KR101927301B1 - Cell-gasket complex, method for forming the same and redox flow battery comprising the same - Google Patents

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Abstract

셀-가스켓 복합체와 그 형성 방법 및 상기 셀-가스켓 복합체를 포함하는 레독스 흐름 전지가 제공된다. 상기 셀-가스켓 복합체는, 단위 셀 및 상기 단위 셀의 측면을 덮는 가스켓을 포함한다. 상기 레독스 흐름 전지는, 단위 셀 및 상기 단위 셀의 측면을 덮는 가스켓을 포함하는 셀-가스켓 복합체, 상기 단위 셀 아래에 배치되는 제1 분리판, 상기 가스켓 아래에 배치되고, 상기 제1 분리판을 둘러싸며, 제1 전해액이 흐르는 제1 유로를 갖는 제1 플로우 프레임, 상기 단위 셀 위에 배치되는 제2 분리판, 및 상기 가스켓 위에 배치되고, 상기 제2 분리판을 둘러싸며, 제2 전해액이 흐르는 제2 유로를 갖는 제2 플로우 프레임을 포함한다. 상기 셀-가스켓 복합체의 형성 방법은, 하부 프레스 위에 단위 셀을 배치하는 단계, 상기 단위 셀이 배치된 상기 하부 프레스 위에 상부 프레스를 배치하는 단계, 및 상기 단위 셀의 측면을 덮는 가스켓을 형성하는 단계를 포함한다.A cell-gasket composite, a method for forming the same, and a redox flow cell comprising the cell-gasket composite are provided. The cell-gasket composite includes a unit cell and a gasket covering a side surface of the unit cell. The redox flow cell comprises a cell-gasket composite including a unit cell and a gasket covering a side surface of the unit cell, a first separator plate disposed below the unit cell, a second separator disposed under the gasket, A first flow frame having a first flow path through which the first electrolyte flows, a second separation plate disposed on the unit cell, and a second electrolyte layer disposed on the gasket and surrounding the second separation plate, And a second flow frame having a second flow path. The method of forming a cell-gasket composite includes: disposing a unit cell on a lower press, disposing an upper press on the lower press on which the unit cell is disposed, and forming a gasket covering a side surface of the unit cell .

Description

셀-가스켓 복합체와 그 형성 방법 및 상기 셀-가스켓 복합체를 포함하는 레독스 흐름 전지{CELL-GASKET COMPLEX, METHOD FOR FORMING THE SAME AND REDOX FLOW BATTERY COMPRISING THE SAME}CELL-GASKET COMPLEX, METHOD OF FORMING THE SAME, AND REDOX-FLOW BATTERY COMPRISING THE CELL-GASKET COMPLEX BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 셀-가스켓 복합체와 그 형성 방법 및 상기 셀-가스켓 복합체를 포함하는 레독스 흐름 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a cell-gasket composite, a method of forming the same, and a redox flow cell including the cell-gasket composite.

석유, 석탄, 천연가스 등의 화석 연료를 이용하는 기존의 에너지 자원이 고갈되고 환경오염을 발생시켜, 이들을 대체할 수 있는 에너지에 대한 관심이 증가하고 있다. Existing energy resources using fossil fuels such as petroleum, coal and natural gas are depleted and environmental pollution is generated, and there is an increasing interest in energy that can replace them.

신·재생 에너지는 상기 화석 연료를 대체하기 위한 것으로, 화석 연료를 변환하여 이용하거나 햇빛, 물, 강수, 생물 유기체 등을 재생 가능한 에너지로 변환하여 사용하는 에너지를 말한다. 상기 신·재생 에너지는 시간, 날씨 등의 요소에 따라 에너지의 양이 변화하는 문제점이 있어, 발생된 상기 신·재생 에너지를 저장하는 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)이 필요하다.New and renewable energy is used to replace fossil fuels and refers to energy used to convert fossil fuels or to convert renewable energy into sunlight, water, precipitation, and biological organisms. The new and renewable energy has a problem that the amount of energy varies depending on factors such as time and weather, and an energy storage system (ESS) for storing the new and renewed energy generated is needed.

레독스 흐름 전지(Redox Flow Battery, RFB)는 상기 에너지 저장 시스템 중 하나로, 유지·보수 비용이 적고, 상온에서 작동 가능하며, 상기 신·재생 에너지를 안정적으로 공급할 수 있어, 최근에 많은 연구가 이루어지고 있다. 상기 레독스 흐름 전지는 멤브레인을 사이에 두고 서로 동일하거나 다른 두 가지 물질을 이온화시킨 활물질을 포함하는 전해액을 흐르게 하여, 상기 활물질의 산화 또는 환원 반응에 의해 전기를 충전 및 방전시킨다.The Redox Flow Battery (RFB) is one of the above energy storage systems, has a low maintenance and repair cost, can operate at room temperature, can stably supply the new and renewable energy, ought. The redox flow cell flows an electrolyte solution containing an active material ionized by the same or different two materials with a membrane interposed therebetween, thereby charging and discharging electricity by oxidation or reduction reaction of the active material.

