Electrolytic solution storing tank

阅读:93发布:2021-07-18

专利汇可以提供Electrolytic solution storing tank专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrolytic solution storing tank capable of enhancing the utilization factor of an electrolytic solution to prevent an increase in volume and an increase in cost of a battery system. SOLUTION: In a redox flow battery, carbon felt 22 used for electrodes is packed in both positive-electrode side and negative-electrode side tanks (one tank 2 only is illustrated in the figure), the carbon felt 22 is extended throughout the tanks 2, and charging or discharging is performed under this condition. This increases the capacity of the battery compared with cases where carbon felt 22 is not introduced. The reasons are supposed as follows. There are portions being hand for an electrolytic solution 23 to flow in the tanks 2 to cause local differences in the state of charge in the tanks 2, thereby decreasing the utilization factor of the electrolytic solution 23. However, packing the carbon felt 22 in the tanks 22 causes reaction to be performed through the carbon felt 22 even in portions resistant to the flow of the electrolytic solution 23, thus uniforming the state of charge.,下面是Electrolytic solution storing tank专利的具体信息内容。

【特許請求の範囲】
  • 【請求項1】 電極に循環供給する電解液を貯える電解液貯蔵用タンクにおいて、 前記電解液貯蔵用タンク内に導電性部材が埋められていることを特徴とする電解液貯蔵用タンク。
  • 【請求項2】 電極に循環供給する電解液を貯える電解液貯蔵用タンクにおいて、 前記電解液貯蔵用タンク内の、前記電解液が流れにくい部分のみに導電性部材が埋められていることを特徴とする電解液貯蔵用タンク。
  • 【請求項3】 前記導電性部材は、前記電極と同じ繊維状部材で形成されており、かつ前記電極よりも粗い目で形成されている、請求項1または2に記載の電解液貯蔵用タンク。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】

    【0001】

    【発明の属する技術分野】この発明は、一般に電解液貯蔵用タンクに関するものであり、より特定的には、タンク全体の充電状態が均一になり、電解液利用率を高くすることができるように改良された電解液貯蔵用タンクに関する。

    【0002】

    【従来の技術】図3は、従来より提案されている全バナジウムレドックスフロー型2次電池の概略構成図である。

    【0003】レドックスフロー電池は、セル1、正極液タンク2および負極液タンク3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4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には電極として正極5が設けられており、負極セル1B内には、電極として負極6が設けられている。

    【0004】図3に示したレドックスフロー2次電池では、たとえばバナジウムイオンのような原子価の変化するイオンの溶液を正極液タンク2、負極液タンク3に貯蔵し、これをポンプ9,12でセル1に送液し、酸化還元反応により充放電を行なう。

    【0005】正極活物質としてV 5+ /V 4+ 、負極活物質としてV 2+ /V 3+を用いて、それぞれ、硫酸水溶液とした場合、各酸化還元系の両極5,6における電池反応は、下記の式のようになる。

    【0006】

    【化1】

    【0007】すなわち、V 5+のV 4+への還元(正極側)
    とV 2+のV 3+への酸化(負極側)により放電が行なわれ、その逆反応により充電が行なわれる。 このとき、両極の間に設けられた隔膜4を水素イオンが通過する。

    【0008】

    【発明が解決しようとする課題】上述のように、レドックスフロー電池などの電解液流通型電池によれば、充放電を行ない、電を入出力させる部分である電池セル部1と、電気(電解液)を溜めておく部分であるタンク部(2,3)が分かれているのが特徴であり、ひいては、
    設置スペースの状況に応じて、タンク2,3の形状を変化させることが可能となるという長所を有する。

    【0009】しかしながら、図4を参照して、タンク2
    (正極液タンクおよび負極液タンクの双方を含む)の形状を設置スペースの状況に合わせるなどの理由で、特殊な形状にした場合、電解液の流れにくい部分20が発生する。 タンク2内に電解液の流れにくい部分20が存在すると、その部分は充放電に寄与しないため、電解液の利用率が低下する。 そのため、電解液量を増加する配慮、または流量を多くする等の配慮が必要となり、電池システムの体積増加や、コストアップの要因になるという問題点があった。

    【0010】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、電解液の利用率が高くなるように改良された電解液貯蔵用タンクを提供することを目的とする。

    【0011】

    【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
    電極に循環供給する電解液を貯える電解液貯蔵用タンクに係る。 上記電解液貯蔵用タンク内に、導電性部材が埋められていることを特徴とする。

    【0012】タンク内に電解液が流れにくい部分が存在する場合、タンク内の充電状態にばらつきが生じるが、
    請求項1に係る発明のように、タンク内を導電性部材で埋めることによって、導電性部材に接している電解液の部分を導電性部材を通じて均一に反応させることができる(たとえば、正極側ではV 4+ ← →V 5+ )。

