[發明專利]框架本體、用于氧化還原液流電池的單元框架和氧化還原液流電池

在審

• 申請號: 201580014750.7
• 申請日: 2015-08-21
• 公開（公告）號: CN108028411A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: 寒野毅;山名健司;本井見二
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: H01M8/18
• 分類號: H01M8/18;H01M8/0273
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 王偉;安翔

提供了一種用于氧化還原液流電池單元的框架本體，該框架本體能夠在減小通過電解液的支路電流損失的同時改進狹縫中的電解液的散熱，并且還能夠抑制在狹縫形成部處引起的應變。用于氧化還原液流電池單元的框架本體包括：開口，該開口形成在框架本體的內側；歧管，該岐管允許電解液流過；和狹縫，該狹縫連接歧管和開口，并且在歧管和開口之間形成電解液的流路，該狹縫具有至少一個彎曲部，該至少一個彎曲部具有2.0mm以上并且200mm以下的曲率半徑。

技術領域

本發明涉及一種用于氧化還原液流電池單元的框架本體、一種用于氧化還原液流電池的單元框架和一種氧化還原液流電池。更具體而言，本發明涉及一種用于氧化還原液流電池單元的框架本體，該框架本體能夠在減小通過電解液的支路電流損失的同時，改進設置在框架本體中的狹縫中的電解液的散熱，并且還能夠抑制在狹縫形成部處引起的應變。

背景技術

作為一種大容量蓄電池，氧化還原液流電池(此后還被稱作“RF電池”)已為人所知(見專利文獻1和2)。氧化還原液流電池的應用在于負荷均衡、瞬時壓降補償和備用電源以及對倡導大規模引入的諸如太陽能發電、風力發電等自然能量的輸出進行平滑化。

RF電池是使用包含具有通過氧化還原改變的化合價(valence)的金屬離子(活性材料)的電解液作為正電極電解液和負電極電解液而執行充電和放電的電池。圖9示出使用包含用作活性材料的V離子的釩電解液作為正電極電解液和負電極電解液的釩基RF電池300的操作原理。在圖9中，電池單元100中的實線箭頭和虛線箭頭分別表示充電反應和放電反應。

RF電池300包括單元100，該單元100被滲透氫離子的離子交換膜101分離成正電極單元102和負電極單元103。正電極單元102中具有正電極104，用于正電極電解液并且存儲正電極電解液的容器106經由導管108、110連接到正電極單元102。負電極單元103中具有負電極105，用于負電極電解液并且存儲負電極電解液的容器107經由導管109、111連接到負電極單元103。利用泵112、113，存儲在每個容器106、107中的電解液進行流通，并且通過單元100(正電極單元102和負電極單元103)執行充電和放電。

通常，在RF電池300中，采用包括具有以層疊方式設置的多個電池單元100的單元堆的構造。圖10是電池單元堆的示意構造圖。在圖10中示出的電池單元堆10S形成為：其由包括矩形框架形的框架本體22和設置在框架本體22內側的雙極板21的單元框架20、正電極104、離子交換膜101和負電極105構成，每個以多個層堆疊，并且該堆疊位于兩個端板250之間并被其夾緊。框架本體22具有形成在其內側的開口，并且單元框架20被構造為：通過在框架本體22的開口中裝配雙極板21，從而在框架本體22的內側形成凹部。具體地，單元框架20具有凹部(腔室)24，該凹部24由框架本體22的內周面和雙極板21的表面形成在框架本體22的內側，并且正電極104布置在雙極板21的一個表面側處，負電極105布置在雙極板21的另一個表面側處。例如圖10所示的框架本體22是由一對對向的上、下長構件22L和連接長構件22L的端部的一對右、左短構件22S構成的矩形框架。在形成于框架本體22內側的腔室24中，電極(正電極104或者負電極105)被容納于其中，并且由雙極板21、框架本體22和離子交換膜101包圍的腔室24的內部空間構成單元(正電極單元或者負電極單元)。在以上單元堆10S中，如圖10中所示，將通過在離子交換膜101置于電極之間的情況下在相鄰的單元框架20之間布置一對正電極104和負電極105而形成單個單元(單位單元)100。