JP2001155758A - レドックスフロー２次電池のセルスタック - Google Patents
レドックスフロー２次電池のセルスタックInfo
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- JP2001155758A JP2001155758A JP33405799A JP33405799A JP2001155758A JP 2001155758 A JP2001155758 A JP 2001155758A JP 33405799 A JP33405799 A JP 33405799A JP 33405799 A JP33405799 A JP 33405799A JP 2001155758 A JP2001155758 A JP 2001155758A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電解液の漏洩を完全に防止することができる
ように改良されたセルスタックを提供することを主要な
目的とする。 【解決手段】 隔膜１２を両側から挟むように、１対の
電極１３，１４が配置されている。双極板１５，１６の
それぞれの外周部にはフレーム１５ｆ，１６ｆが設けら
れている。隔膜１２の大きさは、セルを組み上げたと
き、隔膜１２の端部がフレーム１５ｆ，１６ｆの外側に
はみ出ないように選ばれている。１対のフレーム１５
ｆ，１６ｆの接触部分同士は、互いに溶着されている。
ように改良されたセルスタックを提供することを主要な
目的とする。 【解決手段】 隔膜１２を両側から挟むように、１対の
電極１３，１４が配置されている。双極板１５，１６の
それぞれの外周部にはフレーム１５ｆ，１６ｆが設けら
れている。隔膜１２の大きさは、セルを組み上げたと
き、隔膜１２の端部がフレーム１５ｆ，１６ｆの外側に
はみ出ないように選ばれている。１対のフレーム１５
ｆ，１６ｆの接触部分同士は、互いに溶着されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、一般に、レドッ
クスフロー２次電池のセルスタックに関するものであ
り、より特定的には、電解液の漏洩を完全に防止するこ
とができるように改良された、レドックスフロー２次電
池のセルスタックに関する。
クスフロー２次電池のセルスタックに関するものであ
り、より特定的には、電解液の漏洩を完全に防止するこ
とができるように改良された、レドックスフロー２次電
池のセルスタックに関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来より提案されているレドッ
クスフロー型２次電池の概略構成図である。レドックス
フロー電池は、セル１、正極液タンク６、および負極液
タンク５を備える。セル１内は、たとえばイオン交換膜
からなる隔膜２により仕切られており、一方側が正極セ
ル１ａを構成し、他方側が負極セル１ｂを構成してい
る。正極セル１ａおよび負極セル１ｂ内には、それぞれ
電極として正極４または負極３が設けられている。
クスフロー型２次電池の概略構成図である。レドックス
フロー電池は、セル１、正極液タンク６、および負極液
タンク５を備える。セル１内は、たとえばイオン交換膜
からなる隔膜２により仕切られており、一方側が正極セ
ル１ａを構成し、他方側が負極セル１ｂを構成してい
る。正極セル１ａおよび負極セル１ｂ内には、それぞれ
電極として正極４または負極３が設けられている。
【０００３】図６に示したレドックスフロー電池では、
たとえば鉄イオン、クロムイオンのような原子価が変化
するイオンの水溶液を正極液タンク６、負極液タンク５
に貯蔵し、これをポンプＰ1 ，ポンプＰ2 により、セル
１に送液し、酸化還元反応により充放電を行なう。
たとえば鉄イオン、クロムイオンのような原子価が変化
するイオンの水溶液を正極液タンク６、負極液タンク５
に貯蔵し、これをポンプＰ1 ，ポンプＰ2 により、セル
１に送液し、酸化還元反応により充放電を行なう。
【０００４】たとえば、正極活物質としてＶ5+／Ｖ4+、
負極活物質としてＶ2+／Ｖ3+を用いてそれぞれ、硫酸溶
液とした場合、各酸化還元系の両極３，４における電気
化学反応は、下記の式のようになる。
負極活物質としてＶ2+／Ｖ3+を用いてそれぞれ、硫酸溶
液とした場合、各酸化還元系の両極３，４における電気
化学反応は、下記の式のようになる。
【０００５】
【化１】
【０００６】図７は、従来の１セル型のレドックスフロ
ー電池のセル構造の分解斜視図である。
ー電池のセル構造の分解斜視図である。
【０００７】図７を参照して、セル１には、図中左か
ら、双極板１５、負極１３、隔膜１２、正極１４および
双極板１６の構成要素が順に配列される。多段接続型
は、このセル１が多数積層されたものであり、その両端
部が端子板１７，１８で把持される。セル１が多数積層
されたものをセルスタックという。
ら、双極板１５、負極１３、隔膜１２、正極１４および
双極板１６の構成要素が順に配列される。多段接続型
は、このセル１が多数積層されたものであり、その両端
部が端子板１７，１８で把持される。セル１が多数積層
されたものをセルスタックという。
【０００８】双極板１５は、双極板フレーム１５ｆを備
え、双極板１６は双極板フレーム１６ｆを備えている。
双極板フレーム１５ｆ、隔膜１２、および双極板フレー
ム１６ｆは孔を有しており、積層されることによってマ
ニホールド５０と呼ばれるセル内部に配管の役目をする
通路が形成される。マニホールド５０には負極液送り込
み用マニホールド、正極液送り込み用マニホールド、負
極液戻し用マニホールド、正極液戻し用マニホールドが
ある。双極板１５，１６には、マニホールド５０から電
解液を、セル内に供給または排出するスリット１６ｓが
設けられている。
え、双極板１６は双極板フレーム１６ｆを備えている。
双極板フレーム１５ｆ、隔膜１２、および双極板フレー
ム１６ｆは孔を有しており、積層されることによってマ
ニホールド５０と呼ばれるセル内部に配管の役目をする
通路が形成される。マニホールド５０には負極液送り込
み用マニホールド、正極液送り込み用マニホールド、負
極液戻し用マニホールド、正極液戻し用マニホールドが
ある。双極板１５，１６には、マニホールド５０から電
解液を、セル内に供給または排出するスリット１６ｓが
設けられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の、レドックスフ
ロー２次電池のセルスタックは以上のように構成されて
いるので、次のような問題点があった。
ロー２次電池のセルスタックは以上のように構成されて
いるので、次のような問題点があった。
【００１０】図８は、図７より、双極板１６と電極１４
と隔膜１２と電極１３と双極板１５を抜き出して示した
斜視図である。
と隔膜１２と電極１３と双極板１５を抜き出して示した
斜視図である。
【００１１】図９は、このようなセルスタックを組立て
たときの断面図である。従来のセルスタックでは、これ
らの図を参照して、フレーム１５ｆとフレーム１６ｆ
は、通常、ｏリングや平パッキンなどのシール材１９に
より、電解液の漏洩を防いでいた。
たときの断面図である。従来のセルスタックでは、これ
らの図を参照して、フレーム１５ｆとフレーム１６ｆ
は、通常、ｏリングや平パッキンなどのシール材１９に
より、電解液の漏洩を防いでいた。
【００１２】しかし、このようなパッキン等のシール材
１９で液漏れを防止する方法では、パッキンの経年劣化
によるシール性の低下を防止することが困難となってい
た。それゆえに、電池セルスタック部より、電解液の漏
洩が発生するという問題点があった。
１９で液漏れを防止する方法では、パッキンの経年劣化
によるシール性の低下を防止することが困難となってい
た。それゆえに、電池セルスタック部より、電解液の漏
洩が発生するという問題点があった。
【００１３】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、電池セルスタック部よりの電
解液の漏洩を完全に防止することができるように改良さ
れた、レドックスフロー２次電池のセルスタックを提供
することにある。
るためになされたもので、電池セルスタック部よりの電
解液の漏洩を完全に防止することができるように改良さ
れた、レドックスフロー２次電池のセルスタックを提供
することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る、レドッ
クスフロー２次電池のセルスタックは、隔膜を備える。
上記隔膜を両側から挟むように１対の電極が配置されて
いる。前記１対の電極を１対の双極板が両側から挟んで
いる。上記１対の双極板の、それぞれの外周部にはフレ
ームが設けられている。上記隔膜の大きさは、セルを組
み上げたとき、該隔膜の端部が上記フレームから外側に
はみ出ないように選ばれている。１対の上記フレームの
接触部分同士は、互いに溶着されている。
クスフロー２次電池のセルスタックは、隔膜を備える。
上記隔膜を両側から挟むように１対の電極が配置されて
いる。前記１対の電極を１対の双極板が両側から挟んで
いる。上記１対の双極板の、それぞれの外周部にはフレ
ームが設けられている。上記隔膜の大きさは、セルを組
み上げたとき、該隔膜の端部が上記フレームから外側に
はみ出ないように選ばれている。１対の上記フレームの
接触部分同士は、互いに溶着されている。
【００１５】この発明によれば、平パッキンやＯリング
などのシール材だけでなく、１対の上記フレームの接触
部分同士を互いに溶着しているので、電解液の漏洩を完
全に防止することが可能となる。
などのシール材だけでなく、１対の上記フレームの接触
部分同士を互いに溶着しているので、電解液の漏洩を完
全に防止することが可能となる。
【００１６】請求項２に係るレドックスフロー２次電池
のセルスタックによれば、上記フレームには、上記隔膜
のズレを防止するためのズレ防止手段が設けられてい
る。
のセルスタックによれば、上記フレームには、上記隔膜
のズレを防止するためのズレ防止手段が設けられてい
る。
【００１７】このズレ防止手段により、組立時に、隔膜
のズレを防止することができる。請求項３に係るレドッ
クスフロー２次電池のセルスタックにおいては、上記フ
レームの外部をモールドする樹脂部材をさらに備えてい
る。
のズレを防止することができる。請求項３に係るレドッ
クスフロー２次電池のセルスタックにおいては、上記フ
レームの外部をモールドする樹脂部材をさらに備えてい
る。
【００１８】この発明によれば、樹脂部材によって、電
解液の漏洩を完全に防止することができる。
解液の漏洩を完全に防止することができる。
【００１９】請求項４に係る発明によれば、上記隔膜と
上記フレームとの間にシール部材が介在して設けられて
いる。
上記フレームとの間にシール部材が介在して設けられて
いる。
【００２０】この発明によれば、シール部材とフレーム
間溶着と樹脂モールドの３種類のシール構造となり、電
解液の漏洩をより確実に防止することができる。
間溶着と樹脂モールドの３種類のシール構造となり、電
解液の漏洩をより確実に防止することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。
について説明する。
【００２２】実施の形態１ 図１は、実施の形態１に係るセルスタックの断面図であ
る。隔膜１２を両側から挟むように、１対の電極１３，
１４が配置されている。１対の電極１３，１４を両側か
ら、１対の双極板１５，１６が挟んでいる。双極板１５
の外周部にはフレーム１５ｆが設けられており、双極板
１６の外周部には、フレーム１６ｆが設けられている。
隔膜１２の大きさは、セルを組み上げたとき、該隔膜１
２の端部がフレーム１５ｆ，１６ｆの接触部にはみ出な
いように選ばれている。フレーム１５ｆには、隔膜１２
に設けられた孔２０に嵌まり込む突起部１５ｐが設けら
れている。フレーム１６ｆにも、孔２０に嵌まり込む突
起部１６ｂが設けられている。フレーム１５ｆとフレー
ム１６ｆの接触部分同士は、溶剤や熱圧接合により、完
全に溶着されている。隔膜１２とフレーム１５ｆ，１６
ｆとの間には、シール材１９が介在して設けられてい
る。
る。隔膜１２を両側から挟むように、１対の電極１３，
１４が配置されている。１対の電極１３，１４を両側か
ら、１対の双極板１５，１６が挟んでいる。双極板１５
の外周部にはフレーム１５ｆが設けられており、双極板
１６の外周部には、フレーム１６ｆが設けられている。
隔膜１２の大きさは、セルを組み上げたとき、該隔膜１
２の端部がフレーム１５ｆ，１６ｆの接触部にはみ出な
いように選ばれている。フレーム１５ｆには、隔膜１２
に設けられた孔２０に嵌まり込む突起部１５ｐが設けら
れている。フレーム１６ｆにも、孔２０に嵌まり込む突
起部１６ｂが設けられている。フレーム１５ｆとフレー
ム１６ｆの接触部分同士は、溶剤や熱圧接合により、完
全に溶着されている。隔膜１２とフレーム１５ｆ，１６
ｆとの間には、シール材１９が介在して設けられてい
る。
【００２３】実施の形態１に係るセルスタックによれ
ば、シール材１９だけでなく、フレーム１５ｆとフレー
ム１６ｆを、溶剤や熱圧接合により、完全に溶着してい
るので、電解液の漏洩を完全に防止することができる。
また、図２を参照して、フレーム１６ｆに隔膜１２に設
けられた孔２０に嵌まり込む突起部１６ｐが設けられて
いるので、組立時に、隔膜１２の移動が防止される（フ
レーム１５ｆにも同様の突起部が設けられる）。また、
振動溶着する際に、フレームの突起部１５ｐと１６ｐが
接触することにより、隔膜１２に直接振動が加わるのを
防止できる。そのため、振動溶着時の隔膜１２の破損を
防止することができる。
ば、シール材１９だけでなく、フレーム１５ｆとフレー
ム１６ｆを、溶剤や熱圧接合により、完全に溶着してい
るので、電解液の漏洩を完全に防止することができる。
また、図２を参照して、フレーム１６ｆに隔膜１２に設
けられた孔２０に嵌まり込む突起部１６ｐが設けられて
いるので、組立時に、隔膜１２の移動が防止される（フ
レーム１５ｆにも同様の突起部が設けられる）。また、
振動溶着する際に、フレームの突起部１５ｐと１６ｐが
接触することにより、隔膜１２に直接振動が加わるのを
防止できる。そのため、振動溶着時の隔膜１２の破損を
防止することができる。
【００２４】次に、フレームに設けられるズレ防止手段
の他の態様について説明する。ズレ防止手段は、図３
（ａ）に示すように、フレーム１５ｆに設けられた突起
部１５ｐがフレーム１６ｆに当接するように構成しても
よい。また、図３（ｂ）に示すように、フレーム１５ｆ
に設けられた突起部１５ｐが、フレーム１６ｆに設けら
れた凹部に嵌まり込むように構成してもよい。さらに、
図３（ｃ）に示すように、フレーム１５ｆ，１６ｆを貫
通するように、ズレ防止部２０を設けてもよい。
の他の態様について説明する。ズレ防止手段は、図３
（ａ）に示すように、フレーム１５ｆに設けられた突起
部１５ｐがフレーム１６ｆに当接するように構成しても
よい。また、図３（ｂ）に示すように、フレーム１５ｆ
に設けられた突起部１５ｐが、フレーム１６ｆに設けら
れた凹部に嵌まり込むように構成してもよい。さらに、
図３（ｃ）に示すように、フレーム１５ｆ，１６ｆを貫
通するように、ズレ防止部２０を設けてもよい。
【００２５】フレームに設けられる突起部や隔膜に設け
られる孔の形状は、どのようなものでもよく、図４
（ａ）に示すような円柱状の突起部でもよく、図４
（ｂ）に示すような、角柱状の突起部であってもよい。
られる孔の形状は、どのようなものでもよく、図４
（ａ）に示すような円柱状の突起部でもよく、図４
（ｂ）に示すような、角柱状の突起部であってもよい。
【００２６】実施の形態２ 図５は、実施の形態２に係るセルスタックの部分断面図
である。フレーム１５ｆとフレーム１６ｆは溶着されて
いる。さらに、フレーム１５ｆ，１６ｆの外部に、ＦＲ
Ｐなどの樹脂材２１がモールドされている。これによっ
て、電解液のシール性能がさらに高められる。
である。フレーム１５ｆとフレーム１６ｆは溶着されて
いる。さらに、フレーム１５ｆ，１６ｆの外部に、ＦＲ
Ｐなどの樹脂材２１がモールドされている。これによっ
て、電解液のシール性能がさらに高められる。
【００２７】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したとおり、請求項１に係るレ
ドックスフロー２次電池のセルスタックによれば、１対
のフレームの接触部分同士が互いに溶着されているの
で、電解液の漏洩を防止することができる。
ドックスフロー２次電池のセルスタックによれば、１対
のフレームの接触部分同士が互いに溶着されているの
で、電解液の漏洩を防止することができる。
【００２９】請求項２に係るレドックスフロー２次電池
のセルスタックによれば、フレームに、隔膜のズレを防
止するためのズレ防止手段が設けられているので、組立
時の隔膜のズレを防止することができる。
のセルスタックによれば、フレームに、隔膜のズレを防
止するためのズレ防止手段が設けられているので、組立
時の隔膜のズレを防止することができる。
【００３０】請求項３に係るレドックスフロー２次電池
のセルスタックによれば、フレームの外部をモールドす
る樹脂部材をさらに備えているので、電解液のシール性
能をさらに高めることができる。
のセルスタックによれば、フレームの外部をモールドす
る樹脂部材をさらに備えているので、電解液のシール性
能をさらに高めることができる。
【００３１】請求項４に係るレドックスフロー２次電池
のセルスタックによれば、隔膜とフレームとの間にシー
ル部材が介在して設けられているので、電解液のシール
性能をより高めることができる。
のセルスタックによれば、隔膜とフレームとの間にシー
ル部材が介在して設けられているので、電解液のシール
性能をより高めることができる。
【図１】実施の形態１に係るセルスタックの断面図であ
る。
る。
【図２】本発明に用いられる双極板と隔膜の平面図であ
る。
る。
【図３】本発明に用いられる隔膜のズレ防止手段の態様
を示す図である。
を示す図である。
【図４】本発明に用いられる双極板の他の態様を示す図
である。
である。
【図５】実施の形態２に係るセルスタックの断面図であ
る。
る。
【図６】従来のレドックスフロー２次電池の概念図であ
る。
る。
【図７】従来のセルスタックの斜視図である。
【図８】従来のセルスタックの一部の分解斜視図であ
る。
る。
【図９】従来のセルスタックの断面図である。
１２ 隔膜、１３，１４ 電極、１５，１６ 双極板、
１５ｆ，１６ｆ フレーム。
１５ｆ，１６ｆ フレーム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳田 信幸 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 Ｆターム(参考） 5H026 AA10 BB01 BB02 CC08 EE18
Claims (4)
- 【請求項１】 隔膜と前記隔膜を両側から挟むように配
置された１対の電極と、 その外周部にフレームが設けられ、前記１対の電極を両
側から挟む１対の双極板と、を備え、 前記隔膜の大きさは、セルを組み上げたとき、該隔膜の
端部が前記フレームから外側にはみ出ないように選ばれ
ており、 １対の前記フレームの接触部分同士は、互いに溶着され
ている、レドックスフロー２次電池のセルスタック。 - 【請求項２】 前記フレームには、前記隔膜のズレを防
止するためのズレ防止手段が設けられている、請求項１
に記載のレドックスフロー２次電池のセルスタック。 - 【請求項３】 前記フレームの外部をモールドする樹脂
部材をさらに備える、請求項１に記載のレドックスフロ
ー２次電池のセルスタック。 - 【請求項４】 前記隔膜と前記フレームとの間に介在し
て設けられたシール部材をさらに備える、請求項３に記
載のレドックスフロー２次電池のセルスタック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33405799A JP2001155758A (ja) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | レドックスフロー２次電池のセルスタック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33405799A JP2001155758A (ja) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | レドックスフロー２次電池のセルスタック |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001155758A true JP2001155758A (ja) | 2001-06-08 |
Family
ID=18273035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33405799A Withdrawn JP2001155758A (ja) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | レドックスフロー２次電池のセルスタック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001155758A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| FR2831995A1 (fr) * | 2002-02-07 | 2003-05-09 | Commissariat Energie Atomique | Ensemble destine a une pile a combustible, comportant une plaque bipolaire et ses moyens d'etancheite et procede de fabrication dudit ensemble |
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