Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP2931650B2 - Electrolyte circulation type secondary battery - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP2931650B2 - Electrolyte circulation type secondary battery - Google Patents

Electrolyte circulation type secondary battery

Info

Publication number
JP2931650B2
JP2931650B2 JP2210024A JP21002490A JP2931650B2 JP 2931650 B2 JP2931650 B2 JP 2931650B2 JP 2210024 A JP2210024 A JP 2210024A JP 21002490 A JP21002490 A JP 21002490A JP 2931650 B2 JP2931650 B2 JP 2931650B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrolyte
stack
positive electrode
series circuit
supply
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2210024A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0492372A (en
Inventor
龍日子 坂本
和人 水浪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kansai Electric Power Co Inc
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Kansai Denryoku KK
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 Sumitomo Electric Industries Ltd, Kansai Denryoku KK filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2210024A priority Critical patent/JP2931650B2/en
Publication of JPH0492372A publication Critical patent/JPH0492372A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2931650B2 publication Critical patent/JP2931650B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は電解液循環型2次電池に関するものであ
り、特に、シャント電流を減少させることができるよう
に改良された電解液循環型2次電池に関するものであ
る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrolyte circulating secondary battery, and more particularly, to an electrolyte circulating secondary battery improved to reduce shunt current. It relates to batteries.

[従来の技術] 電力会社は、安定した電力を需要家に供給するため
に、電力負荷に合わせて発電を行なう必要がある。この
ため、電力会社は、常に最大負荷に見合った発電設備を
建設し、負荷に即応して発電を行なっている。しかしな
がら、第6図の電力需要曲線Aで示すように、昼間およ
び夜間では、電力の需要に大きな差が存在する。同様の
現象は、週、月および季節間でも生じている。
[Prior Art] Power companies need to generate power in accordance with power loads in order to supply stable power to consumers. For this reason, electric power companies are constantly constructing power generation facilities that match the maximum load, and generating power in response to the load. However, as shown by the power demand curve A in FIG. 6, there is a large difference in power demand between daytime and nighttime. Similar phenomena occur during the week, month and season.

そこで、電力を効率良く貯蔵することが可能であれ
ば、オフピーク時、余剰電力(第6図の符号Xで示した
部分に相当する。)を貯蔵し、ピーク時にこれを放出す
れば、第6図の符号Yで示した部分を賄うことができ
る。このようにすると、負荷の変動に対応することがで
きるようになり、電力会社は常にほぼ一定の電力(第6
図の破線Zに相当する量)のみを発電すればよいことに
なる。このようなロードレベリングを達成することがで
きれば、発電設備を軽減することが可能となり、かつエ
ネルギの節約ならびに石油等燃料節減にも大きく寄与す
ることができる。
Therefore, if it is possible to efficiently store the electric power, the surplus electric power (corresponding to the portion indicated by the symbol X in FIG. 6) is stored at the off-peak time, and the surplus electric power is discharged at the peak time to obtain the sixth electric power. The portion indicated by the symbol Y in the figure can be covered. In this way, it is possible to cope with a change in load, and the power company always keeps a substantially constant power (the sixth power).
It is only necessary to generate electricity (the amount corresponding to the broken line Z in the figure). If such load leveling can be achieved, it is possible to reduce the number of power generation facilities, and to greatly contribute to energy saving and fuel saving such as oil.

そこで、従来より種々の電力貯蔵法が提案されてい
る。たとえば、揚水発電が既に実施されているが、揚水
発電では設備が消費地から遠く隔たった所に設置されて
いる。したがって、この方法においては、送変電損失を
伴なうことならびに立地条件に制約があることなどの問
題点がある。それゆえに、揚水発電に変わる新しい電力
貯蔵技術の開発が望まれており、その1つとして電解液
循環型2次電池の開発が進められている。
Therefore, various power storage methods have been conventionally proposed. For example, pumped storage power generation has already been implemented, but in pumped storage power generation, facilities are installed far away from the consuming area. Therefore, this method has problems such as transmission and transformation loss and restrictions on location conditions. Therefore, the development of a new power storage technology replacing pumped storage power generation is desired, and as one of them, the development of an electrolyte circulation type secondary battery is being promoted.

第7図は、従来より提案されているレドックスフロー
型2次電池の概略構成図である。レドックスフロー電池
は、セル1、正極液タンク6および負極液タンク5を備
える。セル1内は、たとえばイオン交換膜からなる隔膜
2により仕切られており、一方側が正極セル1aを構成
し、他方側が負極セル1bを構成している。正極セル1aお
よび負極セル1b内には、それぞれ電極として正極4また
は負極3が設けられている。正極セル1aには正極用電解
液を導入するための正極用電解液導入管30が設けられて
いる。また、正極セル1aには、該正極セル1a内に入って
いた正極用電解液を流出させる正極用電解液流出管31が
設けられている。正極用電解液導入管30の一端および正
極用電解液流出管31の一端は、正極液タンク6に連結さ
れている。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a conventionally proposed redox flow type secondary battery. The redox flow battery includes a cell 1, a positive electrode solution tank 6, and a negative electrode solution tank 5. The inside of the cell 1 is partitioned by a diaphragm 2 made of, for example, an ion exchange membrane, and one side constitutes a positive electrode cell 1a and the other side constitutes a negative electrode cell 1b. In the positive electrode cell 1a and the negative electrode cell 1b, a positive electrode 4 or a negative electrode 3 is provided as an electrode, respectively. The positive electrode cell 1a is provided with a positive electrode electrolyte introduction pipe 30 for introducing a positive electrode electrolyte. Further, the positive electrode cell 1a is provided with a positive electrode electrolyte outflow tube 31 for discharging the positive electrode electrolyte contained in the positive electrode cell 1a. One end of the positive electrode electrolyte inlet tube 30 and one end of the positive electrode electrolyte outlet tube 31 are connected to the positive electrode tank 6.