상기 레독스 흐름 전지는 상기 멤브레인 위에 상기 전해액이 흐르는 분리판을 포함하는데, 상기 전해액이 상기 레독스 흐름 전지의 외부로 누출되거나, 양극 및 음극의 서로 다른 전해액들이 혼합되는 문제점이 있었다. 이에 의해, 상기 레독스 흐름 전지의 내구성이 감소하여 전지의 수명이 감소하는 문제점이 있었다.The redox flow cell includes a separation plate through which the electrolyte flows, and the electrolyte may leak to the outside of the redox flow cell or may be mixed with different electrolytes of the positive and negative electrodes. As a result, there is a problem that the durability of the redox-flow battery is reduced and the service life of the battery is reduced.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 레독스 흐름 전지의 성능을 향상시킬 수 있는 셀-가스켓 복합체를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a cell-gasket composite capable of improving the performance of a redox flow cell.

본 발명은 상기 셀-가스켓 복합체의 형성 방법을 제공한다.The present invention provides a method of forming the cell-gasket composite.

본 발명은 상기 셀-가스켓 복합체를 포함하는 레독스 흐름 전지를 제공한다.The present invention provides a redox flow cell comprising the cell-gasket composite.

본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 명확해 질 것이다.Other objects of the present invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들에 따른 셀-가스켓 복합체는, 단위 셀 및 상기 단위 셀의 측면을 덮는 가스켓을 포함하며, 상기 단위 셀과 상기 가스켓은 일체로 형성되고, 상기 가스켓은 고무로 형성되며, 상기 가스켓은 상기 단위 셀 주변에 배치되고 경질 소재로 형성된 완충부를 포함한다.The cell-gasket composite according to embodiments of the present invention includes a unit cell and a gasket covering a side surface of the unit cell, wherein the unit cell and the gasket are integrally formed, the gasket is formed of rubber, The gasket includes a buffer disposed around the unit cell and formed of a hard material.

본 발명의 실시예들에 따른 레독스 흐름 전지는, 단위 셀 및 상기 단위 셀의 측면을 덮는 가스켓을 포함하는 셀-가스켓 복합체, 상기 단위 셀 아래에 배치되는 제1 분리판, 상기 가스켓 아래에 배치되고, 상기 제1 분리판을 둘러싸며, 제1 전해액이 흐르는 제1 유로를 갖는 제1 플로우 프레임, 상기 단위 셀 위에 배치되는 제2 분리판, 및 상기 가스켓 위에 배치되고, 상기 제2 분리판을 둘러싸며, 제2 전해액이 흐르는 제2 유로를 갖는 제2 플로우 프레임을 포함한다.A redox flow cell according to embodiments of the present invention includes a cell-gasket composite including a unit cell and a gasket covering a side surface of the unit cell, a first separator plate disposed below the unit cell, A first flow frame surrounding the first separator and having a first flow path through which the first electrolyte flows, a second separator disposed on the unit cell, and a second separator disposed on the gasket, And a second flow frame having a second flow path through which the second electrolyte flows.

상기 셀-가스켓 복합체는 상기 단위 셀과 상기 가스켓이 일체로 형성된 것일 수 있다.The cell-gasket composite may have the unit cell and the gasket formed integrally.

상기 단위 셀은, 제1 전극층, 상기 제1 전극층 위에 배치되는 멤브레인, 및 상기 멤브레인 위에 배치되는 제2 전극층을 포함할 수 있고, 상기 가스켓은, 상기 제1 전극층을 둘러싸는 제1 가스켓, 및 상기 제2 전극층을 둘러싸는 제2 가스켓을 포함할 수 있으며, 상기 제1 전극층과 상기 제1 가스켓이 일체로 형성되고, 상기 제2 전극층과 상기 제2 가스켓이 일체로 형성될 수 있다.The unit cell may include a first electrode layer, a membrane disposed over the first electrode layer, and a second electrode layer disposed over the membrane, wherein the gasket includes: a first gasket surrounding the first electrode layer; And a second gasket surrounding the second electrode layer. The first electrode layer and the first gasket may be integrally formed, and the second electrode layer and the second gasket may be integrally formed.

상기 가스켓은 고무로 형성될 수 있다.The gasket may be formed of rubber.

상기 가스켓은, 상기 단위 셀 주변에 배치되고 경질 소재로 형성된 완충부를 포함할 수 있고, 상기 완충부는, 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로에 대응하는 위치에 배치될 수 있다.The gasket may include a cushion portion disposed around the unit cell and formed of a hard material, and the cushion portion may be disposed at a position corresponding to the first flow path and the second flow path.

상기 가스켓은 상기 제1 플로우 프레임 및 상기 제2 플로우 프레임과 마주보는 위치에 배치되는 돌출부를 포함할 수 있고, 상기 제1 플로우 프레임 및 상기 제2 플로우 프레임은 상기 돌출부가 삽입되는 결합홈을 가질 수 있다.The gasket may include a protrusion disposed at a position facing the first flow frame and the second flow frame, and the first flow frame and the second flow frame may have a coupling groove into which the protrusion is inserted have.

본 발명의 실시예들에 따른 셀-가스켓 복합체의 형성 방법은, 하부 프레스 위에 단위 셀을 배치하는 단계, 상기 단위 셀이 배치된 상기 하부 프레스 위에 상부 프레스를 배치하는 단계, 및 상기 단위 셀의 측면을 덮는 가스켓을 형성하는 단계를 포함한다.A method of forming a cell-gasket composite according to embodiments of the present invention includes the steps of disposing a unit cell on a lower press, disposing an upper press on the lower press on which the unit cell is disposed, To form a gasket covering the gasket.

