蓄电池制造技术

蓄电池具备含有铜的氧化还原系物质与聚乙烯亚胺的负极电解液32。关于负极电解液中的聚乙烯亚胺相对于铜的氧化还原系物质之摩尔比，在将聚乙烯亚胺的摩尔浓度设定为作为聚乙烯亚胺的基本单元的CH2CH2NH结构的摩尔浓度的情况下，优选的是设定为1以上、5以下的范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蓄电池
本专利技术例如涉及一种氧化还原液流(redoxflow)型电池等蓄电池。
技术介绍
以前，作为蓄电池中所用的电解液，已知含有金属氧化还原系物质与螯合剂的构成(参照专利文献1、专利文献2、非专利文献1)。专利文献1中，作为负极电解液，公开了含有铁氧化还原系物质与乙烯二胺四乙酸的具体例、及含有铁氧化还原系物质与柠檬酸的具体例。另外，专利文献2中，作为负极电解液，公开了含有钛氧化还原系物质与柠檬酸的具体例、含有钛氧化还原系物质与乙烯二胺四乙酸的具体例、含有铬氧化还原系物质与乙烯二胺四乙酸的具体例、及含有铬氧化还原系物质与磷酸的具体例。非专利文献1中，作为负极电解液，公开了含有铁氧化还原系物质与乙烯二胺四乙酸的具体例、含有铁氧化还原系物质与柠檬酸的具体例、及含有铁氧化还原系物质与草酸的具体例。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开昭56-42970号公报专利文献2：日本专利特开昭57-9072号公报非专利文献非专利文献1：Y.H.Wen等人：《乙酸钠溶液中的铁(Fe3+/Fe2+)-络合/溴(Br2/Br-)氧化还原液流电池的研究(StudiesonIron(Fe3+/Fe2+)-Complex/Bromine(Br2/Br-)RedoxFlowCellinSodiumAcetateSolution)》，(电化学学会志(JournalofTheElectrochemicalSociety))，153(5)A929-A934(2006)
技术实现思路
[专利技术所欲解决的课题]通常，蓄电池中使用强酸性的电解液。强酸性的电解液中，金属氧化还原离子虽然浓度相对较高但也稳定地溶解，因此可以提高电池的能量密度。另外，强酸性的电解液中，离子传导的载体成为H+离子或OH-离子。H+离子的迁移率及OH-离子的迁移率均相对较高，因此电解液的导电率提高。由此，电池的电阻变小，结果电池的效率提高。在像这样使用强酸性的电解液的情况下，对构成氧化还原液流电池的材料要求可耐受电解液的耐化学品性。相对于此，在使用pH值为2以上、8以下的电解液的情况下，可以降低构成电池的材料的耐化学品性，结果可以降低蓄电池的制造成本。但是该情况下，离子传导的载体并非H+离子及OH-离子的任一种，而成为例如Na+离子、K+离子、C1-离子、SO42-离子等。这种离子的迁移率小于H+离子及OH-离子，因此电解液的导电率变低。由此，电池的电阻变大，结果电池的效率降低。另外，所述pH值的电解液中，金属氧化还原离子难以稳定地溶解。因此，难以使金属氧化还原离子以高浓度溶解在电解液中，结果电池的能量密度降低。可认为，所述pH值的电解液中电阻变大的缺点或金属氧化还原离子的溶解性降低的缺点可以通过使电解液含有螯合剂而将金属氧化还原离子制成络合物来弥补。但是，关于使用螯合剂的蓄电池，实际情况为尚无实用化的报告。关于这方面，例如若参照非专利文献1的表2来对比铁离子的溶解度，则Fe2(SO4)3的情况下为1.6mol/L，相对于此，铁-乙烯二胺四乙酸络合物的情况下限于0.2mol/L，铁-柠檬酸络合物的情况下限于0.8mol/L，铁-草酸络合物的情况下限于0.1mol/L。即，铁离子的溶解度因形成络合物而成为一半以下，因此铁的氧化还原系可能无法获得实用的能量密度。另外，铜的氧化还原系是表示在专利文献1的图4中。专利文献1的图4为盐酸溶液中的氧化还原系的比较图。另一方面，专利文献1的图3为硫酸溶液中的氧化还原系的比较图。在该图3中，不存在铜离子的曲线(plot)。这种专利文献1中启示：铜的氧化还原系在硫酸溶液中并未良好地工作，且在盐酸溶液中良好地工作。此外，盐酸溶液中的氧化还原系中，可能在正极产生氯气。从这方面来看，在负极电解液中使用铜的氧化还原系物质的情况下，若正极电解液中使用电动势高的氧化还原系物质，则容易产生氯气。因此，在使用铜的氧化还原系的情况下，难以获得电动势高的蓄电池。