CN109997269B

CN109997269B - 氧化还原液流电池

Info

Publication number: CN109997269B
Application number: CN201780005366.XA
Authority: CN
Inventors: 池内淳夫; 林清明
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2017-11-02
Filing date: 2017-11-02
Publication date: 2022-03-01
Anticipated expiration: 2037-11-02
Also published as: KR102427531B1; US20190237781A1; EP3706222A4; TW201919270A; KR20200081169A; US10950879B2; JP6948596B2; AU2017378609A1; TWI785084B; JPWO2019087366A1; CN109997269A; EP3706222A1; WO2019087366A1

Abstract

一种氧化还原液流电池，包括：正极电解液箱容器，其容纳用于存储正极电解液的正极电解液箱；负极电解液箱容器，其容纳用于存储负极电解液的负极电解液箱；以及电池容器，其容纳电池单元、正极电解液循环机构以及负极电解液循环机构，所述电池单元包括正极电极、负极电极和隔膜，所述正极电解液循环机构被配置成将正极电解液供应并循环到所述电池单元，所述负极电解液循环机构被配置成将负极电解液供应并循环到所述电池单元。

Description

氧化还原液流电池

技术领域

本发明涉及氧化还原液流电池。

背景技术

作为存储从通过太阳能发电、风力发电等获得的自然能源而产生电力的大容量蓄电池，氧化还原液流电池(RF电池)已为人所知。RF电池包括：具有多个电池单元的单元堆；正极电解液箱和负极电解液箱，其用于存储正极电解液和负极电解液；供应管路，其用于将正极电解液和负极电解液供应到电池单元；排放管路，其用于从电池单元排放正极电解液和负极电解液；以及泵，其用于循环正极电解液和负极电解液(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本未审专利公报2012-099368

发明内容

根据本公开的氧化还原液流电池包括：正极电解液箱容器，其容纳用于存储正极电解液的正极电解液箱；负极电解液箱容器，其容纳用于存储负极电解液的负极电解液箱；以及电池容器，其容纳包括正极电极、负极电极和隔膜的电池单元、被构造成将正极电解液供应并且循环到电池单元的正极电解液循环机构；以及被构造成将负极电解液供应并且循环到电池单元的负极电解液循环机构。

附图说明

图1是根据实施例的交叉堆叠型氧化还原液流电池的示意性立体图。

图2是根据实施例的交叉堆叠型氧化还原液流电池的另一实例的示意性立体图。

图3是根据所述实施例的平行堆叠型氧化还原液流电池的示意性立体图。

图4是根据所述实施例的平行堆叠型氧化还原液流电池的另一实例的示意性立体图。

图5是根据所述实施例的共线堆叠型氧化还原液流电池的示意性立体图。

图6是根据所述实施例的共线堆叠型氧化还原液流电池的另一实例的示意性立体图。

图7是部分截面图，其示意性地示出了沿着图1的VII-VII线截取的氧化还原液流电池的状态。

图8是部分截面图，其示意性地示出了沿着图1的VIII-VIII线截取的氧化还原液流电池的状态。

图9是根据所述实施例的氧化还原液流电池的示意图。

图10是示意性截面图，其示出了根据所述实施例的氧化还原液流电池中所包含的电池容器内的单元堆。

图11是根据所述实施例的氧化还原液流电池中所包含的单元堆的示意图。

图12是部分截面图，其示意性地示出了根据修改例的氧化还原液流电池中所包含的连接结构的布置位置。

图13是部分截面图，其示意性地示出了根据修改例的氧化还原液流电池中所包含的连接结构的布置位置的另一实例。

图14是部分截面图，其示意性地示出了根据修改例的氧化还原液流电池中所包含的连接结构的布置位置的另一实例。

图15是部分截面图，其示意性地示出了根据修改例的氧化还原液流电池中所包含的连接结构的布置位置的另一实例。

具体实施方式

【本公开所解决的问题】

通常，氧化还原液流电池(RF电池)在其安装位置通过将单元堆连接到正极电解液箱和负极电解液箱、管路等来进行组装。然而在安装位置处无法始终确保充足的工作空间，因此在一些状况下，组装操作可能变得复杂。因此，已研究使用如下工序：在整体能够容纳RF电池的壳体(例如，容器)内对RF电池进行组装，并且将包含RF电池的壳体运输到安装位置。然而，当安装之后电池容量、电池输出等设计发生改变时，因为RF电池整体容纳在一个壳体中，所以由于壳体的容量的限制，难以替换为具有较大容量的电解液箱或单元数量较多的单元堆。

因此，目的是提供这样一种氧化还原液流电池：能够容易对电池容量和电池输出的设计进行改变。

【本公开的效果】

根据本公开，能够容易对电池容量和电池输出的设计进行改变。

<<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。

(1)根据本发明的一方面的氧化还原液流电池包括：正极电解液箱容器，其容纳用于存储正极电解液的正极电解液箱；负极电解液箱容器，其容纳用于存储负极电解液的负极电解液箱；以及电池容器，其容纳电池单元、正极电解液循环机构以及负极电解液循环机构，所述电池单元包括正极电极、负极电极和隔膜，所述正极电解液循环机构被构造成将所述正极电解液供应并且循环到所述电池单元，所述负极电解液循环机构被构造成将所述负极电解液供应并且循环到所述电池单元。

在上述构造中，能够容易地对电池容量、电池输出等设计进行改变。原因是，电池单元和其它部件、正极电解液箱和负极电解液箱被容纳在不同的容器中。所述容器自身能够易于替换，并且通过对容纳对应构件的容器自身来进行替换，就能够替换需要改变设计的构件(电池单元和电解液箱)。当所述箱容器和电池容器自身被替换为具有不同尺寸的容器时，可以改变其中所容纳的电解液量以及电池单元的数量，并且可以改变RF电池的电池容量和电池输出。虽然下文将描述细节，但例如在电池容量增大(减小)的情况下，所述两个箱容器可被替换为较大(较小)的箱容器；并且在电池输出增大(减小)的状况下，所述电池容器可被替换为较大(较小)的电池容器。

(2)在所述氧化还原液流电池的实施例中，所述正极电解液循环机构包括正极电解液供应管路和正极电解液排放管路，所述正极电解液供应管路用于将所述正极电解液供应到所述电池单元，所述正极电解液排放管路用于从所述电池单元排放所述正极电解液；所述负极电解液循环机构包括负极电解液供应管路和负极电解液排放管路，所述负极电解液供应管路用于将所述负极电解液供应到所述电池单元，所述负极电解液排放管路用于从所述电池单元排放所述负极电解液；

其中，所述正极电解液箱包括正极电解液往路管和正极电解液复路管，所述正极电解液往路管用于将所述正极电解液从所述正极电解液箱发送到所述正极电解液供应管路，所述正极电解液复路管用于使得所述正极电解液从所述正极电解液排放管路返回到所述正极电解液箱；所述负极电解液箱包括负极电解液往路管和负极电解液复路管，所述负极电解液往路管用于将所述负极电解液从所述负极电解液箱发送到所述负极电解液供应管路，所述负极电解液复路管用于使得所述负极电解液从所述负极电解液排放管路返回到所述负极电解液箱；并且其中，所述氧化还原液流电池还包括多个连接结构，所述多个连接结构以可拆卸的方式将所述正极电解液供应管路、所述负极电解液供应管路、所述正极电解液排放管路和所述负极电解液排放管路分别连接到所述正极电解液往路管、所述负极电解液往路管、所述正极电解液复路管和所述负极电解液复路管。

在上述构造中，可容易对电池容量、电池输出等设计进行改变。原因是，当由于电池容量、电池输出等设计发生改变而替换容器自身时，可容易拆卸管路。通常，电解液流动管路利用粘合剂、熔融结合等方式而相互连接，以彼此不会分离。因此，一旦流动管路相互连接，则管路的拆卸操作可能极其复杂。

