JP2021026824A - Redox flow type secondary cell - Google Patents

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Shang Hao Song
尚浩 宋
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Abstract

To provide a redox flow type secondary cell that greatly reduces the flow resistance of an active material liquid flowing through an electrode chamber and improved in flowability regarding the physical properties of the active material liquid.SOLUTION: In a redox flow type secondary cell configured such that a plurality of electric cells each having an electrode chamber for performing battery reaction are electrically stacked in series, and an active material liquid which is a battery active material can be shared among the plurality of electric cells, the width of the electrode chamber between a multi-pole partition plate and a diaphragm is 0.5 to 2 mm, and the apparent linear velocity when the active material liquid flows through the electrode chamber is in a range of 3 to 7 cm/sec.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、電極室内を流通する活物質液の流動抵抗を大きく下げ、かつ流通性を改善したレドックスフロー型二次電池に関する。 The present invention relates to a redox flow type secondary battery in which the flow resistance of the active material liquid flowing in the electrode chamber is greatly reduced and the flowability is improved.

近年、地球温暖化対策として、低炭素社会を目指す動きが活発になってきており、再生可能エネルギーが脚光を浴びている。再生可能エネルギーは、主に、太陽光発電と風力発電によって電気という形で家庭・工場等に供給されるが、天候による変動が大きいという欠点を有する。 In recent years, as a measure against global warming, the movement toward a low-carbon society has become active, and renewable energy is in the limelight. Renewable energy is mainly supplied to homes and factories in the form of electricity by solar power generation and wind power generation, but has the disadvantage of large fluctuations due to the weather.

この結果、これらの発電は、電圧上昇、周波数変動、さらには余剰電力の発生といった問題を生じる。この問題を解決する方法の一つとして、電気エネルギー貯蔵システムが注目を浴びており、蓄電池を用いたシステムが最も有力視されている。 As a result, these power generations cause problems such as voltage rise, frequency fluctuation, and generation of surplus power. As one of the methods to solve this problem, the electric energy storage system is attracting attention, and the system using the storage battery is regarded as the most promising.

充電と放電とを可能にする蓄電池(二次電池ともいう)には、いくつかの種類があり、その中でも、リチウムイオン電池、ナトリウム硫黄電池(NAS電池)、鉛蓄電池およびレドックスフロー電池が有名である。鉛蓄電池は、古くから自動車用および自動二輪用のバッテリとして用いられており、小型蓄電池としての実績が豊富である。リチウムイオン電池も、小型電池として多くの実績を有する。NAS電池は、極めて高いエネルギー密度を有しており、その充放電効率の高さから、変電所における電力平準化用途にて広く用いられている。 There are several types of storage batteries (also called secondary batteries) that enable charging and discharging, and among them, lithium-ion batteries, sodium-sulfur batteries (NAS batteries), lead-acid batteries, and redox flow batteries are famous. is there. Lead-acid batteries have long been used as batteries for automobiles and motorcycles, and have a wealth of experience as small storage batteries. Lithium-ion batteries also have many achievements as small batteries. NAS batteries have an extremely high energy density, and because of their high charge / discharge efficiency, they are widely used in power leveling applications in substations.

レドックスフロー電池は、上記蓄電池に比べて「高い設計自由度」、「高い安全性」および「常温運転可能」という長所を持つ。このような長所を持つレドックスフロー電池は、現在、世界中で、再生可能エネルギーの平準化手段の一つとして有力視されている。
レドックスフロー電池は、正・負電解液の活物質液にバナジウムイオンを用いたものが開発されて以降、その実用化が一挙に進み、現在に至る。
The redox flow battery has the advantages of "high degree of freedom in design", "high safety" and "normal temperature operation" as compared with the above storage battery. Redox flow batteries with such advantages are currently regarded as one of the promising means for leveling renewable energy all over the world.
Since the development of redox flow batteries that use vanadium ions as the active material of positive and negative electrolytes, their practical application has progressed all at once, and it continues to this day.

V/V系のレドックスフロー電池は、炭素繊維等から成る電極を正極液および負極液に入れ、正極液および負極液をともにバナジウム系の電解液とする電池である。正極側と負極側とは、両極側の電解液を通過させずに水素イオンのみを通過させる隔膜で仕切られている。充電時および放電時、正極液は、電池外部のタンクに接続され、電池外部のポンプによって正極室とタンクとをつなぐ経路を循環する。負極液も正極液と同様のシステムにて循環する。 The V / V-based redox flow battery is a battery in which an electrode made of carbon fiber or the like is placed in a positive electrode solution and a negative electrode solution, and both the positive electrode solution and the negative electrode solution are vanadium-based electrolytic solutions. The positive electrode side and the negative electrode side are separated by a diaphragm that allows only hydrogen ions to pass through without passing the electrolytic solution on both electrode sides. During charging and discharging, the positive electrode liquid is connected to a tank outside the battery and circulates in a path connecting the positive electrode chamber and the tank by a pump outside the battery. The negative electrode liquid also circulates in the same system as the positive electrode liquid.

従来、レドックスフロー電池においては、全体のエネルギー効率を高めるために、内部抵抗(セル抵抗)の低減と、電解液を電極に透過させる際の圧力損失の低減とが求められている。 Conventionally, in a redox flow battery, in order to improve the overall energy efficiency, it is required to reduce the internal resistance (cell resistance) and the pressure loss when the electrolytic solution is permeated through the electrode.

特許文献1には、活物質液の流路形状を工夫して液供給の圧力損失を低下させる技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses a technique for reducing the pressure loss of the liquid supply by devising the shape of the flow path of the active material liquid.

特許文献2には、電解液の流れが不均一な部分を無くし、セル抵抗の低いレドックスフロー電池が開示されている。 Patent Document 2 discloses a redox flow battery having a low cell resistance by eliminating a portion where the flow of the electrolytic solution is non-uniform.

特許文献3には、電池セルの厚さを薄くすることなく電池セルの内部抵抗を低減することができ、かつ電解液の流通によるポンプ動力損失を小さくできるレドックス電池を提案しており、特殊な液透過性多孔質電極が開示されている。 Patent Document 3 proposes a redox battery capable of reducing the internal resistance of the battery cell without reducing the thickness of the battery cell and reducing the pump power loss due to the circulation of the electrolytic solution, which is special. A liquid permeable porous electrode is disclosed.