負極セル1bには、負極用電解液を導入するための負極
用電解液導入管32が設けられている。また、負極セル1b
には、負極セル1b内に入っていた負極用電解液を流出さ
せる負極用電解液流出管33が設けられている。負極用電
解液導入管32の一端および負極用電解液流出管33の一端
は、負極液タンク5に連結されている。
The negative electrode cell 1b is provided with a negative electrode electrolyte introduction tube 32 for introducing a negative electrode electrolyte. Also, the negative electrode cell 1b
Is provided with a negative electrode electrolyte outflow pipe 33 for discharging the negative electrode electrolyte contained in the negative electrode cell 1b. One end of the negative electrode electrolyte introduction pipe 32 and one end of the negative electrode electrolyte discharge pipe 33 are connected to the negative electrode liquid tank 5.

第7図に示したレドックスフロー電池では、たとえば
鉄イオン、クロムイオンのような原子価の変化するイオ
ンの水溶液を正極液タンク6、負極液タンク5に貯蔵
し、これをポンプP1,ポンプP2により、セル1に送液
し、酸化還元反応により充放電を行なう。
The redox flow cell shown in FIG. 7, for example iron ions, the cathode solution tank 6 an aqueous solution of ions of varying valence, such as chromium ions, and stored in a negative electrolyte tank 5, a pump P 1 this pump P The liquid is sent to the cell 1 by 2 and charge and discharge are performed by an oxidation-reduction reaction.

たとえば、正極活物質としてFe3+/Fe2+、負極活物質
としてCr2+/Cr3+を用い、それぞれ塩酸溶液とした場
合、各酸化還元系の両極3,4における電池反応は、下記
の式のようになる。
For example, when Fe 3+ / Fe 2+ is used as the positive electrode active material and Cr 2+ / Cr 3+ is used as the negative electrode active material, and the respective hydrochloric acid solutions are used, the battery reactions at both electrodes 3 and 4 of each redox system are as follows. It becomes like the formula of.

上述の式の電気化学反応により、約1ボルトの超電力
が得られる。
The electrochemical reaction of the above formula provides about 1 volt of superpower.

ところで、レドックスフロー電池では、その発生電圧
を高めるため、セルを直列に複数個接続した多段接続型
のレドックスフロー電池が提唱されている。第8図に、
1セル型のレドックスフロー電池のセル構造を分解斜視
図で示す。
Meanwhile, in order to increase the generated voltage of a redox flow battery, a multi-stage connection type redox flow battery in which a plurality of cells are connected in series has been proposed. In FIG.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a cell structure of a one-cell redox flow battery.

第8図を参照して、セル1には、図中、左から双極板
15、負極板13、隔膜12、正極板14および双極板16の構成
要素が順に配列される。多段接続型は、このセルが多数
積層されたものであり、すなわち、双極板15、負極板1
3、隔膜12、正極板14および双極板16からなる構成要素
が多数積層されたものであり、その両端部が端子板17お
よび端子板18で把持される。セル1が多数積層されたも
のを、(セル)スタックという。
Referring to FIG. 8, cell 1 has a bipolar plate from the left in the figure.
The components of the negative electrode plate 13, the diaphragm 12, the positive electrode plate 14, and the bipolar plate 16 are sequentially arranged. In the multi-stage connection type, a large number of these cells are stacked, that is, the bipolar plate 15, the negative plate 1
3. A large number of components including a diaphragm 12, a positive electrode plate 14, and a bipolar plate 16 are stacked, and both ends thereof are gripped by a terminal plate 17 and a terminal plate 18. A stack of many cells 1 is called a (cell) stack.

双極板15は双極板フレーム15fを備え、負極板13は負
極板フレーム13fを備え、正極板14は正極板フレーム14f
を備え、双極板16は双極板フレーム16fを備えている。
そして、双極板フレーム15f、負極板フレーム13f、隔膜
2、正極板フレーム14fおよび双極板フレーム16fは孔を
有しており、積層されることによってマニホールドと呼
ばれるセル内部に配管の役目をする通路が形成される。
マニホールドには、負極液送り込み用マニホールド20、
正極液送り込み用マニホールド21、負極液戻し用マニホ
ールド22、正極液戻し用マニホールド23がある。
The bipolar plate 15 has a bipolar plate frame 15f, the negative plate 13 has a negative plate frame 13f, and the positive plate 14 has a positive plate frame 14f.
The bipolar plate 16 includes a bipolar plate frame 16f.
The bipolar plate frame 15f, the negative electrode plate frame 13f, the diaphragm 2, the positive electrode plate frame 14f and the bipolar plate frame 16f have holes, and when stacked, a passage serving as a pipe inside a cell called a manifold is formed. It is formed.
In the manifold, the manifold 20 for feeding the negative electrode liquid,
There are a manifold 21 for feeding the positive electrode solution, a manifold 22 for returning the negative electrode solution, and a manifold 23 for returning the positive electrode solution.

双極板フレーム15fには、正極液電解液取込スリット1
5a、正極電解液戻し用スリット15b、負極電解液取込み
スリット15c、負極電解液戻し用スリット15dが設けられ
ている。正極電解液取込スリット15aは正極液送り込み
用マニホールド21に接続され、正極電解液戻し用スリッ
ト15bは正極液戻し用マニホールド23に接続され、負極
電解液取込スリット15cは負極液送り込み用マニホール
ド20に接続され、負極電解液戻し用スリット15dは負極
液戻し用マニホールド22に接続されてる。
The cathode plate electrolyte intake slit 1 is
5a, a positive electrode electrolyte return slit 15b, a negative electrode electrolyte intake slit 15c, and a negative electrode electrolyte return slit 15d are provided. The positive electrode solution intake slit 15a is connected to the positive electrode solution feed manifold 21, the positive electrode solution return slit 15b is connected to the positive electrode solution return manifold 23, and the negative electrode solution intake slit 15c is connected to the negative electrode solution feed manifold 20. And the negative electrode electrolyte return slit 15d is connected to the negative electrode solution return manifold 22.