(3)在氧化还原液流电池的实施例中，所述电池容器被放置在所述正极电解液箱容器和所述负极电解液箱容器中的至少一个的顶盖上。

在上述构造中，通过将所述容器布置成至少部分地相互堆叠，可以减小氧化还原液流电池的安装区域。

此外，与三个容器(即，正极电解液箱容器、负极电解液箱容器和电池容器)以彼此间隔的方式布置在同一平面上的情况相比，可增大容器之间的接触面积A。因此，与所述三个容器以彼此间隔的方式布置在同一平面上时的、所述三个容器的总表面积Sa相比，当所述电池容器被放置在所述正极电解液箱容器和负极电解液箱容器中的至少一个的顶盖上时的、所述三个容器的总表面积Sb可以减小接触面积A。可从公式“总表面积Sa-接触面积A”来确定总表面积Sb。因此，可容易地增大由公式“{1-(总表面积Sb)/(总表面积Sa)}x 100”所确定的表面积减小率Sc(％)。因此，可以减少用于覆盖各个箱容器的外周的暴露部分、以抑制因外部环境所致的电解液的温度改变的绝热材料的用量，并且可简化利用绝热材料进行覆盖的操作，从而降低成本。

此外，通过将相对较重的所述箱容器放置在下侧上、并将相对较轻的所述电池容器放置在所述箱容器上，从而与通过颠倒上下容器来堆叠容器的状况相比，重心较低。因此，即使对所述容器进行堆叠，也可稳定地安装RF电池。此外，可抑制下侧上的所述容器的变形。

(4)在根据项目(3)的氧化还原液流电池的实施例中，所述电池容器延伸跨过所述正极电解液箱容器和所述负极电解液箱容器并且在所述正极电解液箱容器和所述负极电解液箱容器之间延伸，并且所述电池容器被均匀放置在所述正极电解液箱容器和所述负极电解液箱容器的所述顶盖上。

在上述结构中，因为所述电池容器被均匀地放置在两个箱容器的顶盖上，所以可稳定地放置电池容器。

(5)在根据项目(4)的氧化还原液流电池的实施例中，所述正极电解液箱容器和所述负极电解液箱容器以彼此间隔的方式平行布置，从而所述正极电解液箱容器和所述负极电解液箱容器的纵向方向相互平行，并且所述电池容器被放置成：所述电池容器的纵向方向正交于所述正极电解液箱容器和所述负极电解液箱容器的纵向方向。

在上述配置中，因为易于增加三个所述容器之间的接触面积A，所以容易减小总表面积Sb，并且容易增大表面积减小率Sc。

(6)在根据项目(4)的氧化还原液流电池的实施例中，所述正极电解液箱容器和所述负极电解液箱容器被平行地布置，以使得所述正极电解液箱容器和所述负极电解液箱容器的纵向方向相互平行，并且所述正极电解液箱容器和所述负极电解液箱容器的侧表面相互接触，并且所述电池容器被放置成：所述电池容器的纵向方向平行于所述正极电解液箱容器和所述负极电解液箱容器的纵向方向。

在上述构造中，与根据项目(5)的氧化还原液流电池相比，容易增大三个容器之间的接触面积A。因此，容易减小总表面积Sb，并且容易增大表面积减小率Sc。通过使两个箱容器的侧表面相互接触，从而与根据项目(5)的、两个箱容器以彼此间隔的方式而布置的氧化还原液流电池相比，可容易增大三个容器之间的接触面积A。此外，因为两个箱容器的侧表面相互接触，并且电池容器被放置成使得其纵向方向平行于两个箱容器的纵向方向，所以电池容器的底部可完全与两个箱容器接触。因此，与根据项目(5)的、电池容器的底部仅部分地与两个箱容器接触的氧化还原液流电池相比，可增大三个容器之间的接触面积A。

(7)在根据项目(4)到(6)中任一项的氧化还原液流电池的实施例中，正极电解液循环机构和负极电解液循环机构分别包括用于循环所述正极电解液和所述负极电解液的正极电解液泵和负极电解液泵，并且当从侧面观察所述电池容器的内部时，所述正极电解液泵和所述负极电解液泵被布置在关于所述电池容器的左右方向上的中心对称的位置处。

在上述构造中，因为电池容器的内部构件均匀地容纳在左侧和右侧上，所以容易抑制电池容器的重心的偏离。

<<本发明的实施例的详细描述>>

下文将参照附图来描述根据本发明的实施例的氧化还原液流(RF)电池的细节。在附图中，相同附图标记表示相同部件。根据所述实施例的RF电池通常经由交流/直流转换器而连接到发电单元(例如，太阳能发电设备、风力发电设备或一般发电厂)与负载(例如，消耗装置)之间，对由发电单元产生的电力进行充电并存储，并且将所存储的电力放电并供应到负载。所述充电和放电通过以下方式进行：将含有作为活性材料的金属离子(例如，钒离子、钛离子、锰离子等)电解液用作正极电解液和负极电解液中的每一个，并利用正极电解液中所包含离子的氧化-还原电位与负极电解液中所含有的离子的氧化-还原电位之间的差，所述金属离子的化合价因氧化-还原而改变。

<<RF电池>>

将参照图1到图11来描述根据实施例的RF电池1。RF电池1包括电池单元200(图10和图11)、正极电解液箱30(图9)、负极电解液箱40、正极电解液循环机构230、负极电解液循环机构240和控制单元260。正极电解液箱30和负极电解液箱40存储正极电解液和负极电解液。正极电解液循环机构230和负极电解液循环机构240将正极电解液和负极电解液供应并循环到电池单元200。控制单元260控制正极电解液和负极电解液在正极电解液循环机构230和负极电解液循环机构240中的循环。RF电池1的特定之一在于，RF电池1包括电池容器2、正极电解液箱容器3以及负极电解液箱容器4，所述电池容器2容纳电池单元200、正极电解液循环机构230和负极电解液循环机构240以及控制单元260，所述正极电解液箱容器3容纳正极电解液箱30，所述负极电解液箱容器4容纳负极电解液箱40，三个容器2、3和4容纳不同的构件(图1到图6、图9)。下文将描述细节。在图7到图11中，黑箭头指示电解质的流动。

【电池容器以及正极电解液箱容器和负极电解液箱容器】

如上所述，电池容器2容纳电池单元200、正极电解液循环机构230和负极电解液循环机构240以及控制单元260。下文将描述电池容器2所容纳构件的细节。正极电解液箱容器3容纳正极电解液箱30，并且负极电解液箱容器4容纳负极电解液箱40。电池容器2、正极电解液箱容器3和负极电解液箱容器4容纳不同构件。因此，可容易对电池容量、电池输出等设计进行改变。原因是，电池单元200等、正极电解液箱30和负极电解液箱40可容纳在不同容器中。因此，虽然下文将描述细节，但通过将电池容器2以及箱容器3和4自身替换为尺寸不同的容器，可改变RF电池1的电池容量和电池输出。所述容器自身可容易替换，并且可通过替换容纳对应构件的容器自身来替换需要改变设计的构件(电池单元200以及正极电解液箱30和负极电解液箱40)。

【所述容器的概述】

每个所述容器2、3和4的类型通常是干式容器。每个所述容器2、3和4的形状通常是长方体。所述容器2、3和4均包括安装在预期安装位置上的长方形底部、被布置成面向所述底部的长方形顶部、将所述底部的长边连接到所述顶部的长边的两个侧壁以及将所述底部的短边连接到所述顶部的短边的两个端壁。所述侧壁和端壁设有可打开/可关闭的门，以使得工人可进入容器(未示出)的内部。所述容器2、3和4例如均由钢(例如，一般轧制结构钢SS400)制成。

每个容器2、3和4的尺寸可根据RF电池1的电池容量、电池输出等来适当地选择。例如，在大(小)容量RF电池1中，可选择大(小)箱容器3和4，在高(低)输出RF电池1的情况下，可选择大(小)电池容器2。以此方式，可增大(减小)被容纳在容器2、3和4中的正极电解液和负极电解液的量以及电池单元的数量。根据ISO标准(例如，ISO 1496-1:2013)的海运容器可用作容器2、3和4中的每一个。可用作容器2、3和4中的每一个的容器的典型实例包括20ft容器、40ft容器以及45ft容器，并且还包括更高的容器，例如，20ft高立方容器、40ft高立方容器以及45ft高立方容器。

