CN106256040B - 用于氧化还原液流电池的单元框架、用于氧化还原液流电池的单元堆叠体和氧化还原液流电池 - Google Patents

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Abstract

一种用于氧化还原液流电池的单元框架（20），其包括：双极板（21）；以及框架主体（22），其设置在所述双极板的外周，所述框架主体（22）包括歧管（200、201、202、203、204）和至少一个隙缝，所述歧管穿透所述框架主体的正表面和背表面并且电解液流过所述歧管，所述至少一个隙缝（210、211、212、213、214）被形成在所述框架主体的所述正表面上并且在所述歧管和所述双极板之间形成电解液的通道，在所述隙缝的纵向方向上，所述隙缝的横截面形状具有宽度w和深度h，所述宽度w和所述深度h满足（A）w≥3mm以及（B）1/8<h/w<1。

Description

用于氧化还原液流电池的单元框架、用于氧化还原液流电池 的单元堆叠体和氧化还原液流电池
技术领域
本发明涉及被设置用于氧化还原液流电池并且用作其组件的单元框架、被设置用于氧化还原液流电池并且包括用于氧化还原液流电池的单元框架的单元堆叠体、包括用于氧化还原液流电池的单元堆叠体的氧化还原液流电池。特别地，本发明涉及被设置用于氧化还原液流电池的单元框架，该单元框架的产率优异，厚度可减小，并且可提高电解液的散热性能并且减小电解液的压力损失。
背景技术
如日本专利特许公开No.2013-080613(专利文献1)和日本专利特许公开No.2002-246061(专利文献2)中描述的，已知作为一个大容量存储电池的氧化还原液流电池(下文中也被称为“RF电池”)。被称为是氧化还原液流电池的应用的是：负载均衡，以及瞬时压降补偿和备用电源，以及对自然能量的输出进行平滑化，所述自然能量诸如要促进其大量引入的太阳能发电、风力发电等。
RF电池是使用包含价位因氧化-还原而变化的金属离子(活性材料)的电解液作为正电极电解液和负电极电解液来执行充电和放电的电池。图7示出了使用包含V离子的钒电解液作为正电极电解液和负电极电解液的基于钒的RF电池300的操作原理。在图7中，电池单元100中的实线箭头和虚线箭头分别指示充电反应和放电反应。
RF电池300包括由渗入氢离子的离子交换隔膜101将其分离成正电极单元102和负电极单元103的单元100。正电极单元102具有并入其中的正电极104，并且被设置用于正电极电解液并且储存正电极电解液的储槽106经由导管108、110被连接到正电极单元102。类似地，负电极单元103具有并入其中的负电极105，并且被设置用于负电极电解液并且储存负电极电解液的储槽107经由导管109、111被连接到负电极单元103。并且，通过泵112、113，储存在各储槽106、107中的电解液被循环，因此经过单元100(正电极单元102和负电极单元103)以执行充电和放电。
在RF电池300中，正常地，利用包括具有以多个层堆叠的多个单元100的单元堆叠体的构造。图8是单元堆叠体的示意性构造图。单元堆叠体10S被形成为，使得其由各自以多个层堆叠的包括框架主体22和与其成一体化的双极板21的单元框架20、正电极104、离子交换隔膜101和负电极105构成，并且这个堆叠体被夹在两个端板250s之间并因此被两个端板250s夹持。