双極板フレーム16fには、正極電解液取込スリット16
a、正極電解液戻し用スリット16b、負極電解液取込スリ
ット16cおよび負極電解液戻し用スリット16dが設けられ
てる。
The bipolar plate frame 16f has a positive electrode electrolyte intake slit 16
a, a positive electrode electrolyte return slit 16b, a negative electrode electrolyte intake slit 16c, and a negative electrode electrolyte return slit 16d are provided.

正極電解液取込スリット16aは正極液送り込み用マニ
ホールド21に接続され、正極電解液戻し用スリット16b
は正極液戻し用マニホールド23に接続され、負極電解液
取込スリット16cは負極液送り込み用マニホールド20に
接続され、負極電解液戻し用スリット16dは負極液戻し
用マニホールド22に接続されている。
The positive electrode electrolyte intake slit 16a is connected to the positive electrode solution feed manifold 21 and the positive electrode electrolyte return slit 16b
Is connected to the positive electrode liquid return manifold 23, the negative electrode liquid electrolyte intake slit 16c is connected to the negative electrode liquid supply manifold 20, and the negative electrode liquid electrolyte return slit 16d is connected to the negative electrode liquid return manifold 22.

充放電動作の際、正極電解液は正極液送り込み用マニ
ホールド21を通って、正極電解液取込スリット16aから
正極セル1a内部に供給され、正極反応電極14eにて充放
電の後、正極電解液戻し用スリット16bから正極液戻し
用マニホールド23に送出される。また、負極電解液は負
極液送り込みマニホールド20を通って、負極電解液取込
スリット15cから負極セル1b内部に供給され、負極反応
電極13eにて充放電の後、負極電解液戻し用スリット15d
から負極液戻し用マニホールド22に送出される。このと
き、両端子17,18間に電圧が発生し、電流が取出され
る。
At the time of charge / discharge operation, the positive electrode electrolyte passes through the positive electrode solution feed manifold 21 and is supplied into the positive electrode cell 1a from the positive electrode electrolyte intake slit 16a, and is charged and discharged at the positive electrode reaction electrode 14e. The liquid is sent out from the return slit 16b to the cathode solution return manifold 23. Further, the negative electrode electrolyte passes through the negative electrode feed manifold 20, is supplied into the negative electrode cell 1b from the negative electrode intake slit 15c, and is charged and discharged at the negative electrode reaction electrode 13e, and then returned to the negative electrode return slit 15d.
From the negative electrode solution return manifold 22. At this time, a voltage is generated between the terminals 17 and 18, and a current is extracted.

[発明が解決しようとする課題] 以上説明したとおり、電解液循環型2次電池は電力貯
蔵用2次電池として検討されており、所定の電気出力
(W)を得るためにはセルを直列および並列に組合わせ
る必要がある。この場合に問題となるのが、直列接続を
行なうときに、電解液流路を通じて、電位勾配に従った
電流が流れるということである。この電流はシャント電
流と呼ばれている。シャント電流は、電池の充電、放電
に無関係な電流(単に、電解液流路を流れるだけで、電
池の充電、放電に寄与しない漏れ電流)で、電池の充放
電効率から見るとロスの原因となるものである。このシ
ャント電流は、セルを積層したスタック内にも流れる
が、そのスタックを直列に接続するときに該スタック間
を結ぶ電解液流路にも流れる。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, the electrolyte circulation type secondary battery has been studied as a secondary battery for power storage, and in order to obtain a predetermined electric output (W), cells must be connected in series and in series. Must be combined in parallel. The problem in this case is that, when a series connection is made, a current flows according to the potential gradient through the electrolytic solution flow path. This current is called a shunt current. The shunt current is a current irrelevant to the charge and discharge of the battery (leakage current that merely flows through the electrolyte flow path and does not contribute to the charge or discharge of the battery). It becomes. This shunt current also flows in the stack of stacked cells, but also flows in the electrolyte channel connecting the stacks when the stacks are connected in series.

ところで、スタック内のシャント電流のロスを低減さ
せる方法として、本出願人会社は、第8図を参照して、
スリット(16a,16b,16c,16d,15a,15b,15c,15d)を細く
長くすることによって、この部分の電気抵抗を大きくし
てシャント電流を少なくする方法を提案した(特願平1
−73497号)。また、スタック内のセル積層数を少なく
して、1スタック内の電位勾配を小さくすることによっ
て、シャント電流を少なくする方法も知られている。
By the way, as a method of reducing the loss of the shunt current in the stack, the present applicant has referred to FIG.
A method has been proposed in which the slits (16a, 16b, 16c, 16d, 15a, 15b, 15c, 15d) are made thinner and longer, thereby increasing the electrical resistance of this portion and reducing the shunt current (Japanese Patent Application No. Hei 1 (1994)).
-73497). There is also known a method of reducing the shunt current by reducing the number of stacked cells in the stack and reducing the potential gradient in one stack.

しかしながら、後者の場合、所定の電圧を得るために
は、スタックをさらに複数個直列に接続する必要があ
る。この場合、1スタックのセル数は少なくとも、スタ
ックを複数個直列に接続することによって、全体を見れ
ば、多数のセルを直列に接続したことになり、シャント
電流が大きくなるという問題点が生じる。また、前者の
場合、すなわち、スリット部の電気抵抗を大きくして
も、スタック内のシャント電流は少なくできるが、スタ
ックを結ぶ配管に大きなシャント電流が流れるという問
題点があった。この発明は、上記のような問題点を解決
するためになされたもので、シャント電流を抑制するこ
とができるように改良された、電解液循環型2次電池を
提供することを目的とする。
However, in the latter case, it is necessary to connect a plurality of stacks in series in order to obtain a predetermined voltage. In this case, the number of cells in one stack is at least by connecting a plurality of stacks in series, so that when viewed as a whole, a large number of cells are connected in series, causing a problem that the shunt current increases. In the former case, that is, even if the electric resistance of the slit portion is increased, the shunt current in the stack can be reduced, but there is a problem that a large shunt current flows in the pipe connecting the stack. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide an electrolyte-circulating secondary battery improved so as to suppress a shunt current.

