをガスポンプ
により塩素貯蔵槽に吸引して貯蔵し、放電時に塩素貯蔵
槽で発生させた塩素ガスを電解液に供給している。上記
電池部は第２図（イ） （ロ）に示すように液透過性の
多孔質グラファイト正極（１５）と硬質グラファイト負
極（１７）とを集電体（１８）を介して枠体（１）で保
持し、内側に塩素室（７）を形成し、該枠体（１）をセ
ンターマニフォールド（２）の両側に複数個積層し外側
より押え板（３）で挟持して各枠体（１）間に電極室（
４）を形成し、枠体（１）にはその積層方向に形成した
電解液供給マニフォールド（５）と連通する電解液分配
管（６）及び該分配管（６）に連通して上記塩素室（７
）の底部に開口する電解液供給口（８）を各枠体（１）
毎に設けた構造となっており、電解液（［）は図示して
いない電解液槽から電解液供給マニフォールド（５）に
供給され塩素室（７）を通って正極（１５）を透過して
電極室（４）の上部の電解液排出口（１９）からオーバ
ーフローして枠体（１）の積層方向に形成した電解液排
出マニフォールド（９）に流下させて集合し、センター
マニフォールド内を経由して再び電解液槽に戻して循環
させている。
部、電解液槽及び塩素貯蔵槽を管路等により密閉系を構
成し、電解液を電解液槽から液ポンプにより電池部に循
環し、充電時に電池部で発生した塩素ガスをガスポンプ
により塩素貯蔵槽に吸引して貯蔵し、放電時に塩素貯蔵
槽で発生させた塩素ガスを電解液に供給している。上記
電池部は第２図（イ） （ロ）に示すように液透過性の
多孔質グラファイト正極（１５）と硬質グラファイト負
極（１７）とを集電体（１８）を介して枠体（１）で保
持し、内側に塩素室（７）を形成し、該枠体（１）をセ
ンターマニフォールド（２）の両側に複数個積層し外側
より押え板（３）で挟持して各枠体（１）間に電極室（
４）を形成し、枠体（１）にはその積層方向に形成した
電解液供給マニフォールド（５）と連通する電解液分配
管（６）及び該分配管（６）に連通して上記塩素室（７
）の底部に開口する電解液供給口（８）を各枠体（１）
毎に設けた構造となっており、電解液（［）は図示して
いない電解液槽から電解液供給マニフォールド（５）に
供給され塩素室（７）を通って正極（１５）を透過して
電極室（４）の上部の電解液排出口（１９）からオーバ
ーフローして枠体（１）の積層方向に形成した電解液排
出マニフォールド（９）に流下させて集合し、センター
マニフォールド内を経由して再び電解液槽に戻して循環
させている。
このような電池では充電時に正極（１５）で塩素を発生
し、負極（１７）上に金属亜鉛を析出し、発生した塩素
は電解液（し）が各電極室（４）からそれぞれの電解液
排出マニフォールド（９）に流下するときに電解液の飽
和塩素濃度以上の量がガスとして液（Ｌ）と分離し、該
マニフォールド（９）と各枠体（１）毎に連通し枠体（
１）の積層方向に形成したガス排出マニフォールド（１
１）に補集されさらにセンターマニフォールド（２）へ
送られ、該マニフォールド（２）に送られる不活性ガス
を主体とした循環ガスと混合した状態でガスポンプによ
りセンターマニフォールド（２）から塩素貯蔵槽へ輸送
され、混合ガス中の塩素ガスを該貯蔵槽に吸収させ不活
性ガスは電解液槽を経て再び電池部のセンターマニフォ
ールド（２）に送られる。この時電池の効率向上のため
には電解液（［）中の塩素濃度を低くして負極での亜鉛
と塩素の直接反応（自己放電に相当する）を不活発化さ
せることが重要な要件となっている。そのため塩素貯蔵
槽では塩素吸収の際の発熱による温度上昇を冷凍器によ
り抑制して常に所定の低温に保って吸収効率を向上させ
、電解液槽へ送る循環ガス中の塩素濃度を下げている。
し、負極（１７）上に金属亜鉛を析出し、発生した塩素
は電解液（し）が各電極室（４）からそれぞれの電解液
