KR101459927B1 - 전해액 분배 효율성을 향상시킨 셀 프레임 및 이를 구비하는 레독스 흐름 전지 - Google Patents

전해액 분배 효율성을 향상시킨 셀 프레임 및 이를 구비하는 레독스 흐름 전지 Download PDF

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Abstract

레독스 흐름 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 효율적인 전해액 분배가 가능하게 하는 셀 프레임 유로 디자인에 관하여 개시한다.
본 발명은 전극으로 전해액을 공급하는 셀 프레임에 있어서, 전극의 양 측면에 배치된 전해액 유입부 및 유출부; 상기 전해액 유입부에 연결되어 전해액을 복수개의 유로로 분기하는 분배유로; 상기 분배유로의 각각의 말단에 연결되어 전극 측으로 갈수록 유로폭이 증가하는 형태로 형성된 완충유로; 및 상기 완충유로와 상기 전극의 사이에 형성되어 상기 완충유로들로부터 흘러 들어온 전해액들이 혼합되도록 하는 혼합영역;을 포함하는 레독스 흐름 전지의 셀 프레임을 제공한다.

Description

전해액 분배 효율성을 향상시킨 셀 프레임 및 이를 구비하는 레독스 흐름 전지{CELL FRMAE FOR IMPROVED FLOW DISTRIBUTING AND REDOX FLOW BATTERY HAVING THE SAME}
본 발명은 레독스 흐름 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극 면적 전반에 걸쳐 효율적인 전해액 분배가 가능하며, 전지가 운전되는 다양한 유량 조건에서 효율적인 전해액 분배를 가능하게 하는 셀 프레임 유로 디자인에 관한 것이다.
레독스 흐름 전지의 대형화에 있어서 고른 전해액의 분배는 셀 성능 및 효율과 연관된 중요한 사항이다.
하지만 기존의 레독스 흐름 전지 프레임의 전해액 유동통로 형태는 전해액의 고른 분배에 한계가 있다. 게다가 전지를 고출력으로 방전시키기 위해서는 기존 운전조건(전극 면적당 유량:0.5cc/(min*cm2), 전극 면적당 방전 전류 : 80mA/cm2)보다 더 빠른 전해액의 유속을 필요로 하는 데, 기존의 전지 내의 횡유로에 수직으로 설치된 종유로는 전해액의 고른 분배를 달성하지 못한다. 빠른 유량으로 전해액이 전지 유로에 흐르게 될 때, 유체는 압력강하(?)가 적은 방향으로 치우치게 되며, 빨라진 전해액의 속도에 의해 고압으로 분사되는 제트 플로우를 형성시킴으로써 셀 효율을 떨어뜨리는 결과를 초래한다. 관련 선행기술로는 대한민국 등록특허 등록번호 10-1176575호 (공고일자 2012년 8월 23일) '레독스 흐름전지용 전해액 유동장치'가 있다.
도 2는 상기 선행문헌의 유로 구조를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이 제2횡유로(508)에 제2종유로(507)가 수직으로 설치되어 있는 것을 알 수 있다.
본 발명의 목적은 대형화된 레독스 흐름 전지에 있어서, 효율적인 전해액 분배를 위해 동일한 압력 조건 및 유로 길이로 분배되는 유로 디자인과, 빠른 전해액 유속 조건에 있어서, 전해액의 속도를 고르게 해주는 완충구역과 분배구역이 혼재된 구성의 유로 구조를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 고압으로 분사되는 전해액의 제트 플로우(jet flow)를 막기 위한 블록이 포함된 셀 디자인을 제공함에 있다.
본 발명은 전극으로 전해액을 공급하는 셀 프레임에 있어서, 전극의 양 측면에 각각 배치된 전해액 유입부 및 유출부; 상기 전해액 유입부에 연결되며 횡방향으로 전개되어 복수개의 유로로 분기되는 다단계 분배유로; 상기 분배유로의 각각의 말단에 연결되며 종방향으로 전개되어 복수개의 유로로 분기되며 다단계로 구성되어 전극 측으로 갈수록 유로폭이 증가하는 형태로 형성된 완충유로; 상기 완충유로와 상기 전극의 사이에 형성되어 상기 완충유로들로부터 흘러 들어온 전해액들이 혼합되도록 하는 혼합영역; 및 혼합영역에 존재하며 혼합영역으로 유입된 전해액을 분배 및 완충 시켜주는 혼합블럭;을 포함하는 레독스 흐름 전지의 셀 프레임을 제공한다.
