CN113439359A - 氧化还原液流电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氧化还原液流电池，具备积存电解液的罐和使所述电解液向电池单元流通的流通机构，其中，所述罐具有将所述罐的内部的空间区划为第一空间和第二空间的分隔部，所述流通机构具有经由所述电池单元而在所述第一空间与所述第二空间之间使所述电解液流通的流通路，所述分隔部由柔性的材料构成。

Description

氧化还原液流电池

技术领域

本公开涉及氧化还原液流电池。

本申请主张基于2019年2月27日的日本申请的日本特愿2019-035027的优先权，援引所述日本申请所记载的全部记载内容。

背景技术

专利文献1的氧化还原液流型二次电池具备使用了积存电解液的一根长条的蜿蜒管、螺旋管的结构或将积存电解液的正极液罐和负极液罐分别各使用了2个的结构。蜿蜒管、螺旋管具有向电池单元供给的各管内的电解液和从电池单元向各管排出的电解液互相不混合的程度的长度。

另一方面，在将各极液罐各使用了2个的情况下，例如正极用电解液从一方的正极液罐向电池单元供给，并从电池单元向另一方的正极液罐排出。若一方的正极液罐内的全部正极用电解液流通到另一方的正极液罐，则通过使泵反转，正极用电解液从另一方的正极液罐向电池单元供给，并从电池单元向一方的正极液罐排出。通过这样将各极液罐各使用2个，从而防止从电池单元排出后的电解液与向电池单元供给的电解液的混合。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平2-27666号公报

发明内容

本公开的氧化还原液流电池具备：

罐，积存电解液；及

流通机构，使所述电解液向电池单元流通，

其中，所述罐具有将所述罐的内部的空间区划为第一空间和第二空间的分隔部，

所述流通机构具有经由所述电池单元而在所述第一空间与所述第二空间之间使所述电解液流通的流通路，

所述分隔部由柔性的材料构成。

附图说明

图1是示出实施方式1的氧化还原液流电池的概略的结构图。

图2是说明实施方式1的氧化还原液流电池的电解液的流通路径的结构图。

图3是说明实施方式1的氧化还原液流电池的电解液的流通路径的结构图。

图4是实施方式1的氧化还原液流电池所具备的罐的俯视图。

图5是示出实施方式2的氧化还原液流电池所具备的罐及流通机构的一例的概略的结构图。

图6是示出实施方式2的氧化还原液流电池所具备的罐及流通机构的另一例的概略的结构图。

图7是示出实施方式2的氧化还原液流电池所具备的罐及流通机构的又一例的概略的结构图。

图8是示出实施方式3的氧化还原液流电池的概略的结构图。

具体实施方式

[本公开所要解决的课题]

氧化还原液流电池的电池容量和电解液量存在比例关系。即，若要构筑电池容量大的氧化还原液流电池，则电解液量变多。若电解液量变多，则蜿蜒管、螺旋管的长度变长。其结果，压力损失增大。若减少电解液量而缩短蜿蜒管、螺旋管的长度，则压力损失的增大被抑制。但是，氧化还原液流电池的电池容量变小。另外，若如上述那样将各极电解液的罐各使用2个，则即使电解液量多，与使用了螺旋管等的情况相比，压力损失的增大也被抑制。但是，罐的设置面积变大。

于是，本公开的目的之一在于，提供能够不招致电池容量的下降、压力损失的增大及设置面积的增加而抑制从电池单元向罐排出的电解液与罐内的电解液的混合的氧化还原液流电池。

[本公开的效果]

本公开的氧化还原液流电池能够不招致电池容量的下降、压力损失的增大及设置面积的增加而抑制从电池单元向罐排出的电解液与罐内的电解液的混合。

《本公开的实施方式的说明》

首先，列举本公开的实施方案来说明。

(1)本公开的一方案的氧化还原液流电池具备：

罐，积存电解液；及

流通机构，使所述电解液向电池单元流通，

其中，所述罐具有将所述罐的内部的空间区划为第一空间和第二空间的分隔部，

所述流通机构具有经由所述电池单元而在所述第一空间与所述第二空间之间使所述电解液流通的流通路，

所述分隔部由柔性的材料构成。

上述的结构能够不使用以往那样的蜿蜒管、螺旋管或在各极处使用两个罐，而在各极处通过一个罐来抑制从电池单元向罐排出的电解液与罐内的电解液的混合。其理由是因为：通过具有对罐内进行区划的分隔部，能够在第一空间和第二空间的一方的空间积存向电池单元供给的电解液，在另一方的空间积存从电池单元排出的电解液。通过抑制电解液的混合，从而抑制电解液的充电状态的平均化。因而，上述的结构能够抑制电池电阻的连续性的上升。由此，上述的结构能够改善电池效率、即充放电效率。

另外，上述的结构不会招致电池容量的下降、压力损失的增大及设置面积的增加。其理由是因为：如上所述，可以不使用以往那样的蜿蜒管、螺旋管或在各极处使用两个罐。而且是因为：通过区划罐内的分隔部由柔性的材料构成，可以不使用体积大的罐。

