[發明專利]氧化還原液流電池的電極和氧化還原液流電池

在審

• 申請號: 201880083114.3
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN111512481A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 保科孝治;富田美由紀
• 申請（專利權）人: 昭和電工株式會社
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M4/96;H01M8/18
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 馬妮楠;曾禎

本發明提供能夠使電池特性提高的電極和使用該電極的氧化還原液流電池。本發明的氧化還原液流電池，具備電解液流入的液體流入層(1)、電解液流出的液體流出層(3)、以及配置在所述液體流入層(1)與所述液體流出層(3)之間的主電極層(2)，所述液體流出層(3)的厚度小于所述液體流入層(1)的厚度。

技術領域

本發明涉及氧化還原液流電池的電極和氧化還原液流電池。

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。

然而，定置型蓄電池一般在考慮成本和安全性的基礎上判斷可否導入。氧化還原液流電池的成本基本上由電流密度決定。而決定流動的電流密度的是電池電阻率。

另外，本申請人在專利文獻1中提出一種電極材料，其具備：包含碳納米管的導電片(主電極層)；形成在導電片的第1面側、使流通的電解液流入導電片的液體流入構件；以及形成在導電片的第2面側、使流通的電解液流出的液體流出構件。該電極材料通過使液體流出構件和液體流入構件的面方向的達西定律透過率大于導電片的法線方向的達西定律透過率，從而改善電解液的通液性，提高氧化還原液流電池的特性。

在先技術文獻

專利文獻1：國際公開第2016/159348號

發明內容

但是，從進一步對成本的需求出發，專利文獻1仍然存在改善電池電阻率等電池特性的空間。

本發明的目的是通過對專利文獻1的電極構成進行改良而進一步改善電池電阻率。

本發明人發現，在液體流入層與液體流出層之間具備主電極層的電極中，通過使液體流出層的厚度小于液體流入層的厚度，能夠提高電極中的反應效率，降低電池電阻率，從而完成了本發明。

即、本發明的主旨構成如下所述。

(1)一種氧化還原液流電池的電極，具備電解液流入的液體流入層、電解液流出的液體流出層、以及配置在所述液體流入層與所述液體流出層之間的主電極層，所述液體流出層的厚度小于所述液體流入層的厚度。

(2)根據上述(1)記載的氧化還原液流電池的電極，所述電極被構成為，在所述主電極層的厚度方向上，所述電解液從所述液體流入層那側的面向所述液體流出層那側的面通過。

(3)根據上述(1)或(2)記載的氧化還原液流電池的電極，所述液體流入層的面方向上的達西定律透過率大于所述主電極層的厚度方向上的達西定律透過率。

(4)根據上述(1)、(2)或(3)記載的氧化還原液流電池的電極，所述主電極層由包含平均纖維直徑為1000nm以下的碳納米管的導電性片構成。

(5)根據上述(1)～(4)中任一項記載的氧化還原液流電池的電極，所述液體流入層具有導電性。

(6)根據上述(1)～(5)中任一項記載的氧化還原液流電池的電極，所述液體流入層的厚度為0.25mm以上且0.60mm以下。

(7)根據上述(1)～(6)中任一項記載的氧化還原液流電池的電極，所述液體流出層的厚度為0.10mm以上且0.35mm以下。

(8)根據上述(1)～(7)中任一項記載的氧化還原液流電池的電極，在所述液體流入層與所述主電極層之間還具備整流層，所述整流層的厚度方向的達西定律透過率小于所述液體流入層的面方向的透過率。