JPH0626144B2 - 二次電池装置の充放電方法 - Google Patents
二次電池装置の充放電方法Info
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- JPH0626144B2 JPH0626144B2 JP59083494A JP8349484A JPH0626144B2 JP H0626144 B2 JPH0626144 B2 JP H0626144B2 JP 59083494 A JP59083494 A JP 59083494A JP 8349484 A JP8349484 A JP 8349484A JP H0626144 B2 JPH0626144 B2 JP H0626144B2
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- Japan
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- electrode active
- negative electrode
- positive electrode
- secondary battery
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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
-
- 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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Description
【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 本発明は二次電池装置の充放電方法に関し、さらに詳し
くは非常時など緊急時に、充電能力以上の出力を得るこ
とができる、レドックス・フロー型の二次電池装置の充
放電方法に関するものである。
くは非常時など緊急時に、充電能力以上の出力を得るこ
とができる、レドックス・フロー型の二次電池装置の充
放電方法に関するものである。
（発明の背景） 本発明の対象となる二次電池は、溶液流通型の電池本体
（電解セル）に活物質溶液を送液する構造のもので、二
次電池を稼動させない時は、溶液はタンク内に貯蔵され
る。一般にこの種の電池をレドックス・フロー型二次電
池という。ここで活物質溶液とは、塩素水、塩酸酸性塩
化第一鉄水溶液等の正極液または負極液をいい、これら
の両方が電池本体に送液される。一般にこのような電池
においては、電池本体（電解セル）内での自己放電はほ
とんど起こらない。それは、停止時には、溶液はほとん
どタンク等に戻され、電池本体内には溶液が貯蔵されて
いないためである。しかし、タンク内に貯蔵された溶液
自身で自己放電が起こる可能性は充分にあり、例えば、
塩素を正極活物質とする電池は、塩素水（塩素水和物）
をタンク内に低温貯蔵するが、この塩素の放散による正
極活物質濃度の低下が起こり得る。また、クロム（２
価）を負極活物質とする場合は、不純物の負極液内への
混入によってクロム２価のプロトン還元反応が起こり、
このため、クロム２価濃度が減少してしまうことがあ
る。以上のように、溶液を電池本体に流通せしめて充放
電を行う形の電池も放置すると徐々にではあるが、その
蓄電量が減少するのが通常である。このため、多量の活
物質溶液を貯蔵しておいても、これを長期間保存して、
非常時の緊急放電用とするには問題がある。
（電解セル）に活物質溶液を送液する構造のもので、二
次電池を稼動させない時は、溶液はタンク内に貯蔵され
る。一般にこの種の電池をレドックス・フロー型二次電
池という。ここで活物質溶液とは、塩素水、塩酸酸性塩
化第一鉄水溶液等の正極液または負極液をいい、これら
の両方が電池本体に送液される。一般にこのような電池
においては、電池本体（電解セル）内での自己放電はほ
とんど起こらない。それは、停止時には、溶液はほとん
どタンク等に戻され、電池本体内には溶液が貯蔵されて
いないためである。しかし、タンク内に貯蔵された溶液
自身で自己放電が起こる可能性は充分にあり、例えば、
塩素を正極活物質とする電池は、塩素水（塩素水和物）
をタンク内に低温貯蔵するが、この塩素の放散による正
極活物質濃度の低下が起こり得る。また、クロム（２
価）を負極活物質とする場合は、不純物の負極液内への
混入によってクロム２価のプロトン還元反応が起こり、
このため、クロム２価濃度が減少してしまうことがあ
る。以上のように、溶液を電池本体に流通せしめて充放
電を行う形の電池も放置すると徐々にではあるが、その
蓄電量が減少するのが通常である。このため、多量の活
物質溶液を貯蔵しておいても、これを長期間保存して、
非常時の緊急放電用とするには問題がある。
（発明の目的） 本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、非常時
