JPS6226917Y2

JPS6226917Y2 -

Info

Publication number: JPS6226917Y2
Application number: JP1980181624U
Authority: JP
Priority date: 1980-12-19
Filing date: 1980-12-19
Publication date: 1987-07-10
Also published as: JPS57104463U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、電池（例えば亜鉛−臭素電池）の隔
膜サポータに関するものである。更に詳しくは、
積層電池において、陽極室と陰極室との隔離手段
たる隔膜（例えば多孔膜、イオン交換膜）を支
持、保護するための隔膜サポータに関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a diaphragm supporter for batteries (e.g. zinc-bromine batteries). For more details,
The present invention relates to a diaphragm supporter for supporting and protecting a diaphragm (for example, a porous membrane or an ion exchange membrane) that is a means of isolating an anode chamber and a cathode chamber in a stacked battery.

従来より使用されている積層電池において、隔
膜にサポータをもたない場合、電池運転中、液循
環等によつて隔膜が膨潤し、電極面に接触して電
解液が接触面で流れなくなり、電極として作用し
なくなるばかりか初期電極面積より有効面積が小
さくなり、電流がその部分に集中して亜鉛の電着
にも亜影響を与え、電池効率を著しく低下させる
原因となる。それ故、従来より隔膜の機械的強度
補強のために、(i)膜自体の機械強度を強くする、
(ii)隔膜両側にサポータを入れ、両側より隔膜を保
護する、(iii)前記(i)，(ii)を併用するのいずれかが一
般的に行なわれていた。 In conventionally used stacked batteries, if the diaphragm does not have a supporter, the diaphragm swells due to liquid circulation during battery operation, contacts the electrode surface, and the electrolyte stops flowing on the contact surface, causing the electrode to swell. Not only does it no longer function as an electrode, but the effective area becomes smaller than the initial electrode area, and the current is concentrated in that area, which also affects the electrodeposition of zinc, causing a significant decrease in battery efficiency. Therefore, conventional methods for reinforcing the mechanical strength of the diaphragm include (i) increasing the mechanical strength of the membrane itself;
Generally, either (ii) inserting a supporter on both sides of the diaphragm to protect the diaphragm from both sides, or (iii) using a combination of (i) and (ii) above.

ここで、サポータを用いて、機械的強度を補強
する場合、このサポータとしてポリエチレン等の
メツシユを使用していたが、これが直接電極と接
触するために陰極側で電極面積を有効に生かせ
ず、また、亜鉛の電着もメツシユ状になつて不均
一になり、電池効率に影響を与えるという問題点
があつた。 Here, when using a supporter to reinforce mechanical strength, a mesh made of polyethylene or the like is used as the supporter, but because it comes into direct contact with the electrode, the electrode area cannot be effectively utilized on the cathode side. However, there was a problem in that the electrodeposition of zinc also became mesh-like and non-uniform, which affected battery efficiency.

ここにおいて、本考案はこれらの問題点を除去
した電池効率の良好な隔膜サポータを実現しよう
とするものである。 Here, the present invention aims to realize a diaphragm supporter with good battery efficiency that eliminates these problems.

第１図は、本考案にかかわる隔膜サポータが用
いられるZn−Br₂電池の一例を示す原理的な構成
図である。この電池は、電解槽１の一方の側２に
陽極電解液（ZnBr₂＋Br₂）が、他方の側３に陰極
電解液（ZnBr₂）が入れられ、両者の間は後述す
るような隔膜４によつて仕切られている。陽極電
解液中には陽極電極５が、また陰極電解液中には
陰極電極６がそれぞれ配置されている。陽極電解
液は、ポンプ１１によつて貯蔵槽９から供給さ
れ、また陰極電解液はポンプ１２によつて貯蔵槽
１０から供給されている。 FIG. 1 is a basic configuration diagram showing an example of a Zn-Br ₂ battery in which a diaphragm supporter according to the present invention is used. In this battery, an anode electrolyte (ZnBr ₂ +Br ₂ ) is placed in one side 2 of an electrolytic cell 1, a cathode electrolyte (ZnBr ₂ ) is placed in the other side 3, and a diaphragm 4 as described later is placed between the two. It is divided by. An anode electrode 5 is disposed in the anolyte, and a cathode electrode 6 is disposed in the catholyte. The anolyte is supplied from a storage tank 9 by a pump 11, and the catholyte is supplied from a storage tank 10 by a pump 12.

