JPH10308233A - レドックスフロー電池用フレーム - Google Patents
レドックスフロー電池用フレームInfo
- Publication number
- JPH10308233A JPH10308233A JP9119600A JP11960097A JPH10308233A JP H10308233 A JPH10308233 A JP H10308233A JP 9119600 A JP9119600 A JP 9119600A JP 11960097 A JP11960097 A JP 11960097A JP H10308233 A JPH10308233 A JP H10308233A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frame
- manifold
- redox flow
- flow battery
- slit
- Prior art date
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極フェルト上の電池反応の不均一性を緩和
し、マニホールドの漏れ電流を低減させることができる
ように改良されたレドックスフロー電池用フレームを提
供することを主要な目的とする。 【解決手段】 レドックスフロー電池用フレームは、4
辺を有するフレーム60を備える。フレーム60の4辺
のそれぞれに、マニホールド61とスリット62が設け
られている。
し、マニホールドの漏れ電流を低減させることができる
ように改良されたレドックスフロー電池用フレームを提
供することを主要な目的とする。 【解決手段】 レドックスフロー電池用フレームは、4
辺を有するフレーム60を備える。フレーム60の4辺
のそれぞれに、マニホールド61とスリット62が設け
られている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、一般にレドック
スフロー電池用フレームに関するものであり、より特定
的には、部分的な過充電、過放電を防止し、漏れ電流を
低減させることができるように改良された、レドックス
フロー電池用フレームに関する。
スフロー電池用フレームに関するものであり、より特定
的には、部分的な過充電、過放電を防止し、漏れ電流を
低減させることができるように改良された、レドックス
フロー電池用フレームに関する。
【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の変化
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の変化
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Fe3+/Fe
2+、負極活物質としてCr2+/Cr 3+を用いてそれぞ
れ、塩酸溶液とした場合、各酸化還元系の両極3,4に
おける電池反応は、下記の式のようになる。
2+、負極活物質としてCr2+/Cr 3+を用いてそれぞ
れ、塩酸溶液とした場合、各酸化還元系の両極3,4に
おける電池反応は、下記の式のようになる。
【0005】
【化1】
【0006】上述の式の電気化学反応により、約1ボル
トの電圧が得られる。
トの電圧が得られる。
【0007】ところで、レドックスフロー電池の発生電
圧を高めるため、セルを直列に複数個接続した多段接続
形のレドックスフロー電池が提案されている。
圧を高めるため、セルを直列に複数個接続した多段接続
形のレドックスフロー電池が提案されている。
【0008】図7は、従来の1セル型のレドックスフロ
ー電池のセル構造を分解斜視図で示したものである。
ー電池のセル構造を分解斜視図で示したものである。
【0009】図7を参照して、セル1には、図中、左か
ら、双極板15、負極13aを含む負極板13、隔膜1
2、正極14aを含む正極板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13aを含む負極板13、隔膜1
2、正極14aを含む正極板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。
【0010】双極板15は、双極板フレーム15fを備
え、負極板13は負極板フレーム13fを備え、正極板
14は正極板フレーム14f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15
f、負極板フレーム13f、隔膜12、正極板フレーム
14f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、負極液送込み用マニホールド、正極液送
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、負極板13は負極板フレーム13fを備え、正極板
14は正極板フレーム14f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15
f、負極板フレーム13f、隔膜12、正極板フレーム
14f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、負極液送込み用マニホールド、正極液送
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。
【0011】図8は、このような双極板等に用いられる
レドックスフロー電池用のフレーム(セルフレームとも
いう)の正面図である。フレームは、マニホールドを形
成する孔50が設けられている。マニホールド50に、
スリット16sが接続されている。一方のマニホールド
