CN105659422A - 电解液循环型电池以及电解液循环型电池的给排板 - Google Patents

Abstract

一种氧化还原液流电池具有：电池单元；与构成电池单元的正极电极和负极电极中的任一个接触的双极板；和引出到电池单元的外部的端子部。所述氧化还原液流电池还包括：电连接至双极板的集电板；和堆叠在集电板上并且向电池单元内供给电解液和从电池单元中排出电解液的给排板。在所述氧化还原液流电池中，当将给排板的面向集电板的一侧定义为前并且其相反侧定义为后时，给排板配备有在前后表面之间穿过的插入孔并且在插入孔中插入端子部，并且所述端子部穿过插入孔并且从给排板的正面侧向其背面侧引出。

Description

电解液循环型电池以及电解液循环型电池的给排板

技术领域

本发明涉及诸如氧化还原液流电池这样的液流电池，以及用于向液流电池的电池单元供给电解液和从所述电池单元排出电解液的液流电池的给排板。特别地，本发明涉及如下的液流电池：即使当电解液泄露时，已经泄露的电解液也不会与集电板的端子部接触，所述集电板向外部设备输入电力或从外部设备输出电力。

背景技术

诸如氧化还原液流电池(RF电池)这样的液流电池是存储源自通过太阳能发电、风力发电等获得的自然能的电力的大容量蓄电池。RF电池利用包含在正极电极电解液中的离子与包含在负极电极电解液中的离子之间的氧化还原电位差进行充放电。

如图6的RF电池的工作原理图中所示，RF电池1包括电池单元100，所述电池单元100被透过氢离子的隔膜101分成正极电极电池单元102和负极电极电池单元103。正极电极电池单元102包括正极电极104，并且通过供给管道108和排出管道110连接到存储正极电极电解液的正极电极电解液储罐106。类似地，负极电极电池单元103包括负极电极105，并且通过供给管道109和排出管道111连接到存储负极电极电解液的负极电极电解液储罐107。存储在储罐106和107中的电解液分别通过泵112和113在电池单元102和103内循环。

如在图7中所示，RF电池1常常包括电池单元堆栈200，其中多个堆叠的子电池单元堆栈200s被夹在两个端板210和220之间，并且利用紧固机构230紧固。子电池单元堆栈200s包括通过以框架组件120、正极电极104、隔膜101和负极电极105的顺序进行堆叠形成的堆叠体，所述框架组件120包括双极板121和保持双极板121的框架件122。在这种构造中，电池单元100在相邻的框架组件120的双极板121之间形成。通过如下进行双极板121与框架件122之间的集成：将双极板121的周缘保持在一对分开的框架之间，使用有机溶剂将分开的框架焊接在一起形成框架件122，焊接框架件122和双极板121(例如参考专利文献1的段落0028)。

此外，子电池单元堆栈200s包括布置在堆叠体的两侧的一对集电板和布置在所述一对集电板上的一对给排板201。集电板电连接至位于堆叠体的堆叠方向上的两端处的双极板121。端子部从所述一对给排板201之间(在给排板201与端部双极板121之间)的集电板的周缘向外突出。通过端子部进行在子电池单元堆栈200s的电池单元100与外部设备之间的电力输入和输出。各个给排板201设置有能够连接到供给管道108(109)的供给管202i和能够连接到排出管道110(111)的排出管202o。电解液分别通过管202i和202o在子电池单元堆栈200s与储罐106和107之间循环。

在子电池单元堆栈200s中，通过使用设置在框架件122上的给液歧管123和124以及排液歧管125和126进行电解液的循环。通过在框架件122的一个侧面(纸张的正面)上形成的通道将正极电极电解液从给液歧管123供给到正极电极104，并且通过在框架件122的上部形成的通道排出到排液歧管125。类似地，通过在框架件122的另一个侧面(纸张的背面)上形成的通道将负极电极电解液从给液歧管124供给到负极电极105，并且通过在框架件122的上部形成的通道排出到排液歧管126。将环状密封构件127诸如O型环和平面填料布置在框架件122之间使得可以防止电解液从子电池单元堆栈200s泄露。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本未审专利申请公开No.2001-189156

发明内容

技术问题

布置在构成电池单元的框架件之间的密封构件是柔软的且为长绳状，并且有可能没有固定形状。因此在某些情况下可能难以处理密封构件。因此，存在如下的可能性：在框架件之间的密封性能将会不足，并且电解液可能会在框架件之间泄露。由于集电板的端子部沿着给排板的正面延伸，并且引出到在给排板和与所述给排板相邻的框架组件(下文中，称为端部框架组件)之间的电池单元的外部，所以最多仅一个端部框架组件被置于端子部与最近的电池单元之间。因此，在端子部与最近的电池单元之间的距离较小，并且当电解液泄露时，已经泄露的电解液有可能与端子部接触。

此外，在构成现有端部框架组件的框架件中，在面向端子部的位置处形成有凹部，并且通过将端子部部分地配合到凹部中，从而使得端子部在给排板与端部框架组件之间引出。此外，由于在结合面侧的分开的框架的内周缘中形成有用于配合双极板的周缘的环状凹槽，所以其厚度较小。框架件的厚度通常小于给排板的厚度，特别地，夹在端子部与双极板之间的分开的框架的部分的厚度非常小。因此，存在如下可能性：针对电池单元堆栈的堆叠方向上的向内的紧固力的机械强度将变得不足。