关于例如图1、图3和图5所示容器2、3和4的尺寸，三个容器2、3和4可具有相同尺寸。此外，如图2、图4和图6所示，通过相比于图1、图3和图5所示两个容器3和4的尺寸来增大两个箱容器3和4的尺寸，电池容器2和两个箱容器3和4可具有不同尺寸。在如图2、图4和图6所示电池容器2和两个箱容器3和4具有不同尺寸的情况下，作为电池容器2，可使用小于两个箱容器3和4的容器。

【三个容器的布置】

三个容器2、3和4可布置在同一平面上，或如图1到图6所示，所述容器可被布置成在竖直方向上以两层堆叠。通过将所述容器相互堆叠，可减小RF电池1的安装区域。此外，与三个容器2、3和4彼此相隔而布置在同一平面上的情况(下文中，可称为“非堆叠型”)相比，可增大所述容器之间的接触面积A。因此，与非堆叠型中的三个容器2、3和4的总表面积Sa(容器2、3和4的表面积的总和)相比，当所述容器相互堆叠时，能够将三个容器2、3和4的总表面积Sb减小接触面积A。可从公式“总表面积Sa-接触面积A”来确定总表面积Sb。因此，能够容易增大由公式“{1-(总表面积Sb)/(总表面积Sa)}x 100”所确定的表面积减小率Sc(％)。因此，可以减小用于覆盖箱容器3和4的外周的暴露部分、以抑制因外部环境导致的电解液的温度改变的绝热材料的用量，并且可简化利用绝热材料进行覆盖的操作，从而降低成本。

在三个容器2、3和4堆叠的情况下，优选地，所述容器以两层堆叠，两个箱容器3和4布置在下侧，电池容器2被放置在上侧，以与正极电解液箱容器3和负极电解液箱容器4中的至少一个的顶盖重叠。以此方式，通过将相对较重的箱容器3和4放置在下侧、并将相对较轻的电池容器2放置在箱容器3和4上，从而与通过颠倒上下容器来堆叠容器的情况相比，重心较低。因此，即使在堆叠容器2、3和4时，也可稳定地安装RF电池1。此外，能够抑制下侧上的容器(箱容器3和4)的变形。

优选地，位于上侧的电池容器2延伸跨过位于下侧的正极电解液箱容器3和负极电解液箱容器4，并且在正极电解液箱容器3和负极电解液箱容器4之间延伸，并被均匀地放置在正极电解液箱容器3和负极电解液箱容器4的顶盖上。表述“被均匀地放置在……上”表示：当俯视RF电池1时，电池容器2与正极电解液箱容器3之间的重叠面积与电池容器2与负极电解液箱容器4之间的重叠面积基本相同。因此，电池容器2可被稳定地放置在两个箱容器3和4的顶盖上。容器2、3和4的堆叠方式可根据RF电池1的安装位置等来适当地选择，并且其实例包括交叉堆叠型(图1和图2)、平行堆叠型(图3和图4)以及共线堆叠型(图5和图6)。

(交叉堆叠型)

在如图1和图2所示的交叉堆叠型中，两个箱容器3和4左右平行地布置，以使得其纵轴方向相互平行，电池容器2被放置在两个箱容器3和4的顶盖上，以使得电池容器2的纵向方向与箱容器3和4的纵向方向交叉(在此实例中为正交)。虽然下文将描述细节，但在交叉堆叠型中，因为与非堆叠型相比，容易增大三个容器之间的接触面积A，所以容易减小总表面积Sb，并且容易增大表面积减小率Sc。在此类型中，两个箱容器3和4的侧表面面向彼此。

优选地，位于下侧的两个箱容器3和4被设置为在面向彼此的侧表面之间留有预定距离。所述预定距离例如是这样的距离：放置在两个箱容器3和4的顶盖上的电池容器2在两个箱容器3和4的平行方向上不向外突出。尤其是，当俯视RF电池1时，所述距离优选被设定成使得电池容器2的短边与箱容器3和4的平行方向上的外侧长边重叠。在此情况下，由两个箱容器3和4的轮廓所围绕的区域基本可由“(电池容器2的纵向方向上的长度)x(两个箱容器3和4的纵向方向上的长度)”表示。因此，可减小RF电池1的安装区域。此外，虽然电池容器2的底部的一部分(纵向方向上的中间部分)无法堆叠在箱容器3和4的顶盖上，但电池容器2的四个角部可被放置在箱容器3和4的顶盖上。通常，容器的角度的强度较高。因此，因为电池容器2的四个角部可被放置在两个箱容器3和4的顶盖上，所以电池容器2可被稳定地放置在两个箱容器3和4的顶盖上。

电池容器2在两个容器3和4的顶盖上的放置位置可以是箱容器3和4的纵向方向上的中心，但优选是在箱容器3和4的纵向方向上的一个端壁侧上(图1和图2所示图纸的后侧上)，如图1(图2)所示。也就是说，电池容器2被放置成靠近所述箱容器3和4的纵向方向上的一个端侧。具体来说，当俯视RF电池1时，使得电池容器2的长边与两个箱容器3和4的短边重叠。此时，电池容器2的短边与箱容器3和4的平行方向上的外侧长边重叠。因此，电池容器2的四个角度中的两个角部均可与箱容器3或4的角部重叠。因此，电池容器2可被稳定地放置在两个箱容器3和4的顶盖上。

此外，工人可容易从电池容器2的一个侧表面(从图1和图2中的图纸的前侧)进入电池容器2的内部，并且可容易进行电池容器2的内部的维护。原因是，因为电池容器2被放置成靠近两个箱容器3和4的纵向方向上的一个端侧(图1和图2所示图纸的后侧)，所以在两个箱容器3和4的纵向方向上的另一端侧上，可以确保工人在两个箱容器3和4的顶盖上具有宽裕空间。优选地，可以在两个箱容器3和4之间架设工作板，以便于工人易于工作。当从电池容器2的另一侧表面(从图1和图2所示图纸的后侧)进入电池容器2的内部时，可暂时在电池容器2的另一侧表面侧上设置具有预定高度的平台(工作台)。

此外，在电池容器2的放置位置是两个箱容器3和4的纵向方向上的中心的情况下，可以从电池容器2的两侧表面进入到内部。在此情况下，在箱容器3和4中的、与电池容器2的短边重叠的位置处设置加强柱，尤其是，在箱容器3和4中的、与电池容器2的角部重叠的位置处设置加强柱。原因是，箱容器3和4的纵向方向上的中心的强度不如其角部的强度高。

优选地，箱容器3和4的外周的暴露部分由绝热材料(未示出)覆盖。因此，容易抑制因外部环境所致的电解液的温度改变。例如，优选的是，由绝热材料(未示出)覆盖除了箱容器3和4中与电池容器2重叠的区域之外的外周(包括面向彼此的侧表面)。

(平行堆叠型)

在如图3和图4所示的平行堆叠型中，两个箱容器3和4平行地布置，以使得其纵轴方向相互平行，电池容器2被放置在两个箱容器3和4的顶盖上，以使得电池容器2的纵向方向平行于两个箱容器3和4的纵向方向(堆叠成所谓的堆集捆束结构)。虽然下文将描述细节，但在平行堆叠型中，因为与交叉堆叠型相比，可增大三个容器之间的接触面积A，所以容易减小总表面积Sb，并且容易增大表面积减小率Sc。在此类型中，如同交叉堆叠型，两个箱容器3和4的侧表面面向彼此。

不同于交叉堆叠型，位于下侧的两个箱容器3和4优选被布置成使得其侧表面基本在整个区域上相互接触，并且在面对的侧表面之间基本上没有间隔。因此，与交叉堆叠型相比，可进一步减小RF电池1的安装面积。通过使两个箱容器3和4的侧表面相互接触，从而与两个箱容器3和4彼此间隔布置的交叉堆叠型相比，可增大三个容器2、3和4之间的接触面积A。此外，因为电池容器2的底部的基本整个区域可与两个箱容器3和4接触，所以与电池容器2的底部仅部分地与两个箱容器接触的交叉堆叠型相比，可增大三个容器2、3和4之间的接触面积A。因此，因为电池容器2的底部的基本整个区域可堆叠在两个箱容器3和4的顶盖上，所以可稳定地放置电池容器2。此外，不同于交叉堆叠型，因为工人可从电池容器2的两侧表面进入电池容器2的内部，所以可以暂时不设置平台。原因是，可在箱容器3和4的平行方向上的外侧上(在与面向彼此的侧相对的侧上)的顶盖上确保工作空间。此外，因为可以减小两个箱容器3和4的彼此面对的侧表面之间的空间，所以绝热材料可以不布置在彼此面对的侧表面上，从而可简化利用绝热材料进行覆盖的操作，从而降低成本。

