KR101659950B1 - Combined complex electrode cell and redox flow battery comprising thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 매니폴드 사이의 전해액 누수 발생을 원천 차단한 일체형 복합전극셀 및 이를 포함하는 레독스 흐름전지에 관한 것으로써, 특히, 일체로 형성된 매니폴드에 제1,2전극과 바이폴라 플레이트가 설치되어, 부품수가 감소하여 제조비용이 감소하고 적층이 용이하고 제조시간을 단축시킬 수 있으며 부피가 감소되는 일체형 복합전극셀 및 이를 포함하는 레독스 흐름전지에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to an integral type composite electrode cell in which electrolyte leakage between manifolds is prevented from occurring, and a redox flow cell including the same. Particularly, the first and second electrodes and the bipolar plate are installed on the integrally formed manifold , A composite electrode cell in which the number of parts is reduced and the manufacturing cost is reduced, the lamination is easy, the manufacturing time can be shortened, and the volume is reduced, and a redox flow cell including the same.

Description

일체형 복합전극셀 및 이를 포함하는 레독스 흐름전지{COMBINED COMPLEX ELECTRODE CELL AND REDOX FLOW BATTERY COMPRISING THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an integrated composite electrode cell and a redox flow cell including the composite electrode cell,

본 발명은 일체형 복합전극셀 및 이를 포함하는 레독스 흐름전지에 관한 것으로써, 특히, 일체로 형성된 1장의 매니폴드에 제1,2전극과 바이폴라 플레이트가 설치되는 레독스 흐름전지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an integrated composite electrode cell and a redox flow cell including the same, and more particularly, to a redox flow cell in which first and second electrodes and a bipolar plate are installed on a single manifold formed integrally.

일반적으로 대용량의 전력저장을 이차전지로서 레독스 흐름전지(RFB, redox flow battery)는 유지보수 비용이 적고 상온에서 작동가능하며 용량과 출력을 독립적으로 설계할 수 있는 특징이 있기 때문에 최근 대용량 2차전지로 많은 연구가 진행되고 있다.Generally, as a secondary battery, the redox flow battery (RFB) can be operated at room temperature with low maintenance cost, and the capacity and output can be independently designed. Therefore, the large capacity secondary battery A lot of research is going on.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 레독스 흐름전지는 레독스 흐름전지는 전해액 주입구 및 배출구를 갖는 한 쌍의 엔드플레이트(1a, 1b), 상기 엔드플레이트(1a, 1b) 각각의 내측에 위치하는 집전체(2a, 2b), 상기 집전체(2a, 2b) 각각의 내측에 위치하는 것으로서 상기 집전체(2a, 2b)와 대응되는 면에 바이폴라 플레이트(110)가 안착되고 반대면에 전극이 삽입되는 엔드매니폴드(123, 124), 및 상기 엔드매니폴드(123, 124) 사이에 위치하는 것으로서 적어도 두 개의 분리막(130)과 상기 분리막(130) 사이에 위치하는 일체형 복합전극셀(140)을 포함하여 이루어진다.As shown in FIGS. 1 and 2, the conventional redox flow battery includes a pair of end plates 1a and 1b having electrolyte injection ports and discharge ports, a plurality of end plates 1a and 1b, The bipolar plate 110 is positioned on the inner side of the current collectors 2a and 2b and the current collectors 2a and 2b and is positioned on the surface corresponding to the current collectors 2a and 2b, The end manifolds 123 and 124 and the end manifolds 123 and 124 to which electrodes are inserted and at least two separators 130 and the separator 130, (140).

최외각에 배치되는 상기 엔드플레이트(1a, 1b) 각각의 내측에는 집전체(2a, 2b)가 형성되는데, 상기 집전체(2a,2b)는 전자가 움직이는 통로로서 충전 시 외부로부터 전자를 받아들이거나 방전 시 외부로 전자를 내어주는 역할을 한다. 양 말단에 위치한 2개의 집전체(2a, 2b)는 서로 전극을 달리한다.Current collectors 2a and 2b are formed inside each of the end plates 1a and 1b disposed at the outermost periphery. The current collectors 2a and 2b are paths through which electrons move, It discharges electrons to the outside when discharging. The two current collectors 2a and 2b located at both ends are different from each other in electrodes.