此外，在现有电池单元堆栈包括多个堆叠的子电池单元堆栈的情况下，存在如下的一对给排板：所述给排板在相应的集电板的相反侧的表面相互接触。在这种情况下，由于两个给排板被置于各自在给排板与端部框架组件之间引出的端子部之间，所以端子部之间的距离增加。因此，难以将端子部直接相互连接，并且需要用于连接端子部的桥连配件，因此使端子部相互连接的操作变得复杂。

已经在上述情况下完成了本发明。本发明的一个目的是提供一种液流电池，其中即使当电解液泄露时，已经泄露的电解液也不会与集电板的端子部接触，所述集电板向外部设备输入电力和从外部设备输出电力。

本发明的另一个目的是提供一种液流电池，所述液流电池针对在液流电池的构成构件的堆叠方向上的向内的紧固力具有足够的机械强度。

本发明的另一个目的是提供一种液流电池，其中可以容易地进行将端子相互连接的操作。

本发明的另一个目的是提供一种可以构造上述液流电池的液流电池的给排板。

技术方案

根据本发明的液流电池包括电池单元、双极板、集电板和给排板。双极板与构成电池单元的正极电极和负极电极中的一个接触。集电板具有被引出到电池单元的外侧并且电连接至双极板的端子部。给排板被堆叠在集电板上，并且向电池单元供给电解液和从电池单元排出电解液。给排板具有在其正面和背面之间贯通的插入孔，并且端子部插入到插入孔中。端子部穿过插入孔，并且从给排板的正面侧延伸到背面侧，从而引出。在此，将给排板的面向集电板的一侧视为正面，将其相反侧视为背面。

根据本发明的液流电池的给排板被堆叠在集电板上，集电板具有在电池单元和外部设备之间输入和输出电力的端子部，并且给排板向电池单元供给电解液和从电池单元排出电解液。给排板具有插入孔，所述插入孔在给排板的正面和背面之间贯通，并且端子部被插入到插入孔中，从而从正面侧延伸到背面侧，进而引出。在此，将给排板的面向集电板的表面视为正面，将其相反面视为背面。

有益效果

在根据本发明的液流电池中，即使当电解液泄露时，已经泄露的电解液也不会与集电板的端子部接触，所述集电板向外部设备输入电力或从外部设备输出电力。

在根据本发明的液流电池的给排板中，可以构造一种液流电池，其中即使当电解液泄露时，已经泄露的电解液也不会与集电板的端子部接触，所述集电板向外部设备输入电力或从外部设备输出电力。

附图描述

图1为显示设置在根据实施例的氧化还原液流电池中的电池单元堆栈的示意性立体图。

图2为显示由图1的虚线圈包围的集电板的端子部附近的区域的主要部分的放大立体图。

图3为沿线(III)-(III)截取的图1中示出的电池单元堆栈的局部截面图。

图4为示意性显示设置在电池单元堆栈中的给排板和集电板的局部放大立体图。

图5为显示实施例的修改示例中的给排板的示意性立体图。

图6为氧化还原液流电池的工作原理图。

图7为设置在现有的氧化还原液流电池中的电池单元堆栈的示意图。

具体实施方式

<<本发明实施例的描述>>

首先，列举并描述本发明的实施例的内容。

(1)根据实施例的液流电池包括电池单元、双极板、集电板和给排板。双极板与构成电池单元的正极电极和负极电极中的一个接触。集电板具有端子部，所述端子部被引出到电池单元的外侧，并且电连接至双极板。给排板被堆叠在集电板上，并且向电池单元供给电解液或从电池单元排出电解液。给排板具有在其正面和背面之间贯通的插入孔，并且端子部插入到该插入孔中。端子部穿过插入孔，并且从给排板的正面侧延伸到给排板的背面侧，从而引出。在此，将给排板的面对集电板的一侧视为正面，将与正面相反的一侧视为背面。

在上述构造中，即使当电解液泄露时，已经泄露的电解液也不会与集电板的端子部接触。由于端子部从给排板的正面侧延伸到背面侧从而引出，所以至少给排板置于端子部与最近的电池单元之间。也就是说，与根据现有技术端子部沿给排板的正面延伸并且引出的情况相比，端子部与最近的电池单元之间的距离增加。

此外，液流电池针对在液流电池的构成构件的堆叠方向上的向内的紧固力具有足够的机械强度。原因是，由于端子部从给排板的正面侧延伸到背面侧从而引出，与现有的框架件不同，没有必要提供用于引出端子部的凹部，框架件没有局部非常薄的部分。

(2)在上述液流电池中，液流电池可以包括多个电池单元和一对给排板，所述给排板在所述多个电池单元之间相互接触，并且向不同的电池单元供给电解液和从不同的电池单元排出电解液。在这种情况下，穿过给排板的插入孔而引出的端子部相互接触。