    【0013】請求項2に係る発明は、電極に循環供給する電解液を貯える電解液貯蔵用タンクに係る。 上記電解液貯蔵用タンク内の、上記電解液が流れにくい部分のみに導電性部材が埋められている。

    【0014】タンク内において電解液が流れやすい部分については現状でも均一に反応させることができる。 そのため、本発明のように、流れにくい部分のみ導電性部材で埋めれば、タンク全体を均一にさせることができる。 ひいては、電極材料のコスト低減になる。

    【0015】請求項3に係る電解液貯蔵用タンクによれば、上記導電性部材は、上記電極と同じ繊維状部材で形成されており、かつ上記電極よりも粗い目で形成されている。

    【0016】この発明によれば、導電性部材が粗い目の繊維状部材で形成されているので、電解液の圧力損失を低く抑えることができる。

    【0017】

    【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図について説明する。

    【0018】 実施の形態1図1は、実施の形態1に係る電解液貯蔵用タンクの概念図である。 レドックスフロー電池では、図3に示す従来技術で述べたように、正極電解液タンク2はV 5+およびV 4+硫酸水溶液を、負極液タンク3はV 2+およびV 3+硫酸水溶液をそれぞれ貯蔵し、セル1内はイオン交換樹脂からなる隔膜4によって仕切られており、一方が正極セル1A、他方が負極セル1Bを構成している。 正極セルに含まれる正極5、負極セルに含まれる負極6の電極には、カーボンフェルトが用いられている。

    【0019】このようなレドックスフロー電池において、図1を参照して、正極側および負極側の双方のタンク(図中、一方のタンク2のみ描いている)に、電極に用いているカーボンフェルト22を埋込み、カーボンフェルト22を、タンク2の全域に充満させ、充放電させたところ、カーボンフェルト22を導入しなかった場合に比べて、電池容量は増加した。 この原因として、タンク2内に電解液23の流れにくい部分が存在し、タンク内の充電状態が場所によってばらつきがあるため、電解液23の利用率が悪い状態であったが、タンク2内に、
    図1のように、カーボンフェルト22を埋めることによって、電解液23の流れにくい部分についても、カーボンフェルト22を通じて反応し、充電状態が均一化されたためと考えられる。

    【0020】しかし、カーボンフェルト22の密度が高い場合は、イオンの均一化反応は良いが、電解液23の圧力損失が増加するため、大きなポンプ動力が必要となってしまった。 そこで、正極、負極に用いられるカーボンフェルトよりも、非常に粗い目のカーボンフェルトで同様の実験を行なった。 その結果、電解液の圧力損失についてはカーボンフェルトを投入しない場合と同等となり、また、電池容量についてはカーボンフェルトの密度が高い場合と同等となった。

    【0021】 実施の形態2図2は、実施の形態2に係る電解液貯蔵用タンクの概念図である。

    【0022】本実施の形態では、タンク2内の電解液2
    3が流れにくい部分のみに、カーボンフェルト22を充満させ、同様の実験を行なった。

    【0023】実施の形態2に係る電解液貯蔵用タンクによれば、カーボンフェルト22をタンク全体に充満させた場合と電池容量は同等であった。

    【0024】実施の形態2によれば、特にタンク2が非常に大きい場合などは、カーボンフェルト22材料の使用量を低減することができ、コスト低減につながるという効果を奏する。

    【0025】今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。 本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

    【0026】

    【発明の効果】請求項1に係る電解液貯蔵用タンクによれば、電解液貯蔵用タンク内に導電性部材が埋められているので、導電性部材に接している電解液の部分は導電性部材を通じて瞬時に反応するため、タンク全体の充電状態が均一になり、ひいては電解液利用率が高くなり、
    電池システムの体積増加を抑えることができるという効果を奏する。

    【0027】請求項2に係る電解液貯蔵用タンクによれば、電解液貯蔵用タンク内の、電解液が流れにくい部分のみに導電性部材が埋められているので、特にタンクが非常に大きい場合などに、導電性部材の使用量を少なくすることができ、ひいてはコスト低減につながるという効果を奏する。

    【0028】請求項3に係る電解液貯蔵用タンクによれば、導電性部材が粗い目の繊維状部材で形成されているので、電解液の圧力損失の増加を抑えることができるという効果を奏する。

    【図面の簡単な説明】

    【図1】実施の形態1に係る電解液貯蔵用タンクの概念図である。

    【図2】実施の形態2に係る電解液貯蔵用タンクの概念図である。

    【図3】従来の全バナジウムレドックスフロー電池の概念図である。

    【図4】従来の電解液貯蔵用タンクの問題点を示す概念図である。

    【符号の説明】

    2 電解液貯蔵用タンク 22 カーボンフェルト 23 電解液

    ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳田 信幸 大阪府大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電力株式会社内 Fターム(参考) 5H026 AA10 CC01 CX02 EE05 RR01

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