等の緊急放電用に備え、必要に応じて余剰出力を得るこ
とができる二次電池装置の充放電方法を提供することに
ある。
等の緊急放電用に備え、必要に応じて余剰出力を得るこ
とができる二次電池装置の充放電方法を提供することに
ある。
（発明の概要） 本発明は、正極活物質溶液および負極活物質溶液をそれ
ぞれ正極液ラインおよび負極液ラインを経て溶液流通型
電解槽に流通して電力を取り出す二次電池装置の充放電
方法において、放電時に、前記正極液ラインおよび／ま
たは負極液ラインへ系外から正極活物質および／または
負極活物質を導入することを特徴とする二次電池装置の
充放電方法である。
ぞれ正極液ラインおよび負極液ラインを経て溶液流通型
電解槽に流通して電力を取り出す二次電池装置の充放電
方法において、放電時に、前記正極液ラインおよび／ま
たは負極液ラインへ系外から正極活物質および／または
負極活物質を導入することを特徴とする二次電池装置の
充放電方法である。
本発明において、正、負両活物質を系外から導入するこ
とが好ましい。一方の活物質のみを導入しても放電容量
アップを図り得る場合は、電池の両活物質間に充電深度
のアンバランスが生じているときである。例えば、鉄−
クロム系レドックス・フロー型二次電池を用いる場合、
通常、正極活物質側が過充電になるので、容量アップは
３価のクロムを還元した２価のクロムを導入するのみで
も過充電分だけ容量アップを達成できる。
とが好ましい。一方の活物質のみを導入しても放電容量
アップを図り得る場合は、電池の両活物質間に充電深度
のアンバランスが生じているときである。例えば、鉄−
クロム系レドックス・フロー型二次電池を用いる場合、
通常、正極活物質側が過充電になるので、容量アップは
３価のクロムを還元した２価のクロムを導入するのみで
も過充電分だけ容量アップを達成できる。
本発明によれば、反応によって充電状態の正極液または
負極液となる物質を貯蔵しておき、緊急放電時にこれら
の物質の反応を行わしめ、生成した活物質を正極または
負極液ラインに導入することによって、定格の充電量以
上の電力を得ることが好ましい。レドックス・フロー型
二次電池としては、クロム−鉄系、クロム−塩素系、鉄
−塩素系、バナジウム系、クロム−臭素系などが知られ
ており、次に述べるような方法で電極液ラインに導入す
る活物質が生成される。但し、例えばクロム−鉄系の電
池において、正極活物質は、先ず反応器で塩素を発生さ
せてそれを鉄２価を含む溶液（例えば正極液）中に放出
することによって正極活物質である鉄３価を作ることも
できる。
負極液となる物質を貯蔵しておき、緊急放電時にこれら
の物質の反応を行わしめ、生成した活物質を正極または
負極液ラインに導入することによって、定格の充電量以
上の電力を得ることが好ましい。レドックス・フロー型
二次電池としては、クロム−鉄系、クロム−塩素系、鉄
−塩素系、バナジウム系、クロム−臭素系などが知られ
ており、次に述べるような方法で電極液ラインに導入す
る活物質が生成される。但し、例えばクロム−鉄系の電
池において、正極活物質は、先ず反応器で塩素を発生さ
せてそれを鉄２価を含む溶液（例えば正極液）中に放出
することによって正極活物質である鉄３価を作ることも
できる。
本発明において、電極液ラインに導入される活物質の生
成反応としては、まず正極活物質側では、該活物質が塩
素のようなハロゲンの場合、亜ハロゲン酸塩、次亜ハロ
ゲン酸塩と塩酸等の酸との反応、正極活物質が鉄（３
価）の場合、鉄酸化物への酸添加による鉄（３価）の生
成反応などがあり、負極活物質側では、該負極活物質が
クロム（２価）の場合、亜鉛等の金属によるクロム（３
価）の還元、同じく負極活物質が鉄（２価）の場合、鉄
等の金属や還元剤の添加による鉄（３価）の還元などが
あげられる。以上の活物質生成反応に用いる物質は、い
ずれも安価で入手しやすく、かつ保存中は化学的にきわ
めて安定であるため、好ましいものである。上記活物質
生成反応に用いる装置としては、充填物、撹拌手段等の
接触手段を備えた反応装置であれば良く、公知の接触装
置を使用することができる。
成反応としては、まず正極活物質側では、該活物質が塩
素のようなハロゲンの場合、亜ハロゲン酸塩、次亜ハロ
ゲン酸塩と塩酸等の酸との反応、正極活物質が鉄（３
価）の場合、鉄酸化物への酸添加による鉄（３価）の生
成反応などがあり、負極活物質側では、該負極活物質が
クロム（２価）の場合、亜鉛等の金属によるクロム（３
価）の還元、同じく負極活物質が鉄（２価）の場合、鉄
等の金属や還元剤の添加による鉄（３価）の還元などが
あげられる。以上の活物質生成反応に用いる物質は、い
ずれも安価で入手しやすく、かつ保存中は化学的にきわ
めて安定であるため、好ましいものである。上記活物質
生成反応に用いる装置としては、充填物、撹拌手段等の
接触手段を備えた反応装置であれば良く、公知の接触装
置を使用することができる。
本発明においては、活物質の生成反応装置を付設した二
次電池装置を用いることが好ましく、鉄−ハロゲン電池
のように正、負極活物質を溶液とするものは、両方の活