在上述构造中，可以简化将端子部相互连接的操作。由于端子部从各个给排板的正面侧延伸到背面侧，所以与现有的情况不同，在从所述给排板对引出的端子部之间不存在两个给排板。因此，可以使端子部相互接触。因此，不需要用于连接端子部的桥连配件。

(3)在上述液流电池中，给排板可以具有在其背面上形成的凹部，所述凹部连续至插入孔，并且从插入孔延伸到给排板的周缘。在这种情况下，将端子部被部分地配合在凹部中，并且端子部的顶部引出到周缘的外侧。

在上述构造中，因为凹部的存在，从而可以沿着给排板的背面容易地将端子部引出到给排板的周缘的外部。此外，通过将端子部部分配合到凹部中，端子部不太可能从给排板的背面突出。因此，例如在将多个子电池单元堆栈放置成相互邻近并且一对给排板相互接触的情况下，可以容易地使从给排板引出的端子部相互接触。

(4)在上述液流电池中，可以在给排板与双极板之间设置形成用于放置双极板的周缘的环状凹槽的框架，并且可以将由弹性材料组成的环状填料放进环状凹槽中，并且通过框架和给排板触压。填料保持双极板的周缘。

在上述构造中，通过在各个集电板和给排板以及电池单元之间的填料可以提供密封，并且不需要焊接操作，与使用填料的情况相比焊接操作可能取决于操作者的技能，因此具有优异的组装性能。此外，尽管通过其中只膨胀和配合填料的简单操作可以将填料安装在双极板的周缘上，但可以牢固地安装填料而不滑落或脱落。此外，由于设置了由弹性材料组成的环状填料，所以填料通过在各个框架和给排板以及双极板的周缘之间的触压而变形并紧密地附着至框架、给排板和双极板，并且由此可以确保高的密封性能。由于填料由弹性材料组成，所以即使当双极板由于电解液循环而变形或经受应力时，填料也会随着双极板膨胀和收缩，因此对消除应力是有效的。因此，可以抑制对框架和双极板的损坏。

在根据现有技术将集电板的端子部在给排板与端部框架组件之间沿给排板的正面引出到外部的情况下，如上所述，在面向端子部的位置处的端部框架组件的框架件中形成凹部。在这种构造中，当设置使用上述填料的密封结构时，难以在填料周围的周向方向上均匀地施加压力。放进形成于框架件中的凹部中的端子部与给排板和框架件部分地不接触，并且难以使紧固电池单元堆栈的压力在给排板、端子部和框架件在其与填料之间的条件下充分地作用在填料上。因此，在某些情况下，施加至填料的压力在框架件的凹部和剩余的框架件之间可能会存在差异。具体地，施加至框架件的凹部的压力弱于施加至剩余的框架件的压力。结果，存在如下的可能性：在面向框架件的凹部的填料部分处的密封性能将会变得不足。或者，当增加压力使得密封性能不变得不足时，尽管密封性能增加，但将过度的压力施加至除面向框架的凹部的部分之外的填料部分，并且填料有可能会部分劣化。结果，存在如下可能性：在除面向框架的凹部的部分之外的填料部分处的密封性能将会变得不足。

相反，在上述构造中，由于端子部从给排板的正面侧延伸到背面侧从而引出，与现有的框架件不同，不需要在框架上提供用于引出端子部的凹部。也就是说，可以使框架的整个外周与给排板接触。因此，可以在填料周围的周向方向上均匀地施加压力。

(5)在上述液流电池中，在设置填料的情况下，给排板可以设置有在其正面上形成的突出框架，突出框架对填料进行定位。

在上述构造中，因为突出框架的存在，相对于给排板可以容易地定位填料。因此，当组装液流电池时，相对于给排板可以容易地放置填料。

(6)在上述液流电池中，在设置填料和突出框架的情况下，可以使得弹性片沿着围绕所述填料的周向插入在所述填料与所述突出框架之间。

在上述构造中，因为弹性片的存在，通过减小填料的压缩永久变形而延长填料的寿命，并且可以在长时间内维持填料的密封性能。

(7)根据实施例的液流电池的给排板被堆叠在具有在电池单元和外部设备之间输入和输出电力的端子部的集电板上，并且向电池单元供给电解液和从电池单元排出电解液。给排板具有插入孔，所述插入孔在给排板的正面和背面之间贯通，并且端子部插入到插入孔中，从而从正面侧延伸到背面侧，进而引出。在此，将给排板的面向集电板的一侧视为正面，并且将与其相反的一侧视为背面。

在上述构造中，可以构造一种液流电池，其中即使当电解液泄露时，已经泄露的电解液也不太可能与集电板的端子部接触。

<<本发明实施例的详细描述>>

下面将参照附图对本发明的实施例进行详细描述。意图是本发明不限于实施例中示出的示例，而是由所附权利要求确定，并且包括与权利要求等价的意思和范围的全部变体。在此，将对作为液流电池的示例的氧化还原液流电池(RF电池)进行描述。

[氧化还原液流电池]