상기 단위 셀은 상기 하부 프레스와 상기 상부 프레스에 의해 고정될 수 있고, 상기 가스켓은 상기 단위 셀의 측면에 액상 고무를 제공한 후 고상으로 변화시키는 것에 의해 형성될 수 있으며, 상기 상부 프레스는 상기 액상 고무를 상기 하부프레스 위로 주입할 수 있는 주입부를 가질 수 있다.The unit cell may be fixed by the lower press and the upper press, and the gasket may be formed by providing a liquid rubber on a side surface of the unit cell and then changing it to a solid state, And may have an injection part capable of injecting rubber onto the lower press.

상기 셀-가스켓 복합체의 형성 방법은, 상기 액상 고무를 제공하기 전에 상기 단위 셀 주변에 경질 소재의 완충부를 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of forming the cell-gasket composite may further include disposing a cushion of hard material around the unit cell before providing the liquid rubber.

본 발명의 실시예들에 따르면, 전극과 멤브레인 사이에서 전해액이 누출되는 것이 방지될 수 있다. 또, 플로우 프레임의 유로를 흐르는 전해액이 누출되는 것이 방지될 수 있다. 이에 의해, 레독스 흐름 전지의 성능이 향상될 수 있다. 또, 가스켓이 변형되는 것을 방지할 수 있고, 가스켓의 내구성이 향상되고 레독스 흐름 전지의 수명이 증가할 수 있다.According to embodiments of the present invention, electrolyte leakage between the electrode and the membrane can be prevented. In addition, leakage of the electrolyte flowing through the flow path of the flow frame can be prevented. Thus, the performance of the redox flow cell can be improved. Further, the gasket can be prevented from being deformed, the durability of the gasket can be improved, and the lifetime of the redox flow cell can be increased.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레독스 흐름 전지의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 2의 A-A'라인의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레독스 흐름 전지의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레독스 흐름 전지의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레독스 흐름 전지의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀-가스켓 복합체의 형성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 셀-가스켓 복합체의 형성 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is an exploded perspective view of a redox flow cell according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view of Fig.
3 is a cross-sectional view taken along line A-A 'of FIG.
4 is a plan view of a redox flow cell according to another embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a redox flow cell according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a redox flow cell according to another embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a method of forming a cell-gasket composite according to an embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining a method of forming a cell-gasket composite according to another embodiment of the present invention.

이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예들을 통해 쉽게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서, 이하의 실시예들에 의하여 본 발명이 제한되어서는 안 된다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. The objects, features and advantages of the present invention will be easily understood by the following embodiments. The present invention is not limited to the embodiments described herein, but may be embodied in other forms. The embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure may be thorough and complete, and that those skilled in the art will be able to convey the spirit of the invention to those skilled in the art. Therefore, the present invention should not be limited by the following examples.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 요소들(elements)을 기술하기 위해서 사용되었지만, 상기 요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어들은 단지 상기 요소들을 서로 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 또, 어떤 요소가 다른 요소 위에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 요소 위에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. Although the terms first, second, etc. are used herein to describe various elements, the elements should not be limited by such terms. These terms are only used to distinguish the elements from each other. In addition, when an element is referred to as being on another element, it may be directly formed on the other element, or a third element may be interposed therebetween.

도면들에서 요소의 크기, 또는 요소들 사이의 상대적인 크기는 본 발명에 대한 더욱 명확한 이해를 위해서 다소 과장되게 도시될 수 있다. 또, 도면들에 도시된 요소의 형상이 제조 공정상의 변이 등에 의해서 다소 변경될 수 있을 것이다. 따라서, 본 명세서에서 개시된 실시예들은 특별한 언급이 없는 한 도면에 도시된 형상으로 한정되어서는 안 되며, 어느 정도의 변형을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The sizes of the elements in the figures, or the relative sizes between the elements, may be exaggerated somewhat for a clearer understanding of the present invention. In addition, the shape of the elements shown in the drawings may be somewhat modified by variations in the manufacturing process or the like. Accordingly, the embodiments disclosed herein should not be construed as limited to the shapes shown in the drawings unless specifically stated, and should be understood to include some modifications.

이하에서는 레독스 흐름 전지를 예로 들어 설명하나, 이에 한정되지 않는다.Hereinafter, the redox flow battery will be described as an example, but the present invention is not limited thereto.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레독스 흐름 전지의 사시도이고, 도 2는 도 1의 평면도이며, 도 3은 도 2의 A-A'라인의 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a redox flow cell according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view of a line A-A 'of FIG.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 레독스 흐름 전지(10)는 셀-가스켓 복합체(100), 제1 분리판(210), 제2 분리판(310), 제1 플로우 프레임(230), 및 제2 플로우 프레임(330)을 포함할 수 있다. 1 to 3, a redox flow cell 10 includes a cell-gasket composite 100, a first separation plate 210, a second separation plate 310, a first flow frame 230, And a second flow frame 330.

셀-가스켓 복합체(100)는 단위 셀(110) 및 가스켓(130)을 포함할 수 있다. 셀-가스켓 복합체(100)는 단위 셀(110)과 가스켓(130)이 일체로 결합된 구조를 가질 수 있다.The cell-gasket composite 100 may include a unit cell 110 and a gasket 130. The cell-gasket composite 100 may have a structure in which the unit cell 110 and the gasket 130 are integrally combined.