50から一方のスリット16sを通ってセル内に入った
電解液は、図のように電極フェルト63を流れて、他方
のスリット16sを通って他方のマニホールド50へ排
出される。
レドックスフロー電池用のフレーム(セルフレームとも
いう)の正面図である。フレームは、マニホールドを形
成する孔50が設けられている。マニホールド50に、
スリット16sが接続されている。一方のマニホールド
50から一方のスリット16sを通ってセル内に入った
電解液は、図のように電極フェルト63を流れて、他方
のスリット16sを通って他方のマニホールド50へ排
出される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のフレームにおいては、電解液の流入が、フレームの2
辺のみで行なわれていたため、セル内の電極フェルトに
触れる電解液の液量、充電深度に偏りがあり、電極フェ
ルトが部分的に過充電となり、電極フェルトが焼け焦げ
るという問題点があった。また、積層セル内は、同一の
マニホールドから給排されるため、積層セルが多いと、
マニホールド内に生じる漏れ電流が増し、電流効率が低
下するという問題点があった。
のフレームにおいては、電解液の流入が、フレームの2
辺のみで行なわれていたため、セル内の電極フェルトに
触れる電解液の液量、充電深度に偏りがあり、電極フェ
ルトが部分的に過充電となり、電極フェルトが焼け焦げ
るという問題点があった。また、積層セル内は、同一の
マニホールドから給排されるため、積層セルが多いと、
マニホールド内に生じる漏れ電流が増し、電流効率が低
下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、電極フェルト上の電池反応の
不均一性を緩和させることができるように改良されたレ
ドックスフロー電池用フレームを提供することにある。
るためになされたもので、電極フェルト上の電池反応の
不均一性を緩和させることができるように改良されたレ
ドックスフロー電池用フレームを提供することにある。
【0014】この発明の他の目的は、マニホールド内を
通る漏れ電流が増加しないように改良されたレドックス
フロー電池用フレームを提供することにある。
通る漏れ電流が増加しないように改良されたレドックス
フロー電池用フレームを提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】この発明の第1の局面に
係るレドックスフロー電池用フレームは、4辺を有する
フレームを備える。上記フレームの上記4辺のそれぞれ
に、マニホールドとスリットとが設けられている。
係るレドックスフロー電池用フレームは、4辺を有する
フレームを備える。上記フレームの上記4辺のそれぞれ
に、マニホールドとスリットとが設けられている。
【0016】この発明の第2の局面に従うレドックスフ
ロー電池用フレームは、正方形の形状のフレームを備え
る。上記フレームの、互いに対向する2辺のそれぞれ
に、第1のマニホールドとスリットが設けられている。
上記フレームの、他の互いに対向する2辺のそれぞれ
に、上記第1のマニホールドと90°回転対称となるよ
うに第2のマニホールドが設けられている。
ロー電池用フレームは、正方形の形状のフレームを備え
る。上記フレームの、互いに対向する2辺のそれぞれ
に、第1のマニホールドとスリットが設けられている。
上記フレームの、他の互いに対向する2辺のそれぞれ
に、上記第1のマニホールドと90°回転対称となるよ
うに第2のマニホールドが設けられている。
【0017】この発明の第3の局面に従うレドックスフ
ロー電池用フレームは、正八角形の形状のフレームを備
える。上記フレームの8辺のそれぞれに、45°回転対
称となるように、マニホールドが設けられている。上記
フレームの、一辺おきの4辺のそれぞれに、90°回転
対称になるようにスリットが設けられている。
ロー電池用フレームは、正八角形の形状のフレームを備
える。上記フレームの8辺のそれぞれに、45°回転対
称となるように、マニホールドが設けられている。上記
フレームの、一辺おきの4辺のそれぞれに、90°回転
対称になるようにスリットが設けられている。
【0018】
【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。
【0019】実施の形態1 図1は、本発明の実施の形態1に係るレドックスフロー
電池用フレームの正面図である。
電池用フレームの正面図である。
【0020】図1を参照して、レドックスフロー電池用
フレームは、4辺を有するフレーム60を備える。フレ
ーム60の4辺のそれぞれに、マニホールド61とスリ
ット62が設けられている。正負極の電解液の給排は、
図のように、隣り合う辺に設けられたマニホールド61
とスリット62を用いて行なわれる。電解液が四方から
給排されるので、電極フェルト63上の電池反応の不均
一性が緩和され、電極フェルト63上の部分的な過充
電、過放電等を防ぐことができる。
フレームは、4辺を有するフレーム60を備える。フレ
ーム60の4辺のそれぞれに、マニホールド61とスリ
ット62が設けられている。正負極の電解液の給排は、
図のように、隣り合う辺に設けられたマニホールド61
とスリット62を用いて行なわれる。電解液が四方から
給排されるので、電極フェルト63上の電池反応の不均
一性が緩和され、電極フェルト63上の部分的な過充
電、過放電等を防ぐことができる。
【0021】図4は、図1に示すレドックスフロー電池
用フレームを用いて、セルスタックを構成したものの斜
視図である。なお、図4において、図7に示す部材と同
一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その