如参照图6和7所述现有RF电池中一样，根据实施例的RF电池包括电池单元堆栈、构造成使正极电极电解液循环到电池单元堆栈的正极电极循环机构(储罐106、供给管道108、排出管道110和泵112)和构造成使负极电极电解液循环到电池单元堆栈的负极电极循环机构(储罐107、供给管道109、排出管道111和泵113)。根据实施例的RF电池主要以包括构造成在电池单元堆栈与外部设备之间输入和输出电力的集电部及其邻近的结构为特征。具体地，根据实施例的RF电池与现有的RF电池的不同之处在于给排板和集电板的结构。在以下实施例中，将首先对电池单元堆栈的概要进行描述，然后重点对作为主要特征部分的给排板和集电板进行描述，随后对相关的构成构件进行描述。通过与图6和7中的标记相同的标记表示与现有电池的部件相同的部件，并且将省略其描述。在图6中，实线箭头表明充电反应，虚线箭头表明放电反应。尽管图6显示其中将钒离子水溶液用作用于正极电极和负极电极的电解液的钒RF电池的示例，但电解液不限于钒离子水溶液。

[电池单元堆栈]

与参照图7描述的现有的电池单元堆栈200中一样，图1中示出的电池单元堆栈2包括多个堆叠的子电池单元堆栈2s。各个子电池单元堆栈2s包括通过以框架组件、正极电极104、隔膜101和负极电极105的顺序进行堆叠形成的堆叠体，并且在框架组件之间用于放置电极的空间构成电池单元100。将位于堆叠体的堆叠方向上的任一端并且与构成电池单元100的正极电极端部104和负极电极105中的一个接触的框架组件称为端部框架组件30(图3)。将与正极电极端部104和负极电极105均相邻的框架组件称为中间框架组件60(图3)。此外，各个子电池单元堆栈包括在堆叠体的两侧上堆叠并且各自具有引出到电池单元100(子电池单元堆栈2s)的外部的端子部12的集电板10，和在集电板10上的两侧处堆叠的给排板20。多个堆叠的子电池单元堆栈2s夹在两个端板210和220之间，并且利用紧固机构230紧固，由此构成电池单元堆栈2(图1)。紧固机构230例如包括紧固轴231、拧紧到紧固轴231的两端上的螺母232和233，以及置于螺母232与端板210之间的压缩弹簧234。

电池单元堆栈2与现有的电池单元堆栈之间的主要差异在于，当将给排板20的电池单元100侧称为正面并且将与其相反的一侧称为背面时，如图1和2中所示，集电板10的端子部12引出到给排板20的背面侧。也就是说，布置在电池单元堆栈2的两端(端板210侧和端板220侧)上的集电板10的端子部12在给排板20与端板210或220之间引出，如图1中的两端处所示。另一方面，布置在电池单元堆栈2中间(不包括两端)的集电板10的端子部12在相互接触的两个给排板20之间引出，如图1和2中所示。图2为被图1中的虚线圈包围的部分的放大图。参照图2和3，尽管相邻的端子部12(引线部)常常相互接触，但为了便于解释，在图中相邻的端子部12被示出在它们之间具有一定的间隔。以下将对单独的构件进行详细描述。

[给排板]

给排板20向电池单元100供给电解液或从电池单元100排出电解液。尽管在本实施例中给排板20的轮廓形状为矩形，但也可以适当地选自其它形状，诸如圆形和方形。给排板20的大小与由端部框架组件30的轮廓形成的大小相同。给排板20的表面包括面向端部框架组件30的端部框架件31的区域和除此之外的区域(面向从端部框架件31露出的双极板121的区域)(图3)。如图3和4中所示，给排板20具有在正面和背面之间穿过的插入孔21。在图3中，为了便于解释，通过俯视图的方式仅示出了端板210和220。

(插入孔)

插入孔21在给排板20的正面和背面之间穿过，允许集电板10的端子部12插入穿过插入孔21，使得端子部12从给排板20的正面侧延伸到背面侧，从而引出。插入孔21具有细长的矩形形状(图4)。可以根据端子部12的数目选择插入孔21的数目。在本实施例中，插入孔21的数目为1。

优选地，在给排板20的面向端部框架件31的区域的内侧形成有插入孔21。特别地，通过在面向从端部框架件31露出的双极板121的外边缘的位置设置插入孔21，可以利用集电板10的本体11覆盖露出的双极板121的基本上整个表面。更具体地，可以将插入孔21设置在面向双极板121的周缘的区域的内侧的与管202i和202o相同的一侧(图7)和与管202i和202o相反的一侧(图7的纸张的背面)中的至少一侧。在本示例中，将插入孔21设置在面向所述周缘的区域的内侧并且与面向管202i和202o的相反侧的所述周缘的区域相邻。在其中集电板10包括两个端子部12的情况下，可以在面向所述周缘的区域的内侧的与管202i和202o相同的一侧和与管202i和202o相反的一侧均形成插入孔21。

(凹部)

优选地，给排板20在其背面具有凹部22，凹部22连续至插入孔21，并且沿给排板20的周缘从插入孔21延伸(图3和4)。在这种情况下，通过将端子部12部分地配合到凹部22中，可以在给排板20的背面容易地将端子部12的顶部引出到周缘的外部。

