SE427513B - Elektrolytblandning for delurladdning for ett zink-klor-batteri med en vattenhaltig zinkkloridelektrolyt - Google Patents

Elektrolytblandning for delurladdning for ett zink-klor-batteri med en vattenhaltig zinkkloridelektrolyt

Info

Publication number
SE427513B
SE427513B SE8107432A SE8107432A SE427513B SE 427513 B SE427513 B SE 427513B SE 8107432 A SE8107432 A SE 8107432A SE 8107432 A SE8107432 A SE 8107432A SE 427513 B SE427513 B SE 427513B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
zinc
electrolyte
lead
battery
additive
Prior art date
Application number
SE8107432A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8107432L (sv
Inventor
G L Henriksen
Original Assignee
Energy Dev Ass
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Energy Dev Ass filed Critical Energy Dev Ass
Priority to SE8107432A priority Critical patent/SE8107432L/sv
Publication of SE427513B publication Critical patent/SE427513B/sv
Publication of SE8107432L publication Critical patent/SE8107432L/sv

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/36Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/36Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • H01M10/365Zinc-halogen accumulators
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Description

3107432-o andra ordningens lagringsbatterier kategoriseras lämpligen såsom varande av högenergidensitetstyp (HED) på grund av deras kapacitet att tillföra upp emot 50 wattimmar elektrisk kraft per pund (=Ü,45 kg). Denna höga kapacitet elektrisk energi tillsammans med kompaktheten och den låga vikten av sådana andra ordningens batterier har gjort dem speciellt lämpliga För användning som huvudsakliga källor och hjälp- källor För elektrisk energi antingen i rörliga (elektriska Fordon) eller i stationära (nyttolastnivellering)kraFtan- läggningssystem.
Föreliggande uppfinning avser i Första hand batteri- system av zinkhalogentyp, och närmare bestämt batterisystem av zink-klortyp, även om den uppfinning som här beskrivas givetvis kan tillämpas även vid batterisystem med andra metallhalogener. De kemiska reaktioner som Försiggår i ett batteri av zink-klorhydrattyp är relativt enkla. Vid ladd- ning Får elektrolyten (en lösning av zinkklorid i vatten) strömma genom batteriet med hjälp av en cirkulator. Allt eFtersom likström leds genom batteriet Från en yttre källa, utfälls zinkmetall galvaniskt på zinkelektroden (exempelvis relativt tät graFit) på batteriet i Form av en enhetlig, ickeporös Fast Fas. Samtidigt leds klorgas, som bildas vid klorelektroden (exempelvis porös grafit eller rutenium~ -katalyserad porös titan), bort med den cirkulerande elektro- lytströmmen. Utanför batteriet kyls blandningen av klorgas och elektrolyt och det bildas ett ljusgult Fast ämne, som benämnas klorhydrat. Det Fasta klorhydratet (Cl2xH2Ü) hålls åtskilt Från batteriet och den återstående elektrolyten ledes tillbaka. I Vid urladdning Får zinkkloridelektrolyten åter strömma genom batteriet och medför därvid klor, som är något lösligt i elektrolyten, till batteriets klorelektrod.
Zinkmetallen reagerar vid zinkelektroden och bildar zink- joner, och klor reagerar vid klorelektroden och bildar kloridjoner. Allt eftersom batteriet laddas ur, återföra klor till elektrolyten från lagringsområdet medelst styrd 81Û7L+32-0 uppvärmning av klorhydratet. Dessa processer fortsätter, tills kiorhydratet i förrådet är upplöst och batteriet är urladdat.
För vissa tillämpningar, t.ex. vid användning i fordon, är urladdningen ofta en delurladdning, vilket förorsakar speciella problem i jämförelse med en full- ständig urladdning. Provrasultat från zinkklorbatterier och i synnerhet från zinkelektroden i sådana batterier har helt allmänt uppvisat oacceptabel zink-på-zink-åter- vinning. Det skall påpekas att zinkslektroden, som exempelvis är framställd av relativt tät grafit, uppvisar en yta för elsktronöverföringsreaktionerna vid uppladdning och urladdning mellan metallisk zink och zinkjoner. Zink- -på~zink-återvinning avser Förmågan hos den negativa batterielektroden (zinkelektroden) att acceptera en åter- laddning efter delurladdning, vilket i själva verket betyder förmågan hos elektroden att acceptera en ny zinkplatta på en äldre zinkplatta, vilken äldre zinkplatta delvis har upplösts under den föregående urladdningen. Vid delur- laddning oxideras zink för elektroden, men detta sker mycket ofta på ett något oregelbundet sätt, varigenom ett dåligt ytlager lämnas för efterföljande påförande eller regeneraring av plattorna av zink vid laddning. Som ett resultat bildar den nya zinkutfällningen en dendritisk eller nodulär struktur, som kan medföra inre kortslutning av batteriet.