第２図は、第１図に示すような原理の電池を積
層電池として構成する場合の一例を示す組立図で
あつて、第１図の各部分に対応する部分には、同
一符号を付して示す。 FIG. 2 is an assembly diagram showing an example of configuring a battery based on the principle shown in FIG. 1 as a laminated battery, and parts corresponding to those in FIG. Shown.

本考案においては、隔膜４はその両側から隔膜
側および電極側に突起を有するメツシユ板で構成
されたサポータ４Ａ，４Ｂによつて挟まれてい
る。なお、各電極、各サポータ４Ａ，４Ｂ、隔膜
４は、いずれも同一形状の枠によつて支持され、
各枠に形成した穴のうちいくつかは、これらを積
層するためのネジ穴であり、また、穴のうち符号
２１と２２で示すものは、これらの穴が互いに連
通することによつて陽極液通路と陰極液通路とを
構成するようになつている。 In the present invention, the diaphragm 4 is sandwiched from both sides by supports 4A and 4B which are mesh plates having projections on the diaphragm side and the electrode side. In addition, each electrode, each supporter 4A, 4B, and the diaphragm 4 are all supported by a frame of the same shape,
Some of the holes formed in each frame are screw holes for stacking these, and among the holes, those indicated by numerals 21 and 22 communicate with each other to allow the anolyte to flow through the holes. and a catholyte passageway.

第３図は本考案に係る隔膜サポータと隔膜とを
積層した場合の要部構成断面図である。隔膜４
は、両側から電極５，６及び隔膜４側にそれぞれ
複数の突起４１及び４２をもつたメツシユ板で構
成されるサポータ４Ａ，４Ｂによつてサンドウイ
ツチ状に挟まれて構成されている。 FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part structure when a diaphragm supporter and a diaphragm according to the present invention are laminated. Diaphragm 4
are sandwiched between supports 4A and 4B which are mesh plates having a plurality of protrusions 41 and 42 on the electrodes 5 and 6 and on the diaphragm 4 side from both sides, respectively.

第４図はサポータ４Ａ，４Ｂの構成図であつ
て、Ａは平面図、ＢはＡ図におけるＸ−Ｘ断面図
である。このサポータは、例えば材質としてポリ
オレフイン系、一般にポリエチレンやポリプロピ
レンが使用され、一体成形によつてメツシユ及び
複数の突起部４１及び４２が形成される。電極に
面する側に設けられている突起部４１は、その先
端部分が先細で丸状又は鋭くとがつて形成され、
また各突起部４１の高さh₁はいずれも揃つている
こと、可能であれば、その公差がh₁±0.2mm以下
であることが望ましい。また、隔膜４に面する側
に設けられている突起４２は、その先端が図示す
るように丸頭で形成されており、その高さh₂もい
ずれもが揃つていることが望ましい。メツシユ自
体の形状は、角、丸、三角いずれでもよい。ま
た、メツシユは、７メツシユ以上であることが望
ましく、突起４１，４２の数や間隔、その高さ
h₁，h₂は隔膜の大きさ、使用の状態等によつて任
意にとるものとする。 FIG. 4 is a configuration diagram of the supporters 4A and 4B, in which A is a plan view and B is a sectional view taken along line XX in FIG. This supporter is made of, for example, polyolefin, generally polyethylene or polypropylene, and has a mesh and a plurality of protrusions 41 and 42 formed by integral molding. The protrusion 41 provided on the side facing the electrode has a tapered, rounded or sharply pointed tip.
Further, it is desirable that the height h ₁ of each protrusion 41 is the same, and if possible, the tolerance thereof is less than h ₁ ±0.2 mm. Further, the tips of the protrusions 42 provided on the side facing the diaphragm 4 are formed into round heads as shown in the figure, and it is desirable that the heights h ₂ of the protrusions 42 are all the same. The shape of the mesh itself may be square, round, or triangular. In addition, it is desirable that the number of meshes is 7 or more, and the number, spacing, and height of the protrusions 41 and 42 are
h ₁ and h ₂ can be set arbitrarily depending on the size of the diaphragm, the conditions of use, etc.