凹部22的深度优选大于端子部12的厚度。将凹部22的深度定义为凹部22在给排板20的前后方向上的长度。在这种情况下，当将端子部12配合到凹部22中时，端子部12不从给排板20的背面突出到外部。当如在本示例中一样堆叠多个子电池单元堆栈2s时，如图1中所示(还有图3中的中央部分和图2)，将设置在不同子电池单元堆栈2s上的给排板20布置成相互接触。即使在这种情况下，也可以在互不干涉的条件下使从给排板20的正面侧延伸到背面侧的端子部12相互接触。由此，可以容易地连接相互接触的端子部12，由此简化连接操作。凹部22的宽度大于端子部12的宽度，并且可以等于插入孔21的宽度或小于插入孔21的宽度。将凹部22的宽度定义为凹部22在与给排板20的前后方向和端子部21引出的方向都正交的方向上的长度。

(突出框架)

优选地，给排板20在其正面具有突出框架23。如图3中所示在端部框架组件30设置有保持双极板121的周缘的环状填料40的情况下，突出框架23使填料40的定位变得容易。此外，在将弹性片50设置在突出框架23与填料40之间的情况下，使弹性片50的定位变得容易。因此，当组装子电池单元堆栈2s时，容易放置弹性片50和填料40。此外，当组装电池单元堆栈2时，突出框架23挤压弹性片50和填料40。

将突出框架23设置在与集电板10接触的区域和面向端部框架件31的外周缘区域之间的给排板20上。具体地，优选将突出框架23设置成部分邻接插入孔21。在本示例中，突出框架23被形成为邻接插入孔21，并且沿插入孔21和集电板10的本体11的周缘延伸。因此，还可以使用突出框架23用于定位本体11(集电板10)。

当通过紧固机构230利用期望的紧固力将电池单元堆栈2紧固并且将压力施加于填料40和弹性片50时，优选将突出框架23的宽度设定为大于填料40和弹性片50各自的宽度。在此，将突出框架23的宽度定义为在与突出框架23的周缘方向和给排板20的前后方向均正交的方向上的突出框架23的长度，并且将填料40和弹性片50的宽度定义为沿突出框架23的宽度的长度。在这种情况下，在其中通过紧固机构230利用期望的紧固力将电池单元堆栈2紧固的状态下，可以使面向突出框架23的各个填料40和弹性片50的整个相对面与突出框架23接触。因此，有可能将压力均匀地施加至各个填料40和弹性片50的整个区域。也就是说，突出框架23的宽度大于子电池单元堆栈2s(电池单元堆栈2)被紧固之前的各个填料40和弹性片50的宽度。

优选将突出框架23的高度设定为如下值：当通过紧固机构230利用期望的紧固力将电池单元堆栈2紧固并且将压力施加于填料40和弹性片50时，在给排板20与本体11之间和在双极板121与本体11之间不形成空间。将突出框架23的高度定义为突出框架23在给排板20的前后方向上突出的长度。

(材料)

作为用于给排板20的材料，可以使用不与各电极的电解液进行化学反应并且具有优异的耐腐蚀性和优异的耐冲击性的材料。可优选使用的材料的示例包括树脂，诸如各种氟类树脂(例如聚四氟乙烯)、聚丙烯、聚乙烯和氯化乙烯(耐冲击性硬质氯化乙烯)。

(制造方法)

通过切割通过挤出获得的矩形板以形成插入孔21、凹部22和突出框架23可以制造给排板20。例如，通过在挤出的矩形板的面中切割除突出框架23形成区域之外的区域可以形成突出框架23。

[集电板]

集电板10在电池单元100和外部设备之间输入和输出电力。集电板10包括具有与双极板121导通的表面的本体11，和电连接至本体11并且连接至外部设备的端子部12。在本实施例中，将本体11和端子部12一体化形成。

(本体)

可以根据本体11与之导通的双极板121的形状适当地选择本体11的轮廓形状。在本实施例中，本体11的轮廓形状为矩形，但可以为圆形、方形等。

(端子部)

端子部12由弯曲成L形的弯曲件形成。弯曲件包括：能够放入插入孔21中的插入部，插入部与本体11连接；和沿给排板20的背面延伸从而引出到子电池单元堆栈2s的外部的引线部。插入部基本上以直角与本体11连接。将引线部部分地配合到排板20的凹部22中。端子部12的顶部(引线部)沿给排板20的背面延伸并且引出到给排板20的周缘的外部。端子部12的顶部设置有用于和与其相邻的端子部12连接的螺栓或其中插入用于连接引线(未示出)的螺栓的螺栓孔。

端子部12的宽度可以与本体11的宽度相等或小于本体11的宽度。在后者的情况下，容易相对于本体11弯曲端子部12，并且容易将端子部12本身弯曲成L形。在此，将端子部12的宽度定义为沿凹部22的宽度并且在与给排板20的前后方向和引出端子部12的方向均正交的方向上的长度。