特開2016−207669号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-207669 特開2019−024008号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-024008 特許第3496385号Patent No. 3496385

特許文献1〜3のいずれも、電解液の流路や電極自体の工夫によって、電解液(活物質液)の流動圧力損失を低下させる効果を発揮するが、電解液の組成や濃度が変化した場合に、圧力損失を低下できないおそれがあった。 All of Patent Documents 1 to 3 exert the effect of reducing the flow pressure loss of the electrolytic solution (active material solution) by devising the flow path of the electrolytic solution and the electrode itself, but the composition and concentration of the electrolytic solution have changed. In some cases, the pressure loss could not be reduced.

そこで、本発明の課題は、活物質液の物性に着目して、電極室内を流通する活物質液の流動抵抗を大きく下げ、かつ流通性を改善したレドックスフロー型二次電池を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a redox flow type secondary battery in which the flow resistance of the active material liquid flowing in the electrode chamber is greatly reduced and the flowability is improved, focusing on the physical properties of the active material liquid. is there.

本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。 Other problems of the present invention will be clarified by the following description.

上記課題は以下の各発明によって解決される。 The above problems are solved by the following inventions.

(請求項1)
電池反応を行う電極室を有する単電池が電気的に直列に複数積層され、前記複数の単電池間に電池活物質である活物質液を共有することが可能なように構成されたレドックスフロー型二次電池において、
複極仕切板と隔膜間の前記電極室の幅が0.5〜2mmであり、
更に前記活物質液が前記電極室内を流通する際の見掛けの線速度が、3〜7cm/secの範囲であることを特徴とするレドックスフロー型二次電池。
(請求項2)
該電極室の高さが100〜500mmの範囲であることを特徴とする請求項1記載のレドックスフロー型二次電池。
(請求項3)
前記活物質液が、バナジウム濃度1.2M以上1.8M以下、及び硫酸水素根を含む全硫酸根濃度が4M以上8M以下となるように含有すると共に、高波数側のラマンスペクトルにおいて、3200cm−1における水素結合を示すショルダーピークが観察されず、該ショルダーピークが観察されても3400〜3500cm−1のOHに関するピークの1%以下であることを特徴とする請求項1又は2記載のレドックスフロー型二次電池。
(請求項4)
前記活物質液が、バナジウム濃度1.2M以上1.8M以下、及び硫酸水素根を含む全硫酸根濃度が4M以上8M以下となるように含有すると共に、プロトン核磁気共鳴吸収スペクトルにおける化学シフトの値が30ppm以下(但し、0ppmを含まない)であることを特徴とする請求項1又は2記載のレドックスフロー型二次電池。
(請求項5)
前記活物質液が、バナジウム濃度1.2M以上1.8M以下、及び硫酸水素根を含む全硫酸根濃度が4M以上8M以下となるように含有すると共に、25℃における体積抵抗率が7.0Ωcm以下である請求項1又は2記載のレドックスフロー型二次電池。
(請求項6)
前記活物質液が、バナジウム濃度1.2M以上1.8M以下、及び硫酸水素根を含む全硫酸根濃度が4M以上8M以下となるように含有すると共に、25℃における粘度が10mPa・sec以下である請求項1又は2記載のレドックスフロー型二次電池。
(Claim 1)
A redox flow type in which a plurality of cell cells having an electrode chamber for performing a battery reaction are electrically stacked in series, and an active material liquid which is a battery active material can be shared among the plurality of cell cells. In the secondary battery
The width of the electrode chamber between the multi-pole partition plate and the diaphragm is 0.5 to 2 mm.
Further, a redox flow type secondary battery characterized in that the apparent linear velocity when the active material liquid flows through the electrode chamber is in the range of 3 to 7 cm / sec.
(Claim 2)
The redox flow type secondary battery according to claim 1, wherein the height of the electrode chamber is in the range of 100 to 500 mm.
(Claim 3)
The active material solution is contained so that the vanadium concentration is 1.2 M or more and 1.8 M or less, and the total sulfate root concentration including hydrogen sulfate root is 4 M or more and 8 M or less, and in the Raman spectrum on the high frequency side, 3200 cm −. The redox flow according to claim 1 or 2, wherein the shoulder peak showing a hydrogen bond in 1 is not observed, and even if the shoulder peak is observed, it is 1% or less of the peak for OH of 3400 to 3500 cm -1. Type secondary battery.
(Claim 4)
The active material solution is contained so that the vanadium concentration is 1.2 M or more and 1.8 M or less, and the total sulfate root concentration including hydrogen sulfate root is 4 M or more and 8 M or less, and the chemical shift in the proton nuclear magnetic resonance absorption spectrum. The redox flow type secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the value is 30 ppm or less (however, 0 ppm is not included).
(Claim 5)
The active material solution is contained so that the vanadium concentration is 1.2 M or more and 1.8 M or less, and the total sulfate root concentration including hydrogen sulfate root is 4 M or more and 8 M or less, and the volume resistivity at 25 ° C. is 7.0 Ωcm. The redox flow type secondary battery according to claim 1 or 2 below.
(Claim 6)
The active material solution is contained so that the vanadium concentration is 1.2 M or more and 1.8 M or less, and the total sulfate root concentration including hydrogen sulfate root is 4 M or more and 8 M or less, and the viscosity at 25 ° C. is 10 mPa · sec or less. The redox flow type secondary battery according to claim 1 or 2.

本発明によれば、活物質液の物性に着目して、電極室内を活物質液である電解液を流通する際の流動抵抗を大きく下げ、かつ流通性を改善したレドックスフロー型二次電池を提供することができる。 According to the present invention, paying attention to the physical characteristics of the active material liquid, a redox flow type secondary battery in which the flow resistance when the electrolytic liquid which is the active material liquid is circulated in the electrode chamber is greatly reduced and the flowability is improved. Can be provided.

本発明のレドックスフロー型二次電池の一例を概念的に説明する図The figure which conceptually explains an example of the redox flow type secondary battery of this invention. 本発明に係るレドックスフロー型二次電池に用いられるセルスタックの一実施形態を示す概略断面図Schematic cross-sectional view showing an embodiment of a cell stack used in the redox flow type secondary battery according to the present invention. 本実施例に用いられる電解液の高波数側のラマンスペクトルの図Diagram of Raman spectrum on the high frequency side of the electrolyte used in this example 本実施例に用いられる電解液の化学シフトを示す図The figure which shows the chemical shift of the electrolytic solution used in this Example

以下に、本発明を実施するための形態について詳しく説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail.

