CN109983607A - 集电板和氧化还原液流电池 - Google Patents

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Abstract

该集电板至少在一面具有流通电解液的多个流路，位于所述多个流路之间的壁部的第1面的算术表面粗糙度(Ra)为1μm以上且300μm以下，所述壁部的第1面是所述壁部在所述一面侧的露出面。

Description

集电板和氧化还原液流电池
技术领域
本发明涉及集电板和氧化还原液流电池。
本申请基于2016年12月6日在日本提出的特愿2016-236721号要求优先权，将其内容援引于此。
背景技术
作为大容量蓄电池，已知氧化还原液流电池。氧化还原液流电池通常具有用于隔离电解液的离子交换膜和设置在该离子交换膜两侧的电极。通过在该电极上同时进行氧化反应和还原反应来进行充放电。
氧化还原液流电池中，电极被收纳在电极室内。氧化还原液流电池，向电极室内供给电解液，一边使电解液循环一边工作。电解液中的离子将电子向电极传递，电子被氧化还原液流电池的外部授受。此时，质子经由离子交换膜被授受。像这样，氧化还原液流电池进行充放电。
氧化还原液流电池，为了提高整体的能量效率，需求内部电阻(电池电阻)的降低、电解液透过电极时的压力损失的降低。作为其中一个手段，在集电板设置预定的流路，对电解液的流动进行控制(例如专利文献1和专利文献2)。
例如专利文献1和专利文献2所示，在集电板设置预定的流路的情况下，在电解液中产生的电子经由构成集电板的流路的壁部而被授受。因此，壁部与电极的接触状态会对氧化还原液流电池的电池电阻带来影响。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2015-122231号公报
专利文献2：日本特表2015-505147号公报
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，目的是在壁部上提高电极与集电板的接触面积，得到电池电阻低的氧化还原液流电池。
本发明人发现通过控制集电板的壁部上的表面状态，能够使电极与集电板的接触状态良好，降低氧化还原液流电池的电池电阻。
即、本发明为解决上述课题，提供以下的集电板和氧化还原液流电池。
(1)本发明的一方案涉及的集电板，至少在一面具有流通电解液的多个流路，位于所述多个流路之间的壁部的第1面的算术表面粗糙度(Ra)为1μm以上且300μm以下，所述壁部的第1面是所述壁部在所述一面侧的露出面。
(2)上述方案涉及的集电板，可以设为：所述壁部的宽度为0.5mm以上且30mm以下。
(3)上述方案涉及的集电板，可以设为：还具有包围预定区域的周缘壁，所述预定区域包含所述流路，在所述周缘壁的第1面设有凹凸，所述周缘壁的第1面是所述周缘壁在所述一面侧的露出面，所述凹凸形成在与所述周缘壁的延伸方向交叉的方向上。
(4)上述方案涉及的集电板，可以设为：还具有包围预定区域的周缘壁，所述预定区域包含所述流路，在所述周缘壁的第1面，沿着与所述周缘壁的延伸方向正交的方向测定出的表面粗糙度(Ra)大于沿着所述周缘壁的延伸方向测定出的表面粗糙度(Ra)，所述周缘壁的第1面是所述周缘壁在所述一面侧的露出面。
(5)本发明的一方案涉及的氧化还原液流电池，具备：离子交换膜；上述方案涉及的集电板；以及配置于所述离子交换膜与所述集电体之间的电极，所述集电板以所述第1面朝向电极侧的方式配置。
(6)上述方案涉及的氧化还原液流电池，可以设为：所述电极包含碳纤维，所述壁部的第1面的算术表面粗糙度(Ra)是所述碳纤维的纤维直径的1.0倍以上且100倍以下，所述壁部的第1面是所述壁部在所述一面侧的露出面。
本发明的一方案涉及的氧化还原液流电池，电极与集电板的接触面积大，能够减小电池电阻。
附图说明