设置在一个集电板中的端子部12的数目可以是单个或多个(例如两个)。在端子部12的数目为单个的情况下，端子部12引出的方向可以在与管202i和202o相同的一侧(图7)或在本体11置于它们之间的条件下的与管202i和202o相反的一侧。在前者的情况下，由于在相同侧引出端子部12和管202i和202o，与后者的情况相比，可以使电池单元堆栈2在引出方向上的长度减小，并且可以减小电池单元堆栈2的大小。在后者的情况下，可以容易地进行端子部12与外部设备之间的连接操作，这是优选的。原因是，连接到管202i和202o的管道108至111(图6)不妨碍连接操作。此外，即使电解液从管202i和202o以及管道108至111之间的任何接合处泄露，由于端子部12与已经泄露了的电解液之间的距离大，所以泄露的电解液也不太可能与端子部12接触。

另一方面，在端子部12的数目是两个的情况下，可以在本体11置于它们之间的条件下在相反的方向上引出端子部12。在这种情况下，在子电池单元堆栈2s的制造过程中，当在本体11位于下侧并且端子部12的引线部位于上侧的条件下制造其中将给排板20和集电板10集成的组件时，通过保持两个端子部12并且在相反方向上拉动引线部，可以防止集电板10的本体11下垂。当制造子电池单元堆栈2s时，首先，将组件中的一个放置在组装台上使得其背面与组装台接触。在该组件上堆叠多个电池单元100，再将另一个组件放在它们上面。此时，在本体11位于下侧并且端子部12的引线部位于上侧的条件下放置另一个组件。因此，通过保持两个端子部12，可以防止本体11的中央部分在其自身重量下下垂。此外，在端子部12的数目为单个并且向一侧引出端子部的情况下，与端子部12所处的一侧相反的本体11的一侧有可能在其自身重量下下垂。然而，通过使用上述构造，可以防止与端子部12所处的一侧相反的本体11的一侧下垂。

关于两个端部具体的引出方向，一个端子部可以向管202i和202o的相同侧引出，并且另一个端子部可以在本体11置于它们之间的条件下向管202i和202o的相反侧引出。当向管202i和202o的相同侧引出端子部时，可以在电池单元堆栈2的相同侧以合并的方式进行电力的输入和输出以及电解液的充入和排出。当向管202i和202o的相反侧引出输入和输出电力的端子部时，即使电解液从管202i和202o的附近泄露，已经泄露的电解液也不太可能与端部接触。

在本实施例中，端子部12的数目为单个。此外，在本体11置于管202i和202o之间的条件下向管202i和202o的相反侧引出端子部12。

(材料)

优选由具有高电导率的金属材料制成集电板10，具体地，可以使用铜。另外，可以由铁、镍、铬、锡、铝或包含这些元素的任一种作为主要成分的合金制成集电板10。然而，由于集电板10需要高电导率和高强度，所以实际上，在许多情况下由铜制成集电板10。

[给排板和集电板的组装]

将参照图4描述给排板20和集电板10的组装。图4显示在使给排板20和集电板10相互接触之前分开的状态。首先，如由图4的实线所示，制备给排板20和包括基本上以与本体11成直角弯曲的端子部12的集电板10。在被弯曲成L形之前，端子部12为平板状。接下来，将端子部12插入给排板20的插入孔21中使得给排板20和本体11相互接触。在这种情况下，如由图4的双点划线所表明地，将从插入孔21露出的端子部12的部分弯曲并配合到排板20的凹部22中。由此，从给排板20的周缘将端子部12的顶部引出到外部。以这种方式，端子部12可以从给排板20的正面侧延伸到背面侧从而引出。

[端部框架组件]

端部框架组件30包括双极板121、端部框架件31和填料40。包括在端部框架组件30中的双极板121与正极电极104和负极电极105中的一个接触。构造端部框架组件30，使得通过一个端部框架件31支持双极板121，并且与现有的端部框架组件的不同之处在于，没有设置一对分开的框架。

双极板121的一个表面与正极电极104和负极电极105中的一个接触，并且另一个表面电连接至集电板10。在本实施例中，双极板121的轮廓形状为矩形，但可以为圆形、方形等。作为用于双极板121的材料，例如使用塑性碳(plasticcarbon)或碳板。

端部框架件31与给排板20的正面(外周缘区域)接触，并且使双极板121的周缘位于端部框架件31与给排板20之间。端部框架件31的横截面形状为L形。术语“横截面”指的是在与端部框架件31的周向方向正交的方向上截取的截面。面向给排板20的端部框架件31的相对面是阶梯状的，使得内周缘的厚度减小，并且阶梯状的表面在端部框架件31与给排板20之间提供环状的凹槽32。将双极板121的周缘放进环状凹槽32中。可以将与给排板20的材料相同的材料用于端部框架件31。

填料40被放进环状凹槽32中，并且保持双极板121的周缘，并且还通过端部框架件31和给排板20(在本实施例中，突出框架23)触压，由此密封环状凹槽32的内侧。具体地，填料40包括保持双极板121的前后周缘的一对腿41，和在双极板121的外边缘处接合腿41的基部42。作为用于填料40的材料，例如可以使用弹性材料，诸如乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)或氟橡胶。作为填料40，例如可以使用在日本未审专利申请公开No.2012-216510中描述的填料。

[弹性片]

优选地，弹性片50沿着围绕填料40的周向方向插入在填料40和突出框架23之间。也就是说，优选地，将弹性片50置于突出框架23的整个区域上。在这种情况下，通过减小填料40的压缩永久变形延长填料40的寿命，并且可以在长时间内维持填料40的密封性能。另外，与至少部分地在填料40的周向方向上布置弹性片50的情况相比，容易布置填料40。