例如，如同交叉堆叠型，在如图4所示、两个箱容器3和4的尺寸被设定为大于电池容器2的尺寸的情况下，电池容器2在两个容器3和4的顶盖上的放置位置优选位于箱容器3和4的纵向方向上的一个端壁侧上(图4所示图纸的后侧上)。具体来说，当俯视RF电池1时，使得电池容器2的一条短边与两个箱容器3和4的短边重叠。在此情况下，优选地，在箱容器3和4的顶部上的、与电池容器2的另一条短边重叠的位置处设置用于加强顶部的加强梁3b和4b。此外，优选地，在箱容器3和4的侧壁处的、对应于电池容器2的另一条短边的位置处(与加强梁3b和4b位于相同的平面上)设置加强柱。在图4中，仅示出位于负极电解液箱容器4的一个侧壁处的加强柱4c，而省略了另一侧壁处(面对正极电解液箱容器3的一侧上)的加强柱以及正极电解液箱容器3的两个侧壁处的加强柱。

此外，在两个箱容器3和4的纵向方向上的中心处将电池容器2放置在两个箱容器3和4的顶部上的情况下，优选地，加强梁被设置在箱容器3和4的顶部上的、与电池容器2的短边重叠的位置处。此外，优选地，加强柱被设置在箱容器3和4的侧壁上的、对应于电池容器2的短边的位置处。

(共线堆叠型)

在如图5和图6所示的共线堆叠型中，两个箱容器3和4串联地布置，以使得其纵轴方向相互共线，并且电池容器2被放置在两个箱容器3和4的顶盖上，以使得电池容器2的纵向方向与两个箱容器3和4的纵向方向共线。虽然下文将描述细节，但在共线堆叠型中，因为与交叉堆叠型相比，可增大三个容器之间的接触面积A，所以容易减小总表面积Sb，并且容易增大表面积减小率Sc。在此类型中，两个箱容器3和4的端面彼此面向。三个容器2、3和4的纵向方向全部共线。

如同平行堆叠型，位于下侧的两个箱容器3和4优选被布置成使得其端面在基本整个区域上相互接触，而箱容器3和4的端面之间基本上没有间隔。因此，如同平行堆叠型，可减小RF电池1的安装区域。两个箱容器3和4的端面相互接触，并且电池容器2的底部的基本整个区域也可与两个箱容器3和4接触。因此，与两个箱容器3和4相互之间间隔布置并且电池容器2的底部仅部分地与箱容器3和4接触的交叉堆叠型相比，可增大三个容器2、3和4之间的接触面积A。因此，因为电池容器2的底部的基本整个区域堆叠在两个箱容器3和4的顶盖上，所以可稳定地放置电池容器2。因为可以减小两个箱容器3和4的面对端面之间的空间，所以绝热材料可以不布置在面对的端面上。在工人从电池容器2的两侧表面进入电池容器2的内部的情况下，可暂时设置平台。

【容器之间的电解液的循环】

RF电池1包括被构造成使得正极电解液和负极电解液在电池容器2与箱容器3之间以及电池容器2与箱容器4之间循环的正极电解液循环通道和负极电解液循环通道。如图7和图8所示(适当参看图9和图10所示)，正极电解液循环通道以及负极电解液循环通道包括正极电解液供应管路231和负极电解液供应管路241、正极电解液排放管路232和负极电解液排放管路242、正极电解液往路管31和负极电解液往路管41、正极电解液复路管32和负极电解液复路管42以及连接结构5。在此实例中，在构成电池容器2的底部的底板2b以及构成箱容器3和4的顶部的顶板3u和4u中的相互重叠的位置处形成有用于插通循环通道的贯通孔，并且在构成正极电解液箱30和负极电解液箱40的顶部的顶板30u和40u中的对应于所述重叠位置的位置处形成有贯通孔。所述贯通孔相互重叠，以便面向彼此(图7和图8)。

(正极电解液供应管路和负极电解液供应管路以及正极电解液排放管路和负极电解液排放管路)

正极电解液供应管路231和负极电解液供应管路241分别将正极电解液和负极电解液供应到正极电极单元202和负极电极单元203，正极电解液排放管路232和负极电解液排放管路242分别从正极电极单元202和负极电极单元203排放正极电解液和负极电解液。在此实例中，正极电解液供应管路231和负极电解液供应管路241以及正极电解液排放管路232和负极电解液排放管路242布置在电池容器2内。正极电解液供应管路231和负极电解液供应管路241的一端分别连接到正极电解液往路管31和负极电解液往路管41，正极电解液供应管路231和负极电解液供应管路241的另一端分别连接到正极电极单元202和负极电极单元203。正极电解液排放管路232和负极电解液排放管路242的一端分别连接到正极电极单元202和负极电极单元203，正极电解液排放管路232和负极电解液排放管路242的另一端分别连接到正极电解液复路管32和负极电解液复路管42。

(正极电解液往路管和负极电解液往路管以及正极电解液复路管和负极电解液复路管)

正极电解液往路管31和负极电解液往路管41分别将正极电解液和负极电解液发送到正极电解液供应管路231和负极电解液供应管路241，正极电解液复路管32和负极电解液复路管42分别使正极电解液和负极电解液从正极电解液排放管路232和负极电解液排放管路242返回到正极电解液箱30和负极电解液箱40。在此实例中，正极电解液往路管31和负极电解液往路管41以及正极电解液复路管32和负极电解液复路管42被设置成从正极电解液箱30和负极电解液箱40的内部延伸，并朝向箱容器3和4的外部突出，并且穿过贯通孔而到达电池容器2的内部。中间构件(例如，橡胶喷嘴)设置在正极电解液往路管31和负极电解液往路管41以及正极电解液复路管32和负极电解液复路管42中的每一个与电解液箱30或40中的对应贯通孔之间的空间中，所述中间构件填充该空间，以防止电解液从该空间泄漏。正极电解液往路管31和负极电解液往路管41以及正极电解液复路管32和负极电解液复路管42分别固定在箱容器3和4的顶板3u和4u上，以防止纵向方向上的位置偏移。例如，通过以下方式进行上述固定：将安装在正极电解液往路管31和负极电解液往路管41以及正极电解液复路管32和负极电解液复路管42中的每一个上的凸缘(未示出)拧到箱容器3或4的顶板3u或4u中的对应贯通孔周围。

正极电解液往路管31和负极电解液往路管41中的每一个的一个端部朝向正极电解液箱30或负极电解液箱40内的对应正极电解液或负极电解液开放。正极电解液往路管31和负极电解液往路管41中的每一个的一个端部的高度方向上的位置被设定为低于对应电解液箱30或40的最低液位(未示出)。在此实例中，电解液往路管31和41中的每一个的另一端部连接到电池容器2内的对应电解液供应管路231或241。以此方式，正极电解液往路管31与正极电解液供应管路231之间以及负极电解液往路管41与负极电解液供应管路241之间的连接部分(连接结构5)布置在电池容器2内。

正极电解液复路管32和负极电解液复路管42中的每一个的一个端部朝向对应电解液箱30或40内的气相开放。正极电解液复路管32和负极电解液复路管42中的每一个的一个端部在高度方向上的位置被设定为高于对应电解液箱30或40的最高液位(在图7到图9中由双点划线指示)。在此实例中，正极电解液复路管32和负极电解液复路管42中的每一个的另一端部连接到电池容器2内的对应电解液排放管路232或242。以此方式，正极电解液复路管32与正极电解液排放管路232之间以及负极电解液复路管42与负极电解液排放管路242之间的连接部分(连接结构5)布置在电池容器2内。

