JPS63503580A - 循環する電解液を有する可逆的電池 - Google Patents

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】 循環する電解液を有する可゛的電池 本発明は、それぞれ正電極と付着させられた亜鉛によって形成された負電極を含 み、それらの間に亜鉛の溶液を含む電解液が循環している。バイポーラのコレク タによって直列に接続されている複数のセルによって構成される可逆的電池に関 する。

亜鉛の付着物によって形成されている負電極を含む、特にニッケルー亜鉛型の可 逆的電池が公知である。それらの電池の充電の際には亜鉛の付着が泡および樹枝 状結晶（デンドライト）の形成？起こしたり、不規則な膨らみを起こしたりし、 このことは迅速に電極間の短絡を引き起こす。

亜鉛の付着を改善するために、電解液を乱粒状態で循環させ、充電はパルス電流 によって行なわれる。

ヨーロッパ特許第０１０８００２号によって、電解液に相ついで異なったセルの 中を循環させる。複数のセルの電池が公知である。相連続するセルを直列に置く ことは寄生の亜鉛の付着を発生させる。何よりもまず、セルを流体力学的に直列 に置くことは、重くて、嵩張った電池容器を備えることを余儀なくする圧力を課 す。

本発明の目的は、電解液の乱流の循環を持つ、複数セルの電池であって、それら のセルの各々が、非常に高い電気的および電気化学的抵抗を作り出し、寄生の亜 鉛の付着を無くすように、隣接するセルの各々から電気的および流体力学的に絶 縁されている電池を形成することである。本発明は端の負電極の上の付着を低下 させることを可能にする。本発明は、電解液の循環を惹き起こす圧力を低下させ 、それらの圧力に起因する機械的応力を実質上無くすことを可能にする。電池の 外側の容器の厚さは、このことによって、現行の電池のそれとほり同じであり、 このことは電池を軽くし、冷却を改善する。

本発明による電池は、それらのセルの各々が電極の間で電解液を閉じてジグザグ 状の回路に沿って導くための手段、および上記セルの中の電解液の循環を保証す る回転ポンプ帰管を含み、複数のセルのボンピング帰管が、電気的および流体力 学的に絶縁されたまシで互いに回転に対して結合され、外部の共通のモータレこ よって駆動されることを特徴とする。

一つの特徴によれば、それらのボンピング帰管は、隣接する二つのセルを電気化 学的に絶縁する水密ジヨイントを通して枠の中で回転する。電気的に絶縁性の回 転帰管によって駆動される。

一つの特徴によれば、その電池は二つのポンプ駆動モータを持っており、それら のセルは二つの対向する積重ねに分けられ、それらのモータは電池の一つの同じ 窪みの中に突き合わせて取り付けられている。

一つの特徴によれば、寄生の亜鉛のあらゆる付着を溶解させるために、積重ねの 最も低い電圧の負端子は、ポンプ側に、上記負端子に周期的に接続され、積重ね の正端子に一時的に切換えられる、通路の幅の附加の導電性のバンドを持ってい る。

本発明が以下に、例として与えられ、図面に示されている実施例を参照しながら 、一層詳細に記載される。

−第１図は、本発明による電池を図式的に斜視図で示す −第２図は一つのセルのポンプの軸を通る断面図である。

一第３図は第１図の　１変形を図式的に示す。

−第４図は第３図のｍ−■線に沿って切った断面図を表す。

図面を参照すれば、電池は複数筒のセル１から成っている。それらのセルｌは二 つの蓋２の間に積み重ねられており、それらの蓋の一つが三点鎖線で部分的に示 されている。

各セル１は閉じた輪郭の枠３を持っており、その中にセルの諸構成要素がある。

その枠は、例えばプラスチック材料のような、絶縁物質で作られている。

セルは一方では図には示されていない正電極と、他方では点線で示された負電極 ６を含んでいる。負電極６は、例えば導電性の材料で作られ、充電中に形成され る亜鉛の付着を持った両極性の板である。正電極は、例えばニッケルーカドミウ ムおよびニッケルー鉄電極で使用されるニッケル電極である。それは公知のあら ゆる他の種類のもの（空気、臭素、・・・・・・）であることができる。

各セルでは、垂直に伸びる正電極と負電極６が枠３とともに、薄い体積を限って おり、そこに電解液が閉じ込められている。

それらの電極と枠３の間に閉じ込められている体積は、下から上に流れる電解液 を流路に沿ってジグザグに通す、水平な通路４１，４２．４３を限る水平な仕切 り５１．５２を持っている。枠３の中には、緩衝空洞９が作られており、それは 上の通路４３から出る電解液を受け、回路を閉じる。

図には示されていない正電極の上に置かれている格子７が通路の中の電解液の流 れの乱流を惹き起こす。

各セルはその回路の中に挿入され、電解液を循環させる循環ポンプ８を持ってい る。このポンプは緩衝空洞９の中の電解液を吸い込み、その電解液を下の通路４ １に吐出する。運転中の電解液のレベルが１１で示されている。