Man har föreslagit att lösa detta problem genom användning av tillsatsmedel i elektrolytlösningen. Denna tillsatsmetod har dock inte haft fullständig framgång.
Organiska tillsatsmedel, såsom de som användes i t.ex. bad för generering av zinkplattor oxideras eller sönder- delas vanligen av oxidatiónsmedlan i de flesta âterladd- bara batterier. Dessutom kan de genom olika mekanismer verka störande på reversibiliteten hos endera elektroden.
Man har dessutom upptäckt att vissa tillsatsmedel har en 8107432-0 tendens att fällas ut eller saltas ut vid upprepad åter- laddning; exempel på sådana tillsatsmedel är benstriasol, bensensulfonamid, toluensulfonamid, klortoluensulfonamid och tiokarbamid. Försök att använda vissa organiska till- satsmedel, t.ex. de som beskrivas i US 3 793 D79 och US 3 811 946 har, även om de är effektiva, inte haft Fullständig framgång i samtliga fall, eftersom de ibland har en tendens att nedbrytas över långa perioder.
Den kemiska instabiliteten hos många organiska tillsatsmedel i batterisystem av metallhalogentyp kan i vissa fall undvikas genom användning av stabila oorganiska tillsatsmedel. Ett sådant oorganiskt tillsatsmedel, tallium, är - även om det medför en viss nivellering för initialladd- níngeprocessen - generellt sett oacceptabelt för återvinning av zink-på-zink på grund av morfologiska ändringar, som uppstår vid delurladdníngar. Detta beror delvis på att tillsatsmedlet, som utfälles tillsammans med zinken under laddningen, så att den fördelas i plattan, hållas vid elektrodytan vid urladdning, när zink har exiderats, beroende på de mycket reducerade förhållanden som råder vid elektrod- ytan. Det återstående ytskiktet utgör dålig avlagringsyta för regenerering av zink på plattan, varför den nyavlagrade zinken fås att bilda en dendritisk eller nodulär struktur.
Tidigare när god återvinning av zink-på~zink önskades, användes zinkklorid utan något sådant tillsatsmedel och celltillstånd valdes omsorgsfullt för uppnående av den önskade kapaciteten och återvinningsförmågan. Frånvaron av ett tillsatsmedel resulterar i en zinkavlagring i granulat- form, vilket gör systemet något mindre eftergívligt med av- seende på variationer i föroreningsnivåer och funktionsför- hållanden. Med utgång från detta resonemang önskas ett tillsatsmedel, som inte har någon negativ effekt på åter- vinningsförmågan.
Den Förbättrade elektrolytsammansättningen enligt föreliggande uppfinning löser de ovan nämnda problemen 8107432-0 genom att möjliggöra återladdning av batterier av zink- -halogentyp i en takt, som är praktisk För normalt användande och vid vilken metallen återutfälles under återladdningsprocessen i Form av en i huvudsak jämn, tät och vidhättande metallutfällning. Uå detta sätt förbättras väsentligt urladdnings-återladdningskrakteristikan hos batteriet.
Fördelarna med Föreliggande uppfinning uppnås därigenom, att elektrolyten som enda tillsatsmedel inne- håller bly i en mängd mellan 10 och 25 ppm för att redu- cera dendritbildning på den negativa elektroden under åter- laddning efter en delurladdning och För att bilda ett vidhäftande zinkplattskikt under återladdningen. Dessutom kan ett lagringsområde anordnas för ett halogenhydrat, som är anordnat att kommunicera med elektrodområdet. Elektro- lytblandningen omfattar en vattenhaltig lösning, som inne- håller en metallhalogenid, i vilken den metalliska bestånds- delen utgöres av en metall, t.ex. zink, och halogenbestånds- dalen utgöres av en halogen, t.ex. klor eller brom liksom blandningar därav. Metallhalogenkoncentrationen kan variera från en koncentration på ungefär Ü,1% till en koncentration som närmar sig müttning av elektrolyten.
Bly är lösligt i elektrclytlösningen vid de driFtr- förhållanden som råder och påverkar inte negativt de strukturella komponenter som utgör batteriet. Bly kan tillsättes elektrolytlösningen som vanlig analytisk blyklorid (DbEl2) av reagenskvalitet. Denna elektrolytsammansättning tros vara speciellt lämplig För användning i rörliga kraft- anläggningssystem, t.ex. i elektriska fordon.
En av de väsentligaote skillnaderna mellan zink- -klorbatterier och de flesta andra batterier är deras Förmåga att Fullständigt urladdas, utan att detta får några negativa effekter på battericellerna. Det är Faktiskt önskvärt, att batterier regelbundet urladdas Fullständigt. Detta är tvärt emot Förhållandet vid de flesta sekundärbatterier, exempelvis 8107432-0 vanliga 12-volts bly-syrebatterier, vid vilka energiackumu- leringskapaciteten och batteriets livslängd allvarligt försämras av Fullständiga urladdningar. Det finns flera skäl För en cyklisk process bestående av laddning/Full- ständig urladdning vid zink-klorbatterier, bl.a.: a) den elektrokemiska verkningsgraden kan ökas genom Fullständig urladdning av