排出マニフォールド（９）に流下するときに電解液の飽
和塩素濃度以上の量がガスとして液（Ｌ）と分離し、該
マニフォールド（９）と各枠体（１）毎に連通し枠体（
１）の積層方向に形成したガス排出マニフォールド（１
１）に補集されさらにセンターマニフォールド（２）へ
送られ、該マニフォールド（２）に送られる不活性ガス
を主体とした循環ガスと混合した状態でガスポンプによ
りセンターマニフォールド（２）から塩素貯蔵槽へ輸送
され、混合ガス中の塩素ガスを該貯蔵槽に吸収させ不活
性ガスは電解液槽を経て再び電池部のセンターマニフォ
ールド（２）に送られる。この時電池の効率向上のため
には電解液（［）中の塩素濃度を低くして負極での亜鉛
と塩素の直接反応（自己放電に相当する）を不活発化さ
せることが重要な要件となっている。そのため塩素貯蔵
槽では塩素吸収の際の発熱による温度上昇を冷凍器によ
り抑制して常に所定の低温に保って吸収効率を向上させ
、電解液槽へ送る循環ガス中の塩素濃度を下げている。
他方電池の放電時には正極（１５）で塩素をイオン化す
ると共に負極（１７）で金属亜鉛を溶出している。この
ため循環する電解液（［）の一部を塩素貯蔵槽内の熱交
換器に循環させ、該貯蔵槽を加温して塩素ガスを発生さ
せ、循環ガスに混合させて電解液槽へ送っており、塩素
濃度を高くした電解液（Ｌ）を電池部へ送っている。な
お図中（Ｇ）はガスの流れを示す。
ると共に負極（１７）で金属亜鉛を溶出している。この
ため循環する電解液（［）の一部を塩素貯蔵槽内の熱交
換器に循環させ、該貯蔵槽を加温して塩素ガスを発生さ
せ、循環ガスに混合させて電解液槽へ送っており、塩素
濃度を高くした電解液（Ｌ）を電池部へ送っている。な
お図中（Ｇ）はガスの流れを示す。
（発明が解決しようとする問題点）
上記の様な電池においては充電時に正極反応の結果生ず
る塩素は電解液から完全には脱気されず、ざらに一度脱
気された塩素ガスであってもその一部は電解液排出マニ
フォールド内やセンターマニフォールド内で再び容易に
電解液に溶解してしまう。このように電解液内に溶解し
た塩素は再び電極室内に循環した時に負極上に析出した
亜鉛と反応して自己放電を起こしてしまい電池効率を低
下させており問題となっていた。
る塩素は電解液から完全には脱気されず、ざらに一度脱
気された塩素ガスであってもその一部は電解液排出マニ
フォールド内やセンターマニフォールド内で再び容易に
電解液に溶解してしまう。このように電解液内に溶解し
た塩素は再び電極室内に循環した時に負極上に析出した
亜鉛と反応して自己放電を起こしてしまい電池効率を低
下させており問題となっていた。
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、発生した塩素ガス
を速やかに電極室外へ送ることにより電池効率の向上を
実現したもので液透過性ハロゲン極（正極）と亜鉛極（
負極）とを集電体を介して対設させた枠体を複数個積層
して各枠体間に電極室を形成し、該電極室へ正極を通し
て電解液を供給し電極室上部から電解液排出マニフォー
ルドに流下させた後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循環ガスと混合
しこれを補集して循環させる電池において、各電解液排
出マニフォールド内の電解液上方に開口するガス供給管
を設けて充電時に電極室で発生するガスを電解液排出マ
ニフォールド内で不活性ガスを主体とする循環ガスと混
合することを特徴とするものである。
を速やかに電極室外へ送ることにより電池効率の向上を
実現したもので液透過性ハロゲン極（正極）と亜鉛極（
負極）とを集電体を介して対設させた枠体を複数個積層
して各枠体間に電極室を形成し、該電極室へ正極を通し
て電解液を供給し電極室上部から電解液排出マニフォー
