CN110073533A - 氧化还原液流电池 - Google Patents

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Abstract

一种氧化还原液流电池，包括：电池单元；箱体，所述箱体储存待被供应至所述电池单元的电解液；管道，所述管道被连接至所述电池单元和所述箱体，并且被配置成使电解液流通；集装箱，所述集装箱将所述电池单元、所述箱体和所述管道容纳在一起；以及分隔壁，所述分隔壁被设置在所述集装箱的内部，并且防止电解液从所述集装箱泄漏。所述分隔壁的高度等于或大于当预定量的电解液由于所述管道损伤而泄漏到集装箱内时的液位高度，并且所述预定量包括相当于所述电池单元的容积以及相当于所述管道的容积的总量。

Description

氧化还原液流电池
技术领域
本发明涉及一种氧化还原液流电池。
背景技术
氧化还原液流电池(以下可称为“RF电池”)是一种大容量蓄电池。如专利文献1的图5中所示，RF电池包括：电池单元，正极电解液箱体，所述正极电解液箱体用于储存待供应至电池单元的正极电解液；负极电解液箱体，所述负极电解液箱体用于储存待供应至电池单元的负极电解液；以及管道(管线)，所述管道被连接到电池单元以及正极电解液箱体和负极电解液箱体，并且被配置成使正极电解液和负极电解液流通。
现有技术文献
专利文献
专列文献1：日本未审专利申请公开2002-025599
发明内容
根据本公开的氧化还原液流电池包括：电池单元；箱体，所述箱体储存被供应至电池单元的电解液；管道，所述管道被连接至电池单元和所述箱体，并且被配置成使电解液流通；集装箱，所述集装箱将电池单元、箱体和管道容纳在一起；以及分隔壁，所述分隔壁部被设置在集装箱的内部，并且防止电解液从集装箱泄漏。分隔壁的高度等于或大于当预定量的电解液由于管道损伤而泄漏到集装箱内时的液位高度，并且所述预定量包括相当于电池单元的容积以及相当于管道的容积的总量。
附图说明
图1是根据实施例1的、沿垂直于集装箱宽度方向的平面截取的氧化还原液流电池的纵向截面图。
图2是根据实施例1的、沿垂直于集装箱高度方向的平面截取的氧化还原液流电池的水平截面图。
图3是示意性地示出根据实施例2的氧化还原液流电池的示意图。
图4是部分放大截面图，其示出设置在根据实施例3的氧化还原液流电池中的集装箱的底部的开口及其附近结构。
图5是示出在根据实施例的氧化还原液流电池中使用的电池单元堆叠的示意性截面图。
图6是示出在根据实施例的氧化还原液流电池中使用的电池单元堆叠的示意图。
具体实施方式
[本公开要解决的问题]
氧化还原液流电池通常通过如下方式进行组装：将诸如电池单元、箱体和管道这样的组件运输到安装位置，并且在安装位置处将这些组件连接在一起。然而，可能存在如下情况：无法在安装位置处确保足够的工作空间，并且难以执行组装工作。因此，本发明人已经研究了一种方法，其中将组件在易于确保工作空间的位置(例如在工厂中)进行组装，并且将处于组装状态下的氧化还原液流电池运输到安装位置。特别地，已经研究了将组件容纳在一起在大容积容器(诸如货运集装箱)中。
当在诸如集装箱的容器中将组件全部容纳在一起时，便于运输，并且能够保护组件，并且能够容纳大型电池单元或者大型箱体，因此使得能够构造高输出电池或者大容量电池。在设置大型电池单元并且能够被保持在电池单元和管道中的电解液量很大的情况下，如果管道等受到损伤，并且至少部分或全部被保持在电池单元和管道中的电解液泄漏到集装箱内时，电解液可能通过设置在集装箱中的门周围的间隙等从集装箱泄漏。此外，在设置大型集装箱且储存的电解液量很大的情况下，如果管道等损伤，则除了电池单元内的电解液和管道内的电解液之外，箱体内的电解液也泄漏到集装箱内，从集装箱泄漏的可能性增大。可设想通过在集装箱的安装位置处围绕集装箱的外周构造堰部来防止电解液的进一步泄漏。然而，在用混凝土等构筑堰部、并且为了防止因电解液引起的腐蚀而对堰部的内表面进行喷涂时，包括堰部建设的安装周期变长。此外，在安装集装箱后需要改变布置位置等的情况下，必须拆除堰部，并在集装箱的新布置位置处单独建设堰部，这在布置改变时也会延长建设周期。因此，期望通过使用一种简单结构来防止集装箱内的电解液从集装箱泄漏，同时能够易于执行安装和改变布置。
因此，本发明的目的在于提供一种能够防止电解液从集装箱泄漏的氧化还原液流电池。
[本公开的有利效果]
根据本公开的氧化还原液流电池，能够防止电解液从集装箱泄漏。
[本发明的实施例说明]
首先将列举并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(RF电池)包括：电池单元；箱体，所述箱体储存被供应至电池单元的电解液；管道，所述管道被连接至电池单元和箱体，并且被配置成使电解液流通；集装箱，所述集装箱将电池单元、箱体和管道容纳在一起；以及分隔壁，所述分隔壁被设置在集装箱的内部，并且防止电解液从集装箱泄漏。分隔壁的高度等于或大于当预定量的电解液由于管道损伤而泄漏到集装箱内时的液位高度，并且所述预定量包括相当于电池单元的容积以及相当于管道的容积的总量。
RF电池包括分隔壁，所述分隔壁被设置在容纳诸如电池单元、箱体和管道等组件的集装箱的内部。分隔壁的高度被调整为：即使与箱体连接的管道等损伤，导致电池单元内的全部的电解液量以及容纳在管道内的全部的电解液量的总量泄漏到(在下文中，可以称为“从电池单元等泄漏的量”)集装箱内，分隔壁的上端也位于已经泄漏到集装箱内的电解液的液位的上方(在下文中，也可以被称为“泄漏液体的液位”)。由于RF电池包括具有这种特定高度的分隔壁，因此在电池单元内的一部分电解液或者管道内的一部分电解液泄漏到集装箱内的情况下，甚至是在电池单元内的全部电解液量和管道内的全部电解液量的总量都发生泄漏的情况下，也能够可靠地防止进一步从集装箱泄漏。例如，在将RF电池构造成使得电解液从电池单元的下部向上流动并返回到箱体内的情况下(在下文中，称为“上升构造”)，如果供应侧上的管道损伤，则电池单元内的全部电解液量都可能泄漏到集装箱内。即使在这种情况下，也可以通过向分隔壁提供基于来自电池单元等的泄漏量而设定的特定高度而可靠地防止泄漏到集装箱内的电解液进一步泄漏到集装箱外。此外，虽然RF电池具有包括特定高度的分隔壁的简单结构，所以能够省略上述围绕集装箱外周的堰部，或者能够简化堰部的结构，并且能够预期安装周期缩短，并且在布置改变时建设周期缩短。
(2)在RF电池的实施例中，所述预定量还包括：在存储于箱体内的所有电解液中、相当于在所述箱体内与所述管道相连的连接部的上方所储存的电解液的容积的量。
例如，在箱体内与管道相连的连接部位于箱体内的电解液的液位或低于该液位的位置的情况下，在储存在箱体内的全部电解液中，由于管道等的损伤而泄漏的量对应于被储存在箱体内与管道相连的连接部的上方的电解液的容积(在下文中可称为“上部容积”)。可通过对上部容积增加相当于从电池单元等泄漏量的量而调节本实施例中提供的分隔壁的高度。因为实施例包括具有这种特定高度的分隔壁，所以即使在储存在箱体内的一部分电解液由于管道等损伤而泄漏到集装箱内的情况下，分隔壁的上端也位于泄漏液体的液位的上方，并且能够可靠地防止进一步从集装箱泄漏。甚至在采用上升构造时，通过提供具有基于从电池单元等渗漏量以及相当于上部容积量而设定的特定高度的分隔壁，即使供应侧上的管道损伤，也能够可靠地防止已经泄漏到集装箱内的电解液进一步从集装箱泄漏。
(3)在根据条款(2)所述的RF电池的实施例中，在箱体内与管道相连的连接部被定位在高于如下位置：所述位置对应于从集装箱的内底面起、集装箱的高度的70％。
根据实施例，由于在箱体内与管道相连的连接部被布置在集装箱内的相对较高的位置处，所以即使连接部位于等于箱体内的液位或者低于该液位的位置处，也能够减小上部容积。即，能够减小由于管道等损伤引起的从箱体内泄漏的量。就此而言，根据该实施例，更可能防止电解液从集装箱泄漏。在箱体内与管道相连的连接部被布置在对应于集装箱的高度的100％的位置处(即在箱体的顶面上)的情况下，即使箱体内的液位位于相对较高的位置处，上部容积也能够减小到基本为零。在这种情况下，分隔壁的高度能够减小到能够防止电解液从集装箱泄漏的程度，因此，能够减小分隔壁的大小和高度。
(4)根据RF电池的示例性实施例，RF电池还包括下部凹坑部，所述下部凹坑部被装配到集装箱的底部。集装箱的底部具有开口，所述开口从内向外贯通所述集装箱的底部，并且所述下部凹坑部包括储存已经泄漏到集装箱内并且已经穿过开口的电解液的储存箱。
根据实施例，因为已经泄漏到集装箱内的电解液能够被储存在下部凹坑部中，所以能够进一步降低集装箱内的泄漏液体的液位。因此，根据该实施例，即使进一步降低分隔壁的高度，也能够防止电解液从集装箱泄漏，并且能够易于避免将电气设备(诸如电池单元和控制电源)浸没在泄漏的电解液中。此外所以能够预期：由于设置了下部凹坑部而省略堰部，由于省略堰部而缩短安装时间和布置改变时的建设周期，由于分隔壁的小型化和轻量化而改善组装可操作性等。另外，根据该实施例，当集装箱和下部凹坑部在工厂等处彼此集成并且同时运输至安装现场时，则不需要在安装地点组装下部凹坑部，从而能够降低安装地点处的工作负荷。
(5)根据条款(4)的RF电池的示例性实施例，所述储存箱内设置有泄漏检测传感器。
这里，由于下部凹坑部的储存箱被设置在集装箱的底部的下方，所以当电解液泄漏到集装箱内时，储存箱是电解液首先聚集的位置。根据实施例，由于在储存箱内设置了泄漏检测传感器，所以能够在泄漏的早期阶段、即在泄漏量相对较小的时间段期间检测出电解液的泄漏，并且能够较早采取措施，诸如停止电解液的流通。就此而言，根据该实施例，能够更可靠地防止电解液从集装箱泄漏。
(6)根据RF电池的示例性实施例，在集装箱内的、分隔壁的上端的下方的位置处设置有泄漏传感器。
根据该实施例，能够在泄漏液体的液位达到分隔壁的上端之前检测电解液的泄漏。即，能够在泄漏量小到特定程度时的时段期间检测出电解液的泄漏，并且能够较早采取措施，诸如停止电解液的流通。就此而言，根据实施例，能够更可靠地防止电解液从集装箱泄漏。
[本发明的实施例的详细说明]
下面将特别参考附图描述根据本发明的实施例的氧化还原液流电池(RF电池)。在附图中，相同附图标记指示相同组件。
[实施例1]
下面将主要参考图1和2描述根据实施例1的RF电池1A。
图1是沿垂直于集装箱宽度方向的平面截取的集装箱2的纵向截面图，并且以简化方式示出内部结构。
图2是沿垂直于集装箱高度方向的平面截取的集装箱2的水平截面图，并且以简化方式示出内部结构。
(基本结构)
根据实施例1的RF电池1A包括：电池单元10C和供应机构，所述供应机构被配置成使电解液流通并且供应到电池单元10C。供应机构包括：箱体3，所述箱体3储存被供应到电池单元10C的电解液；以及管道16和17，所述管道16和17被连接至电池单元10C和箱体3，并且被配置成使电解液流通。通常，RF电池1A通过交流/直流转换器连接至发电单元和负载，通过使用发电单元作为供电源执行充电，并且对作为供电对象(这些对象均未示出)的负载执行放电。发电单元的示例包括太阳能发电机、风力发电机或者其它普通发电站。负载的示例包括消费者等。通过使用均含有作为活性材料的离子(通常是金属离子)的正极电解液和负极电解液、并且利用正离子和负离子之间的氧化还原电势差来进行充电和放电，所述离子通过氧化还原而改变价位。
特别地，根据实施例1的RF电池1A包括：集装箱2，所述集装箱2容纳诸如电池单元10C、箱体3以及管道16和17这样的组件；和分隔壁4A，所述分隔壁4A被设置在集装箱2的内部，并且防止电解液从集装箱2泄漏。通过将分隔壁4A的高度H4A设置为特定高度，从而即使管道16和17等受损，并且预定量的电解液泄漏到集装箱2内，RF电池1A也能够防止进一步从集装箱2泄漏。
下面将详细地描述每种组件。
(电池单元)
如图5和6中所示，电池单元10C包括：正极电极14，所述正极电极14将正极电解液供应到电池单元10C；负极电极15，所述负极电极15将负极电解液供应到电池单元10C；以及隔膜11，所述隔膜11介于正极电极14和负极电极15之间。
正极电极14和负极电极15是这样的反应场所：正极电解液和负极电解液被分别供应至此处，且活性材料在此进行电池反应。使用多孔体，诸如碳材料的纤维集合体。
隔膜11是将正极电极14和负极电极15彼此分离并且允许特定离子(例如，氢离子)穿过的隔膜。使用离子交换膜等。
电池单元10C通常通过使用图6所示的电池单元框架110来构成。电池单元框架110包括双极板111和设置在双极板111的外周上的框架主体11。
双极板111通常具有正极电极14和负极电极15，所述正极电极14被布置在双极板111的一个表面上，所述负极电极15被布置在所述双极板111的另一表面上，并且双极板111是引导电流但是不使电解液穿过的导电构件。含石墨等以及有机材料的导电塑料板被用作双极板111。
框架主体112是绝缘构件，其具有：用于分别将正极电解液和负极电解液供应到布置在框架的内部的正极电极14和负极电极15的给液孔113和狭缝114；以及用于将正极电解液和负极电解液分别排出至电池单元10C的外部的排液孔115和狭缝116。作为框架主体112的组成材料，可使用不与电解液反应并且对电解液有抗性的树脂等(诸如聚氯乙烯或者聚乙烯)。环状凹槽被设置成紧贴框架主体112的外周，并且所述环状凹槽中布置有密封材料118。作为密封材料118，使用诸如O形环或扁平封装这样的弹性材料。
作为电池单元10C，能够使用包括单个电池单元10C的单位单元电池，或者堆叠多个电池单元10C的多单元电池。
在多单元电池中，使用被称为单元电池堆100的构造。单元电池堆100通常包括：层叠体，在所述层叠体中，以单元电池框架110(双极板111)、正极电极14、隔膜11和负极电极15的顺序重复堆叠这些组件；一对端板130，所述一对端板130夹住所述层叠体；以及多个紧固构件132，所述多个紧固构件132被紧固在两个端板130之间。堆叠方向上的紧固力保持堆叠状态，并且也挤压被布置在相邻框架主体112之间的密封材料118，使得以液密方式保持层叠体(也参考图5)，因此防止电解液从电池单元10C泄漏。能够适当地选择单元电池堆100中的电池单元10C的数目(电池单元数)。随着单元电池的数目增大，更易于产生高输出电池。另外，如图6中所示，单元电池堆100可以是通过堆叠多个子单元电池堆120而制成的集合体，每个子单元电池堆120都是包括预定数目的单元电池的层叠体。每个子单元电池堆120都能够具有电解液供应/排出板122。
虽然图1示出了其中待容纳在集装箱2中的单元电池堆120的数目(堆叠的数目)为1的情况，但是能够适当地改变堆叠的数目。当堆叠的数目为多个时，易于产生高输出电池。在单位单元电池或者多单元电池中的任一种构造中，当提供大电极时，易于产生高输出电池。当使用诸如集装箱2的大型容器时，则能够容纳多个单元电池堆100或者大单元电池堆100。
(循环机构)
循环机构包括：正极电解液箱体34(图2)，所述正极电解液箱体34储存被循环并且供应到正极电极14的正极电解液；负极电解液箱体35，所述负极电解液箱体35储存被循环并且供应到负极电极15的负极电解液；管道164和174(图2和5)，所述管道164和174被连接在正极电解液箱体34和电池单元10C(通常为单元电池堆100，下文相同)之间；管道165和175(图2和5)，所述管道165和175被连接在电解液箱体35和电池单元10C之间；以及正极电解液泵184和负极电解液泵184(图5)，所述正极电解液泵184和负极电解液泵184被设置在往路管164和165上，以分别将电解液从箱体34和35供应到电池单元10C。往路管164和165以及用于使电解液从电池单元10C返回到箱体3的复路管174和175被连接到由给液孔113和排液孔115形成的对应的管线，因此构成用于正极电解液的循环通道和用于负极电解液的循环通道。
图1示出了箱体3、往路管16、复路管17和泵18，为便于解释，每种上述部件仅示出一个。实际上，如上所述，包括箱体34、管道164和174、用于正极电极的泵184、以及箱体35、管道165和175、用于负极电极的泵185。同样适用于图2。下面在一些情况下，可以将这些组件共同称为箱体3、管道16和17以及泵18。
作为用于管道16和17的组成材料，可使用不与电解液反应并且对电解液有抗性的上述树脂等。通常，如图1中所示，管道16和17中的每一个的一端都被布置在等于或者低于电解液在箱体3内的液位的位置处，并且另一端被连接至电池单元10C等。管道16和17中的每个都在其中部处具有与箱体3相连的连接部。
作为泵18，能够适当地使用已知泵。
作为电解液，可以使用包括作为正活性材料和负活性材料的钒离子的电解液(专利文献1)、包括作为正极电极活性材料的锰离子以及作为负电极活性材料的钛离子的电解液以及具有已知组分的其它电解液。
箱体3为箱状容器，用于储存电解液。能够适当地选择箱体3的形状。当按照集装箱2的形状来选择形状时(在该示例中为长方体形状)，易于通过提高箱体3的容积而提高所储存的电解液量。在该示例中，正极电解液箱体34和负极电解液箱体35均为水平较长的长方体形状，并且具有相同尺寸。两个箱体34和35的组合形状遵循下文将描述的箱体室2T的内周形状，并且组合宽度稍微小于箱体室2T的内部尺寸(图2)。两个箱体34和35的高度基本等于集装箱2的高度H(图1)。在该示例中，两个箱体34和35被容纳成在集装箱2的宽度方向(在图2中为上下方向)上并排地布置。在图5中，为了便于解释，示出箱体34和35分别处于页面的左侧和右侧上。作为箱体3的组成材料，可使用不与电解液反应并且对电解液有抗性的上述树脂、橡胶等。当箱体3由柔性材料(诸如橡胶)组成时，由于可能存在弹性变形，所以甚至是大容积箱体3也易于被容纳在集装箱2内。甚至在箱体2的内部压力变化时，也易于通过弹性变形释放内部压力导致的应变。此外，通过在安装RF电池1A之前在未在箱体3内部储存电解液6的空白状态下运输RF电池1A，以及通过在安装之后才在箱体3内储存电解液6，能够降低RF电池1A的重量，并且易于执行运输和安装工作。
能够适当地选择与往路管16相连的连接部以及复路管17相连的连接部17在箱体3内的布置位置。图1示出如下情况：两个连接部都被设置在长方体箱体3的侧壁上，并且位于电解液在箱体3内的液位的下方。另外，至少一个连接部可被设置在箱体3的顶面上，并且位于箱体3内的液位的上方(未示出，参考下文将描述的实施例4)。
关于正极电解液的循环通道和负极电解液的循环通道，例如，可使用上升构造，在该上升构造中，使来自箱体3的电解液从电池单元10C的下部向上流动，并且返回至箱体3。在上升构造中，电解液易于在电极的整个区域上扩散，并且就此而言，易于提高电池特性，而这是优选的。图6所示的单元电池框架110在下侧上具有给液孔113，并且在上侧上具有排液孔115，由此易于被适当地用于上升构造。在上升构造中，例如，在箱体3内与往路管16相连的连接部可被设置在箱体3的侧壁的下部上(接近图1中的集装箱2的底部20)，并且在箱体3内与复路管17相连的连接部可被设置在箱体3的侧壁的上部上(靠近顶板21)。在这种情况下，在储存在箱体3内的所有电解液中，能够增大被储存在与管道16相连的连接部的上方的电解液的容积(上部容积61，由图1中的双点划线阴影虚拟指示)。因此，如果管道16和17等由于电解液从箱体3泄漏到集装箱2内而受损，泄漏量可能增大。从降低泄漏量并且进一步防止电解液从集装箱2泄漏的观点看，管道16和17在箱体3的侧壁处的连接部优选地被布置在箱体3内部的电解液液位的下方，并且位于高到远离集装箱2的内底面(底部20的内面)的特定程度的位置处。
定量地，如图1中所示，在箱体3的高度和集装箱2的高度H彼此基本相等的情况下，例如，在箱体3内与管道16和17相连的连接部(被布置在最低位置处的连接部)可被定位成比对应于离集装箱2内底面的集装箱2高度H的70％的位置高。这里，高度H被定义为从集装箱2的内底面至集装箱2的内顶板面(顶板21的内面)的距离。当连接部离集装箱2的内底面的最高位置位于对应于集装箱2的高度H的70％或更高的位置处时，如图1中所示，即使连接部处于等于或者低于箱体3内部的液位的位置处，也能够减小上部容积61，并且能够降低泄漏量。此外，能够防止电解液从集装箱2泄漏。当连接部的高度位置位于对应于高度H的75％或更多，78％或更多或者80％或更多的位置处时，进一步减小上部容积61，并且更可以减小泄漏量。
如下文所述，在集装箱被分为单元电池室2C和箱体室2T、并且箱体室2T的容积被设为大于单元电池室2C的容积的情况下，能够增大上部容积61。在这种情况下，从进一步减小泄漏量的观点看，期望连接部的高度位置位于对应于高度H的70％或更多的位置处。
(集装箱)
电池单元10C和循环机构被一起容纳在集装箱2内。集装箱2通常是用于运输一般货物等的干式集装箱。集装箱2通常具有长方体形状，并且特别是在图1中所示的安装状态下为水平较长的长方体形状(在图1中，页面的下侧对应于安装表面侧)。例如，这种集装箱包括对应于安装部的矩形底部20、被布置成面对底部20的矩形顶板21、将底部20的长边连接至顶板21的长边的一对侧面部22(参见图2；图1中仅示出页面的背侧上的侧面部22)，以及一对端面部23和23d，该端面部23和23d将底部20的短边连接至顶板21的短边。在该示例中，除了下文将描述的设有门的端面部23d之外，端面部23和两个侧面部22都优选地以液密方式连接至底部20。下面，在集装箱2的安装状态下，沿集装箱2的纵向方向的尺寸被称为“长度”，与纵向方向垂直并且从底部20指向顶板21的方向被称为“高度方向”，沿高度方向的尺寸被称为“高度”，与纵向方向垂直并且从一个侧面部22指向另一个侧面部22的方向被称为“宽度方向”，并且沿宽度方向的尺寸被称为“宽度”。
在该示例的集装箱2中，一个端部23d(图1的右侧上)设有可开启/可关闭的门。工人能够为了执行RF电池1A的运行状况的调节、组件的检查等而视需要开启/关闭该门。能够适当地选择门的尺寸、开启/关闭方法等。在该示例中，基本上整个端面部23d都被用作门，并且设置双门。因此，在双门打开的状态下的打开大小能够被设为基本等于端面部23d的虚拟平面面积，这使得工人易于执行状态调节、检查等。
能够根据待容纳的组件的尺寸等适当地选择集装箱2的尺寸。作为集装箱2，例如，能够使用根据ISO标准(例如，ISO 1496-1:2013)的国际海运货物集装箱。其典型示例包括20ft集装箱、40ft集装箱以及45ft集装箱，并且也包括更高的集装箱，诸如20ft高立方体集装箱、40ft高立方体集装箱以及45ft高立方体集装箱。作为集装箱2的组成材料，可以使用诸如钢(例如，用于一般结构SS400的轧制钢)的金属。在集装箱2的组成构件由金属制成的情况下，优选地，可能接触电解液的区域、至少是箱体室2T的内面等设置有由不与电解液反应并且对电解液有抗性的上述树脂涂料层形成的涂层、耐酸涂料或者电镀层(例如，金属，诸如贵金属、镍或铬)。更优选地，集装箱2的整个内面(包括下文将描述的分隔部24)都设有涂层。
该示例的集装箱2具有分隔部24，所述分隔部24将其水平较长内部空间在集装箱2的纵向方向上分为两部分。一个端面部23d侧被用作主要容纳电池单元10C的单元电池室2C，另一端面部23侧(图2中的左侧)被用作主要容纳箱体3的箱体室2T。单元电池室2C也容纳包括泵18的管道16和17。在这种容纳状态下，电池单元10C和箱体3被并排地布置在集装箱2的纵向方向上(图1)。在电池单元10C和管道16与17等被容纳在集装箱2的一端侧上并且箱体3被容纳在另一端侧上的构造中，当在纵向方向上观察集装箱2的内部(下文称为“侧置构造”)时，例如，与电池单元10C以及管道16和17的一些部分被布置在一端侧上，泵18、管道16和17的其它部分等被布置在另一端侧上，箱体3介于它们之间的构造(下文称为“箱体中置构造”)相比，易于简化管道16和17在电池单元10C和箱体3之间的布置状态，并且易于执行电池单元10C和管道16与17之间的连接工作。
然而，在侧置构造中，在RF电池1A的安装期间，当通过起重机等提升包含多个组件的集装箱2时，在一些情况下，集装箱2可能倾斜，这使得难以将底部20置于预定的安装位置。因此，通过考虑配重平衡，使得当被提升时能够防止集装箱2倾斜，优选地使得能够保持底部20水平，所以优选地调节单元电池室2C和箱体室2T之间的容积分配比、被容纳在单元电池室2C内部的组件(包括下文将描述的待容纳的其它构件)的质量和布置位置、箱体3的质量等。在箱体中置构造中，通过将待容纳的箱体3布置在集装箱2内部，使得箱体3的中心与集装箱2的纵向方向上的中心重叠，并且通过将待容纳的电池单元10C布置在集装箱2的一端侧上，并且将待容纳的泵18等布置在另一端侧上，以便夹住箱体3，能够易于实现配重平衡。
该示例的分隔部24是从底部20直立的矩形板，并且具有其上端到达顶板21的高度以及从一侧面部22向另一侧面部22延伸的宽度，并且具有类似于端面部23的虚拟平面区域的尺寸和形状。这种分隔部24即使在箱体3由柔性材料、诸如橡胶组成时也易于保持形状。通过提供插入孔以将待连接至箱体3的管道16和17插入分隔部24中，能够使电解液在箱体室2T和单元电池室2C之间流动。能够适当地改变分隔部24的形状、尺寸等。可省略至少一部分分隔部24。例如，当将分隔部24离底部20内面的高度设为低于在箱体3内与管道16和17相连的连接部时，能够使得不必要产生插入孔。
分隔部24和底部20之间的接头保持基本液密。由此，在电解液从箱体3等泄漏到单元电池室2C内的情况下，电解液基本上不穿过分隔部24和底部20之间的间隙泄漏，并且电解液泄漏的范围能够限于单元电池室2C内。在这种情况下，易于执行泄漏之后的处理等。
分隔部24可被设置成使得单元电池室2C和箱体室2T具有期望容积。在该示例中，分隔部24被设置在箱体室2T的容积约为单元电池室2C的容积两倍的位置处，但是该位置能够适当地改变。例如，箱体室2T的容积能够基本等于单元电池室2C的容积，并且单元电池室2C的容积能够增大(箱体室2T的容积能够减小)。
另外，当绝缘材料被布置在集装箱2内围绕箱体3的区域中时，能够抑制箱体3内部的电解液6的温度由于集装箱2外部的环境而变化，这是优选的。在该示例中，在形成箱体室2T的区域中，绝缘材料可被设置在分隔部24上、左侧的端面部23、底部20、顶板21以及两个侧面部22上。
(分隔壁)
进一步在集装箱2内部设置分隔壁4A。在管道16和17等由于预定量的电解液泄漏到集装箱2内而受损的情况下，分隔壁4A是防止电解液通过门(端面部23d)和底部20等之间的间隙进一步泄漏并且将电解液保持在集装箱2内部的构件。为此，该示例的分隔壁4A被设置在端面部23d侧上的开口附近，以便覆盖开口的下部区域。
该示例的分隔壁4A具有能够覆盖下部区域的尺寸。特别地，分隔壁4A的宽度对应于端面部23d侧上的开口的宽度(也参考图2)。分隔壁4A的高度H4A等于或者大于预定量的电解液泄漏到集装箱2内时的液位高度。在该示例中，预定量被定义为相当于电池单元10C的容积、相当于管道16和17的容积以及在储存在箱体3内的所有电解液6中、相当于在箱体3内与管道相连的连接部的上方所储存的电解液的上部容积61的总量。这里，与管道相连的连接部被定义为在箱体3内与管道16和17相连的连接部(在图1中示出与管道16相连的连接部)中布置在最低位置处的连接部。这里，液位高度被定义为从底部20的内面至液位的距离。高度H4A被定义为从底部20的内面至分隔壁4A的上端的最小距离。
在该示例中，假定所有预定量的电解液都已经泄漏到单元电池室2C内而计算分隔壁4A的高度H4A的最小值。单元电池室2C是被分隔壁4A、分隔部24以及其中形成单元电池室2C的两个侧面部22的区域(在图中，以双点划线阴影虚拟地指示)围绕的区域。因此，能够通过上部容积61(箱体3的长度、箱体3的宽度以及从与管道16和17相连的连接部至箱体3的内顶面的高度H3的乘积)、电池单元10C的容积、管道16和17的容积以及单元电池室2C的长度和宽度计算高度H4A的最小值。
分隔壁4A的高度H4A需要等于或者大于当预定量的电解液泄漏到集装箱2(在该示例中是泄漏到单元电池室2C内)内时的液位高度。当高度H4A大于该高度时，能够更可靠地防止电解液从集装箱2泄漏(也参考下文将描述的实施例2，图2中为高度H4B)。当高度4A过大时，分隔壁4A的尺寸和重量的增大使得工人难以应对，这可能导致工人的工作负荷提高；例如，需要在组装等期间拆下分隔壁4A，并且难以在检查等期间进入分隔壁4A内部。从降低工人的工作负荷等观点看，在高度H4A等于或者大于液位高度的范围内，例如高度H4A能够约为液位高度的1.2倍或更小，1.15倍或更小，或者1.1倍或更小，或者为集装箱2的高度H的约0.5倍或更小，0.48倍或更小，或者0.45倍或更小。在该示例中，当分隔壁4A的形成位置靠近端面部23d(门)时，与分隔壁4A被定位成更靠近分隔部24(箱体3)的情况相比，泄漏电解液在单元电池室2C内部的液位高度能够降低，并且由此，分隔壁4A的高度H4A能够降低。
作为分隔壁4A，能够使用具有特定宽度和特定高度H4A的板等。由于分隔壁4A接触电解液，所以分隔壁4A可由不与电解液反应并且对电解液有抗性的材料形成，诸如上述树脂，橡胶，或者为表面具有树脂涂层的上述钢制成的金属板。例如，当分隔壁4A被装配在设于集装箱2的内部(在该示例中是在单元电池室2C内部)的装配框架(未示出)内时，通过使用紧固构件，诸如螺栓，促进了分离。密封材料(未示出)能够介于分隔壁4A和装配框架之间。在这种情况下，与分隔壁4A的组成材料无关，能够促进液密性。
分隔壁4A可装配在门，特别是具有门的下端到达集装箱2的组成构件中的底部20的尺寸的门的形成位置附近。分隔壁4A被设置成覆盖被这种门打开和封闭，并且面对开口的虚拟平面的至少一部分开口。在该示例中，分隔壁4A被设置成面对端面部23d。这同样适用于门被设置在侧面部22或者端面部23上的情况。应注意，端面部23和23d以及两个侧面部22优选地以液密方式连接至底部20。
(传感器)
此外，当设置泄漏检测传感器40时，能够在早期阶段检测出在集装箱2内发生的电解液泄漏，这是优选的。从早期检测的观点看，泄漏检测传感器40优选地被布置在集装箱2的内部，在分隔壁4A的上端的下方。图1示出泄漏检测传感器40被布置在底部20附近的情况。随着泄漏检测传感器40的安装高度(离底部20的内面的高度)降低为更靠近底部20，能够在泄漏的早期阶段，即在泄漏量小的时段期间检测出电解液的泄漏。从而，能够快速地采取措施，诸如使泵18停止，并且能够防止进一步泄漏。此外，能够减少泄漏之后的处理等。安装高度例如能够为分隔壁4A的高度H4A的约50％或更少，40％或更少，或者30％或更少，或者为集装箱2的高度H的约25％或更少，20％或更少，或者15％或更少。
作为下文将描述的泄漏检测传感器40和泄漏检测传感器42，能够适当地使用能够检测电解液泄漏的已知液体泄漏传感器。例如，当使用浮动式泄漏检测传感器时(参见专利文献1)，不需要供电，并且能够在电源故障等时执行检测。
(待容纳的其它构件)
另外，集装箱2也能够容纳：控制单元，所述控制单元控制在流通电解液中包括的设备，诸如循环机构中的泵18；和下文将描述的箱体3的通气机构等(均未示出)。关于诸如电池单元10C、泵18和控制单元的设备，当在考虑配重平衡的同时，离底部20的布置高度被设置在高到特定程度时，即使电解液从箱体3泄漏到集装箱2中，设备也不可能被浸没在泄漏的电解液中。
箱体3的通气机构包括例如气体发生器、气体流量控制机构、防回流机构、待被连接至箱体3的管等。
气体发生器产生用于对箱体3的气相进行通气的流动气体。这里，在RF电池中，例如由于伴随电池反应等的副反应，能够在负极电解液箱体的气相中产生并且积累含氢元素的气体。例如，通过使用流动气体对负极电解液的气相进行通气，负极电解液箱体35的气相内的氢浓度能够在排出到大气之前降低。优选地，流动气体含有惰性气体或者基本为惰性气体。惰性气体的示例包括氮气或者稀有气体(氩气、氖气和氦气)。在能够产生氮气的气体发生器的情况下，由于能够从大气抽取氮气，所以能够半永久地供应流动气体。
气流控制机构控制待从气体供应源(诸如气体发生器)供应到箱体3的气相的流动气体的进给速度。气流控制机构包括例如流量计和阀门，并且基于由流量计测量的流速而控制阀门开度。可由上述控制单元执行基于流速、阀门操作等确定开度。
防回流机构被设置在连接至箱体3的排气管上，并且防止废气回流到箱体3的气相。作为防回流机构，例如，能够使用已知的水密封阀等。
通过使用流动气体对箱体3的气相进行通气的特定构造的示例包括其中两个箱体34和35被连续地通气的构造(1)和(2)，以及其中箱体34和35单独进行通气的构造(3)。在构造(1)中：正极电解液箱体34＝>负极电解液箱体35＝>排气，两个箱体34和35的气相通过连通管彼此连接，气体发生器被连接至正极电解液箱体34的气相，并且排气管被连接至负极电解液箱体35的气相。流动气体被引入正极电解液箱体34的气相，并且也通过正极电解液箱体34和连通管将流动气体供应至负极电解液箱体35的气相，并且从排气管排出。排气管的一端被连接至箱体3，并且另一端向集装箱2的外部敞开，使得气体被排出到集装箱2外部的大气，或者对集装箱2的内部敞开，使得气体被从设置在集装箱2的侧面部22等中的通气孔排出。在构造(2)中：负极电解液箱体35＝>电极液箱体34＝>排气，连通管的连接与构造(1)中相同。与构造(1)相反，排气管被连接至正极电解液箱体34的气相，并且气体发生器被连接至负极电解液箱体35的气相中。流动气体被引入负极电解液箱体35的气相，并且也通过连通管和负极电解液箱体35的气相将流动气体供应到正极电解液箱体34的气相中，并且排出。在构造(3)中，气体发生器和排气管被连接至箱体34和35每一个的气相，并且流动气体被引入箱体34和35每一个的气相并且排出。
(应用)
根据实施例1的RF电池1A能够被用作针对天然能量发电，诸如光伏发电或风力发电的蓄电池，以在过供应、负载平衡等期间稳定功率输出，储存所产生的功率。此外，根据实施例1的RF电池1A能够被设置在普通发电厂中，并且用作蓄电池，以作为抵抗瞬时功率故障/功率故障的对策，并且用于负载平衡。
(主要效果)
根据实施例1的RF电池1A具有分隔壁4A，分隔壁4A在集装箱2的内部为特定高度H4A。因此，即使管道16和17等受损，并且预定量的电解液泄漏到集装箱2内，也能够通过分隔壁4A防止进一步从集装箱2泄漏。其原因在于，即使全部的预定量电解液都泄漏，分隔壁4A的上端也位于已泄漏的电解液的液位的上方。该示例中的预定量对应于从单元电池等的泄漏量以及相当于箱体3内的上部容积61的量的总量。因此，在相当于管道16和17的容积的电解液的量的至少一部分泄漏到集装箱2内，并且甚至在全部预定量的电解液都泄漏到集装箱2内的情况下，能够防止进一步从集装箱2泄漏。此外，在该示例的RF电池1A中，由于电解液能够被保持在组成电池单元室2C的分隔部24与被布置成面对分隔部24，即在端面部23d侧上的开口的下方的分隔壁4A之间，所以即使在泄漏之后执行处理等时打开门，电解液也不从分隔壁4A泄漏。在设置泄漏检测传感器40的情况下，能够在泄漏量相对小时的时段期间检测出电解液的泄漏，并且能够更可靠地防止电解液从集装箱2泄漏。在这种RF电池1A中，能够省略围绕上述集装箱2的外周的堰部，或者能够简化堰部的结构，并且能够预期安装周期缩短，并且布置改变时的建设周期缩短。
此外，该示例的RF电池1A具有下列效果：
(1)因为诸如电池单元10C、箱体3以及管道16和17的组件一起被容纳在一个集装箱2内，所以便于运输，便于安装，并且能够由集装箱2保护这些组件，所有这些都具有效果。
(2)集装箱2内部被分为单元电池室2C和箱体室2T，并且管道16和17被一起置于单元电池室2C内部。因此，能够减小管道16和17的总长度。从这一观点上看，能够预期降低由管道16和17损伤引起的电解液泄漏的可能性。此外，由于总长度小，所以能够缩短组装时间，并且能够获得优异的装配可操作性。
(3)由于集装箱2内部被分为内单元电池室2C和箱体室2T，所以能够易于执行电池单元10C、泵18和控制单元等的检查。
[实施例2]
下面将主要参考图3描述根据实施例2的RF电池1B。
根据实施例2的RF电池1B的基本结构与根据实施例1的RF电池1A的基本相同，并且包括电池单元10C、箱体3、管道16和17、分隔壁4B以及容纳这些组件的集装箱2。根据实施例2的RF电池1B还包括装配在集装箱2的底部20的下部凹坑部25，并且在其电解液从箱体3等泄漏到集装箱2内的情况下，能够在下部凹坑部25中储存部分泄漏的液体。与实施例1的主要不同在于设置下部凹坑部25。下面将详细地描述实施例2与实施例1的差别，并且关于与实施例1共同的结构及其效果，将省略详细说明。
(下部凹坑部)
下部凹坑部25为托盘状构件，并且包括底部250以及从底部250的外周直立的周壁部251。下部凹坑部25被装配到设置在RF电池1B中的集装箱2的底部20，并且以如下方式形成双底部：其中集装箱2的底部20用作内底部，并且下部凹坑部25的底部250用作外底部。作为内底部的底部20具有开口20h，所述开口20从内向外(从前到后)贯通所述底部20。下部凹坑部25包括储存已经泄漏到集装箱2内并且穿过开口20h的电解液的储存箱。储存箱的部分内面位于开口20h的下方，并且储存箱被设置成覆盖开口20h。该示例的下部凹坑部25被完全用作储存箱。
能够适当地选择下部凹坑部25的形状和尺寸。该示例的下部凹坑部25的底部具有矩形形状，其与集装箱2的底部20基本为相同尺寸。周壁部251具有矩形框架的形状，其遵循底部250的外部形状。由于下部凹坑部25的平面形状和平面面积与集装箱2的底部20基本相同，下部凹坑部25能够以稳定方式支撑装配在其上的集装箱2。下部凹坑部25能够以此方式用作集装箱2的安装支柱。当适当的加强件(未示出)被设置在下部凹坑部25内部时，下部凹坑部25能够用作更坚固的安装支柱。
能够适当地选择下部凹坑部25内的储存箱的容积。随着储存箱的尺寸增大，已经泄漏到集装箱2内(在该示例中是泄漏到单元电池室2C内)的电解液的液位高度能够降低，并且能够防止电解液泄漏到集装箱2外。从能够降低集装箱2内部的液位高度的观点看，间隔壁4B的高度H4B(特别是下限)能够降低。当间隔壁4B的高度H4B下限小时，高度H4B易于被设置为超过液位高度一定程度。如图3中所示，当高度H4B充分大于液位高度时，能够更可靠地防止已经泄漏到集装箱2内的电解液从集装箱2泄漏。储存箱的容积例如能够为预定量的约50％至90％，55％至85％或者60％至80％(在该示例中，为从单元电池等泄漏的量以及相当于上部容积61的量的总量)。
为了增大储存箱的尺寸，可调节长度、宽度和高度至少其中之一。当储存箱的高度过大时，则存在集装箱2的安装状态将由于过高的下部凹坑部25而不稳定的可能性。因此，认为增大储存箱的长度和宽度是优选的。在该示例中，下部凹坑部25被完全用作储存箱，储存箱的长度被设为相当于集装箱2的底部20的总长度(约等于下部凹坑部25的底部250的总长度)，并且储存箱的宽度被设为相当于集装箱2的底部20的总宽度(约等于下部凹坑部25的底部250的总宽度)。应注意，储存箱的容积能够比该示例中小。
处于被装配到集装箱2的状态下的下部凹坑部25能够被运输至RF电池1B的安装地点。可替选地，可最初将下部凹坑部25安装在安装地点，并且集装箱2可置于下部凹坑部25上。
此外，能够调节下部凹坑部25的尺寸和集装箱2的尺寸，使得包括下部凹坑部25的集装箱2的尺寸满足上述集装箱的标准值。
能够适当地选择被设置在集装箱20的底部20中的开口20h的尺寸(开口面积、宽度、长度等)、形状、形成位置、开口数目等。在该示例中，在底部20的宽度方向上延伸的多个长孔被设置在靠近底部20中的分隔部24的位置处，并且长孔组成开口20h。当从由内向外穿过底部20的多个通孔组成开口20h时，能够确保大到特定程度的总开口面积，并且能够易于使电解液流入储存箱内。此外，每个通孔的开口面积都能够减小，并且能够易于防止外来物质块通过通孔落入储存箱中。在每个通孔都大到特定程度的情况下，通过在开口上布置网材料等，能够防止外来物质块落入，同时能够使电解液流入储存箱中。
(传感器)
此外，当泄漏检测传感器42被设置在下部凹坑部25的储存箱的内部时，能够在早期阶段检测出在集装箱2内发生的电解液泄漏，这是优选的。原因在于，在电解液泄漏的早期阶段，电解液积累在储存箱内。通过在泄漏量小的时段期间检测出电解液泄漏，能够快速地采取诸如停止水泵18的措施，能够防止进一步泄漏，并且也能够减少泄漏之后的处理。除了设置在储存箱的内部的泄漏检测传感器42之外，当也在集装箱2的内部(在该示例中为单元电池室2C内部)设置泄漏检测传感器40时，能够更可靠地检测电解液泄漏。此外，两个传感器40和42其中之一也能够被用作备用。也能够在集装箱2的内部设置泄漏检测传感器40，并且不在储存箱内设置泄漏检测传感器42。
(主要效果)
由于除了分隔壁4B之外，根据实施例2的RF电池1B还包括下部凹坑部25，所以如上所述，能够降低集装箱2内(在该示例中为单元电池室2C内)的泄漏液体的液位高度。因此，即使全部预定量的电解液都泄漏到集装箱2内，也更可以防止电解液从集装箱2泄漏。特别地，甚至在集装箱2的内部的分隔壁4B的高度H4B进一步降低时(H4B<H4A)，能够防止电解液从集装箱2泄漏，并且能够降低分隔壁4B的重量和尺寸。在根据实施例2的RF电池1B中，能够预期省略围绕集装箱2的外周的堰部、由于省略了堰部而缩短安装周期以及布置改变时的建设周期、由于分隔壁4B的尺寸和重量减轻而提高组装可操作性。此外，从能够降低集装箱2内的泄漏液体的液位高度的观点看，能够易于降低或者避免电气设备(诸如电池单元10C、泵18和控制单元)浸没在电解液中。关于集装箱2的内面本身，能够减小被泄漏的电解液污染的面积。因此，能够降低电解液泄漏之后的处理等。
[实施例3]
下面将主要参考图4描述根据实施例3的RF电池。
根据实施例3的RF电池的基本构造与根据实施例2的RF电池的基本构造相同。与实施例2的主要差异在于，RF电池包括小壁部26，所述小壁部26在开口20h的形成位置以及集装箱2的底部20上的分隔壁4B的形成位置(位于图4的右侧上)之间直立，且小壁部26的高度H26小于分隔壁4B的高度H4B。下面将详细地描述实施例3与实施例2的差别，并且关于与实施例2共同的结构及其效果，将省略详细说明。
图4是沿垂直于集装箱2宽度方向的平面截取的、根据实施例3的RF电池的纵向截面图，并且以放大方式示出被设置在集装箱2的底部20及其附近的开口20h。
在该示例的集装箱2中，当在集装箱2的宽度方向观察分隔部24和底部20之间的连接部时，以预定间隔设置孔口240。如图4中所示，在特定纵向横截面中，能够看到在高度方向上在分隔部24和底部20之间延伸的孔口。在该示例中，在分隔部24中与底部20相连的连接部(下端部)具有不规则形状，并且当连接至底部20的内面时形成孔口240。在该示例的底部20中，开口20h被设置在比孔口240靠近箱体3的区域中(图4中的左侧)，并且小壁部26直立在靠近开口20h的内周的区域中，并且处于与箱体3相对的一侧上(分隔壁4B侧上；图4中的右侧上)。该示例的小壁部26为矩形板，矩形板具有对应于底部20的总长度的宽度，以及小于孔口240高度的高度H26。小壁部26被设置在底部20上，以便面对分隔壁4B。
小壁部26的高度H26(从底部20的内面至小壁部26的上端的距离)可小于分隔壁4B的高度H4B，并且能够取决于孔口240的尺寸、开口20h的尺寸等适当地选择。高度H26例如可以为分隔壁4B的高度H4B的约80％或更小。高度H26能够为分隔壁4B的高度H4B的约50％或更小，40％或更小，或者30％或更小。能够在开口20h的形成位置和分隔壁4B的形成位置之间适当地选择小壁部26的形成位置。在该示例中，当小壁部26的形成位置靠近开口20h时，介于小壁部26和分隔壁4B之间的小区域的容积能够增大。
当电解液从箱体3等泄漏到集装箱2内时，电解液首先在被小壁部26、分隔壁4B以及两个侧壁部22中的多个部分(图2)围绕的小区域中积累。当泄漏量超过小区域的容积时，即泄漏量超过高度H26时，如双点划线箭头虚拟指示的，泄漏的电解液到达小壁部26的上端的上方，以孔口240和开口20h的顺序流经两者，并且向下流入下部凹坑部25的储存箱内。
通过设置小壁部26，能够延长从电解液从箱体3等泄漏到集装箱2内的时间，直到电解液积累在下部凹坑部25中为止。在根据实施例3的具有这种小壁部26的RF电池中，能够在电解液积累在下部凹坑部25的储存箱内之前发现电解液6在集装箱2内部泄漏。特别地，在泄漏检测传感器(未示出)被设置在小壁部26的上端的下方的位置的情况下，能够在泄漏量较小时的时段期间检测电解液的泄漏，并且能够较早地采取措施，诸如停止电解液的流通。作为结果，在集装箱2内，能够进一步减小被泄漏的电解液污染的面积，并且能够进一步减少泄漏后的处理。此外，当泄漏检测传感器42被设置在下部凹坑部25的储存箱的内部时和/或当泄漏检测传感器40(图3)被设置在小壁部26的上端的上方和分隔壁4B的上端的下方时，能够更可靠地在早期阶段检测出电解液6的泄漏。
[实施例4]
在根据实施例4的RF电池中，能够将用于设置分隔壁高度的预定量设置为从单元电池等泄漏的量。
在该实施例中，例如，与箱体3内的管道16和17相连的连接部可被布置在箱体3的顶面上。即，连接部的高度位置位于对应于箱体3的高度100％的位置处。在这种情况下，能够使上部容积61基本为零。因此，即使管道16和17等受损，箱体3内部的电解液6也基本不泄漏到集装箱2内，甚至是在假定最大泄漏的情况下，泄漏量也对应于相当于电池单元10C的容积以及管道16和17的容积的总量(从单元电池等泄漏的量)。由此，根据实施例4被设置在RF电池中的分隔壁的高度可被设置为等于或者大于相当于从单元电池等泄漏的量的量的电解液泄漏到集装箱内时的液位高度。
因此，根据与箱体3内的管道16和17相连的连接部的布置位置以及液位在箱体3内部的布置位置，能够进一步降低分隔壁的高度。由此，在根据实施例4的RF电池中，在分隔壁的尺寸和高度能够进一步降低的同时，能够防止已经泄漏到集装箱2内的电解液从集装箱2泄漏。在根据实施例4的RF电池中，当设置实施例2中所述的下部凹坑部25以及实施例3中所述的小壁部26时，分隔壁的高度能够进一步降低。
本发明不限于上述示例，相反，本发明的范围仅由所附权利要求限定，并且有意包括相当于权利要求的那些意义和范围的意义和范围内的所有变型。例如，能够存在下列变型。
(1)在图1和2中，改变堆叠的数目、循环通道等，改变被容纳在集装箱2内的组件的布置，或者省略分隔部24。
(2)分隔壁4A或4B被设置在除了门的形成位置之外的另一位置处。
例如，除了在端面部23d附近之外，实施例1中所述的分隔壁4A还可单独设置，以便面对分隔部24。可替选地，分隔壁4A可具有L形形状，并且被设置成从端面部23d延伸至一个端面部22，可形成为矩形框架的形状，或者形成为具有封闭底部的壳体的形状。
其它示例包括下列RF电池，其中电池单元10C和箱体3不被容纳在同一集装箱2中，并且包括用于容纳电池单元10C以及管道16和17的一些部分的电池集装箱，以及用于容纳箱体3和管道16和17的其余部分的箱体集装箱。作为箱体集装箱，可独立地设置用于储存正极电解液的正极电极集装箱和用于储存负极电解液的负极电极集装箱。在这种RF电池中，分隔壁可被设置在电池集装箱的门(端面部23d)附近，此外，下部凹坑部25可被设置在电池集装箱的下侧上。可基于相当于电池单元容积以及被容纳在电池集装箱内的管道的容积的总量调节分隔壁的高度。
[附录]
除了上述实施例1至4之外，在箱体内的电解液已经泄漏到集装箱内的情况下，能够防止电解液从集装箱泄漏的RF电池可如下配置：
[附录1]
一种氧化还原液流电池，包括：
电池单元；
箱体，所述箱体储存被供应至所述电池单元的电解液；
管道，所述管道被连接至所述电池单元和所述箱体，并且被配置成使电解液流通；
集装箱，所述集装箱将所述电池单元、所述箱体和所述管道容纳在一起；以及
下部凹坑部，所述下部凹坑部被装配到所述集装箱的底部，
其中，所述底部具有开口，所述开口从内向外贯通所述底部，并且所述下部凹坑部包括储存箱，所述储存箱储存已经泄漏到集装箱内并且已经穿过开口的电解液。
[附录2]
根据[附录1]所述的氧化还原液流电池，其中，在储存在所述箱体内的所有电解液中，所述储存箱的容积相当于或者大于与所述箱体内的管道相连的连接部的上方所储存的电解液的容积。
[附录3]
根据[附录1]或[附录2]所述的氧化还原液流电池，其中，所述储存箱内设置有泄漏检测传感器。
关于上述[附录]中的下部凹坑部的细节，应参考实施例2。如实施例2中解释的，通过在下部凹坑部的储存箱中储存电解液，即使不设置分隔壁4B等，也能够防止电解液从集装箱泄漏。特别地，当设置泄漏检测传感器时[附录3]，能够较早地检测出泄漏，并且如上所述，能够在泄漏量小期间采取诸如使泵停止的措施。因此，即使下部凹坑部的储存箱小到特定程度，也能够防止电解液从集装箱泄漏。当储存箱的容积被设为特定值时[附录2]，已经泄漏到集装箱内的全部电解液的量都能够被储存在下部凹坑部中，并且优选地，能够基本防止电解液积累在集装箱的内部。从而，能够更可靠地防止电解液从集装箱泄漏。
附图标记列表
1A、1B 氧化还原液流电池
10C 电池单元
11 隔膜
14 正极电极
15 负极电极
16、17、164、165 174、175 管道
18、184、185 泵
100 单元堆
110 单元框架
111 双极板
112 框架主体
113 给液孔
114、116 狭缝
115 排液孔
118 密封材料
120 子单元电池堆
122 供应/排出板
130 端板
132 紧固构件
2 集装箱
2C 单元电池室
2T 箱体室
20 底部
20h 开口
21 顶板
22 侧面部
23、23d 端面部
24 分隔部
240 孔口
25 下部凹坑部(储存箱)
250 底部
251 周壁部
26 小壁部
3 箱体
34 正极电解液箱体
35 负极电解液箱体
4A、4B 分隔壁
40、42 泄漏检测传感器
6 电解液
61 上部容积

Claims (6)

1.一种氧化还原液流电池，包括：
电池单元；
箱体，所述箱体储存被供应至所述电池单元的电解液；
管道，所述管道被连接至所述电池单元和所述箱体，并且被配置成使电解液流通；
集装箱，所述集装箱将所述电池单元、所述箱体和所述管道容纳在一起；以及
分隔壁，所述分隔壁被设置在所述集装箱的内部，并且防止电解液从所述集装箱泄漏，
其中，所述分隔壁的高度等于或大于当预定量的电解液由于所述管道损伤而泄漏到所述集装箱内时的液位高度，并且
所述预定量包括相当于所述电池单元的容积以及相当于所述管道的容积的总量。
2.根据权利要求1所述的氧化还原液流电池，其中，所述预定量还包括：在储存于所述箱体内的所有电解液中、相当于在所述箱体内与所述管道相连的连接部的上方所储存的电解液容积的量。
3.根据权利要求2所述的氧化还原液流电池，其中，在所述箱体内与所述管道相连的所述连接部被定位为高于如下位置：所述位置对应于从所述集装箱的内底面起、所述集装箱的高度的70％。
4.根据权利要求1至3任一项所述的氧化还原液流电池，还包括被装配到所述集装箱的底部的下部凹坑部，
其中，所述集装箱的底部具有开口，所述开口从内向外贯通所述集装箱的底部，并且
所述下部凹坑部包括储存箱，所述储存箱储存已经泄漏到所述集装箱内并且已经穿过所述开口的电解液。
5.根据权利要求4所述的氧化还原液流电池，其中，所述储存箱内设置有泄漏检测传感器。
6.根据权利要求1至5任一项所述的氧化还原液流电池，其中，在所述集装箱内的、所述分隔壁的上端下方的位置处设置有泄漏传感器。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114566683B (zh) * 2022-03-03 2023-08-11 南京畅晟能源科技有限公司 一种多功能锌溴液流电池电堆测试装置及其测试方法
NO20220699A1 (en) * 2022-06-20 2023-12-21 Corvus Energy AS Safety and Support System for a Fuel Cell Module
CN116072937B (zh) * 2023-03-09 2023-07-18 杭州德海艾科能源科技有限公司 一种全钒液流电池故障检测方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009032550A (ja) * 2007-07-27 2009-02-12 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置
US20160006051A1 (en) * 2014-07-07 2016-01-07 Unienergy Technologies, Llc System energy density in a redox flow battery
CN205274253U (zh) * 2016-01-13 2016-06-01 扬州润扬物流装备有限公司 散货集装箱
CN107195942A (zh) * 2016-03-14 2017-09-22 大连融科储能技术发展有限公司 电解液储罐、液流电池、箱式液流电池系统及液流电池充放电控制方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6358772A (ja) * 1986-08-28 1988-03-14 Agency Of Ind Science & Technol 電解液タンクからの電解液漏洩検知方法
JPS6358771A (ja) * 1986-08-28 1988-03-14 Agency Of Ind Science & Technol 電解液流通型電池の電解液タンク装置
JP2638023B2 (ja) * 1988-01-06 1997-08-06 株式会社明電舎 電解液循環型電池
JP2002025599A (ja) 2000-07-12 2002-01-25 Sumitomo Electric Ind Ltd レドックスフロー電池の液漏れ検知システム
US7229711B2 (en) * 2003-12-12 2007-06-12 Utc Power Corporation Managing water and auxiliary power in fuel cell power plant below freezing temperatures
US20130011704A1 (en) * 2008-07-07 2013-01-10 Enervault Corporation Redox Flow Battery System with Multiple Independent Stacks
AT510723B1 (de) * 2010-12-21 2012-06-15 Cellstrom Gmbh Rahmen einer zelle einer redox-durchflussbatterie
JP2012218759A (ja) * 2011-04-07 2012-11-12 Jrf International Inc 発電用コンテナ
KR101459927B1 (ko) * 2013-07-12 2014-11-07 오씨아이 주식회사 전해액 분배 효율성을 향상시킨 셀 프레임 및 이를 구비하는 레독스 흐름 전지
KR101377187B1 (ko) * 2014-01-02 2014-03-25 스탠다드에너지(주) 반응물질의 누설방지를 위한 저장 및 회수수단이 구비된 레독스 흐름전지 또는 연료전지
JP6323758B2 (ja) * 2014-09-10 2018-05-16 Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 揮発性薬液保管構造及び揮発性薬液保管方法
GB201511695D0 (en) * 2015-07-03 2015-08-19 Renewable Energy Dynamics Technology Ltd Improvements in redox flow batteries
DE202018102309U1 (de) * 2017-04-25 2018-05-02 Edlmair Kunststofftechnik Gmbh Doppelwandiger Speichertank für stationäre Redox-Flow-Batterien

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009032550A (ja) * 2007-07-27 2009-02-12 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置
US20160006051A1 (en) * 2014-07-07 2016-01-07 Unienergy Technologies, Llc System energy density in a redox flow battery
CN205274253U (zh) * 2016-01-13 2016-06-01 扬州润扬物流装备有限公司 散货集装箱
CN107195942A (zh) * 2016-03-14 2017-09-22 大连融科储能技术发展有限公司 电解液储罐、液流电池、箱式液流电池系统及液流电池充放电控制方法

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