batteriet; b) batteriet förmår leverera Full kraft, tills 95% av den lagrade energin har avtappats; c) om batteriet inte urladdas Fullständigt, sker en uppbyggnad av zinkavlagringar och dendriter vid den negativa elektroden i cellerna som en följd av För Fackmannen välkända strömfördelnings- Fenomen; d) om batteriet inte urladdas Fullständigt, kan den zink, som avlagras under återuppladdningen, ut- Fällas på två ytor, nämligen dels på den ursprung- liga zinkplattan och dels på Frilagda områden på zinkelektrodsubstratet; e) oorganiska, dendritbildning undertryokande till- satser återlöses icke i elektrolyten, förrän batteriet har urladdats nästan Fullständigt, och åtminstone en del av dessa tillsatser är därför inte verksamma eller ens önskvärda vid cykliska zink på zink-processer.
Det finns sålunda två principiella tillämpningar för batterier av zink-klor-typ, nämligen dels som ett system För lagring av energi under lågförbrukningsperioder För elektriska installationer, dels som kraftkälla För elektriska Fordon. Vid användning För elektriska installationer placeras vanligen ett stort antal batterier av zink-klor-typ vid olika mindre sta- tioner i kraftnätet För lagring av elenergi under natten från koleldade eller kärnladdade kraftstationer. Vid toppbelastning på nätet tillför batterierna den elenergi som behövs, i stället För de gas- eller oljeeldade turbiner som för närvarande 8107432-0 användes För detta ändamål. Vid denna tillämpning är zink-klorbatteriernas energiverkningsgrad av stor betydelse och man kan Förutse, att batterierna vid denna tillämpning kommer att vara Fullständigt urladdade vid slutet av varje cykel För att maximera verkningsgraden.
Beträffande tillämpning vid elektriska Fordon kan man förmoda, att batteriet kommer att urladdas delvis och åter uppladdas flera gånger under normal användning, innan batteriet Fullständigt urladdas. Denna typ av cyklisk process erbjuder ett unikt problem som inte förekommer vid cykliskt återkommande laddning/fullständig urladdning, nämligen För- mågan hos den negativa elektroden eller zinkelektroden att acceptera en ny zinkplatta ovanpå den tidigare, delvis ur- laddade zinkplattan. Vid cykliskt återkommande laddning/ /Fullständig urladdning förekommer detta problem över huvud taget inte alls, eftersom det gamla zinkmetallskiktet avlägsnas helt och hållet från zinkelektrodens gfafitsubstrat, innan batteriet åter uppladdas.
Oavsett vilken oyklisk process man väljer, kommer problemet med zinkdendritbildning att bestå. Med delurladd- ning blir dendritproblemet emellertid mera kännbart. Under urladdningen oxiderar zinkmetallen ofta från zinkelektroden på ett oregelbundet sätt, vilket ger en dålig yta För en efter en delurladdning Följande elektrodutfällning av zink.
Detta bristfälliga ytskikt ökar vanligen zinkmetallens benägenhet att bilda dendriter, när den avlagras under återuppladdningen.
En vanlig lösning på dendritproblemet har varit att tillföra elektrolyten en tillsats som undertrycker dendrit- bildningen. På grund av sin stabilitet över ett stort antal cykler är oorganieka tillsatser, såsom tallium och vismut, lämpligast För detta ändamål. Man har emellertid funnit, att dessa två tillsatser, som är mycket verksamma För cykler av typ laddning/Fullständig urladdning, är helt oacceptabla för zink på zink-återvinning (dvs. laudning/deluriaddning/ s1o7us2-o /återuppladdning). Tallium har dålig effektivitet vid cykliska processer av typ zink på zink och den huvudsakliga orsaken härtill är helt kort följande. Det är troligt, att en delurladdning medför, att zinkelektrodens ytskikt blir alltför kraftigt berikat med tillsatsämnet, vilket ytter- ligare negativt påverkar den tidigare zinkplattans förmåga att acceptera en ny zinkplatta. Ändamålet med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma en oorganisk elektrolyt- tillsats, som förmår att undertrycka dendritbildningen och att bilda en vidhäftande zinkplatta under återuppladdning av batteriet. _ I US 4 181 777 beskrivas användningen av polysacka- rider och/eller sorbitol som tillsats för att hindra zink- dendritbildning. Dessutom anges det i denna patentskrift, att elektrolyten även kan innehålla spårmängder av bly.
Däri anges inte hur bly kan användas för att hindra dendrit- bildning utan snarare hur bly användes för att Förbättra den strömeffektivitet som försämras genom polysackarid- eller sorbitoltillsatserna. Enligt denna patentskrift tillsättes bly sålunda för att avhjälpa de problem som orsakas genom de övriga i patentskriften föreslagna tillsatsämnena. Man kan förmoda att de organiska tillsatser, som föreslås i patentskriften, är behäftade med nackdelar av samma slag, bl.a. begränsad livslängd.