図示の実施の態様においては、小量の電解液が排出口１７を通って外に出るのを 避けるために、電解液の開口１０の上に偏向器１６が設けられている。

異なったセルの循環ポンプ８は直列に結合され、電池の外部に、例えば電池の容 器の室１５の中に取り付けられている一つまたは二つのモータ１４で回転駆動さ れる。

モータ１４は蓋２の中に置かれている伝達機構（ギヤ、ベルト、チェーン、・・ ・・・・）を介してポンプ８を駆動する。

各循環ポンプ８は枠の穴の中の軸８３の囲りで回転する駆動帰管８２に回転する ように結合されている回転子８１を持っている。それは絶縁材料で作られており 、それを取り囲んでいろ水密ジヨイント２０を貫通して、枠３の中で回転する。

その水密ジヨイントは二つの相連続するセルを電気化学的に絶縁する。

それは有利には絶縁グリースを貯めたものである。

それは特にグツドリングジヨイントまたは等価な公知のジヨイント（二つのリン グジヨイントを持った。

セグメントを持った、・・・・・・）によって構成される。

摩耗および出力損を避けるために、摩擦は低下させられる。それは圧力がその面 の各々について実質上等しいことによって得られる。

指針として、駆動帰管８２は硬くて絶縁性の材料（非常に硬いプラスチックまた は有利には電解液に対して抵抗性のセラミック、絶縁サーメツト製）で作られて いる。駆動帰管８２は可動カップリング２１（例えばオルダムカップリング）に よって二つづつ回転するように結合されている。それらの結合は、端と端を合わ せたセルのドツキングの欠陥となり得る寄生の摩擦を避ける。

第３図および第４図の実施の態様においては、各ポンプ８の駆動は完全な水密性 を得ることを可能にする磁気的または電磁気的システムによって保証される。

このシステムは、水密チューブ８６の中にあり、ポンプのギヤ８８と噛み合う外 部磁石８７を駆動する、駆動軸の上に取り付けられた磁石８５を含んでいる。

変形として、電池のセルは二つの積重ねにグループ分けされており、各積重ねの 循環ポンプが１個のモータによって駆動される。二つのモータは、成可く、一つ の同じ窪みの中に並べて取り付けられる。

中間のセルについてポンプの絶縁欠陥がある場合、充電中の寄生の亜鉛の付着は 、現行の電池の大部分と結び付いている短絡によって保証される。しかし、その 時には、積重ねの最も低い電圧の負電極は保護されない、この欠点を避けるため に、その電極は、ポンプ側に、通路の幅で通路に沿って長さ５ｍｍのオーダの導 電性のバンドを持っている。このバンドは電気的に隣接する負端子に接続され、 それが受けた１問題になっている寄生付着を完全に除去するために、試験にした がって、毎週または毎月、短い時間正端子に切り換えられる。この操作は、調査 試験のあとで電池の管理の論理の中に挿入されることができる。

本発明の枠から出ることなしに詳細の変形や改良を考えることや、等価な手段の 使用を考慮することさえもできることは勿論である。モータは蓋２の中に置くこ とができるだろう、それは第１図に置けるような角度には置くことができないだ ろう。ポンプはあらゆる種類のものであることができる。

国際調査報告 ｗａ″ｌＡ″に″４’ＰＣＴ／ＦＰ、８７１００２２２ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＨ Ｅ　ＺＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＰＯＲＴ　ＯＮ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．それぞれ正電極と付着させられた亜鉛によって形成された負電極を含み、そ れらの間に亜鉛の溶液を含む電解液が循環している、バイポーラのコレクタによ って直列に接続されている複数のセルによって構成される可逆的電池において、 それらのセルの各々が垂直で、電極の間で電解液を閉回路を形成するジグザグ状 の通路に沿って導くための手段（５１，５２）、および上記セルの中の電解液の 循環を保証するポンピング器管（８）を含み、複数のセル（１）のポンピング器 管（８）が、電気的および流体力学的に絶縁されたまゝで互いに回転に対して結 合され、外部の共通のモータ（１４）によって駆動されることを特徴とする電池 。
2. ２．それらのポンピング器管（８）が、隣接する二つのセルを電気化学的に絶縁 する水密ジョイント（２０）を通して枠（３）の中で回転する、電気的に絶縁性 の回転器管（８２）によって駆動されることを特徴とする、特許請求の範囲第２ 項記載の電池。
3. ３．それらのポンピング器管（８）が磁気的または電磁的システム（８４から８ ８まで）によって駆動されることを特徴とする特許請求の範囲前記諸項のいずれ か一つに記載の電池。
4. ４．その電池は二つのポンプ駆動モータを持っており、それらのセルが二つの対 向する積重ねに分けられ、それらのモータが電池の同じ窪みの中に突き合わせて 取り付けられていることを特徴とする特許請求の範囲前記諸項のいずれか一つに 記載の電池。
5. ５．寄生の亜鉛のあらゆる付着を溶解させるために、積重ねの最も低い電圧の負 端子が、ポンプ側に、上記負端子に周期的に接続され、積重ねの正端子に一時的 に切り換えられる、通路の幅の、附加の導電性のバンドを持っていることを特徴 とする特許請求の範囲前記諸項のいずれか一つに記載の電池。