(2)作为上述氧化还原液流电池的一方式，可举出：

所述分隔部具有设置于该分隔部的整周缘的外侧区域和由所述外侧区域包围的内侧区域，

所述外侧区域中的与所述电解液接触的区域相对于所述罐的内表面实质上液密地固定，

所述内侧区域伴随于所述第一空间内及所述第二空间内的所述电解液的增减而以增大所述第一空间及所述第二空间的一方的体积且减小另一方的体积的方式使彼此的空间的体积可变。

上述的结构由于具有外侧区域相对于罐的内表面实质上液密地固定的区域，所以能够在各极处通过一个罐而进一步抑制从电池单元向罐排出的电解液与罐内的电解液的混合。另外，上述的结构不会招致电池容量的下降、压力损失的增大及设置面积的增加。其理由是因为：能够通过内侧区域来改变第一空间和第二空间的体积。

(3)作为上述氧化还原液流电池的一方式，可举出：

所述流通机构具有：

第一供给路，将所述第一空间内的所述电解液向所述电池单元供给；

第二供给路，将所述第二空间内的所述电解液向所述电池单元供给；

一个供给侧连结路，将所述第一供给路及所述第二供给路的下游彼此与所述电池单元连结；

第一排出路，将经过了所述电池单元的所述电解液向所述第一空间内排出；

第二排出路，将经过了所述电池单元的所述电解液向所述第二空间内排出；

一个排出侧连结路，将所述第一排出路及所述第二排出路的上游彼此与所述电池单元连结；

供给侧切换阀，设置于所述第一供给路及所述第二供给路与所述供给侧连结路的连结部位，对所述电解液的从所述第一供给路向所述供给侧连结路的流通和从所述第二供给路向所述供给侧连结路的流通进行切换；及

排出侧切换阀，设置于所述第一排出路及所述第二排出路与所述排出侧连结路的连结部位，对所述电解液的从所述排出侧连结路向所述第一排出路的流通和从所述排出侧连结路向所述第二排出路的流通进行切换。

上述的结构能够在各极处抑制从电池单元向罐排出的电解液与罐内的电解液的混合。其理由是因为：通过具有供给侧切换阀和排出侧切换阀，能够使积存于第一空间和第二空间的一方的空间的电解液通过电池单元而向另一方的空间排出。

(4)作为具有上述供给侧切换阀和上述排出侧切换阀的上述氧化还原液流电池的一方式，可举出：

具有检测所述第一空间内的电解液量及所述第二空间内的电解液量的至少一方的液量检测部，

并且具有基于所述液量检测部的检测结果来控制所述供给侧切换阀和所述排出侧切换阀的动作的阀控制部。

上述的结构能够在各极处抑制从电池单元向罐排出的电解液与罐内的电解液的混合。其理由是因为：能够在积存于第一空间和第二空间的一方的空间内的实质上全部的电解液经过电池单元而流通到另一方的空间内后进行电解液的流通的切换。

(5)作为具有上述供给侧切换阀和上述排出侧切换阀的上述氧化还原液流电池的一方式，可举出：具有：

有无检测部，检测被供给氧化还原液流电池的电力的负载有无电力要求；

运算部，运算所述第一空间内的所述电解液的充电状态和所述第二空间内的所述电解液的充电状态；及

阀控制部，基于所述有无检测部的检测结果和所述运算部的运算结果来控制所述供给侧切换阀和所述排出侧切换阀的动作。

上述的结构能够与负载的电力要求的有无对应地充放电。其理由是因为：能够在积存于第一空间和第二空间的一方的空间内的实质上全部的电解液经过电池单元而向另一方的空间内流通结束前进行电解液的流通的切换。

(6)作为上述氧化还原液流电池的一方式，可举出：

所述分隔部具有设置于该分隔部的整周缘的外侧区域和由所述外侧区域包围的内侧区域，

所述外侧区域固定于所述罐的顶板的周缘，所述分隔部从所述罐的顶板悬吊，

所述第一空间和所述第二空间设置于所述罐的内部中的内侧及其外侧。

上述的结构在具有分隔部的罐的制造作业性上优异。其理由是因为：将外侧区域仅相对于顶板固定即可。而且是因为：能够在将顶板从罐拆卸的状态下进行外侧区域向顶板的固定。

《本公开的实施方式的详细描述》

以下说明本公开的实施方式的详情。图中的同一标号表示同一名称物。

《实施方式1》

〔氧化还原液流电池〕

参照图1～图4来说明实施方式1的氧化还原液流电池。以下，有时将氧化还原液流电池记为RF电池1。RF电池1具备积存电解液4的罐3和使电解液4向电池单元10流通的流通机构5。RF电池1的特征之一在于具有将罐3的内部区划为第一空间31和第二空间32的特定的分隔部36这一点。以下，说明RF电池1的概要，之后，详细说明本方式的RF电池1的各结构。

[RF电池的概要]

RF电池1代表性地经由交流/直流变换器100和变电设备120而连接于发电部110与负载130之间，将由发电部110发电产生的电力充电而蓄积，将蓄积的电力放电而向负载130供给(图1)。图1的从变电设备120朝向交流/直流变换器100延伸的实线箭头意味着充电。图1的从交流/直流变换器100朝向变电设备120延伸的虚线箭头意味着放电。作为发电部110，例如可举出太阳能发电装置、风力发电装置及其他的一般的发电站等。作为负载130，例如可举出电力的需求方等。RF电池1将含有通过氧化还原而价数变化的金属离子作为活性物质的电解液4作为正极电解液和负极电解液来使用。RF电池1的充放电利用正极电解液中包含的离子的氧化还原电位与负极电解液中包含的离子的氧化还原电位之差来进行。作为金属离子，例如可举出钒离子、钛离子、锰离子等。作为电解液4的溶剂，例如可举出包含从由硫酸、磷酸、硝酸及盐酸构成的群选择的1种以上的酸或酸盐的水溶液。RF电池1例如被利用于负载平衡化用途、瞬时低压补偿、紧急用电源等用途、正在大力推行的太阳能发电、风力发电等自然能量的输出平滑化用途等。