説明をくり返さない。
用フレームを用いて、セルスタックを構成したものの斜
視図である。なお、図4において、図7に示す部材と同
一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その
説明をくり返さない。
【0022】実施の形態2 図2は、実施の形態2に係るレドックスフロー電池用フ
レームの正面図である。レドックスフロー電池用フレー
ムは、正方形の形状のフレーム64を備える。フレーム
64の、互いに対向する2辺のそれぞれに第1のマニホ
ールド61とスリット62が設けられている。フレーム
64の、他の互いに対向する2辺のそれぞれに、第1の
マニホールド61と90°回転対称となるように第2の
マニホールド65が設けられている。フレームの、他の
互いに対向する2辺のそれぞれには、スリットを設けな
い。積層セル数を増やせば、マニホールドの漏れ電流は
増加するが、許容される限度まで積層し、その後は、フ
レーム64を90°回転させてセルを積層させる。その
ようにすることによって、シャント電流はフレームを回
転させた点で途切れ、漏れ電流を抑制することができ
る。
レームの正面図である。レドックスフロー電池用フレー
ムは、正方形の形状のフレーム64を備える。フレーム
64の、互いに対向する2辺のそれぞれに第1のマニホ
ールド61とスリット62が設けられている。フレーム
64の、他の互いに対向する2辺のそれぞれに、第1の
マニホールド61と90°回転対称となるように第2の
マニホールド65が設けられている。フレームの、他の
互いに対向する2辺のそれぞれには、スリットを設けな
い。積層セル数を増やせば、マニホールドの漏れ電流は
増加するが、許容される限度まで積層し、その後は、フ
レーム64を90°回転させてセルを積層させる。その
ようにすることによって、シャント電流はフレームを回
転させた点で途切れ、漏れ電流を抑制することができ
る。
【0023】実施の形態3 図3は、実施の形態3に係るレドックスフロー電池用フ
レームの正面図である。レドックスフロー電池用フレー
ムは、正八角形の形状のフレーム66を備える。フレー
ム66の8つの辺のそれぞれに、45°回転対称となる
ようにマニホールド61が設けられている。フレーム6
6の、一辺おきの4辺のそれぞれに、90°回転対称と
なるように、マニホールド61に接続されるスリット6
2が設けられている。
レームの正面図である。レドックスフロー電池用フレー
ムは、正八角形の形状のフレーム66を備える。フレー
ム66の8つの辺のそれぞれに、45°回転対称となる
ようにマニホールド61が設けられている。フレーム6
6の、一辺おきの4辺のそれぞれに、90°回転対称と
なるように、マニホールド61に接続されるスリット6
2が設けられている。
【0024】図5は、このような正八角形の形状のフレ
ームを有するレドックスフロー電池用フレームを用い
て、電池セルを構成した斜視図である。このようなフレ
ームを作成し、45°回転させて積層させることによ
り、実施の形態1と実施の形態2で得られる双方の効果
を得ることができる。なお、図5において、図7に示す
部材と同一または相当する部分には同一の参照番号を付
し、その説明をくり返さない。
ームを有するレドックスフロー電池用フレームを用い
て、電池セルを構成した斜視図である。このようなフレ
ームを作成し、45°回転させて積層させることによ
り、実施の形態1と実施の形態2で得られる双方の効果
を得ることができる。なお、図5において、図7に示す
部材と同一または相当する部分には同一の参照番号を付
し、その説明をくり返さない。
【0025】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の第1の
局面に従うレドックスフロー電池用フレームによれば、
電解液を四方から給排させることで、電極フェルト上の
電池反応の不均一性を緩和させることができ、電極フェ
ルト上の部分的な過充電、過放電等を防止することがで
きるという効果を奏する。
局面に従うレドックスフロー電池用フレームによれば、
電解液を四方から給排させることで、電極フェルト上の
電池反応の不均一性を緩和させることができ、電極フェ
ルト上の部分的な過充電、過放電等を防止することがで
きるという効果を奏する。
【0026】この発明の第2の局面に従うレドックスフ
ロー電池用フレームによれば、フレームの四方に、90
°回転対称になるようにマニホールドを設け、フレーム
積層時に、この回転対称性を用いることで、各セルに電
解液を給排するマニホールドが2系統となり、漏れ電流
を低減させることができる。
ロー電池用フレームによれば、フレームの四方に、90
°回転対称になるようにマニホールドを設け、フレーム
積層時に、この回転対称性を用いることで、各セルに電
解液を給排するマニホールドが2系統となり、漏れ電流
を低減させることができる。
【0027】この発明の第3の局面に従うレドックスフ
ロー電池用フレームによれば、フレームを正八角形に
し、八方にマニホールド、四方にスリットを設けること
で、電極フェルト上の電池反応の不均一性を緩和させる
という効果が得られると同時に、漏れ電流を低減させる
ことができるという効果が得られる。
ロー電池用フレームによれば、フレームを正八角形に
し、八方にマニホールド、四方にスリットを設けること
で、電極フェルト上の電池反応の不均一性を緩和させる
という効果が得られると同時に、漏れ電流を低減させる
ことができるという効果が得られる。
【図1】本発明の実施の形態1に係るレドックスフロー
電池用フレームの正面図である。
電池用フレームの正面図である。
【図2】本発明の実施の形態2に係るレドックスフロー
電池用フレームの正面図である。
電池用フレームの正面図である。
【図3】本発明の実施の形態3に係るレドックスフロー
電池用フレームの正面図である。
電池用フレームの正面図である。
【図4】実施の形態1に係るレドックスフロー電池用フ
レームを用いたセルの分解斜視図である。
レームを用いたセルの分解斜視図である。
【図5】実施の形態3に係るレドックスフロー電池用フ
レームを用いたセルの分解斜視図である。
レームを用いたセルの分解斜視図である。
【図6】従来より提案されているレドックスフロー2次
電池の概念図である。
電池の概念図である。
【図7】従来のセルの分解斜視図である。
【図8】従来のレドックスフロー電池用フレームの正面
図である。
図である。
60 フレーム 61 マニホールド 62 スリット
Claims (3)
- 【請求項1】 4辺を有するフレームと、 前記フレームの前記4辺のそれぞれに設けられたマニホ
ールドとスリットと、を備えたレドックスフロー電池用
フレーム。 - 【請求項2】 正方形の形状のフレームと、 前記フレームの、互いに対向する2辺のそれぞれに設け
られた第1のマニホールドとスリットと、 前記フレームの、他の互いに対向する2辺のそれぞれ
に、前記第1のマニホールドと90°回転対称となるよ
うに設けられた第2のマニホールドと、を備えたレドッ
クスフロー電池用フレーム。 - 【請求項3】 正八角形の形状のフレームと、 前記フレームの8つの辺のそれぞれに、45°回転対称
となるように設けられたマニホールドと、 前記フレームの、一辺おきの4辺のそれぞれに、90°
回転対称となるように設けられたスリットと、を備えた
レドックスフロー電池用フレーム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9119600A JPH10308233A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | レドックスフロー電池用フレーム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9119600A JPH10308233A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | レドックスフロー電池用フレーム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10308233A true JPH10308233A (ja) | 1998-11-17 |
Family
ID=14765414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9119600A Withdrawn JPH10308233A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | レドックスフロー電池用フレーム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10308233A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160308236A1 (en) * | 2015-04-17 | 2016-10-20 | Korea Institute Of Energy Research | Flow type energy storage device and reaction cell for the device |
KR101956133B1 (ko) * | 2018-01-08 | 2019-03-08 | 연세대학교 산학협력단 | 바이폴라 플레이트, 바이폴라 플레이트를 포함하는 바이폴라 스택 및 이를 이용한 레독스 흐름 전지 |
CN113889639A (zh) * | 2021-09-02 | 2022-01-04 | 香港科技大学 | 一种高效转动式漏电流阻断器及其应用 |
-
1997
- 1997-05-09 JP JP9119600A patent/JPH10308233A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160308236A1 (en) * | 2015-04-17 | 2016-10-20 | Korea Institute Of Energy Research | Flow type energy storage device and reaction cell for the device |
US10593982B2 (en) | 2015-04-17 | 2020-03-17 | Korea Institute Of Energy Research | Flow type energy storage device and reaction cell for the device |
KR101956133B1 (ko) * | 2018-01-08 | 2019-03-08 | 연세대학교 산학협력단 | 바이폴라 플레이트, 바이폴라 플레이트를 포함하는 바이폴라 스택 및 이를 이용한 레독스 흐름 전지 |
CN113889639A (zh) * | 2021-09-02 | 2022-01-04 | 香港科技大学 | 一种高效转动式漏电流阻断器及其应用 |
CN113889639B (zh) * | 2021-09-02 | 2023-09-15 | 香港科技大学 | 一种高效转动式漏电流阻断器及其应用 |
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