상기 분배유로는 분기전 유로폭과 분기후 유로폭의 합이 동일하도록 분기되는 것이는 바람직하다.
상기 완충유로는 다단계로 구성되며, 특정 단의 완충유로에서 분기되는 후단 완충유로의 폭의 합이 전단 완충 유로의 폭보다 증가하는 형태가 되며,
상기 다단계 완충 유로에서 n단에서 분기되는 완충 유로의 폭의 합보다 n+1단에서 분기되는 완충유로의 폭의 합이 더 큰 것이 바람직하다.
상기 특정 단에서 분기 전 완충 유로의 폭과 분기 후 완충 유로의 폭의 합의 비가 1:1.01 내지 1:4의 범위인 것이 바람직하다.
한편, 최종 완충유로의 출구폭은 상기 최종 완충유로의 입구폭의 5~30배 범위이면 바람직하고, 상기 최종 완충유로의 출구폭은 상기 최종 완충유로의 입구폭의 10~20배 범위이면 더욱 바람직하다.
그리고, 상기 혼합영역은 상기 전극의 폭과 동일한 폭을 가지며, 상기 혼합영역에는 전해액의 고압분사를 막기 위한 혼합블럭이 혼합영역을 균등하게 분할하며 배열되고, 혼합블럭의 위치는 전해액의 다시 고른 분배를 위해 혼합영역을 균일하게 나누는 위치임과 동시에, 각 완충유로의 중심부에 블럭의 중앙부가 위치하여 전해액의 고압분사를 방지하는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 혼합블럭은 단면이 원형 또는 다각형 형태로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 혼합블럭이 차지하는 면적은 상기 혼합영역 전체 면적의 10~50% 인 것이 바람직하다.
상기 분배유로와 상기 완충유로는 경로와 무관하게 모두 동일한 유로 길이를 가지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 전극의 양 측면에 배치된 전해액 유입부 및 유출부; 상기 전해액 유입부에 연결되며 횡방향으로 전개되어 복수개의 유로로 분기되는 다단계 분배유로; 상기 분배유로의 각각의 말단에 연결되며 종방향으로 전개되어 복수개의 유로로 분기되며 다단계로 구성되어 전극 측으로 갈수록 유로폭이 증가하는 형태로 형성된 완충유로; 상기 완충유로와 상기 전극의 사이에 형성되어 상기 완충유로들로부터 흘러 들어온 전해액들이 혼합되도록 하는 혼합영역; 상기 혼합영역에 존재하며 혼합영역으로 유입된 전해액을 분배 및 완충 시켜주는 혼합블럭을 포함하는 레독스 흐름 전지의 셀 프레임; 및 상기 셀 프레임으로부터 전해액을 공급받는 전극;을 포함하는 레독스 흐름 전지를 제공한다.
본 발명에 따른 셀 프레임은 전해액이 동일한 압력 조건과 동일한 유로 길이로 분배됨과 동시에 혼합구역과 혼합블럭을 배치시킴으로써, 빠른 전해액 유속 조건에서도 제트 플로우가 발생하지 않고 균일하게 전해액을 분배하는 효과를 가져온다.
따라서, 본 발명에 따른 셀 프레임을 포함하는 레독스 흐름 전지는 전해액의 흐름이 일부 구간에서 집중되지 않고 고르게 분배됨으로써 전극면적을 최대한 활용할 수 있어 전지 효율을 향상시키는 효과를 가져온다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레독스 흐름 전지의 셀 프레임 배면을 나타낸 도면,
도 2는 종래의 레독스 흐름 전지의 셀 프레임의 유로 구조를 나타낸 도면,
도 3은 종래의 레독스 흐름 전지 셀 프레임에 전해액이 고속으로 유입될 때의 속도 분포를 나타낸 속도 분포도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레독스 흐름 전지의 셀 프레임 정면을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 레독스 플로우 전지의 셀 프레임의 결합관계를 나타낸 구성도임.
이하 본 발명의 실시예에 따른 전해액 분배 효율성을 향상시킨 셀 프레임 및 이를 구비하는 레독스 흐름 전지에 관하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
레독스 흐름 전지의 대형화에 있어서 고른 전해액의 분배는 셀 성능 및 효율과 연관된 중요한 사항이다. 하지만 기존의 레독스 흐름 전지 셀 프레임의 전해액 유동 통로 형태는 전해액의 고른 분배에 한계를 가지고 있었다.