图1是第1实施方式涉及的氧化还原液流电池的截面示意图。
图2是从层叠方向俯视第1实施方式涉及的氧化还原液流电池的电池框架内所收纳的集电板的图。
图3是将图2所示的第1实施方式涉及的氧化还原液流电池沿A-A面切断的集电板的截面示意图。
图4是将第1实施方式涉及的氧化还原液流电池的集电板的主要部分放大的立体示意图。
图5是将图2所示的第1实施方式涉及的氧化还原液流电池沿A-A面切断的截面示意图。
图6是表示第1实施方式涉及的氧化还原液流电池的电解液的流动的图。
具体实施方式
以下，适当参照附图对氧化还原液流电池进行详细说明。以下的说明中使用的附图，有时为了便于理解本发明的特征会将特征部分放大显示，各构成要素的尺寸比例等有时会与实际不同。以下的说明中例示的材质、尺寸等只是一例，并不限定本发明，可以在不变更主要条件的范围内适当变更。
(第1实施方式)
图1是第1实施方式涉及的氧化还原液流电池的截面示意图。
图1所示的氧化还原液流电池100具有离子交换膜10、集电板20和电极30。集电板20和电极30被电池框架40包围外周。电极30设置在由离子交换膜10、集电板20和电池框架40形成的电极室K内。电池框架40防止向电极室K供给的电解液泄漏到外部。
图1所示的氧化还原液流电池100具有多个单电池CE层叠而成的单电池层叠结构。单电池CE的层叠数可以根据用途而适当变更，也可以仅设为单电池。通过将多个单电池CE串联，可得到实用的电压。一个单电池CE由离子交换膜10、夹持离子交换膜10的作为正极和负极发挥作用的两个电极30、以及夹持两个电极30的集电板20构成。
以下，有时会将单电池CE层叠的单电池层叠结构的层叠方向简称为“层叠方向”，将与单电池层叠结构的层叠方向垂直的面方向称为“面内方向”。
<离子交换膜>
离子交换膜10可优选使用阳离子交换膜。具体而言，可举出具有磺基的全氟碳聚合物、具有磺基的烃系高分子化合物、掺杂有磷酸等无机酸的高分子化合物、一部分被质子传导性的官能团置换了的有机/无机混合聚合物、使高分子基质浸渗磷酸溶液或硫酸溶液而形成的质子传导体等。这些之中，优选具有磺基的全氟碳聚合物，更优选Nafion(注册商标)。
<集电板>
集电板20是具有向电极30授受电子的作用的集电体。集电板20在其两面能够作为集电体使用的情况下，也被称为双极板。本实施方式涉及的集电板更优选用于氧化还原液流电池。
集电板20可以使用具有导电性的材料。例如可以使用含有碳的导电性材料。具体而言，可举出由石墨和有机高分子化合物构成的导电性树脂、或是将石墨的一部分置换为炭黑和类金刚石碳中的至少一者而得到的导电性树脂、将碳与树脂捏合成型的成型材料。这些之中，优选使用将碳与树脂捏合成型的成型材料。
图2是从层叠方向俯视电池框架40内所收纳的集电板20的图。
在集电板20的离子交换膜10侧的表面设有多个流路C。在多个流路C的槽之间的位置形成有壁部(内部壁22)。也可以说是设有多个内部壁22，在内部壁22与内部壁22之间形成流路C。在集电板20的离子交换膜10侧的表面形成有凹部20A。图3是将图2所示的第1实施方式涉及的氧化还原液流电池沿A-A面切断的集电板的截面示意图。如图3所示，凹部20A由用于嵌入后述的第1电极31的部分和流路C构成。另外，在集电板20的一面，可以设有划分凹部20A的周缘壁21。周缘壁21包围含有流路C的预定区域，被该周缘壁21包围的区域包含凹部20A，例如是具有四边形、大致四边形、长方形等任意选择的形状的区域。在被周缘壁21包围的凹部20A内，从周缘壁21的开口部21i供给电解液。
从周缘壁21的开口部21i供给的电解液，优选在遍布凹部20A整个内表面之后，从排出路径23排出。通过电解液在凹部20A内的面内方向上遍布整个面，能够在面内方向整个面利用电极30。其结果，氧化还原液流电池的电池电阻减小，并且充放电特性提高。