ルドに流下させた後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循環ガスと混合
しこれを補集して循環させる電池において、各電解液排
出マニフォールド内の電解液上方に開口するガス供給管
を設けて充電時に電極室で発生するガスを電解液排出マ
ニフォールド内で不活性ガスを主体とする循環ガスと混
合することを特徴とするものである。
積層した枠体の各電解液排出マニフォールド内の電解液
が溜る液面よりも上方に循環ガスの供給穴を有するガス
供給パイプを設けるのは電解液槽に連絡するガス導入管
に接続するガス供給パイプから供給する循環ガスで電解
液排出マニフォールド内を強制的に高濃度の不活性ガス
雰囲気とし比較的塩素ガス濃度の低い状態をつくること
により、その低い塩素分圧に応じて電解液に溶解した塩
素ガスが発生するので電解液中の塩素濃度を下げること
ができるからである。
が溜る液面よりも上方に循環ガスの供給穴を有するガス
供給パイプを設けるのは電解液槽に連絡するガス導入管
に接続するガス供給パイプから供給する循環ガスで電解
液排出マニフォールド内を強制的に高濃度の不活性ガス
雰囲気とし比較的塩素ガス濃度の低い状態をつくること
により、その低い塩素分圧に応じて電解液に溶解した塩
素ガスが発生するので電解液中の塩素濃度を下げること
ができるからである。
ざらに副反応として発生する水素ガスを強制的に外部に
排出でき、水素と塩素との反応による爆発の危険もなく
なり、安全性も向上するからである。
排出でき、水素と塩素との反応による爆発の危険もなく
なり、安全性も向上するからである。
（実施例〕
本発明の一実施例を亜鉛−塩素電池について説明する。
液透過性の多孔質グラフフィト正極と硬質グラファイト
負極とを集電体を介して枠体で保持して内側に塩素室を
形成し、第１図（イ） （ロ）に示すようにこの枠体（
１）をセンターマニフォールド（２）の両側に積層し外
側より押え板（３）で挟持して各枠体（１）間に電極室
（４）を形成して電池部としざらに枠体（１）の積層方
向に形成した電解液供給マニフＡ−ルド（５）と連通す
る電解液分配管（６）及び該分配管（６）に連通して上
記塩素室（７）の底部に開口する電解液供給口（８）を
各枠体（１）毎に設け、枠体積層方向に形成した電解液
排出マニノオールド（９）と各枠体（１）毎に設けたガ
ス排出口（１０）にて連通ずるガス排出マニノオールド
（１１）を積層方向に形成し、センターマニフォールド
（２）内でガス排出管（１２）に接続して電池部外の図
示していないガスポンプに連絡する。また電池部外の図
示していない電解液槽から導いたガス導入管（１３）を
センターマニフォールド（２）内で電解液排出マニフォ
ールド（９）内の電解液（Ｌ）上方に設けたガス供給口
（１６）を有するガス供給管（１４）と接続する。
負極とを集電体を介して枠体で保持して内側に塩素室を
形成し、第１図（イ） （ロ）に示すようにこの枠体（
１）をセンターマニフォールド（２）の両側に積層し外
側より押え板（３）で挟持して各枠体（１）間に電極室
（４）を形成して電池部としざらに枠体（１）の積層方
向に形成した電解液供給マニフＡ−ルド（５）と連通す
る電解液分配管（６）及び該分配管（６）に連通して上
記塩素室（７）の底部に開口する電解液供給口（８）を
各枠体（１）毎に設け、枠体積層方向に形成した電解液
排出マニノオールド（９）と各枠体（１）毎に設けたガ
ス排出口（１０）にて連通ずるガス排出マニノオールド
（１１）を積層方向に形成し、センターマニフォールド
（２）内でガス排出管（１２）に接続して電池部外の図
示していないガスポンプに連絡する。また電池部外の図
示していない電解液槽から導いたガス導入管（１３）を
センターマニフォールド（２）内で電解液排出マニフォ
ールド（９）内の電解液（Ｌ）上方に設けたガス供給口
