[發明專利]氧化還原液流電池

在審

• 申請號: 201880078423.1
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN111448699A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 富田美由紀;鈴木雅博;周婷婷
• 申請（專利權）人: 昭和電工株式會社
• 主分類號: H01M8/18
• 分類號: H01M8/18;H01M8/04119;H01M8/04089
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 馬妮楠;曾禎

提供一種能夠抑制由于負極中產生氫氣而發生的電池系統內的壓力上升的氧化還原液流電池。氧化還原液流電池(1)具有：具備正極電極(11)、負極電極(12)和離子交換膜(13)的電池單元(10)；與正極電極(11)相對應，收納含正極活性物質的電解液的正極側電解液罐(20)；與負極電極(12)相對應，收納含負極活性物質的電解液的負極側電解液罐(30)；將電池單元(10)和正極側電解液罐(20)連接的正極側配管；以及將電池單元(10)和負極側電解液罐(30)連接的負極側配管，氧化還原液流電池(1)以電解液在電池單元(10)與正極側電解液罐(20)和負極側電解液罐(30)之間經由正極側配管(21、22)、負極側配管(31、32)循環的方式構成從而進行充放電，在負極側配管(31、32)設有具備氫氣量減少裝置(60)的氫氣量減少單元(40)。

技術領域

本發明涉及氧化還原液流電池。

背景技術

作為大容量蓄電池已知氧化還原液流電池。氧化還原液流電池通常具有用于隔離電解液的離子交換膜以及設置在該離子交換膜的兩側的電極。并且，能夠使用含有通過氧化還原而發生價數變化的活性物質即金屬離子的電解液，同時在一側的電極上進行氧化反應并在另一側的電極上進行還原反應，由此進行充放電。

氧化還原液流電池在高充電深度的狀態下，在負極電極存在由于發生氫離子(H⁺)接受電子(e^-)的反應而產生氫氣(H₂)的傾向。如果產生的氫氣滯留在構成電池的循環系統內，則會發生循環系統內的壓力上升之類的問題。另外，需要進行管理以使得氫氣不會漏出到構成電池的循環系統外部發生爆炸等。

針對這樣的負極電極中產生氫氣的問題，例如專利文獻1公開了在釩氧化還原電池中，在包含碳材料的正極電極的表面、或電池單元內的正極電極側的區域內，設置擔載于碳材料表面的氫氧化催化劑，通過在該碳材料表面擔載的氫氧化催化劑的作用，將負極電極中產生的氫氣氧化的技術。另外，專利文獻2公開了以下技術，在包含至少一個由分別流通電荷不同的電解液并被隔膜隔離的兩個半電池和分別收納各電解液的各一個罐構成的液流電池，并在半電池分別配置有至少一個電極的系統中，設有將罐彼此連結的共通的氣體容量，并且在用于正極側的電解液的罐中，用于正極側的氧化還原對的反應對象的還原的至少一個催化劑與正極側的電解液和共通的氣體容量都接觸而配置的技術。

在先技術文獻

專利文獻1：日本特開2016-186853號公報

專利文獻2：日本特表2015-504233號公報

發明內容

但是，專利文獻1的技術雖然能夠用于釩固體鹽電池，但在液流電池中，隨著電解液的循環，擔載的催化劑有可能從正極電極剝離，并且難以使氫氣從負極向正極移動，從而不適合液流電池。另外，專利文獻2的技術，需要將用于正極側的電解液的罐和用于負極側的電解液的罐彼此連結的共通的氣體容量等，在電解液罐的結構上產生限制。因此，期望針對負極電極中生成的氫氣的其它對策。

本發明是鑒于這樣的情況而提出的，目的在于提供一種能夠有效抑制由于負極電極中產生氫氣(H₂)而導致的壓力上升的氧化還原液流電池。

本發明人為解決上述課題進行了認真研究。其結果發現通過在將收納包含負極活性物質的電解液的負極側電解液罐與電池單元連接的負極側配管設置減少產生的氫氣量的氫氣量減少單元，能夠解決上述課題，從而完成了本發明。即、本發明提供以下技術方案。