[課題を解決するための手段] 第9図は、スタックの直列接続の例であり、第10図
は、このスタック直列回路の等価回路図である。第9図
を参照して、スタック40が複数個直列に電気的接続され
ている(図中、参照符号49は電気接続を示す。)。
[Means for Solving the Problems] FIG. 9 is an example of a series connection of stacks, and FIG. 10 is an equivalent circuit diagram of the stack series circuit. Referring to FIG. 9, a plurality of stacks 40 are electrically connected in series (in the figure, reference numeral 49 indicates an electrical connection).

それぞれのスタック40には、正極液入口管路41、正極
液出口管路42、負極液入口管路43、負極液出口管路44の
一端が接続されている。正極液入口管路41の他端は正極
液供給ライン45に接続され、正極液出口管路42の他端は
正極液排出ライン47に接続され、負極液入口管路43の他
端は負極液供給ライン46に接続され、負極液出口管路44
の他端は負極液排出ライン48に接続されている。
Each of the stacks 40 is connected to one end of a positive electrode solution inlet line 41, a positive electrode solution outlet line 42, a negative electrode solution inlet line 43, and a negative electrode solution outlet line 44. The other end of the positive electrode solution inlet line 41 is connected to the positive electrode solution supply line 45, the other end of the positive electrode solution outlet line 42 is connected to the positive electrode solution discharge line 47, and the other end of the negative electrode solution inlet line 43 is connected to the negative electrode solution. Connected to the supply line 46, the negative electrode solution outlet line 44
Is connected to the negative electrode liquid discharge line 48.

本発明の目的は、I1,I2,I1′,I2′で示されるスタ
ック間を結ぶ電解液流路を流れるシャント電流を低減す
ることにある。
An object of the present invention is to reduce a shunt current flowing through an electrolyte flow path connecting between stacks indicated by I 1 , I 2 , I 1 ′, and I 2 ′.

これらのシャント電流は、スタック間の電位が、電解
液入口管路の抵抗Ra、電解液出口管路の抵抗Ra、電解液
供給ラインの抵抗Rb、電解液排出ラインの抵抗Rbを介し
て短絡していることによって生じる。
These shunt currents cause the potential between the stacks to be short-circuited via the resistance Ra of the electrolyte inlet line, the resistance Ra of the electrolyte outlet line, the resistance Rb of the electrolyte supply line, and the resistance Rb of the electrolyte discharge line. Caused by that.

さて、第10図に示す等価回路図から明らかなように、
I1,I2,I1′,I2′を小さくするには、Ra,Rbの抵抗値
を大きくすればよい。抵抗は一般に次式で表わされる。
Now, as is clear from the equivalent circuit diagram shown in FIG.
In order to reduce I 1 , I 2 , I 1 ′, I 2 ′, the resistance values of Ra and Rb may be increased. The resistance is generally represented by the following equation.

式中、Rは抵抗、ρは電解液の体積固有抵抗、lは管
路の長さ、Sは管路の断面積である。それゆえ、スタ
ック間の電解液供給・排出ラインの管路を長くし、断面
積を小さくすれば、また、スタックの電解液入口管路
・出口管路の管路を長くし、断面積を小さくすれば、R
a,Rbの抵抗が大きくなり、シャント電流が小さくなるで
あろう。
In the formula, R is a resistance, ρ is a specific volume resistance of the electrolytic solution, l is a length of the conduit, and S is a cross-sectional area of the conduit. Therefore, if the length of the electrolyte supply / discharge line between the stacks is made longer and the cross-sectional area is made smaller, the length of the electrolyte inlet and outlet pipes of the stack is made longer and the cross-sectional area is made smaller. Then, R
The resistance of a, Rb will increase and the shunt current will decrease.

ここで、スタック間の電解液供給・排出ラインの管路
を長くすること(前記の場合)は、スタックの配置上
から難しい点があり、その断面積を小さくすることも必
要な電解液流量を確保する点から難しい。しかしなが
ら、スタック数が多く、また直列接続だけでなく並列に
も接続されているときには比較的容易となる。そのと
き、すべての各スタック間の管路を長くする必要はな
く、或る単位で、たとえば、数スタックごとに管路を長
くするといった手段が効果的である。こういう考えのも
とで、本発明者らは請求項第1項に記載の発明を完成さ
せるに至った。
Here, it is difficult to increase the length of the electrolyte supply / discharge line between the stacks (in the case described above) because of the arrangement of the stacks. Difficult to secure. However, it becomes relatively easy when the number of stacks is large, and when not only series connection but also parallel connection are used. At that time, it is not necessary to lengthen the pipeline between all the stacks, and a means of increasing the pipeline in a certain unit, for example, every several stacks is effective. Based on this idea, the present inventors have completed the invention described in claim 1.