作为用于管路231、232、241和242、正极电解液往路管31和负极电解液往路管41以及正极电解液复路管32和负极电解液复路管42的构成材料，可使用不与电解液反应并对电解液具有优良抗性的材料。其具体实例包含聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)和橡胶。此外，关于管路231、232、241和242、正极电解液往路管31和负极电解液往路管41以及正极电解液复路管32和负极电解液复路管42，可均使用这样的管路：其包括由金属制成的管状构件以及覆盖所述管状构件的与电解液接触位置的覆层。作为管状构件，例如可使用不锈钢管。用于所述覆层的材料的实例包括上文所述的树脂和橡胶。

(连接结构)

所述连接结构5分别将正极电解液供应管路231和负极电解液供应管路241以及正极电解液排放管路232和负极电解液排放管路242连接到正极电解液往路管31和负极电解液往路管41以及正极电解液复路管32和负极电解液复路管42。在此实例中，如上所述，正极电极侧上的管路231与往路管31之间以及管路232与复路管32之间的连接结构5的布置位置以及负极电极侧上的管路241与往路管41之间以及管路242与复路管42之间的连接结构5的布置位置位于电池容器2内，但不特别受限，如下文所述的修改例，可以适当地选择上述布置位置。

优选的是，正极电极侧和负极电极侧上的连接结构5(正极电解液往路管31和负极电解液往路管41分别与正极电解液供应管路231和负极电解液供应管路241之间的连接以及正极电解液复路管32和负极电解液复路管42分别与正极电解液排放管路232和负极电解液排放管路242之间的连接)是可拆卸的。因此，可容易进行电池容量、电池输出等设计的改变。原因是，当由于电池容量、电池输出等设计发生改变而替换容器自身时，可容易拆卸管路。通常，电解液流动管路通常使用熔融结合等而相互连接，从而无法相互拆卸。因此，一旦管路相互连接，拆卸操作可能极其复杂。

优选地，正极电极侧和负极电极侧上的连接结构5能够膨胀和收缩。在此情况下，当正极电解液往路管31和负极电解液往路管41分别连接到正极电解液供应管路231和负极电解液供应管路241并且正极电解液复路管32和负极电解液复路管42分别连接到正极电解液排放管路232和负极电解液排放管路242时，容易对准管路，因此可容易进行连接管路的操作。例如，柔性接头可用于正极电极侧和负极电极侧上的连接结构5。

此处，用于打开和关闭正极电解液循环通道或负极电解液循环通道的阀门6被置于连接结构5(柔性接头)与正极电解液供应管路231和负极电解液供应管路241之间以及连接结构5(柔性接头)与正极电解液排放管路232和负极电解液排放管路242之间。可适当地选择阀门6的类型，其实例包含蝶形阀、闸阀、球心阀、球阀和隔膜阀。

【容纳在电池容器内的构件】

如上所述，电池容器2容纳电池单元200、正极电解液循环机构230和负极电解液循环机构240(图9)。

【电池单元】

电池单元200由隔膜201分隔为正极电极单元202和负极电极单元203，所述隔膜201允许氢离子穿过其中进行渗透(图10和图11)。正极电极单元202包括正极电极204，正极电解液通过正极电解液循环机构230循环至此。负极电极单元203包括负极电极205，负极电解液通过负极电解液循环机构240循环至此。

【单元堆】

电池单元200通常形成图9和图10以及图11的下部视图所示被称为单元堆250的结构内。单元堆250的数量可以是一个或多个。在此实例中，示出单元堆250的数量是两个的情况(图9)。在单元堆250的数量是一个的情况下，单元堆250的布置位置优选是电池容器2的纵向方向上的中心。在单元堆250的数量是多个的情况下，多个单元堆250优选布置在关于电池容器2的纵向方向的中心对称的位置处。因此，可以抑制电池容器2的重心的偏离。

每个单元堆250被配置成使得被称为子堆251的层叠体(图11的下部视图)被夹在两个端板253之间，并且端板253通过紧固机构254来紧固。图11的下部视图中示出了包括多个子堆251的构造。如图10和图11的上部视图所示，子堆251通过如下方式形成：将具有双极板211以及围绕其外周的框架主体212的单元框架210、正极电极204、隔膜201和负极电极205依此顺序重复堆叠，并且供应/排放板252(图11的下部视图；图10中省略)设置在所述层叠体的两端上。电池单元200形成在两个相邻单元框架210的双极板211之间。两个相邻电池单元200中的一个电池单元的正极电极204(正极电极单元202)以及两个相邻电池单元200中的另一个电池单元的负极电极205(负极电极单元203)设置在双极板211的前侧和后侧，同时将双极板211夹在其间，单元框架210的框架主体212包括用于将电解液供应到电池单元200的内部的液体供应歧管213和液体供应狭缝214以及用于将电解液排放到电池单元200的外部的液体排放歧管215和液体排放狭缝216。诸如O形环或平封装件这样的环形密封构件220设置在两个相邻框架主体212之间的环形密封凹槽中，以能够抑制电解液从电池单元200泄漏。

【正极电解液循环机构和负极电解液循环机构】

正极电解液循环机构230和负极电解液循环机构240分别包括正极电解液供应管路231和负极电解液供应管路241、正极电解液排放管路232和负极电解液排放管路242以及正极电解液泵233和负极电解液泵243(图9)。正极电解液供应管路231和负极电解液供应管路241以及正极电解液排放管路232和负极电解液排放管路242如上所述。

(正极电解液泵和负极电解液泵)

正极电解液泵233和负极电解液泵243使正极电解液和负极电解液循环。具体来说，在充电和放电操作期间，通过正极电解液泵233和负极电解液泵243，正极电解液和负极电解液分别从正极电解液箱30和负极电解液箱40穿过正极电解液往路管31和负极电解液往路管41以及正极电解液供应管路231和负极电解液供应管路241供应到正极电极单元202和负极电极单元203，并且分别从正极电极单元202和负极电极单元203穿过正极电解液排放管路232和负极电解液排放管路242以及正极电解液复路管32和负极电解液复路管42排放到正极电解液箱30和负极电解液箱40。因此，实现到正极电极单元202和负极电极单元203的循环。在未执行充电和放电的待用期间，正极电解液泵233和负极电解液泵243停止工作，以使得正极电解液和负极电解液并未循环。作为正极电解液泵233和负极电解液泵243，可适当地选择任何类型，例如可使用自吸泵。在此实例中，正极电解液泵233和负极电解液泵243分别设置在正极电解液供应管路231和负极电解液供应管路241的中部。优选地，正极电解液泵233和负极电解液泵243布置在关于电池容器2的纵向方向的中心对称的位置处。因此，可以抑制电池容器2的重心的偏离。

【其它】

电池容器2可还容纳控制单元260、热交换器270等。

(控制单元)

控制单元260分别控制正极电解液和负极电解液在正极电解液循环机构230和负极电解液循环机构240中的循环。具体来说，控制单元260包括泵控制单元，所述泵控制单元控制设置在正极电解液循环机构和负极电解液循环机构中的正极电解液泵和负极电解液泵。作为控制单元260，例如可使用计算机等。此外，控制单元260可布置在三个容器2到4的外侧。

(热交换器)

热交换器270冷却正极电解液和负极电解液。正极电解液和负极电解液可通过自然冷却或使用例如风扇这样的单独设置的冷却机构进行的强制冷却来冷却。在此实例中，热交换器270的数量是多个(两个)，并且正极电解液和负极电解液被分别冷却。在此实例中，热交换器270的布置位置位于正极电解液排放管路232和负极电解液排放管路242的中间，但也可位于正极电解液供应管路231和负极电解液供应管路241的中间。由于电池反应，正极电解液和负极电解液产生热量。因此，通过将热交换器270的布置位置设定为位于正极电解液排放管路232和负极电解液排放管路242的中间，从而可以对正极电解液和负极电解液进行良好冷却。用于冷却正极电解液的热交换器270以及用于冷却负极电解液的热交换器270优选布置在关于电池容器2的纵向方向的中心对称的位置处。因此，可以抑制电池容器2的重心的偏离。