根据填料40的轮廓形状可以适当地选择弹性片50的轮廓形状，例如可以为矩形框形、圆形框形、方形框形等。可以适当地选择弹性片50的横截面形状，例如可以为矩形、圆形、方形等。当弹性片50具有与突出框架23具有大接触面积的矩形形状时，在组装子电池单元堆栈2s时可能将弹性片50稳定地放置在突出框架23上。在本实施例中，弹性片50的轮廓形状为矩形框形状，并且弹性片50的横截面形状为矩形。

弹性片50可以由与填料40的材料相同的材料、例如EPDM、氟橡胶等制成。

[中间框架组件]

中间框架组件60包括双极板121、中间框架件61和填料40。中间框架组件60的双极板121和填料40与端部框架组件30的双极板121和填料40相同。然而，包括在中间框架组件60中的双极板121与端部框架组件30的双极板121的不同之处在于，它与正极电极104和负极电极105接触并且夹在它们之间。中间框架组件60与现有的中间框架组件相同并且与端部框架组件30的不同之处在于，一对分开的框架61a和61b保持双极板121。也就是说，中间框架件61包括一对分开的框架61a和61b。

分开的框架61a和61b各自的横截面基本上为L形。术语“横截面”指的是在与分开的框架61a和61b的周向方向正交的方向上截取的横截面。分开的框架61a和61b各自包围双极板121并且保持双极板121的周缘。在挤压方向上相互面对的分开的框架61a和61b的相对面是阶梯状的，使得内周缘的厚度减小，并且在分开的框架61a和61b的相对面之间形成环状凹槽62。将双极板121的周缘放置在环状凹槽62中。

[操作优点]

在上述RF电池1中，由于从给排板20的背面侧引出端子部12，所以即使当电解液在端部框架组件30与中间框架组件60之间泄露时，已经泄露的电解液也不太可能与集电板10的端子部12接触。原因是，由于给排板20和端部框架件31被置于端子部12与在端部框架组件30和中间框架组件60之间的界面之间，在已经泄露的电解液与端子部12之间的距离大。此外，即使当电解液在给排板20与端部框架组件30之间泄露时，由于在已经泄露的电解液与端子部12之间的距离大，所以已经泄露的电解液也不太可能与集电板10的端子部12接触。原因是，给排板20被置于端子部12与在给排板20和端部框架件31之间的界面之间，并且给排板20的厚度通常约为端部框架件31的厚度的数倍大。

由于端子部12从给排板20的正面侧延伸到背面侧从而引出，所以给排板20被置于端子部12与双极板121之间。此外，由于没有必要在端部框架件31中形成凹部，从而使得可以沿给排板20的正面将端子部12引出到外部，并且与现有技术相比，端部框架件31不具有局部较薄的部分。因此，针对由紧固机构230施加的在电池单元堆栈2的堆叠方向上的向内的压力呈现出足够的机械强度。

由于端子部12从给排板20的正面侧延伸到背面侧而引出，所以在其中设置在不同子电池单元堆栈2s中的一对给排板20被放置成使得其背面相互接触的情况下，在现有技术中置入的诸如两个给排板的置入物在从给排板20的背面引出的端子部12之间不存在。因此，可以使端子部12相互接触，并且可以简化端子部12的连接操作。

由于端子部12从给排板20的正面侧延伸到背面侧从而引出，所以没有必要在端部框架件31中形成凹部，并且沿给排板20的正面将端子部12引出到外部。也就是说，可以使端部框架件12的整个外周与给排板20接触。因此，可以在填料40周围的周向方向上均匀地施加压力。

[修改示例]

作为修改示例，如图5中所示，可以将给排板90构造成包括本体91、供给用突出部92i、排出用突出部92o、电解液供给通道93i和电解液排出通道93o。本体91具有面向电池单元100的相对面91f。供给用突出部92i与本体91一体化形成并且由此从本体91的周缘向外部突出，并且具有连接面92if，从外部(电解液储罐106(107))供给一个电极的电解液的供给管道108(109)连接到连接面92if。类似于供给用突出部92i，排出用突出部92o与本体91一体化形成并且由此从本体91的周缘向外部突出，并且具有连接面92of，向外部(电解液储罐107(106))排出另一个电极的电解液的排出管道111(110)连接到连接面92of。电解液供给通道93i从供给用突出部92i延伸到本体91，并且具有在供给用突出部92i的连接面92if中开口的突出部侧供给开口93it和在本体91的相对面91f中开口的本体侧供给开口93ib。电解液排出通道93o从本体91延伸到排出用突出部92o，并且具有在本体91的相对面91f中开口的本体侧排出开口93ob和在排出用突出部92o的连接面92of中开口的突出部侧排出开口93ot。插入孔21被设置在突出部92i和92o的相反侧的给排板90的本体91中从而在正面和背面之间通过。集电板10的端子部12穿过插入孔21并且从给排板90的正面侧延伸到背面侧从而引出。