像这样，实际情况为存在将铜的氧化还原系物质用于蓄电池的技术上的课题。本专利技术是鉴于这种实际情况而成，其目的在于提供一种蓄电池，所述蓄电池即便在采用pH值为2以上、8以下的范围内的电解液的情况下，也可以使用铜的氧化还原系物质，并且容易确保电池的效率及电池的能量密度。[解决课题的手段]为了达成所述目的，在本专利技术的一实施方式中，提供一种蓄电池，所述蓄电池具备含有铜的氧化还原系物质与聚乙烯亚胺的负极电解液。在所述蓄电池中，关于所述负极电解液中的所述聚乙烯亚胺相对于铜的氧化还原系物质之摩尔比，在将聚乙烯亚胺的摩尔浓度设定为作为该聚乙烯亚胺的基本单元的CH2CH2NH结构的摩尔浓度的情况下，优选的是设定为1以上、5以下的范围内。所述蓄电池中，所述负极电解液优选的是通过以下方式制备：在所述聚乙烯亚胺的存在下，将以所述铜的氧化还原系物质的电解还原反应及电解氧化反应作为1循环的反应进行10循环以上。所述蓄电池中，优选的是使硫酸铜溶解于水中，由此使所述负极电解液中含有所述铜的氧化还原系物质。所述蓄电池中，优选的是所述负极电解液中的所述铜的氧化还原系物质的含量为0.2mol/L以上、1.0mol/L以下的范围内。所述蓄电池中，优选的是所述负极电解液的pH值为2以上、8以下的范围内。附图说明图1为表示本专利技术的实施形态的氧化还原液流型电池的概略图。图2为实施例1的第1循环至第30循环的充放电试验的结果，为表示时间与电压的关系的图表。图3为实施例1的第31循环至第50循环的充放电试验的结果，为表示时间与电压的关系的图表。图4为表示实施例2的20℃下的CV测定的结果的图表。图5为表示实施例2的60℃下的CV测定的结果的图表。图6为表示实施例3的20℃下的CV测定的结果的图表。图7为表示实施例3的60℃下的CV测定的结果的图表。图8为表示实施例4的20℃下的CV测定的结果的图表。图9为表示实施例4的60℃下的CV测定的结果的图表。图10为表示实施例5的20℃下的CV测定的结果的图表。图11为表示实施例5的60℃下的CV测定的结果的图表。附图标记：10：充放电装置11：充放电单元12：隔膜13：惰性气体供给管14：排气管15：水封部21：正极侧单元21a：正极21b：正极侧集电板22：正极电解液23：正极电解液储槽24、34：供给管25、35：回收管26、36：泵31：负极侧单元31a：负极31b：负极侧集电板32：负极电解液33：负极电解液储槽具体实施方式以下，对作为本专利技术的实施形态的蓄电池的氧化还原液流型电池加以说明。〈氧化还原液流型电池的结构〉像图1所示那样，氧化还原液流型电池具备充放电单元11。充放电单元11的内部是通过隔膜12而被分隔成正极侧单元21与负极侧单元31。氧化还原液流型电池具备储存正极侧单元21中所用的正极电解液22的正极电解液储槽23、及储存负极侧单元31中所用的负极电解液32的负极电解液储槽33。氧化还原液流型电池中，视需要而设有调节充放电单元11周边的温度的温度调节装置。正极侧单元21中，以相接触的状态而配置有正极21a与正极侧集电板21b。负极侧单元31中，以相接触的状态而配置有负极31a与负极侧集电板31b。正极21a及负极31a例如是由碳制毡(felt)所构成。正极侧集电板21b及负极侧集电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄电池，其特征在于：具备含有铜的氧化还原系物质与聚乙烯亚胺的负极电解液。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种蓄电池，其特征在于：具备含有铜的氧化还原系物质与聚乙烯亚胺的负极电解液，其中通过使硫酸铜溶解在水中而使所述负极电解液中含有所述铜的氧化还原系物质。2.根据权利要求1所述的蓄电池，其特征在于：关于所述负极电解液中的所述聚乙烯亚胺相对于铜的氧化还原系物质之摩尔比，在将聚乙烯亚胺的摩尔浓度设定为作为所述聚乙烯亚胺的基本单元的CH2CH2NH结构的摩尔浓度的情况下，设定为1以上、5以下的范围内。3.根据权利要求1或...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄岚，出口洋成，植村有希，山之内昭介，
申请(专利权)人：日新电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP