JPWO2019087366A1

JPWO2019087366A1 - レドックスフロー電池

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Publication number: JPWO2019087366A1
Application number: JP2018524501A
Authority: JP
Inventors: 淳夫池内; 清明林
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2017-11-02
Filing date: 2017-11-02
Publication date: 2020-09-24
Anticipated expiration: 2037-11-02
Also published as: TWI785084B; KR20200081169A; WO2019087366A1; CN109997269A; EP3706222A4; CN109997269B; AU2017378609A1; KR102427531B1; JP6948596B2; EP3706222A1; US10950879B2; TW201919270A; US20190237781A1

Abstract

正極電解液を貯留する正極電解液タンクを収納した正極タンクコンテナと、負極電解液を貯留する負極電解液タンクを収納した負極タンクコンテナと、正極電極、負極電極、及び隔膜を有する電池セルと、前記正極電解液を前記電池セルに供給して循環させる正極循環機構と、前記負極電解液を前記電池セルに供給して循環させる負極循環機構とを収納した電池機器コンテナとを備えるレドックスフロー電池。

Description

本発明は、レドックスフロー電池に関する。

太陽光発電や風力発電といった自然エネルギー由来の電力を蓄電する大容量の蓄電池の一つに、レドックスフロー電池（ＲＦ電池）が知られている。ＲＦ電池は、複数の電池セルを有するセルスタックと、各極電解液を貯留する各極電解液タンクと、各極電解液を電池セルに供給する供給導管と、各極電解液を電池セルから排出する排出導管と、各極電解液を循環するポンプとを備える（特許文献１）。

特開２０１２−０９９３６８号公報

本開示のレドックスフロー電池は、
正極電解液を貯留する正極電解液タンクを収納した正極タンクコンテナと、
負極電解液を貯留する負極電解液タンクを収納した負極タンクコンテナと、
正極電極、負極電極、及び隔膜を有する電池セルと、前記正極電解液を前記電池セルに供給して循環させる正極循環機構と、前記負極電解液を前記電池セルに供給して循環させる負極循環機構とを収納した電池機器コンテナとを備える。

実施形態に係るレドックスフロー電池の交差タイプの概略斜視図である。実施形態に係るレドックスフロー電池の交差タイプの別の例を示す概略斜視図である。実施形態に係るレドックスフロー電池の平行タイプの概略斜視図である。実施形態に係るレドックスフロー電池の平行タイプの別の例を示す概略斜視図である。実施形態に係るレドックスフロー電池の同一直線タイプの概略斜視図である。実施形態に係るレドックスフロー電池の同一直線タイプの別の例を示す概略斜視図である。図１に示すレドックスフロー電池のＶＩＩ−ＶＩＩ切断線で切断した状態の概略を示す部分断面図である。図１に示すレドックスフロー電池のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ切断線で切断した状態の概略を示す部分断面図である。実施形態に係るレドックスフロー電池の概略構成図である。実施形態に係るレドックスフロー電池に備わる電池機器コンテナ内のセルスタックの概略断面図である。実施形態に係るレドックスフロー電池に備わるセルスタックの概略構成図である。変形例に係るレドックスフロー電池に備わる接続構造の配置箇所の概略を示す部分断面図である。変形例に係るレドックスフロー電池に備わる接続構造の配置箇所の別の例の概略を示す部分断面図である。変形例に係るレドックスフロー電池に備わる接続構造の配置箇所の他の例の概略を示す部分断面図である。変形例に係るレドックスフロー電池に備わる接続構造の配置箇所の更に他の例の概略を示す部分断面図である。

［本開示が解決しようとする課題］
レドックスフロー電池（ＲＦ電池）は、通常、その設置場所でセルスタックと各極電解液タンクと各導管となどを接続して組立てている。設置場所では十分な作業スペースを確保できるとは限らず、組立て作業が煩雑になる場合がある。そこで、予め、作業スペースを十分に確保可能な工場などで、ＲＦ電池を一括して収納可能な１つの容器（例えば、コンテナ）内でＲＦ電池を組立て、その容器ごと設置場所へ運搬することを検討した。しかし、設置後に電池容量や電池出力などの設計変更が生じた場合、１つの容器に纏めて収納しているため、容器の容量に制約されることで大容量の電解液タンクに交換したりセル数の多いセルスタックに交換したりすることが難しい。

そこで、電池容量や電池出力の設計変更を容易に行えるレドックスフロー電池を提供することを目的の一つとする。

［本開示の効果］
本開示によれば、電池容量や電池出力の設計変更を容易に行える。

《本発明の実施形態の説明》
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。

（１）本発明の一態様に係るレドックスフロー電池は、
正極電解液を貯留する正極電解液タンクを収納した正極タンクコンテナと、
負極電解液を貯留する負極電解液タンクを収納した負極タンクコンテナと、
正極電極、負極電極、及び隔膜を有する電池セルと、前記正極電解液を前記電池セルに供給して循環させる正極循環機構と、前記負極電解液を前記電池セルに供給して循環させる負極循環機構とを収納した電池機器コンテナとを備える。

上記の構成によれば、電池容量や電池出力などの設計変更を容易に行える。電池セルなどと正極電解液タンクと負極電解液タンクとを互いに異なるコンテナに収納しているからである。コンテナ自体の交換は容易であり、設計変更の必要な部材（電池セルや電解液タンク）の交換は、その部材を収納するコンテナ自体を交換することで行える。タンクコンテナや電池機器コンテナ自体をサイズの異なるコンテナに交換すれば、内部に収納される電解液量や電池セル数を変えられてＲＦ電池の電池容量や電池出力を変えられる。詳しくは後述するが、例えば、電池容量を増加（減少）する場合、両タンクコンテナをより大きな（小さな）タンクコンテナと交換することが挙げられ、電池出力を増加（減少）する場合、電池機器コンテナをより大きな（小さな）電池機器コンテナと交換することが挙げられる。

（２）上記レドックスフロー電池の一形態として、
前記正極循環機構及び前記負極循環機構はそれぞれ、前記各極電解液を前記電池セルに供給する各極供給導管、及び前記各極電解液を前記電池セルから排出する各極排出導管を有し、
前記正極電解液タンク及び前記負極電解液タンクはそれぞれ、前記各極電解液を前記各極電解液タンクから前記各極供給導管に送る各極往路管、及び前記各極電解液を前記各極排出導管から前記各極電解液タンクに戻す各極復路管を有し、
更に、前記各極供給導管及び前記各極排出導管のそれぞれと、前記各極往路管及び前記各極復路管のそれぞれとを着脱自在に接続する接続構造を有することが挙げられる。

上記の構成によれば、電池容量や電池出力などの設計変更を容易に行える。電池容量や電池出力などの設計変更が生じてコンテナ自体を交換する際、各管同士を容易に取り外せるからである。通常、電解液の流通管同士の接続は、接着剤や融着などにより着脱できないように接続されるため、流通管同士を一旦接続すると管同士の取り外し作業が非常に煩雑になり易い。

（３）上記レドックスフロー電池の一形態として、
前記電池機器コンテナは、前記正極タンクコンテナ及び前記負極タンクコンテナの少なくとも一方の屋根上に載置されることが挙げられる。

上記の構成によれば、各コンテナ同士の少なくとも一部を積み重ねて配置することで、レドックスフロー電池の設置面積を小さくできる。

また、正極タンクコンテナ、負極タンクコンテナ、及び電池機器コンテナの３つのコンテナを互いに間隔を空けて同一平面上に配置する場合に比較して、コンテナ同士の接触面積Ａを大きくできる。そのため、３つのコンテナを互いに間隔を空けて同一平面上に配置したときの３つのコンテナの合計表面積Ｓａ（各コンテナの表面積の合計）に比較して、電池機器コンテナを正極タンクコンテナ及び負極タンクコンテナの少なくとも一方の屋根上に載置したときの３つのコンテナの合計表面積Ｓｂを接触面積Ａの分だけ小さくできる。合計表面積Ｓｂは、「上記合計表面積Ｓａ−上記接触面積Ａ」で求められる。そのため、「｛１−（合計表面積Ｓｂ）／（合計表面積Ｓａ）｝×１００」で求める表面積削減率Ｓｃ（％）を大きくし易い。それにより、外部環境による電解液の温度変化を抑制するために各タンクコンテナの外周の露出箇所を覆う断熱材を削減できる上に、断熱材を覆う作業を簡略化できてコストを低減できる。

更に、比較的重いタンクコンテナを下にし、その上に比較的軽い電池機器コンテナを載置することで、上下を逆に重ねる場合に比較して、重心が下側にあるためコンテナを重ねてもＲＦ電池を安定して設置できる。その上、下側のコンテナの変形を抑制できる。

（４）上記（３）の上記レドックスフロー電池の一形態として、
前記電池機器コンテナは、前記正極タンクコンテナと前記負極タンクコンテナとの間を跨ぎ、前記正極タンクコンテナと前記負極タンクコンテナの両屋根上に均等に載置されていることが挙げられる。

上記の構成によれば、電池機器コンテナを両タンクコンテナの屋根上に均等に載置しているため、電池機器コンテナを安定して載置できる。

（５）上記（４）のレドックスフロー電池の一形態として、
前記正極タンクコンテナ及び前記負極タンクコンテナは、互いの間隔を空けると共に、互いに長手方向が平行となるように並列配置され、
前記電池機器コンテナは、その長手方向が前記正極タンクコンテナ及び前記負極タンクコンテナの長手方向と直交するように載置されることが挙げられる。

上記の構成によれば、３つのコンテナの接触面積Ａを大きくし易いため、合計表面積Ｓｂを小さくし易く、表面積削減率Ｓｃを大きくし易い。

（６）上記（４）のレドックスフロー電池の一形態として、
前記正極タンクコンテナ及び前記負極タンクコンテナは、互いに長手方向が平行で、かつ互いの側面同士が接するように並列配置され、
前記電池機器コンテナは、その長手方向が前記正極タンクコンテナ及び前記負極タンクコンテナの長手方向と平行となるように載置されることが挙げられる。

上記の構成によれば、上記（５）のレドックスフロー電池に比較して、３つのコンテナの接触面積Ａを大きくし易いため、合計表面積Ｓｂを小さくし易く、表面積削減率Ｓｃを大きくし易い。両タンクコンテナの側面同士を接触させることで、両タンクコンテナの互いの間隔を空ける上記（５）のレドックスフロー電池に比較して、３つのコンテナの接触面積Ａを大きくできる。加えて、両タンクコンテナの側面同士が接触すると共に、電池機器コンテナをその長手方向が両タンクコンテナの長手方向と平行となるように載置することで、電池機器コンテナの底部全域に亘って両タンクコンテナと接触させられるので、電池機器コンテナの底部の一部のみ両タンクコンテナと接触させる上記（５）のレドックスフロー電池に比較して、３つのコンテナの接触面積Ａを大きくできる。

（７）上記（４）〜上記（６）のいずれか１つのレドックスフロー電池の一形態として、
前記正極循環機構及び前記負極循環機構はそれぞれ、前記各極電解液を循環させる正極ポンプ及び負極ポンプを有し、
前記電池機器コンテナ内を側面視したとき、前記正極ポンプと前記負極ポンプとは、前記電池機器コンテナの左右方向の中央を挟んで対称の位置に配置されることが挙げられる。

上記の構成によれば、電池機器コンテナの内部部材が左右均等に収納されているため、電池機器コンテナの重心が偏ることを抑制し易い。

《本発明の実施形態の詳細》
本発明の実施形態に係るレドックスフロー（ＲＦ）電池の詳細を以下に図面を参照しつつ説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。実施形態に係るＲＦ電池は、代表的には、交流／直流変換器を介して発電部（例えば、太陽光発電装置や風力発電装置、その他一般の発電所など）と負荷（需要家など）との間に接続され、発電部で発電した電力を充電して蓄え、蓄えた電力を放電して負荷に供給する。この充放電は、酸化還元により価数が変化するイオン（例えばバナジウムイオン、チタンイオン、マンガンイオンなど）を活物質として含有する電解液を正極電解液と負極電解液とに使用し、正極電解液に含まれるイオンの酸化還元電位と負極電解液に含まれるイオンの酸化還元電位との差を利用して行う。

《ＲＦ電池》
図１〜図１１を参照して、実施形態に係るＲＦ電池１を説明する。このＲＦ電池１は、電池セル２００（図１０、図１１）と、正極電解液タンク３０（図９）と、負極電解液タンク４０と、正極循環機構２３０と、負極循環機構２４０と、制御部２６０とを備える。各極電解液タンク３０、４０は、各極電解液を貯留する。各極循環機構２３０、２４０は、各極電解液を電池セル２００に供給して循環させる。制御部２６０は、各極循環機構２３０、２４０における各極電解液の循環を制御する。ＲＦ電池１の特徴の一つは、電池セル２００、各極循環機構２３０、２４０、及び制御部２６０を内部に収納する電池機器コンテナ２と、正極電解液タンク３０を内部に収納する正極タンクコンテナ３と、負極電解液タンク４０を内部に収納する負極タンクコンテナ４とを備え、これら３つのコンテナ２、３、４がそれぞれ別部材で構成されている点にある（図１〜図６、図９）。以下、詳細に説明する。図７〜図１１における黒塗り矢印は、電解液の流れを示す。

〔電池機器コンテナ・各極タンクコンテナ〕
電池機器コンテナ２は、上述のように電池セル２００と各極循環機構２３０、２４０と制御部２６０とを内部に収納する。電池機器コンテナ２内の収納部材の詳細は、後述する。正極タンクコンテナ３は、正極電解液タンク３０を内部に収納し、負極タンクコンテナ４は、負極電解液タンク４０を内部に収納する。これら電池機器コンテナ２と正極タンクコンテナ３と負極タンクコンテナ４とは、互いに別部材で構成されている。そのため、電池容量や電池出力などの設計変更を容易に行える。電池セル２００などと正極電解液タンク３０と負極電解液タンク４０とを互いに異なるコンテナに収納しているからである。そのため、詳しくは後述するが、電池機器コンテナ２やタンクコンテナ３、４自体をサイズの異なるコンテナに交換すれば、ＲＦ電池１の電池容量や電池出力を変えられる。コンテナ自体の交換は容易であり、設計変更の必要な部材（電池セル２００や各極電解液タンク３０、４０）の交換は、その部材を収納するコンテナ自体を交換することで行える。

［各コンテナの概要］
各コンテナ２、３、４の種類は、代表的には、ドライコンテナが挙げられる。各コンテナ２、３、４の形状は、代表的には、直方体状が挙げられる。各コンテナ２、３、４は、設置対象に設置される矩形状の底部と、底部と対向配置される矩形状の天井部と、底部と天井部の長辺同士を繋ぐ両側面部と、底部と天井部の短辺同士を繋ぐ両端面部とを備える。側面部と端面部とには、作業者がコンテナ内部にアクセス可能なように開閉自在な扉が設けられている（図示略）。各コンテナ２、３、４の材質は、例えば、鋼（例えば、一般構造用圧延鋼材ＳＳ４００）が挙げられる。

各コンテナ２、３、４のサイズは、ＲＦ電池１の電池容量や電池出力などに応じて適宜選択できる。大（小）容量のＲＦ電池１とする場合、大きな（小さな）タンクコンテナ３、４とし、出力の大きな（小さな）ＲＦ電池１とする場合、大きな（小さな）電池機器コンテナ２とすることが挙げられる。そうすれば、各コンテナ２、３、４に収納可能な各極電解液量や電池セル数を多く（少なく）できるからである。各コンテナ２、３、４は、ＩＳＯ規格（例えば、ＩＳＯ１４９６−１：２０１３など）に準拠した国際海上貨物用コンテナが利用できる。各コンテナ２、３、４は、代表的には、２０フィートコンテナや４０フィートコンテナ、４５フィートコンテナ、それらよりも高さの高い２０フィートハイキューブコンテナや４０フィートハイキューブコンテナ、４５フィートハイキューブコンテナなどが利用できる。

各コンテナ２、３、４のサイズは、例えば、図１、図３、及び図５に示すように、３つのコンテナ２、３、４のサイズを同じサイズとしてもよい。また、図２、図４、及び図６に示すように、両タンクコンテナ３、４のサイズを図１、図３、及び図５に示す両コンテナ３、４に比較して大きくし、電池機器コンテナ２と両タンクコンテナ３、４のサイズは互いに異なるサイズとしてもよい。電池機器コンテナ２と両タンクコンテナ３、４とを異なるサイズのコンテナとする場合、図２、図４、図６に示すように、電池機器コンテナ２は、両タンクコンテナ３、４よりも小さいコンテナを利用できる。

［３つのコンテナの配置形態］
３つのコンテナ２、３、４の配置は、同一平面上に配置してもよいし、図１〜図６に示すように、コンテナ同士を鉛直方向の上下に重ねるように配置してもよい。コンテナ同士を重ねれば、ＲＦ電池１の設置面積を小さくできる。また、３つのコンテナ２，３，４を互いに間隔を空けて同一平面上に配置する場合（以下、平面タイプということがある）に比較して、コンテナ同士の接触面積Ａを大きくできる。そのため、平面タイプにおける３つのコンテナ２，３，４の合計表面積Ｓａ（各コンテナ２，３，４の表面積の合計）に比較して、コンテナ同士を重ねたときの３つのコンテナ２，３，４の合計表面積Ｓｂを接触面積Ａの分だけ小さくできる。合計表面積Ｓｂは、「上記合計表面積Ｓａ−上記接触面積Ａ」で求められる。そのため、「｛１−（合計表面積Ｓｂ）／（合計表面積Ｓａ）｝×１００」で求める表面積削減率Ｓｃ（％）を大きくし易い。それにより、外部環境による電解液の温度変化を抑制するために各タンクコンテナ３，４の外周の露出箇所を覆う断熱材を削減できる上に、断熱材を覆う作業を簡略化できてコストを低減できる。

３つのコンテナ２、３、４を重ねる場合、段数を２段とし、下側に２つのタンクコンテナ３、４を配置して、上側に１つの電池機器コンテナ２を、正極タンクコンテナ３及び負極タンクコンテナ４の少なくとも一方の屋根上に重なるように載置することが好ましい。このように、比較的重いタンクコンテナ３、４を下にし、その上に比較的軽い電池機器コンテナ２を載置することで、上下を逆に重ねる場合に比較して、重心が下側にあるため、これらのコンテナ２、３、４を重ねてもＲＦ電池１を安定して設置できる。その上、下側のコンテナ（タンクコンテナ３、４）の変形を抑制できる。

上側の電池機器コンテナ２は、下側の正極タンクコンテナ３と負極タンクコンテナ４との間を跨ぎ、正極タンクコンテナ３と負極タンクコンテナ４の両屋根上に均等に載置することが好ましい。均等に載置とは、ＲＦ電池１を上面視したとき、電池機器コンテナ２と正極タンクコンテナ３との重複面積と、電池機器コンテナ２と負極タンクコンテナ４との重複面積とが実質的に同一であることを言う。そうすれば、電池機器コンテナ２を両タンクコンテナ３、４の屋根上に安定して載置できる。コンテナ２、３、４の重ね方は、ＲＦ電池１の設置箇所などに応じて適宜選択でき、例えば、交差タイプ（図１、図２）、平行タイプ（図３、図４）、同一直線タイプ（図５、図６）などが挙げられる。

（交差タイプ）
交差タイプは、図１、図２に示すように、２つのタンクコンテナ３、４をその長手方向が互いに平行となるように左右に並列配置し、１つの電池機器コンテナ２を２つのタンクコンテナ３、４の屋根上に、電池機器コンテナ２の長手方向と２つのタンクコンテナ３、４の長手方向とが交差（ここでは直交）するように載置する重ね方である。詳しくは後述するが、この交差タイプは、上記平面タイプに比較して、３つのコンテナの接触面積Ａを大きくし易いため、合計表面積Ｓｂ小さくし易く、表面積削減率Ｓｃを大きくし易い。このタイプの場合、２つのタンクコンテナ３、４の側面同士が互いに対向する。

下側の２つのタンクコンテナ３、４は、互いに対向する側面同士の間に所定の間隔を空けて配置することが好ましい。所定の間隔とは、両タンクコンテナ３、４の屋根上に載置する１つの電池機器コンテナ２が両タンクコンテナ３、４における並列方向の外側にはみ出さないような間隔が挙げられる。特に、上記間隔は、ＲＦ電池１を上面視したとき、電池機器コンテナ２の各短辺と各タンクコンテナ３、４における並列方向の外側の長辺とが重なる程度の間隔とすることが好ましい。そうすれば、両タンクコンテナ３、４の輪郭線で囲まれる領域を、実質的に「（電池機器コンテナ２の長手方向に沿った長さ）×（両タンクコンテナ３、４の長手方向に沿った長さ）」とすることができる。そのため、ＲＦ電池１の設置面積を小さくできる。その上、電池機器コンテナ２の底部の一部（長手方向の中央部分）をタンクコンテナ３、４の屋根上に重ねられないものの、電池機器コンテナ２の四つの角部をタンクコンテナ３、４の屋根上に載置できる。通常、コンテナの角部は強度が高いため、電池機器コンテナ２の４つの角部を２つのタンクコンテナ３、４の屋根上に載置できることで、電池機器コンテナ２を２つのタンクコンテナ３、４の屋根上に安定して載置できる。

電池機器コンテナ２における２つのタンクコンテナ３、４の屋根上での載置箇所は、タンクコンテナ３、４の長手方向の中央でもよいが、図１（図２）に示すようにタンクコンテナ３、４の長手方向の一方の端面部側（図１、図２の紙面奥側）が好ましい。即ち、電池機器コンテナ２をタンクコンテナ３、４の長手方向の一端側に寄せて載置する。具体的には、ＲＦ電池１を上面視したとき、２つのタンクコンテナ３、４の短辺上に電池機器コンテナ２の長辺が重なるように配置する。このとき、各タンクコンテナ３、４における並列方向の外側の長辺上に電池機器コンテナ２の各短辺が重なる。それにより、電池機器コンテナ２の４つの角部のうち２つの角部と、各タンクコンテナ３、４の１つの角部とを重ねられるため、電池機器コンテナ２を２つのタンクコンテナ３、４の屋根上に安定して載置できる。

その上、作業者が電池機器コンテナ２の一方の側面（図１、図２の紙面手前側）から電池機器コンテナ２内にアクセスし易く、電池機器コンテナ２内のメンテナンスを容易に行える。電池機器コンテナ２を２つのタンクコンテナ３、４の長手方向の一端側（図１、図２の紙面奥側）に寄せて載置しているため、２つのタンクコンテナ３、４の長手方向の他端側の屋根上には、作業者が載るスペースを広く確保できるからである。両タンクコンテナ３、４の屋根上には、作業者が作業し易いように、両タンクコンテナ３、４を架け渡す作業床を配置することが好ましい。電池機器コンテナ２の他方の側面（図１、図２の紙面奥側）から電池機器コンテナ２内にアクセスする場合には、電池機器コンテナ２の他方の側面側に所定の高さの足場（作業台）を仮設すればよい。

なお、電池機器コンテナ２の上記載置箇所を２つのタンクコンテナ３、４の長手方向の中央とする場合には、電池機器コンテナ２の両側面からその内部にアクセスできる。この場合、補強柱を各タンクコンテナ３、４における電池機器コンテナ２の短辺に重なる箇所に設けることが好ましく、特に、各タンクコンテナ３、４における電池機器コンテナ２の角部に重なる箇所に設けることが好ましい。各タンクコンテナ３、４の長手方向の中央は、その角部ほど強度が高くないためである。

各タンクコンテナ３，４の外周の露出箇所は、断熱材（図示略）で覆うことが好ましい。そうすれば、外部環境による電解液の温度変化を抑制し易い。例えば、各タンクコンテナ３，４における電池機器コンテナ２と重複する領域を除く外周（互いに対向する側面を含む）を断熱材（図示略）で覆うことが好ましい。

（平行タイプ）
平行タイプは、図３、図４に示すように、２つのタンクコンテナ３、４をその長手方向が互いに平行となるように並列配置し、１つの電池機器コンテナ２を２つのタンクコンテナ３、４の屋根上に、電池機器コンテナ２の長手方向と２つのタンクコンテナ３、４の長手方向とが互いに平行となるように載置（所謂、俵積み）する重ね方である。詳しくは後述するが、この平行タイプは、上記交差タイプに比較して、３つのコンテナの接触面積Ａを大きくできるため、合計表面積Ｓｂを小さくし易く、表面積削減率Ｓｃを大きくし易い。このタイプの場合、上述の交差タイプと同様、２つのタンクコンテナ３、４の側面同士が互いに対向する。

下側の２つのタンクコンテナ３、４は、上述の交差タイプとは異なり、互いに対向する側面同士の間に実質的に間隔を空けることなく互いの側面同士が実質的に全域に亘って接するように配置することが好ましい。そうすれば、ＲＦ電池１の設置面積を上述の交差タイプよりも更に小さくできる。２つのタンクコンテナ３，４の側面同士を接触させることで、２つのタンクコンテナ３，４の互いの間隔を空ける上記交差タイプに比較して、３つのコンテナ２，３，４の接触面積Ａを大きくできる。その上、電池機器コンテナ２の底部の実質的に全域に亘る領域を両タンクコンテナ３，４と接触させられるので、電池機器コンテナ２の底部の一部のみ両タンクコンテナ３，４と接触させる上記交差タイプに比較して、３つのコンテナ２，３，４の接触面積Ａを大きくできる。このように電池機器コンテナ２の底部の実質的に全域に亘る領域を両タンクコンテナ３、４の屋根上に重ねられるため、電池機器コンテナ２を安定して載置できる。また、作業者が電池機器コンテナ２の両側面からその内部にアクセスできるため、上述の交差タイプのような足場を仮設しなくてもよい。各タンクコンテナ３、４における並列方向の外側（互いの対向側とは反対側）の屋根上には、作業スペースを確保できるからである。そして、２つのタンクコンテナ３、４の互いに対向する側面同士の間の空間を低減できるため、その対向する側面には断熱材を配置しなくてもよく、断熱材を覆う作業を簡略化できる上に、コストを低減できる。

例えば、図４のように両タンクコンテナ３、４のサイズを電池機器コンテナ２のサイズよりも大きくする場合、電池機器コンテナ２における２つのタンクコンテナ３、４の屋根上での載置箇所は、上述の平行タイプと同様、タンクコンテナ３、４の長手方向の一方の端面部側（図４の紙面奥側）が好ましい。具体的には、ＲＦ電池１を上面視したとき、２つのタンクコンテナ３、４の短辺上に電池機器コンテナ２の一方の短辺が重なるように配置する。この場合、各タンクコンテナ３、４の天井部における電池機器コンテナ２の他方の短辺に重なる箇所には、各天井部を補強する補強梁３ｂ、４ｂを設けることが好ましい。更に、各タンクコンテナ３、４の両側面部における電池機器コンテナ２の他方の短辺に対応する箇所（補強梁３ｂ、４ｂの同一平面上）には、それぞれ補強柱を設けることが好ましい。図４では、負極タンクコンテナ４の一方の側面部における補強柱４ｃのみ示しており、その他方の側面部（正極タンクコンテナ３との対向側）における補強柱と正極タンクコンテナ３の両側面部における補強柱とは図示を省略している。

なお、２つのタンクコンテナ３、４の屋根上における長手方向の中央に電池機器コンテナ２を載置する場合、各タンクコンテナ３、４の天井部には、電池機器コンテナ２の各短辺が重なる箇所に補強梁を設けることが好ましい。更に、各タンクコンテナ３、４の両側面部には、電池機器コンテナ２の各短辺に対応する箇所にそれぞれ補強柱を設けることが好ましい。

（同一直線タイプ）
同一直線タイプは、図５、図６に示すように、２つのタンクコンテナ３、４をその長手方向が同一直線状に並ぶように直列に配置し、１つの電池機器コンテナ２を２つのタンクコンテナ３、４の屋根上に、電池機器コンテナ２の長手方向と両タンクコンテナ３、４の長手方向とが同一直線状に並ぶように載置する重ね方である。詳しくは後述するが、この同一直線タイプは、上記交差タイプに比較して、３つのコンテナの接触面積Ａを大きくできるため、合計表面積Ｓｂを小さくし易く、表面積削減率Ｓｃを大きくし易い。このタイプの場合、２つのタンクコンテナ３、４の端面同士が互いに対向する。３つのコンテナ２、３、４はその長手方向が全て同一直線状に並ぶ。

下側の２つのタンクコンテナ３、４は、上述の平行タイプと同様、各タンクコンテナ３、４の端面同士の間に実質的に間隔を空けることなく互いの端面同士が実質的に全域に亘って接するように配置することが好ましい。そうすれば、上述の平行タイプと同様、ＲＦ電池１の設置面積を小さくできる。２つのタンクコンテナ３，４の端面同士を接触させる上に、電池機器コンテナ２の底部の実質的に全域に亘る領域を両タンクコンテナ３，４と接触させられる。よって、２つのタンクコンテナ３，４の互いの間隔を空けると共に電池機器コンテナ２の底部の一部のみ両タンクコンテナ３，４と接触させる上記交差タイプに比較して、３つのコンテナ２，３，４の接触面積Ａを大きくできる。このように電池機器コンテナ２の底部の実質的に全域に亘る領域を両タンクコンテナ３、４の屋根上に重ねられるため、電池機器コンテナ２を安定して載置できる。２つのタンクコンテナ３、４の互いに対向する端面同士の間の空間を低減できるため、その対向する端面には断熱材を配置しなくてもよい。作業者が電池機器コンテナ２の両側面からその内部にアクセスする場合には、足場を仮設するとよい。

［コンテナ間の電解液の循環形態］
ＲＦ電池１は、電池機器コンテナ２と各タンクコンテナ３、４との間で各極電解液を循環させる各極循環路を備える。各極循環路は、図７、図８（適宜図９、図１０）に示すように、各極供給導管２３１、２４１及び各極排出導管２３２、２４２と、各極往路管３１、４１及び各極復路管３２、４２と、接続構造５とを備える。本例では、電池機器コンテナ２の底部を構成する底板２ｂと各タンクコンテナ３、４の天井部を構成する天板３ｕ、４ｕの互いに重なる箇所と、その重なる箇所に対応する各極電解液タンク３０、４０の天井部を構成する天板３０ｕ、４０ｕとには、各循環路を挿通する貫通孔が形成されていて、両貫通孔同士は、互いに臨むように重複している（図７、図８）。

（各極供給導管・各極排出導管）
各極供給導管２３１、２４１は、各極電解液を各極セル２０２、２０３に供給し、各極排出導管２３２、２４２は、各極電解液を各極セル２０２、２０３から排出する。各極供給導管２３１、２４１及び各極排出導管２３２、２４２は、本例では、電池機器コンテナ２内に配置されている。各極供給導管２３１、２４１の一端は、各極往路管３１、４１に接続され、各極供給導管２３１、２４１の他端は、各極セル２０２、２０３に接続される。各極排出導管２３２、２４２の一端は、各極セル２０２、２０３に接続され、各極排出導管２３２、２４２の他端は、各極復路管３２、４２に接続される。

（各極往路管・各極復路管）
各極往路管３１、４１は、各極電解液を各極供給導管２３１、２４１に送り、各極復路管３２、４２は、各極電解液を各極排出導管２３２、２４２から各極電解液タンク３０、４０内に戻す。各極往路管３１、４１及び各極復路管３２、４２は、本例では、各極電解液タンク３０、４０内から各タンクコンテナ３，４外に突出して設けられており、上記貫通孔を通って電池機器コンテナ２内に亘って配置されている。各極往路管３１、４１及び各極復路管３２、４２と各極電解液タンク３０、４０の貫通孔との間には、その間から液漏れしないようにその間を埋める介在部材（例えば、ゴムノズル）が設けられている。この各極往路管３１、４１及び各極復路管３２、４２は、その長手方向に位置ずれしないように、各タンクコンテナ３、４の天板３ｕ、４ｕに固定される。この固定は、例えば、各極往路管３１、４１及び各極復路管３２、４２に取り付けたフランジ（図示略）を、各タンクコンテナ３、４の天板３ｕ、４ｕにおける貫通孔の周囲にネジ止めすることで行える。

各極往路管３１、４１の一端面部は、各極電解液タンク３０、４０内の各極電解液中に開口する。各極往路管３１、４１の一端面部の高さ方向に沿った位置は、各極電解液タンク３０、４０の最低液面レベル（図示略）よりも下方とする。各極往路管３１、４１の他端面部は、本例では電池機器コンテナ２内で各極供給導管２３１、２４１に接続される。このように、各極往路管３１、４１と各極供給導管２３１、２４１との接続箇所（接続構造５）は、本例では電池機器コンテナ２内に配置される。

各極復路管３２、４２の一端面部は、各極電解液タンク３０、４０の気相部分に開口する。各極復路管３２、４２の一端面部の高さ方向に沿った位置は、各極電解液タンク３０、４０の最高液面レベル（図７〜図９の二点鎖線）よりも上方とする。各極復路管３２、４２の他端面部は、本例では電池機器コンテナ２内で各極排出導管２３２、２４２に接続される。このように、各極復路管３２、４２と各極排出導管２３２、２４２との接続箇所（接続構造５）は、本例では電池機器コンテナ２内に配置される。

各導管２３１、２３２、２４１、２４２、各極往路管３１、４１、及び各極復路管３２、４２の材質は、電解液と反応せず、電解液に対する耐性に優れる材料が挙げられる。具体的には、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、及びゴムなどの材料が挙げられる。その他、各導管２３１、２３２、２４１、２４２、各極往路管３１、４１、及び各極復路管３２、４２は、金属製の管状部材と、その管状部のうち電解液との接触箇所を覆うコーティング層とを備える管を利用してもよい。管状部材は、例えば、ステンレス鋼管が利用できる。コーティング層の材料は、上述の樹脂やゴムが挙げられる。

（接続構造）
接続構造５は、各極供給導管２３１、２４１及び各極排出導管２３２、２４２のそれぞれと、各極往路管３１、４１及び各極復路管３２、４２のそれぞれとを接続する。正極側の各導管２３１，２３２と往復管３１，３２との両接続構造５の配置箇所と、負極側の各導管２４１，２４２と往復管４１，４２との両接続構造５の配置箇所とは、本例では、上述のように電池機器コンテナ２内としているが、特に限定されず、後述する変形例に示すように適宜選択できる。

各極の接続構造５（各極往路管３１、４１と各極供給導管２３１、２４１との接続、各極復路管３２、４２と各極排出導管２３２、２４２との接続）は、着脱自在であることが好ましい。そうすれば、電池容量や電池出力などの設計変更を容易に行える。電池容量や電池出力などの設計変更が生じてコンテナ自体を交換する際、各管同士を容易に取り外せるからである。通常、電解液の流通管同士の接続は、融着などにより着脱できないように接続される。そのため、管同士を接続すると分解作業が非常に煩雑になり易い。

各極の接続構造５は、伸縮自在であることが好ましい。そうすれば、各極往路管３１、４１と各極供給導管２３１、２４１とを接続、各極復路管３２、４２と各極排出導管２３２、２４２とを接続する際、管同士を位置合わせし易いため、管同士の接続作業を容易にできる。各極の接続構造５は、例えば、フレキシブルジョイントが利用できる。

ここでは、接続構造５（フレキシブルジョイント）と各極供給導管２３１、２４１との間と、接続構造５（フレキシブルジョイント）と各極排出導管２３２、２４２との間のそれぞれには、各極の循環路を開閉するバルブ６を介在している。バルブ６の種類は、適宜選択でき、例えばバタフライバルブ、ゲートバルブ、グローブバルブ、ボールバルブ、ダイヤフラムバルブなどが挙げられる。

〔電池機器コンテナの収納部材〕
電池機器コンテナ２の内部には、上述したように、電池セル２００、正極循環機構２３０、及び負極循環機構２４０が収納される（図９）。

［電池セル］
電池セル２００は、水素イオンを透過させる隔膜２０１で正極セル２０２と負極セル２０３とに分離されている（図１０、図１１）。正極セル２０２には、正極電極２０４が内蔵され、正極循環機構２３０により正極電解液が循環し、負極セル２０３には、負極電極２０５が内蔵され、負極循環機構２４０により負極電解液が循環する。

［セルスタック］
電池セル２００は、通常、図９、図１０、及び図１１の下図に示すセルスタック２５０と呼ばれる構造体の内部に形成される。セルスタック２５０の数は、単数でもよいし複数でもよい。本例では、セルスタック２５０の数が２つの場合を例示している（図９）。セルスタック２５０の数を単数とする場合、セルスタック２５０の配置箇所は、電池機器コンテナ２の長手方向の中央が好ましい。セルスタック２５０の数を複数とする場合、複数のセルスタック２５０は、電池機器コンテナ２の長手方向の中央を挟んで対称の位置に配置することが好ましい。そうすれば、電池機器コンテナ２の重心が偏ることを抑制できる。

各セルスタック２５０は、サブスタック２５１（図１１の下図）と呼ばれる積層体を、その両側から２枚のエンドプレート２５３で挟み込み、両エンドプレート２５３を締付機構２５４により締め付けることで構成されている。図１１の下図では、複数のサブスタック２５１を備える形態を例示している。サブスタック２５１は、図１０、及び図１１の上図に示すように、双極板２１１及びその外周縁部を囲む枠体２１２を有するセルフレーム２１０、正極電極２０４、隔膜２０１、及び負極電極２０５を、この順番で複数積層してなり、その積層体の両端に給排板２５２（図１１の下図（図１０では省略））が配置される。隣接するセルフレーム２１０の双極板２１１の間に一つの電池セル２００が形成され、双極板２１１を挟んで表裏に、隣り合う電池セル２００の正極電極２０４（正極セル２０２）と負極電極２０５（負極セル２０３）とが配置される。セルフレーム２１０の枠体２１２は、電池セル２００の内部に電解液を供給する給液マニホールド２１３及び給液スリット２１４と、電池セル２００の外部に電解液を排出する排液マニホールド２１５、及び排液スリット２１６とを有する。各枠体２１２間には、環状のシール溝にＯリングや平パッキンなどの環状のシール部材２２０が配置され、電池セル２００からの電解液の漏洩を抑制している。

［正極循環機構・負極循環機構］
正極循環機構２３０及び負極循環機構２４０はそれぞれ、正極供給導管２３１及び負極供給導管２４１と、正極排出導管２３２及び負極排出導管２４２と、正極ポンプ２３３及び負極ポンプ２４３とを備える（図９）。各極供給導管２３１、２４１及び各極排出導管２３２、２４２は上述した通りである。

（各極ポンプ）
各極ポンプ２３３、２４３は、各極電解液を循環させる。具体的には、充放電を行う運転時、各極ポンプ２３３、２４３により、各極電解液は、各極電解液タンク３０、４０から各極往路管３１、４１と各極供給導管２３１、２４１とを流通して各極セル２０２、２０３に供給され、各極セル２０２、２０３から各極排出導管２３２、２４２と各極復路管３２、４２とを流通して各極電解液タンク３０、４０に排出されることで各極セル２０２、２０３に循環される。充放電を行わない待機時、各極ポンプ２３３、２４３が停止され、各極電解液は循環されない。各極ポンプ２３３、２４３の種類は、適宜選択でき、例えば自吸式ポンプが利用できる。各極ポンプ２３３、２４３は、本例では各極供給導管２３１、２４１の途中に設けられている。この正極ポンプ２３３と負極ポンプ２４３とは、電池機器コンテナ２の長手方向の中央を挟んで対称の位置に配置することが好ましい。そうすれば、電池機器コンテナ２の重心が偏ることを抑制できる。

［その他］
電池機器コンテナ２の内部には、更に、制御部２６０、熱交換器２７０などを収納できる。

（制御部）
制御部２６０は、正極循環機構２３０、及び負極循環機構２４０における各極電解液の循環を制御する。この制御部２６０は、具体的には、各極循環機構に備わる各極ポンプを制御するポンプ制御部を有する。制御部２６０は、例えば、コンピュータなどが利用できる。なお、制御部２６０は、３つのコンテナ２〜４の外に配置してもよい。

（熱交換器）
熱交換器２７０は、各極電解液を冷却する。各極電解液の冷却は、自然放冷による冷却でもよいし、別途設けられたファンなどの冷却機構（図示略）による強制冷却でもよい。本例では、熱交換器２７０の数を複数（２つ）とし、各極電解液を個々に冷却する。各熱交換器２７０の配置箇所は、本例では各極排出導管２３２、２４２の途中としているが、各極供給導管２３１、２４１の途中としてもよい。各極電解液は、電池反応に伴い発熱するため、各熱交換器２７０の配置箇所を各極排出導管２３２、２４２の途中とすることで、各極電解液を良好に冷却できる。正極電解液を冷却する熱交換器２７０と負極電解液を冷却する熱交換器２７０とは、電池機器コンテナ２の長手方向の中央を挟んで対称の位置に配置することが好ましい。そうすれば、電池機器コンテナ２の重心が偏ることを抑制できる。

〔各タンクコンテナの収納部材〕
正極タンクコンテナ３及び負極タンクコンテナ４の内部にはそれぞれ、正極電解液タンク３０及び負極電解液タンク４０と、正極往路管３１及び負極往路管４１と、正極復路管３２及び負極復路管４２とが収納される。各極往路管３１、４１及び各極復路管３２、４２は上述した通りである。