すなわち、請求項1に記載の発明は、複数個のスタッ
クが直列に電気的接続されてなる第1のスタック直列回
路と、第2のスタック直列回路と、上記スタックに電解
液を供給および排出するための第1の電解液供給および
排出ラインと第2の電解液供給および排出ラインと、を
備え、上記第1のスタック直列回路と上記第2のスタッ
ク直列回路とは並列に電気的接続されており、上記第1
の電解液供給および排出ラインと上記第2の電解液供給
および排出ラインは並列に接続されている、電解液循環
型2次電池にかかるものである。上記第1のスタック直
列回路における上記複数個のスタックは、第1の区分に
属するものと第2の区分に属するものとに分けられてい
る。そして、シャント電流を小さくするために、上記第
1のスタック直列回路の第1区分内に存在するスタック
には上記第1の電解液供給および排出ラインから電解液
が供給および排出され、第1のスタック直列回路の第2
区分内に存在するスタックには上記第2の電解液供給お
よび排出ラインから電解液が供給および排出されるよう
に、上記第1の電解液供給および排出ラインと上記第2
の電解液供給および排出ラインが配設されている。上記
第1のスタック直列回路の上記第1区分内に存在するス
タックのそれぞれと上記第1の電解液供給および排出ラ
インとは、上記第1の電解液供給および排出ラインから
分枝した、上記電解液を供給および排出するための、分
枝管路で結ばれている。上記第1のスタック直列回路の
上記第2区分内に存在するスタックのそれぞれと上記第
2の電解液供給および排出ラインとは、上記第2の電解
液供給および排出ラインから分枝した、上記電解液を供
給および排出するための、分枝管路で結ばれている。
That is, according to the first aspect of the present invention, the first stack serial circuit in which a plurality of stacks are electrically connected in series, the second stack serial circuit, and the supply and discharge of the electrolyte to and from the stacks A first electrolyte supply and discharge line and a second electrolyte supply and discharge line, and the first stack series circuit and the second stack series circuit are electrically connected in parallel. And the first
The electrolyte supply / discharge line and the second electrolyte supply / discharge line are connected in parallel, and are related to an electrolyte circulation type secondary battery. The plurality of stacks in the first stack series circuit are divided into those belonging to a first section and those belonging to a second section. Then, in order to reduce the shunt current, an electrolyte is supplied and discharged from the first electrolyte supply and discharge line to the stack existing in the first section of the first stack series circuit, The second of the stacked series circuit
The first electrolyte supply and discharge line and the second electrolyte supply and discharge line are supplied to and discharged from the stack existing in the section.
Electrolyte supply and discharge lines. Each of the stacks present in the first section of the first stack series circuit and the first electrolyte supply and discharge line are connected to the first electrolyte supply and discharge line, It is connected by a branch line for supplying and discharging liquid. Each of the stacks present in the second section of the first stack series circuit and the second electrolyte supply and discharge lines are coupled to the second electrolyte supply and discharge lines, It is connected by a branch line for supplying and discharging liquid.

[作用] 本願発明によれば、第1のスタック直列回路の第1区
分内に存在するスタックには第1の電解液供給および排
出ラインから電解液が供給および排出され、第1のスタ
ック直列回路の第2区分内に存在するスタックには第2
の電解液供給および排出ラインから電解液が供給および
排出されるように、第1の電解液供給および排出ライン
と第2の電解液供給および排出ラインが配設されている
ので、スタック直列回路が少なくとも2以上に分けられ
る。その結果、シャント電流が減少する。
[Operation] According to the present invention, an electrolyte is supplied and discharged from the first electrolyte supply and discharge line to the stack existing in the first section of the first stack series circuit, and the first stack series circuit is provided. Stacks in the second section of
The first electrolytic solution supply and discharge line and the second electrolytic solution supply and discharge line are provided so that the electrolytic solution is supplied and discharged from the electrolytic solution supply and discharge lines of the stack. It is divided into at least two or more. As a result, the shunt current decreases.

[実施例] 以下、この発明の実施例を図について説明する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、この発明の一実施例の概略図であり、スタ
ック6直列×3並列の構成図である。第2図は、スタッ
ク6直列×3並列構成の従来の電解液供給ラインの接続
方法および電気的接続方法を示す図である。これらの図
において、図面を簡単にするために、電解液供給ライン
としての正極液供給ライン54,55,56と正極液入口管路57
だけを示し、負極液供給ライン、正極液排出ライン、負
極液排出ライン、正極液出口管路、負極液入口管路、負
極液出口管路の図示は省略されているが、同じように配
設されている。
FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment of the present invention, and is a configuration diagram of 6 series × 3 parallel stacks. FIG. 2 is a diagram showing a conventional method for connecting electrolyte supply lines and a method for electrically connecting a stack of 6 series × 3 parallel configurations. In these figures, for the sake of simplicity, the cathode solution supply lines 54, 55, 56 as electrolyte solution supply lines and the cathode solution inlet line 57 are shown.
The illustration of the anode solution supply line, cathode solution discharge line, anode solution discharge line, cathode solution outlet line, anode solution inlet line, and anode solution outlet line is omitted, but the arrangement is the same. Have been.

第1図および第2図中、51は第1のスタック直列回
路、52は第2のスタック直列回路、53は第3のスタック
直列回路、54は第1の正極液供給ライン、55は第2の正
極液供給ライン、56は第3の正極液供給ラインである。
1 and 2, reference numeral 51 denotes a first stack serial circuit, 52 denotes a second stack serial circuit, 53 denotes a third stack serial circuit, 54 denotes a first positive electrode solution supply line, and 55 denotes a second Reference numeral 56 denotes a third positive electrode solution supply line.

第2図の従来例を参照して、スタックを電気的に6直
列した回路に、正極液供給ライン、スタックへの液入口
管路がそれぞれのスタックを短絡する形で接続されてお
り、大きなシャント電流が流れる。
Referring to the conventional example shown in FIG. 2, a positive electrode solution supply line and a liquid inlet line to the stack are connected to a circuit in which six stacks are electrically connected in series so as to short-circuit each stack. Electric current flows.