단위 셀(110)은 제1 전극층(111), 멤브레인(113), 및 제2 전극층(115)을 포함할 수 있다. 단위 셀(110)은 제1 플로우 프레임(230) 및 제2 플로우 프레임(330)에서 제공되는 전해액의 화학적 특성을 이용하여 충전 및 방전할 수 있다. 단위 셀(110)은 멤브레인(113) 및 전지의 양극과 음극 중에서 선택된 하나를 포함하는 제1 전극층(111)과 제2 전극층(115)을 포함할 수 있다. 멤브레인(113)은 제1 전극층(111)과 제2 전극층(115)의 사이에 배치될 수 있으며, 제1 전극층(111) 또는 제2 전극층(115)에서 발생한 이온을 선택적으로 이동시킬 수 있다.The unit cell 110 may include a first electrode layer 111, a membrane 113, and a second electrode layer 115. The unit cell 110 can be charged and discharged using the chemical characteristics of the electrolytic solution provided in the first flow frame 230 and the second flow frame 330. The unit cell 110 may include a first electrode layer 111 and a second electrode layer 115 including a membrane 113 and a selected one of an anode and a cathode of the battery. The membrane 113 may be disposed between the first electrode layer 111 and the second electrode layer 115 and may selectively move ions generated from the first electrode layer 111 or the second electrode layer 115.

가스켓(130)은 제1 전극층(111)에 제공되는 제1 전해액 및 제2 전극층(115)에 제공되는 제2 전해액의 누출을 방지할 수 있다. 가스켓(130)은 단위 셀(110)의 측면을 덮어, 제1 전극층(111)과 멤브레인(113) 사이에서 상기 제1 전해액이 누출되는 것을 방지할 수 있고, 제2 전극층(115)과 멤브레인(113) 사이에서 상기 제2 전해액이 누출되는 것을 방지할 수 있다. 가스켓(130)은 전해액의 누출을 용이하게 방지할 수 있도록 단위 셀(110)과 일체로 형성될 수 있다. 가스켓(130)은 단위 셀(100)의 제1 및 제2 전극층(111,115)과 멤브레인(113) 사이의 계면을 덮을 수 있을 정도의 두께를 가질 수 있으며, 바람직하게는 단위 셀(110)의 두께와 같은 두께를 가질 수 있다. 또, 가스켓(130)은 부분적으로 두께를 다르게 할 수 있다. 이에 의해, 가스켓(130)에 가해지는 압력이 용이하게 분산될 수 있다. 가스켓(130)은 고무 소재로 형성될 수 있다.The gasket 130 may prevent leakage of the first electrolyte layer provided on the first electrode layer 111 and the second electrolyte layer provided on the second electrode layer 115. The gasket 130 covers the side surface of the unit cell 110 and can prevent the first electrolyte layer from leaking between the first electrode layer 111 and the membrane 113. The second electrode layer 115 and the membrane 113 of the second electrolyte can be prevented from leaking. The gasket 130 may be integrally formed with the unit cell 110 to easily prevent leakage of the electrolyte solution. The gasket 130 may have a thickness enough to cover the interface between the first and second electrode layers 111 and 115 of the unit cell 100 and the membrane 113, As shown in FIG. Also, the gasket 130 may have a partially different thickness. Thereby, the pressure applied to the gasket 130 can be easily dispersed. The gasket 130 may be formed of a rubber material.

본 실시예에서는 제1 전극층(111), 멤브레인(113), 제2 전극층(115), 및 가스켓(130)이 일체로 형성되나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 전극층(111)과 이를 둘러싸는 제1 가스켓이 일체로 형성될 수 있고, 제2 전극층(115)과 이를 둘러싸는 제2 가스켓이 일체로 형성될 수 있으며, 제1 전극층(111)과 제2 전극층(115)은 서로 분리될 수 있고, 상기 제1 가스켓과 상기 제2 가스켓은 서로 분리될 수 있다. 그리고, 제1 전극층(111)과 제2 전극층(115) 사이에 멤브레인(113)이 배치될 수 있다.In this embodiment, the first electrode layer 111, the membrane 113, the second electrode layer 115, and the gasket 130 are integrally formed, but the present invention is not limited thereto. For example, the first electrode layer 111 and the first gasket surrounding the first electrode layer 111 may be integrally formed, and the second electrode layer 115 and the second gasket surrounding the first electrode layer 111 may be integrally formed. 111 and the second electrode layer 115 may be separated from each other, and the first gasket and the second gasket may be separated from each other. The membrane 113 may be disposed between the first electrode layer 111 and the second electrode layer 115.

제1 분리판(210)은 셀-가스켓 복합체(100)의 단위 셀(110) 아래에 배치되고, 제2 분리판(310)은 단위 셀(110) 위에 배치된다. 또, 제1 플로우 프레임(230)은 셀-가스켓 복합체(100)의 가스켓(130)의 아래에 배치되어 제1 분리판(210)을 둘러싸고, 제2 플로우 프레임(330)은 가스켓(130) 위에 배치되어 제2 분리판(310)을 둘러싼다. The first separator plate 210 is disposed below the unit cell 110 of the cell-gasket composite 100 and the second separator plate 310 is disposed above the unit cell 110. The first flow frame 230 is disposed below the gasket 130 of the cell-gasket composite 100 to surround the first separator plate 210 and the second flow frame 330 is disposed above the gasket 130 And surrounds the second separator plate 310.