（１６）を有するガス供給管（１４）と接続する。
上記のような電池部の電解液供給マニフォールド（５）
に電解液（［）を送り、各枠体の塩素室（７）に供給し
正極（１５）を透過させ電極室（４）の上部の電解液排
出口（１９）を通して電解液排出マニフォールド（９）
に流下させ、これをセンターマニフォールド（２）に送
ってさらに電解液槽に戻して循環させる。
に電解液（［）を送り、各枠体の塩素室（７）に供給し
正極（１５）を透過させ電極室（４）の上部の電解液排
出口（１９）を通して電解液排出マニフォールド（９）
に流下させ、これをセンターマニフォールド（２）に送
ってさらに電解液槽に戻して循環させる。
この電池の充電時においては正極（１５）から発生する
塩素ガスは電解液排出マニフォールド（９）内でガス供
給口（１６）より供給される不活性ガスを主体とした循
環ガスと混合してガス排出口（１０）で捕捉されガス排
出マニフォールド（１１）を通りセンターマニフォール
ド（２）内の排出管（１２）に連絡して排出され図示し
ていない塩素貯蔵槽へ送られる。従って正極で発生する
塩素ガスは電解液排出マニフォールド内及びセンターマ
ニフォールド内で再溶解することがなくなる。
塩素ガスは電解液排出マニフォールド（９）内でガス供
給口（１６）より供給される不活性ガスを主体とした循
環ガスと混合してガス排出口（１０）で捕捉されガス排
出マニフォールド（１１）を通りセンターマニフォール
ド（２）内の排出管（１２）に連絡して排出され図示し
ていない塩素貯蔵槽へ送られる。従って正極で発生する
塩素ガスは電解液排出マニフォールド内及びセンターマ
ニフォールド内で再溶解することがなくなる。
なお図中（Ｇ）はガスの流れを示す。
以上のようなＩＯＫΔ用亜鉛−塩素電池について充電中
の電解液中の塩素濃度と電池効率を測定し、従来の１０
ＫＷ用亜鉛−塩素電池の値と比較して第１表に示した。
の電解液中の塩素濃度と電池効率を測定し、従来の１０
ＫＷ用亜鉛−塩素電池の値と比較して第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中の電解液
塩素濃度が従来電池と比較して大幅に低く、電池効率も
高いことがわかる。
塩素濃度が従来電池と比較して大幅に低く、電池効率も
高いことがわかる。
なお第１図（イ） （ロ）に示すガス供給口（１６）を
長くしてより下方から不活性ガスを供給することにより
塩素ガスと不活性ガスとの混合時間が長くなり、さらに
電解液排出マニフォールド（９）内の空間の塩素分圧を
下げることができ電解液中の塩素濃度を下げる効果はざ
らに大きくなる。
長くしてより下方から不活性ガスを供給することにより
塩素ガスと不活性ガスとの混合時間が長くなり、さらに
電解液排出マニフォールド（９）内の空間の塩素分圧を
下げることができ電解液中の塩素濃度を下げる効果はざ
らに大きくなる。
（発明の効果〕
このように本発明によれば亜鉛−ハロゲン電池の充電時
に電解液中の塩素濃度を低くすることができ、電池効率
は向上し、さらに塩素貯蔵槽へ送られる循環ガス中の塩
素濃度は高くなるため、貯蔵槽での塩素の吸収効率は上
り冷凍器の動力を低減させることができる等工業上顕著
な効果を奏するものである。
に電解液中の塩素濃度を低くすることができ、電池効率
は向上し、さらに塩素貯蔵槽へ送られる循環ガス中の塩
素濃度は高くなるため、貯蔵槽での塩素の吸収効率は上
り冷凍器の動力を低減させることができる等工業上顕著
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）は側面図、（ロ）は（イ）のｘ−ｘ’断面図、
第２図（イ） （ロ）は従来の電池を示すもので（イ）
は側断面図、（ロ）は（イ）のＹ−Ｙ’断面図でおる。 １・・・・・・・・枠体 ２・・・・・・・・センターマニフォールド３・・・・