第1図に示す、当該電解液循環型2次電池は、第1の
スタック直列回路51と第2のスタック直列回路52と第3
のスタック直列回路53とを備える。第1のスタック直列
回路51と第2のスタック直列回路52と第3のスタック直
列回路53とは並列に電気的接続されている。また、当該
電解液循環型2次電池は、第1の正極液供給ライン54と
第2の正極液供給ライン55とを備える。第1の正極液供
給ライン54と第2の正極液供給ライン55とは並列に接続
されている。
The electrolyte circulation type secondary battery shown in FIG. 1 has a first stack series circuit 51, a second stack series circuit 52, and a third stack series circuit 52.
And a stack series circuit 53. The first stack series circuit 51, the second stack series circuit 52, and the third stack series circuit 53 are electrically connected in parallel. The electrolyte circulation type secondary battery includes a first positive electrode solution supply line 54 and a second positive electrode solution supply line 55. The first positive electrode solution supply line 54 and the second positive electrode solution supply line 55 are connected in parallel.

第1の電解液供給ライン54は、第1のスタック直列回
路51を二分するように入り、スタック3、スタック2、
スタック1に順次正極液を供給し、次に第2のスタック
直列回路52のスタックa、スタックb、スタックcに順
に正極液を供給し、次に、第3のスタック直列回路53を
二分するように入り、スタック、スタック、スタッ
クに順に正極液を供給するように配設されている。第
2の正極液供給ライン55は、第3のスタック直列回路53
のスタック、スタック、スタックに順に正極液を
供給し、次に第2のスタック直列回路52のスタックf、
スタックe、スタックdに順に正極液を供給し、次に第
1のスタック直列回路51のスタック4、スタック5、ス
タック6に順に正極液を供給するように配設されてい
る。各スタックと正極液供給ラインは、正極液入口管路
57で接続されている。
The first electrolyte supply line 54 enters the first stack series circuit 51 so as to bisect the first stack series circuit 51,
The positive electrode solution is sequentially supplied to the stack 1, then the positive electrode solution is sequentially supplied to the stack a, the stack b, and the stack c of the second stack serial circuit 52, and then the third stack serial circuit 53 is divided into two. , And the cathode, the stack, and the stack are sequentially supplied with the cathode solution. The second positive electrode solution supply line 55 is connected to the third stack series circuit 53.
The positive electrode solution is supplied to the stack, the stack, and the stack in this order, and then the stack f,
The positive electrode solution is supplied to the stack e and the stack d in order, and then the positive electrode solution is supplied to the stack 4, the stack 5, and the stack 6 of the first stack series circuit 51 in this order. Each stack and the cathode solution supply line are connected to the cathode solution inlet line
Connected at 57.

次に、第1図に示す実施例の効果を説明する。 Next, the effects of the embodiment shown in FIG. 1 will be described.

第1のスタック直列回路51、第2のスタック直列回路
52、第3のスタック直列回路53が電解液供給ライン54,5
5によって二分されているので、1/2のスタック直列数と
なり、シャント電流が減少する。
First stack series circuit 51, second stack series circuit
52, the third stack series circuit 53 is connected to the electrolyte supply lines 54, 5
Since it is bisected by 5, the number of stacks in series is 1/2, and the shunt current is reduced.

また、第1の正極液供給ライン54が第1のスタック直
列回路51に入り、第2の正極液供給ライン55が第3のス
タック直列回路53に入るように、これらが配設されてい
るので、電解液供給ライン54,55の2つの入口(図中、
A、Bで示す部分)の間の距離(A−B間の距離)が長
くなり、この部分の電気抵抗が大きくなる。その結果、
シャント電流は小さくなる。
Further, these are arranged so that the first positive electrode solution supply line 54 enters the first stack series circuit 51 and the second positive electrode solution supply line 55 enters the third stack series circuit 53. , Two inlets of the electrolyte supply lines 54 and 55 (in the figure,
The distance between A and B (the distance between A and B) increases, and the electrical resistance of this part increases. as a result,
The shunt current is smaller.

また、正極液供給ライン54,55が隣りのスタック直列
回路に移るときは、同一電位のスタックを結ぶように配
列されているので(図中、Cの部分)、Cの両端は電位
勾配がないために、シャント電流は流れなくなる。
Further, when the positive electrode solution supply lines 54 and 55 are shifted to the adjacent stack series circuit, they are arranged so as to connect the stacks of the same potential (part C in the figure), so that both ends of C have no potential gradient. Therefore, the shunt current stops flowing.

この実施例において、電解液通過用管路一例である正
極液入口管路57を、第3図のように屈曲させて形成する
ことにより、この部分の抵抗を大きくし、シャント電流
を一層抑制させることができる。
In this embodiment, the positive electrode solution inlet line 57, which is an example of the electrolytic solution passage, is bent as shown in FIG. 3 to increase the resistance of this portion and further suppress the shunt current. be able to.

第4図は、この発明の他の実施例の概略構成図であ
る。第4図に示すスタック接続例は、第1図に示すもの
と全く同じ構成である。異なる点は、第1図では電解液
ラインが複雑なルートとされているが、第4図では電解
液ラインを簡単にし、自由がきく電気的接続のルートを
複雑にした点である。効果は、第1図に示すものと同じ
である。なお、第4図において、第1図に用いられた参
照符号と同一の参照符号で示す部材または要素は第1図
で説明したものと全く同一であるので、ここではその説
明を省略する。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of another embodiment of the present invention. The stack connection example shown in FIG. 4 has exactly the same configuration as that shown in FIG. The difference is that in FIG. 1, the electrolyte solution line is a complicated route, but in FIG. 4, the electrolyte solution line is simplified and the route of the flexible electrical connection is complicated. The effect is the same as that shown in FIG. In FIG. 4, members or elements denoted by the same reference numerals as those used in FIG. 1 are exactly the same as those described in FIG. 1, and the description thereof is omitted here.