제1 플로우 프레임(230)은 제1 전해액이 흐르는 제1 유로(231)를 가질 수 있다. 상기 제1 전해액은 제1 전극층(111)에 제공되어, 제1 전극층(111)과 산화 또는 환원 반응을 할 수 있다. 제1 유로(231)는 제1 전극층(111)에 상기 제1 전해액을 제공할 수 있는 다양한 형상을 가질 수 있다. 제2 플로우 프레임(330)은 제2 전해액이 흐르는 제2 유로(331)를 가질 수 있다. 상기 제2 전해액이 제2 전극층(115)에 제공되어, 제2 전극층(115)과 산화 또는 환원 반응을 할 수 있다. 제2 유로(331)는 제2 전극층(115)에 상기 제2 전해액을 제공할 수 있는 다양한 형상을 가질 수 있다.The first flow frame 230 may have a first flow path 231 through which the first electrolyte flows. The first electrolyte layer may be provided on the first electrode layer 111 to perform an oxidation or reduction reaction with the first electrode layer 111. The first flow path 231 may have various shapes that can provide the first electrolyte layer to the first electrode layer 111. The second flow frame 330 may have a second flow path 331 through which the second electrolyte flows. The second electrolyte layer may be provided on the second electrode layer 115 to perform an oxidation or reduction reaction with the second electrode layer 115. The second flow path 331 may have various shapes that can provide the second electrolyte layer to the second electrode layer 115.

가스켓(130)은 제1 플로우 프레임(230)의 제1 유로(231)와 제2 플로우 프레임(330)의 제2 유로(331)를 덮을 수 있다. 이에 의해, 제1 유로(231)를 흐르는 상기 제1 전해액 및 제2 유로(331)를 흐르는 상기 제2 전해액의 누출이 방지될 수 있다. The gasket 130 may cover the first flow path 231 of the first flow frame 230 and the second flow path 331 of the second flow frame 330. Thereby, the leakage of the first electrolyte flowing through the first flow path 231 and the leakage of the second electrolyte flowing through the second flow path 331 can be prevented.

셀-가스켓 복합체(100)에 의해 셀과 가스켓이 안정적으로 결합되어 상기 전해액의 누출이 방지되는 등 레독스 흐름 전지(10)의 성능 및 내구성이 향상될 수 있다. 또, 셀-가스켓 복합체(100)에 의해 레독스 흐름 전지(10)의 부품 수가 감소하고 제조 공정이 간단해져서 제조 비용이 절감되고 생산성이 향상될 수 있다.The performance and durability of the redox flow cell 10 can be improved, for example, the cell and the gasket are stably coupled by the cell-gasket composite 100 to prevent leakage of the electrolyte. In addition, the number of components of the redox flow cell 10 can be reduced by the cell-gasket composite 100, and the manufacturing process can be simplified, so that the manufacturing cost can be reduced and the productivity can be improved.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레독스 흐름 전지의 평면도이고, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레독스 흐름 전지의 단면도이다. 전술한 실시예와 중복되는 설명은 생략될 수 있다.FIG. 4 is a plan view of a redox flow cell according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a sectional view of a redox flow cell according to another embodiment of the present invention. The description overlapping with the above-described embodiment may be omitted.

도 4 내지 도 5를 참조하면, 가스켓(130)은 완충부(131)를 포함할 수 있다. 완충부(131)는 가스켓(130)의 형상이 변형되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 완충부(131)는 경질의 물질로 형성될 수 있고, 메쉬 구조 또는 시트 구조로 형성될 수 있다. 가스켓(130)은 고무로 형성된 연질층을 포함할 수 있으며, 완충부(131)는 상기 연질층과 연결되어 배치되거나, 상기 연질층의 내부에 배치될 수 있다. 완충부(131)는 제1 완충부(131a)와 제2 완충부(131b)를 포함할 수 있다. 4 to 5, the gasket 130 may include a cushioning portion 131. The buffer part 131 can prevent the shape of the gasket 130 from being deformed. For example, the buffer part 131 may be formed of a hard material, and may be formed of a mesh structure or a sheet structure. The gasket 130 may include a soft layer formed of rubber, and the buffer portion 131 may be disposed in connection with the soft layer or may be disposed inside the soft layer. The buffering part 131 may include a first buffering part 131a and a second buffering part 131b.

제1 완충부(131a)는 제1 플로우 프레임(230)에 형성된 제1 유로(231) 및 제2 플로우 프레임(330)에 형성된 제2 유로(331)의 위치에 대응하게 배치될 수 있다. 제1 완충부(131a)는 가스켓(130)에 작용하는 압력을 평면 방향으로 균일하게 분산시킬 수 있다.The first buffer part 131a may be disposed corresponding to the positions of the first flow path 231 formed in the first flow frame 230 and the second flow path 331 formed in the second flow frame 330. [ The first buffer part 131a can uniformly distribute the pressure acting on the gasket 130 in the planar direction.