Ytterligare fördelar med föreliggande uppfinning kommer att framgå av den följande beskrivningen av en speciellt lämplig utföringsform av uppfinningen med hänvisning till specifika exempel.
De koncentrationer som anges i det följande för flera beståndsdelar i elektrolyten och i kraven, uttrycks i form av viktprocent såvida inget annat uttryckligen anges.
Elektrolyten utgöres huvudsakligen av en lösning som innehåller en upplåst metallhalogenid, bly och upplöst och/eller bunden halogengas, som har bildats under batteriets laddning. Vid urladdning kan elektrolyten innehålla halogen- 8107432-0 hydrat eller vanligare sönderfallsprodukterna av halogen- hydrat, dvs. halogen och vatten. I den vanligare och lämpligare Formen består elektrolyten huvudsakligen av en vattenlüsning, som innehåller från ca Ü,1% till upp till en mättad koncentration av en zinkhalogenlösning.
Förutom de ovan angivna ämnena kan andra ämnen tillsättes För att åstadkomma ytterligare styrda variationer och förändringar i de Fysikaliska och kemiska egenskaperna hos elektrolyten, såsom variationer i elektrolytens jon- ledningstörmåga etc. De lämpligaste halogenbestånds- delarna är klor och brom, bland vilka kloriderna av de lämpliga metallerna är specielltn fördelaktiga och utgör den lämpliga utföringsformen. Speciellt tillfredsställande resultat uppnås vid användning av vattenlösningar, som innehåller zinkklorid som metallhalogenid i kombination med eFfektiva dendritreducerande mängder av bly, som kan tillsättes elektrolytlösningen som blyklorid (Pbßlz).
Generellt används zinkhalogenidkoncentrationer på ungetär 5% till mättnad, medan koncentrationer på ca 5-50 viktprocent är lämpliga. När zinkklorid används som metallhalogenid lämpar sig i allmänhet koncentrationer från ca 5 till ca 35%.
De elektrokemiska reaktioner, som Försiggår under urladdning av lagringsbatteriet, exemplifieras med följande ekvationer: Eno-_) Zn++ + 2e c12°+ za --> 2131' C12 . 8H2Ü~7Cl2 + 8H2Ü Ovanstående ekvationer gäller För ett lagrings- batteri, i vilket den oxiderbara metallen utgöres av zink, halogenen av klor och hydraten av klorhydrat, som progreesivt sönderfaller För att Frige ytterligare klor i den vatten- haltiga elektrolyten För att ersätta det som reduceras vid den positiva elektroden och kommer in i elektrolyten i Form 8107432-0 av en kloridjon tillsammans med den oxiderade zinkmetall- jonen. Eftersom vatten tillsättes elektrolyten som en följd av den progressiva sönderdelningen av halogen- hydratet, förblir koncentrationen av metallhalogeniden i elektrolyten någorlunda konstant under urladdningsfasen av lagringsbatteriet.
För att ytterligare åskådliggöra uppfinningen lämnas följande exempel. Dessa exempel avser endast att illustrera uppfinningen och får på intet sätt tolkas som en begränsning av uppfinningens skyddsomfång, såsom detta uttrycks i de efterföljande patentkraven.
Exempel Under användning av en 50 WH (wattimmar) testcell, som uppvisade ca 260 cm2 elektrodyta och som drevs vid mellanliggande arbetscykler (till 65-70% urladdningsgrad), utfördes flera prov för bedömning av användningen av bly som ett effektivt tíllsatsmedel till alektrolytan. En felektrolyt med blykoncentrationsnivåer på 25 ppm, 1? ppm, ppm och i huvudsak 0 ppm Q:f2Ü ppb =.parts per billion = = delar per miljard) användes under testerna för att ut- värdera Pb-koncentrationens effekt på zinkplattans täthet och nivellering under zink-på-zink-arbetscykeln. Efter fullständig återuppladdning togs zinkplattorna bort från grafitelektroderna och undersöktes.
Elektrolyten, som användes vid provet, omfattade ca 25 viktprocent zinkklorid, och de olika prövade bly- koncentrationerna, vilka tillsattes som blyklorid. Lösningen hade en specifik vikt på ca 1,24 vid 25°C. Även en liten mängd (eller ca 150 millimol/liter) saltsyre (HCl) till- sattes för att ställa in lösningens pH i ett acceptabelt intervall mellan ca 0,1 till 0,2.
Beträffande framställningen av elektrolyten ut- späddes en 50-60 viktprocentig zinkkloridlösning i vatten, som hade framställts genom reaktion mellan klor och hög- 8107ë32-0 11 gradigt ren (99,9%) zinkmetall i ett vattenhaltigt medium, med deetillerat vatten till korrekt specifik vikt. En liten mängd koncentrerad H01 av analytisk renhet till- sattes däreFter För att ställa in lösningens pH i inter- vallet 0,1 - 5,2. Till en känd volym av denna lösning tillsattes den önskade mängden bly (Pb) i Form av (torr) alyklarla (ßbclz) l analytisk grad. vlktan blyklarla (W i gram) kan uträknas med utnyttjande av sambandeaz -6 c v/¿ø(M2/M1)(1o ) il _ c(M2/M1)(1o~6) 3 I ovanstående ekvation är o den önskade koncentra- w a c v,0 (M2/M1)(1n"6) / tionen av bly (Pb) i ppm, V lösningsvolymen i liter,,,(7 lösningens densitet i gram/liter, M2 blyklorids (Dbßlz) molekylvikt dch M1 blys (Pb) atomvikt. En höjning av lös- ningens temperatur och ett bubblande av klor genom lös- ningen under omrörning kommer att öka sönderdelningen av blykloriden.