[罐]

罐3积存向电池单元10流通的电解液4(图1)。图1仅示出正极用的罐3。负极用的罐的图示在图1中省略。负极用的罐的结构能够设为与正极用的罐3相同。罐3的大小能够根据电池容量而适当选择。罐3的形状可以如本例这样是长方体状，也可以是圆柱状。

罐3具有顶板33、底板34、侧板35及后述的分隔部36。顶板33、底板34及侧板35的材质可举出不与电解液4反应且相对于电解液4的耐性优异的树脂、橡胶。作为树脂，可举出聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)等。除此之外，顶板33、底板34及侧板35能够由具备钢制的板状构件和覆盖板状构件中的与电解液4的接触部位的涂层的板构成。涂层的材质可举出上述的树脂、橡胶等。顶板33、底板34及侧板35的厚度例如可举出5mm以上且50mm以下，进一步可举出10mm以上且40mm以下，尤其可举出15mm以上且30mm以下。该厚度在各板由树脂、橡胶构成的情况下是该树脂、橡胶的厚度，在各板具备板状构件和涂层的情况下是指板状构件和涂层的合计厚度。

(分隔部)

分隔部36将罐3的内部的空间区划为第一空间31和第二空间32。分隔部36的材质可举出不与电解液4反应且是柔性的材料并且相对于电解液4的耐性优异的材质。由柔性的材料构成的分隔部36是指满足柔软、挠曲、即使弯曲也不破裂及可某种程度伸展中的至少1个。即，分隔部36具有伴随于第一空间31内及第二空间32内的电解液4的增减而以增大第一空间31及第二空间32的一方的体积且减小另一方的体积的方式变形的特性。分隔部36的材质具体而言可举出上述的树脂、橡胶。分隔部36在本方式中由柔性的一张片材构成。片材具有第一面、第二面及第三面。第一面和第二面互相对向。第三面连结第一面和第二面。

分隔部36的厚度例如可举出0.006mm以上且0.2mm以下。分隔部36的厚度在如本方式这样分隔部36由片材构成的情况下，是指片材的上述第一面与第二面之间的长度。若分隔部36的厚度为0.2mm以下，则分隔部36不会过厚，因此上述特性优异。即，分隔部36能够通过第一空间31内及第二空间32内的电解液4的增减而伸展或变形。若分隔部36的厚度为0.15mm以下，则分隔部36的上述特性更优异。若分隔部36的厚度为0.006mm以上，则分隔部36不会过薄，因此即使通过第一空间31内及第二空间32内的电解液4的增减而伸展或变形也难以破裂。若分隔部36的厚度为0.03mm以上，则分隔部36更难以破裂。分隔部36的厚度进一步可举出0.03mm以上且0.13mm以下，尤其可举出0.06mm以上且0.1mm以下。

分隔部36具有之后详细描述的外侧区域361和内侧区域362。外侧区域361设置于分隔部36的整周缘。即，外侧区域361设置于片材的上述第一面中的整周缘和上述第二面中的整周缘。该外侧区域361即上述第一面中的整周缘和上述第二面中的整周缘是具有一定的宽度的区域。内侧区域362由外侧区域361包围。即，内侧区域362由片材的上述第一面中的外侧区域361包围，由片材的上述第二面中的外侧区域361包围。

<外侧区域>

外侧区域361将分隔部36固定于罐3的内表面。具体而言，外侧区域361中的与电解液4接触的区域固定于罐3的内表面。当然，外侧区域361也可以遍及其整周而固定于罐3的内表面。对于外侧区域361相对于罐3的固定手法，只要能够相对于罐3的内表面实质上液密地固定即可，没有特别的限定。实质上液密地固定是指：若是不对电解液4的充电状态造成影响的程度的少量的电解液4，则容许经由外侧区域361而从第一空间31和第二空间32的一方向另一方移动。该移动的电解液4的量越少越好，优选完全没有。通过外侧区域361实质上液密地固定，分隔部36能够将第一空间31与第二空间32之间实质上密封，优选能够完全密封。因而，分隔部36能够抑制第一空间31内的电解液4和第二空间32内的电解液4混合。在本方式中，外侧区域361遍及其整周而相对于罐3的内表面实质上液密地固定。外侧区域361的固定手法例如可举出熔接、熔焊、使用了粘接剂的粘接等。

外侧区域361的固定部位只要是能够以在第一空间31和第二空间32中能够积存相同量的电解液4的方式形成第一空间31和第二空间32的位置即可，没有特别的限定，能够适当选择。外侧区域361的固定部位优选设为第一空间31的体积和第二空间32的体积互相等同的位置。外侧区域361的固定部位在本例中是顶板33(图4)。具体而言，外侧区域361遍及其整周而固定于罐3的顶板33的周缘侧的区域。通过外侧区域361固定于顶板33，具有分隔部36的罐3的制造作业性优异。其理由是因为：将外侧区域361仅相对于顶板33固定即可。而且是因为：能够在将顶板33从侧板35拆卸的状态下进行外侧区域361向顶板33的固定。通过外侧区域361向顶板33的固定，分隔部36从顶板33悬吊。并且，第一空间31和第二空间32形成于罐3的内部中的内侧及其外侧。