상기 엔드매니폴드(123, 124)는 상기 집전체(2a, 2b) 각각의 내측에 위치하는 것으로서 상기 집전체(2a, 2b)와 대응되는 면에 바이폴라 플레이트(110)가 안착되고 반대면에 전극이 삽입된다.The end manifolds 123 and 124 are positioned inside each of the current collectors 2a and 2b and a bipolar plate 110 is mounted on a surface corresponding to the current collectors 2a and 2b, .

상기 엔드매니폴드(123, 124) 사이에는 적어도 두개의 분리막(130)과 상기 분리막(130) 사이에 위치하는 일체형 복합전극셀(140)을 포함하여 이루어진다. 상기 분리막(130)은 충전 또는 방전 시 양극 전해액과 음극 전해액을 분리시키고, 충전 또는 방전 시 선택적으로 이온만을 이동시키는 역할을 한다.And at least two separation membranes 130 between the end manifolds 123 and 124 and an integrated composite electrode cell 140 positioned between the separation membranes 130. The separator 130 separates the anode electrolyte and the cathode electrolyte at the time of charging or discharging, and selectively moves ions only during charging or discharging.

일체형 복합전극셀(140)은 외측에 제1전극(125)이 삽입되는 제1매니폴드(121), 외측에 제2전극(126)이 삽입되는 제2매니폴드(122), 및 상기 제1매니폴드(121)와 제2매니폴드(122) 사이에 안착되는 바이폴라 플레이트(110)를 포함하여 이루어진다.The integrated composite electrode cell 140 includes a first manifold 121 to which the first electrode 125 is inserted on the outside, a second manifold 122 to which the second electrode 126 is inserted on the outside, And a bipolar plate 110 seated between the manifold 121 and the second manifold 122.

그러나 이러한 종래의 일체형 복합전극셀은 매니폴드를 2개 구비해야 해서 부품수가 많고, 이로 인해 부피도 증가되며, 두개의 매니폴드 사이로 전해액이 누수되는 문제점이 있다.However, such a conventional integrated composite electrode cell requires two manifolds, so that the number of parts is increased, thereby increasing the volume, and the electrolyte is leaked between the two manifolds.

한국등록특허공보 제11309262호Korean Patent Registration No. 11309262

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 2개의 매니폴드를 사용함으로 인해 매니폴드 사이에서 발생하는 전해액 누수 문제를 원천적으로 차단할 수 있는 동시에 부품수가 감소하여 제조비용이 감소하고 적층이 용이하고 제조시간을 단축시킬 수 있으며 부피가 감소되는 일체형 복합전극셀 및 이를 포함하는 레독스 흐름전지를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems by using two manifolds, which can fundamentally block the electrolyte leakage problem between the manifolds, Which can shorten the manufacturing time and reduce the volume, and a redox flow cell including the same.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일체형 복합전극셀은, 일측에 삽입공이 형성되고, 타측에 상기 삽입공에 연통되는 안착홈이 형성되는 매니폴드와, 상기 삽입공에 삽입되어 상기 매니폴드 일측에 배치되는 제1전극과, 상기 안착홈에 삽입되어 상기 매니폴드 타측에 배치되는 제2전극과, 상기 안착홈에 안착되어 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치되는 바이폴라 플레이트를 포함하며, 상기 매니폴드는 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the integral type composite electrode cell of the present invention comprises a manifold having an insertion hole formed on one side thereof and a seating groove communicating with the insertion hole on the other side, A second electrode inserted into the seating groove and disposed on the other side of the manifold, and a bipolar plate placed in the seating groove and disposed between the first electrode and the second electrode, And the manifold is integrally formed.