図1は、本発明のレドックスフロー型二次電池の一例を概念的に説明する図である。 FIG. 1 is a diagram conceptually explaining an example of the redox flow type secondary battery of the present invention.

図1において、1は正極室、2は負極室、3は正極室1と負極室2とを分離する隔膜である。
4はスペーサーであり、正極室1、負極室2のそれぞれに対応する間隙を形成している。
正極室1内には正極11が設けられ、負極室2内には負極21が設けられている。正極11及び負極21としては、炭素電極を用いることができる。
In FIG. 1, 1 is a positive electrode chamber, 2 is a negative electrode chamber, and 3 is a diaphragm that separates the positive electrode chamber 1 and the negative electrode chamber 2.
Reference numeral 4 denotes a spacer, which forms a gap corresponding to each of the positive electrode chamber 1 and the negative electrode chamber 2.
A positive electrode 11 is provided in the positive electrode chamber 1, and a negative electrode 21 is provided in the negative electrode chamber 2. A carbon electrode can be used as the positive electrode 11 and the negative electrode 21.

正極室1には、正極活物質液を流入するための流入口12と、正極活物質液を流出するための流出口13とが設けられている。 The positive electrode chamber 1 is provided with an inflow port 12 for flowing in the positive electrode active material liquid and an outflow port 13 for flowing out the positive electrode active material liquid.

正極活物質液タンク14内に貯留された正極活物質液は、ポンプ15の駆動によって、流入口12に接続された流入管16を介して、正極室1内に流入するように構成されている。これにより、正極室1で電池反応が行われる。 The positive electrode active material liquid stored in the positive electrode active material liquid tank 14 is configured to flow into the positive electrode chamber 1 via the inflow pipe 16 connected to the inflow port 12 by driving the pump 15. .. As a result, the battery reaction takes place in the positive electrode chamber 1.

また、流出口13から流出された正極活物質液は、流出口13に接続された流出管17を介して正極活物質液タンク14内に返送されるように構成されている。 Further, the positive electrode active material liquid flowing out from the outflow port 13 is configured to be returned to the positive electrode active material liquid tank 14 via the outflow pipe 17 connected to the outflow port 13.

このようにして、正極活物質液タンク14から正極室1に正極活物質液を循環供給する循環系が構成されている。 In this way, a circulation system for circulating and supplying the positive electrode active material liquid from the positive electrode active material liquid tank 14 to the positive electrode chamber 1 is configured.

負極室2には、負極活物質液を流入するための流入口22と、負極活物質液を流出するための流出口23とが設けられている。 The negative electrode chamber 2 is provided with an inflow port 22 for flowing in the negative electrode active material liquid and an outflow port 23 for flowing out the negative electrode active material liquid.

負極活物質液タンク24内に貯留された負極活物質液は、ポンプ25の駆動によって、流入口22に接続された流入管26を介して、負極室2内に流入するように構成されている。これにより、負極室2で電池反応が行われる。 The negative electrode active material liquid stored in the negative electrode active material liquid tank 24 is configured to flow into the negative electrode chamber 2 via the inflow pipe 26 connected to the inflow port 22 by driving the pump 25. .. As a result, the battery reaction takes place in the negative electrode chamber 2.

また、流出口23から流出された負極活物質液は、流出口23に接続された流出管27を介して負極活物質液タンク24内に返送されるように構成されている。 Further, the negative electrode active material liquid flowing out from the outlet 23 is configured to be returned to the negative electrode active material liquid tank 24 via the outflow pipe 27 connected to the outflow port 23.

このようにして、負極活物質液タンク24から負極室2に負極活物質液を循環供給する循環系が構成されている。 In this way, a circulation system for circulating and supplying the negative electrode active material liquid from the negative electrode active material liquid tank 24 to the negative electrode chamber 2 is configured.

以下、本明細書において、必要により正極室1、及び負極室2を、各々を単に電極室という場合がある。 Hereinafter, in the present specification, the positive electrode chamber 1 and the negative electrode chamber 2 may be referred to simply as electrode chambers, if necessary.

隔膜3は、充電時及び放電時において、電池内部の電荷キャリアであるプロトンの透過を許容し、且つ自己放電を防止するためにバナジウムの透過を防止する役割を担う。隔膜3としては、例えばイオン交換膜等を好ましく用いることができる。 The diaphragm 3 plays a role of allowing the permeation of protons, which are charge carriers inside the battery, during charging and discharging, and preventing the permeation of vanadium in order to prevent self-discharge. As the diaphragm 3, for example, an ion exchange membrane or the like can be preferably used.

図示の例では、正極室1の炭素電極11及び負極室2の炭素電極21のそれぞれに接触するように導電性シート5、5が設けられる。 In the illustrated example, the conductive sheets 5 and 5 are provided so as to come into contact with the carbon electrode 11 in the positive electrode chamber 1 and the carbon electrode 21 in the negative electrode chamber 2, respectively.

一枚の導電性シート5とその対向する導電性シート5の間に、正極室、負極室、炭素電極、電池活物質液などの構成要素により、一つの電池構造が形成され、この一つの電池構造を備えたものが、本発明でいう単電池である。 A battery structure is formed between one conductive sheet 5 and the opposite conductive sheet 5 by components such as a positive electrode chamber, a negative electrode chamber, a carbon electrode, and a battery active material liquid, and this one battery. The cell having a structure is the cell cell according to the present invention.

この単電池1個の場合には、導電性シート5、5の外側から押え板6、6によって単電池全体を挟持している。 In the case of one cell cell, the entire cell cell is sandwiched by the pressing plates 6 and 6 from the outside of the conductive sheets 5 and 5.

本発明では、この単電池が複数積層されたスタック構造が好ましく、図1に示すように、導電性シート5、5として、バイポーラプレート(双極板)等の仕切板を用いることによって、単電池ユニットを複数積層した積層構造(スタック構造)を構成することができる。
その場合には、複数の単電池の両端に、押え板6、6が設けられる。
In the present invention, a stack structure in which a plurality of these cells are stacked is preferable, and as shown in FIG. 1, a cell unit is used by using a partition plate such as a bipolar plate (bipolar plate) as the conductive sheets 5 and 5. It is possible to construct a laminated structure (stack structure) in which a plurality of the above are laminated.
In that case, holding plates 6 and 6 are provided at both ends of the plurality of cells.

正極11及び負極21は、それぞれ導電性シート5、5を介して外部回路(入出力端子などを含む)に電気的に接続される。 The positive electrode 11 and the negative electrode 21 are electrically connected to an external circuit (including input / output terminals and the like) via conductive sheets 5 and 5, respectively.

レドックスフロー型二次電池は、正極室1及び負極室2に、それぞれ正極活物質液及び負極活物質液を循環供給して、両極における活物質液中の活物質の電極反応(酸化還元反応)に伴って充放電を行う。レドックフロー型二次電池の充電時及び放電時の電極反応は、公知の反応を参照できる。 In the redox flow type secondary battery, the positive electrode active material liquid and the negative electrode active material liquid are circulated and supplied to the positive electrode chamber 1 and the negative electrode chamber 2, respectively, and the electrode reaction (oxidation-reduction reaction) of the active material in the active material liquid at both electrodes. Charging and discharging is performed accordingly. For the electrode reaction during charging and discharging of the reddock flow type secondary battery, known reactions can be referred to.

図1の説明では、「flow by」方式の例に基づいた。「flow by」方式は、電池活物質の流し方の一例であり、電極室(電解槽)において、シート状に形成された電極の電極面方向と平行に電池活物質液あるいは被電解物質液を流通させる方式である。 The description of FIG. 1 is based on an example of a “flow by” method. The "flow by" method is an example of how to flow the battery active material, and in the electrode chamber (electrolytic cell), the battery active material liquid or the electrolyzed material liquid is poured in parallel with the electrode surface direction of the electrode formed in a sheet shape. It is a method of distribution.

これに対して、電極に対して液を横断させるように透過させる「flow through」方式もある。 On the other hand, there is also a "flow through" method in which the liquid is permeated so as to cross the electrode.

「flow by」方式と「flow through」方式に関しては、J. Trainham, J. Newman, “A comparison between flow-through and flow-by porous electrodes for redox energy storage”, Electrochimica Acta, 26(4), 455 (1981)を参照できる。 Regarding the "flow by" method and the "flow through" method, J. Trainham, J. Newman, “A comparison between flow-through and flow-by porous electrodes for redox energy storage”, Electrochimica Acta, 26 (4), 455 (1981) can be referred to.

次に、本発明に採用可能なセルスタック構造の例については、図2によって説明する。 Next, an example of the cell stack structure that can be adopted in the present invention will be described with reference to FIG.

図2は本発明に係るレドックスフロー型二次電池に用いられるセルスタックの一実施形態を示す概略断面図である。本実施形態において、図1では、電極室下方から上方に向けて電池活物質液を流入しており、図2では、逆方向で説明しているが、何れも、同じ「flow by」方式である。したがって、図2に示すレドックスフロー型二次電池において、図1に示すように、下方から電池活物質液を流入させて、上方から流出させてもよい。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a cell stack used in the redox flow type secondary battery according to the present invention. In the present embodiment, in FIG. 1, the battery active material liquid flows in from the lower side to the upper side of the electrode chamber, and in FIG. 2, it is described in the opposite direction, but both are based on the same “flow by” method. is there. Therefore, in the redox flow type secondary battery shown in FIG. 2, as shown in FIG. 1, the battery active material liquid may flow in from below and flow out from above.

セルスタック100は、複数のセル100A、100B、100C、・・・を備える。図示の例では、3つのセル100A、100B、100Cが示されている。
各セル100A、100B、100Cは、セル101とセル102の一対のセルと、セル103とセル104の一対のセルと、セル105とセル106の一対のセルによって構成されている。
The cell stack 100 includes a plurality of cells 100A, 100B, 100C, .... In the illustrated example, three cells 100A, 100B, 100C are shown.
Each cell 100A, 100B, 100C is composed of a pair of cells of cell 101 and 102, a pair of cells of cell 103 and 104, and a pair of cells of cell 105 and 106.

セル101〜セル106には、セルフレーム部材107〜112によって各々画定されているセル内部空間113〜118が形成される。 In cells 101 to 106, cell internal spaces 113 to 118, which are defined by cell frame members 107 to 112, are formed.

各セル内部空間113〜118には、貯蔵タンク(図示せず)に収納されている活物質液を循環ポンプ(図示せず)によって通過させることができる The active material liquid stored in the storage tank (not shown) can be passed through the internal spaces 113 to 118 of each cell by a circulation pump (not shown).

セル101とセル102と、セル103とセル104と、セル105とセル106の間には、各々隔膜119、120、121が設けられている。 Septums 119, 120, and 121 are provided between the cells 101 and 102, the cells 103 and 104, and the cells 105 and 106, respectively.

各々のセルフレーム部材107〜112と隔膜119、120、121の固定手段は格別限定されない。 The means for fixing the cell frame members 107 to 112 and the diaphragms 119, 120, 121 are not particularly limited.

セルフレーム部材107〜112の他端部側は、導電性シートなどの仕切板である122、123、124、125によって閉じられている。 The other end side of the cell frame members 107 to 112 is closed by 122, 123, 124, 125 which are partition plates such as a conductive sheet.

仕切板122、123、124、125は、各々には、図示しない端子が接続されている。本態様では、仕切板122、124は正極(+極)であり、仕切板123、125は負極(−極)である。正極仕切板122、124には、+の直流電気が接続され、負極仕切板123、125には−の直流電気が接続される。 Terminals (not shown) are connected to the partition plates 122, 123, 124, and 125, respectively. In this embodiment, the partition plates 122 and 124 are positive electrodes (+ poles), and the partition plates 123 and 125 are negative electrodes (-poles). Positive direct current electricity is connected to the positive electrode partition plates 122 and 124, and negative direct current electricity is connected to the negative electrode partition plates 123 and 125.

128は活物質液が流入するための流入管であり、129は活物質液が流出するための流出管である。また、130は流入管128からの活物質液がセル101〜セル106へ流入する流入口であり、131はセル101〜セル106から活物質液が流出管129へ流出する流出口である。 Reference numeral 128 is an inflow pipe for the active material liquid to flow in, and 129 is an outflow pipe for the active material liquid to flow out. Further, 130 is an inflow port where the active material liquid from the inflow pipe 128 flows into the cells 101 to 106, and 131 is an outflow outlet where the active material liquid flows out from the cells 101 to 106 to the outflow pipe 129.

流入管128から流入口130を介したセル101〜セル106への流入方式は格別限定されない。またセル101〜セル106から流出口131を介した流出管129へ流出する流出方式は格別限定されない。 The inflow method from the inflow pipe 128 to the cells 101 to 106 via the inflow port 130 is not particularly limited. Further, the outflow method from the cells 101 to 106 to the outflow pipe 129 via the outflow port 131 is not particularly limited.

セル内(電極室内)には、活物質(バナジウムイオン)と電荷移動反応を行う炭素繊維不織布(カーボンフェルト)などが充填される。 The inside of the cell (inside the electrode chamber) is filled with a carbon fiber non-woven fabric (carbon felt) or the like that undergoes a charge transfer reaction with an active material (vanadium ion).

繊維径が細いカーボンフェルトを炭素電極に用いると、物質移動性が向上し、被電解物質の拡散がより、多次元的(例えば2次元から2.5次元拡散)となるので好ましい。また、繊維表面がグラファイト質炭素である場合には、電極反応性(電荷移動反応性)も向上する。これらの相乗的な作用により、炭素電極は、被電解物質に対して高い電流密度をもって電解できる。従って、上記のような効果が得られるので、炭素電極をレドックスフロー型二次電池の電極として用いることは特に好ましいことである。 It is preferable to use carbon felt having a small fiber diameter for the carbon electrode because the mass transfer is improved and the diffusion of the electrolyzed substance becomes more multidimensional (for example, 2D to 2.5D diffusion). Further, when the fiber surface is graphitic carbon, the electrode reactivity (charge transfer reactivity) is also improved. Due to these synergistic actions, the carbon electrode can electrolyze the substance to be electrolyzed with a high current density. Therefore, since the above-mentioned effects can be obtained, it is particularly preferable to use the carbon electrode as the electrode of the redox flow type secondary battery.

本実施形態においては、炭素電極は細径炭素繊維及び又は炭素繊維断片を、炭素繊維フェルトに担持させたものや、酸化性処理によって得られたものを用いることもできる。これらの手法により得られた炭素電極は、気相成長法の場合のような大掛かりな設備が必要なく、低コストであり、大量生産に適している。 In the present embodiment, as the carbon electrode, one in which a small-diameter carbon fiber and / or a carbon fiber fragment is supported on a carbon fiber felt, or one obtained by an oxidizing treatment can also be used. The carbon electrodes obtained by these methods do not require large-scale equipment as in the case of the vapor phase growth method, are low in cost, and are suitable for mass production.

電池用の電極として用いる場合には、炭素電極に電池活物質を含浸及び又は担持することが好ましい。 When used as an electrode for a battery, it is preferable that the carbon electrode is impregnated with and / or supported by a battery active material.

細径炭素繊維及び又は炭素繊維断片からなる電極は電気化学的にも安定であるため、電池活物質を含む溶液に含浸させ、電池活物質を担持させた状態で使用しても過充放電に対して優れた耐久性を示す。 Electrodes made of small-diameter carbon fibers and / or carbon fiber fragments are electrochemically stable, so even if they are impregnated with a solution containing a battery active material and used with the battery active material carried, they can be overcharged and discharged. On the other hand, it shows excellent durability.

さらに、炭素電極は水素過電圧が大きく、高い電流密度で充放電を行っても、クーロン効率が低下することはない。 Further, the carbon electrode has a large hydrogen overvoltage, and even if charging / discharging is performed at a high current density, the Coulomb efficiency does not decrease.

本発明において、複極仕切板と隔膜間の電極室の幅は0.5〜2mmである。また、該電極室の高さが100〜500mmの範囲であることが好ましい。 In the present invention, the width of the electrode chamber between the multipolar partition plate and the diaphragm is 0.5 to 2 mm. Further, the height of the electrode chamber is preferably in the range of 100 to 500 mm.

本発明において、カーボンフェルト表面の活性状態(電極反応性)が従来と同程度にあれば、カーボンフェルトの嵩密度は20〜30%で良く、活物質液の流動抵抗(粘性)が10mPa・sec程度以下ならば、カーボンフェルト内流通による活物質液の頭損失は小さく抑えられる。
見掛けの線速度は活物質液の送液量を電極室断面積で除した数値である。カーボンフェルト充填による電極室の容積変化は無視している。
In the present invention, if the active state (electrode reactivity) of the carbon felt surface is about the same as the conventional one, the bulk density of the carbon felt may be 20 to 30%, and the flow resistance (viscosity) of the active material liquid is 10 mPa · sec. If it is less than the degree, the head loss of the active material liquid due to the circulation in the carbon felt can be suppressed to a small value.
The apparent linear velocity is a value obtained by dividing the amount of the active material liquid sent by the cross-sectional area of the electrode chamber. The volume change of the electrode chamber due to carbon felt filling is ignored.