【容纳在箱容器内的构件】

正极电解液箱容器3和负极电解液箱容器4分别容纳正极电解液箱30和负极电解液箱40、正极电解液往路管31和负极电解液往路管41以及正极电解液复路管32和负极电解液复路管42。正极电解液往路管31和负极电解液往路管41以及正极电解液复路管32和负极电解液复路管42如上所述。

(正极电解液箱和负极电解液箱)

正极电解液箱30和负极电解液箱40均为盒状壳体，其形状与箱容器3和4相同，并且在此实例中是长方体。正极电解液箱30和负极电解液箱40的尺寸略小于箱容器3和4。作为正极电解液箱30和负极电解液箱40的构成材料，可使用与正极电解液供应管路231的覆层等所用树脂和橡胶相同的树脂和橡胶。利用如下中间构件来实现正极电解液往路管31和负极电解液往路管41以及正极电解液复路管32和负极电解液复路管42到电解液箱30和40的连接：所述中间构件填充正极电解液往路管31和负极电解液往路管41以及正极电解液复路管32和负极电解液复路管42中的每个与正极电解液箱30或负极电解液箱40中的对应贯通孔之间的空间。所述中间构件安装在正极电解液往路管31和负极电解液往路管41以及正极电解液复路管32和负极电解液复路管42上，以避免在正极电解液往路管31和负极电解液往路管41以及正极电解液复路管32和负极电解液复路管42的纵向方向上的位置偏移。

【其它】

正极电解液箱容器3和负极电解液箱容器4可还容纳气相连通管(正极电极气相插通管和负极电极气相插通管)以及压力调整机构(两者均未示出)，所述气相连通管将正极电解液箱30内的气相和负极电解液箱40内的气相相互连接，所述压力调整机构用于调整正极电解液箱30和负极电解液箱40中的每一个内的气相的压力。正极气相插通管的一端朝向正极电解液箱30内的气相开放，负极气相插通管的一端朝向负极电解液箱40内的气相开放。正极气相插通管的另一端以及负极气相插通管的另一端在所述箱容器中的一个内或两个箱容器3和4的外侧相互连接。对于此连接来说，可使用上述连接结构5那样的可拆卸连接结构，或能够膨胀和收缩的连接结构。作为压力调整机构，可使用响应于正极电解液箱30和负极电解液箱40中的每一个内的气相压力的改变而膨胀或收缩的已知压力调整袋。所述压力调整机构可设置在正极电解液箱30和负极电解液箱40中的每一个的内部或外侧。

【设计改变过程】

例如，如下所述，可对RF电池1的设计进行改变。

(电池容量的改变)

在电池容量增大(减小)的情况下，仅将图1(图2)、图3(图4)和图5(图6)中的每个所示的RF电池1的箱容器3和4替换为较大(较小)的箱容器3和4，如图2(图1)、图4(图3)和图6(图5)中的每个所示。首先，将安装在安装位置上的箱容器3和4上的电池容器2从箱容器3和4的顶部移动到不与箱容器3和4重叠的预定位置。接着，为了腾空安装位置，从所述安装位置移动所安装的箱容器3和4。接着，将较大(较小)的箱容器3和4移动到腾空的安装位置。然后，将已移动到预定位置的电池容器2放置在新安装的箱容器3和4上。容器自身可通过使用适当起重机等来移动。接着，在电池容器2内利用连接结构5来连接管路231、232、241和242、正极电解液往路管31和负极电解液往路管41以及正极电解液复路管32和负极电解液复路管42，以构建电解液循环通道(图7和图8)。

(电池输出的改变)

在电池输出增大(减小)的情况下，虽然未示出，但可将图1到图6中的每个所示的RF电池1的电池容器2替换为较大(较小)的电池容器2。在图1或图2所示的RF电池1的电池输出增大(减小)的情况下，在将较大(较小)的电池容器2放置在箱容器3和4上之前，可增大(减小)箱容器3和4之间的距离。在箱容器3和4之间的距离增大的情况下，可将空容器或与所述容器具有相同支撑强度的适当支撑件在箱容器3和4之间独立地布置于电池容器2的下侧上，以从下方支撑电池容器2。在图5或图6所示的RF电池1的情况下，因为仅替换放置在箱容器3和4上的电池容器2，所以可直接使用箱容器3和4，而无需进行移动。以与改变电池容量情况相同的方式进行管路的后续连接。此外，可通过增大电池容器2的数量来增大电池输出，而无需改变电池容器2的尺寸。此外，也可通过构造包括三个容器2、3和4的电池模块并增大电池模块的数量(安装更多的电池模块)来增大电池输出。

虽然下文将描述细节，但在涉及多个电池模块的状况下，即使每个电池模块是交叉堆叠型、平行堆叠型和共线堆叠型中的任一个，与每个电池模块是非堆叠型的情况相比，可增大容器之间的接触面积A。因此，容易减小总表面积Sb，并且容易增大表面积减小率Sc。

关于多个电池模块的布置，即使每个电池模块是交叉堆叠型、平行堆叠型和共线堆叠型中的任一个，也可以彼此间隔的方式而布置相邻的电池模块，或相邻电池模块被布置为其间基本没有间隔，以使得相邻电池模块相互接触。

<交叉堆叠型>

在涉及多个交叉堆叠型电池模块的情况下，例如，可使用以下三种布置(a)到(c)：

(a)在箱容器3和4的平行方向上布置电池模块。

(b)在与箱容器3和4的平行方向与垂直方向均正交的方向上布置电池模块。

(c)使用布置(a)与布置(c)两者。

在布置(a)中，例如，电池容器2的纵向方向相互共线，并且相邻电池模块的电池容器2的端面在基本整个区域上面向彼此(相互接触)。例如，相邻电池模块的箱容器3和4的侧面在基本整个区域上面向彼此(相互接触)。

在布置(b)中，例如，电池模块的箱容器3和4的相应纵向方向相互共线，并且相邻电池模块的箱容器3和4的相应端面在基本整个区域上面向彼此(相互接触)。相邻电池模块的电池容器2的侧面可在基本整个区域上相互接触，或可在基本整个区域上面向彼此，但彼此间隔而不相互接触。

<平行堆叠型>

在涉及多个平行堆叠型电池模块的情况下，例如，如同交叉堆叠型，可使用以下三种布置(a)到(c)：

(a)在箱容器3和4的平行方向上布置电池模块。

(c)使用布置(a)与布置(c)两者。

在布置(a)中，例如，相邻电池模块的箱容器3和4的侧表面在基本整个区域上面向彼此(相互接触)。相邻电池模块的电池容器2的侧表面在基本整个区域上面向彼此，且彼此间隔。

在布置(b)中，例如，电池模块的三个容器2、3和4的相应纵向方向相互共线，并且相邻电池模块的三个容器2、3和4的相应端面在基本整个区域上面向彼此(相互接触)。

<共线堆叠型>

在涉及多个共线堆叠型电池模块的情况下，例如，可使用以下三种布置(a)到(c)：

(a)在与箱容器3和4的串联方向与竖直方向均正交的方向上布置电池模块。

(b)在箱容器3和4的串联方向上布置电池模块。

(c)使用布置(a)与布置(c)两者。

在布置(a)中，例如，相邻电池模块的三个容器2、3和4的相应侧表面在基本整个区域上面向彼此(相互接触)。

在布置(b)中，例如，电池模块的三个容器2、3和4的相应纵向方向相互共线，并且相邻电池模块的箱容器3和4的端面在基本整个区域上面向彼此(相互接触)。相邻电池模块的电池容器2的侧表面在基本整个区域上面向彼此，且彼此间隔。

【应用】

出于使电力输出的变化稳定、在过度供应期间存储所产生的电力、平衡负载等目的，根据实施例1的RF电池1能够用作关于诸如太阳能发电或风力发电这样的自然能源发电的蓄电池。此外，根据实施例1的RF电池1可设置在一般发电厂中，并用作针对电压骤降/电力故障的对策并出于平衡负载的目的蓄电池。