Vid undersökningarna användes Följande Funktione- Förhållanden: Laddningsförhållanden _ stramuanaltat på so mA/amz (total atröm 7,8 A) _ slaktralytflöaaagraa pa 1,9-2,3 ml/amz-min (att aammanlagt flöda på 490-sno ml/min) - Temperatur på 24-27°C - C12-koncentration på ca 1 g/l Urladdningsförhållanden - Strömtäthet på 40 mA/cmz (total ström på 10,4 A) _ slaktralytflüuaagrad på 1,9-2,3 ml/amz-min (totalt flöda 490-som ml/min) i - Temperatur på 25-3U°C - C12-koncentration på ca 2 g/l Testcellen Fick vid användning av en initial elektrolytvolym på 700 ml genomgå tre delurladdnings- -återladdningscykler. Den totala laddningstiden varierade 8107læ32-0 12 mellan ca 4 och 8 timmar för de olika testerna. Andra drift- betingelser, parametrar, förhållanden och liknande förut- sättes ligga inom fackmannens kunskapsområde.
Vid blykoncentrationsnivån 25 ppm uppvisade zink- plattor av andra cykeln skiktning med dålig vidhäftning mellan det initiala zinkplåtskiktet och återbildnings- skiktet. Det initiala zinkplåtskiktet var mycket tätt, medan regenereringsskiktet var åtskilligt mindre tätt och hade tendenser mot enhetlig dendritbildning. Under den grunda urladdningen blir zinkytan med stor sannolikhet blyberikad, eftersom zinken lämpligen var anodiskt upplöst. Under om- laddning bildade regenereringsskiktet av zink med högre renhet en beläggning med dålig vidhäftning.
I Vid en konoentrationsnivå på 17 ppm av bly gav zinkplattan med 4UX förstoring en jämn, tät morfologi.
Vid en blykoncentrationsnivå på 15 ppm var zink- beläggningar av andra ordningen enhetliga och täta och liknade de mycket täta zinkplattor, som erhölls under den ursprungliga laddningen i prov, vilka genomfördes med elektrolyten, som innehöll 17 ppm Pb.
Vid en blykoncentrationsnivå på 10 ppm uppvisade zinkplattor av en andra cykel också en viss skiktbildning med ett tätt baslager och ett återbildningsskikt med grova granuler. Såsom i fallet med en blyfri elektrod var zink- plattan av andra cykeln fri från skiktning men uppvisade fen porös, mindre tät zinkstruktur.
Vid en blykoncentrationsnivå på-41200 ppb (parts per billion = delar per milliard) ger zinkplattor med 40X förstoring rå grov morfologi, som hade tendenser mot dendritbildning av nodulär typ.
De ovan förklarade testerna visar, att vid en blynivå på 15 ppm i utgångselektrolyten erhölls en tät zinkplatta.
Vid efterföljande partikelurladdning och därefter återladd- ningscykler återutfälldes tät koherent zink. Vid en blynivå på 25 ppm, även om det initiala och därefter följande regene- reringsskiktet gav tät zink, uppstod betydande uppspaltning mellan de gamla och de nya skikten. Vid en blynivå på 10 ppm 8107År32~0 13 var initialplattan tät, men regenereringsskiktet var efter delurladdning granulärt och uppvisade en viss uppspaltning.
Basvärden utan blytillsats resulterade i den typiska granulära utfällningen med låg densitet för det initiala och regenererade zinket utan någon uppspaltning mellan lagren.
Bly framstår som särskilt attraktivt från flera synpunkter. Den mängd som erfordras för att åstadkomma en betydande Förbättring av zinkplattans morfologi, är relativt liten (ca 15 ppm). I rätt koncentration torde bly inte endast påverka basplattans zinkmorfologi utan dessutom morfologin hos zink-på-zink-regenereringsskiktet.
Dessutom finns det indikationer på att bly minskar ut- vecklandet av H2 i zink-klorcellerna.
Blytillsatsen enligt Föreliggande ansökan kan på tillfredsställande sätt användas i enlighet med föregående definitioner och är löslig i elektrolyten i de specifika koncantrationer som erfordras över det temperaturområde som det specifika batteriet nmaltutsättes för under drift. Förutom de ovan angivna kännetecknen är blytill- sats relativt stabil under drift av batterier för und- vikande av en snabb utarmning av detta till nivåer under de som normalt erfordras för att uppnå fördelarna med föreliggande uppfinning, och lämpligen för att undvika nödvändigheten av frekvent eller kontinuerlig påfyllning av tillsatsmedlet under batteriladdningsförfarandet. Dessutom nedbryts inte blytillsatsen, vilket många organiska till- satsmedel gör. Förutom de ovan angivna fördelarna är bly förenligt med den kemiska sammansättningen av elektrolyten liksom med de material, av vilka batterisystemet består. Även om det är uppenbart, att de ovan beskrivna lämpliga utföringsformerna av uppfinningen är väl ägnade att uppfylla de i det föregående nämnda syftena, är det givetvis möjligt att modifiera och ändra uppfinningen inom ramen För efterföljande patentkrav.