次に、本発明においては、活物質液が単電池内を流通する際の見掛けの線速度が3〜7cm/secの範囲であることにより、活物質液を電解槽(正極セルや負極セル)に送液する際のポンプ圧である送液圧を50%程度小さくでき、高入出力に対応可能な二次電池を提供できる効果がある。
一般に単電池の電極面積を大きくするほど、また、単電池積層数を多くするほど、活物質液のセル内等配性、セル間等配性は低下する。このとき電極室内のカーボンフェルトの均一性(均一流動抵抗性)は非常に重要である。しかし、通常、カーボンフェルトの目付け量(嵩密度)は10〜20%を越えるばらつきがあり、活物質液のカーボンフェルト透過時の流動抵抗によって、とくにセル間等配性を確保するよりは、電極室・マニホールド間の電解液スリットの流動抵抗によって等配性を確保する方が好ましい。
そのために、むしろ、カーボンフェルの目付け量は小さくし、送液圧を大きくすることなく等配性を確保し、さらに、送液量(線速度)を上げて面積抵抗率を小さくすることが好ましい。
Next, in the present invention, the active material liquid is used in the electrolytic cell (positive electrode cell or negative electrode cell) because the apparent linear velocity when the active material liquid flows through the cell is in the range of 3 to 7 cm / sec. It is possible to reduce the liquid feeding pressure, which is the pump pressure when sending the liquid to the water, by about 50%, and there is an effect that a secondary battery capable of high input / output can be provided.
In general, the larger the electrode area of a cell and the larger the number of stacked cells, the lower the equal distribution in cells and the equal distribution between cells of the active material liquid. At this time, the uniformity of the carbon felt in the electrode chamber (uniform flow resistance) is very important. However, the amount of carbon felt (bulk density) usually varies by more than 10 to 20%, and the flow resistance of the active material liquid when it permeates the carbon felt causes the electrodes to be more equidistant than ensuring equality between cells. It is preferable to ensure equal distribution by the flow resistance of the electrolyte slit between the chamber and the manifold.
Therefore, rather, it is preferable to reduce the basis weight of carbon felt, ensure equal distribution without increasing the liquid feed pressure, and further increase the liquid feed amount (linear velocity) to reduce the area resistivity. ..

次に、本発明に用いられる活物質液(電解液)の好ましい態様について説明する。 Next, a preferred embodiment of the active material liquid (electrolytic liquid) used in the present invention will be described.

好ましい態様は、活物質液が、バナジウム濃度1.2M以上1.8M以下、及び硫酸水素根を含む全硫酸根濃度が4M以上8M以下となるように含有すると共に、高波数側のラマンスペクトルにおいて、3200cm−1における水素結合を示すショルダーピークが観察されず、該ショルダーピークが観察されても3400〜3500cm−1のOHに関するピークの1%以下である。 In a preferred embodiment, the active material solution is contained so that the vanadium concentration is 1.2 M or more and 1.8 M or less, and the total sulfate root concentration including hydrogen sulfate root is 4 M or more and 8 M or less, and in the Raman spectrum on the high frequency side. No shoulder peak showing hydrogen bonding at 3,200 cm -1 was observed, and even if the shoulder peak was observed, it was 1% or less of the peak for OH at 3400 to 3500 cm -1.

すなわち、活物質液に、バナジウム濃度が1.2M以上1.8M以下、及び硫酸水素根を含む全硫酸根濃度が4M以上8M以下となるように含有することにより、電池の電流密度を高くすることができる。 That is, the current density of the battery is increased by containing the vanadium concentration in the active material solution so as to be 1.2 M or more and 1.8 M or less, and the total sulfate root concentration including hydrogen sulfate root is 4 M or more and 8 M or less. be able to.

他の好ましい態様は、活物質液が、バナジウム濃度1.2M以上1.8M以下、及び硫酸水素根を含む全硫酸根濃度が4M以上8M以下となるように含有すると共に、25℃における体積抵抗率が7.0Ωcm以下である。 In another preferred embodiment, the active material solution is contained so that the vanadium concentration is 1.2 M or more and 1.8 M or less, and the total sulfate root concentration including hydrogen sulfate root is 4 M or more and 8 M or less, and the volume resistivity at 25 ° C. The rate is 7.0 Ωcm or less.

他の好ましい態様は、活物質液が、バナジウム濃度1.2M以上1.8M以下、及び硫酸水素根を含む全硫酸根濃度が4M以上8M以下となるように含有すると共に、25℃における粘度が10mPa・sec以下である。 In another preferred embodiment, the active material solution is contained so that the vanadium concentration is 1.2 M or more and 1.8 M or less, and the total sulfate root concentration including hydrogen sulfate root is 4 M or more and 8 M or less, and the viscosity at 25 ° C. is high. It is 10 mPa · sec or less.

現在のセルスタック構造のレドックスフロー型二次電池では、電解液の流動抵抗に大きく影響するセル内の電極(フェルト)の均一性に課題があるとされている。バイポーラプレートに薄い炭素微粒子、繊維などを結着することによって、流動抵抗を大きく下げ、かつ電解液等の流通性を改善したセルスタックとなる効果を発揮する。
活物質液の流動抵抗(粘性)が10mPa・sec程度以下ならば、カーボンフェルト内流通による活物質液の頭損失は小さく抑えられる。
In the current redox flow type secondary battery having a cell stack structure, it is said that there is a problem in the uniformity of the electrodes (felt) in the cell, which greatly affects the flow resistance of the electrolytic solution. By binding thin carbon fine particles, fibers, etc. to the bipolar plate, the effect of forming a cell stack that greatly reduces the flow resistance and improves the flowability of the electrolytic solution and the like is exhibited.
When the flow resistance (viscosity) of the active material liquid is about 10 mPa · sec or less, the head loss of the active material liquid due to the circulation in the carbon felt can be suppressed to a small value.

以下、実施例によって、本発明の効果を例証する。 Hereinafter, the effects of the present invention will be illustrated by examples.

(実施例1)
1.セルスタック
以下のようにして40セルスタックを製作した。
樹脂(PVC)性押え板/複極仕切板(カーボンプラスチックシート)/嵩密度約0.2g/cmのカーボンフェルト充填電極室/隔膜(厚さ約50μmフッ素系イオン交換膜)をこの順に積層した単電池を用いて、40セルスタックを製作した。
(Example 1)
1. 1. Cell stack A 40-cell stack was manufactured as follows.
Resin (PVC) presser plate / multi-pole partition plate (carbon plastic sheet) / carbon felt-filled electrode chamber with bulk density of about 0.2 g / cm 3 / diaphragm (thickness of about 50 μm fluorine-based ion exchange membrane) are laminated in this order. A 40-cell stack was manufactured using the above-mentioned cell.

(セル仕様) 正極及び負極の各セルの電極室の形状
幅 200mm
高さ 150mm
厚さ 0.5mm
(Cell specifications) Shape of electrode chamber of each cell of positive electrode and negative electrode Width 200 mm
Height 150mm
Thickness 0.5 mm

2.活物質液の製造
バナジウム濃度1.4〜2.0M、全硫酸根濃度8Mの活物質液を用いた。
具体的には、表1に示す。
2. 2. Production of active material solution An active material solution having a vanadium concentration of 1.4 to 2.0 M and a total sulfate root concentration of 8 M was used.
Specifically, it is shown in Table 1.

3.充放電試験
室温(約23℃)で充放電試験を行った。
3. 3. Charge / discharge test A charge / discharge test was performed at room temperature (about 23 ° C).

4.セルへの送液
セルへの送液量はポンプのインバータ制御によって調整した。
送液量は超音波流量計によって測定し、表1に送液量(L/min)として示した。
送液圧は耐食性ゲージ圧量計で測定し、表1に送液ゲージ圧として示した。
4. Liquid delivery to the cell The amount of liquid supply to the cell was adjusted by controlling the inverter of the pump.
The amount of liquid sent was measured by an ultrasonic flow meter and shown in Table 1 as the amount of liquid sent (L / min).
The liquid feed pressure was measured with a corrosion resistance gauge pressure gauge and is shown as the liquid feed gauge pressure in Table 1.

5.試験結果
(1)面積抵抗率
両活物質液の充電深度約50%のときの電流密度200mA/cmにおける充放電電圧値から、単電池としての面積抵抗率を算出し、表1に示した。
(2)見掛けの線速度
見掛けの線速度は、活物質液の送液量を電極室断面積で除した数値で表1に示す。なお、カーボンフェルト充填による電極室の容積変化は無視している。
5. Test Results (1) Area resistivity The area resistivity as a single battery was calculated from the charge / discharge voltage value at a current density of 200 mA / cm 2 when the charging depth of the active material liquid was about 50%, and is shown in Table 1. ..
(2) Apparent linear velocity The apparent linear velocity is shown in Table 1 as a numerical value obtained by dividing the amount of the active material liquid sent by the cross-sectional area of the electrode chamber. The volume change of the electrode chamber due to carbon felt filling is ignored.

Figure 2021026824
Figure 2021026824

表1から、バナジウム濃度1.4M、全硫酸根濃度8Mの活物質液が、電極室内を流通する際の見掛けの線速度が、3〜7cm/secの範囲である場合に、嵩密度0.2g/cmのカーボンフェルトを使用すると、送液量を7.2〜16.8L/minの範囲で、面積抵抗率は、0.8〜1.6Ωcmと低下していた。すなわち、送液量5L/min程度でも、面積抵抗率は1.5Ωcm以下に低下することもわかった。このとき送液ゲージ圧は0.04〜0.09MPaであった。 From Table 1, when the active material solution having a vanadium concentration of 1.4 M and a total sulfate root concentration of 8 M has an apparent linear velocity in the range of 3 to 7 cm / sec when flowing through the electrode chamber, the bulk density is 0. When 2 g / cm 3 carbon felt was used, the liquid feed volume was in the range of 7.2 to 16.8 L / min, and the area resistivity was reduced to 0.8 to 1.6 Ωcm 2. That is, it was also found that the area resistivity decreased to 1.5 Ωcm 2 or less even when the liquid feed rate was about 5 L / min. At this time, the liquid feed gauge pressure was 0.04 to 0.09 MPa.

(実施例2)
電池活物質液組成と各物性値との関係を調べた。その結果を表2に示した。
(Example 2)
The relationship between the battery active material liquid composition and each physical property value was investigated. The results are shown in Table 2.

Figure 2021026824
Figure 2021026824

(実施例3)
電極室厚さと面積抵抗率との関係を以下の実験によって調べた。
電極室の枠体(スペーサ)を軟質PVCシートで作成し、所定の電極室厚さの単電池を構成して、バナジウム濃度1.6M、全硫酸根濃度4.5Mの活物質液を用いて、充放電試験を行った。
その結果を表3に示した。
(Example 3)
The relationship between the electrode chamber thickness and the area resistivity was investigated by the following experiment.
The frame (spacer) of the electrode chamber is made of a soft PVC sheet, a cell cell having a predetermined electrode chamber thickness is formed, and an active material solution having a vanadium concentration of 1.6 M and a total sulfate root concentration of 4.5 M is used. , A charge / discharge test was performed.
The results are shown in Table 3.

Figure 2021026824
Figure 2021026824

本試験では、ポンプ動力から送液量の限界は、単電池あたり600mL/minが限界であり、許容最大送液量で面積抵抗率の大きい、下段の2つの電極室厚さは良い結果が得られなかった。 In this test, the limit of the amount of liquid to be sent from the pump power is 600 mL / min per cell, and the thickness of the lower two electrode chambers, which has a large area resistivity at the maximum allowable amount of liquid to be sent, gives good results. I couldn't.

(実施例4)
ラマンスペクトルの測定
実施例1で用いた活物質液について、高波数側のラマンスペクトルにおいて、3200cm−1における水素結合ショルダーピーク高さ(P1)と、3400〜3500cm−1のOHに関するピーク高さ(P2)の比を求めた。
ラマンスペクトルは、顕微ラマン分光分析装置(日本分光社製「NRS−5000」)を用いて、ラマン分光測定を行った。
(Example 4)
For active material solution used in the measurement example 1 of the Raman spectrum, the Raman spectra of the high frequency side, the hydrogen bonds shoulder peak height at 3200 cm -1 and (P1), the peak height related to OH of 3400~3500cm -1 ( The ratio of P2) was calculated.
The Raman spectrum was measured by Raman spectroscopy using a microscopic Raman spectroscopic analyzer (“NRS-5000” manufactured by JASCO Corporation).

上記の測定の結果、図3に示すように、P1が、観察されないことがわかった。
更なる実験によって、P1が確認されても、P2の1%以下であることを確認した。
As a result of the above measurement, it was found that P1 was not observed as shown in FIG.
Further experiments confirmed that even if P1 was confirmed, it was 1% or less of P2.

(実施例5)
プロトン核磁気共鳴吸収スペクトルにおける化学シフトの値の測定
実施例1の活物質液について、共鳴周波数200kHzで1H−NMRスペクトル測定を行い、プロトン核磁気共鳴吸収スペクトルにおける化学シフトを求めた。
(Example 5)
Measurement of Chemical Shift Value in Proton Nuclear Magnetic Resonance Absorption Spectrum The active material solution of Example 1 was subjected to 1H-NMR spectrum measurement at a resonance frequency of 200 kHz to obtain a chemical shift in the proton nuclear magnetic resonance absorption spectrum.

その値は、図4に示す通り、30ppm以下であることを確認した。 It was confirmed that the value was 30 ppm or less as shown in FIG.

1 正極室
2 負極室
3 隔膜
5 導電性シート
6 押え板
11 正極
12 流入口
13 流出口
14 正極活物質タンク
15 ポンプ
16 流入管
17 流出管
21 負極
22 流入口
23 流出口
24 負極活物質タンク
25 ポンプ
26 流入管
27 流出管
100 セルスタック
100A セル
101 セル
102 セル
107 セルフレーム部材
108 セルフレーム部材
113 セル内部空間
114 セル内部空間
119 隔膜
100B セル
103 セル
104 セル
109 セルフレーム部材
110 セルフレーム部材
115 セル内部空間
116 セル内部空間
120 隔膜
100C セル
105 セル
106 セル
111 セルフレーム部材
112 セルフレーム部材
117 セル内部空間
118 セル内部空間
121 隔膜
122 仕切板
123 仕切板
124 仕切板
125 仕切板
128 流入管
129 流出管
130 流入口
131 流出口
1 Positive electrode chamber 2 Negative electrode chamber 3 diaphragm 5 Conductive sheet 6 Presser plate 11 Positive electrode 12 Inflow port 13 Outlet 14 Positive electrode active material tank 15 Pump 16 Inflow pipe 17 Outflow pipe 21 Negative electrode 22 Inflow port 23 Outlet 24 Negative electrode active material tank 25 Pump 26 Inflow pipe 27 Outflow pipe 100 Cell stack 100A Cell 101 Cell 102 Cell 107 Cell frame member 108 Cell frame member 113 Cell internal space 114 Cell internal space 119 Diaphragm 100B Cell 103 Cell 104 Cell 109 Cell frame member 110 Cell frame member 115 Cell Internal space 116 Cell internal space 120 diaphragm 100C cell 105 cell 106 cell 111 Cell frame member 112 Cell frame member 117 Cell internal space 118 Cell internal space 121 diaphragm 122 Partition plate 123 Partition plate 124 Partition plate 125 Partition plate 128 Inflow pipe 129 Outflow pipe 130 Inflow port 131 Outlet

Claims (6)

電池反応を行う電極室を有する単電池が電気的に直列に複数積層され、前記複数の単電池間に電池活物質である活物質液を共有することが可能なように構成されたレドックスフロー型二次電池において、
複極仕切板と隔膜間の前記電極室の幅が0.5〜2mmであり、
更に前記活物質液が前記電極室内を流通する際の見掛けの線速度が、3〜7cm/secの範囲であることを特徴とするレドックスフロー型二次電池。
A redox flow type in which a plurality of cell cells having an electrode chamber for performing a battery reaction are electrically stacked in series, and an active material liquid which is a battery active material can be shared among the plurality of cell cells. In the secondary battery
The width of the electrode chamber between the multi-pole partition plate and the diaphragm is 0.5 to 2 mm.
Further, a redox flow type secondary battery characterized in that the apparent linear velocity when the active material liquid flows through the electrode chamber is in the range of 3 to 7 cm / sec.
該電極室の高さが100〜500mmの範囲であることを特徴とする請求項1記載のレドックスフロー型二次電池。 The redox flow type secondary battery according to claim 1, wherein the height of the electrode chamber is in the range of 100 to 500 mm. 前記活物質液が、バナジウム濃度1.2M以上1.8M以下、及び硫酸水素根を含む全硫酸根濃度が4M以上8M以下となるように含有すると共に、高波数側のラマンスペクトルにおいて、3200cm−1における水素結合を示すショルダーピークが観察されず、該ショルダーピークが観察されても3400〜3500cm−1のOHに関するピークの1%以下であることを特徴とする請求項1又は2記載のレドックスフロー型二次電池。 The active material solution is contained so that the vanadium concentration is 1.2 M or more and 1.8 M or less, and the total sulfate root concentration including hydrogen sulfate root is 4 M or more and 8 M or less, and in the Raman spectrum on the high frequency side, 3200 cm −. The redox flow according to claim 1 or 2, wherein the shoulder peak showing a hydrogen bond in 1 is not observed, and even if the shoulder peak is observed, it is 1% or less of the peak for OH of 3400 to 3500 cm -1. Type secondary battery. 前記活物質液が、バナジウム濃度1.2M以上1.8M以下、及び硫酸水素根を含む全硫酸根濃度が4M以上8M以下となるように含有すると共に、プロトン核磁気共鳴吸収スペクトルにおける化学シフトの値が30ppm以下(但し、0ppmを含まない)であることを特徴とする請求項1又は2記載のレドックスフロー型二次電池。 The active material solution is contained so that the vanadium concentration is 1.2 M or more and 1.8 M or less, and the total sulfate root concentration including hydrogen sulfate root is 4 M or more and 8 M or less, and the chemical shift in the proton nuclear magnetic resonance absorption spectrum. The redox flow type secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the value is 30 ppm or less (however, 0 ppm is not included). 前記活物質液が、バナジウム濃度1.2M以上1.8M以下、及び硫酸水素根を含む全硫酸根濃度が4M以上8M以下となるように含有すると共に、25℃における体積抵抗率が7.0Ωcm以下である請求項1又は2記載のレドックスフロー型二次電池。 The active material solution is contained so that the vanadium concentration is 1.2 M or more and 1.8 M or less, and the total sulfate root concentration including hydrogen sulfate root is 4 M or more and 8 M or less, and the volume resistivity at 25 ° C. is 7.0 Ωcm. The redox flow type secondary battery according to claim 1 or 2 below. 前記活物質液が、バナジウム濃度1.2M以上1.8M以下、及び硫酸水素根を含む全硫酸根濃度が4M以上8M以下となるように含有すると共に、25℃における粘度が10mPa・sec以下である請求項1又は2記載のレドックスフロー型二次電池。 The active material solution is contained so that the vanadium concentration is 1.2 M or more and 1.8 M or less, and the total sulfate root concentration including hydrogen sulfate root is 4 M or more and 8 M or less, and the viscosity at 25 ° C. is 10 mPa · sec or less. The redox flow type secondary battery according to claim 1 or 2.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117157788A (en) * 2021-09-27 2023-12-01 东英 Es株式会社 Redox flow battery system
CN117157788B (en) * 2021-09-27 2024-04-16 东英Es株式会社 Redox flow battery system

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