CN220400643U - 液流电池 - Google Patents

Abstract

一种液流电池（10）由多个可插拔的电池单元盒（11）构成电池堆，电池单元盒由多个电池单元构成，各电池单元通过较小的紧缚力使电极之间以低电阻连接，并防止了电解液的泄漏。另外，本实用新型的液流电池具备多个所述电池单元盒和背板（13），多个电池单元盒以相互之间有间隙地并列设置的状态可插拔地安装于该背板，液流电池包括安装有多个所述背板的机架、单元，通过具备可拆装的电解液罐，能够根据需求自由地设计、变更液流电池的输出和容量。

Description

液流电池

技术领域

本实用新型涉及一种液流电池，典型地涉及一种氧化还原液流电池（Redox FlowBattery，以下称作“RF电池”）。

背景技术

关于液流电池，以下以RF电池为例进行说明。太阳能/风力等可再生能源的利用正得到推进。太阳能发电/风力发电的输出会受到昼夜、天气、环境的影响而变动，因此，当其被引入电力系统时，会产生扰乱电力系统的问题（电力品质下降）。

因此，RF电池作为电力系统稳定化对策的要素技术即蓄电电池（二次电池）而受到关注。与其他二次电池相比，RF电池在长寿命、大容量化、安全性等方面具有优异的特点。

图1为说明现有的RF电池的基本结构的图。基本上，RF电池100由位于中央的电池堆101、设置在其两侧的正极液罐102t和正极液送液泵102p以及负极液罐103t和负极液送液泵103p构成。正极液送液泵102p使储存于正极液罐102t的正极液如实线所示那样通过配管进行循环。同样地，负极液送液泵103p使储存于负极液罐103t的负极液如虚线所示那样通过配管进行循环。

电池堆101是层叠多个电池单元104而成的电池堆结构。各电池单元104包括两个单元框架104sf，和两个极板104bp夹持在两个单元框架104sf两侧。在两个单元框架104sf之间配置有负电极104ne、隔膜104se和正电极104pe。层叠的电池单元104的两侧被电极板108夹持，更外侧的两侧被端板105夹持。两侧的端板105沿着其周边被紧固部件（螺栓和螺母）106强力地紧缚。在各电池单元的两个单元框架104sf之间沿着单元框架端部配置有密封材料107，使得电解液（正极液、负极液）不会泄漏。在电池堆结构中，多个电池单元104被端板105和紧固部件106紧缚而一体化。

这样的电池堆结构是电池单元的简单的层叠结构，向电池单元输送和返回电解液的机构也比较简单。因此，具有这种电池堆结构的RF电池的部件个数比较少，材料成本、制造成本等比较低廉。

实用新型内容

具有上述电池堆结构的RF电池具有上述优点，但另一方面还具有如下缺点。

（1）端板、紧固部件等比较重，因此电池堆整体的重量较大。

（2）由于紧固螺栓比较长，因经时变化、温度变化等而伸长，导致电池单元之间的密封材料失效，存在电解液泄漏的风险。

（3）在电池单元发生故障的情况下，难以在现场从一体化的电池堆结构中取出发生故障的电池单元进行修理、更换。

本实用新型考虑到这些电池堆结构的缺点，其目的在于提供一种对其进行了改良的液流电池，典型的是提供一种RF电池。

一方面，本实用新型的液流电池包括：N个（N为1以上的整数）电池单元盒以及背板，所述背板具有N个以上的安装空间，N个所述电池单元盒以相互隔开一个间隙而并列设置的状态可拆卸地安装于该安装空间。

上述液流电池中，所述背板上还设置有与各个所述电池单元盒连接的正极液去路通道、正极液回路通道以及设置在各连接部位的接头，以及与各个所述电池单元盒连接的负极液去路通道、负极液回路通道以及设置在各连接部位的接头，确保了正负电解液相对于安装在所述背板上的所述电池单元盒的流通。

上述液流电池还可以具备机架框架，在所述机架框架上分别安装有多个所述背板，安装于所述机架框架的正负电解液去路连接管和正负电解液回路连接管与安装于各个所述背板的正负电解液去路通道和正负电解液回路通道通过接头分别连接，确保了正负电解液相对于各个所述背板的流通。

在上述液流电池中，所述接头可以是具有防止电解液泄漏功能的接头，能够在不泄漏电解液的情况下更换所述背板或所述电池单元盒。

在上述液流电池中，所述电池单元盒可以具有任意期望的个数的层叠的电池单元，所述电池单元作为构成部件至少由双电极板、隔膜和单电极板中的双电极板和/或单电极板以及一个隔膜层叠而成，所述电池单元盒的构成部件的一部分或全部相互固定。

上述液流电池还可以具备向所述多个电池单元盒的相互之间的间隙送风而进行热交换的热交换部件。

上述液流电池可以还在所述背板上具备二极管功能部件，该二极管功能部件与各个所述电池单元盒并联连接，其中电池单元盒的负极连接阳极，正极连接阴极，在工作中拔出发生故障的电池单元盒时，不会对该背板施加过大的反向电压。

上述液流电池可以还在所述背板上组装有传感器，该传感器能够测量构成所述电池单元盒的各个电池单元的电压。

上述液流电池可以还在所述背板上组装有传感器，该传感器能够测量构成电池单元盒的各个电池单元的电压和正负极液的流量、温度、压力或氧化还原电位中的至少一个。

上述液流电池还可以在所述背板的所述正极液去路通道和所述负极液去路通道上分别设置有电解液流量调节阀。

上述液流电池还可以具备RF主干单元、多个正极液罐和多个负极液罐，在RF主干单元上安装有多个所述背板、去路通道和回路通道，通过在一组正极液去路通道和正极液回路通道上安装一组以上的具有防漏功能的接头并在一组负极液去路通道和负极液回路通道上安装一组以上的具有防漏功能的接头，能够通过该接头连接或脱离任意个电解液罐和配管，可以进行待充放的电解液的增减、以及充电后的电解液和放电后的电解液的更换。

另一方面，在本实用新型的液流电池中，电池部具备包括任意个电池单元的电堆，该电池单元作为构成部件至少由双电极板、隔膜和单电极板中的双电极板和/或单电极板以及一个隔膜通过适当层叠而成，双电极板或单电极板被固定（粘接或焊接）而一体化，或者相邻的构成部件相互固定（粘接或焊接）而一体化。

在上述液流电池中，电堆可以由相邻电池单元相互固定（粘接或焊接）而一体化。

在上述液流电池中，所述电池单元可以应用于电池堆结构的电池单元和所述电池单元盒-背板结构的单元电池中的任一个。

根据本实用新型，能够提供一种弥补电池堆结构的缺点并对其进行改良的液流电池，典型的是提供一种RF电池。

附图说明

图1是说明现有的RF电池的基本结构的图。

图2示出构成第一实施方式的RF电池的电池单元盒模块的实施例。

图3是将电池单元盒模块上下四层地安装于机架框架的图。

图4是示出电池单元盒的图。

图5A和图5B是本实施方式的RF电池的整体图。

图6是由单电极板和双电极板制成电池单元盒的实施例。

图7示出由导电不渗透片构成的双电极板的实施例。

图8A和图8B是示出带防漏阀的电解液接头的图。

图9是示出背板和电池单元盒的电相关结构和布线的图。

图10是示出在电池单元盒模块中将模块的管理、控制所需要的功能嵌入到背板中的实施例。

图11是嵌入到背板上的多感控制通信基板的框图。

图12示出能够在RF电池中将负极液罐和正极液罐分离的系统的实施例。

标号说明

10：RF电池；11：电池单元盒；12：电池单元盒模块；13：背板；15：机架框架；33、34：电解液接头；40：系统控制器；41：逆变器；42：充电器；44：防漏接头；62：主干单元；100：RF电池；101：电池堆；104：各电池单元；121：双电极板；122：隔膜；123：单电极板；124：绝缘衬套；125：紧固螺钉；126：O形环；127：紧固螺钉；431：导电不渗透片；432：树脂框片；433：反应电极材料；441：插座；442：插头；1211：导电板；1212：导电密封材料；1213：导电粘接剂；1215：树脂框板；1216：电解液去路口/去路槽；1217：电解液回路口/回路槽；1231：导电板；1232：导电密封材料；1233：导电粘接剂；1234：反应电极材料；1235：树脂框板；1236：O形环槽