【作用效果】

在根据实施例1的RF电池1中，可容易进行电池容量、电池输出等设计改变。原因是，电池单元200等、正极电解液箱30和负极电解液箱40可容纳在不同容器2、3和4中。所述容器自身可容易替换，并且通过替换容纳对应构件的容器2、3和4自身，便可以替换需要改变设计的构件(电池单元200以及正极电解液箱30和负极电解液箱40)。当将箱容器3和4和电池容器2自身替换为尺寸不同的容器2、3和4时，可改变其中所容纳的电解液量以及电池单元的数量，并且可改变RF电池1的电池容量和电池输出。此外，因为电池单元200等、正极电解液箱30和负极电解液箱40容纳在不同容器2、3和4中，所以安装部件的设计自由度较高。不同于改变设计，在因随时间而劣化、从而需要仅替换电池单元200或仅替换正极电解液箱30和负极电解液箱40的情况下，可容易通过将容器2、3和4自身替换为具有相同尺寸的容器来进行替换。

<<修改例>>

根据修改例1的RF电池与根据实施例的RF电池1的不同之处在于，正极电极侧上的管路231与往路管31之间以及管路232与复路管32之间的连接结构5的布置位置以及负极电极侧上的管路241与往路管41之间以及管路242与复路管42之间的连接结构5的布置位置并非位于电池容器2内，而是被设定在下文(1)到(4)所示的位置处。在修改例中，将主要描述与实施例1的不同之处，并且将省略关于与图1相同构造的描述。在下文描述中，将描述正极电极侧上的连接结构5的布置位置。负极电极侧上的连接结构5的布置位置可与正极电极侧上的连接结构5的布置位置相同。

(1)正极电极侧上的管路231与往路管31之间的连接结构5以及管路232与复路管32之间的连接结构5均可布置在三个容器2到4的外侧，如图12和图13所示。

如图12所示，用于插通正极电解液往路管31和正极电解液复路管32的贯通孔并未形成在电池容器2的底板2b以及正极电解液箱容器3的顶板3u中。用于插通正极电解液供应管路231和正极电解液排放管路232的贯通孔形成在构成电池容器2的端壁或侧壁的端板或侧板中。用于插通正极电解液往路管31和正极电解液复路管32的贯通孔形成在构成正极电解液箱容器3的侧壁或端壁的侧板或端板中。

如图13所示，用于插通正极电解液往路管31和正极电解液复路管32的贯通孔并未形成在电池容器2的底板2b中。用于插通正极电解液供应管路231和正极电解液排放管路232的贯通孔形成在电池容器2的侧板或端板中。用于插通正极电解液往路管31和正极电解液复路管32的贯通孔形成在正极电解液箱容器3的顶板3u中。

如图12和图13所示，正极电解液往路管31从正极电解液箱容器3的内部朝着正极电解液箱容器3的外部延伸穿过正极电解液箱容器3的贯通孔，并连接到连接结构5。正极电解液供应管路231从连接结构5延伸，穿过电池容器2的贯通孔，并引入电池容器2。正极电解液排放管路232从电池容器2朝着电池容器2的外部延伸穿过电池容器2的贯通孔，并连接到连接结构5。正极电解液复路管32从连接结构5延伸，穿过正极电解液箱容器3的贯通孔，并引入正极电解液箱容器3。如图12所示，连接结构5的布置位置可位于电池容器2的端板或侧板之外(正极电解液箱容器3的侧板或端板之外)，或可如图13所示，位于电池容器2的侧板或端板之外以及正极电解液箱容器3的顶板3u的顶板上方。

(2)正极电极侧上的管路231与往路管31之间的连接结构5以及管路232与复路管32之间的连接结构5中的一个可布置在电池容器2和正极电解液箱容器3其中之一内，并且另一连接结构5可布置在三个容器2到4的外侧。

如图14和图15所示，连接结构5中的一个可例如布置在电池容器2内，或可布置在正极电解液箱容器3内(但未示出)。如图14所示，连接结构5中的一个可以是将正极电解液供应管路231连接到正极电解液往路管31的连接结构5，或如图15所示，所述连接结构5可以是将正极电解液排放管路232连接到正极电解液复路管32的连接结构5。

如图14(图15)所示，用于插通正极电解液往路管31(正极电解液复路管32)的贯通孔形成在电池容器2的底板2b以及正极电解液箱容器3的顶板3u中。用于插通正极电解液排放管路232(正极电解液供应管路231)的贯通孔形成在电池容器2的端板或侧板中。用于插通正极电解液复路管32(正极电解液往路管31)的贯通孔形成在正极电解液箱容器3的侧板或端板中。

如图14所示，正极电解液往路管31和正极电解液供应管路231如参照图7的实施例中所述。也就是说，正极电解液往路管31从正极电解液箱容器3的内部延伸，穿过正极电解液箱容器3和电池容器2的贯通孔，被引入电池容器2，并连接到连接结构5。正极电解液供应管路231连接到连接结构5，并布置在电池容器2内。正极电解液排放管路232和正极电解液复路管32如参照图12的上文所述。

如图15所示，正极电解液往路管31和正极电解液供应管路231如参照图12的上文所述。另一方面，正极电解液排放管路232和正极电解液复路管32如参照图7的实施例所述。也就是说，正极电解液排放管路232布置在电池容器2内，并连接到连接结构5。正极电解液复路管32从连接结构5延伸，穿过电池容器2和正极电解液箱容器3的贯通孔，并被引入正极电解液箱容器3。

如图14(图15)所示，正极电解液供应管路231(正极电解液排放管路232)与正极电解液往路管31(正极电解液复路管32)之间的连接结构5的布置位置可位于电池容器2内，并且正极电解液复路管32(正极电解液往路管31)与正极电解液排放管路232(正极电解液供应管路231)之间的连接结构5的布置位置可位于电池容器2的端板或侧板之外(位于正极电解液箱容器3的侧板或端板之外)。

(3)正极电极侧上的管路231与往路管31之间的连接结构5以及管路232与复路管32之间的连接结构5均可布置在正极电解液箱容器3内，但未示出。

(4)正极电极侧上的管路231与往路管31之间的连接结构5以及管路232与复路管32之间的连接结构5中的一个可布置在电池容器2内，另一连接结构5可布置在正极电解液箱容器3内，但未示出。

<<计算例1>>

针对每个计算对象，电池模块的数量被设定为一个。针对交叉堆叠型、平行堆叠型和共线堆叠型布置中的每一个，计算所述容器之间的接触面积A、总表面积Sb和表面积减小率Sc。此处，在每个类型中，以下文所述的7个样式(P1到P7)组合三个容器。所述容器被堆叠为两层。两个箱容器被布置在下侧上，一个电池容器被放置在上侧，以在两个箱容器的顶盖上均匀地延伸跨过位于下侧的两个箱容器并其间延伸。根据公式“非堆叠型的总表面积Sa-接触面积A”来确定总表面积Sb。通过公式“{1-(总表面积Sb)/(总表面积Sa)}x 100”来确定表面积减小率Sc(％)。其计算结果示出在表1中。

P1：三个容器全部是20ft容器。

P2：三个容器全部是20ft高立方容器。

P3：电池容器是20ft容器，两个箱容器是40ft容器。

P4：电池容器是20ft高立方容器，两个箱容器是40ft高立方容器。

P5：三个容器全部是40ft容器。

P6：三个容器全部是40ft高立方容器。

P7：电池容器是20ft高立方容器，两个箱容器是45ft高立方容器。

[表1]

如表1表示，在交叉堆叠型、平行堆叠型和共线堆叠型中的每一个中，即使在三个容器的组合呈样式P1到P7中的任一个的情况下，接触面积A也大于非堆叠型的接触面积。这是因为，非堆叠型的接触面积是0(零)。因此，在交叉堆叠型、平行堆叠型和共线堆叠型中的每一个中，即使在三个容器的组合呈样式P1到P7中的任一个的情况下，总表面积Sb也小于非堆叠型的总表面积Sa。也就是说，即使在三个容器的组合呈样式P1到P7中的任一个的情况下，也可增大交叉堆叠型、平行堆叠型和共线堆叠型中的每一个的表面积减小率Sc。具体来说，表面积减小率Sc可以是5％或更大。明确地说，在平行堆叠型和共线堆叠型中，与交叉堆叠型相比，可增大接触面积A，因此，可减小总表面积Sb，以增大表面积减小率Sc。