Claims (3)

8107l+32-0 14 P a t e n t k r a v
1. Elaktrolytblandning För dalurladdníng För ett zink-klor-batteri med an vattenhaltig zink-klurid-elektrnlyt, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att elaktrolyten som anda tillsatsmedel innehåller bly i en mängd mellan 10 och 25 ppm För att reducera dendritbildning på den negativa elektrodan under âtarladdning efter en delurladdning och för att bilda ett vidhäftande zínkplattskikt under åtar- laddningen.
2. Elektrulytblandning enligt kravet 1, k ä n n e ~ t e c k n a d d ä r a v, att bly Förekommer i alektrolyten i en mängd av från ca 15 - 17 ppm.
3. Elektrolytblandning enligt kravet 1, k ä n n e - t a c k n a d d ä r a v, att bly Förekommer i elektrolyten i en mängd av ca 15 ppm. 8107432-0 Sammandrag Uppfinningen avser en elektrolyt för användning i ett zinkhalogenbatteri, vilken elektrolyt innehåller ett tillsatsmedel, som medför förbättrad zink-på-zink återvin- ning. Den Förbättrade elektrolytblandningen innebär en an- vändning av en blytillsats för att hindra oönskade skiktbild- ning och minska nodulära och dendritiska bildningar på elektrodytan. Den bly innehållande blandningen enligt Före- liggande uppfinning Påflfirkfif inte BHÜESÜ morfologin hos basplattans zink utan också morfologín hos zink-på-zink regenereringeskiktet. Dessutom FöreFaller sådan bly inne- hållande elektrolytblandning minska bildandet av väte.
SE8107432A 1981-12-11 1981-12-11 Elektrolytblandning for delurladdning for ett zink-klor-batteri med en vattenhaltig zinkkloridelektrolyt SE8107432L (sv)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8107432A SE8107432L (sv) 1981-12-11 1981-12-11 Elektrolytblandning for delurladdning for ett zink-klor-batteri med en vattenhaltig zinkkloridelektrolyt

