JPS63281362A - レドックスフロ−型電池 - Google Patents
レドックスフロ−型電池Info
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- JPS63281362A JPS63281362A JP62113667A JP11366787A JPS63281362A JP S63281362 A JPS63281362 A JP S63281362A JP 62113667 A JP62113667 A JP 62113667A JP 11366787 A JP11366787 A JP 11366787A JP S63281362 A JPS63281362 A JP S63281362A
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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
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
- H01M8/0273—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes with sealing or supporting means in the form of a frame
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- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
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- H01M8/188—Regeneration by electrochemical means by recharging of redox couples containing fluids; Redox flow type batteries
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- Y02E60/50—Fuel cells
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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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］
この発明は、新型二次電池として開発中のレドックスフ
ロー型電池に関し、とくにこの電池電解槽の電極室内に
おける電解液の流路の目づまり防止構造をもつ電極室に
関するものである。
ロー型電池に関し、とくにこの電池電解槽の電極室内に
おける電解液の流路の目づまり防止構造をもつ電極室に
関するものである。
［従来の技術］
レドックスフロー型電池は現在開発中であり、実用電池
ではない。しかし、例えば実験用の積層形の電解液流通
型電池としては、特願昭８２−４２７９１号として出願
したものがある。第４図はこの電池の一例として６個の
単セルで構成された積層形のレドックスフロー型電池の
模式説明図である。
ではない。しかし、例えば実験用の積層形の電解液流通
型電池としては、特願昭８２−４２７９１号として出願
したものがある。第４図はこの電池の一例として６個の
単セルで構成された積層形のレドックスフロー型電池の
模式説明図である。
図において、１及び１ａは正電極、２及び２ａは負電極
であり、このうち１及び２は積層電池のそれぞれ正電極
及び負電極の端板電極である。正電極１ａ及び負電極２
ａを一体化してバイポーラ電極を形成している。３はイ
オン交換膜で、このイオン交換膜３をはさんで、例えば
正電極１及び負電極２ａで電池の基準をなす単セルが構
成されて電解槽部を構成している。
であり、このうち１及び２は積層電池のそれぞれ正電極
及び負電極の端板電極である。正電極１ａ及び負電極２
ａを一体化してバイポーラ電極を形成している。３はイ
オン交換膜で、このイオン交換膜３をはさんで、例えば
正電極１及び負電極２ａで電池の基準をなす単セルが構
成されて電解槽部を構成している。
また、４及び５はそれぞれ正極電解液タンク及び負極電
解液タンクであり、それぞれの電池活物質を溶解した電
解液が充填される。この２個の電解液タンクは、それぞ
れ正極電解液用配管６及び負極電解液用配管７を介して
図のよに各単セルに接続され、各電解液を矢印のよに並
列に循環してレドックスフロー型電池を形成している。
解液タンクであり、それぞれの電池活物質を溶解した電
解液が充填される。この２個の電解液タンクは、それぞ
れ正極電解液用配管６及び負極電解液用配管７を介して
図のよに各単セルに接続され、各電解液を矢印のよに並
列に循環してレドックスフロー型電池を形成している。
そして、上記電池の電解槽を形成する単位セルは、第５
図に示すような複数個の構成部材がら構成されている。
図に示すような複数個の構成部材がら構成されている。
図において、上記第４図の説明に用いたバイポーラ電極
は、バイポーラ板８を挾んだ正電極１ａと負電極２ａと
から構成されており、正電極１ａ及び負電極２ａはいず
れも同質の炭素布で形成されている。すなわち、電解槽
はバイポーラ板８、炭素布電極１ａ及び２ａ、イオン交
換膜３及びスペーサ９．１０を構成部材として、正極電