图4是将集电板20的主要部分放大的立体图。如图4所示，优选在周缘壁21的第1面21a(形成有流路的一面侧(图中上面侧)的露出面)设有阻碍电解液流动的凹凸。周缘壁21的第1面21a朝向层叠方向，可以称为与电极30或离子交换膜10相对的面。凹凸形成在与周缘壁21的延伸方向D交叉的方向上。图2、图4中的箭头方向表示延伸方向D。凹凸是指例如图4那样的条纹状的槽。
如果在周缘壁21的第1面21a上形成在与延伸方向D交叉的方向上具有周期性的凹凸，则电解液难以从凹部20A向排出路径23流动。即、在电解液充分遍及凹部20A整个内表面之前，会阻碍电解液从周缘壁21的第1面21a上通过而向排出路径23流动。其结果，电解液充分遍及凹部20A整个内表面，电解液向电极30的面内方向整个面供给。
周缘壁21的第1面21a可以不必是凹凸形状。例如，可以是在周缘壁21的第1面21a中，沿着与周缘壁21的延伸方向D正交的方向测定出的表面粗糙度(Ra)大于沿着周缘壁21的延伸方向D测定出的表面粗糙度(Ra)的结构。根据该结构，能够阻碍电解液从凹部20A向排出路径23流动。另外，也可以在周缘壁21的第1面21a，沿着周缘壁21的延伸方向D形成槽。
内部壁22构成(形成)在凹部20A内流动电解液的流路C。对于流路C的形状和由多个流路C规定的内部壁22的形状没有特别限定。
图2所示的内部壁22具有流路C从开口部21i起沿一方向延伸的第1流路C1、以及与第1流路C1连接并从第1流路C1起向交叉的方向分支的第2流路C2。被供给的电解液沿着第1流路C1流动，并且向第2流路C2扩散。即、电解液容易在凹部20A的面内方向扩散。
集电板20的结构不限于图2的结构，可以采用各种结构。
图4是将集电板20的主要部分放大的立体图。图4所示的内部壁22的第1面22a(多个流路之间的内部壁在一面侧(图中上面侧)的露出面)是配置于离子交换膜10一侧的面。内部壁22的第1面22a朝向层叠方向，可以被称为与电极30相对的面。图4中，将内部壁22之间的流路C的截面形状以矩形图示。流路C的截面形状也可以是半圆状、三角形状。
内部壁22的第1面22a与电极30直接接触。本实施方式中，内部壁22的第1面22a的算术表面粗糙度(Ra)为1μm以上且300μm以下，优选为2μm以上且250μm以下，更优选为5μm以上且200μm以下。算术表面粗糙度是基于JIS B 0601测定的。测定长度设为2mm，测定任意三个点，求出所得到的Ra的平均值。算术表面平均值也被称为平均表面粗糙度或简称为表面粗糙度。
通过内部壁22的第1面22a具有预定的表面粗糙度，使电极30与内部壁22的接触面积增大。如果电极30与内部壁22的接触面积大，则在电解液中产生的电子的授受变得顺利，使氧化还原液流电池的电池电阻降低。
另外，氧化还原液流电池是通过将分别作为单独构件的集电板20、电极30、离子交换膜10层叠，并从层叠方向夹持而组合形成的。因此，有时电极30相对于集电板20的位置会在面内方向上发生偏移。如果电极30相对于集电板20的位置发生偏移，则会产生不从电极30通过的电解液的流动，导致氧化还原液流电池的充放电容量降低。
如果内部壁22的第1面22a具有预定的表面粗糙度，会使组装氧化还原液流电池时的电极30的位置确定稳定化。即、避免氧化还原液流电池的充放电容量降低。
另外，内部壁22的第1面22a与构成电极30的碳纤维的接触状态也是用于提高集电板20与电极30的接触面积的一大因素。
例如，在相对于内部壁22的第1面22a的平均表面粗糙度(Ra)，构成电极30的碳纤维的纤维直径非常大的情况下，碳纤维无法进入第1面22a的凹凸内。该情况下，碳纤维与第1面22a的凹凸点接触。
为了增大电极30与集电板20的接触面积，优选碳纤维与第1面22a的凹凸面接触。因此，内部壁22的第1面22a的算术表面粗糙度(Ra)优选为后述的构成电极30的碳纤维的纤维直径的1.0倍以上且100倍以下，更优选为1.2倍以上且50倍以下。如果内部壁22的第1面22a在该范围内，则能够进一步增大电极30与集电板20的接触面积。