게다가 배터리를 고출력으로 가동시키기 위해서는 기존 운전 조건 보다 더 빠른 전해액의 유속을 필요로 하는데, 도 2에 도시된 바와 같이 기존의 전지 내의 횡유로에 수직으로 설치된 종유로는 전해액이 고압으로 분사되는 제트 플로우를 형성시킴으로써 셀 효율을 떨어뜨리는 결과를 초래한다.
도 3은 종래의 레독스 흐름 전지 셀 프레임에 전해액이 고속으로 유입될 때의 속도 분포를 나타낸 것이다.
도 3을 살펴보면 일부 영역에서 제트 플로우가 형성됨으로써 전극면적을 전반적으로 활용하지 못하게 되어 셀 효율이 떨어지게 된다..
본 발명은 대형화된 레독스 흐름 전지에 있어서, 효율적인 전해액 분배를 위해 동일한 압력 조건 및 유로 길이로 분배 되는 유로 디자인과 빠른 전해액 유속 조건에 있어서, 전해액의 속도를 고르게 해주는 완충구역과 분배구역이 혼재된 구성의 유로 구조를 제공하기 위한 것이다. 또한 본 발명은 고압으로 분사되는 전해액의 제트 플로우를 막기 위한 혼합블럭을 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레독스 흐름 전지의 셀 프레임 배면을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레독스 흐름 전지의 셀 프레임 정면을 나타낸 도면이다.도 1과 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 레독스 흐름 전지의 셀 프레임(100)은 전극(200)으로 전해액을 균일하게 공급하는 역할을 하게 된다.
셀 프레임(100)은 전극(200)의 주변을 감싸는 형태로 배치되는데, 도시한 실시예의 경우 전해액이 전극(200)의 아래쪽으로 유입되어 전극(200)에서 반응한 후 전극(200)의 위쪽으로 배출되는 구조를 가지고 있다. 물론 이러한 형태에 한정되는 것은 아니고 반대로 위쪽에서 유입되어 아래쪽으로 배출되는 구조를 가질 수도 있다.
도 1을 참조하면, 셀 프레임(100)의 우측 상단과 좌측 하단에 전해액 유입부(102)와 전해액 유출부(104)가 형성된다. 전해액 유입부 및 유출부(102,104)는 셀 프레임(100)을 관통하는 통공의 형태로 형성된다.
좌측 하단의 전해액 유입부(102)를 통해 유입된 전해액은 분배유로(120)와, 완충유로(140), 그리고 혼합영역(160)을 거쳐서 전극(200)으로 공급된다.
분배유로(120)와, 완충유로(140)와, 혼합영역(160)은 전극(200)의 위아래에 대칭 형태로 형성되어 있다.
분배유로(120)는 전해액 유입부(102)에 연결되어 전해액을 복수개의 유로로 분기하는 역할을 수행한다. 분배유로(120)는 전해액을 분기하여 균등하게 분산시켜 흘러가도록 한다.
상기 분배유로(120)는 전극면적 전반으로 전해액을 분배 시키기 위한 목적으로 설계되었으며, 각 분배 유로(120)에 걸리는 압력강하(ΔP)가 동일해야 전해액의 고른 분배를 유도할 수 있다.
압력강하(ΔP)가 불균일 할 경우 압력강하(ΔP)가 적은 쪽으로 전해액이 치우치게 되며, 전극 전면으로 전해액 분배가 이루어지지 않아 셀 효율 저하를 초래할 수 있다.
상기 분배유로(120)에서 나뉘는 분배유로들의 총 길이는 동일해야 하며, 분기 될 때 모두 횡방향으로 하는 것이 고른 분배의 측면에서 바람직하다.
또한, 각 분배유로(120)는 유로가 꺾이는 부분이 라운드 형상이 되는 것이 바람직하다. 유로가 직각으로 꺾이게 되면 더 많은 압력강하가 발생하기 때문이다.
그리고, 분배유로(120)에서는 전해액 유입부로부터 흘러 들어온 전해액의 압력강하를 감소시키기 위해서, 분기 전 유로폭과 분기 후 유로폭의 합이 동일하도록 하는 것이 바람직하다. 분기되는 유로폭들의 합이 분기전의 유로의 폭보다 좁아질 경우 유로 자체에서 압력강하가 크게 발생하여, 일정 유량을 확보하기 위해서 펌프에 더 큰 출력이 요구되고 그에 따라 전력소모를 증가시키게 되기 때문이다.