極室と負極電極室をイオン交換膜３及びバイポーラ板８
を介して交互に積層して構成されている。
は、バイポーラ板８を挾んだ正電極１ａと負電極２ａと
から構成されており、正電極１ａ及び負電極２ａはいず
れも同質の炭素布で形成されている。すなわち、電解槽
はバイポーラ板８、炭素布電極１ａ及び２ａ、イオン交
換膜３及びスペーサ９．１０を構成部材として、正極電
極室と負極電極室をイオン交換膜３及びバイポーラ板８
を介して交互に積層して構成されている。
なお、１２．１２ａは正電極電解液用マニホールド、１
４、１４ａは負電極電解液用マニホールドである。
４、１４ａは負電極電解液用マニホールドである。
電解液はスペーサ９．ＩＯに設けられたマニホールド１
２．１２ａ及び１４．１４ａとスリット１３．１３ａを
通して各電極室に供給される。この様子を正電極１ａの
場合について第６の模式正面図で示す。すなわち入側マ
ニホールド１２を流れる電解液は、入側スリット１３を
通って電極室入側液たまり部１１に入り、炭素布電極１
ａを通って電極室出側たまり部１１ａと出側スリット１
３ａを経て出側マニホールド１２ａに至り、次の正電極
室へ移送されるようになっている。
２．１２ａ及び１４．１４ａとスリット１３．１３ａを
通して各電極室に供給される。この様子を正電極１ａの
場合について第６の模式正面図で示す。すなわち入側マ
ニホールド１２を流れる電解液は、入側スリット１３を
通って電極室入側液たまり部１１に入り、炭素布電極１
ａを通って電極室出側たまり部１１ａと出側スリット１
３ａを経て出側マニホールド１２ａに至り、次の正電極
室へ移送されるようになっている。
以上、レドックスフロー型電池の電解槽につき主として
その構造について説明したが、この動作原理はすでに周
知の技術であるのでその説明は割愛することとし、後記
の発明に必要な電解槽部の構成説明のみに止めた。
その構造について説明したが、この動作原理はすでに周
知の技術であるのでその説明は割愛することとし、後記
の発明に必要な電解槽部の構成説明のみに止めた。
上記の液流路のうち、スリット部、マニホルド部は、こ
こを流れる電解液が導電性を有し、かつ積層された同極
の電極室間で回路が閉じているために生じる電流積（シ
ャントカレントロス）の原因となるため、極力細長く形
成することが必要であり、現在一般的に実施されている
スリット径は０．５〜２．０ｍｍ程度である。
こを流れる電解液が導電性を有し、かつ積層された同極
の電極室間で回路が閉じているために生じる電流積（シ
ャントカレントロス）の原因となるため、極力細長く形
成することが必要であり、現在一般的に実施されている
スリット径は０．５〜２．０ｍｍ程度である。
また電極として用いられる炭素布は、電極性能を向上さ
せるために活性化処理か施こされており、この処理によ
り電極内を電解液が流れたときに、炭素繊維のケバが発
生しやすい性質を持っている。
せるために活性化処理か施こされており、この処理によ
り電極内を電解液が流れたときに、炭素繊維のケバが発
生しやすい性質を持っている。
［発明が解決しようとする問題点］
上記のような従来のレドックスフロー型電池の電極構造
は電池性能を向上させるため、すなわち、上記のスリッ
ト部を設けることによりシャントカレントロスを低減す
る方式を採用しているので、上記のように電極を形成す
る炭素布から発生した繊維の微粒片状のケバがとくに電
解液出側スリット部に堆積しやすい状況にある。このた
め、上記ケバによって電極室内の液流路（とくにスリッ
ト部）が目づまりして所定量の電解液が供給できなかっ
たり、圧損が大きくなる問題がある。
は電池性能を向上させるため、すなわち、上記のスリッ
ト部を設けることによりシャントカレントロスを低減す
る方式を採用しているので、上記のように電極を形成す
る炭素布から発生した繊維の微粒片状のケバがとくに電
解液出側スリット部に堆積しやすい状況にある。このた
め、上記ケバによって電極室内の液流路（とくにスリッ
ト部）が目づまりして所定量の電解液が供給できなかっ
たり、圧損が大きくなる問題がある。
また、積層された電極室のうち、その一部にだけ目づま
りが生じた時には各電極室への電解液の等配が行えなく
なり、電池性能に悪影響を与える。
りが生じた時には各電極室への電解液の等配が行えなく
なり、電池性能に悪影響を与える。
すなわち、積層された電極室の一部の液出側スリットに
若干のケバが堆積した場合、電極室内の液圧はバイポー
ラ板、イオン交換膜を介して隣り合う他の電極室内の液
圧より若干高めになり、その結果ケバの堆積した電極室
では電極とイオン交換膜の間にわずかな空げきを生じる
。とのとき、この電極室内では電解液がこの空げきを優
先して流れ、電極内の電解液によどみを生じる。この電
解液の電極室内でのよどみはレドックスフロー型電池の
特性上、その電池性能に最も悪影響を与えるものの一つ
である。
若干のケバが堆積した場合、電極室内の液圧はバイポー
ラ板、イオン交換膜を介して隣り合う他の電極室内の液
圧より若干高めになり、その結果ケバの堆積した電極室
では電極とイオン交換膜の間にわずかな空げきを生じる
。とのとき、この電極室内では電解液がこの空げきを優
先して流れ、電極内の電解液によどみを生じる。この電
解液の電極室内でのよどみはレドックスフロー型電池の
特性上、その電池性能に最も悪影響を与えるものの一つ
である。
［問題点を解決するための手段］
この発明に係るレドックスフロー型電池は、電極の支持