전술한 구성에서, 상기 제1전극과 상기 제2전극의 단면적은 서로 다르며, 상기 바이폴라 플레이트와 상기 매니폴드 사이에는 실링부재가 배치되며, 상기 바이폴라 플레이트는 상기 매니폴드에 접착제 또는 열융착을 통해 설치되고, 상기 매니폴드 양측에는 유로가 각각 형성될 수 있다.In the above-described configuration, a cross-sectional area of the first electrode and the second electrode is different from each other, and a sealing member is disposed between the bipolar plate and the manifold, and the bipolar plate is installed to the manifold through an adhesive or heat- And a flow path may be formed on both sides of the manifold.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 레독스 흐름전지는, 전해액 주입구 및 배출구를 갖는 한 쌍의 엔드플레이트와, 상기 엔드플레이트 각각의 내측에 위치하는 집전체와, 상기 집전체 각각의 내측에 위치하는 것으로서 상기 집전체와 대응되는 면에 바이폴라 플레이트가 안착되고 반대면에 전극이 삽입되는 엔드매니폴드, 및 상기 엔드매니폴드 사이에 위치하는 적어도 두 개의 분리막과, 일측에 삽입공이 형성되고, 타측에 상기 삽입공에 연통되는 안착홈이 형성되는 매니폴드와, 상기 삽입공에 삽입되어 상기 매니폴드 일측에 배치되는 제1전극과, 상기 안착홈에 삽입되어 상기 매니폴드 타측에 배치되는 제2전극과, 상기 안착홈에 안착되어 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치되는 바이폴라 플레이트를 포함하며, 상기 분리막 사이에 배치되는 일체형 복합전극셀을 포함하며, 상기 매니폴드는 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a redox flow cell comprising: a pair of end plates each having an electrolyte inlet and an outlet; a current collector located inside each of the end plates; An end manifold in which a bipolar plate is mounted on a surface corresponding to the current collector and an electrode is inserted on an opposite surface of the bipolar plate, and at least two separation membranes positioned between the end manifolds, A first electrode inserted into the insertion hole and disposed on one side of the manifold, and a second electrode inserted into the seating groove and disposed on the other side of the manifold, And a bipolar plate that is seated in the seating groove and is disposed between the first electrode and the second electrode, And the manifold may be integrally formed.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 일체형 복합전극셀 및 이를 포함하는 레독스 흐름전지에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the integrated composite electrode cell of the present invention and the redox flow cell including the composite electrode cell have the following effects.

일체로 형성된 매니폴드에 제1,2전극과 바이폴라 플레이트가 설치되어, 부품수가 감소하여 제조비용이 감소하고 적층이 용이하고 제조시간을 단축시킬 수 있으며 부피가 감소되어 적층 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 식판을 쌓아올리듯 적층이 용이하여 적층 작업 시간 및 비용을 획기적으로 줄일수 있고, 구조가 단순해질 수 있다. 또한, 매니폴드를 1장만 사용하기 때문에 매니폴드 사이에서 전해액이 누수되는 문제도 원천적으로 차단할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 레독스 흐름전지는 부피당 에너지 밀도를 고려하여 볼 때 기존의 레독스 흐름전지에 비해 에너지 밀도가 증가된 레독스 흐름전지를 제공할 수 있다는 이점이 있다. Since the first and second electrodes and the bipolar plate are provided on the manifolds formed integrally with each other, the number of parts is reduced, the manufacturing cost is reduced, the lamination is easy, the manufacturing time can be shortened and the volume can be reduced, As the plates are piled up, the stacking is facilitated, which can drastically reduce the stacking operation time and cost, and the structure can be simplified. In addition, since only one manifold is used, the problem of electrolyte leakage between the manifolds can be prevented as well. Therefore, the redox flow cell according to the present invention is advantageous in that it can provide a redox flow cell having an increased energy density compared to a conventional redox flow battery, considering the energy density per volume.

1장의 매니폴드에 1장의 바이폴라플레이트를 적층할 수 있어서 매니폴드가 단순화 되는 이점이 있다.One bipolar plate can be stacked on one manifold, which simplifies the manifold.

두 전극의 단면적이 달라서, 첨가제 없이도 상대적으로 낮은 반응성을 가진 음극 부분의 반응성을 향상시킬 수 있다.The cross-sectional area of the two electrodes is different, so that the reactivity of the cathode portion having a relatively low reactivity can be improved without an additive.

상기 바이폴라 플레이트와 상기 매니폴드 사이에는 실링부재가 배치되거나, 상기 바이폴라 플레이트는 상기 매니폴드에 접착제 또는 열융착을 통해 설치되어, 전해액의 누수를 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.A sealing member may be disposed between the bipolar plate and the manifold, or the bipolar plate may be provided to the manifold through an adhesive or heat fusion so as to more effectively prevent leakage of the electrolyte.

도 1은 종래의 레독스 흐름전지의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 종래의 일체형 복합전극셀의 결합 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 복합전극셀 및 이를 포함하는 레독스 흐름전지 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 복합전극셀 분리 단면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 복합전극셀 결합 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 schematically shows a lamination structure of a conventional redox flow cell. FIG.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]
3 is a cross-sectional view of an integrated composite electrode cell and a redox flow cell including the same according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of an integral composite electrode cell according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of an integral composite electrode cell according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.For reference, the same components as those of the conventional art will be described with reference to the above-described prior art, and a detailed description thereof will be omitted.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 레독스 흐름전지는, 전해액 주입구 및 배출구(1160)를 갖는 한 쌍의 엔드플레이트(11a, 11b), 상기 엔드플레이트(11a, 11b) 각각의 내측에 위치하는 집전체(12a, 12b), 상기 집전체(12a, 12b) 각각의 내측에 위치하는 것으로서 상기 집전체(12a, 12b)와 대응되는 면에 바이폴라 플레이트(1110)가 안착되고 반대면에 전극이 삽입되는 엔드매니폴드(1123, 1124), 및 상기 엔드매니폴드(1123, 1124) 사이에 위치하는 것으로서 적어도 두 개의 분리막(1130)과 상기 분리막(1130) 사이에 위치하는 일체형 복합전극셀(1140)을 포함하여 이루어진다.3 to 5, the redox flow cell of the present embodiment includes a pair of end plates 11a and 11b having an electrolyte injection port and an exhaust port 1160, and a pair of end plates 11a and 11b The bipolar plate 1110 is located on the inner side of the current collectors 12a and 12b and the current collectors 12a and 12b and is positioned on the surface corresponding to the current collectors 12a and 12b, And a separator 1130 disposed between the end manifolds 1123 and 1124. The separator 1130 is disposed between the end manifolds 1123 and 1124, (1140).

상기 엔드플레이트(11a, 11b)는 전체적인 레독스 흐름전지의 윤곽을 형성하는 역할을 하는 것으로서 최외각에 배치되며 각각 전해액 주입구와 전해액 배출구(1160)가 형성되는데, 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 통상의 플레이트에 전해액이 주입되거나 배출될 수 있는 통로를 형성하면 용이하게 형성할 수 있다. 여기서 전해액 주입구와 전해액 배출구는 도면에 도시하지는 않았지만 양극전해액탱크 및 음극전해액탱크와 연결되어 있으며, 별도로 구비된 펌프의 구동에 의해 양극전해액과 음극전해액이 순환하게 된다.The end plates 11a and 11b form an outline of the redox flow cell as a whole. The end plates 11a and 11b are disposed at the outermost periphery and have an electrolyte injection port and an electrolyte discharge port 1160, respectively. It can be easily formed when a passage through which the electrolyte is injected or discharged into the plate is formed. Although not shown in the drawing, the electrolyte injection port and the electrolyte discharge port are connected to the positive electrode electrolyte tank and the negative electrode electrolyte tank, and the positive and negative electrode electrolytic solutions are circulated by driving the separately provided pump.

상기 엔드플레이트(11a, 11b)는 절연체를 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어 상기 엔드플레이트(11a, 11b)는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스틸렌(PS) 및 염화비닐(PVC)등의 고분자를 사용하여 형성될 수 있으며, 가격 및 구입의 용이성 등을 고려하면 염화비닐(PVC)을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.The end plates 11a and 11b may be formed using an insulator. For example, the end plates 11a and 11b may be formed using a polymer such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), and vinyl chloride (PVC) It is preferable to use polyvinyl chloride (PVC).

상기 엔드매니폴드(1123, 1124)는 상기 집전체(12a, 12b)와 대응되는 면에 바이폴라 플레이트(1110)가 삽입되고 반대면에 전극이 삽입된다.In the end manifolds 1123 and 1124, a bipolar plate 1110 is inserted into a surface corresponding to the current collectors 12a and 12b, and an electrode is inserted on the opposite surface.

두개의 엔드매니폴드(1123, 1124) 중 상부에 배치되는 엔드매니폴드(1123)는 일측에 삽입공이 형성되고, 타측에 상기 삽입공에 연통되는 안착홈이 형성되어, 상기 삽입공에 전극이 삽입되고, 상기 안착홈에 바이폴라 플레이트(1110)가 안착된다.An end manifold 1123 disposed at an upper portion of the two end manifolds 1123 and 1124 has an insertion hole formed at one side thereof and a seating groove communicating with the insertion hole formed at the other side thereof, And the bipolar plate 1110 is seated in the seating groove.

상기 바이폴라 플레이트(1110)는 당해분야에서 일반적으로 사용되는 도전성플레이트를 사용할 수 있다. 바람직하게 상기 바이폴라 플레이트(1110)는 도전성 그라파이트 플레이트를 사용할 수 있다. 바람직하게 상기 바이폴라 플레이트(1110)는 페놀 수지에 함침된 그라파이트 플레이트가 사용될 수 있다. 그라파이트 플레이트를 단독으로 사용하는 경우에는 전해액에 사용된 강산이 그라파이트를 투과할 수 있는 바, 강산의 투과를 막기 위하여 페놀수지에 함침된 그라파이트 플레이트를 사용하는 것이 바람직하다.The bipolar plate 1110 may be a conductive plate commonly used in the art. Preferably, the bipolar plate 1110 may use a conductive graphite plate. Preferably, the bipolar plate 1110 may be a graphite plate impregnated with phenolic resin. In the case where the graphite plate is used alone, it is preferable to use a graphite plate impregnated with phenol resin in order to prevent the permeation of strong acid because the strong acid used in the electrolytic solution can permeate the graphite.

상기 전극은 전해액의 산화환원을 위한 활성 사이트(active site)를 제공하는 것으로서 당해분야에서 일반적으로 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 바람직하게 펠트전극이 사용될 수 있다.The electrode provides an active site for the redox reaction of the electrolyte, and any electrode commonly used in the art can be used without limitation. Preferably, a felt electrode may be used.

예를 들어 상기 펠트전극은 부직포 및 탄소섬유 및 탄소 페이퍼 등이 사용될 수 있다. 바람직하게 상기 펠트전극은 폴리아크릴로나이트릴(PAN, polyacrylonitrile) 계열 또는 레이온(Rayon) 계열로 형성된 탄소섬유펠트전극일 수 있다.For example, the felt electrode may be a nonwoven fabric, a carbon fiber, a carbon paper, or the like. Preferably, the felt electrode may be a carbon fiber felt electrode formed of polyacrylonitrile (PAN) or rayon (Rayon) series.

상기 엔드매니폴드(1123, 1124)는 위치에 따라 양극용 또는 음극용으로 사용될 수 있으며, 상기 전극이 삽입되는 면에는 용도에 따라 양극전해액 또는 음극전해액이 이동하기 위한 통로인 유로가 형성된다.The end manifolds 1123 and 1124 may be used for an anode or a cathode depending on the position, and a flow path, which is a passage through which the anode electrolyte or the cathode electrolyte flows, is formed on the surface where the electrode is inserted.

상기 분리막(1130)은 충전 또는 방전 시 양극 전해액과 음극 전해액을 분리시키고, 충전 또는 방전 시 선택적으로 이온만을 이동시키는 역할을 한다.The separator 1130 separates the anode electrolyte and the cathode electrolyte at the time of charging or discharging, and selectively moves ions only during charging or discharging.

일체형 복합전극셀(1140)은 일측에 삽입공(1121)이 형성되고, 타측에 상기 삽입공(1121)에 연통되는 안착홈(1122)이 형성되는 매니폴드(1120)와, 상기 삽입공(1121)에 삽입되어 상기 매니폴드(1120) 일측에 배치되는 제1전극(1125)과, 상기 안착홈(1122)에 삽입되어 상기 매니폴드(1120) 타측에 배치되는 제2전극(1126)과, 상기 안착홈(1122)에 안착되어 상기 제1전극(1125)과 상기 제2전극(1126) 사이에 배치되는 바이폴라 플레이트(1110)를 포함하며, 상기 매니폴드(1120)는 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.The integrated composite electrode cell 1140 includes a manifold 1120 in which an insertion hole 1121 is formed on one side and a seating groove 1122 communicating with the insertion hole 1121 is formed on the other side, And a second electrode 1126 inserted into the seating groove 1122 and disposed on the other side of the manifold 1120. The first electrode 1125 is disposed on one side of the manifold 1120, And a bipolar plate 1110 which is seated in the seating groove 1122 and is disposed between the first electrode 1125 and the second electrode 1126. The manifold 1120 is integrally formed do.

매니폴드(1120)는 프레임 형상으로 형성되며, 안착홈(1122)의 단면적은 삽입공(1121)의 단면적보다 크게 형성된다. 따라서, 매니폴드(1120) 내측에는 안착홈(1122)과 삽입공(1121) 사이에 걸림턱(1141)이 돌출되게 형성된다. 본 실시예에서 매니폴드(1120)의 타측은 상부이며, 일측은 하부이다.The manifold 1120 is formed in a frame shape, and the cross-sectional area of the seating groove 1122 is formed larger than the cross-sectional area of the insertion hole 1121. Therefore, a locking protrusion 1141 protrudes inside the mounting recess 1122 and the insertion hole 1121 inside the manifold 1120. In the present embodiment, the other side of the manifold 1120 is the upper side and the other side is the lower side.

매니폴드(1120) 양측에는 유로(미도시)가 각각 형성된다. 상기 유로는 전해액이 이동하기 위한 통로로서 양극전해액 또는 음극전해액이 이동되며, 그 형상은 다양하게 변형가능하다. 아울러 상기 매니폴드(1120)에는 양극전해액 또는 음극전해액을 상기 유로에 공급하거나 상기 유로로부터 배출하기 위한 주입구 및 배출구가 구비될 수 있으며, 이는 당업자라면 용이하게 형성 가능한 것이다.A flow path (not shown) is formed on both sides of the manifold 1120. The flow path is a path through which the electrolyte flows, and the positive electrode electrolyte or the negative electrode electrolyte is moved, and the shape thereof can be variously modified. In addition, the manifold 1120 may be provided with an injection port and an exhaust port for supplying a cathode electrolyte or a cathode electrolyte to the flow path or discharging the anode electrolyte from the flow path, which can be easily formed by those skilled in the art.

제1전극(1125)은 두께가 일정한 사각형의 평판형상으로 형성된다. 제1전극(1125)은 삽입공(1121)의 형상에 대응되도록 형성된다.The first electrode 1125 is formed in a flat plate shape having a constant thickness. The first electrode 1125 is formed to correspond to the shape of the insertion hole 1121.

제1전극(1125)는 삽입공(1121)에 삽입되어, 매니폴드(1120)의 하부에 배치된다.The first electrode 1125 is inserted into the insertion hole 1121 and disposed under the manifold 1120.

제2전극(1126)은 두께가 일정한 사각형의 평판형상으로 형성된다. 제2전극(1126)은 제1전극(1125)보다 단면적이 크도록 형성된다. The second electrode 1126 is formed in a flat plate shape having a constant thickness. The second electrode 1126 is formed to have a larger cross-sectional area than the first electrode 1125.

제1전극(1125)과 제2전극(1126) 중 하나는 음극전극이 되고, 나머지 하나는 양극 전극이 된다. 두 전극의 단면적이 서로 다르게 형성되어 상대적으로 반응성이 낮은 전극의 단면적을 크게 하여 반응성을 향상시킬 수 있다.One of the first electrode 1125 and the second electrode 1126 becomes a cathode electrode and the other becomes a cathode electrode. The cross-sectional areas of the two electrodes are different from each other, so that the reactivity can be improved by increasing the cross-sectional area of the electrode having a relatively low reactivity.

제2전극(1126)은 안착홈(1122)에 삽입되어, 매니폴드(1120)의 상부에 배치된다. 제2전극(1126)은 안착홈(1122)의 형상에 대응되도록 형성된다.The second electrode 1126 is inserted into the seating groove 1122 and disposed on the top of the manifold 1120. The second electrode 1126 is formed to correspond to the shape of the seating groove 1122.

바이폴라 플레이트(1110)는 제2전극(1126) 형상에 대응되도록 형성된다.The bipolar plate 1110 is formed to correspond to the shape of the second electrode 1126.

바이폴라 플레이트(1110)와 매니폴드(1120)의 내벽 사이에는 가스켓과 같은 실링부재(150)가 배치될 수 있다.A sealing member 150 such as a gasket may be disposed between the bipolar plate 1110 and the inner wall of the manifold 1120.

실링부재(150)는 오링으로 형성되며, 단면형상이 평판형상으로 형성된다. 이와 같이 실링부재(150)가 형성되어 실링 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.The sealing member 150 is formed of an O-ring and has a flat cross-sectional shape. As described above, the sealing member 150 is formed to further improve the sealing effect.

실링부재(150)는 걸림턱(1141) 상부에 배치된다. 즉, 실링부재(150)는 걸림턱(1141)과 바이폴라 플레이트(1110) 가장자리 사이에 배치된다.The sealing member 150 is disposed above the latching jaw 1141. That is, the sealing member 150 is disposed between the latching jaw 1141 and the edge of the bipolar plate 1110.

또한, 바이폴라 플레이트(1110)는 상기 매니폴드(1120) 내측에 접착제 또는 열융착을 통해 설치될 수 있다.In addition, the bipolar plate 1110 may be installed inside the manifold 1120 through an adhesive or heat fusion.

이러한 본 실시예의 레독스 흐름전지는 맨 아래에 엔드플레이트(11a)를 놓고 그 위에 엔드매니폴드(1124)를 적층시킨 후에 그 위에 분리막(1130)과 일체형 복합전극셀(1140)을 교대로 적층시킨 후에 그 위에 엔드매니폴드(1123)를 적층시키고 그 위에 엔드플레이트(11b)를 적층시켜서 조립한다. 적층시 일체형 복합전극셀(1140)은 안착홈(1122)이 상부를 향하도록 배치된다. In the redox flow cell of this embodiment, the end plate 11a is placed at the bottom, the end manifold 1124 is stacked thereon, and the separator 1130 and the integral composite electrode cell 1140 are alternately stacked thereon The end manifold 1123 is stacked thereon, and the end plate 11b is stacked thereon and assembled. The integrated composite electrode cell 1140 is disposed so that the seating groove 1122 faces upward.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 레독스 흐름전지는 일체로 형성된 매니폴드(1120)에 제1,2전극(1125, 1126)과 바이폴라 플레이트(1110)가 설치되어, 부품수가 감소하여 제조비용이 감소하고 적층이 용이하고 제조시간을 단축시킬 수 있으며 부피가 감소되어 적층 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 식판을 쌓아올리듯 적층이 용이하여 적층 작업 시간 및 비용을 획기적으로 줄일수 있고, 구조가 단순해질 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 레독스 흐름전지는 부피당 에너지 밀도를 고려하여 볼 때 기존의 레독스 흐름전지에 비해 에너지 밀도가 증가된 레독스 흐름전지를 제공할 수 있다는 이점이 있다. As described above, the redox flow cell according to the present invention includes first and second electrodes 1125 and 1126 and a bipolar plate 1110 in a manifold 1120 formed integrally with the redox flow cell, And it is possible to shorten the manufacturing time and shorten the production time, and it is possible to increase the efficiency of the laminating as well as to increase the efficiency of laminating, and it is possible to reduce the laminating operation time and cost drastically, have. Therefore, the redox flow cell according to the present invention is advantageous in that it can provide a redox flow cell having an increased energy density compared to a conventional redox flow battery, considering the energy density per volume.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims .

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
11a, 11b : 엔드플레이트 12a, 12b : 집전체
1110 : 바이폴라 플레이트 1120 : 매니폴드
1123, 1124 : 엔드매니폴드 1125 : 제1전극
1126 : 제2전극 1130 : 분리막
1140 : 일체형 복합전극셀 1141 : 안착홈DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS
11a and 11b: end plates 12a and 12b:
1110: Bipolar plate 1120: Manifold
1123, 1124: end manifold 1125: first electrode
1126: second electrode 1130: separator
1140: Integrated composite electrode cell 1141:

Claims (6)

일측에 삽입공이 형성되고, 타측에 상기 삽입공에 연통되는 안착홈이 형성되는 매니폴드;
상기 삽입공에 삽입되어 상기 매니폴드 일측에 배치되는 제1전극;
상기 안착홈에 삽입되어 상기 매니폴드 타측에 배치되는 제2전극;
상기 안착홈에 안착되어 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치되는 바이폴라 플레이트를 포함하며, 상기 매니폴드는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 복합전극셀.A manifold in which an insertion hole is formed on one side and a seating groove communicating with the insertion hole is formed on the other side;
A first electrode inserted into the insertion hole and disposed at one side of the manifold;
A second electrode inserted into the seating groove and disposed on the other side of the manifold;
And a bipolar plate placed in the seating groove and disposed between the first electrode and the second electrode, wherein the manifold is integrally formed. 제 1항에 있어서,
상기 제1전극과 상기 제2전극의 단면적은 서로 다른 것을 특징으로 하는 일체형 복합전극셀.The method according to claim 1,
Wherein the cross-sectional area of the first electrode and the cross-sectional area of the second electrode are different from each other. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 바이폴라 플레이트와 상기 매니폴드 사이에는 실링부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 일체형 복합전극셀.3. The method according to claim 1 or 2,
And a sealing member is disposed between the bipolar plate and the manifold. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 4 has been abandoned due to the setting registration fee. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 바이폴라 플레이트는 상기 매니폴드에 접착제 또는 열융착을 통해 설치되는 것을 특징으로 하는 일체형 복합전극셀.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the bipolar plate is installed on the manifold through an adhesive or heat fusion. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 5 has been abandoned due to the setting registration fee. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 매니폴드 양측에는 유로가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 복합전극셀.3. The method according to claim 1 or 2,
And a flow path is formed on both sides of the manifold. 전해액 주입구 및 배출구를 갖는 한 쌍의 엔드플레이트;
상기 엔드플레이트 각각의 내측에 위치하는 집전체;
상기 집전체 각각의 내측에 위치하는 것으로서 상기 집전체와 대응되는 면에 바이폴라 플레이트가 안착되고 반대면에 전극이 삽입되는 엔드매니폴드, 및
상기 엔드매니폴드 사이에 위치하는 적어도 두 개의 분리막;
일측에 삽입공이 형성되고, 타측에 상기 삽입공에 연통되는 안착홈이 형성되는 매니폴드와, 상기 삽입공에 삽입되어 상기 매니폴드 일측에 배치되는 제1전극과, 상기 안착홈에 삽입되어 상기 매니폴드 타측에 배치되는 제2전극과, 상기 안착홈에 안착되어 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치되는 바이폴라 플레이트를 포함하며, 상기 분리막 사이에 배치되는 일체형 복합전극셀을 포함하며,
상기 매니폴드는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지.A pair of end plates having an electrolyte inlet and an outlet;
A current collector positioned inside each of the end plates;
An end manifold positioned inside each of the current collectors and having a bipolar plate mounted on a surface corresponding to the current collector and an electrode inserted on the opposite surface,
At least two separation membranes positioned between the end manifolds;
A first electrode inserted into the insertion hole and disposed at one side of the manifold, and a second electrode inserted into the seating groove to be inserted into the mounting hole, And a bipolar plate disposed between the first electrode and the second electrode, the integrated electrode cell being disposed between the separation membranes, wherein the bipolar plate is disposed between the first electrode and the second electrode,
Wherein the manifold is integrally formed.
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