［各極電解液タンク］
各極電解液タンク３０、４０は、箱状の容器で、その形状は、各タンクコンテナ３、４と同形状、ここでは直方体状である。各極電解液タンク３０、４０の大きさは、各タンクコンテナ３、４よりも少し小さい。各極電解液タンク３０、４０の構成材料は、上述の正極供給導管２３１などのコーティング層と同様の樹脂やゴムが挙げられる。各電解液タンク３０、４０への各極往路管３１、４１及び各極復路管３２、４２の接続は、各極往路管３１、４１及び各極復路管３２、４２と各極電解液タンク３０、４０の貫通孔との間を埋める上述の介在部材により行う。介在部材は、各極往路管３１、４１及び各極復路管３２、４２の長手方向に位置ずれしないように、各極往路管３１、４１及び各極復路管３２、４２に取り付けられる。

［その他］
各極タンクコンテナ３，４の内部には、更に、各極電解液タンク３０、４０の気相同士を連通する気相連通管（正極気相挿通管及び負極気相挿通管）や、各極電解液タンク３０、４０の気相の圧力を調整する圧力調整機構を収納できる（いずれも図示略）。正極気相挿通管の一端は、正極電解液タンク３０の気相部分に開口し、負極気相挿通管の一端は、負極電解液タンク３０の気相部分に開口している。正極気相挿通管の他端と負極気相挿通管の他端とは、一方のタンクコンテナ内、又は両タンクコンテナ３、４外で接続されている。この接続には、上述した接続構造５と同様の着脱自在な接続構造、更には伸縮自在な接続構造を採用できる。圧力調整機構は、各極電解液タンク３０，４０の気相の圧力変化に追従して膨張及び収縮する公知の圧力調整バッグが利用できる。圧力調整機構は、各極電解液タンク３０、４０の内外のいずれに設けられていてもよい。

［設計変更の手順］
ＲＦ電池１の設計変更は、例えば、次のようにして行える。

（電池容量の変更）
電池容量を増加（減少）させる場合、図１（図２）、図３（図４）、図５（図６）のそれぞれのＲＦ電池１の両タンクコンテナ３、４のみを、図２（図１）、図４（図３）、図６（図５）に示すように、より大きな（小さな）タンクコンテナ３、４に交換する。まず、設置箇所に設置されているタンクコンテナ３、４の上の電池機器コンテナ２を、両タンクコンテナ３、４の上から両タンクコンテナ３、４と重ならない所定の位置に移動させる。次に、設置箇所を空けるために、設置されている両タンクコンテナ３、４を設置箇所から移動させる。次に、空いた設置箇所に、以前よりも大きな（小さな）両タンクコンテナ３、４を移動させる。そして、所定の位置に移動させた電池機器コンテナ２を、新たに設置した両タンクコンテナ３、４の上に載置する。各コンテナ自体の移動は、適当なクレーンなどを用いて行える。そして、各導管２３１、２３２、２４１、２４２と各極往路管３１、４１、及び各極復路管３２、４２とを電池機器コンテナ２内で接続構造５により接続して電解液の循環路を構築する（図７、図８）。

（電池出力の変更）
電池出力を増加（減少）させる場合、図１〜図６のＲＦ電池１の電池機器コンテナ２を、図示は省略するが、より大きな（小さな）電池機器コンテナ２に交換することが挙げられる。図１、図２に示すＲＦ電池１の電池出力を増加（減少）させる場合、より大きな（小さな）電池機器コンテナ２を両タンクコンテナ３、４の上に載置する前に、両タンクコンテナ３、４同士の間の間隔を広げる（狭める）とよい。両タンクコンテナ３、４同士の間の間隔を広げる場合、両タンクコンテナ３、４の間における電池機器コンテナ２の下側には、電池機器コンテナ２を下から支持するために別途空のコンテナやコンテナと同様の支持強度を持つ適宜な架台を配置してもよい。図５、図６に示すＲＦ電池１の場合には、両タンクコンテナ３、４の上に載置されている電池機器コンテナ２のみを交換するため、両タンクコンテナ３、４は移動させることなくそのまま使用可能である。その後の各管同士の接続は電池容量の変更と同様である。また、電池出力を増加は、電池機器コンテナ２のサイズを変更せず数を増加することで行える。更に、電池出力を増加は、３つのコンテナ２、３、４を一つの電池モジュールとし、電池モジュールの数を増加（増設）することで行える。

詳しくは後述するが、複数の電池モジュールを備え、各電池モジュールが上記交差タイプ、上記平行タイプ、上記同一直線タイプのいずれの場合であっても、各電池モジュールが上記平面タイプである場合に比較して、コンテナ同士の接触面積Ａを大きくできる。そのため、合計表面積Ｓｂを小さくし易く、表面積削減率Ｓｃを大きくし易い。

複数の電池モジュールの配置形態は、上記交差タイプ、上記平行タイプ、上記同一直線タイプのいずれの場合であっても、隣り合う電池モジュール同士の間に間隔を空けて配置してもよいし、隣り合う電池モジュール同士の間に実質的に間隔を空けることなく隣り合う電池モジュール同士が接触するように配置してもよい。

〈交差タイプ〉
上記交差タイプの電池モジュールを複数有する場合、その配置形態は、例えば、以下の（ａ）〜（ｃ）の３つの形態が挙げられる。
（ａ）各電池モジュールを、タンクコンテナ３，４の並列方向に沿って配置する。
（ｂ）各電池モジュールを、タンクコンテナ３，４の並列方向及び上下方向の両方向に直交する方向に沿って配置する。
（ｃ）上記（ａ）及び上記（ｂ）の両方とする。

上記（ａ）の配置形態の場合、例えば、各電池機器コンテナ２の長手方向が同一直線状に並び、隣り合う電池モジュールにおける電池機器コンテナ２の端面同士が実質的に全域に亘って対向する（接する）ことが挙げられる。隣り合う電池モジュールにおけるタンクコンテナ３，４の側面同士は、実質的に全域に亘って対向する（接する）ことが挙げられる。

上記（ｂ）の配置形態の場合、例えば、各電池モジュールにおけるタンクコンテナ３，４のそれぞれの長手方向は同一直線状に並び、隣り合う電池モジュールにおけるタンクコンテナ３，４の端面同士は実質的に全域に亘って対向する（接する）ことが挙げられる。隣り合う電池モジュールにおける電池機器コンテナ２の側面同士は、実質的に全域に亘って接していてもよいし、実質的に全域に亘って対向するが、互いに接することなくその間に間隔が空いていてもよい。

〈平行タイプ〉
上記平行タイプの電池モジュールを複数有する場合、その配置形態は、例えば、上記交差タイプと同様、以下の（ａ）〜（ｃ）の３つの形態が挙げられる。
（ａ）各電池モジュールを、タンクコンテナ３，４の並列方向に沿って配置する。
（ｂ）各電池モジュールを、タンクコンテナ３，４の並列方向及び上下方向の両方向に直交する方向に沿って配置する。
（ｃ）上記（ａ）及び上記（ｂ）の両方とする。

上記（ａ）の配置形態の場合、例えば、隣り合う電池モジュールにおけるタンクコンテナ３，４の側面同士が実質的に全域に亘って対向する（接する）ことが挙げられる。隣り合う電池モジュールにおける電池機器コンテナ２の側面同士は、実質的に全域に亘って対向しているが、その間に間隔が空いている。

上記（ｂ）の配置形態の場合、例えば、各電池モジュールにおける３つのコンテナ３，４のそれぞれの長手方向は同一直線状に並び、隣り合う電池モジュールにおける３つコンテナ２，３，４のそれぞれの端面同士が実質的に全域に亘って対向する（接する）ことが挙げられる。

〈同一直線タイプ〉
上記同一直線タイプの電池モジュールを複数有する場合、その配置形態は、例えば、以下の（ａ）〜（ｃ）の３つの形態が挙げられる。
（ａ）各電池モジュールを、タンクコンテナ３，４の直列方向及び上下方向の両方向に直交する方向に沿って配置する。
（ｂ）各電池モジュールを、タンクコンテナ３，４の直列方向に沿って配置する。
（ｃ）上記（ａ）及び上記（ｂ）の両方とする。

上記（ａ）の配置形態の場合、例えば、隣り合う電池モジュールにおける３つのコンテナ２，３，４のそれぞれの側面同士が実質的に全域に亘って対向する（接する）ことが挙げられる。

上記（ｂ）の配置形態の場合、例えば、各電池モジュールにおける３つコンテナ２，３，４のそれぞれの長手方向は同一直線状に並び、隣り合う電池モジュールにおけるタンクコンテナ３，４の端面同士が実質的に全域に亘って対向する（接する）ことが挙げられる。隣り合う電池モジュールにおける電池機器コンテナ２の端面同士は、実質的に全域に亘って対向しているが、その間に間隔が空いている。