제2 완충부(131b)는 단위 셀(110)을 고정할 수 있는 위치에 배치될 수 있다. 제2 완충부(131b)는 단위 셀(110)의 외부측면과 마주보는 위치에 배치되거나 접촉되어 배치될 수 있다. 제2 완충부(131b)는 가스켓의 부위별 두께 편차나 압축률 편차를 최소화해서 셀-가스켓 복합체(100)가 동일한 두께를 유지할 수 있게 하거나, 제1 및 제2 플로우 프레임(230,330) 등에 의한 압력에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있다. 또, 제2 완충부(131b)는 셀-가스켓 복합체(100)에 작용하는 압력을 흡수하거나 견딜 수 있다. 이에 의해, 셀-가스켓 복합체(100)의 형상이 일정하게 유지될 수 있어, 그 내구성이 향상될 수 있다. 제2 완충부(131b)는 레독스 흐름 전지(10) 제작 과정에서 단위 셀(110)이 배치되는 영역을 한정할 수도 있다.The second buffer part 131b may be disposed at a position where the unit cell 110 can be fixed. The second buffer part 131b may be disposed at or in contact with the outer side surface of the unit cell 110. The second buffering part 131b may minimize the thickness variation or the compressibility variation of each gasket so that the cell-gasket composite 100 can maintain the same thickness, or the pressure of the first and second flow frames 230 and 330 It can be prevented from being deformed. In addition, the second buffer portion 131b can absorb or withstand the pressure acting on the cell-gasket composite 100. Thereby, the shape of the cell-gasket composite 100 can be kept constant, and its durability can be improved. The second buffering part 131b may define a region where the unit cell 110 is disposed in the process of manufacturing the redox flow cell 10.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레독스 흐름 전지의 단면도이다. 전술한 실시예와 중복되는 설명은 생략될 수 있다.6 is a cross-sectional view of a redox flow cell according to another embodiment of the present invention. The description overlapping with the above-described embodiment may be omitted.

도 6을 참조하면, 가스켓(130)은 제1 및 제2 플로우 프레임(230,330)과 마주보는 위치에 배치된 하나 이상의 돌출부(133)를 포함할 수 있다. 돌출부(133)는, 예를 들어, 제1 플로우 프레임(230)과 마주보는 가스켓(130)의 외부면 및 제2 플로우 프레임(330)과 마주보는 가스켓(130)의 외부면에 각각 배치될 수 있다. 돌출부(133)는 제1 플로우 프레임(230)에 형성되는 제1 결합홈(233) 및 제2 플로우 프레임(330)에 형성되는 제2 결합홈(333)에 삽입되어 고정될 수 있으며, 이에 의해 셀-가스켓 복합체(100)는 제1 및 제2 플로우 프레임(230,330)에 결합될 수 있다. 또, 돌출부(133)는 가스켓(130)에 작용하는 압력을 분산시켜 가스켓(130)의 변형을 방지할 수 있다. Referring to FIG. 6, the gasket 130 may include at least one protrusion 133 disposed at a position facing the first and second flow frames 230 and 330. The protrusions 133 may be disposed on the outer surface of the gasket 130 facing the first flow frame 230 and the outer surface of the gasket 130 facing the second flow frame 330, have. The protrusion 133 may be inserted and fixed in the first coupling groove 233 formed in the first flow frame 230 and the second coupling groove 333 formed in the second flow frame 330, The cell-gasket composite 100 may be coupled to the first and second flow frames 230 and 330. The projecting portion 133 can disperse the pressure acting on the gasket 130 to prevent the gasket 130 from being deformed.

제1 플로우 프레임(230)의 제1 결합홈(233) 및/또는 제2 플로우 프레임(330)의 제2 결합홈(333)은 돌출부(133)의 위치에 대응하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 플로우 프레임(230)은 가스켓(130)과 마주보는 면에 형성된 제1 결합홈(233)을 가질 수 있고, 제2 플로우 프레임(330)은 가스켓과 마주보는 면에 형성된 제2 결합홈(333)을 가질 수 있다.The first engaging groove 233 of the first flow frame 230 and / or the second engaging groove 333 of the second flow frame 330 may be disposed corresponding to the position of the projection 133. For example, the first flow frame 230 may have a first engagement groove 233 formed on a surface facing the gasket 130, and the second flow frame 330 may have a groove 2 coupling grooves 333, respectively.

돌출부(133)와 제1 결합홈(233) 및/또는 제2 결합홈(333)의 크기와 개수는 가스켓(130)에 작용하는 압력, 셀-가스켓 복합체(100)와 제1 및 제2 플로우 프레임(230,330)의 결합의 안정성 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.The size and number of the protrusions 133 and the first and second coupling grooves 233 and 333 may vary depending on the pressure acting on the gasket 130 and the pressure applied to the gasket composite 100 and the first and second flow The stability of the coupling of the frames 230 and 330, and the like.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀-가스켓 복합체의 형성 방법을 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a method of forming a cell-gasket composite according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 셀-가스켓 복합체의 형성 방법은 하부 프레스(23) 위에 단위 셀(110)을 배치하는 단계 및 하부 프레스(23)위에 상부 프레스(21)를 배치하고, 단위 셀(110)의 측면을 덮는 가스켓(130)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.7, the method for forming a cell-gasket composite includes the steps of disposing the unit cell 110 on the lower press 23 and disposing the upper press 21 on the lower press 23, To form a gasket 130 that covers the sides of the gasket 130.