このように、サポータをメツシユ板で構成し、
このメツシユ板の電極および隔膜に面する両側に
それぞれ複数の突起４１および突起４２を複数個
設けると、電極面および隔膜面には、第３図に示
すように各突起４１および４２の先端部でそれぞ
れ点接触することとなる。このため、隔膜４をサ
ポータ４Ａ，４Ｂによつて、先端を丸頭とした突
起４２が隔膜４に、突起４１が電極にそれぞれ面
するようにサンドウイツチ状に挟んで積層すれ
ば、サポータ４Ａ，４Ｂによる電極面積の損失は
相当軽減できるとともに、デンドライト等の問題
も軽減され、更に、隔膜４と各電極５，６の間隔
も突起４１，４２によつて全面に亘つてほヾ均一
に維持することができることから、電解液の循環
を効率良く行うことができる。また、隔膜４は、
丸頭で形成した突起４２が点接触で、陽極電極、
陰極電極の両側から互いに押す形となることか
ら、メツシユのオープニングエリアを大きくで
き、また、機械的強度も強くなり隔膜４自体のた
めみや膨潤等による変形を有効に阻止することが
できる。なお、突起４２の先端は前記したように
丸頭で形成されているので、隔膜４を破損する心
配はない。 In this way, the supporter is composed of a mesh board,
When a plurality of protrusions 41 and a plurality of protrusions 42 are provided on both sides of the mesh plate facing the electrode and the diaphragm, the tips of the protrusions 41 and 42 are formed on the electrode surface and the diaphragm surface, as shown in FIG. There will be point contact with each other. For this reason, if the diaphragm 4 is sandwiched and stacked between the supports 4A and 4B so that the protrusion 42 with a rounded tip faces the diaphragm 4 and the protrusion 41 faces the electrode, the supports 4A and 4B The loss of electrode area caused by this can be considerably reduced, and problems such as dendrites can also be reduced, and furthermore, the distance between the diaphragm 4 and each electrode 5, 6 can be maintained almost uniformly over the entire surface by the projections 41, 42. As a result, the electrolyte can be circulated efficiently. Moreover, the diaphragm 4 is
The protrusion 42 formed with a round head makes point contact with the anode electrode,
Since the cathode electrodes are pressed against each other from both sides, the opening area of the mesh can be increased, and the mechanical strength can also be increased, effectively preventing deformation of the diaphragm 4 itself due to stagnation, swelling, etc. In addition, since the tip of the protrusion 42 is formed into a round head as described above, there is no fear of damaging the diaphragm 4.

したがつて、本考案に係る隔膜サポータを用い
れば、電池効率の高い積層電池が実現できる。 Therefore, by using the diaphragm supporter according to the present invention, a stacked battery with high battery efficiency can be realized.

[Brief explanation of the drawing]

第１図は本考案にかかわる隔膜サポータが用い
られる電池の一例を示す原理的な構成図、第２図
は第１図に示すような原理の電池を積層電池とし
て構成する場合の一例を示す組立図、第３図は本
考案にかかわる隔膜サポータの要部構成断面図、
第４図は第３図に用いられているサポータの構成
図で、Ａは平面図、ＢはＡ図におけるＸ−Ｘ断面
図である。４……隔膜、４Ａ，４Ｂ……サポータ、４１，
４２……突起、５……陽極電極、６……陰極電
極。（第３図参照） Fig. 1 is a basic configuration diagram showing an example of a battery in which the diaphragm supporter according to the present invention is used, and Fig. 2 is an assembly diagram showing an example of a case where the battery based on the principle shown in Fig. 1 is configured as a laminated battery. Figure 3 is a cross-sectional view of the main parts of the diaphragm supporter according to the present invention,
FIG. 4 is a configuration diagram of the supporter used in FIG. 3, where A is a plan view and B is a sectional view taken along line XX in FIG. 4...Diaphragm, 4A, 4B...Supporter, 41,
42... protrusion, 5... anode electrode, 6... cathode electrode. (See Figure 3)

Claims

[Scope of utility model registration request]

A supporter for a diaphragm used in an electrolyte circulation type stacked battery, in which a mesh plate is used as the supporter, a plurality of protrusions are provided on the side facing the electrode of the mesh plate, and the tip is rounded on the side facing the diaphragm. A battery diaphragm supporter characterized by having a plurality of protrusions serving as heads.