［用途］
実施形態１のＲＦ電池１は、太陽光発電、風力発電などの自然エネルギーの発電に対して、発電出力の変動の安定化、発電電力の余剰時の蓄電、負荷平準化などを目的とした蓄電池に利用できる。また、実施形態１のＲＦ電池１は、一般的な発電所に併設されて、瞬低・停電対策や負荷平準化を目的とした蓄電池として利用できる。

〔作用効果〕
実施形態１に係るＲＦ電池１によれば、電池容量や電池出力などの設計変更を容易に行える。電池セル２００などと正極電解液タンク３０と負極電解液タンク４０とを互いに異なるコンテナ２、３、４に収納しているからである。コンテナ自体の交換は容易であり、設計変更の必要な部材（電池セル２００や各極電解液タンク３０、４０）の交換は、その部材を収納するコンテナ２、３、４自体を交換することで行える。タンクコンテナ３、４や電池機器コンテナ２自体をサイズの異なるコンテナ２、３、４に交換すれば、内部に収納される電解液量や電池セル数を変えられてＲＦ電池１の電池容量や電池出力を変えられる。また、電池セル２００などと正極電解液タンク３０と負極電解液タンク４０とを互いに異なるコンテナ２、３、４に収納していることで、設置レイアウトの自由度が高い。設計変更ではなく、経年劣化などにより電池セル２００のみや各極電解液タンク３０、４０のみを交換する必要が生じた場合でも、その交換をコンテナ２、３、４自体を同じサイズのコンテナに交換することで容易に行える。

《変形例》
変形例のＲＦ電池は、正極側の各導管２３１，２３２と往復管３１，３２との両接続構造５の配置箇所と、負極側の各導管２４１，２４２と往復管４１，４２との両接続構造５の配置箇所とを、電池機器コンテナ２内とせず、以下の（１）〜（４）に示す位置とする点が、実施形態に係るＲＦ電池１と相違する。変形例では、実施形態１との相違点を中心に説明し、同様の構成は説明を省略する。以下の説明では、正極側の上記両接続構造５の配置箇所を説明するが、負極側の上記両接続構造５の配置箇所は、正極側の上記両接続構造５の配置箇所と同様の位置とすることができる。

（１）正極の各導管２３１，２３２と往復管３１，３２との両接続構造５は、図１２や図１３に示すように、３つのコンテナ２〜４の外に配置されていてもよい。

図１２に示すように、電池機器コンテナ２の底板２ｂ及び正極タンクコンテナ３の天板３ｕには、正極往路管３１及び正極復路管３２を挿通する貫通孔が形成されていない。電池機器コンテナ２の端面部や側面部を構成する端板や側板には、正極供給導管２３１及び正極排出導管２３２を挿通する貫通孔が形成される。正極タンクコンテナ３の側面部や端面部を構成する側板や端板には、正極往路管３１及び正極復路管３２を挿通する貫通孔が形成される。

図１３に示すように、電池機器コンテナ２の底板２ｂには、正極往路管３１及び正極復路管３２を挿通する貫通孔が形成されていない。電池機器コンテナ２の側板や端板には、正極供給導管２３１及び正極排出導管２３２を挿通する貫通孔が形成される。正極タンクコンテナ３の天板３ｕには、正極往路管３１及び正極復路管３２を挿通する貫通孔が形成される。

図１２、図１３に示すように、正極往路管３１は、正極タンクコンテナ３内から正極タンクコンテナ３の上記貫通孔を通って正極タンクコンテナ３外に引き出されて、接続構造５に接続される。正極供給導管２３１は、この接続構造５から電池機器コンテナ２の上記貫通孔を通って電池機器コンテナ２内に引き入れられる。正極排出導管２３２は、電池機器コンテナ２内から電池機器コンテナ２の上記貫通孔を通って電池機器コンテナ２外に引き出されて、接続構造５に接続される。正極復路管３２は、この接続構造５から正極タンクコンテナ３の上記貫通孔を通って正極タンクコンテナ３内に引き入れられる。両接続構造５の配置箇所は、図１２に示すように、電池機器コンテナ２の端板や側板の外側（正極タンクコンテナ３の側板や端板の外側）としたり、図１３に示すように、電池機器コンテナ２の側板や端板の外側であって、正極タンクコンテナ３の天板３ｕの上方としたりすることができる。

（２）正極の各導管２３１，２３２と往復管３１，３２との一方の接続構造５は、電池機器コンテナ２又は正極タンクコンテナ３の一方のコンテナ内に配置され、他方の接続構造５は、３つのコンテナ２〜４外に配置されていてもよい。

一方の接続構造５は、例えば、図１４や図１５に示すように、電池機器コンテナ２内に配置されていてもよいし、図示は省略するが、正極タンクコンテナ３内に配置されていてもよい。一方の接続構造５は、図１４に示すように、正極供給導管２３１と正極往路管３１とを接続する接続構造５としてもよいし、図１５に示すように、正極排出導管２３２と正極復路管３２とを接続する接続構造５としてもよい。

図１４（図１５）に示すように、電池機器コンテナ２の底板２ｂ及び正極タンクコンテナ３の天板３ｕには、正極往路管３１（正極復路管３２）を挿通する貫通孔が形成される。電池機器コンテナ２の端板や側板には、正極排出導管２３２（正極供給導管２３１）を挿通する貫通孔が形成される。正極タンクコンテナ３の側板や端板には、正極復路管３２（正極往路管３１）を挿通する貫通孔が形成される。

図１４に示すように、正極往路管３１と正極供給導管２３１とは、上述の実施形態で図７を参照して説明した通りである。即ち、正極往路管３１は、正極タンクコンテナ３内から正極タンクコンテナ３及び電池機器コンテナ２の上記貫通孔を通って電池機器コンテナ２内に引き出されて、接続構造５に接続される。正極供給導管２３１は、この接続構造５に接続されて電池機器コンテナ２内に配置される。正極排出導管２３２と正極復路管３２とは、図１２を参照して上述した通りである。

図１５に示すように、正極往路管３１と正極供給導管２３１とは、図１２を参照して上述した通りである。一方、正極排出導管２３２と正極復路管３２とは、上述の実施形態で図７を参照して説明した通りである。即ち、正極排出導管２３２は、電池機器コンテナ２内に配置されて接続構造５に接続される。正極復路管３２は、接続構造５から電池機器コンテナ２及び正極タンクコンテナ３の上記貫通孔を通って正極タンクコンテナ３内に引き出される。

正極供給導管２３１（正極排出導管２３２）と正極往路管３１（正極復路管３２）との接続構造５の配置箇所は、図１４（図１５）に示すように、電池機器コンテナ２内とすることができ、正極復路管３２（正極往路管３１）と正極排出導管２３２（正極供給導管２３１）との接続構造５の配置箇所は、電池機器コンテナ２の端板や側板の外側（正極タンクコンテナ３の側板や端板の外側）とすることができる。

（３）正極の各導管２３１，２３２と往復管３１，３２との両接続構造５は、図示は省略するが、正極タンクコンテナ３内に配置されていてもよい。

（４）正極の各導管２３１，２３２と往復管３１，３２との一方の接続構造５は、図示は省略するが、電池機器コンテナ２内に配置され、他方の接続構造５が、正極タンクコンテナ３内に配置されていてもよい。

《計算例１》
電池モジュール数を１つとし、上記交差タイプ、上記平行タイプ、及び上記同一直線タイプのそれぞれの場合におけるコンテナ同士の接触面積Ａ、合計表面積Ｓｂ、表面積削減率Ｓｃを算出した。ここでは、各タイプにおける３つのコンテナの組み合わせは、以下の７パターン（Ｐ１〜Ｐ７）とした。積層する段数は２段であり、下側には２つのタンクコンテナを配置し、上側には１つの電池機器コンテナを、下側の両タンクコンテナの間を跨ぎ、両タンクコンテナの屋根上に均等に載置した。合計表面積Ｓｂは、「上記平面タイプの合計表面積Ｓａ−接触面積Ａ」で求めた。表面積削減率Ｓｃ（％）は、「｛１−（合計表面積Ｓｂ）／（合計表面積Ｓａ）｝×１００」で求めた。その算出結果を表１に示す。