하부 프레스(23) 위에 단위 셀(110)을 배치한다. 단위 셀(110)은 제1 전극층(111), 멤브레인(113), 및 제2 전극층(115)이 차례로 적층된 구조를 가질 수 있다. And the unit cell 110 is disposed on the lower press 23. The unit cell 110 may have a structure in which a first electrode layer 111, a membrane 113, and a second electrode layer 115 are sequentially stacked.

하부 프레스(23) 위에 상부 프레스(21)를 배치하고, 단위 셀(110)의 측면을 덮는 가스켓(130)을 형성한다. 단위 셀(110)은 하부 프레스(23)와 상부 프레스(21)에 의해 고정될 수 있다. 가스켓(130)은 상부 프레스(21)의 주입부(25)에 액상의 가스켓 원료를 주입하여 단위 셀(110) 주위의 하부 프레스(23)와 상부 프레스(21) 사이 공간에 상기 액상의 가스켓 원료를 채운 후 고상으로 변화시키는 것에 의해 형성될 수 있다. 이에 의해, 단위 셀(110)과 가스켓(130)이 일체로 결합된 셀-가스켓 복합체(100)가 형성될 수 있다. 셀-가스켓 복합체(100)는 가스켓(130)이 단위 셀(110)과 일체로 형성되어 단위 셀(110)의 측면을 덮기 때문에 제1 전극층(111)과 멤브레인(113) 사이 및 제2 전극층(115)과 멤브레인(113) 사이에서 전해액이 누출되는 것이 방지될 수 있다. 상기 가스켓 원료는 예를 들어, 고무일 수 있다. The upper press 21 is disposed on the lower press 23 and the gasket 130 covering the side surface of the unit cell 110 is formed. The unit cell 110 can be fixed by the lower press 23 and the upper press 21. The gasket 130 is formed by injecting a liquid gasket material into the injection part 25 of the upper press 21 and injecting the liquid gasket raw material into the space between the lower press 23 and the upper press 21 around the unit cell 110. [ And then changing the solid phase to a solid phase. Thus, the cell-gasket composite 100 in which the unit cell 110 and the gasket 130 are integrally combined can be formed. Since the gasket 130 is integrally formed with the unit cell 110 to cover the side surface of the unit cell 110, the cell-gasket composite 100 is formed between the first electrode layer 111 and the membrane 113, 115 and the membrane 113 can be prevented from leaking out. The gasket material may be, for example, rubber.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 셀-가스켓 복합체의 형성 방법을 설명하기 위한 도면이다. 전술한 실시예와 중복되는 설명은 생략될 수 있다.8 is a view for explaining a method of forming a cell-gasket composite according to another embodiment of the present invention. The description overlapping with the above-described embodiment may be omitted.

도 8을 참조하면, 상기 액상의 가스켓 원료를 주입하기 전에 단위 셀(110) 주위에 완충부(131)를 배치할 수 있다. 완충부(131)는 제1 플로우 프레임(210)에 형성된 제1 유로(211) 및 제2 플로우 프레임(230)에 형성된 제2 유로(231)의 위치에 대응하게 배치될 수 있다. 또, 완충부(131)는 단위 셀(110)의 모서리 부분과 마주보는 위치에 배치되거나 접촉되어 배치될 수 있다. 완충부(131)는 하부 프레임(23) 및 상부 프레임(21)과 이격되도록 배치될 수 있고, 이에 의해, 완충부(131)는 가스켓(130) 내부에 포함될 수 있다. Referring to FIG. 8, the buffer 131 may be disposed around the unit cell 110 before injecting the liquid gasket material. The buffer part 131 may be disposed corresponding to the positions of the first flow path 211 formed in the first flow frame 210 and the second flow path 231 formed in the second flow frame 230. The buffer part 131 may be disposed at or in contact with the corner part of the unit cell 110. The buffer part 131 may be disposed to be spaced apart from the lower frame 23 and the upper frame 21 so that the buffer part 131 may be included in the gasket 130.

이제까지 본 발명에 대한 구체적인 실시예들을 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention have been described. 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 invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

10 : 레독스 흐름 전지 100 : 셀-가스켓 복합체
110 : 단위 셀 111 : 제1 전극층
113 : 멤브레인 115 : 제2 전극층
130 : 가스켓 131 : 완충부
131a : 제1 완충부 131b : 제2 완충부
133 : 돌출부 210 : 제1 분리판
230 : 제1 플로우 프레임 231 : 제1 유로
233 : 제1 결합홈 310 : 제2 분리판
330 : 제2 플로우 프레임 331 : 제2 유로
333 : 제2 결합홈10: redox flow cell 100: cell-gasket complex
110: unit cell 111: first electrode layer
113: Membrane 115: Second electrode layer
130: gasket 131: buffer
131a: first buffering part 131b: second buffering part
133: protrusion 210: first separator plate
230: first flow frame 231: first flow path
233: first coupling groove 310: second separation plate
330: second flow frame 331: second flow path
333: second coupling groove

Claims (10)