분배유로(120)는 전해액 유입부(102)에 연결되어 전해액 유입부(102)에서 공급되는 전해액의 흐름을 안정화시키는 유동안정화구간(122)과, 상기 유동안정화구간(122)에 연결되어 제1유로폭(w1)을 유지하는 제1유로(121)와, 상기 제1유로(121)에서 제2유로폭(w2)으로 분기되는 제2유로(123)와, 상기 제2유로(123)에서 제3유로폭(w3)으로 분기되는 제3유로(125)를 포함한다.
분배유로(120)는 제1유로(121)에서 2개의 제2유로(123)로 분기되고, 2개의 제2유로(123)가 4개의 제3유로(125)로 분기된다. 이 때, 제2유로폭(w2)은 제1유로폭(w1)의 1/2 이고, 제3유로폭(w3)은 제2유로폭(w2)의 1/2이다. 즉 분기되더라도 전체 유로폭은 일정하게 유지되는 것이다. 따라서, 분배유로(120)에서는 제1유로(121)에서 제3유로(125)까지 일정한 유속이 유지되면서 안정적인 전해액의 흐름이 형성된다.
도시한 실시예의 분배유로(120)는 완충유로(140)에 다다르는 4가지의 경로를 가지게 되는데, 각각의 경로에 있어서 경로의 길이는 모두 동일하게 형성되는 것을 특징으로 한다. 이는 분배유로(120)를 통해 분배되는 전해액이 동일한 조건으로 유동할 수 있도록 하기 위한 것이다.
완충유로(140)는 분배유로(120)와 혼합영역(160)을 연결하는 유로이다.
완충유로(140)는 분배유로(120)와는 달리 유로폭이 하류측(흐름상의 하류를 의미한다)으로 향할수록 증가하도록 형성되어 유속을 감소시키면서 속도를 균일하게 해주는 역할을 수행한다.
완충유로(140)는 분배유로(120)와는 달리 모두 종방향으로 분기되는 것이 전해액의 고른 분배에 있어 이상적이다. 완충유로(140)는 다단계로 구성될 수 있으며, 증가하는 복수 단계의 유로 폭은 혼합영역(160)과 연결된 최종 완충유로(WO)의 확장폭보다 작은 비율로 증가하는 것이 완충효과의 측면에서 유리하다.
최종 완충유로의 출구폭(WO)은 상기 완충유로의 입구폭(WI)의 5배~30배 범위이면, 바람직하고, 10배 내지 20배 범위이면 더욱 바람직하다. 여기서 완충유로의 입구폭(WI)은 완충유로가 시작되는 지점의 유로폭을 의미하며, 출구폭(WO)은 완충유로가 끝나는 지점의 유로폭을 의미한다.
다단계 완충 유로에서 n단에서 분기되는 완충 유로의 폭의 합보다 n+1단에서 분기되는 완충유로의 폭의 합이 더 커진다.
또한, 특정 단에서 분기 전 완충 유로의 폭과 분기 후 완충 유로의 폭의 합의 비가 1:1.01 내지 1:4의 범위인 것이 바람직하다.
다단계 완충 유로는 전극면적 전반으로 분배하면서 완충의 효과를 향상시키기 위한 것으로, 상기 유로의 폭의 비가 1:4를 초과하면 분배 효율이 저하된다. 1:4 비율을 초과하는 비율로 확장된 유로는 순간적으로 압력강하를 일으켜, 분배의 효율성을 떨어뜨리기 때문이다.
반면에 비율이 1:1.01 미만인 경우에는 완충의 효과를 얻을 수 없다.
모든 분배가 끝난 완충유로 즉 최종완충유로는 분배의 기능이 적기 때문에 그 입구폭과 출구폭의 비율이 5배 내지 30배 더욱 바람직하게는 10배 내지 20배로 확장될 수 있다.
최종 완충유로의 출구폭이 최종완충유로의 입구폭의 5배 미만인 경우, 빠른 유량대(전극면적 대비 유량 >1cc/(min*cm2))에서의 셀 운전에 있어서 전해액 완충효과가 미비하여 제트 플로우를 유발시킬 수 있으며, 30배를 초과하는 폭을 가질 경우 적은 유량대(전극면적 대비 유량 <0.5cc/(min*cm2))에서 유량 조절 운전이 어렵게 되는 문제점이 발생한다.