物質の生成反応装置をそれぞれ設けたものが好適に使用
される。
次電池装置を用いることが好ましく、鉄−ハロゲン電池
のように正、負極活物質を溶液とするものは、両方の活
物質の生成反応装置をそれぞれ設けたものが好適に使用
される。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
（発明の実施例） 第１図は、本発明の一実施例に用いる二次電池装置の構
成を示す説明図である。この装置は、液透過型電極であ
る正極２および負極３と、これらの間に設けられた隔膜
４と、これらのユニット毎に設けられた復極仕切板（端
部に位置する場合は端子板）５と、前記正極２および負
極３へそれぞれ極液を供給するための、正極液タンク
６、送液ポンプ１３および正極液ライン１４、ならびに
負極液タンク７、送液ポンプ１２および負極液ライン１
５と、正極液ライン１４の電池本体１の入口側に設けら
れたハロゲン酸化物反応器８および酸滴下タンク９と、
前記負極液ライン１５の電池入口側に設けられた四方コ
ック１１および該四方コックを介してバイパス状に設け
られた鉄充填塔１０およびバイパスライン２０とから主
として構成される。
成を示す説明図である。この装置は、液透過型電極であ
る正極２および負極３と、これらの間に設けられた隔膜
４と、これらのユニット毎に設けられた復極仕切板（端
部に位置する場合は端子板）５と、前記正極２および負
極３へそれぞれ極液を供給するための、正極液タンク
６、送液ポンプ１３および正極液ライン１４、ならびに
負極液タンク７、送液ポンプ１２および負極液ライン１
５と、正極液ライン１４の電池本体１の入口側に設けら
れたハロゲン酸化物反応器８および酸滴下タンク９と、
前記負極液ライン１５の電池入口側に設けられた四方コ
ック１１および該四方コックを介してバイパス状に設け
られた鉄充填塔１０およびバイパスライン２０とから主
として構成される。
上記構成の装置において、本発明方法を用いない通常の
充放電の場合は、鉄−塩素電池の場合、充電状態では２
価の鉄イオン（Ｆｅ2+）の水溶液と塩素水（Ｃｌ２）が
それぞれ負極液タンク７および正極液タンク６に蓄えら
れ、これらを二次電池本体（流通型電解槽）１に流す
と、負極３ではＦｅ2+が電子を１個失い３価のＦｅ3+、
正極２では塩素分子が電子２個を受け取って、塩素イオ
ンＣｌ−となる。正極２と負極３で授受された電子は、
例えば外部回路を通って仕事をし、電力を放出する。以
上は通常運転の場合であるが、もし緊急時など、定格の
充電量以上の電力を得た場合には、反応器８のハロゲン
酸化物（またはハロゲン酸塩）にタンク９から塩酸など
のハロゲン酸を添加してハロゲンを発生させ、これを正
極液ライン１４に注入し、正極活物質を増加させ、定格
充電量以上の電力を得ることができる。また、負極活物
質については、ライン２０から負極活物質液（塩酸酸性
塩化第１鉄水溶液）を鉄片の充填塔１０を通過させて高
濃度の負極液を得、これを電池本体１の負極３に供給す
ることにより、定格充電量以上の電力を得ることができ
る。
充放電の場合は、鉄−塩素電池の場合、充電状態では２
価の鉄イオン（Ｆｅ2+）の水溶液と塩素水（Ｃｌ２）が
それぞれ負極液タンク７および正極液タンク６に蓄えら
れ、これらを二次電池本体（流通型電解槽）１に流す
と、負極３ではＦｅ2+が電子を１個失い３価のＦｅ3+、
正極２では塩素分子が電子２個を受け取って、塩素イオ
ンＣｌ−となる。正極２と負極３で授受された電子は、
例えば外部回路を通って仕事をし、電力を放出する。以
上は通常運転の場合であるが、もし緊急時など、定格の
充電量以上の電力を得た場合には、反応器８のハロゲン
酸化物（またはハロゲン酸塩）にタンク９から塩酸など
のハロゲン酸を添加してハロゲンを発生させ、これを正
極液ライン１４に注入し、正極活物質を増加させ、定格
充電量以上の電力を得ることができる。また、負極活物
質については、ライン２０から負極活物質液（塩酸酸性
塩化第１鉄水溶液）を鉄片の充填塔１０を通過させて高
濃度の負極液を得、これを電池本体１の負極３に供給す
ることにより、定格充電量以上の電力を得ることができ
る。
次に実施例の具体的実施例を示す。
実施例１ 第１図に示した装置を用い、正極側の反応器８のハロゲ
ン酸化物としてさらし粉（次亜塩素酸カルシウム）、タ
ンク９から滴下する酸として塩酸を用い、また負極側の
充填塔１０には鉄片を充填した反応塔を用い、鉄−塩素
電池１の充放電実験を行った。本発明方法を用いない場
合（鉄充填塔１０およびハロゲン酸化物反応器８を用い
ない場合）は、電池１の蓄電量は約５０Ａｈｒであり、
室温で運転して完全充電を行った後、約４０Ａｈｒ放電
させ、その時点で四方コック１１および酸滴下タンクの
バルブ９Ａを開いて活物質を生成し、これを正極液ライ
ン１４に導入したところ、さらに一定電力の放電を続行
した。その結果、全放電量は９０Ａｈｒに達した。
ン酸化物としてさらし粉（次亜塩素酸カルシウム）、タ
ンク９から滴下する酸として塩酸を用い、また負極側の