Ｐ１：３つのコンテナが全て２０フィートコンテナ
Ｐ２：３つのコンテナが全て２０フィートハイキューブコンテナ
Ｐ３：電池機器コンテナが２０フィートコンテナ、２つのタンクコンテナが４０フィートコンテナ
Ｐ４：電池機器コンテナが２０フィートハイキューブコンテナ、２つのタンクコンテナが４０フィートハイキューブコンテナ
Ｐ５：３つのコンテナが全て４０フィートコンテナ
Ｐ６：３つのコンテナが全て４０フィートハイキューブコンテナ
Ｐ７：電池機器コンテナが２０フィートハイキューブコンテナ、２つのタンクコンテナが４５フィートハイキューブコンテナ

表１に示すように、上記交差タイプ、上記平行タイプ、及び上記同一直線タイプの接触面積Ａは、３つのコンテナの組み合わせがＰ１〜Ｐ７のいずれであっても、上記平面タイプの接触面積に比較して大きい。上記平面タイプの接触面積は、０（ゼロ）であるからである。そのため、上記交差タイプ、上記平行タイプ、及び上記同一直線タイプの合計表面積Ｓｂは、３つのコンテナの組み合わせがＰ１〜Ｐ７のいずれであっても、上記平面タイプの合計表面積Ｓａに比較して小さい。即ち、上記交差タイプ、上記平行タイプ、及び上記同一直線タイプの表面積削減率Ｓｃは、３つのコンテナの組み合わせがＰ１〜Ｐ７のいずれであっても大きくできる。具体的には、表面積削減率Ｓｃを５％以上とすることができる。特に、上記平行タイプ及び上記同一直線タイプは、上記交差タイプに比較して、接触面積Ａを大きくできるため、合計表面積Ｓｂを小さくできて、表面積削減率Ｓｃを大きくできる。

《計算例２》
電池モジュール数を２〜２０の範囲で種々変更し、各電池モジュールが上記交差タイプ、上記平行タイプ、上記同一直線タイプのそれぞれの場合におけるコンテナ同士の接触面積Ａ、合計表面積Ｓｂ、表面積削減率Ｓｃを算出した。各電池モジュールにおける３つのコンテナの組み合わせは、計算例１における上記Ｐ２と上記Ｐ４の２種類とした。各電池モジュールにおける３つのコンテナの組み合わせが上記Ｐ２の場合の算出結果を表２に示し、上記Ｐ４の場合の算出結果を表３に示す。

各電池モジュールが上記交差タイプである場合、各電池モジュールを、タンクコンテナの並列方向に沿って配置する。具体的には、各電池機器コンテナの長手方向が同一直線状に並び、隣り合う電池モジュールにおける電池機器コンテナの端面同士が実質的に全域に亘って接する。隣り合う電池モジュールにおけるタンクコンテナの側面同士は、実質的に全域に亘って接する。

各電池モジュールが上記平行タイプである場合、各電池モジュールを、タンクコンテナの並列方向に沿って配置する。具体的には、隣り合う電池モジュールにおけるタンクコンテナの側面同士が実質的に全域に亘って接する。隣り合う電池モジュールにおける電池機器コンテナの側面同士は、実質的に全域に亘って対向するが、互いに接することなく間隔が空いている。

各電池モジュールが上記同一直線タイプである場合、各電池モジュールを、タンクコンテナの直列方向及び上下方向の両方向に直交する方向に沿って配置する。具体的には、隣り合う電池モジュールにおける３つのコンテナのそれぞれの側面同士が実質的に全域に亘って接する。

表２，表３に示すように、上記交差タイプ、上記平行タイプ、及び上記同一直線タイプの接触面積Ａは、各電池モジュールにおける３つのコンテナの組み合わせがＰ２，Ｐ４のいずれであっても、上記平面タイプの接触面積（＝０）に比較して大きく、電池モジュール数が多くなるほど大きい。上記交差タイプ、上記平行タイプ、及び上記同一直線タイプの合計表面積Ｓｂは、各電池モジュールにおける３つのコンテナの組み合わせがＰ２，Ｐ４のいずれであっても、電池モジュール数が同数の場合、上記平面タイプの合計表面積Ｓａに比較して小さい。上記交差タイプ、上記平行タイプ、及び上記同一直線タイプの表面積削減率Ｓｃは、各電池モジュールにおける３つのコンテナの組み合わせがＰ２，Ｐ４のいずれであっても大きい。特に、上記交差タイプ、上記平行タイプ、及び上記同一直線タイプの表面積削減率Ｓｃは、電池モジュール数を多くするほど大きい。電池モジュール数を増加するほど、接触面積Ａを大きくでき、合計表面積Ｓｂを小さくできて、表面積削減率Ｓｃを大きくできる。積層タイプや電池モジュール数にもよるが、表面積削減率Ｓｃを５０％以上とすることもできる。

なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、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。

１レドックスフロー電池（ＲＦ電池）
２電池機器コンテナ
２ｂ底板
２００電池セル
２０１隔膜
２０２正極セル
２０４正極電極
２０３負極セル
２０５負極電極
２１０セルフレーム
２１１双極板
２１２枠体
２１３給液マニホールド
２１４給液スリット
２１５排液マニホールド
２１６排液スリット
２２０シール部材
２３０正極循環機構
２３１正極供給導管
２３２正極排出導管
２３３正極ポンプ
２４０負極循環機構
２４１負極供給導管
２４２負極排出導管
２４３負極ポンプ
２５０セルスタック
２５１サブスタック
２５２給排板
２５３エンドプレート
２５４締付機構
２６０制御部
２７０熱交換器
３正極タンクコンテナ
３ｕ天板
３ｂ補強梁
３０正極電解液タンク
３０ｕ天板
３１正極往路管
３２正極復路管
４負極タンクコンテナ
４ｕ天板
４ｂ補強梁
４ｃ補強柱
４０負正極電解液タンク
４０ｕ天板
４１正極往路管
４２正極復路管
５接続構造
６バルブ

Claims

正極電解液を貯留する正極電解液タンクを収納した正極タンクコンテナと、
負極電解液を貯留する負極電解液タンクを収納した負極タンクコンテナと、
正極電極、負極電極、及び隔膜を有する電池セルと、前記正極電解液を前記電池セルに供給して循環させる正極循環機構と、前記負極電解液を前記電池セルに供給して循環させる負極循環機構とを収納した電池機器コンテナとを備えるレドックスフロー電池。
前記正極循環機構及び前記負極循環機構はそれぞれ、前記各極電解液を前記電池セルに供給する各極供給導管、及び前記各極電解液を前記電池セルから排出する各極排出導管を有し、
前記正極電解液タンク及び前記負極電解液タンクはそれぞれ、前記各極電解液を前記各極電解液タンクから前記各極供給導管に送る各極往路管、及び前記各極電解液を前記各極排出導管から前記各極電解液タンクに戻す各極復路管を有し、
更に、前記各極供給導管及び前記各極排出導管のそれぞれと、前記各極往路管及び前記各極復路管のそれぞれとを着脱自在に接続する接続構造を有する請求項１に記載のレドックスフロー電池。
前記電池機器コンテナは、前記正極タンクコンテナ及び前記負極タンクコンテナの少なくとも一方の屋根上に載置される請求項１又は請求項２に記載のレドックスフロー電池。
前記電池機器コンテナは、前記正極タンクコンテナと前記負極タンクコンテナとの間を跨ぎ、前記正極タンクコンテナと前記負極タンクコンテナの両屋根上に均等に載置されている請求項３に記載のレドックスフロー電池。
前記正極タンクコンテナ及び前記負極タンクコンテナは、互いの間隔を空けると共に、互いに長手方向が平行となるように並列配置され、
前記電池機器コンテナは、その長手方向が前記正極タンクコンテナ及び前記負極タンクコンテナの長手方向と直交するように載置される請求項４に記載のレドックスフロー電池。
前記正極タンクコンテナ及び前記負極タンクコンテナは、互いに長手方向が平行で、かつ互いの側面同士が接するように並列配置され、
前記電池機器コンテナは、その長手方向が前記正極タンクコンテナ及び前記負極タンクコンテナの長手方向と平行となるように載置される請求項４に記載のレドックスフロー電池。
前記正極循環機構及び前記負極循環機構はそれぞれ、前記各極電解液を循環させる正極ポンプ及び負極ポンプを有し、
前記電池機器コンテナ内を側面視したとき、前記正極ポンプと前記負極ポンプとは、前記電池機器コンテナの左右方向の中央を挟んで対称の位置に配置される請求項４から請求項６のいずれか１項に記載のレドックスフロー電池。