완충유로(140)는 분배유로(120)의 제3유로에서 제4유로폭(w4)으로 분기되는 제4유로(141)와, 제4유로(141)에서 분기되는 제5유로(143)와, 제5유로(143)에서 분기되어 제5유로폭(w5)의 10~20배의 유로폭으로 확산시키는 제6유로(145)를 포함한다.
제6유로(145)의 출측은 관통유로(150)가 형성되어, 셀 프레임(100)의 배면에 형성된 분배유로(120)와 완충유로(140)를 따라 흐르던 전해액이 셀프레임(100)의 정면으로 흐르게 된다.
관통유로(150)는 제6유로(145)의 출구측과 연결되어 형성되는 것으로, 관통유로(150)의 폭과 제6유로(145)의 출구측 폭은 동일하다.
또한 관통유로(150)는 전면에서는 혼합영역(160)의 폭과 동일하며, 혼합영역(160)의 폭은 전극의 폭과 동일하게 형성된다.
셀 프레임(100)의 정면에는 혼합영역(160)이 형성되어 있고, 혼합영역(160)에는 혼합블럭(162)이 구비되어 있다. 혼합영역(160)은 혼합블럭(162)들 사이로 혼합유로(164)가 형성되어 있다.
혼합블럭(162)은 일정 두께를 가지며 단면 형태는 원형 또는 다각형 형태를 가질 수 있다. 혼합블럭(162)은 혼합영역(160) 내에 균등하게 배열되어 혼합블럭(162)의 사이 사이에 혼합유로(164)가 형성되도록 한다.
전해액이 혼합블럭(162)를 사이를 이동하게 되게 되므로, 전해액의 이동 속도가 균일하게 완화된다.
혼합블럭(162)이 혼합영역(160)에서 차지하는 면적은 혼합영역(160) 전체 면적의 10%~50% 인 것이 바람직하다.
혼합블럭의 면적이 혼합영역 면적에 10%로 이하가 되게 되면, 빠른 유량대의 운전(전극면적 대비 유량 >1cc/(min*cm2)에서 전해액 이동속도를 균일하게 제어하기가 어려우며,
혼합블럭(162)의 면적이 50%를 초과하게 되면, 혼합유로(164)가 협소해져 전해액의 속도가 국부적으로 상승할 수 있기 때문이다.
혼합블럭(162)의 면적이 50%를 초과하게 되면 전해액의 흐름에 있어서 극심한 압력 강하가 발생하게 되고, 이러한 압력강하는 동일 유량을 확보하기 위해서 펌프에 더 많은 회전수(rpm)을 요구하게 된다. 이로 인해 펌프에서 소모되는 에너지가 증가하게 되고 결과적으로 전체 시스템의 효율을 떨어뜨리는 원인이 될 수 있다.
따라서, 혼합블럭(162)이 혼합영역(160)에서 차지하는 면적은 혼합영역(160) 전체 면적의 10%~50% 범위가 되어야, 주어진 유량에서의 압력강하를 감소시킬 수 있으며 동시에 완충의 효과도 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레독스 플로우 전지의 셀 프레임의 결합관계를 나타낸 구성도이다.
레독스 흐름 전지용 셀 프레임(100)은 배면에 분배유로(도 3의 120)와 완충유로(도 3의 140)가 홈의 형태로 형성되어 있으며, 홈의 형태로 형성된 분배유로(120)와 완충유로(140)를 덮으며 중심프레임(300)이 접합되어 있다. 중심프레임(300)에는 극판(200)이 접합되어 있다.
중심프레임(300)과 극판(200)을 공유하며, 중심프레임(300)의 반대편에는 다른 극성의 전해액이 흐르는 셀 프레임(100-1)이 접합된다.
전해액의 유동 통로를 제공하는 셀 프레임은 효율적인 전해액 분배를 통한 전지의 효율 향상 측면에 있어서 매우 중요하다. 종래 레독스 흐름 전지의 셀 프레임은 전해액의 고르지 못한 분배, 즉 고압으로 유입되는 전해액이 전해액 압력이 해소되는 일부 구간에서 흐름이 집중되는 현상으로 인해 효율이 저하되는 문제점을 가지고 있었는데, 본 발명은 이러한 점을 개선하여 전해액이 고르게 분배되고 제트 플로우가 발생하지 않도록 한 것이다.
본 발명에 따른 셀 프레임은 전해액의 고른 분배와 완충효과를 위한 것으로 모든 구간에서 전해액의 고른 분배를 보였으며, 이로 인해 전해액이 전극면적을 최대한 활용하여 전지의 효율을 높이는 효과를 가져온다. 전극면적 활용의 최대화는 충전 및 방전에 요구되는 시간을 줄일 수 있으며, 고출력의 전력 사용시, 요구되는 빠른 유속조건에서도 고른 전해액의 분배를 통해 전지의 효율을 유지시킬 수 있는 장점을 가지게 된다.
100 : 셀 프레임
120 : 분배유로
122 : 유동안정화구간
140 : 완충유로
150 : 관통유로
160 : 혼합영역
162 : 혼합블럭
164 : 혼합유로

Claims (13)

  1. 전극으로 전해액을 공급하는 셀 프레임에 있어서,
    전극의 양 측면에 각각 배치된 전해액 유입부 및 유출부;
    상기 전해액 유입부에 연결되며 횡방향으로 전개되어 복수개의 유로로 분기되는 다단계 분배유로;
    상기 분배유로의 각각의 말단에 연결되며 종방향으로 전개되어 복수개의 유로로 분기되며 다단계로 구성되어 전극 측으로 갈수록 유로폭이 증가하는 형태로 형성된 완충유로;
    상기 완충유로와 상기 전극의 사이에 형성되어 상기 완충유로들로부터 흘러 들어온 전해액들이 혼합되도록 하는 혼합영역; 및
    혼합영역에 존재하며 혼합영역으로 유입된 전해액을 분배 및 완충 시켜주는 혼합블럭;을 포함하는 레독스 흐름 전지의 셀 프레임.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분배유로는 분기 전 유로폭과 분기 후 유로폭의 합이 동일하도록 분기되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지의 셀 프레임.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 완충유로는 다단계로 구성되며, 특정 단의 완충유로에서 분기되는 후단 완충유로의 폭의 합이 전단 완충 유로의 폭보다 증가하는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지의 셀 프레임.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 다단계 완충 유로에서 n단에서 분기되는 완충 유로의 폭의 합보다 n+1단에서 분기되는 완충유로의 폭의 합이 더 큰 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지의 셀 프레임.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 특정 단에서 분기 전 완충 유로의 폭과 분기 후 완충 유로의 폭의 합의 비가 1:1.01 내지 1:4의 범위인 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지의 셀 프레임.
  6. 제 3 항에 있어서,
    최종 완충유로의 출구폭은 상기 최종 완충유로의 입구폭의 5~30배 범위인 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지의 셀 프레임.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 최종 완충유로의 출구폭은 상기 최종 완충유로의 입구폭의 10~20배 범위인 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지의 셀 프레임.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합영역은 상기 전극의 폭과 동일한 폭을 가지며,
    상기 혼합블럭은 상기 혼합영역을 균등하게 분할하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지의 셀 프레임.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 혼합블럭은 각 완충유로의 중심부에 상기 혼합블럭의 중앙부가 위치하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지의 셀 프레임.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 혼합블럭은 단면이 원형 또는 다각형 형태인 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지의 셀 프레임.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 혼합블럭이 차지하는 면적은
    상기 혼합영역 전체 면적의 10%~50% 범위인 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지의 셀 프레임.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 분배유로와 상기 완충유로는 경로와 무관하게 모두 동일한 유로 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 셀 프레임.
  13. 전극의 양 측면에 배치된 전해액 유입부 및 유출부;
    상기 전해액 유입부에 연결되며 횡방향으로 전개되어 복수개의 유로로 분기되는 다단계 분배유로;
    상기 분배유로의 각각의 말단에 연결되며 종방향으로 전개되어 복수개의 유로로 분기되며 다단계로 구성되어 전극 측으로 갈수록 유로폭이 증가하는 형태로 형성된 완충유로;
    상기 완충유로와 상기 전극의 사이에 형성되어 상기 완충유로들로부터 흘러 들어온 전해액들이 혼합되도록 하는 혼합영역;
    상기 혼합영역에 존재하며 혼합영역으로 유입된 전해액을 분배 및 완충 시켜주는 혼합블럭을 포함하는 레독스 흐름 전지의 셀 프레임; 및
    상기 셀 프레임으로부터 전해액을 공급받는 전극;을 포함하는 레독스 흐름 전지.
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