充填塔１０には鉄片を充填した反応塔を用い、鉄−塩素
電池１の充放電実験を行った。本発明方法を用いない場
合（鉄充填塔１０およびハロゲン酸化物反応器８を用い
ない場合）は、電池１の蓄電量は約５０Ａｈｒであり、
室温で運転して完全充電を行った後、約４０Ａｈｒ放電
させ、その時点で四方コック１１および酸滴下タンクの
バルブ９Ａを開いて活物質を生成し、これを正極液ライ
ン１４に導入したところ、さらに一定電力の放電を続行
した。その結果、全放電量は９０Ａｈｒに達した。
（発明の効果） 以上、本発明によれば、レドックス・フロー型二次電池
システムに系外から活物質を導入することにより、通常
の二次電池システムの蓄電量を越えて緊急放電用として
の出力を得ることができる。本発明方法は、遠隔地など
で自然エネルギーを蓄電する場合には特に有用である。
システムに系外から活物質を導入することにより、通常
の二次電池システムの蓄電量を越えて緊急放電用として
の出力を得ることができる。本発明方法は、遠隔地など
で自然エネルギーを蓄電する場合には特に有用である。
第１図は、本発明の一実施例に用いる二次電池装置を示
す系統図である。 １……電池本体、２……正極、３……負極、４……隔
膜、５……端子板（または複極仕切板）、６……正極液
タンク、７……負極液タンク、８……ハロゲン酸化物反
応器、９……酸滴下タンク、１０……鉄充填塔、１４…
…正極液ライン、１５……負極液ライン。
す系統図である。 １……電池本体、２……正極、３……負極、４……隔
膜、５……端子板（または複極仕切板）、６……正極液
タンク、７……負極液タンク、８……ハロゲン酸化物反
応器、９……酸滴下タンク、１０……鉄充填塔、１４…
…正極液ライン、１５……負極液ライン。
Claims (4)
- 【請求項１】正極活物質溶液および負極活物質溶液をそ
れぞれ正極液ラインおよび負極液ラインを経て溶液流通
型電解槽に流通して電力を取り出す二次電池装置の充放
電方法において、放電時に、前記正極液ラインおよび／
または負極液ラインへ系外から正極活物質および／また
は負極活物質を導入することを特徴とする二次電池装置
の充放電方法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記正極
活物質および負極活物質の少なくとも一方は、ハロゲン
酸化物に酸を加えて生成したハロゲンであることを特徴
とする二次電池装置の充放電方法。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項において、前記正極
活物質および負極活物質の少なくとも一方は、クロム３
価を亜鉛をはじめとする金属で還元した２価のクロムで
あることを特徴とする二次電池装置の充放電方法。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項において、前記正極
活物質および負極活物質の少なくとも一方は、２価の鉄
イオンを酸化した３価の鉄イオンであることを特徴とす
る二次電池装置の充放電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59083494A JPH0626144B2 (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | 二次電池装置の充放電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59083494A JPH0626144B2 (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | 二次電池装置の充放電方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60227364A JPS60227364A (ja) | 1985-11-12 |
| JPH0626144B2 true JPH0626144B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=13804031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59083494A Expired - Lifetime JPH0626144B2 (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | 二次電池装置の充放電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0626144B2 (ja) |
-
1984
- 1984-04-25 JP JP59083494A patent/JPH0626144B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60227364A (ja) | 1985-11-12 |
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