在相对于内部壁22的第1面22a的表面粗糙度(Ra)，构成电极30的碳纤维的纤维直径非常大的情况下，碳纤维无法进入第1面22a的凹凸内。该情况下，碳纤维与第1面22a的接触为点接触。与此相对，通过使内部壁22的第1面22a的表面粗糙度(Ra)在上述范围内，能够使碳纤维进入凹凸内，碳纤维与第1面22a面接触。其结果，电极30与集电板20的接触面积增大。
内部壁22的宽度W优选为0.5mm以上且30mm以下，更优选为0.5mm以上且10mm以下。电解液沿着流路C供给。因此，如果将位于(存在于)流路C上的电极30与位于内部壁22上的电极30相比，则位于流路C上的电极30更容易被供给电解液。内部壁22的宽度W越窄，越容易向内部壁22上的电极30供给电解液。
氧化还原液流电池中的反应在电解液与电极30的界面发生。因此，通过使内部壁22的宽度充分小，能够在面内方向上供给足够的电解液，抑制电池电阻的增加，并且避免氧化还原液流电池的充放电容量降低。
另外，内部壁22构成用于流动电解液的流路。因此，通过内部壁22具有一定程度的厚度，能够确保充分的强度。其结果，具有容易加工等优点。
<电极>
图5是将第1实施方式涉及的氧化还原液流电池沿着图2中的A-A面切断的截面示意图。
电极30可以使用包含碳纤维的导电性片。在此提到的碳纤维是纤维状碳，例如可举出碳纤维、碳纳米管等。通过电极30包含碳纤维，电解液与电极30的接触面积增加，氧化还原液流电池100的反应性提高。
特别是在电极30包含直径为1μm以下的碳纳米管的情况下，碳纳米管的纤维直径小，能够增大电解液与电极30的接触面积。另一方面，在电极30包含直径为1μm以上的碳纤维的情况下，该导电性片强固，难以破裂。作为包含碳纤维的导电性的片，例如可以使用碳毡、碳纸、碳纳米管片等。
电极30可以在层叠方向上构成为一层，也可以构成为多层。例如图5所示，电极30可以是从集电板20侧起具有第1电极31、第2电极32和液体流出层33的结构。
第1电极31嵌合在集电板20的凹部20A，位于比周缘壁21的第1面21a靠集电板20侧。详细而言，第1电极31嵌合在凹部20A之中被周缘壁21的侧面和内部壁22的第1面22a包围的区域。第2电极32位于比周缘壁21的第1面21a靠离子交换膜10侧，遍布于被电池框架40包围的区域整个面。液体流出层33优选遍布于被电池框架40包围的区域整个面，与第2电极32相比容易流通电解液。液体流出层33可以是具有多个能够流通液体的孔的多孔性片，可以不必具有导电性。
以上说明了为提高集电板20与电极30的接触面积，构成电极30的碳纤维的纤维直径与内部壁22的第1面22a的平均表面粗糙度(Ra)的关系十分重要。在电极30由多层构成的情况下，与内部壁22接触的电极层、即图5中第1电极31所含的碳纤维的纤维直径十分重要。
另外，在与内部壁22接触的电极30(或第1电极31)由多种纤维构成的情况下，优选相对于电极30(或第1电极31)中的纤维直径大的碳纤维的纤维直径，确定内部壁22的第1面22a的平均表面粗糙度(Ra)。纤维直径大的碳纤维是指通过光学显微镜、扫描型电子显微镜(SEM)等以1cm见方的视场观察与集电板20接触的电极30的表面中粗的纤维。纤维直径大的碳纤维的纤维直径取三根粗纤维的平均直径。
第1电极31优选通液性高于第2电极32。如果第1电极31的面内方向的通液性高于第2电极32的层叠方向的通液性，则流入电极室K内的电解液的流动会被第2电极32阻碍，使电解液在面内方向扩散。如果电解液在凹部20A的面内方向整个面扩散，则容易使电解液更均匀地流入第2电极32整个面。
液体流出层33为多孔质，将从第2电极32流出的电解液向排出路径引导。因此，液体流出层33优选通液性高于第2电极32。如果液体流出层33的面内方向的通液性高于第2电极32的层叠方向的通液性，则第2电极32的排出路23附近的电解液的流动差异减少。其结果，能够利用第2电极32的整个面进行充放电反应，使电池电阻降低。如果将导电性的材料用于液体流出层33，得到构成电极30的一部分的电极(第3电极)，则电池电阻进一步降低。作为导电性材料，可以使用在第1电极31中例示的材料。
通液性可以通过达西定律透过率(以下有时简称为透过率)来评价。达西定律通常用于表示多孔性介质的透过率，方便起见也适用于多孔性材料以外的构件。此时，对于不均匀且具有各向异性的构件，采用透过率最低的方向的透过率。
达西定律透过率k(m2)是根据使粘度为μ(Pa·sec)的液体通液的构件的截面积S(m2)、构件的长度L(m)、通液流量Q(m3/sec)时的构件的液体流入侧与液体流出侧的压差ΔP(Pa)，通过由下式表示的液体的渗透通量(m/sec)的关系计算的。
第1电极31的透过率与第2电极32的透过率相比优选为100倍以上，更优选为300倍以上，进一步优选为1000倍以上。作为能够实现该关系的具体例，可举出作为第1电极31使用由纤维直径为1μm以上的碳纤维等构成的碳毡、碳纸等，作为第2电极32使用由纤维直径为1μm以下的碳纳米管等构成的碳纳米管片的情况。再者，第1电极31的透过率是指面内方向的透过率，第2电极32的透过率是指层叠方向(面内方向的法线方向)的透过率。
液体流出层33优选通液性高于第2电极32。这是为了使通过了第2电极32的电解液迅速向排出路径23排出。液体流出层33的透过率与第2电极32的透过率相比优选为50倍以上，更优选为100倍以上，进一步优选为300倍以上，特别优选为1000倍以上。作为能够实现该关系的具体例，作为液体流出层33可以使用在第1电极31中例示的材料。再者，液体流出层33的透过率是指面内方向的透过率。
<氧化还原液流电池的工作>
利用图6，对氧化还原液流电池100的工作的一例进行说明。图6是表示第1实施方式涉及的氧化还原液流电池100的电解液的流动的图。
从设置于电池框架40的流入口向氧化还原液流电池100的电极室K供给电解液。被供给到电极室K内的电解液与电极室K内的电极30反应。在反应时产生的离子经由离子交换膜10在电极30之间流通，进行充放电。反应后的电解液从设置于电池框架40的流出口排出。
在电极室K内，电解液从周缘壁21的开口部21i向凹部20A内供给(流动f11)。被供给的电解液沿着内部壁22流动，在凹部20A的面内方向扩散(流动f12)。电解液通过电极30从排出路径23排出(流动f13)。
如上所述，根据本实施方式涉及的氧化还原液流电池，能够增大电极与集电板的接触面积。因此，通过电极与集电板的接触面积增大，能够使在电解液中产生的电子的授受变得顺利，降低氧化还原液流电池的电池电阻。
另外，根据本实施方式涉及的氧化还原液流电池，氧化还原液流电池的组装精度提高。因此，能够避免氧化还原液流电池的充放电容量降低。
以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于特定的实施方式，可以在权利要求的范围内记载的本发明的主要条件的范围内进行各种变形、变更。
实施例
(实施例1)
[构件的准备]
准备由包含碳的树脂复合体构成的50mm×50mm的平板的集电板20。被电池框架40包围的电极室K的面内方向的截面的大小为50mm×50mm。
集电板20如图2所示设为通过内部壁22而具有第1流路C1和第2流路C2的结构。周缘壁21的宽度为1.5mm，内部壁22的宽度为1mm，第1流路C1的宽度为1mm，第2流路C2的宽度为1mm。内部壁22和第2流路C2以第1流路C1为基准线对称地配置。在第1流路C1的一面侧配置23个内部壁22、24个第2流路C2。同样的结构也设置在第1流路C1的另一面侧。
内部壁22的第1面22a的算术表面粗糙度为27μm。对内部壁22的第1面22a吹送陶瓷粒子进行喷丸处理。喷丸处理改变陶瓷粒子的喷射量而进行，得到预定的粗糙度。再者，喷丸处理是在形成第1流路C1和第2流路C2之前进行的。
电极30使用在层叠方向上层叠了3层的电极。第1电极31使用碳纤维片A。构成电极30的碳纤维的纤维直径为8μm。即、内部壁22的第1面22a的算术表面粗糙度(Ra)为碳纤维的纤维直径的3.4倍。
第1电极的透过率是通过将11枚50mm×50mm的第1电极重叠，在截面积为1.35cm2(宽度50mm、高度2.7mm)、长度为5cm的透过率测定单元中在层叠方向上压缩设置而测定的。在透过率测定单元中以0.5cm/sec的渗透通量流通水(20℃)，测定层叠的第1电极的压差(出口压力-入口压力)，算出透过率。实施例1中使用的第1电极的透过率为3.5×10-11m2。
第2电极使用了导电性片，该导电性片使用了碳纳米管。导电性片是如以下这样制作的。
将平均纤维直径为150nm、平均纤维长度为15μm的第1碳纳米管和平均纤维直径为15nm、平均纤维长度为3μm的第2碳纳米管在纯水中混合。关于混合比率，相对于第1碳纳米管和第2碳纳米管的合计100质量份，分别为90质量份和10质量份。进而添加作为水溶性导电性高分子的聚异硫茚磺酸。相对于第1碳纳米管和第2碳纳米管的合计100质量份，所添加的水溶性导电性高分子的混合比率为1质量份。
利用湿式喷磨机对所得到的混合液进行处理，得到碳纳米管的分散液。向该分散液中进一步添加相对于第1碳纳米管、第2碳纳米管以及碳纤维的合计100质量份为50质量份的平均纤维直径为7μm、平均纤维长度为0.13mm的碳纤维。然后，通过磁力搅拌器搅拌混合液，使碳纳米管等分散。将该分散液在滤纸上过滤，与滤纸一起脱水之后，通过压机压缩并干燥，制作包含碳纳米管的导电性片。
由于压差ΔP与长度L成正比，因此通过与实际作为电池使用时(实施例1的第2电极)的长度不同的长度L来评价所制作的导电性片的透过率。通过将30枚制作的导电性片重叠，以总厚度为1cm的方式，在两面配置由φ0.10mm的Ni线构成的60网格的Ni网片并进行压缩，设置在截面积为1.35cm2(宽度50mm、高度2.7mm)、长度为1cm的透过率测定单元中进行测定。在透过率测定单元中以0.5cm/sec的渗透通量流通水(20℃、粘度＝1.002mPa·sec)，测定层叠的导电性片的压差(出口压力-入口压力)，算出透过率。导电性片(实施例1中使用的第2电极)的透过率为2.7×10-13m2。
作为液体流出层，准备具有多孔质性的碳纤维(CF)纸(SGL公司制，GDL10AA)。CF纸的透过率是通过将11枚50mm×50mm的CF纸重叠，在截面积为1.35cm2(宽度50mm、高度2.7mm)、长度为5cm的透过率测定单元中在层叠方向上压缩设置而测定的。在透过率测定单元中以0.5cm/sec的渗透通量流通水(20℃)，测定层叠的CF纸的压差(出口压力-入口压力)，算出透过率。实施例1中使用的液体流出层的透过率为4.1×10-11m2。
作为离子交换膜10，使用Nafion N212(注册商标，杜邦公司制)。该离子交换膜10的厚度约为50μm。
将准备好的构件依次层叠，组装出实施例1的氧化还原液流二次电池。氧化还原液流二次电池采用层叠5层单电池的电池堆结构。作为正极电解液，使用了4价的钒离子浓度为1.8mol/L的4.5mol/L-H2SO4水溶液。作为负极电解液，使用了3价的钒离子浓度为1.8mol/L的4.5mol/L-H2SO4水溶液。电解液量分别为200mL。
测定所得到的氧化还原液流电池的电池电阻。实施例1的氧化还原液流电池的电池电阻为0.7Ω·cm2。
(实施例2)
实施例2的氧化还原液流电池，与实施例1的不同在于：将内部壁22的第1面22a的算术表面粗糙度设为2μm，并且将第1电极31变更为碳纤维片B(碳纤维直径为1.5μm)。实施例2中，在与实施例1相比喷射量和喷射压力更小的条件下进行表面粗糙化。内部壁22的第1面22a的算术表面粗糙度(Ra)是碳纤维的纤维直径的1.3倍。其它结构与实施例1相同。实施例2的氧化还原液流电池的电池电阻为0.68Ω·cm2。
(实施例3)
实施例3的氧化还原液流电池，与实施例1的不同在于：将内部壁22的第1面22a的算术表面粗糙度设为3.5μm，并且将第1电极31变更为碳纤维片C(碳纤维直径为5μm)。实施例3中，与实施例2相比仅增大喷射量而进行表面粗糙化。其它结构与实施例1相同。内部壁22的第1面22a的算术表面粗糙度(Ra)是电极的碳纤维的纤维直径的0.7倍。实施例3的氧化还原液流电池的电池电阻为0.75Ω·cm2。
(比较例1)
比较例1的氧化还原液流电池，与实施例1的不同在于：内部壁22的第1面22a的算术表面粗糙度为500μm。使用与实施例1相比粒径更大的陶瓷粒子，在与实施例1相比喷射量和喷射压力更大的条件下进行表面粗糙化。其它结构与实施例1相同。比较例1的氧化还原液流电池的电池电阻为1.5Ω·cm2。
(比较例2)
比较例2的氧化还原液流电池，与实施例1的不同在于：内部壁22的第1面22a的算术表面粗糙度为0.5μm。在与实施例2相比喷射量和喷射压力更小的条件下进行表面粗糙化。其它结构与实施例1相同。比较例2的氧化还原液流电池的电池电阻为1.2Ω·cm2。
表1
如表1所示，实施例1～3与比较例1和2相比，电池电阻小。这是由于通过内部壁的第1面具有一定程度的表面粗糙度，使得该面与相接触的第1电极的接触状态良好。
产业可利用性
本发明的集电板和氧化还原液流电池中，电极与集电板的接触面积大，能够减小电池电阻。因此，本发明能够很好地应用于大容量蓄电池的氧化还原液流电池。
附图标记说明
10离子交换膜，20集电板，20A凹部，21周缘壁，21a周缘壁的第1面，21i开口部，22内部壁，22a内部壁的第1面，23排出路径，30电极，31第1电极，32第2电极，33液体流出层，40电池框架，100氧化还原液流电池，CE单电池，K电极室，C流路，C1第1流路，C2第2流路，W内部壁的宽度。

Claims (6)

1.一种集电板，至少在一面具有流通电解液的多个流路，
位于所述多个流路之间的壁部的第1面的算数表面粗糙度Ra为1μm以上且300μm以下，所述壁部的第1面是所述壁部在所述一面侧的露出面。
2.根据权利要求1所述的集电板，
所述壁部的宽度为0.5mm以上且30mm以下。
3.根据权利要求1或2所述的集电板，
还具有包围预定区域的周缘壁，所述预定区域包含所述流路，
在所述周缘壁的第1面设有凹凸，所述周缘壁的第1面是所述周缘壁在所述一面侧的露出面，
所述凹凸形成在与所述周缘壁的延伸方向交叉的方向上。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的集电板，
还具有包围预定区域的周缘壁，所述预定区域包含所述流路，
在所述周缘壁的第1面，沿着与所述周缘壁的延伸方向正交的方向测定出的表面粗糙度Ra大于沿着所述周缘壁的延伸方向测定出的表面粗糙度Ra，所述周缘壁的第1面是所述周缘壁在所述一面侧的露出面。
5.一种氧化还原液流电池，具备：
离子交换膜；
权利要求1～4的任一项所述的集电板；以及
配置于所述离子交换膜与所述集电体之间的电极，
所述集电板以所述第1面朝向电极侧的方式配置。
6.根据权利要求5所述的氧化还原液流电池，
所述电极包含碳纤维，
所述壁部的第1面的算术表面粗糙度Ra是所述碳纤维的纤维直径的1.0倍以上且100倍以下，所述壁部的第1面是所述壁部在所述一面侧的露出面。
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