枠をなすスペーサに設けられたマニホールドから電極室
にある液だまり部への電解液流路にスリットを設け、上
記電極と電解液出側スリットの間に電極から発生する炭
素繊維のケバ捕集用のフィルタを装着したものである。
枠をなすスペーサに設けられたマニホールドから電極室
にある液だまり部への電解液流路にスリットを設け、上
記電極と電解液出側スリットの間に電極から発生する炭
素繊維のケバ捕集用のフィルタを装着したものである。
また必要に応じて上記部位にフィルタ設置のための構造
上のバリエーションを配慮することにより上記問題点を
解決したものである。
上のバリエーションを配慮することにより上記問題点を
解決したものである。
［作用コ
この発明においては、電極室内の電解液流路上の要部に
フィルタを装着したので、電極から脱離して電解液中に
浮遊状態で輸送される炭素繊維のケバをフィルタがトラ
ップするから、清澄な電解液を循環できるとともに上記
スリット部の目づまりが防止される。
フィルタを装着したので、電極から脱離して電解液中に
浮遊状態で輸送される炭素繊維のケバをフィルタがトラ
ップするから、清澄な電解液を循環できるとともに上記
スリット部の目づまりが防止される。
［実施例コ
第１図はこの発明の一実施例を示すレドックスフロー型
電池の正電極部の正面図である。図において、１〜１４
は第４図、第５図及び第６図で説明した部分と同じ部分
である。
電池の正電極部の正面図である。図において、１〜１４
は第４図、第５図及び第６図で説明した部分と同じ部分
である。
まず、電極室の構成部材の一つであるスペーサ９の電解
液出側スリット１２ａの電解液出側液だまり部１１ａ側
に切り欠き部１６を設けたものとし、スリット目づまり
防止用のフィルタ１５をこの切り欠き部１６にスペーサ
９と同一幅を保持するようにして装着した。なお、図示
しないが負電極１０（第５図参照）に対しても同様にフ
ィルタを装着する。
液出側スリット１２ａの電解液出側液だまり部１１ａ側
に切り欠き部１６を設けたものとし、スリット目づまり
防止用のフィルタ１５をこの切り欠き部１６にスペーサ
９と同一幅を保持するようにして装着した。なお、図示
しないが負電極１０（第５図参照）に対しても同様にフ
ィルタを装着する。
上記の構成によって、入側マニホルド１２、スリット１
３及び入側液だまり部１１から正電極１ａを経て出側液
だまり部１１ａ１スリット１３ａを通って出側マニホー
ルド１２ａに電解液が移送される間に、正電極１ａから
発生した炭素繊維のケバ（図示せず）がフィルタ１５に
よってトラップされるので、出側スリット１３ａの目づ
まりを防止することができる。
３及び入側液だまり部１１から正電極１ａを経て出側液
だまり部１１ａ１スリット１３ａを通って出側マニホー
ルド１２ａに電解液が移送される間に、正電極１ａから
発生した炭素繊維のケバ（図示せず）がフィルタ１５に
よってトラップされるので、出側スリット１３ａの目づ
まりを防止することができる。
この実施例では、比較的小さな切り欠き部１６にフィル
タ１５の小片を装填したので、フィルタの使用量が少な
くてすむ点に特徴がある。
タ１５の小片を装填したので、フィルタの使用量が少な
くてすむ点に特徴がある。
第２図はこの発明の他の実施例を示すものであり、電極
室の出側液だまり部１１ａの電極ｌａ側に接して、上記
と同目的のフィルタ１５を装着したものである。この実
施例の場合は、比較的大きなフィルタを使用している点
が特徴で、フィルタの有効面積が大きく長寿命使用が可
能である。
室の出側液だまり部１１ａの電極ｌａ側に接して、上記
と同目的のフィルタ１５を装着したものである。この実
施例の場合は、比較的大きなフィルタを使用している点
が特徴で、フィルタの有効面積が大きく長寿命使用が可
能である。
第３図は第２図の応用実施例であり、第３図（ａ）は正
電極１ａの正面図、（ｂ）は断面図である。
電極１ａの正面図、（ｂ）は断面図である。
図に示したように、電極１ａの出側液だまり部１１ａに
接する辺を同様の目的のフィルタ１５によって掩うよう
にして取着けたものである。
接する辺を同様の目的のフィルタ１５によって掩うよう
にして取着けたものである。
この実施例の特徴はフィルタ１５が上記実施例より比較
的強く電極室内に固定される点である。
的強く電極室内に固定される点である。
なお、上記３つの実施例で使用したフィルタ１５にはガ
ラスファイバ布を用いたが、このフィルタは電気的に不
活性な物質からなるものであれば、他の材質によるもの
であっても同様な効果をもっことはいうまでもない。
ラスファイバ布を用いたが、このフィルタは電気的に不
活性な物質からなるものであれば、他の材質によるもの
であっても同様な効果をもっことはいうまでもない。
［発明の効果］
この発明は以上説明したとおり、レドックスフロー型電
池の電極室を形成するスペーサの電解液出側マニホール
ドと電極との間の出側液だまり部にフィルタを装着した
ので、電極室の構造を大幅に変更することなく、炭素布
電極から発生して電解液中に混入した炭素繊維のケバを
除去することができ、そのためスリットの目づまりを防
止することができるので、スリット径を太くしてシャン
トカレントロスを増加させることなく電解液の電極室内
への安定な供給を可能ならしめる効果がある。
池の電極室を形成するスペーサの電解液出側マニホール
ドと電極との間の出側液だまり部にフィルタを装着した
ので、電極室の構造を大幅に変更することなく、炭素布
電極から発生して電解液中に混入した炭素繊維のケバを