第5図は、この発明のさらに他の実施例の概略構成図
である。当該電解液循環型2次電池は、20スタック(そ
れぞれのスタックは15セルからなる。)からなる第1の
スタック直列回路51と第2のスタック直列回路52と、第
1の正極液供給ライン54と第2の正極液供給ライン55と
を備える。第1のスタック直列回路51と第2のスタック
直列回路52とは並列に接続されている。第1の正極液供
給ライン54と第2の正極液供給ライン55とは並列に接続
されている。そして、第1のスタック直列回路51の第1
区分内に存在するスタックには第1の正極液供給ライン
54から正極液が供給され、第1スタック直列回路の第2
区分内に存在するスタックには第2の正極液供給ライン
55から正極液が供給されるように、第1の正極液供給ラ
イン54と第2の正極液供給ライン55が配設されている。
このような構成であっても、上記実施例と同様の効果を
実現する。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of still another embodiment of the present invention. The electrolyte circulation type secondary battery includes a first stack series circuit 51 and a second stack series circuit 52 each composed of 20 stacks (each stack is composed of 15 cells), and a first positive electrode solution supply line 54. And a second positive electrode solution supply line 55. The first stack series circuit 51 and the second stack series circuit 52 are connected in parallel. The first positive electrode solution supply line 54 and the second positive electrode solution supply line 55 are connected in parallel. Then, the first of the first stack series circuits 51
The stack present in the section has a first catholyte supply line
The positive electrode solution is supplied from 54, and the second
The stack present in the section has a second catholyte supply line
A first positive electrode solution supply line 54 and a second positive electrode solution supply line 55 are provided so that the positive electrode solution is supplied from 55.
Even with such a configuration, the same effect as that of the above embodiment is realized.

具体例 次に、第5図に示す実施例(ここでは、第3図に示
す、屈曲されてなる電解液入口管路・出口管路が用いら
れている。)の効果を、第2図に示す従来例と比較し
て、表1に示す。
Specific Example Next, FIG. 2 shows the effect of the embodiment shown in FIG. 5 (here, the bent electrolytic solution inlet and outlet lines shown in FIG. 3 are used). Table 1 shows a comparison with the conventional example shown.

なお、上記実施例では正極液供給ラインについて例示
したが、負極液供給ライン、正極液排出ライン、負極液
排出ラインの場合であっても同様の効果を奏する。
In the above embodiment, the positive electrode liquid supply line is exemplified. However, the same effects can be obtained in the case of the negative electrode liquid supply line, the positive electrode liquid discharge line, and the negative electrode liquid discharge line.

また、上記実施例では正極液入口管路を例示したが、
正極液出口管路負極液入口管路、負極液出口管路の場合
であっても同様の効果を奏する。
Further, in the above-described embodiment, the cathode fluid inlet pipe is illustrated,
A similar effect can be obtained even in the case of a positive electrode solution outlet line, a negative electrode solution inlet line, and a negative electrode solution outlet line.

[発明の効果] 以上説明したように、本願発明によれば、第1のスタ
ック直列回路の第1区分内に存在するスタックには第1
の電解液供給および排出ラインから電解液が供給および
排出され、第1のスタック直列回路の第2区分内に存在
するスタックには第2の電解液供給および排出ラインか
ら電解液が供給および排出されるように、第1の電解液
供給および排出ラインと第2の電解液供給および排出ラ
インが配設されているので、スタック直列数が少なくと
も2以上に分けられる。その結果、シャント電流が抑制
され、より高い充放電効果が得られる電解液循環型2次
電池を得ることができるという効果を奏する。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the first stack in the first section of the first series circuit has the first stack.
The electrolyte is supplied and discharged from the electrolyte supply and discharge lines of the first stack, and the electrolyte existing in the second section of the first stack series circuit is supplied and discharged from the second electrolyte supply and discharge line. As described above, since the first electrolytic solution supply and discharge line and the second electrolytic solution supply and discharge line are provided, the number of stacks in series is divided into at least two or more. As a result, there is an effect that a shunt current is suppressed, and a recirculating electrolyte secondary battery having a higher charging / discharging effect can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、この発明の一実施例の電解液循環型2次電池
の概略構成図である。 第2図は、従来の電解液循環型2次電池の概略構成図で
ある。 第3図は、この発明に用いられる、電解液通過用管路の
概略図である。 第4図は、この発明の他の実施例の概略構成図である。 第5図は、この発明のさらに他の実施例の概略構成図で
ある。 第6図は、電力需要曲線を示す図である。 第7図は、従来のレドックスフロー電池の一例を示す概
略構成図である。 第8図は、従来のセルの分解斜視図である。 第9図は、スタックの直列接続例を示した図である。 第10図は、第9図に示す電解液循環型2次電池の等価回
路図である。 図において、51は第1スタック直列回路、52は第2スタ
ック直列回路、54は第1の正極液供給ライン、55は第2
の正極液供給ラインである。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electrolyte circulation type secondary battery according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a conventional electrolyte circulation type secondary battery. FIG. 3 is a schematic view of an electrolytic solution passage used in the present invention. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of another embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic configuration diagram of still another embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing a power demand curve. FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional redox flow battery. FIG. 8 is an exploded perspective view of a conventional cell. FIG. 9 is a diagram showing an example of stack connection in series. FIG. 10 is an equivalent circuit diagram of the electrolyte circulation type secondary battery shown in FIG. In the figure, 51 is a first stack series circuit, 52 is a second stack series circuit, 54 is a first positive electrode solution supply line, and 55 is a second
Of the positive electrode solution supply line.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−149373(JP,A) 特開 昭62−108465(JP,A) 特開 昭59−127378(JP,A) 特開 昭63−213261(JP,A) 実開 昭59−188677(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01M 8/00 - 8/24 Continuation of the front page (56) References JP-A-1-149373 (JP, A) JP-A-62-108465 (JP, A) JP-A-59-127378 (JP, A) JP-A-63-213261 (JP) , A) Actually open sho 59-188677 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01M 8/00-8/24