<内侧区域>

内侧区域362优选伴随于第一空间31内及第二空间32内的电解液4的增减而使第一空间31和第二空间32的体积可变(图1)。具体而言，内侧区域362增大第一空间31及第二空间32的一方的体积且减小另一方的体积。通过分隔部36由柔性的材料构成，内侧区域362偏向第一空间31和第二空间32的一方的空间侧，或者向第一空间31和第二空间32的一方的空间侧伸展。因而，内侧区域362能够改变第一空间31和第二空间32的体积。

[流通机构]

流通机构5使电解液4向电池单元10流通。该流通机构5具有经由电池单元10而在第一空间31与第二空间32之间使电解液4流通的流通路。本方式的流通机构5具有第一供给路51s、第二供给路52s、供给侧连结路53s、供给侧切换阀54s、第一排出路51d、第二排出路52d、排出侧连结路53d、排出侧切换阀54d及泵55。图1仅示出正极用的流通机构5。负极用的流通机构的图示在图1中省略。负极用的流通机构的结构能够设为与正极用的流通机构5相同。

第一供给路51s将罐3的第一空间31内的电解液4向电池单元10供给。第一供给路51s的上游向第一空间31内开口。在第一空间31内积存有电解液4的情况下，第一供给路51s的上游向电解液4中开口(图1)。第一供给路51s的下游连接于供给侧连结路53s。

第二供给路52s将罐3的第二空间32内的电解液4向电池单元10供给。第二供给路52s的上游向第二空间32内开口。在第二空间32内积存有电解液4的情况下，第二供给路52s的上游向电解液4中开口(图2、图3)。第二供给路52s的下游连接于供给侧连结路53s。

供给侧连结路53s将第一供给路51s及第二供给路52s的下游彼此与电池单元10连接。在第一供给路51s或第二供给路52s中流通的电解液4通过供给侧连结路53s而向电池单元10供给。

供给侧切换阀54s进行第一供给路51s和第二供给路52s的一方的开通和另一方的关闭。即，供给侧切换阀54s切换电解液4的从第一供给路51s向供给侧连结路53s的流通和从第二供给路52s向供给侧连结路53s的流通。供给侧切换阀54s的设置部位可举出第一供给路51s及第二供给路52s与供给侧连结路53s的连结部位。供给侧切换阀54s的种类例如可举出三通阀。

第一排出路51d将经过了电池单元10的电解液4向第一空间31内排出。第一排出路51d的上游连接于排出侧连结路53d。第一排出路51d的下游向第一空间31内开口。在第一空间31内积存有电解液4的情况下，第一排出路51d的下游向第一空间31内的气相部分开口(图1)。

第二排出路52d将经过了电池单元10的电解液4向第二空间32内排出。第二排出路52d的上游连接于排出侧连结路53d。第二排出路52d的下游向第二空间32内开口。在第二空间32内积存有电解液4的情况下，第二排出路52d的下游向第二空间32内的气相部分开口(图2、图3)。

排出侧连结路53d将第一排出路51d及第二排出路52d的上游彼此与电池单元10连接。从电池单元10排出后的电解液4通过排出侧连结路53d而在第一排出路51d或第二排出路52d中流通。

排出侧切换阀54d进行第一排出路51d和第二排出路52d的一方的开通和另一方的关闭。即，排出侧切换阀54d切换电解液4的从排出侧连结路53d向第一排出路51d的流通和从排出侧连结路53d向第二排出路52d的流通。排出侧切换阀54d的设置部位可举出排出侧连结路53d与第一排出路51d及第二排出路52d的连结部位。排出侧切换阀54d的种类例如与供给侧切换阀54s同样，可举出三通阀。

第一供给路51s、第二供给路52s、供给侧连结路53s、第一排出路51d、第二排出路52d及排出侧连结路53d例如能够由树脂管、包覆管构成。树脂管的材质例如可举出聚氯乙烯。包覆管具备金属制的管状构件和覆盖该管状构件中的与电解液4的接触部位的涂层。管状构件例如能够利用不锈钢管。涂层的材料可举出不与电解液4反应且相对于电解液4的耐性优异的材料。涂层的具体的材料可举出与上述的罐3同样的树脂、橡胶等材料。

泵55将第一空间31内或第二空间32内的电解液4经由电池单元10而向第二空间32或第一空间31压送。泵55的设置部位在本例中是供给侧连结路53s的中途。在进行充放电的运转时，泵55被驱动。这一点将在后述的控制部65中说明。在不进行充放电的待机时，泵55被停止。在该待机时，电解液4不被压送。泵55的种类能够适当选择，例如可举出自吸式泵。

供给侧切换阀54s、排出侧切换阀54d及泵55由后述的控制机构6控制。

[控制机构]

控制机构6基于第一空间31内和第二空间32内的电解液量来控制第一空间31内的电解液4的流通和第二空间32内的电解液4的流通。本方式的控制机构6具有液量检测部和控制部65。

(液量检测部)

液量检测部检测第一空间31内的电解液量及第二空间32内的电解液量的至少一方。在本方式中，液量检测部具有检测第一空间31内的电解液量的第一液量检测部61和检测第二空间32内的电解液量的第二液量检测部62。在图2、图3中，为了便于说明，第一液量检测部61和第二液量检测部62的图示省略。例如，第一液量检测部61可举出检测第一空间31内的电解液量是否实质上成为了零。同样，第二液量检测部62可举出检测第二空间32内的电解液量是否实质上成为了零。

第一液量检测部61及第二液量检测部62的种类例如可举出开关、传感器。作为开关，例如可举出浮标式等的液位开关。作为传感器，例如可举出浮标式、静电容式、光学式、超声波式等的液量传感器、液面液位传感器。第一液量检测部61及第二液量检测部62的检测结果向控制部65发送。

(控制部)

控制部65具有阀控制部651和泵控制部652。控制部65例如能够利用计算机等。

<阀控制部>

阀控制部651基于液量检测部的检测结果来控制供给侧切换阀54s和排出侧切换阀54d的动作。阀控制部651以使第一供给路51s和第二供给路52s的一方开通且使另一方关闭的方式使供给侧切换阀54s动作。另外，阀控制部651以使第一排出路51d和第二排出路52d的一方开通且使另一方关闭的方式使排出侧切换阀54d动作。

<泵控制部>

泵控制部652基于液量检测部的检测结果来控制泵55的驱动。换言之，泵控制部652进行的控制与阀控制部651对供给侧切换阀54s及排出侧切换阀54d的控制联动地进行。泵控制部652使泵55驱动或停止。

(控制工序)

说明控制部65对第一空间31内的电解液4的流通和第二空间32内的电解液4的流通的控制工序。这里的说明以对电解液4充电的情况为例来进行。

<第一工序>

如图1所示，在第一空间31内积存有实质上全部的电解液4且在第二空间32内实质上未积存电解液4的情况下，第二液量检测部62检测为第二空间32内的电解液量是零。基于该检测结果，阀控制部651以使第一供给路51s开通且使第二供给路52s关闭的方式使供给侧切换阀54s动作。另外，阀控制部651以使第二排出路52d开通且使第一排出路51d关闭的方式使排出侧切换阀54d动作。与阀控制部651的控制联动，泵控制部652使泵55驱动。通过该控制，积存于第一空间31内的电解液4依次通过第一供给路51s和供给侧连结路53s而向电池单元10供给从而被充电。由电池单元10充电后的电解液4从电池单元10依次通过排出侧连结路53d和第二排出路52d而向第二空间32内排出(图2)。阀控制部651及泵控制部652直到如图3所示那样第一空间31内的实质上全部的电解液4被输送到第二空间32内为止，即，直到第一液量检测部61(图1)检测为第一空间31内的电解液量是零为止，维持供给侧切换阀54s及排出侧切换阀54d和泵55的状态。这样，充电状态上升后的全部的电解液4向第二空间32内积存。当充电状态上升后的全部的电解液4积存于第二空间32内后，泵控制部652使泵55停止。

<第二工序>

如图3所示，在第二空间32内积存有实质上全部的电解液4且在第一空间31内实质上未积存电解液4的情况下，第一液量检测部61(图1)检测为第一空间31内的电解液量是零。基于该检测结果，阀控制部651以成为与第一工序相反的工序的方式进行控制。即，阀控制部651以使第二供给路52s开通且使第一供给路51s关闭的方式使供给侧切换阀54s动作。另外，阀控制部651以使第一排出路51d开通且使第二排出路52d关闭的方式使排出侧切换阀54d动作。泵控制部652使泵55驱动。通过该控制，积存于第二空间32内的电解液4依次通过第二供给路52s和供给侧连结路53s而向电池单元10供给从而被充电。由电池单元10充电后的电解液4从电池单元10依次通过排出侧连结路53d和第一排出路51d而向第一空间31内排出(图2)。阀控制部651及泵控制部652直到如图1所示那样第二空间32内的实质上全部的电解液4被输送到第一空间31内为止，即，直到第二液量检测部62检测为第二空间32内的电解液量是零为止，维持供给侧切换阀54s及排出侧切换阀54d和泵55的状态。这样，充电状态上升后的全部的电解液4向第一空间31内积存。

控制部65直到电解液4的充电状态达到满充电为止，反复进行第一工序和第二工序。控制部65在电解液4的充电状态达到了满充电的时间点下，结束第一工序及第二工序。

需要说明的是，在因电池单元10的一次、两次的通过而电解液4的充电状态达到了满充电的情况下，控制部65也可以不反复进行第一工序和第二工序。在该情况下，控制部65也可以仅进行第一工序和第二工序的至少一方的工序。

[电池单元]

电池单元10由使氢离子透过的隔膜分离为正极单元和负极单元。隔膜、正极单元及负极单元的图示均省略。在正极单元内置有正极电极。通过上述的流通机构5而从上述的罐3向正极单元流通正极电解液。在负极单元内置有负极电极。通过上述的流通机构5而从上述的负极用的罐向负极单元流通负极电解液。电池单元10通常形成于被称作电池组20的构造体的内部。

[电池组]