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8107432A SE8107432L (sv) 1981-12-11 1981-12-11 Elektrolytblandning for delurladdning for ett zink-klor-batteri med en vattenhaltig zinkkloridelektrolyt

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE427513B true SE427513B (sv) 1983-04-11
SE8107432L SE8107432L (sv) 1983-04-11

Family

ID=20345253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8107432A SE8107432L (sv) 1981-12-11 1981-12-11 Elektrolytblandning for delurladdning for ett zink-klor-batteri med en vattenhaltig zinkkloridelektrolyt

Country Status (1)

Country Link
SE (1) SE8107432L (sv)

Also Published As

Publication number Publication date
SE8107432L (sv) 1983-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4306003A (en) Zinc halogen battery electrolyte composition with lead additive
Li et al. Aluminum as anode for energy storage and conversion: a review
US6706432B2 (en) Methods and products for improving performance of batteries/fuel cells
US4370392A (en) Chrome-halogen energy storage device and system
US4307159A (en) Zinc halogen battery electrolyte compositions with bismuth additive
RU2006106416A (ru) Элемент аккумуляторной батареи
CN112805853A (zh) 用于可再充电锌电池和电池组的受保护的金属锌电极和方法
US9899695B2 (en) Zinc-based electrolyte compositions, and related electrochemical processes and articles
US20080038630A1 (en) Rechargeable AgO cathode
Yu et al. Challenges and strategies for constructing stable aluminum metal anodes in rechargeable aluminum-ion batteries
KR101789115B1 (ko) 전해질 조성물
GB1569397A (en) Metal-halogen electrochemical cell
SE427513B (sv) Elektrolytblandning for delurladdning for ett zink-klor-batteri med en vattenhaltig zinkkloridelektrolyt
Kao et al. Corrosion resistant coating for a positive lead/acid battery electrode
EP0109223B1 (en) Electrolyte for zinc-bromine storage batteries
KR102930441B1 (ko) 티오우레아(Thiourea)계 첨가제를 포함하는 아연 이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 아연 이차전지
EP0091520A1 (en) Electrolytes circulation type metal-halogen secondary battery
US3415688A (en) Aluminum cell
CA1166688A (en) Zinc halogen battery electrolyte composition with lead additive
JPH08339819A (ja) 密閉形鉛蓄電池
US3481792A (en) Uncharged dry cells with a biurea depolarizer
GB2117171A (en) Metal halogen battery electrolyte composition with lead additive
US3433678A (en) Seawater battery having magnesium or zinc anode and manganese dioxide cathode
US12119495B2 (en) Electric batteries and methods for producing the same
JPH0628172B2 (ja) 電解質組成物

Legal Events

Date Code Title Description
NAL Patent in force

Ref document number: 8107432-0

Format of ref document f/p: F

NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8107432-0

Format of ref document f/p: F