在单元堆叠体10S中，正电极104设置在双极板21的一个表面侧以及负电极105设置在双极板21的另一个表面侧，并且在相邻的单元框架20之间将形成单个单元。在单元堆叠体10S中，电解液被设置用于穿透框架主体22的歧管200传递，并且隙缝210被形成在歧管200和双极板21之间的框架主体22的表面上。在图8中示出的单元堆叠体10S中，正电极电解液从供液歧管201经由被形成在框架主体22的一个表面侧(对应于图的纸张的正面)的隙缝211被供应到在正电极104侧的双极板21，并且正电极电解液经由被形成在框架主体22的上部部分的隙缝213被排放到排液歧管203。类似地，负电极电解液从供液歧管202经由被形成在框架主体22的另一个表面侧(对应于图的纸张的背面)的隙缝212被供应到在负电极105侧的双极板21，并且负电极电解液经由被形成在框架主体22的上部部分的隙缝214被排放到排液歧管204。此外，在框架主体22的形成隙缝211-214的一部分处，设置由塑料制成的并且保护离子交换隔膜101的保护板30。各保护板30具有被形成在对应于各歧管201-204的位置处的通孔并且具有覆盖各隙缝211-214的大小。以保护板30被覆盖的隙缝211-214不接触离子交换隔膜101，并且可防止离子交换隔膜因隙缝的不规则而受损。
引用列表
专利文献
PTD1：日本专利特许公开No.2013-080613
PTD2：日本专利特许公开No.2002-246061
发明内容
技术问题
近年来，虽然引入了大规模自然能量发电，但对能够储存大量电力的RF电池的需求日益增加。因此，鉴于RF电池的成本降低，因此存在提高作为RF电阻组件的单元框架的产率的需求。通常，通过注塑成型来形成单元框架，并且当考虑到其产率时，还期望同时通过注塑成型形成被形成在单元框架上的隙缝。此外，鉴于RF电池小型化，所以还存在减小构成被包括在RF电池中的单元堆叠体的单元框架的厚度的需求。
在RF电池中，支路电流经由电解液流入单元框架的隙缝中，并且造成因支路电流造成的损失(支路电流损失)。这个支路电流导致电解液发热并且使温度升高，这可使单元框架软化并且变形，并且因此使其受损。因此，为了抑制隙缝中电解液温度的升高，期望可提高电解液的散热性能的单元框架。此外，期望可减小流过单元框架的隙缝的电解液的压力损失的单元框架。
传统单元框架通常具有隙缝，隙缝具有一横截面形状，使得隙缝具有尺寸比率大体等于1(h≈w)的宽度w和深度h，因此具有大体正方形的横截面形状。传统上，从提高电解液的散热性能并且减小其压力损失的角度来看，单元框架的隙缝应该具有什么横截面形状尚没有被充分检验。此外，传统上，正方形形状已被采纳用于隙缝的横截面形状，并且当隙缝的横截面面积被增大时，其宽度也被增大，这使得框架厚度必定增大。这是使单元堆叠体的大小增加的一个因素。
已经鉴于以上情形做出了本发明，并且本发明的一个目的是提供一种被设置用于氧化还原液流电池的单元框架，该单元框架的产率优异，厚度可减小，并且可提高电解液的散热性能并且减小电解液的压力损失。此外，另一个目的是提供如上所述的被设置用于氧化还原液流电池并且包括用于氧化还原液流电池的单元框架的单元堆叠体。
问题的解决方案
一种根据本发明的一个方面的用于氧化还原液流电池的单元框架包括：双极板；以及框架主体，其设置在所述双极板的外周。所述框架主体包括歧管和至少一个隙缝，所述歧管穿透所述框架主体的正表面和背表面并且电解液流过所述歧管，所述至少一个隙缝被形成在所述框架主体的所述正表面上并且在所述歧管和所述双极板之间形成所述电解液的通道。在所述隙缝的纵向方向上，所述隙缝的横截面形状具有宽度w和深度h，所述宽度w和所述深度h满足(A)w≥3mm以及(B)1/8<h/w<1。
一种根据本发明的一个方面的用于氧化还原液流电池的单元堆叠体是被形成为使得该单元堆叠体由以多个层堆叠的具有双极板的单元框架、正电极、离子交换隔膜和负电极来构成。并且，所述单元堆叠体包括根据本发明的一个方面所述的用于氧化还原液流电池的单元框架作为所述单元框架。
一种根据本发明的一个方面的氧化还原液流电池包括如上所述的根据本发明的一个方面的用于氧化还原液流电池的电池堆叠体。
本发明的有益效果
以上用于氧化还原液流电池的单元框架的产率优异，厚度可减小，并且可提高电解液的散热性能并且减小电解液的压力损失。以上用于氧化还原液流电池的单元框架和氧化还原液流电池可小型化并且提高电解液的散热性能并且减小电解液的压力损失。
附图说明
图1是根据第一实施例的单元框架的示意性正视图。
图2是示出根据第一实施例的框架主体中的隙缝的横截面形状的示意性横截面。
图3是示出根据第一实施例的单元框架具有横截面形状满足要求(A)和(B)的隙缝的范围的曲线图。
图4是示出根据第一实施例的单元框架具有横截面形状满足要求(A)至(C)的隙缝的范围的曲线图。
图5是示出根据第一实施例的单元框架具有横截面形状满足要求(A)至(D)的隙缝的范围的曲线图。
图6是示出根据第一实施例的单元框架具有横截面形状满足要求(A)至(E)的隙缝的范围的曲线图。
图7示出氧化还原液流电池的操作原理。
图8是单元堆叠体的示意性构造图。
具体实施方式
[对本发明的实施例的描述]
初始地，将列举并且描述本发明的实施例。
(1)根据本发明的一个方面的氧化还原液流电池的单元框架是包括以下的一种单元框架：双极板；以及框架主体，其设置在双极板的外周。框架主体包括：歧管，其穿透框架主体的正表面和背表面并且电解液流过歧管；以及至少一个隙缝，其被形成在框架主体的正表面上并且在歧管和双极板之间形成电解液的通道。在隙缝的纵向方向上，隙缝的横截面形状具有宽度w和深度h，宽度w和深度h满足(A)w≥3mm以及(B)1/8<h/w<1。
根据以上的单元框架，隙缝具有满足要求(A)即w≥3mm的横截面形状，并且隙缝因此具有3mm以上的宽度，使得当通过注塑成型来形成单元框架时，可容易同时地形成隙缝。因此，单元框架的产率优异。当隙缝的宽度小于3mm时，难以通过注塑成型精确地形成隙缝。以上的单元框架具有横截面形状满足要求(B)即1/8<h/w<1(即，h<w且h>w/8)的隙缝。当满足h/w<1(也就是说，h<w)时，隙缝具有宽(或横向方向上长的)横截面形状。当将具有横向方向上长的横截面形状的隙缝与具有传统正方形形状和相同横截面面积的隙缝进行比较时，前者比后者的深度小，因此允许单元框架的厚度减小。这样允许单元框架具有减小的厚度，单元堆叠体被小型化，因此氧化还原液流电池被小型化。具有较小值的h/w允许隙缝具有更平坦的横截面形状，因此具有更小的深度。
包括具有较小横截面面积和较长隙缝长度的隙缝的单元框架增大了隙缝中电解液的电阻并且减小了因支路电流造成的热量。此外，具有较大表面面积的隙缝提供了增大的散热面积，因此提高了电解液的散热性能。因此，对于给定的隙缝长度，具有较长被浸湿的周长长度(或横截面中的较长周长)的隙缝具有较大的表面面积，因此提高了电解液的散热性能。也就是说，鉴于电解液的散热性能，优选地，周长相对于横截面面积是长的。因为隙缝具有满足h<w的横截面形状，所以它具有横向方向上长的横截面形状，并且当将隙缝与具有传统正方形形状和相同横截面面积的隙缝进行比较时，前者可具有比后者长的周长，因此可提高电解液的散热性能。具有较小值的h/w允许隙缝具有较长的周长。相比之下，因较大的横截面面积和较短的周长，实现了较小的压力损失，因此，当考虑到压力损失时，压力损失可在隙缝具有正方形横截面形状时最小。横截面形状满足h/w>1/8的隙缝可防止周长过度地大，因此防止压力损失过大。因此，可针对给定横截面的隙缝面积，实现压力损失的减小。因此，满足要求(A)和(B)的以上单元框架可实现电解液的散热性能提高及其压力损失减小两者，同时单元框架的产率优异并且其厚度也可减小。
本文中引用的隙缝的横截面形状意指其与隙缝纵向方向(即，电解液流动的方向)正交的横截面的形状。此外，隙缝的宽度意指横截面的宽度的平均值并且隙缝的深度意指横截面的深度的平均值。
(2)作为如上所述的用于氧化还原液流电池的单元框架的一个方面，以上隙缝具有满足(C)w≤8mm的横截面形状。
当隙缝具有满足要求(C)即w≤8mm的横截面形状时，隙缝具有8mm或更小的宽度，并且可防止被设置成覆盖隙缝的保护板落入隙缝中。
(3)作为对于条目(2)如上所述的用于氧化还原液流电池的单元框架的一个方面，此外，以上隙缝具有满足(D)h≤5mm的横截面形状。
当隙缝具有满足要求(D)即h≤5mm的横截面形状时，隙缝具有5mm或更小的深度，并且单元框架的厚度可因此减小。
(4)作为对于条目(3)如上所述的用于氧化还原液流电池的单元框架的一个方面，此外，以上隙缝具有满足(E)h/w≤3/5的横截面形状。
横截面形状满足要求(E)即h/w≤3/5(即，h≤3w/5)的隙缝确保周长在一定程度上能够进一步提高电解液的散热性能。此外，隙缝可具有平坦的横截面形状，因此具有小深度，并且单元框架的厚度可因此减小。
(5)根据本发明的一个方面的用于氧化还原液流电池的单元堆叠体是一种被形成为使得其由以多个层堆叠的具有双极板的单元框架、正电极、离子交换隔膜和负电极构成的单元堆叠体。并且，这个单元堆叠体包括根据对于条目(1)至(4)如上所述的的单元框架中的任一个的用于氧化还原液流电池的单元框架作为所述单元框架。
具有根据本发明的一个方面的用于氧化还原液流电池的单元框架的以上单元堆叠体可小型化(或者其厚度可减小)并且允许电解液的散热性能被提高并且其压力损失被减小。
(6)根据本发明的一个方面的氧化还原液流电池包括根据以上条目(5)的用于氧化还原液流电池的单元堆叠体。
包括根据本发明的一个方面的用于氧化还原液流电池的单元框架的以上氧化还原液流电池可小型化并且允许电解液的散热性能被提高并且其压力损失被减小。
[对本发明的实施例的详细描述]
下文中，将在具体示例中描述根据本发明的实施例的单元框架、单元堆叠体和氧化还原液流电池。根据本发明的实施例的单元堆叠体和氧化还原液流电池的特征在于单元框架的隙缝的横截面形状，并且构造中的剩余部分与参照图7和图8描述的传统单元堆叠体和氧化还原液流电池相同。因此，下文中，将参照附图描述根据本发明的实施例的单元框架，将参照与图7和图8中指示的符号相同的符号来指代与传统构造类似的任何构造，并且将不对其进行描述。注意的是，本发明不限于这些示例，并且旨在包括权利要求的术语所指示的并且与其等同的含义和范围内的任何修改形式。
图1示出具有框架主体22的单元框架20，框架主体22设置在双极板21的外周，并且通过注塑成型等，使框架主体22与双极板21的外周成一体化。框架主体22包括：歧管200(歧管201-204)，其穿透框架主体的正面和背面并且使电解液通过；以及隙缝210(隙缝211-214)，其形成在框架主体的表面上并且在各歧管201-204和双极板21之间形成用于电解液的通道。隙缝211、213被形成在框架主体22的一个表面侧(对应于图的纸张的正面)并且隙缝212、214被形成在框架主体22的另一个表面侧(对应于图的纸张的背面)。此外，在单元框架20上，在其中形成有隙缝211和213的框架主体22的一个侧表面上，保护板30被设置成覆盖隙缝211和213。尽管在图中未示出，但在框架主体22的另一个表面侧还存在被设置成覆盖隙缝212、214的保护板。
构成单元框架20的框架主体22例如由聚氯乙烯树脂、聚丙烯、聚乙烯、氟树脂、环氧树脂或其他类似的塑料或橡胶等形成。双极板21可由塑料碳形成。
框架主体22与双极板21被成一体化，以使得双极板21的外边缘部分夹在正面和背面之间。因此，框架主体22比双极板21厚，并且在框架主体22和双极板21的边界处形成有阶梯状表面。沿着这个阶梯状表面，正电极(参见图8)被设置在双极板21的一个表面侧并且负电极(参见图8)被设置在双极板21的另一个表面侧。单元框架20(框架主体22)具有例如2mm或更大且10mm或更小的厚度。
隙缝210具有被连接到歧管200的一端和被连接到框架主体22与双极板21的阶梯状表面的另一端。框架主体22由四条边形成，其中，正常地，被设置有歧管200的一边具有被设置有流量调节部分的内边缘部分，并且隙缝210具有被连接到流量调节部分的另一端。流量调节部分具有使从隙缝210供应的电解液沿着电极的边缘部分扩散，并且收集从电极排放到隙缝210的电解液的功能。
图2示出隙缝210沿着图1的II-II线的横截面形状。隙缝210具有矩形横截面形状，并且当隙缝的宽度被表达为w并且隙缝的深度被表达为h时，满足以下要求(A)和(B)：
(A)w≥3mm；以及
(B)1/8<h/w<1(即，h<w且h>w/8)。
通过满足以上要求(A)，隙缝210具有3mm或更大的宽度，并且当通过注塑成型形成单元框架20时，可精确地形成隙缝210。
通过满足以上要求(B)h<w，因此，隙缝210具有宽的(或横向方向上长的)横截面形状。当将具有横向方向上长的横截面形状的隙缝210与具有传统正方形形状和与隙缝210相同的横截面面积的隙缝进行比较时，前者比后者的深度小，因此允许单元框架20的厚度减小。具有较小值的h/w允许隙缝具有更平坦的横截面形状和具有较小的深度，因此允许单元框架20的厚度被进一步减小。
此外，通过满足以上要求(B)，隙缝210具有横向方向上长的(即，h<w)横截面形状，并且当将隙缝210与具有传统正方形形状和与隙缝210相同的横截面面积的隙缝进行比较时，前者可具有比后者长的周长，因此可提高电解液的散热性能。具有较小值的h/w允许隙缝210具有较长周长，因此进一步提高电解液的散热性能。隙缝210的周长可被计算为横截面形状的上边(隙缝的开口边)和下边(底表面边)、右边和左边、横向边(沿着深度方向的边)的长度之和，并且当横截面形状是矩形形状时，周长将是(w+h)×2。此外，由于隙缝210具有满足h>w/8的横截面形状，因此对于给定的横截面面积而言，可充分减小压力损失。h≤8/w提供了导致过度的压力损失的过度周长。横截面形状满足h>w/8的隙缝210允许压力损失被抑制成经由具有相同横截面面积的正方形隙缝所提供的压力损失的2.5倍或更小。
图3是具有代表隙缝宽度(单位：mm)的横坐标的轴和代表隙缝深度(单位：mm)的纵坐标的轴的曲线图，从而示出了隙缝的横截面形状满足要求(A)和(B)的范围。图3示出指示满足要求(A)和(B)的范围的阴影部分。
优选地，隙缝210的横截面形状满足要求(A)和(B)，并且另外还满足以下要求(C)：
(C)w≤8mm。
通过满足以上要求(C)，隙缝210具有8mm或更小的宽度，并且可防止保护板30落入隙缝210中。
图4是具有代表隙缝宽度(单位：mm)的横坐标的轴和代表隙缝深度(单位：mm)的纵坐标的轴的曲线图，从而示出了隙缝的横截面形状满足所有要求(A)至(C)的范围。图4示出指示满足要求(A)至(C)的范围的阴影部分。
此外，优选地，隙缝210的横截面形状满足要求(A)至(C)，并且另外还满足以下要求(D)：
(D)h≤5mm。
通过满足以上要求(D)，隙缝210具有5mm或更小的宽度，并且单元框架20的厚度可减小。
图5是具有代表隙缝宽度(单位：mm)的横坐标的轴和代表隙缝深度(单位：mm)的纵坐标的轴的曲线图，从而示出了隙缝的横截面形状满足所有要求(A)至(D)的范围。图5示出指示满足要求(A)至(D)的范围的阴影部分。
此外，优选地，隙缝210的横截面形状满足要求(A)至(D)，并且另外还满足以下要求(E)：
(E)h/w≤3/5。
通过满足以上要求(E)，周长可长达一定程度，并且电解液的散热性能可被进一步提高。此外，隙缝210可具有平坦的横截面形状，因此具有小深度，并且单元框架20的厚度可因此减小。
图6是具有代表隙缝宽度(单位：mm)的横坐标的轴和代表隙缝深度(单位：mm)的纵坐标的轴的曲线图，从而示出了隙缝的横截面形状满足所有要求(A)至(E)的范围。图6示出指示满足要求(A)至(E)的范围的阴影部分。
(其他)
虽然已经参照隙缝210具有矩形横截面形状的示例描述了第一实施例，但隙缝的横截面形状不一定是矩形形状，它可例如是诸如梯形的四边形、诸如等腰三角形的三角形、半圆形、半椭圆形等。此外，虽然在第一实施例中针对单个歧管200形成单个隙缝210，但可设置多个隙缝。
在图2中示出的隙缝210的横截面形状中，沿着深度方向的横向边中的至少一个可以是渐缩的。在该情况下，椎角α(横向边相对于垂直于框架主体22的表面的线所形成的角度)例如为5度或更大以及15度或更小。横向边和下边可形成圆拐角。在该情况下，拐角的曲率半径r被设置成例如0.2mm或更大以及0.8mm或更小，此外，0.4mm或更大以及0.6mm或更小。渐缩的横向边、形成圆拐角的横向边和下边等有助于通过注塑成型形成隙缝。
实例1
评估均具有被形成为具有不同宽度w和深度h的隙缝的单元框架的散热性能、压力损失及其厚度。
(隙缝的大小)
各隙缝具有矩形横截面形状并且假定具有被形成为具有表1中所指示的宽度w和深度h的隙缝的单元框架并且将其指代为样本No.1至No.15和No.101至No.112。此外，在图3至图6的曲线图上，绘制了表1中示出的样本No.1至No.15和No.101至No.112的隙缝。
通过以下表达式，根据表1中所指示的各隙缝的宽度w和深度h，计算隙缝的周长和横截面面积：
周长l(单位：mm)：l＝2(w+h)，以及
横截面面积S(单位：mm)：S＝w×h。
此外，隙缝具有被设置成100mm的长度L并且通过以下表达式力计算各隙缝的表面面积：
表面积A(cm2)：A＝l×L。
在表1中示出计算出的周长l、横截面面积S、长度L和表面面积A。
(隙缝中的电解液的电阻)
在得到散热性能时，初始地，通过以下表达式来计算各隙缝中的电解液的电阻R。注意的是，电解液的电阻率ρ被设置成2.07Ωcm。
电阻R(kΩ)＝ρ×L/1
(支路电流造成的热量)
然后，通过以下表达式，根据以上电阻R，计算各隙缝内的支路电流造成的热量Q。注意的是，以层堆叠的单元的数量N是100并且每单元的电动势E被设置成1.48V/单元。
热量Q(W)＝(V/2)2/R
(V：单元的整体电压，V＝E×N)
(散热性能)
基于以上的表面积A和热量Q，通过以下表达式计算通过各隙缝造成的电解液C的散热性能：
散热性能C(W/cm2)＝Q/A。
在表1中示出计算出的电阻R、热量Q和散热性能C。具有较小值的散热性能C可被称为是优异的散热性能。
(压力损失)
隙缝的长度L被设置成100mm，并且基于以上的周长l和横截面面价S，通过以下表达式来计算在各隙缝中的电解液的压力损失ΔP。注意的是，对于每隙缝，电解液具有3.5295mm2/秒的运动粘性ν、1.37千克/升的比重ρh和0.083升/分钟的流速q。
压力损失ΔP(Pa)＝2×L×ν×q×ρh×l2/S3。
在表1中指示计算出的压力损失ΔP。
(单元框架的厚度)
根据隙缝的深度h，得到作为单元框架的厚度可减小多少的指标的单元框架的可能最小厚度Tn。单元框架的可能最小厚度Tn被计算为隙缝的深度h加上1.3mm的厚度。在表1中示出其结果。
表1中指示的样本No.1至No.15具有横截面形状满足(A)w≥3mm的隙缝，并且当隙缝具有3mm或更大的宽度时，可通过注塑成型来形成单元框架，其中隙缝是被精确形成的。相比之下，样本No.101至No.104具有宽度小于3mm的隙缝，因此难以通过注塑成型精确地形成隙缝。此外，样本No.1至No.15满足(C)w≤8mm，并且当隙缝具有8mm或更小的宽度时，可防止被设置成覆盖隙缝的保护板落入隙缝中。
样本No.1至No.15具有横截面形状满足(B)1/8<h/w<1的隙缝，并且当h<w时，隙缝具有在横向方向上长的横截面形状，并且单元框架的厚度可减小。当将横截面面积相等的样本No.1至No.15和样本No.101至No.112进行比较时，更具体地，当将样本No.1和No.102；No.2和No.103；No.6和No.107；No.7和No.105；No.9和No.108；No.13和No.110；No.14和No.106进行比较时，满足h<w的前者样本允许单元框架具有具备较小值的可能最小厚度Tn，因此其厚度减小。特别地，不包括No.13，样本No.1至No.15满足h≤5mm，并且当样本具有5mm或更小的深度的隙缝时，样本允许单元框架具有具备绝对地小值的可能最小厚度Tn。单元框架的厚度可因此减小。
此外，具有横向方向上长(即，h<w)的横截面形状的隙缝的样本No.1至No.15允许隙缝具有长周长，因此可提高电解液的散热性能。在样本No.1至No.15之中，当将样本No.1和No.14分别和横截面面积与样本No.1和No.14相等并且具有正方形横截面形状的样本No.102和No.106进行比较时，满足h<w的样本No.1和No.14允许较小的散热性能C，因此在散热性能方面优异。特别地，在样本No.1至No.15之中，满足(E)h/w≤3/5的样本(诸如，No.1、No.2、No.4、No.5、No.7、No.8、No.11、No.12、No.14和No.15)较平坦并且其周长长。因此，电解液的散热性能可进一步被提高。例如，当将横截面面积相等的No.3和No.7进行比较时，满足h/w≤3/5的样本No.7允许较小的散热性能C，因此在散热性能方面令人满意。
此外，具有横截面形状满足h>w/8的隙缝的No.1至No.15可充分减小压力损失。例如，当将样本No.1和No.14分别和横截面面积与样本No.1和No.14相等并且具有正方形横截面形状的样本No.102和No.106进行比较时，样本No.1和No.14提供是样本No.102和No.106的压力损失ΔP的2.5倍或更小的压力损失ΔP。另一方面，不满足h>w/8的样本No.109、No.111、No.112提供了过度压力损失并且不可充分减小压力损失。
工业可应用性
本发明的用于氧化还原液流电池的单元框架适于可应用于氧化还原液流电池的单元堆叠体的组件和氧化还原液流电池的组件。
参考符号列表
100：单元；101：离子交换隔膜；102：正电极单元；104：正电极；103：负电极单元；105：负电极；106：用于正电极电解液的储槽；108、110：导管；112：泵；107：用于负电极电解液的储槽；109、111：导管；113：泵；20：单元框架；21：双极板；22：框架主体；200、201-204：歧管；210、211-214：隙缝；30：保护板；10S：单元堆叠体；250：端板；300：氧化还原液流电池(RF电池)

Claims (6)

1.一种用于氧化还原液流电池的单元框架，所述单元框架包括：
双极板；以及
框架主体，其设置在所述双极板的外周，
所述框架主体包括歧管和至少一个隙缝，所述歧管穿透所述框架主体的正表面和背表面并且电解液流过所述歧管，所述至少一个隙缝被形成在所述框架主体的所述正表面上并且在所述歧管和所述双极板之间形成所述电解液的通道，
在所述隙缝的纵向方向上，所述隙缝的横截面形状具有宽度w和深度h，所述宽度w和所述深度h满足
(A)8mm>w≥3mm，以及
(B)1/8<h/w<1，
其中，
所述隙缝的横截面形状具有沿着深度方向的渐缩的横向边。
2.根据权利要求1所述的用于氧化还原液流电池的单元框架，其中，
由所述渐缩的横向边相对于垂直于所述框架主体的表面的线所形成的角度不小于5°且不大于15°。
3.一种用于氧化还原液流电池的单元框架，所述单元框架包括：
双极板；以及
框架主体，其设置在所述双极板的外周，
所述框架主体包括歧管和至少一个隙缝，所述歧管穿透所述框架主体的正表面和背表面并且电解液流过所述歧管，所述至少一个隙缝被形成在所述框架主体的所述正表面上并且在所述歧管和所述双极板之间形成所述电解液的通道，
在所述隙缝的纵向方向上，所述隙缝的横截面形状具有宽度w和深度h，所述宽度w和所述深度h满足
(A)8mm>w≥3mm，以及
(B)1/8<h/w<1，
其中，
所述隙缝的横截面形状具有沿着深度方向的横向边、以及与所述横向边联结的下边和由所述横向边和所述下边形成的圆拐角。
4.根据权利要求3所述的用于氧化还原液流电池的单元框架，其中，
所述圆拐角具有不小于0.2mm且不大于0.8mm的曲率半径。
5.一种被设置用于氧化还原液流电池的单元堆叠体，并且所述单元堆叠体被形成为使得该单元堆叠体由以多个层堆叠的具有所述双极板的单元框架、正电极、离子交换隔膜和负电极来构成，所述单元堆叠体包括根据权利要求1至4中的任一项所述的用于氧化还原液流电池的单元框架作为所述单元框架。
6.一种氧化还原液流电池，所述氧化还原液流电池包括根据权利要求5所述的用于氧化还原液流电池的单元堆叠体。
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