[實用新型]電池單元框架、電池單元組及氧化還原液流電池

有效

• 申請號: 201220511713.0
• 申請日: 2012-10-08
• 公開（公告）號: CN202917583U
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 矢野敬二;柴田俊和;隈元貴浩
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;H01M8/18;H01M8/24
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李亞;穆德駿

技術領域

本實用新型涉及用作大容量的蓄電池的氧化還原液流電池的構成部件即電池單元框架、利用該電池單元框架的電池單元組、及利用該電池單元組的氧化還原液流電池。

背景技術

作為儲存太陽光發電、風力發電等可再生能源發電的電力的大容量的蓄電池之一列舉氧化還原液流電池(RF電池)。RF電池是利用正極電解液所含有的離子和負極電解液所含有的離子的氧化還原電位的差來進行充放電的電池。圖9表示作為離子使用釩離子的現有的RF電池300的動作原理圖。

如圖9所示，RF電池300具有通過使氫離子穿過的離子交換膜101來分離正極電池單元102和負極電池單元103的電池單元100。正極電池單元102內置有正極電極104，正極電池單元102經由導管108、110而與存放正極電解液的正極電解液用罐106連接。另外，在負極電池單元103中內置有負極電極105，負極電池單元103經由導管109、111而與存放負極電解液的負極電解液用罐107連接。通過泵112、113使各罐106、107所存放的電解液循環于電池單元102、103。

RF電池300通常利用了使多個電池單元100層疊的所謂電池單元組的結構(例如，專利文獻1(日本特開2002-237323號公報)和專利文獻2(日本特開2004-319341號公報)參照)。圖10表示現有的電池單元組的簡要結構圖。電池單元組200通過使用兩個端板210、220夾著層疊體并緊固而形成，該層疊體通過按順序反復層疊電池單元框架120、正極電極104、離子交換膜101和負極電極105而成，該電池單元框架120具有與框體122一體化的雙極板121。

在電池單元組200中，在相鄰的電池單元框架120之間形成一個電池單元。電池單元組200中的電解液的流通是通過形成于框體122的正極供液岐管123、負極供液岐管124、正極排液岐管125、和負極排液岐管126來進行的。

具體而言，正極電解液從正極供液岐管123經由形成于框體122的一面側(紙表面側)的狹縫向正極電極104供給，經由形成于框體122的上部的狹縫向正極排液岐管125排出。負極電解液從負極供液岐管124經由形成于框體122的另一面側(紙內面側)的狹縫向負極電極105供給，經由形成于框體122的上部的狹縫向負極排液岐管126排出。

此外，在各電池單元框架120之間配置有O型環或墊片等環狀的密封部件127，防止來自電池單元框架120間的電解液的泄漏。

在現有的RF電池300中，設置于電池單元框架120的正負電解液的流路構造(連接岐管和雙極板的狹縫的長度、截面形狀和截面積等)相同。但是，上述構造在RF電池300的運用上存在問題。

在RF電池300中，大多數情況下，正極電解液的粘度與負極電解液的粘度不同。因此，在正極電解液的流路構造與負極電解液的流路構造相同的情況下，由于正極電解液與負極電解液之間的粘度的差異，因而作用有偏向電池單元內的離子交換膜101和雙極板121等的壓力，可能損壞這些部件。

即，如上所述，正極電解液流通于RF電池300的雙極板121和離子交換膜101的一面側，負極電解液流通于另一面側。假設在與正極電解液相比負極電解液為高粘度的情況下，作用于雙極板121和離子交換膜101的負極電解液的壓力高于正極電解液的壓力，因此可能損壞雙極板121和離子交換膜101。

另外，在RF電池300的運用上，也存在想要設置正極側和負極側的壓力差的情況。但是，在該情況下，并非單純設置壓力差即可，而是存在所希望的壓力差。與之相對，在正極側和負極側的流路構造相同即現有的RF電池300中，正極側與負極側之間的壓力差很大程度上依賴于正極電解液和負極電解液的粘度，因此即使在調整送出電解液的泵的輸出的情況下，也存在不能達到該所希望的壓力差的情況。

另外，在構成現有的電池單元組200的多個電池單元框架120中，使用具有相同構造的部件，因此各自的電池單元框架120的流路構造也相同。

另外，在RF電池300中，使正負電解液循環，在進行RF電池300的充放電時，產生了分路電流所引起的損失(分路電流損耗)是公知的，為了提高RF電池300的能量效率，希望降低分路電流損耗。

實用新型內容

本實用新型是鑒于上述情況而實用新型的，其目的之一在于提供一種電池單元框架，能夠調整作用于電池單元內的部件的正極電解液的壓力與負極電解液的壓力的壓力差。另外，本實用新型的其他目的在于提供一種使用本實用新型的電池單元框架的電池單元組、以及使用該電池單元組的氧化還原液流電池。