除去することができ、そのためスリットの目づまりを防
止することができるので、スリット径を太くしてシャン
トカレントロスを増加させることなく電解液の電極室内
への安定な供給を可能ならしめる効果がある。
また、この発明は上記のようにスリット部の目づまりを
防止するのみに止まらず、スリット目づまりにより一部
の電極室の圧力増つまり圧損によって生ずる電解液のよ
どみをなくするので、電池性能の長期間安定維持に対し
ても寄与する効果がある。
防止するのみに止まらず、スリット目づまりにより一部
の電極室の圧力増つまり圧損によって生ずる電解液のよ
どみをなくするので、電池性能の長期間安定維持に対し
ても寄与する効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示すレドックスフロー型
電池正電極室の正面図、第２図はこの発明の他の実施例
を示す正電極室の正面図、第３図は第２図の応用実施例
を示す正面図、第４図は従来の積層形のレドックスフロ
ー型電池の構成を示す模式説明図、第５図は第４図の電
解槽の構成を示す斜視説明図、第６図は第５図中の正電
極について電解液の流通機構の正面説明図である。 図において、９は正電極の支持枠を構成するスペーサ、
１１． ｌｌａは液だまり部、１２．１２ａはマニホー
ルド、１３．１３ａはスリット、１５はフィルタ、１６
はスペーサ９に設けた切り欠き部である。 図中、同一記号は同−又は相当部分を示す。
電池正電極室の正面図、第２図はこの発明の他の実施例
を示す正電極室の正面図、第３図は第２図の応用実施例
を示す正面図、第４図は従来の積層形のレドックスフロ
ー型電池の構成を示す模式説明図、第５図は第４図の電
解槽の構成を示す斜視説明図、第６図は第５図中の正電
極について電解液の流通機構の正面説明図である。 図において、９は正電極の支持枠を構成するスペーサ、
１１． ｌｌａは液だまり部、１２．１２ａはマニホー
ルド、１３．１３ａはスリット、１５はフィルタ、１６
はスペーサ９に設けた切り欠き部である。 図中、同一記号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 両端に端板電極を備え、この端板電極の間にバイポーラ
板、スペーサに保持された電極、イオン交換膜を配設し
、これらを繰返し積層して所定セル数分の積層電池を構
成した電解液循環型のレドックスフロー型電池において
、 上記スペーサに設けられた電解液供給用のマニホールド
から上記電極の電極室内に形成された液だまり部への電
解液流路としてスリットを設け、このスリットと上記電
極との間にフィルタを装着したことを特徴とするレドッ
クスフロー型電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62113667A JPS63281362A (ja) | 1987-05-12 | 1987-05-12 | レドックスフロ−型電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62113667A JPS63281362A (ja) | 1987-05-12 | 1987-05-12 | レドックスフロ−型電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63281362A true JPS63281362A (ja) | 1988-11-17 |
Family
ID=14618109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62113667A Pending JPS63281362A (ja) | 1987-05-12 | 1987-05-12 | レドックスフロ−型電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63281362A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT502201B1 (de) * | 2005-10-31 | 2007-02-15 | En O De Energy On Demand Produ | Faserwerkstoff und elektrode aus diesem faserwerkstoff für die verwendung als von elektrolytflüssigkeit durchströmbarem bauteil in einer elektrochemischen vorrichtung |
| JP2014239038A (ja) * | 2013-06-10 | 2014-12-18 | Nok株式会社 | 電極モジュール |
| WO2015182339A1 (ja) * | 2014-05-28 | 2015-12-03 | 住友電気工業株式会社 | レドックスフロー電池システム、及びレドックスフロー電池システムの運転方法 |
| JP2016146345A (ja) * | 2009-04-06 | 2016-08-12 | ２４エム・テクノロジーズ・インコーポレイテッド２４Ｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ． | レドックスフロー電池を使用した燃料システム |
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