在上述实施例中，将电池单元堆栈构造成包括多个堆叠的子电池单元堆栈，每个子电池单元堆栈包括多个电池单元。然而，电池单元的数目可以为单个，并且子电池单元堆栈的数目可以为单个。也就是说，可以将电池单元堆栈构造成包括：一个包括单个电池单元的子电池单元堆栈，一个包括多个电池单元的子电池单元堆栈，或各自包括单个电池单元的多个堆叠的子电池单元堆栈。

此外，在上述实施例中，在各个端部框架组件和中间框架组件中，将填料置于双极板与框架之间。然而，还可以使用如下的端部框架组件或中间框架组件，其中将双极板的周缘夹在一对框架件之间，使用有机溶剂将框架部分相互焊接以形成框架，并且将框架和双极板相互焊接，如参照图7描述的现有的框架组件中一样。

产业实用性

关于诸如太阳能发电或风力发电的新能源发电，可以适当地使用根据本发明的液流电池以使电力输出变化稳定、在电力过剩期间存储生成的电力、平衡负载等。还可以将根据本发明的液流电池设置在普通发电厂中，并且用作作为应对电压下降/停电的对策和用于平衡负载的目的的大容量蓄电池。此外，根据本发明的液流电池的给排板可以适当地用于本发明的液流电池，诸如RF电池。

附图标记

1：氧化还原液流(RF)电池

2：电池单元堆栈；2s：子电池单元堆栈

10：集电板；11：本体；12：端子部

20：给排板；21：插入孔22：凹部；23：突出框架

30：端部框架组件；31：端部框架件；32：环状凹槽

40：填料；41：腿；42：基部

50：弹性片

60：中间框架组件

61：中间框架件；61a，61b：分开的框架；62：环状凹槽

90：给排板；91：本体；91f：相对面

92i：供给用突出部；92if：连接面

92o：排出用突出部；92of：连接面

93i：电解液供给通道

93ib：本体侧供给开口；93it：突出部侧供给开口

93o：电解液排出通道

93ob：本体侧排出开口；93ot：突出部侧排出开口

100：电池单元

101：隔膜；102：正极电极电池单元；103：负极电极电池单元

104：正极电极；105：负极电极

106：正极电极电解液储罐；107：负极电极电解液储罐

108，109：供给管道；110，111：排出管道

112，113：泵

120：框架组件；121：双极板；122：框架件

123，124：给液歧管；125，126：排液歧管

127：密封构件

200：电池单元堆栈；200s：子电池单元堆栈

201：给排板；202i：供给管；202o：排出管

210，220：端板

230：紧固机构

231：紧固轴；232，233：螺母；234：压缩弹簧

Claims (7)

1.一种液流电池，包括：

电池单元；

双极板，所述双极板与构成所述电池单元的正极电极和负极电极中的一个相接触；

集电板，所述集电板具有端子部，所述端子部被引出到所述电池单元的外侧，并且电连接至所述双极板；和

给排板，所述给排板被堆叠在所述集电板上，并且向所述电池单元供给电解液以及从所述电池单元排出电解液，

其中，当将所述给排板的面向所述集电板的一侧视为正面，将与所述正面相反的一侧视为背面时，所述给排板具有在其所述正面和所述背面之间贯通的插入孔，并且所述端子部插入所述插入孔中；并且

所述端子部穿过所述插入孔，并且从所述给排板的所述正面侧延伸到所述背面侧，从而引出。

2.根据权利要求1所述的液流电池，其中，设置有多个所述电池单元，并且所述液流电池包括一对所述给排板，所述给排板在多个所述电池单元之间相互接触，并且向不同的电池单元供给电解液或从不同的电池单元排出电解液，并且

其中，穿过所述给排板的所述插入孔而引出的所述端子部相互接触。

3.根据权利要求1或2所述的液流电池，其中，所述给排板具有形成在其所述背面上的凹部，所述凹部连续至所述插入孔，并且从所述插入孔延伸到所述给排板的周缘；并且

所述端子部被部分地装配在所述凹部中，并且所述端子部的顶部被引出到所述周缘的外侧。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的液流电池，其中，所述给排板与所述双极板之间设置有框架，所述框架形成有环状凹槽，所述环状凹槽用于放置所述双极板的所述周缘，并且

由弹性材料构成的环状填料被放置在所述环状凹槽中，并且被所述框架和所述给排板接触挤压，所述填料保持所述双极板的所述周缘。

5.根据权利要求4所述的液流电池，其中，所述给排板设置有形成在所述正面上的突出框架，所述突出框架对所述填料进行定位。

6.根据权利要求5所述的液流电池，其中，弹性片沿着围绕所述填料的周向插入在所述填料与所述突出框架之间。

7.一种液流电池的给排板，所述给排板被堆叠在集电板上，所述集电板具有端子部，所述端子部在电池单元和外部设备之间输入和输出电力，并且所述给排板向所述电池单元供给电解液和从所述电池单元排出电解液，

其中，当将所述给排板的面向所述集电板的一侧视为正面，将与所述正面相反的一侧视为背面时，所述给排板具有在其所述正面和所述背面之间贯通的插入孔，并且所述端子部插入所述插入孔中，以从所述正面侧延伸到所述背面侧，从而引出。