具体实施方式

以下，以RF电池为例，参照附图对本实用新型的液流电池的实施方式进行详细说明。在附图中，对相同的元件标注相同的附图标记，并省略重复的说明。

【第一实施方式】

图2示出构成第一实施方式的RF电池10（参照图5A）的电池单元盒模块12的实施例。（a）是电池单元盒模块的主视图，（b）是其A-A剖视图。

关于安装方式，第一实施方式的RF电池10采用电池单元盒-背板结构（电池单元盒模块12的结构）来代替图1所示的RF电池的电池堆101的电堆结构。各电池单元盒11相互隔开一个间隙地安装。

下面，对实现了电池单元盒-背板结构的电池单元盒模块的结构、电池单元盒的详细结构以及通过电池单元盒模块实现的RF电池整体的结构进行说明。

（电池单元盒模块的结构）

如图2的（a）的主视图所示，在电池单元盒模块12中，三个电池单元盒11使用盒固定螺栓151安装于背板13。背板13使用背板固定螺栓152安装于水平方管14。水平方管14预先固定于机架框架15（参照图3）。安装于背板13的电池单元盒11的个数在图2中为3个，但也可以是任意期望的个数。预留的背板13的安装区域的数量可以多于实际的电池单元盒11的个数。

在各电池单元盒11中，在供电解液流入的入口和出口分别设置有电解液接头33、34。通过各电池单元盒11的内部的电解液被分流进正极用路径和负极用路径。因此，对正极用路径的元件标注附图标记“p”，对负极用路径的元件标注“n”来进行区别。

从罐36t（参照图5A）供给的正极液（用实线表示）从正极液去路通道17p被以电池单元盒为单位设置的电解液接头33p分流，并被供给至构成电池单元盒的电池的正电极1045。在正电极1045反应后的电解液从电解液接头34p流出并在正极液回路通道19p合流，并回流至罐36t。负极液（用虚线表示）也一样。

在电解液接头33p中，在电池单元盒11的一侧设置有凸型的插拔接头（以下称为“插头”）331p，在背板的一侧设置有凹型的接收接头（以下称为“插座”）332p。插头与插座通过O形环333p连接。电解液接头34p的（插头、插座以及O型环的）结构也一样。能够通过插头331p和插座332p进行插拔。负极用路径的电解液接头33n以及电解液接头34n的结构也一样。

电池单元盒11通过电解液接头与背板的一侧连接。如果电解液接头为具有防漏液功能的接头，则即使在运转过程中在背板上安装/拆卸电池单元盒11，也不会产生电解液的泄漏。关于电解液接头的防漏液结构，参照图8A和图8B进行详细说明。

与图1所示的一体化电池堆结构相比，图2所示的电池单元盒模块12在电池单元盒之间具有间隙（优选为1至50mm的空间），能够相对于背板13进行安装和拆卸。因此，电池单元盒11能够以电池单元盒为单位进行操作。即，电池单元盒单位体型小、重量轻，因此易于搬运、安设、更换、维护等。进而，各电池单元盒11产生的热量能够利用相互之间的间隙通过强制风冷高效地释放至外部。还能够根据需要向该间隙输送暖风，对各电池单元盒11进行加热。

图3是将电池单元盒模块12上下四层地安装于机架框架15的图。（a）是拆下了正面面板的状态的主视图，（b）是A-A剖视图。

在机架框架15的上层设置有冷却用风扇22。另外，在机架框架15上预先安装有上下两根为一组的四组水平方管14，能够固定四组电池单元盒模块12。

（b）中所示的附图标记如下。PF：去路正极液、PR：回路正极液、NF：去路负极液、NR：回路负极液。

来自机架框架下部的正极液去路连接管18p的正极液PF向四个电池单元盒模块12的正极液去路通道17p分流。来自电池单元盒模块的正极液回路通道19p的回路正极液PR汇集在一起并向机架框架上部的正极液回路连接管20p合流。负极液也一样，来自负极液去路连接管18n的去路负极液NF向各电池单元盒模块的负极液去路通道17n分流，来自电池单元盒模块的负极液回路通道19n的回路负极液NR向负极液回路连接管20n合流。

上述机架框架进行连接，能够容易地设置于集装箱等大型壳体。

（电池单元盒的详细结构）

图4是示出电池单元盒11的图。其中，（a）是电池单元盒11的主视图，（b）是左侧视图，（c）是A-A剖视图。

电池单元盒11能够层叠任意个数的电池单元28而构成。在图示的实施例中，如（b）所示，由两个电池单元28构成。该电池单元盒11由两个隔膜122和两个单电极板123夹持一个双电极板121构成，并通过紧固部件（绝缘衬套124和紧固螺钉125）紧缚。一般来说，电池单元盒11能够层叠任意个数N的电池单元，在该情况下，由N-1个双电极板、N个隔膜、以及两个单电极板构成。

在电池单元盒11中，如（a）和（b）所示，在电池主体的上下两端具备两个电解液接头33、34。下方的电解液接头33具备与背板13的正极液去路通道17p和负极液去路通道17n结合的突起部（插头），上方的电解液接头34具备与背板13的正极液回路通道19p和负极液回路通道19n结合的突起部（插头），通过将电池单元盒安装于背板，能够确保电解液的流通。

如（a）和（b）所示，从去路通道17p/17n输送的正极液/负极液被供给至下方的电解液接头33，随后分流至搭载于电池单元盒的电池单元的正电极/负电极，分别通过正电极/负电极，在上方的电解液接头34处合流，并被排出至回路通道19p/19n。电池单元盒11能够通过电解液接头33、34相对于背板进行安装/拆卸。

（RF电池整体的结构）

图5A和图5B是本实施方式的RF电池的整体图。图5A是电池部。图5B的（a）是控制部，（b）是电力转换部。

如图5A所示，负极液罐35t内的负极液通过负极液泵35p送出，通过去路配管35f被供给至电池单元盒模块12，经由电池单元盒11内通过回路配管35r返回至罐35t。同样地，正极液罐36t内的正极液通过正极液泵36p送出，通过去路配管36f被供给至电池单元盒模块12，经由电池单元盒11内部通过回路配管36r返回至罐36t。

图5B的（a）的控制部由控制RF电池的动作的系统控制器40构成。（b）的电力转换部由将电池部的输出转换至系统（交流100V或200V）的逆变器（直流→交流转换器）41和从系统对电池进行充电的充电器（交流→直流转换器）42构成。

系统控制器40控制逆变器41和充电器42，以能够根据需求从电力系统向RF电池充电，或者从RF电池向电力系统供给电力。这样的控制能够应用于电力系统功率的均衡化、不间断电源等。

除此之外，系统控制器40监视各信号，进行各种控制。例如，在充电/放电时，控制充电器42或逆变器41，以避免各电池单元处于过流、过充状态或过放状态。输入监视信号包括各电池单元的电压（v0至vN）401、正极液位测量值402、正极液氧化还原电位测量值403、负极液位测量值404、负极液氧化还原电位测量值405、正极液温度测量值406、负极液温度测量值407等。输出控制信号包括正极液泵控制输出408、负极液泵控制输出409、冷却风扇旋转控制输出410、逆变器控制输出411、充电器控制输出412、警报发送输出413等。

以第一实施方式所述的RF电池进行了说明的技术事项在第二实施方式以后也是共通的技术事项。

【第二实施方式】

（结构）

在第二实施方式中，对电池单元盒11的具体实施例进行说明。图6是由单电极板和双电极板构成的电池单元盒11。（a）示出单电极板123，（b）示出双电极板121的结构，（c）示出组装的电池单元盒11。在此，省略了电解液接头33、34的图示。

如（a）所示，单电极板123由带有凸缘的导电板1231、导电密封材料1232、高耐化学性的导电粘接剂1233、反应电极材料1234和树脂框板1235构成。

导电板1231由导电率高的金属（铜、铝等）形成。导电密封材料1232由电解液无法透过且耐化学性高的高导电性材料（碳片等）形成。反应电极材料1234使用由碳纤维制成的毛毡、布等。树脂框板1235使用耐化学性高的树脂（聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等）。如图所示，树脂框板1235呈边框状的形状，其供反应电极材料进入的部分被挖空，在上部形成有电解液回路槽1217，在下部形成有电解液去路槽1216。导电密封材料1232、反应电极材料1234和树脂框板1235被压接并通过导电粘接剂1233粘接。

如（b）所示，双电极板121以导电板1211为中央，由导电密封材料1212、高耐化学性的导电粘接剂1213、反应电极材料1234和树脂框板1215构成。各材料与上述相同，而树脂框板1215在单电极板的树脂框板1235的基础上，还如图所示挖出有O形环槽1236。与单电极板123同样地，在双电极板121中，导电密封材料1212、反应电极材料1234和树脂框板1215被压接并通过导电粘接剂1213粘接。

如（c）所示，电池单元盒11的结构由一个双电极板121、两个单电极板123、两个隔膜122和两个O形环126构成，并通过紧固螺钉127、绝缘衬套128、垫圈129和螺母130紧缚。隔膜122典型地使用离子透过膜。

（动作）

构成电池单元盒11的单电极板123与双电极板121之间被O形环126密封。因此，从电解液去路口1216供给的电解液不会向电池单元28的外部泄漏，全部从电解液回路口1217排出。由于电池单元盒11由较少数量的电池单元28紧缚而成，因此由经时变化、温度变化导致的螺钉的松弛、伸长的影响较小，从而能够降低电解液从电池单元泄漏的风险。

另外，以往为了以低接触电阻将反应电极材料与导电密封材料和导电板进行面连接，采用了紧缚的方法。但在本实施方式中，使用低电阻的高耐化学性导电粘接剂将它们加压粘接，因此无需以较强的压力紧缚电池28。由于单电极板123由金属制导电板支承，因此，电池单元盒11能够相对于电解液的压力变动、振动等维持足够的强度。

另外，虽然未图示，但为了提高热交换效率，能够在导电板1231上设置翅片。

【第三实施方式】

（结构）

在第三实施方式中，对电池单元盒11的其他具体实施例进行说明。图7示出由导电不渗透片431构成的双电极板43的实施例。（a）是双电极板43的外观图，（b）是双电极板43的结构图，（c）是由双电极板43制作电池单元盒的实施例。如（b）所示，双电极板43由导电不渗透片431、两个反应电极材料433和两个树脂框片432构成。虽然未图示，但单电极板能够由导电不渗透片431、一个反应电极材料433和一个树脂框片432容易地构成。在（c）的电池单元盒11的双电极板43之间夹着隔膜层叠，树脂框片之间通过粘合、焊接等粘接。在图示的实施例中，电池单元盒11仅由双电极板43构成。

（动作）

图7的（a）所示的双电极板43能够使用导电不渗透片431通过（b）所示的结构来实现。导电不渗透片431是在维持高导电性的同时防止电解液透过并具有机械强度的片材。例如，导电不渗透片可以由加工成片状的低电阻的CFRP（碳纤维增强塑料，Carbon FiberReinforced plastics）制成。

在CFRP的树脂中，为了达到低电阻，优选与导电性良好的填料混炼而成的高耐化学性树脂。另外，为了使电解液的具有良好的流动性，CFRP片材的反应电极接合部也可以为波纹板形状、开孔管形状、开孔瓦楞板形状等任意的形状。

通过使用导电不渗透片431，能够制作出双电极板和单电极板，双电极板和单电极板将反应电极间的接合电阻抑制得较低，且对电解液具有长期耐腐蚀性。

根据本实施方式，双电极板的结构比图6的（b）所示的双电极板121更简单，能够减少部件数量，能够将树脂框板制成片状，因此能够实现轻量化。另外，在制作导电不渗透片时能够同时粘接反应电极，因此能够简化制造工序。此外，通过粘接树脂框片的四周，不需要使用图6的（b）中使用的O形环、螺钉类。

【第四实施方式】 （结构）

在电解液接头33、34中，通过带防漏阀的电解液接头将电池单元盒11的插头与背板13的插座连接，从而能够构成可以将电池单元盒11相对于背板13进行插拔而电解液不会泄漏的结构。（参照图2）

图8A和图8B是示出带防漏阀的电解液接头的一个实施例的图。在背板的一侧设置有插座441，在电池单元盒的一侧设置有插头442。

（动作）

参照图8A和图8B，对带防漏阀的电解液接头的功能进行说明。在此，用粗线表示电解液的流动。另外，粗线的前端的黑色圆圈表示电解液的流动被阻挡的状态。

图8的（a）是插入电池单元盒12之前的状态。通过插座441和插头442两者的螺旋弹簧443、444的按压力，去路通道内的电解液和电池单元盒内的电解液均被防漏O形环126阻挡，不会泄漏。在将电池单元盒沿图中箭头方向压入背板13的过程中，如（b）所示，在两者的位于中央部的杆（突起部）441p、442p接触之前，与（a）同样地，电解液不会泄漏。

如（c）所示，在电池单元盒11的插头442的突起部442p与通道的防漏阀的突起部441p接触但两个主体部分离的情况下，插头或插座的O形环126打开（图是插头442的O形环126打开的状态），而通过结合密封用O形环127阻止了泄漏。

如（d）所示，在插入至两个主体部接触的情况下，插入力克服两者的螺旋弹簧443、444的按压力，插头442和插座441双方的O形环126打开，因此，去路通道内的电解液被送出至电池单元盒。

相反地，在将电池单元盒从背板13拔出的情况下，相反地按照（d）→（c）→（b）→（a）的顺序进行操作。此时，电解液也不会泄漏。在具备该电解液接头的结构的电池单元盒模块中，即使电解液在循环中，电池单元盒也能够相对于背板13进行插拔而不漏出电解液。

【第五实施方式】

（结构）

在第四实施方式中，说明了即使是工作中的RF电池，电池单元盒11也能够相对于背板13进行插拔。

图9示出背板13和电池单元盒11的电相关结构和布线图。在背板13上能够安装三个电池单元盒11-1、11-2和11-3。背板13如（a）的左侧视图所示，在底板46上安装有绝缘板45，在绝缘板45上安装有电极连接板（铜板）47。V0至V6是背板上的端子图案，V0、V2、V4、V6与电极连接板47连接。此外，V0至V6的各电位经由电压测量通信基板49被发送至系统控制器40。

在该实施例中，如（b）的主视图所示，电极连接板47被配置为串联连接电池单元盒11。此外，电极连接板47的布线也可以为并联布线。在背板13的外侧的电极连接板47上设置有模块连接用的电极连接螺纹孔471，用于螺纹固定串联/并联连接电池单元盒模块的线缆。

另外，在绝缘板45上方安装有板簧触点48，如果将电池单元盒11安装于背板13，并通过盒固定螺栓（螺纹孔472）进行紧固，则板簧触点48与电池单元盒的双电极板的图6的（b）的导电板1211、图7的（b）的导电不透过片431接触，构成能够检测电极的电位的结构。

如图所示，在背板13上，在V0至V2、V2至V4、V4至V6之间分别连接有二极管D1、D2、D3。

（动作）

如果将电池单元盒11插入背板13，并通过盒固定螺栓151将导电板凸缘紧固于背板13的盒固定孔472，则电池单元盒11的单电极板的导电板1231与电极连结板47结合，板簧触点48与电池单元盒的双电极板的导电板1211或导电不渗透片431接触。由此，能够将构成搭载于电池单元盒模块的电池单元盒1至3的全部电池单元的端子连接至背板上的V0至V6端子图案，并串联连接电池单元盒1至3。

二极管D1至D3与各电池单元并联连接。在此，如果以全部盒的图的左侧为负、右侧为正的方式充满电解液，则在各个电池单元盒中，电池的负极与二极管的阳极连接，电池单元的正极与二极管的阴极连接。在该状态下，会对二极管施加反向电压，因此电流仅流过极小的漏电流。

在工作过程中拔出一个发生故障的电池单元盒，如果没有二极管，则有可能会对与其对应的背板端子施加过大的反向电压。如果存在D1至D3，则在施加了这样的反向电压的情况下，二极管中流过正向电流，因此端子之间仅施加几伏的电压。由此，能够安全地进行电池单元盒的插拔。但是，对于大型电池，如果在工作过程中进行插拔，则流过几百安的电流并可能产生火花、端子熔敷或二极管损坏。优选在电池的发电停止的状态下进行插拔。为了改善二极管的特性，也可以使用理想二极管。

【第六实施方式】

第六实施方式是进一步说明适当地维持工作过程中的RF电池的运转并提高安全性的例子的图。

（结构）

图10示出在RF电池10中将模块的管理、控制所需要的功能嵌入到背板13中的实施例。在该实施例中，作为用于管理电解液的控制器，按正极/负极设置有电解液流量调节阀53、54、电解液流量计55、56、电解液压力计57、58、电解液温度计59、61。为了进行这些测量、控制，设置有多感控制通信基板51。

另外，为了提高制造、维护的操作性，在电解液的去路/回路的连接部位安装有连接帽（切割有外螺纹和内螺纹的一对连接节）或者接头60。如图3所示，通过软管等从连接帽/接头60向机架的电解液去路/回路连结管18p、18n/20p、20n连接。

（动作）

图11是嵌入到背板13上的多感控制通信基板的框图。通过微处理器52，多感控制通信基板51具备读取背板内的全部电池单元电压和上述传感器的信号的功能、控制正极/负极液流量调节阀的功能、以及通过绝缘的通信电路54与上位的主机进行通信的功能。

微处理器52的输入信号包括各电池单元的电压（v0至vN）521、正极液压力测量值522、正极液流量测量值523、正极液温度测量值524、负极液压力测量值525、负极液流量测量值526、负极液温度测量值527、从电源532经由绝缘电源529的驱动电源528等。输出信号包括正极液流量调节阀控制输出530、负极液流量调节阀控制输出531等。由此，微处理器52适当地维持电池单元内的负极/正极液流量，对负极、正极的电解液的压力进行测量管理，将电解液的温度控制为恒定。另外，在更换发生故障的电池单元盒时，通过关闭正极/负极液流量调节阀53、54，能够使模块整体停止工作，因此能够安全地更换电池单元盒。

该微处理器52进行背板单位的管理控制，上位的主机进行多个背板的管理控制。

【第七实施方式】

（结构）

图12示出在RF电池10中使用RF主干单元62且负极液罐35t和正极液罐36t能够与RF主干单元62分离的系统的例子。RF主干单元62由多个电池单元盒模块或多个机架框架、送液泵、配管等构成，是具有相互转换电能与化学能的功能的单元。

RF主干单元62与负极液罐35t和正极液罐36t分别通过正电解液和负电解液的一组或者两组以上的防漏接头44（可以带防漏阀的接头）（参照图8A和图8B）可拆卸地连接。此外，也可以设置用于在异常时防止电解液流出的截止阀50。通过设置两组以上的带防漏阀的接头，即使在工作过程中，也能够更换电解液罐而不停止充放电动作。

通过采用负极液罐35t和正极液罐36t能够与RF主干单元62分离的结构，能够进行电解液的更换、输送、电解液容量的增减。另外，通过RF主干单元62的增减，易于改变输入输出电力。

以往，RF电池只能构建预先决定的电力输出（W）和最大蓄电容量（Wh）的系统。但在本实施方式中，通过RF主干单元机构，能够根据需要适当增减输出和蓄电容量，或者在系统之间进行交换，或者不停止整个系统而进行维护。通过停止多个RF主干单元62和多个罐35t、36t，易于扩展为巨大容量的电池。

【本实施方式的优点/效果】

根据本实施方式的电池单元盒-背板结构和RF主干单元机构的RF电池，能够以电池单元盒、电池单元盒模块、RF主干单元、电解液罐为单位进行设计、安设、维护、更换等作业，因此能够期待以下的优点、效果。

（1）通过电池单元盒结构，与现有的电堆结构相比，能够实现轻量化、减少部件、减少制造工序，因此，能够期待使用寿命周期中的下述效果。

（a）在设计时，能够容易地确定满足RF电池所需的电力条件（输出电压、输出功率、蓄电容量等）所需要的电池单元盒的台数、电池单元盒模块的数量、RF主干单元和电解液的量、以及电解液罐的数量。

（b）在制造时，电池单元盒能够标准化，因此能够通过大量生产和自动化来减少制造成本。另外，即使是大规模的RF电池，也能够通过RF主干单元、电解液罐的预制来减少成本、缩短工期。

（c）在检查工序中，能够容易地以电池单元盒为单位实施试验、评价，能够避免以往电堆不良时的大规模返工（拆卸、修复、组装、重新检查）。

（d）在安设时，能够以电池单元盒模块为单位进行安设，在狭小空间也易于安设。

（e）通过预先储存电池单元盒作为维修备件，能够在故障时迅速地更换电池单元盒。

（2）具有多组带防漏阀的接头的RF主干单元使得工作过程中的电解液罐易于更换、增减、输送等。

【变形例/其他】

本实施方式的RF电池不仅能够应用于各种氧化还原液流电池，还能够应用于具备电堆形式的电池的装置（例如，燃料电池、电解元件）。

例如，在具备电堆形式的电池的装置中，电堆具备任意个数的电池单元，所述电池单元作为构成部件具有双电极板、隔膜和单电极板，相邻的构成部件可应用于一部分或者全部相互固定（粘接或者焊接）而一体化的装置。此外，电池单元之间也可以固定（粘接或焊接）。

另外，也能够应用于仅使用正极液、负极液中的一种的液流电池。

本领域技术人员能够容易地实施的关于本实施方式的添加、删除、改变和改进都落入本实用新型的范围。本实用新型的技术范围由所附权利要求书的内容所限定。

Claims (10)

1.一种液流电池（10），其特征在于，包括：N个电池单元盒（11），其中N为1以上的整数；以及背板（13），所述背板（13）具有N个以上的安装空间，所述电池单元盒（11）相互之间有间隙地且可拆卸地并列设置于该安装空间。

2.根据权利要求1所述的液流电池（10），其特征在于，所述背板（13）包括与各个所述电池单元盒（11）连接的正极液去路通道、正极液回路通道和设置于各连接部位的接头，以及与各个所述电池单元盒（11）连接的负极液去路通道、负极液回路通道和设置于各连接部位的接头，确保了正负电解液相对于安装在所述背板（13）上的所述电池单元盒（11）的流通。

3.根据权利要求1所述的液流电池（10），其特征在于，还包括机架框架（15），在所述机架框架（15）上分别安装有多个所述背板（13），安装于所述机架框架（15）的正负电解液去路连接管和正负电解液回路连接管与安装于各个所述背板（13）的正负电解液去路通道和正负电解液回路通道通过接头分别连接，确保了正负电解液相对于各个所述背板（13）的流通。

4.根据权利要求2或3所述的液流电池（10），其特征在于，所述接头是具有防止电解液泄漏功能的接头，能够在不泄漏电解液的情况下更换所述背板（13）或所述电池单元盒（11）。

5.根据权利要求1或2所述的液流电池（10），其特征在于，所述电池单元盒（11）包括任意期望的个数的层叠的电池单元，所述电池单元作为构成部件至少由双电极板（121）、隔膜（122）和单电极板（123）中的双电极板（121）和/或单电极板（123）以及一个隔膜层叠而成，所述电池单元盒（11）的构成部件的一部分或全部相互固定。

6.根据权利要求1或2所述的液流电池（10），其特征在于，还包括向所述多个电池单元盒（11）的相互之间的间隙送风而进行热交换的热交换部件。

7.根据权利要求1或2所述的液流电池（10），其特征在于，所述背板（13）还包括二极管功能部件，该二极管功能部件与各个所述电池单元盒（11）并联连接，其中电池单元盒（11）的负极连接该二极管功能部件的阳极，正极连接该二极管功能部件的阴极，在运转中拔出发生故障的电池单元盒（11）时，不会对该背板（13）施加过大的反向电压。

8.根据权利要求1或2所述的液流电池（10），其特征在于，所述背板（13）还包括传感器，该传感器能够测量构成电池单元盒（11）的各个电池单元的电压和正负极液的流量、温度、压力或氧化还原电位中的至少一个。

9.根据权利要求2所述的液流电池（10），其特征在于，所述背板（13）的所述正极液去路通道和所述负极液去路通道中分别设置有电解液流量调节阀。

10.根据权利要求1或2所述的液流电池（10），其特征在于，还包括RF主干单元（62）、多个正极液罐和多个负极液罐，在RF主干单元上安装有多个所述背板（13）、去路通道和回路通道，通过在一组正极液去路通道和正极液回路通道上安装一组以上的具有防漏功能的接头并在一组负极液去路通道和负极液回路通道上安装一组以上的具有防漏功能的接头，能够通过该接头连接或脱离任意个电解液罐和配管，对待充放电的电解液进行增减和更换。