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数個のスタックが直列に電気的接続され
てなる第1のスタック直列回路と第2のスタック直列回
路と、 前記スタックに電解液を供給および排出するための第1
の電解液供給および排出ラインと第2の電解液供給およ
び排出ラインと、を備え、 前記第1のスタック直列回路と前記第2のスタック直列
回路とは並列に電気的接続されており、 前記第1の電解液供給および排出ラインと前記第2の電
解液供給および排出ラインは並列に接続されている、電
解液循環型2次電池において、 前記第1のスタック直列回路における前記複数個のスタ
ックは、第1の区分に属するものと第2の区分に属する
ものとに分けられており、 前記第1のスタック直列回路の前記第1区分内に存在す
るスタックには前記第1の電解液供給および排出ライン
から電解液が供給および排出され、前記第1のスタック
直列回路の前記第2区分内に存在するスタックには前記
第2の電解液供給および排出ラインから電解液が供給お
よび排出されるように、前記第1の電解液供給および排
出ラインと前記第2の電解液供給および排出ラインが配
設されており、 前記第1のスタック直列回路の前記第1区分内に存在す
るスタックのそれぞれと前記第1の電解液供給および排
出ラインとは、前記第1の電解液供給および排出ライン
から分枝した、前記電解液を供給および排出するため
の、分枝管路で結ばれており、 前記第1のスタック直列回路の前記第2区分内に存在す
るスタックのそれぞれと前記第2の電解液供給および排
出ラインとは、前記第2の電解液供給および排出ライン
から分枝した、前記電解液を供給および排出するため
の、分枝管路で結ばれている、電解液循環型2次電池。
1. A first stack series circuit comprising a plurality of stacks electrically connected in series, a second stack series circuit, and a first stack circuit for supplying and discharging an electrolyte to and from the stack.
And a second electrolytic solution supply and discharge line, and a second electrolytic solution supply and discharge line, wherein the first stack series circuit and the second stack series circuit are electrically connected in parallel, 1 in which the electrolyte supply and discharge lines and the second electrolyte supply and discharge lines are connected in parallel, wherein the plurality of stacks in the first stack series circuit are , Which belong to the first section and those which belong to the second section, and the first electrolytic solution supply and the stack existing in the first section of the first stack series circuit are Electrolyte is supplied and discharged from a discharge line, and the stack existing in the second section of the first stack series circuit is supplied and supplied with electrolyte from the second electrolyte supply and discharge line. The first electrolyte supply and discharge lines and the second electrolyte supply and discharge lines are disposed so as to be discharged from the first section in the first section of the first stacked series circuit. Each of the stacks to be connected to the first electrolyte supply and discharge lines are connected by a branch line for supplying and discharging the electrolyte, branched from the first electrolyte supply and discharge lines. Wherein each of the stacks present in the second section of the first stack series circuit and the second electrolyte supply and discharge line are branched from the second electrolyte supply and discharge line. An electrolyte-circulating secondary battery connected by a branch pipe for supplying and discharging the electrolyte.
JP2210024A 1990-08-07 1990-08-07 Electrolyte circulation type secondary battery Expired - Fee Related JP2931650B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2210024A JP2931650B2 (en) 1990-08-07 1990-08-07 Electrolyte circulation type secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2210024A JP2931650B2 (en) 1990-08-07 1990-08-07 Electrolyte circulation type secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0492372A JPH0492372A (en) 1992-03-25
JP2931650B2 true JP2931650B2 (en) 1999-08-09

Family

ID=16582557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2210024A Expired - Fee Related JP2931650B2 (en) 1990-08-07 1990-08-07 Electrolyte circulation type secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2931650B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022259616A1 (en) 2021-06-07 2022-12-15 三菱重工業株式会社 Redox flow battery

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TR200806202A2 (en) * 2008-08-19 2010-03-22 Tübi̇tak-Türki̇ye Bi̇li̇msel Ve Teknoloji̇k Araştirma Kurumu Direct sodium borohydride fuel cell production and integration

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022259616A1 (en) 2021-06-07 2022-12-15 三菱重工業株式会社 Redox flow battery

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0492372A (en) 1992-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7687193B2 (en) Electrochemical battery incorporating internal manifolds
EP0165000B1 (en) Metal-halogen secondary battery
CN110620250A (en) Flow battery energy storage device and flow battery energy storage system
CN111512483A (en) Redox flow battery and method of operating the same
JPS6369151A (en) Redox cell
US10483568B2 (en) Module system of redox flow battery
JP2931650B2 (en) Electrolyte circulation type secondary battery
JPH084010B2 (en) Electrolyte circulation type secondary battery
CN110635148A (en) Flow battery
JP3574514B2 (en) Redox flow type secondary battery system
Hagedorn et al. NASA-Redox cell-stack shunt current, pumping power, and cell-performance tradeoffs
US4520080A (en) Electrolytes circulation type cell stack secondary battery
JP2001043884A (en) Redox flow type secondary battery and method of operating the same
CN117476994A (en) Flow battery energy storage system above 30MW
JPH117974A (en) Medium and large capacity fuel cell power generator
JP2842600B2 (en) Cell stack for electrolyte circulating type secondary battery and cell stack mounting member
JPS63164172A (en) Shunt current erasing device for redox flow battery
EP0093213A1 (en) Electrolytes circulation type cell stack secondary battery
JP3494689B2 (en) Electrolyte flow battery
JPH044568A (en) Redox flow battery
EP0208358B1 (en) Battery stack of secondary cells
CN223023295U (en) Flow battery system
JP3135360B2 (en) Electrolyte tank for electrolyte flow type battery
JP2998969B2 (en) Battery terminal structure
KR102283441B1 (en) A Battery Cell for Redox flow battery having a mixed serial and parallel structure

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees