CN107078331A

CN107078331A - 电解液循环电池

Info

Publication number: CN107078331A
Application number: CN201580060059.2A
Authority: CN
Inventors: 寒野毅; 佐藤亮; 山西克也; 伊藤岳文
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2014-11-05
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2017-08-18
Anticipated expiration: 2035-10-21
Also published as: JP2016091835A; WO2016072255A1; TW201626629A; TWI673909B; JP6380911B2; CN107078331B; EP3217459A4; EP3217459A1; US20170352894A1; EP3217459B1

Abstract

根据本发明的电解液循环电池包含：芯框架，芯框架包含与形成电池芯的电极接触的双极板以及围绕双极板的外围边缘的框架；以及密封构件，密封构件设置在所述框架上并防止供应到电池芯的电解液从框架泄漏。所述框架具有在其中装配有密封构件的密封沟槽。所述密封沟槽包含狭窄部，其中所述狭窄部使密封构件弹性变形以防止密封构件从密封沟槽脱离。狭窄部具有在密封沟槽的深度方向上均匀的宽度。

Description

电解液循环电池

技术领域

本发明涉及电解液循环电池，例如，氧化还原液流电池。具体地说，本发明涉及电解液循环电池，其中在该电解液循环电池中，可容易形成电解液的密封结构，并且该电解液循环电池具有良好组装工作能力。

背景技术

存储源自自然能量(例如，通过光伏发电或风力发电而获得)的电力的大容量蓄电池的示例是电解液循环电池，例如，氧化还原液流电池(RF电池)。RF电池通常连接在发电单元(例如，光伏发电机、风力发电机或典型发电厂)与负载(例如，电力消费者)之间，而AC/DC转换器处于两者之间，通过充电存储发电单元所产生的电力并通过放电而将所存储的电力供应到负载。

例如，如图8的RF电池的操作原理图所图示，RF电池1包含电池芯100，其中电池芯100由允许氢离子渗透的隔膜101分离为正电极芯102和负电极芯103。正电极芯102在其中含有正电极104，并经由供应管道108和排放管道110而连接到存储正电极电解液的正电极电解液箱106。类似地，负电极芯103在其中含有负电极105，并经由供应管道109和排放管道111而连接到存储负电极电解液的负电极电解液箱107。正电极电解液和负电极电解液分别由供应管道108和109的中途位置中所设置的泵112和113从供应管道108和109供应到电极芯102和103，并且穿过排放管道110和111而从电极芯102和103排放到电极电解液箱106和107，因此分别循环穿过电极芯102和103。RF电池1以此方式使电解液循环，以通过使用正电极电解液中所含有的离子与负电极电解液中所含有的离子之间的氧化还原电位差来执行充电和放电。在图8中，钒离子被图示为电极的电解液中所含有的离子，实线箭头指示充电，并且虚线箭头指示放电。

电池芯100通常形成在图9的下图所图示的结构(被称为芯堆200)内。如图9的上图所图示，芯堆200包含通过将芯框架120、正电极104、隔膜101和负电极105按此次序堆叠而形成的堆叠体。芯框架120包含双极板121以及围绕双极板121的外围边缘的框架122。在此结构的情况下，一个电池芯100形成在邻近芯框架120的双极板121之间，并且邻近电池芯100的正电极104(正电极芯102)和负电极105(负电极芯103)设置在每一双极板121的前侧和后侧上。

电池芯100中的电极中的每一个的电解液的流动是穿过形成在框架122上的液体供应歧管131和132以及液体排放歧管133和134来执行。正电极电解液穿过框架122的一个表面侧(纸张的前侧)上所形成的导引沟槽而从液体供应歧管131供应到正电极104。如图9的上图中的箭头所指示，正电极电解液从正电极104的下侧传递到上侧，并且穿过框架122上所形成的导引沟槽而排放到液体排放歧管133。类似地，负电极电解液经由框架122的另一表面侧(纸张的后侧)上所形成的导引沟槽而从液体供应歧管132供应到负电极105。负电极电解液从负电极105的下侧传递到上侧，并且经由框架122上所形成的导引沟槽而排放到液体排放歧管134。例如O形环等环状密封构件140设置在框架122之间以抑制电解液从电池芯100泄漏。

例如，专利文献1描述通过如下方式来防止芯中的电解液的泄漏：在框架体(框架)的两个表面上在面向彼此的位置处设置各自具有长方形横截面形状的内部外围密封沟槽和外部外围密封沟槽；以及分别将内部外围密封件和外部外围密封件布置在内部外围密封沟槽和外部外围密封沟槽中。O形环用作内部外围密封件和外部外围密封件以在压力下与隔膜接触并密封电解液。

引用文献列表

专利文献

PTL1：第2002-367659号日本未审查专利申请公开

发明内容

技术问题

例如由弹性材料形成的O形环等密封构件是软的，并且具有长串状形状，并且因此O形环的形状不容易确定。因此，即使当O形环装配在密封沟槽中时，O形环可容易脱离密封沟槽。抑制O形环的此脱离的示例方式是通过粘合剂将O形环固定到密封沟槽。然而，需要预先将粘合剂涂覆到密封沟槽，并且生产效率随着生产步骤的数量的增加而降低。

已鉴于上文所述的情形而做出本发明。本发明的目标是提供一种电解液循环电池，其中在该电解液循环电池中，可容易形成电解液的密封结构，并且该电解液循环电池具有良好生产效率。

技术方案

根据本发明的实施例的电解液循环电池包含：芯框架，芯框架包含与形成电池芯的电极接触的双极板以及围绕双极板的外围边缘的框架；以及密封构件，密封构件设置在框架上并防止供应到电池芯的电解液从框架泄漏。框架具有密封构件装配在其中的密封沟槽。密封沟槽包含狭窄部，其中该狭窄部使密封构件弹性变形以防止密封构件脱离密封沟槽。狭窄部具有在密封沟槽的深度方向上均匀的宽度。

发明的有利效果

根据所述电解液循环电池，可容易形成电解液的密封结构，并且实现良好生产效率。

附图说明

图1是图示根据实施例1的氧化还原液流电池中所包含的芯框架的示意性平面图。

图2是以放大方式图示图1所图示的芯框架的密封沟槽的部分放大图。

图3是图2所图示的密封沟槽的(a)-(a)剖视图。

图4是以放大方式图示根据实施例2的氧化还原液流电池中所包含的芯框架的密封沟槽的狭窄部的部分放大图。

图5是以放大方式图示根据实施例3的氧化还原液流电池中所包含的芯框架的密封沟槽的狭窄部的部分放大图。

图6是以放大方式图示根据实施例4的氧化还原液流电池中所包含的芯框架的密封沟槽的狭窄部的部分放大图。

图7是以放大方式图示根据实施例5的氧化还原液流电池中所包含的芯框架的密封沟槽的狭窄部的部分放大图。

图8是氧化还原液流电池的操作原理图。

图9是氧化还原液流电池中所包含的芯堆的示意性结构图。

附图标记列表

1 RF电池

2 芯框架

3 双极板

4 框架

41 液体供应侧零件 42 液体排放侧零件

43 连接零件

44 液体供应歧管 45 液体排放歧管

44a、45a 歧管密封沟槽

46 液体供应导引沟槽 47 液体排放导引沟槽

48 密封沟槽

48i内部外围密封沟槽 48o 外部外围密封沟槽

48L 长直线部 48S 短直线部 48C 弯曲部

49 狭窄部 49a、49b、49c、49d、49e 突起零件

5 密封构件

100 电池芯

101 隔膜 102正电极芯 103负电极芯

104 正电极 105负电极

106 正电极电解液箱 107负电极电解液箱

108、109 供应管道 110、111 排放管道

112、113 泵

120 芯框架

121双极板 122框架

131、132 液体供应歧管 133、134 液体排放歧管

140 密封构件

200 芯堆

具体实施方式

本发明的实施例的描述

首先，将列举且描述本发明的实施例的内容。

(1)根据本发明的实施例的电解液循环电池包含：芯框架，芯框架包含与形成电池芯的电极接触的双极板以及围绕双极板的外围边缘的框架；以及密封构件，密封构件设置在框架上并防止供应到电池芯的电解液从框架泄漏。框架具有密封构件装配在其中的密封沟槽。密封沟槽包含狭窄部，其中该狭窄部使密封构件弹性变形以防止密封构件脱离密封沟槽。狭窄部具有在密封沟槽的深度方向上均匀的宽度。

根据上文所述的结构，可通过简单地将密封构件装配在密封沟槽的狭窄部中来抑制密封构件脱离密封沟槽。这是因为，因为密封沟槽包含使密封构件弹性变形的狭窄部，所以密封构件被局部压缩，并且摩擦力可在密封沟槽的纵向方向上以及深度方向上施加到压缩部分。因此，不需要粘合剂将密封构件固定到密封沟槽，并且涂覆粘合剂的步骤是不必要的。可在不增加生产步骤的数量的情况下形成电解液的密封结构。因此，上文所述的结构实现电解液循环电池的良好生产效率。

此外，因为狭窄部的宽度在深度方向上是均匀的，所以可提高具有密封沟槽的框架的生产效率。这是因为包含狭窄部的密封沟槽也可在生产框架的同时形成，并且因此生产步骤的数量不增加。如在上文所述的结构中，能够通过简单地将密封构件装配在密封沟槽中来抑制密封构件从密封沟槽脱离的沟槽的形状的示例是在深度方向上宽度逐渐增大的梯形形状或实质上梯形形状，例如，燕尾槽。然而，在具有此燕尾槽的框架的情况下，无法在生产框架的同时形成密封沟槽，并且因此必须独立执行开槽，从而使生产步骤的数量的增加。虽然框架通常通过例如注入成型来生产，但难以通过注入成型来形成具有燕尾槽等的形状的沟槽。这是因为为了制造具有燕尾槽的框架，在制造不具有燕尾槽的框架之后，必须通过例如切割来形成沟槽，以使得沟槽具有梯形形状或实质上梯形形状。

(2)在电解液循环电池的实施例中，狭窄部的宽度Wn(mm)可以是0.60D或更大并且0.97D或更小，其中D表示密封构件在非压缩状态下的直径(mm)。

根据上文所述的结构，因为狭窄部的宽度Wn(mm)是0.60D或更大，所以容易防止密封构件在早期使用中由于压碎或过度压缩而退化。因为狭窄部的宽度Wn(mm)是0.97D或更小，所以容易防止密封构件脱离密封沟槽。

(3)在电解液循环电池的实施例中，可在密封沟槽的纵向方向上以50mm或更大并且500mm或更小的间隔设置狭窄部。

根据上述结构，因为多个狭窄部以50mm或更大的间隔设置，所以狭窄部在密封沟槽的纵向方向上的间隔不过小。因此，将密封构件装配到密封沟槽中的操作不太可能复杂。因为多个狭窄部以500mm或更小的间隔设置，所以容易防止密封构件的脱离。

(4)在电解液循环电池的实施例中，密封沟槽可包含在纵向方向上弯曲的弯曲部，并且狭窄部可设置在弯曲部中。

根据上述结构，因为狭窄部设置在与密封沟槽的直线部相比密封构件较容易脱离的密封沟槽的弯曲线部(弯曲部)中，所以有效地防止密封构件的脱离。

本发明的实施例的细节

现将参照附图来描述本发明的实施例。旨在本发明不限于这些实施例，而是由下文所述的权利要求书定义，并且本发明的范围包含权利要求书的等同物以及处于权利要求书的范围内的所有修改的含义。本文中，将使用氧化还原液流电池(RF电池)作为电解液循环电池的示例来进行描述。

【实施例1】

如参照图8和图9所述的现有RF电池，根据实施例1的RF电池包含：芯堆200，芯堆200包含芯框架的堆叠体和电池芯100；正电极电解液箱106，正电极电解液箱106存储循环穿过电池芯100的正电极芯102的正电极电解液；以及负电极电解液箱107，负电极电解液箱107存储循环穿过电池芯100的负电极芯103的负电极电解液。正电极电解液和负电极电解液分别通过设置在对应供应管道与排放管道之间的泵112和113而循环穿过供应管道108和109以及排放管道110和111。根据实施例1的RF电池的主要特征在于密封构件到芯框架的固定结构，该结构能够防止电解液泄漏。具体来说，根据实施例1的RF电池包含结构不同于现有RF电池的芯框架120(图9)的芯框架，并且因此下文将主要参照图1到图3(视需要，图8和图9)来描述差异。与现有RF电池的部件相同的部件被指派与图8和图9中的附图标记相同的附图标记，并且这些部件的描述被省略。

【芯框架】

芯框架2包含双极板3以及围绕双极板3的外围边缘的框架4。存在两种类型的芯框架2，即，设置在堆叠体的邻近电池芯100之间的中间芯框架以及设置在堆叠体的两个端部上的端部芯框架。中间芯框架的双极板3的前表面和后表面接触一个电池芯100的正电极104以及另一电池芯100的负电极105。端部芯框架的双极板3的一个表面接触电池芯100的正电极和负电极中的一个。关于芯框架2的前表面和后表面(正电极侧/负电极侧)的结构，中间芯框架和端部芯框架具有相同结构。

(双极板)

双极板3原则上分隔邻近电池芯100(图8和图9)。双极板3是长方形板。双极板3可由允许电力经过但不允许电解液经过的材料形成。此外，双极板优选由具有耐酸性和适当刚性的材料形成。此材料的示例包含含有碳的导电材料。其具体示例包含由石墨以及聚烯烃有机化合物或氯化有机化合物形成的导电塑料。双极板可由其中石墨的一部分被替换为炭黑和类钻碳中的至少一种的导电塑料形成。聚烯烃有机化合物的示例包含聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯。氯化有机化合物的示例包含氯乙烯、氯化聚乙烯和氯化石蜡。通过使用上述材料形成双极板3，可减小双极板3的电阻并实现良好耐酸性。

(框架)

框架4形成充当其内部的电池芯100(图8和图9)的区域。框架4包含：液体供应侧零件41，液体供应侧零件41具有电解液借以供应到电池芯100的内部的液体供应歧管44；以及液体排放侧零件42，液体排放侧零件42具有电解液借以排放到电池芯100的外部的液体排放歧管45。液体供应侧零件41的端部和液体排放侧零件42的端部使用一对连接零件43而相互连接，其中该对连接零件43面向彼此并正交于液体供应侧零件41和液体排放侧零件42。框架4具有长方形框架形状。液体供应侧零件41和液体排放侧零件42形成长方形框架的长零件，并且连接零件43形成长方形框架的短零件。在芯框架2的平面图中，当液体供应侧零件41和液体排放侧零件42面向彼此的方向被定义为垂直方向并且正交于垂直方向的方向被定义为横向方向时，液体供应侧零件41在垂直方向上定位在下侧上并且液体排放侧零件42定位在垂直方向的上侧上。具体来说，电解液在从框架4在垂直方向上的下侧朝向框架4在垂直方向上的上侧的方向上流动。密封沟槽48形成在框架4的外围边缘中，以便位于液体供应歧管44和液体排放歧管45的外部。图1的中心处的箭头指示密封构件5装配在密封沟槽48中。

<密封沟槽>

下文所述的密封构件5装配在密封沟槽48中。密封沟槽48形成在框架4的两个表面上。替选地，密封沟槽48形成在一个表面侧(图1的纸张的前表面侧)上，并且不形成在框架4的另一表面侧(图1的纸张的后表面侧)上。在密封沟槽48形成在两个表面上的情况下，当芯框架2堆叠时，密封沟槽48中的密封构件5由装配在邻近芯框架的另一表面上的密封沟槽中的密封构件按压并将芯框架相互密封。在此情况下，隔膜101(图8和图9)夹在密封构件之间。在密封沟槽48形成在一个表面上并且不形成在另一表面上的情况下，当芯框架2堆叠时，密封沟槽48中的密封构件5由邻近芯框架的框架的另一表面按压并将芯框架相互密封。在此情况下，密封沟槽48形成在框架4的一个表面侧(图1的纸张的前表面侧)上，并且不形成在框架4的另一表面侧(图1的纸张的后表面侧)上。密封沟槽48包含内部外围密封沟槽48i和外部外围密封沟槽48o。密封沟槽48可包含内部外围密封沟槽48i和外部外围密封沟槽48o中的任一个。两个密封沟槽48i和48o的结构相同。

密封沟槽48形成为沿着框架4的外部形状(沿着零件41到43的长尺寸)具有环形形状。密封沟槽48包含：长直线部48L，长直线部48L形成在液体供应侧零件41和液体排放侧零件42中并且在纵向方向上呈线形；短直线部48S，短直线部48S形成在连接零件43中并且在纵向方向上呈线形；以及弯曲部48C，弯曲部48C形成在框架4的角落处，连接在长直线部48L与短直线部48S之间，并且在密封沟槽48的纵向方向上弯曲。密封沟槽48包含狭窄部49。

狭窄部49中的每一个使密封构件5弹性变形以防止密封构件5脱离密封沟槽48。术语“狭窄部49”表示在密封沟槽48的纵向方向上相比其它部分具有较窄沟槽的部分。狭窄部49的宽度Wn小于密封构件5在非压缩状态下的直径D(mm)。换句话说，除狭窄部49之外的每一宽阔部分的宽度等于或大于密封构件5的直径D。因此，在宽阔部分中，在密封构件5与密封沟槽48之间形成空间。密封构件5可容易装配在宽阔部分中，并且可容易通过简单地将密封构件5装配在狭窄部49中来抑制密封构件5脱离密封沟槽48。这是因为狭窄部49可在密封构件5的纵向方向上并在密封沟槽48的深度方向上将适当摩擦力施加到密封构件5。

狭窄部49中的每一个具有在密封沟槽48的深度方向上均匀的宽度Wn(图3)。此结构可提高具有密封沟槽48的框架4的生产效率。此情况的原因如下。框架4通常可通过例如注入成型来制造。在狭窄部49的宽度Wn在密封沟槽48的深度方向上均匀的情况下，也可在生产框架4的同时形成密封沟槽48。因此，不需要独立执行开槽等，并且生产步骤的数量不增加。例如，如果密封沟槽具有在深度方向上宽度逐渐减小的梯形形状或实质上梯形形状，那么如在燕尾槽的情况下，从将成型体从模具移除的观点来看，无法在生产框架的同时形成密封沟槽。因此，需要独立执行开槽，从而使生产步骤的数量的增加。这是因为在生产不具有燕尾槽的框架之后，需要通过例如切割来执行开槽，以便形成具有梯形形状或实质上梯形形状的密封沟槽。

可根据密封构件5在非压缩状态下的直径D(mm)来适当地选择狭窄部49的宽度Wn(mm)，以使得狭窄部49不使密封构件5过度弹性变形并且不使密封构件5脱离。此处，狭窄部49的术语“宽度Wn”表示密封沟槽48的一部分的宽度，该部分具有最窄宽度。狭窄部49的宽度Wn优选是0.60D或更大并且0.97D或更小，但取决于密封构件5的材料。当狭窄部49的宽度Wn是0.60D或更大时，容易防止密封构件5在早期使用中由于由狭窄部49压碎或过度压缩而退化。当狭窄部49的宽度Wn是0.97D或更小时，容易防止密封构件5脱离密封沟槽48。狭窄部49的宽度Wn更优选是0.88D或更大并且0.97D或更小。狭窄部49的宽度Wn满足0.60D或更大并且0.97D或更小意味着密封构件5在宽度方向上的压缩率是3％或更大并且40％或更小。宽度方向上的压缩率被定义为“{(密封构件5的直径D-狭窄部49的宽度Wn)/(密封构件5的直径D)x 100}”。

密封沟槽48的深度d(mm)优选是0.6D或更大并且0.9D或更小，但取决于密封构件5的材料。当密封沟槽48的深度d是0.dD或更大时，容易防止密封构件5脱离密封沟槽48。此外，因为从密封沟槽48暴露的密封构件5的区域不过大，所以容易防止密封构件5被邻近芯框架或邻近芯框架上所设置的密封构件(下文中，可被称为“邻近构件”)压碎。当密封沟槽48的深度d是0.9D或更小时，可适当地确保从密封沟槽48暴露的密封构件5的区域，并且密封构件5容易且充分被邻近构件压缩。密封沟槽48的深度d更优选是0.7D或更大并且0.8D或更小。密封沟槽48的深度d满足0.6D或更大并且0.9D或更小意指密封构件5在深度方向上的压缩率是10％或更大并且40％或更小。深度方向上的压缩率被定义为“{(密封构件5的直径D-密封沟槽48的深度d)/(密封构件5的直径D)x 100}”。

狭窄部49的宽度Wn与密封沟槽48的深度d的总和(Wn+d)优选是1.2D或更大并且1.8D或更小。当狭窄部49的总和(Wn+d)是1.2D或更大并且1.8D或更小时，充分容易压缩密封构件5，容易防止密封构件5的压碎，并且容易防止密封构件5脱离密封沟槽48。狭窄部49的总和(Wn+d)更优选是1.6D或更大并且1.7D或更小。具体来说，宽度方向上的压缩率以及深度方向上的压缩率的总和优选满足20％或更大并且80％或更小。压缩率的此总和特别优选满足40％或更小。

密封构件5在密封沟槽48中的体积占据比优选是100％或更小。此体积占据比被定义为(VS/VG)x 100，其中VG(mm³)表示密封沟槽48的体积，并且VS(mm³)表示密封构件5在非压缩状态下的体积。当体积占据比是100％或更小时，容易防止密封构件5被压碎，并且可以在密封构件5被压缩时抑制过大压力施加到密封沟槽48上，并且因此也容易防止密封沟槽48的压碎。因为体积占据比是100％或更小，所以当密封构件5被压缩时，在除狭窄部49之外的部分(宽阔部分)中在密封构件5与密封沟槽48之间形成空间。密封构件5在密封沟槽48中的体积占据比优选是50％或更大。在此情况下，更容易在框架4的整个外围上防止电解液的泄漏。体积占据比特别优选是50％或更大并且90％或更小。

在长直线部48L、短直线部48S和弯曲部48C中的每一个中(图1)形成狭窄部49。密封沟槽48可仅包含单个狭窄部49。替选地，如在此示例中，当密封沟槽48在密封沟槽48的整个外围上在适当位置处包含多个狭窄部49时，容易防止密封构件5的脱离。狭窄部49可设置在长直线部48L、短直线部48S和弯曲部48C中的至少一个中。然而，如在此示例中，狭窄部49优选设置在全部三个部分中。优选在密封沟槽48中在相对位置和/或对角线位置处设置多个狭窄部49。如在此示例中，更优选在位于相对位置处的长直线部48L和短直线部48S中以及位于对角线位置处的弯曲部48C中设置狭窄部49。在弯曲部48C中形成狭窄部49对于防止密封构件5脱离来说是有效的，这是因为与长直线部48L和短直线部48S相比，密封构件5容易脱离弯曲部48C。在弯曲部48C中，在纵向方向上在弯曲部48C的中心处或实质上中心处(圆弧的中心或实质上中心处)形成狭窄部49。

邻近狭窄部49在密封沟槽48的纵向方向上的间隔被确定成使得例如可防止密封构件5的脱离，并且将密封构件5装配到密封沟槽48中的操作不太可能复杂。具体来说，间隔在密封沟槽48的纵向方向上优选是50mm或更大并且500mm或更小，并且更优选是100mm或更大并且200mm或更小。

邻近狭窄部49的间隔可在密封沟槽48的整个外围上是均匀的，或可在液体供应侧零件41、液体排放侧零件42和连接零件43中的每一个中是均匀的。在后一种情况下，只要狭窄部49之间在长直线部48L中的间隔L1是均匀的并且在短直线部48S中狭窄部49之间的间隔L2是均匀的，间隔L1便不需要与间隔L2相同(图2)。间隔L3和间隔L4优选是均匀的，间隔L3是弯曲部48C的狭窄部49与长直线部48L的狭窄部49中与弯曲部48C的狭窄部49邻近的狭窄部49之间的距离，并且间隔L4是弯曲部48C的狭窄部49与短直线部48S的狭窄部49中与弯曲部48C的狭窄部49邻近的狭窄部49之间的距离。然而，间隔L3和间隔L4可由于使间隔L1和间隔L2均匀而变得不均匀。间隔L3和间隔L4分别被定义为纵向方向上的长直线部48L的长度以及短直线部48S的长度。

在此实施例中，长直线部48L中在狭窄部49之间的间隔L1是150mm的规则间隔，并且在短直线部48S中狭窄部49之间的间隔L2是120mm的规则间隔。间隔L3是约115mm，并且间隔L4是约90mm。

狭窄部49的形式不受特定限制，只要狭窄部49的宽度比密封沟槽48的其它部分的宽度窄即可。在此实施例中，如以放大方式在图2中的单点虚线所示出的圆形所图示的，狭窄部49由突起零件49a形成，其中突起零件49a在密封沟槽48的宽度方向上面向彼此并且在突起零件49a面向彼此的方向上以圆弧形状突起。在图2的部分放大图中，为了便于说明，省略密封构件5。在图中的单点虚线所示出的圆形中，密封构件5由双点虚线指示。

可适当地选择突起零件49a中的每一个的轮廓形状。在此实施例中，突起零件49a具有与顶点弯曲的圆弧的形状对应的轮廓。因为突起零件49a的顶点弯曲，所以摩擦力可施加到密封构件5，而不损坏密封构件5。可适当地选择突起零件49a的弯曲半径。例如，突起零件49a的弯曲半径优选是1mm或更大并且50mm或更小，并且特别优选的是5mm或更大并且20mm或更小。

框架4的材料的实施例包含满足耐酸性、电绝缘和机械性质的材料。这些材料的示例包含氟树脂(例如，聚四氟乙烯)、聚丙烯树脂、聚乙烯树脂以及氯化乙烯树脂。在此实施例中，框架4由刚性氯化乙烯树脂形成。

【密封构件】

密封构件5防止供应到电池芯100(图8和图9)的电解液从框架4(图1)泄漏。具体来说，密封构件5中的每一个设置在密封沟槽48中，并且当芯框架2如上所述而堆叠时，由装配在邻近芯框架的框架的另一表面上的密封沟槽中的密封构件或由邻近芯框架的框架的另一表面按压密封构件5，因此密封构件5将芯框架2相互密封。

例如，使用O形环作为密封构件5。密封构件5的横截面形状在非压缩状态下是圆形形状。如图3示意性地示出，当密封构件5装配在密封沟槽48中时，密封构件52的横截面形状在狭窄部49中是其主轴在深度方向上延伸的椭圆形形状，并且在除狭窄部49之外的部分中是与非压缩状态下的圆形形状类似的圆形形状。

密封构件5的材料的示例包含具有良好耐酸性的弹性材料。密封构件5的材料的适当示例包含橡胶，例如，乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、氟橡胶、和硅酮橡胶。

【其它】

液体供应侧零件41具有液体供应导引沟槽46，其中液体供应导引沟槽46中的每个在对应液体供应歧管44与双极板3之间延伸，以将电解液从液体供应歧管44导引到双极板3。类似地，液体排放侧零件42具有液体排放导引沟槽47，其中液体排放导引沟槽47中的每个在对应液体排放歧管45与双极板3之间延伸，以将电解液从双极板3导引到液体排放歧管45。当形成堆叠体时，以塑料保护板(未示出)覆盖液体供应导引沟槽46和液体排放导引沟槽47。通过此结构，允许电解液在不从液体供应导引沟槽46和液体排放导引沟槽47泄漏的情况下，在液体供应歧管44与双极板3以及液体排放歧管45与双极板3之间流动。

其中装配了密封构件(未示出)的歧管密封沟槽44a和45a(图1)优选形成在分别将电解液供应和排放到另一表面侧(图1中的图纸的后表面侧)的液体供应歧管44和液体排放歧管45的外部外围中。歧管密封沟槽44a和45a优选具有类似于上文所述的狭窄部49的狭窄部(未示出)。在此情况下，可抑制电解液从液体供应歧管44和液体排放歧管45泄漏。

【操作和效果】

根据实施例1的RF电池，因为密封沟槽48包含使密封构件5弹性变形的狭窄部49，所以可通过简单地将密封构件5装配在密封沟槽48的狭窄部49中来抑制密封构件5脱离密封沟槽48。这是因为可在密封沟槽48的纵向方向和深度方向上将摩擦力施加到由狭窄部49变形的密封构件5的局部位置。因此，不需要粘合剂将密封构件5固定到密封沟槽48，并且涂覆粘合剂的步骤是不必要的。可在不增加生产步骤的数量的情况下形成电解液的密封结构。此外，因为狭窄部49的宽度在深度方向上是均匀的，所以可提高具有密封沟槽48的框架4的生产效率。这是因为也可在生产框架4的同时形成包含狭窄部49的密封沟槽48，并且因此生产步骤的数量不增加。因此，上文所述的结构实现RF电池的良好生产效率。

【实施例2】

在实施例2中，如图4所图示，狭窄部49可由其中每个具有与尖括号(>)的形状对应的轮廓的突起零件49b形成。在尖括号(>)形状中，邻近于顶点的两条边形成角。两条边的长度彼此相等。两条边所形成的角度θ可适当地进行选择，并且可以例如是锐角。具体地说，角度θ优选是钝角。当两条边所形成的角度θ是钝角时，不可能损坏密封构件5，并且可通过将摩擦力施加到密封构件5来防止密封构件5脱离密封沟槽48。例如，两条边所形成的角度θ优选是60°或更大并且160°或更小，并且特别优选的是100°或更大并且140°或更小。

【实施例3】

在实施例3中，如图5所图示，狭窄部49可由其中每个具有与括号(])的形状对应的轮廓的突起零件49c形成。在括号(])形状中，在密封沟槽48的纵向方向上密封沟槽48的宽度不改变。当突起零件49c具有与括号(])的形状对应的轮廓时，可增大狭窄部49与密封构件5之间的接触面积，并且容易防止密封构件5脱离密封沟槽48。括号(])形状在密封沟槽48的纵向方向上的长度α优选是5mm或更大并且50mm或更小。当括号(])形状的长度α是5mm或更大时，可增大突起零件49c与密封构件5之间的接触面积。当括号(])形状的长度α是50mm或更小时，狭窄部49的长度不会过长，并且将密封构件5装配在狭窄部49中的操作不太可能复杂。括号(])形状的长度α特别优选是10mm或更大并且20mm或更小。

【实施例4】

在实施例4中，如图6所图示，可通过仅在密封沟槽48在宽度方向上的一个表面上设置从一个表面朝向另一表面突起的突起零件49d并在密封沟槽48的另一表面上设置平坦表面来形成狭窄部49。突起零件49d中的每一个的轮廓形状的示例包含分别类似于实施例1到3中的突起零件49a到49c的形状的圆弧形状(图2)、尖括号(>)形状(图4)以及括号(])形状(图5)。在此实施例中，突起零件49a具有与类似于实施例1中的突起零件49a的圆弧的圆弧的形状对应的轮廓。在密封沟槽48的纵向方向上在邻近突起零件49d之间的间隔L5优选地满足与实施例1中的突起零件49a之间的间隔L1类似的范围，并且优选是均匀的。

【实施例5】

在实施例5中，如图7所图示，狭窄部49可由以位移方式在密封沟槽48的纵向方向上交替形成的突起零件49e以及面向突起零件49e的平坦表面形成。突起零件49e中的每一个的轮廓形状的示例包含圆弧形状(图2)、尖括号(>)形状(图4)以及括号(])形状(图5)。在此实施例中，突起零件49e具有与类似于实施例1中的突起零件49a的圆弧的圆弧的形状对应的轮廓。交替设置的突起零件49e之间的间隔L6优选满足与实施例1中的突起零件49a之间的间隔L1类似的范围，并且优选是均匀的。具体来说，密封沟槽48的一个表面上的突起零件49e在宽度方向上的间隔L7以及密封沟槽48的另一表面上的突起零件49e在宽度方向上的间隔L8各自优选约两倍于实施例1中的突起零件49a之间的间隔L1，即，优选是100mm或更大并且1,000mm或更小，并且优选是200mm或更大并且400mm或更小。此外，间隔L7和间隔L8各自优选是均匀的。

【修改】

密封沟槽48中所设置的所有狭窄部49可具有相同形状，如实施例1所述。替选地，密封沟槽48可具有狭窄部49，而狭窄部49具有实施例1到5中所述的各种形状的组合。

工业适用性

根据本发明的实施例的电解液循环电池可适当地进行应用，以针对新能源发电(例如，光伏发电或风力发电)而为了使电力输出的变化稳定、在供过于求时存储所产生的电力、实现负载均衡等。根据本发明的实施例的电解液循环电池也可另外设置在普通发电厂中并适当地用作大容量蓄电池来作为瞬时电压降落/电力故障的对抗措施并为了负载均衡的目的。

Claims

1.一种电解液循环电池，包括：

芯框架，所述芯框架包括与形成电池芯的电极接触的双极板、以及围绕所述双极板的外围边缘的框架；以及

密封构件，所述密封构件设置在所述框架上并且防止供应到所述电池芯的电解液从所述框架泄漏，

其中，所述框架具有密封沟槽，在所述密封沟槽中装配有所述密封构件，

所述密封沟槽包括狭窄部，所述狭窄部使所述密封构件弹性变形以防止所述密封构件从所述密封沟槽脱离，并且

所述狭窄部在所述密封沟槽的深度方向上具有均匀的宽度。

2.根据权利要求1所述的电解液循环电池，

其中，当所述密封构件在非压缩状态下的直径由D(mm)表示并且所述狭窄部的所述宽度由Wn(mm)表示时，

所述狭窄部的所述宽度Wn是0.60D或更大且0.97D或更小。

3.根据权利要求1或2所述的电解液循环电池，

其中，所述狭窄部在所述密封沟槽的纵向方向上以50mm或更大并且500mm或更小的间隔设置。

4.根据权利要求1到3中的任一项所述的电解液循环电池，

其中，所述密封沟槽包括在纵向方向上弯曲的弯曲部，并且

所述狭窄部设置在所述弯曲部中。