电池组20由被称作子组的层叠体、将层叠体从其两侧夹入的2张端板及紧固两端板的紧固机构构成。层叠体、端板及紧固机构的图示均省略。子组的数量可以是单个也可以是多个。子组具有将电池单元框架、正极电极、隔膜及负极电极以该顺序层叠多个而得到的层叠体和配置于该层叠体的两端的供排板。电池单元框架具有双极板和包围双极板的外周缘部的框体。在相邻的电池单元框架的双极板之间形成一个电池单元10。夹着双极板而在表背配置相邻的电池单元10的正极电极和负极电极，配置正极单元和负极单元。电池单元框架的框体具有向电池单元10的内部供给电解液4的供液歧管及供液缝隙和向电池单元10的外部排出电解液4的排液歧管及排液缝隙。在各框体间，在环状的密封槽配置O型环、平垫密封圈等环状的密封构件，抑制来自电池单元10的电解液4的泄漏。电池单元10及电池组20能够利用公知的结构。

〔作用效果〕

本方式的RF电池1不使用以往那样的蜿蜒管、螺旋管或在各极处使用两个罐，能够在各极处通过一个罐3来抑制从电池单元10向罐3排出的电解液4与罐3内的电解液4的混合。其理由是因为：由于具有区划罐3内的分隔部36，所以能够在第一空间31和第二空间32的一方的空间积存向电池单元10供给的电解液4，能够在另一方的空间积存从电池单元10排出的电解液4。另外是因为：通过具有供给侧切换阀54s和排出侧切换阀54d，能够将积存于第一空间31和第二空间32的一方的空间的电解液4通过电池单元10而向另一方的空间排出。并且是因为：通过具有阀控制部651，能够在积存于第一空间31和第二空间32的一方的空间内的实质上全部的电解液4经过电池单元10而流通到另一方的空间内后进行电解液4的流通的切换。

另外，本方式的RF电池1不会招致电池容量的下降、压力损失的增大及设置面积的增加。这是因为：如上所述，无需使用以往那样的蜿蜒管、螺旋管或在各极处使用两个罐。而且是因为：区划罐3内的分隔部36由柔性的材料构成，能够通过内侧区域362来改变第一空间31和第二空间32的体积，由此，可以不使用体积大的罐3。

《实施方式2》

〔氧化还原液流电池〕

在实施方式1中，说明了通过分隔部36而第一空间31和第二空间32在罐3的内部设置于内侧和外侧的方式。在实施方式2中，参照图5～图7来说明第一空间31和第二空间32的形成部位与实施方式1的RF电池1不同的方式。即，实施方式2的RF电池1的外侧区域361的固定部位与实施方式1的RF电池1不同。以下的说明以与实施方式1的不同点为中心来进行。与实施方式1同样的结构的说明省略。这些点在后述的实施方式3中也是同样的。需要说明的是，在图5～图7中，为了便于说明，省略了电解液。

[罐]

(分隔部)

如图5所示，外侧区域361也可以以使第一空间31和第二空间32设置于罐3的内部的左右的方式固定于顶板33、侧板35及底板34。另外，如图6所示，外侧区域361还可以以使第一空间31和第二空间32设置于罐3的内部的上下的方式遍及侧板35的整周而固定。而且，如图7所示，外侧区域361还可以以使第一空间31和第二空间32设置于罐3的内部的对角位置的方式固定于顶板33与侧板35的角部、侧板35及侧板35与底板34的角部。

〔作用效果〕

本方式的RF电池1与实施方式1的RF电池1同样，能够不招致电池容量的下降、压力损失的增大及设置面积的增加而抑制从电池单元10向罐3排出的电解液4与罐3内的电解液4的混合。

《实施方式3》

〔氧化还原液流电池〕

在实施方式1中，说明了通过阀控制部651来对电解液4的流通进行切换的定时是积存于第一空间31和第二空间32的一方的空间内的实质上全部的电解液4经过电池单元10而流通到另一方的空间内后的方式。在实施方式3的RF电池1中，参照图8来说明上述定时与实施方式1的RF电池1不同的方式。具体而言，上述定时之一是积存于一方的空间内的实质上全部的电解液4经过电池单元10而向另一方的空间内流通结束前。即，上述定时之一是积存于一方的空间内的电解液4经过电池单元10而向另一方的空间内流通的中途。

(控制部)

控制部65除了与实施方式1同样的阀控制部651及泵控制部652之外，还具有有无检测部653和运算部654。本方式的阀控制部651基于有无检测部653的检测结果和运算部654的运算结果来控制供给侧切换阀54s和排出侧切换阀54d的动作。阀控制部651与上述同样，以使第一供给路51s和第二供给路52s的一方开通且使另一方关闭的方式使供给侧切换阀54s动作。另外，阀控制部651以使第一排出路51d和第二排出路52d的一方开通且使另一方关闭的方式使排出侧切换阀54d动作。泵控制部652与上述同样，与阀控制部651联动而使泵55驱动。

<有无检测部>

有无检测部653检测负载130有无电力要求。在检测结果是有的情况下，RF电池1放电。在检测结果是无的情况下，RF电池1充电。负载130的电力要求的有无能够基于由来自供电指令所的指令等引起的交流/直流变换器100的动作而检测。

<运算部>

运算部654运算第一空间31内的电解液4的充电状态(SOC)和第二空间32内的电解液4的充电状态(SOC)。电解液4的充电状态利用测定部10m而求出。

在本方式中，使用设置于电池单元10的上游和下游的测定部10m来运算向电池单元10供给的电解液4的充电状态和经过了电池单元10的电解液4的充电状态。上游侧的测定部10m设置于在供给侧连结路53s中分支出的分支路56s的中途。通过了上游侧的测定部10m的电解液4返回供给侧连结路53s，向电池单元10输送。下游侧的测定部10m设置于在排出侧连结路53d中分支出的分支路56d的中途。通过了下游侧的测定部10m的电解液4返回排出侧连结路53d，向罐3输送。对双方的测定部10m仅供给正负的一方的电解液4。在图8中，示出了正极电解液向各测定部10m供给的结构。在负极电解液的流通机构中，也在电池单元10的上游和下游设置有同样的测定部。负极电解液的流通机构中的测定部的图示省略。

在上游侧的测定部10m和下游侧的测定部10m上分别连接有电位已知的标准电极10r。对于标准电极10r，例如能够使用饱和KCl银氯化银电极(Ag/AgCl/饱和KCl用溶液)。在上游侧的测定部10m与标准电极10r之间和下游侧的测定部10m与标准电极10r之间分别设置有测定电解液的绝对电位的电压测定部10v。作为电压测定部10v，能够利用电压计。各电压测定部10v的测定结果向运算部654发送而在电解液4的充电状态的运算中使用。该运算由计算机进行。

基于阀控制部651对供给侧切换阀54s和排出侧切换阀54d的控制，可知电解液4向第一空间31和第二空间32的哪一个流通。根据运算出的电解液4的充电状态和通过供给侧切换阀54s及排出侧切换阀54d的控制而构成的电解液4的流通路径，求出第一空间31内和第二空间32内的电解液4的充电状态。

需要说明的是，电解液4的充电状态也可以取代使用测定部10m及标准电极10r而通过将与电池单元10相同的结构的监视单元设置于电池单元10的上游和下游的各自并测定监视单元的开路电位来求出。测定出的开路电位向运算部654发送而在电解液4的充电状态的运算中使用。

(控制工序)

在有无检测部653检测到有时，运算部654运算第一空间31内和第二空间32内的电解液4的充电状态。阀控制部651以使第一空间31内和第二空间32内的电解液4中的充电状态高的一方的电解液4向电池单元10流通的方式控制供给侧切换阀54s和排出侧切换阀54d的动作。例如，在第一空间31内的电解液4的充电状态较高的情况下，阀控制部651以使第一供给路51s开通且使第二供给路52s关闭的方式使供给侧切换阀54s动作。另外，阀控制部651以使第二排出路52d开通且使第一排出路51d关闭的方式使排出侧切换阀54d动作。此时，泵控制部652在阀控制部651的上述控制的开始前使泵55暂且停止，在阀控制部651的上述控制的完成后使泵55驱动。通过该控制，第一空间31内的电解液4依次通过第一供给路51s和供给侧连结路53s而向电池单元10供给从而被放电。由电池单元10放电而充电状态下降后的电解液4依次通过排出侧连结路53d和第二排出路52d而向第二空间32内排出。

当第一空间31内的实质上全部的电解液4经过电池单元10而流通到第二空间32内后，如在实施方式1中说明的那样，第一液量检测部61检测为第一空间31内的电解液量是零。然后，阀控制部651以成为与上述的工序相反的工序的方式进行控制。即，阀控制部651以使第二供给路52s开通且使第一供给路51s关闭的方式使供给侧切换阀54s动作。另外，阀控制部651以使第一排出路51d开通且使第二排出路52d关闭的方式使排出侧切换阀54d动作。如上所述，泵控制部652在阀控制部651的上述控制的开始前使泵55暂且停止，在阀控制部651的上述控制的完成后使泵55驱动。通过该控制，积存于第二空间32内的电解液4依次通过第二供给路52s和供给侧连结路53s而向电池单元10供给从而被放电。由电池单元10放电后的电解液4从电池单元10依次通过排出侧连结路53d和第一排出路51d而向第一空间31内排出。

在电解液4的充电状态达到了放电末尾的时间点下，本控制结束。

需要说明的是，在第一空间31内的电解液4的充电状态小于阈值的情况下，也可以不进行本控制。在该情况下，通过使充电状态低的第二空间32内的电解液4向电池单元10流通，电解液4被充电。

在有无检测部653检测到无时，运算部654运算第一空间31内和第二空间32内的电解液4的充电状态。阀控制部651以使第一空间31内和第二空间32内的电解液4中的充电状态低的一方的电解液4向电池单元10流通的方式控制供给侧切换阀54s和排出侧切换阀54d的动作。例如，在第二空间32内的电解液4的充电状态较低的情况下，阀控制部651以使第二供给路52s开通且使第一供给路51s关闭的方式使供给侧切换阀54s动作。另外，阀控制部651以使第一排出路51d开通且使第二排出路52d关闭的方式使排出侧切换阀54d动作。此时，泵控制部652在阀控制部651的上述控制的开始前使泵55暂且停止，在阀控制部651的上述控制的完成后使泵55驱动。通过该控制，第二空间32内的电解液4依次通过第二供给路52s和供给侧连结路53s而向电池单元10供给从而被充电。由电池单元10充电后的电解液4依次通过排出侧连结路53d和第一排出路51d而向第一空间31内排出。

当第二空间32内的实质上全部的电解液4经过电池单元10而向第一空间31内流通后，如在实施方式1中说明的那样，第二液量检测部62检测为第二空间32内的电解液量是零。然后，阀控制部651和泵控制部652以成为与上述的工序相反的工序的方式进行控制。即，阀控制部651以使第一供给路51s开通且使第二供给路52s关闭的方式使供给侧切换阀54s动作。另外，阀控制部651以使第二排出路52d开通且使第一排出路51d关闭的方式使排出侧切换阀54d动作。如上所述，泵控制部652在阀控制部651的上述控制的开始前使泵55暂且停止，在阀控制部651的上述控制的完成后使泵55驱动。通过该控制，积存于第一空间31内的电解液4依次通过第一供给路51s和供给侧连结路53s而向电池单元10供给从而被充电。由电池单元10充电后的电解液4从电池单元10依次通过排出侧连结路53d和第二排出路52d而向第二空间32内排出。

在电解液4的充电状态达到了满充电的时间点下，本控制结束。

〔作用效果〕

本方式的RF电池1能够在积存于第一空间31和第二空间32的一方的空间内的实质上全部的电解液4经过电池单元10而向另一方的空间内流通结束前进行电解液4的流通的切换。因而，例如，即使在充电中途产生了负载130的电力要求的情况下，也能够立即对负载130的电力要求进行应对。

本发明不限定于这些例示，而是由权利要求书表示，并且旨在包括与权利要求书等同的含义及范围内的所有变更。

标号说明

1RF电池

10电池单元

10m测定部

10r标准电极

10v电压测定部

20电池组

3罐

31第一空间

32第二空间

33顶板

34底板

35侧板

36分隔部

361外侧区域

362内侧区域

4电解液

5流通机构

51s第一供给路

51d第一排出路

52s第二供给路

52d第二排出路

53s供给侧连结路

53d排出侧连结路

54s供给侧切换阀

54d排出侧切换阀

55泵

56s分支路

56d分支路

6控制机构

61第一液量检测部

62第二液量检测部

65控制部

651阀控制部

652泵控制部

653有无检测部

654运算部

100交流/直流变换器

110发电部

120变电设备

130负载

Claims (6)

1.一种氧化还原液流电池，具备：

罐，积存电解液；及

流通机构，使所述电解液向电池单元流通，

其中，

所述罐具有将所述罐的内部的空间区划为第一空间和第二空间的分隔部，

所述流通机构具有经由所述电池单元而在所述第一空间与所述第二空间之间使所述电解液流通的流通路，

所述分隔部由柔性的材料构成。

2.根据权利要求1所述的氧化还原液流电池，

所述分隔部具有设置于该分隔部的整周缘的外侧区域和由所述外侧区域包围的内侧区域，

所述外侧区域中的与所述电解液接触的区域相对于所述罐的内表面实质上液密地固定，

所述内侧区域伴随于所述第一空间内及所述第二空间内的所述电解液的增减而以增大所述第一空间及所述第二空间的一方的体积且减小另一方的体积的方式使彼此的空间的体积可变。

3.根据权利要求1或2所述的氧化还原液流电池，

所述流通机构具有：

第一供给路，将所述第一空间内的所述电解液向所述电池单元供给；

第二供给路，将所述第二空间内的所述电解液向所述电池单元供给；

一个供给侧连结路，将所述第一供给路及所述第二供给路的下游彼此与所述电池单元连结；

第一排出路，将经过了所述电池单元的所述电解液向所述第一空间内排出；

第二排出路，将经过了所述电池单元的所述电解液向所述第二空间内排出；

一个排出侧连结路，将所述第一排出路及所述第二排出路的上游彼此与所述电池单元连结；

供给侧切换阀，设置于所述第一供给路及所述第二供给路与所述供给侧连结路的连结部位，对所述电解液的从所述第一供给路向所述供给侧连结路的流通和从所述第二供给路向所述供给侧连结路的流通进行切换；及

排出侧切换阀，设置于所述第一排出路及所述第二排出路与所述排出侧连结路的连结部位，对所述电解液的从所述排出侧连结路向所述第一排出路的流通和从所述排出侧连结路向所述第二排出路的流通进行切换。

4.根据权利要求3所述的氧化还原液流电池，

具有检测所述第一空间内的电解液量及所述第二空间内的电解液量的至少一方的液量检测部，

并且具有基于所述液量检测部的检测结果来控制所述供给侧切换阀和所述排出侧切换阀的动作的阀控制部。

5.根据权利要求3所述的氧化还原液流电池，具有：

有无检测部，检测被供给氧化还原液流电池的电力的负载有无电力要求；

运算部，运算所述第一空间内的所述电解液的充电状态和所述第二空间内的所述电解液的充电状态；及

阀控制部，基于所述有无检测部的检测结果和所述运算部的运算结果来控制所述供给侧切换阀和所述排出侧切换阀的动作。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的氧化还原液流电池，

所述分隔部具有设置于该分隔部的整周缘的外侧区域和由所述外侧区域包围的内侧区域，

所述外侧区域固定于所述罐的顶板的周缘，所述分隔部从所述罐的顶板悬吊，

所述第一空间和所述第二空间设置于所述罐的内部中的内侧及其外侧。

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