<<计算例2>>

电池模块的数量在2到20的范围中变化。针对交叉堆叠型、平行堆叠型和共线堆叠型电池模块中的每一个，计算容器之间的接触面积A、总表面积Sb和表面积减小率Sc。关于每个电池模块中的三个容器的组合，针对每一类型而设定两个样式，即，计算例1中的样式P2和P4。表2中示出三个容器以样式P2组合在每个电池模块的情况下的计算结果，表3示出P4情况下的计算结果。

当使用交叉堆叠型电池模块时，电池模块布置在箱容器的平行方向上。具体来说，电池容器的纵向方向相互共线，并且相邻电池模块的电池容器的端面在基本整个区域上相互接触。相邻电池模块的箱容器的侧表面在基本整个区域上相互接触。

当使用平行堆叠型电池模块时，电池模块布置在箱容器的平行方向上。具体来说，相邻电池模块的箱容器的侧表面在基本整个区域上相互接触。相邻电池模块的电池容器的侧表面在基本整个区域上面向彼此，但彼此间隔而不相互接触。

当使用共线堆叠型电池模块时，电池模块布置在与箱容器的串联方向和竖直方向均正交的方向上。具体来说，相邻电池模块的三个容器的相应侧表面在基本整个区域上相互接触。

[表2]

[表3]

如表2和表3所示，在交叉堆叠型、平行堆叠型和共线堆叠型中的每一个中，即使在每个电池模块中的三个容器的组合呈样式P2或P4的情况下，接触面积A也大于非堆叠型的接触面积(＝0)，并且随着电池模块的数量增大而增大。在交叉堆叠型、平行堆叠型和共线堆叠型中的每一个中，即使在每个电池模块中的三个容器的组合呈样式P2或P4的情况下，当针对相同数量的电池模块而比较时，总表面积Sb也小于非堆叠型的总表面积Sa。在交叉堆叠型、平行堆叠型和共线堆叠型中的每一个中，即使在每个电池模块中的三个容器的组合呈样式P2或P4的情况下，表面积减小率Sc也较大。尤其是，在交叉堆叠型、平行堆叠型和共线堆叠型中，表面积减小率Sc随着电池模块的数量增大而增大。随着电池模块的数量增大，接触面积A可增大，总表面积Sb可减小，并且表面积减小率Sc可增大。虽然取决于堆叠类型和电池模块的数量，但表面积减小率Sc可以是50％或更大。

本发明不限于上文所述的实例，但本发明的范围由随附权利要求书限定，并且希望包含在等同于权利要求书的含义和范围内的所有修改。

附图标记列表

1 氧化还原液流电池(RF电池)

2 电池容器

2b 底板

200 电池单元

201 隔膜

202 正极电极单元

204 正极电极

203 负极电极单元

205 负极电极

210 单元框架

211 双极板

212 框架主体

213 液体供应歧管

214 液体供应狭缝

215 液体排放歧管

216 液体排放狭缝

220 密封构件

230 正极电解液循环机构

231 正极电解液供应管路

232 正极电解液排放管路

233 正极电解液泵

240 负极电解液循环机构

241 负极电解液供应管路

242 负极电解液排放管路

243 负极电解液泵

250 单元堆

251 子堆

252 供应/排放板

253 端板

254 紧固机构

260 控制单元

270 热交换器

3 正极电解液箱容器

3u 顶板

3b 加强梁

30 正极电解液箱

30u 顶板

31 正极电解液往路管

32 正极电解液复路管

4 负极电解液箱容器

4u 顶板

4b 加强梁

4c 加强柱

40 负极电解液箱

40u 顶板

41 负极电解液往路管

42 负极电解液复路管

5 连接结构

6 阀门

Claims

1.一种氧化还原液流电池，包括：

正极电解液箱容器，所述正极电解液箱容器容纳用于存储正极电解液的正极电解液箱；

负极电解液箱容器，所述负极电解液箱容器容纳用于存储负极电解液的负极电解液箱；以及

电池容器，所述电池容器容纳电池单元、正极电解液循环机构以及负极电解液循环机构，所述电池单元包括正极电极、负极电极和隔膜，所述正极电解液循环机构被构造成将所述正极电解液供应并且循环到所述电池单元，所述负极电解液循环机构被构造成将所述负极电解液供应并且循环到所述电池单元，

其中，所述正极电解液箱容器、所述负极电解液箱容器及所述电池容器分别由不同的容器构成，各容器自身能够分别替换，并且

其中，所述电池容器被放置在所述正极电解液箱容器和所述负极电解液箱容器中的至少一个的顶盖上。

2.根据权利要求1所述的氧化还原液流电池，

其中，所述正极电解液循环机构包括正极电解液供应管路和正极电解液排放管路，所述正极电解液供应管路用于将所述正极电解液供应到所述电池单元，所述正极电解液排放管路用于从所述电池单元排放所述正极电解液；所述负极电解液循环机构包括负极电解液供应管路和负极电解液排放管路，所述负极电解液供应管路用于将所述负极电解液供应到所述电池单元，所述负极电解液排放管路用于从所述电池单元排放所述负极电解液；

其中，所述正极电解液箱包括正极电解液往路管和正极电解液复路管，所述正极电解液往路管用于将所述正极电解液从所述正极电解液箱发送到所述正极电解液供应管路，所述正极电解液复路管用于使得所述正极电解液从所述正极电解液排放管路返回到所述正极电解液箱；所述负极电解液箱包括负极电解液往路管和负极电解液复路管，所述负极电解液往路管用于将所述负极电解液从所述负极电解液箱发送到所述负极电解液供应管路，所述负极电解液复路管用于使得所述负极电解液从所述负极电解液排放管路返回到所述负极电解液箱；并且

其中，所述氧化还原液流电池还包括多个连接结构，所述多个连接结构以可拆卸的方式将所述正极电解液供应管路、所述负极电解液供应管路、所述正极电解液排放管路和所述负极电解液排放管路分别连接到所述正极电解液往路管、所述负极电解液往路管、所述正极电解液复路管和所述负极电解液复路管。

3.根据权利要求2所述的氧化还原液流电池，其中，所述电池容器延伸跨过所述正极电解液箱容器和所述负极电解液箱容器并且在所述正极电解液箱容器和所述负极电解液箱容器之间延伸，并且所述电池容器被均匀放置在所述正极电解液箱容器和所述负极电解液箱容器的所述顶盖上。

4.根据权利要求3所述的氧化还原液流电池，其中，所述正极电解液箱容器和所述负极电解液箱容器以彼此间隔的方式平行布置，从而所述正极电解液箱容器和所述负极电解液箱容器的纵向方向相互平行，并且

所述电池容器被放置成：所述电池容器的纵向方向正交于所述正极电解液箱容器和所述负极电解液箱容器的纵向方向。

5.根据权利要求3所述的氧化还原液流电池，其中，所述正极电解液箱容器和所述负极电解液箱容器被平行地布置，以使得所述正极电解液箱容器和所述负极电解液箱容器的纵向方向相互平行，并且所述正极电解液箱容器和所述负极电解液箱容器的侧表面相互接触，并且

所述电池容器被放置成：所述电池容器的纵向方向平行于所述正极电解液箱容器和所述负极电解液箱容器的纵向方向。

6.根据权利要求3所述的氧化还原液流电池，其中，所述正极电解液循环机构和所述负极电解液循环机构分别包括用于循环所述正极电解液和所述负极电解液的正极电解液泵和负极电解液泵，并且

当从侧面观察所述电池容器的内部时，所述正极电解液泵和所述负极电解液泵被布置在关于所述电池容器的左右方向上的中心对称的位置处。

7.根据权利要求4所述的氧化还原液流电池，其中，所述正极电解液循环机构和所述负极电解液循环机构分别包括用于循环所述正极电解液和所述负极电解液的正极电解液泵和负极电解液泵，并且

8.根据权利要求5所述的氧化还原液流电池，其中，所述正极电解液循环机构和所述负极电解液循环机构分别包括用于循环所述正极电解液和所述负极电解液的正极电解液泵和负极电解液泵，并且

9.根据权利要求1所述的氧化还原液流电池，其中，所述电池容器的尺寸等于或小于所述正极电解液箱容器的尺寸和所述负极电解液箱容器的尺寸。