・・・・押え板 ４・・・・・・・・電極室 ５・・・・・・・・電解液供給マニフォールド６・・・
・・・・・電解液分配管 ７・・・・・・・・塩素室 ８・・・・・・・・電解液供給口 ９・・・・・・・・電解液排出マニフォールド１０・・
・・・・・・ガス排出口 １１・・・・・・・・ガス排出マニフォールド１２・・
・・・・・・ガス排出管 １３・・・・・・・・ガス導入管 １４・・・・・・・・ガス供給管 １５・・・・・・・・正極 １６・・・・・・・・ガス供給口 １７・・・・・・・・負極 １８・・・・・・・・集電体 １９・・・・・・・・電解液排出口 Ｌ・・・・・・・・電解液 Ｇ・・・・・・・・ガスの流れ 第１図 （ロ） 第２図 （ロ）
、（イ）は側面図、（ロ）は（イ）のｘ−ｘ’断面図、
第２図（イ） （ロ）は従来の電池を示すもので（イ）
は側断面図、（ロ）は（イ）のＹ−Ｙ’断面図でおる。 １・・・・・・・・枠体 ２・・・・・・・・センターマニフォールド３・・・・
・・・・押え板 ４・・・・・・・・電極室 ５・・・・・・・・電解液供給マニフォールド６・・・
・・・・・電解液分配管 ７・・・・・・・・塩素室 ８・・・・・・・・電解液供給口 ９・・・・・・・・電解液排出マニフォールド１０・・
・・・・・・ガス排出口 １１・・・・・・・・ガス排出マニフォールド１２・・
・・・・・・ガス排出管 １３・・・・・・・・ガス導入管 １４・・・・・・・・ガス供給管 １５・・・・・・・・正極 １６・・・・・・・・ガス供給口 １７・・・・・・・・負極 １８・・・・・・・・集電体 １９・・・・・・・・電解液排出口 Ｌ・・・・・・・・電解液 Ｇ・・・・・・・・ガスの流れ 第１図 （ロ） 第２図 （ロ）
Claims (1)
- 液透過性ハロゲン極（正極）と亜鉛極（負極）とを集電
体を介して対設させた枠体を複数個積層して各枠体間に
電極室を形成し、該電極室へ正極を通して電解液を供給
し、電極室上部から電解液排出マニフォールドに流下さ
せた後集合して循環させ、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循環ガスと混合しこれを補
集して循環させる電池において、各電解液排出マニフォ
ールド内の電解液上方に、開口するガス供給管を設けて
充電時に電極室で発生するガスを電解液排出マニフォー
ルド内で不活性ガスを主体とする循環ガスと混合するこ
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 |
|---|---|---|---|
| JP62086211A JPS63252367A (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 |
|---|---|---|---|
| JP62086211A JPS63252367A (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 |
|---|---|
| JPS63252367A true JPS63252367A (ja) | 1988-10-19 |
Family
ID=13880445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62086211A Pending JPS63252367A (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) | JPS63252367A (ja) |
-
1987
- 1987-04-08 JP JP62086211A patent/JPS63252367A/ja active Pending
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