레독스 흐름 전지에 사용되는 셀-가스켓 복합체로서,
단위 셀; 및
상기 단위 셀의 측면을 덮는 가스켓을 포함하고,
상기 단위 셀과 상기 가스켓은 일체로 형성되고,
상기 가스켓은 고무로 형성되며,
상기 가스켓은 상기 단위 셀 주변에 배치되고 경질 소재로 형성된 완충부를 포함하며,
상기 완충부는 상기 레독스 흐름 전지의 플로우 프레임에 형성된 유로에 대응하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 셀-가스켓 복합체.As a cell-gasket composite used in a redox flow cell,
Unit cell; And
And a gasket covering a side surface of the unit cell,
Wherein the unit cell and the gasket are integrally formed,
The gasket is formed of rubber,
Wherein the gasket includes a buffer portion disposed around the unit cell and formed of a hard material,
Wherein the buffer portion is disposed to correspond to the flow path formed in the flow frame of the redox flow cell. 단위 셀 및 상기 단위 셀의 측면을 덮는 가스켓을 포함하는 셀-가스켓 복합체;
상기 단위 셀 아래에 배치되는 제1 분리판;
상기 가스켓 아래에 배치되고, 상기 제1 분리판을 둘러싸며, 제1 전해액이 흐르는 제1 유로를 갖는 제1 플로우 프레임;
상기 단위 셀 위에 배치되는 제2 분리판; 및
상기 가스켓 위에 배치되고, 상기 제2 분리판을 둘러싸며, 제2 전해액이 흐르는 제2 유로를 갖는 제2 플로우 프레임을 포함하고,
상기 가스켓은, 상기 단위 셀 주변에 배치되고 경질 소재로 형성된 완충부를 포함하고,
상기 완충부는, 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로에 대응하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지.A cell-gasket composite comprising a unit cell and a gasket covering a side surface of the unit cell;
A first separator disposed under the unit cell;
A first flow frame disposed under the gasket and surrounding the first separator plate, the first flow frame having a first flow path through which the first electrolyte flows;
A second separator disposed on the unit cell; And
And a second flow frame disposed on the gasket and surrounding the second separation plate, the second flow frame having a second flow path through which the second electrolyte flows,
Wherein the gasket includes a cushioning portion disposed around the unit cell and formed of a hard material,
Wherein the buffer portion is disposed at a position corresponding to the first flow path and the second flow path. 제 2 항에 있어서,
상기 셀-가스켓 복합체는 상기 단위 셀과 상기 가스켓이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지.3. The method of claim 2,
Wherein the unit cell and the gasket are integrally formed in the cell-gasket composite. 제 2 항에 있어서,
상기 단위 셀은,
제1 전극층,
상기 제1 전극층 위에 배치되는 멤브레인, 및
상기 멤브레인 위에 배치되는 제2 전극층을 포함하고,
상기 가스켓은,
상기 제1 전극층을 둘러싸는 제1 가스켓, 및
상기 제2 전극층을 둘러싸는 제2 가스켓을 포함하며,
상기 제1 전극층과 상기 제1 가스켓이 일체로 형성되고, 상기 제2 전극층과 상기 제2 가스켓이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지.3. The method of claim 2,
The unit cell includes:
The first electrode layer,
A membrane disposed over the first electrode layer, and
And a second electrode layer disposed over the membrane,
The gasket
A first gasket surrounding the first electrode layer,
And a second gasket surrounding the second electrode layer,
Wherein the first electrode layer and the first gasket are integrally formed, and the second electrode layer and the second gasket are integrally formed. 제 2 항에 있어서,
상기 가스켓은 고무로 형성되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지.3. The method of claim 2,
Wherein the gasket is formed of rubber. 삭제delete 제 2 항에 있어서,
상기 가스켓은 상기 제1 플로우 프레임 및 상기 제2 플로우 프레임과 마주보는 위치에 배치되는 돌출부를 포함하고,
상기 제1 플로우 프레임 및 상기 제2 플로우 프레임은 상기 돌출부가 삽입되는 결합홈을 갖는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지.3. The method of claim 2,
Wherein the gasket includes a protrusion disposed at a position facing the first flow frame and the second flow frame,
Wherein the first flow frame and the second flow frame have engagement grooves into which the protrusions are inserted. 레독스 흐름 전지에 사용되는 셀-가스켓 복합체의 형성 방법으로서,
하부 프레스 위에 단위 셀을 배치하는 단계;
상기 단위 셀이 배치된 상기 하부 프레스 위에 상부 프레스를 배치하는 단계; 및
상기 단위 셀의 측면을 덮는 가스켓을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 단위 셀은 상기 하부 프레스와 상기 상부 프레스에 의해 고정되고,
상기 가스켓은 상기 단위 셀의 측면에 액상 고무를 제공한 후 고상으로 변화시키는 것에 의해 형성되고,
상기 상부 프레스는 상기 액상 고무를 상기 하부프레스 위로 주입할 수 있는 주입부를 가지며,
상기 액상 고무를 제공하기 전에 상기 단위 셀 주변에 경질 소재의 완충부를 상기 레독스 흐름 전지의 플로우 프레임에 형성된 유로에 대응하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 셀-가스켓 복합체의 형성 방법.A method of forming a cell-gasket composite for use in a redox flow cell,
Disposing a unit cell on the lower press;
Disposing an upper press on the lower press on which the unit cells are disposed; And
And forming a gasket covering a side surface of the unit cell,
Wherein the unit cell is fixed by the lower press and the upper press,
Wherein the gasket is formed by providing a liquid rubber on a side surface of the unit cell and then changing it to a solid phase,
Wherein the upper press has an injection part capable of injecting the liquid rubber onto the lower press,
Wherein a cushion of the hard material is disposed around the unit cell so as to correspond to the flow path formed in the flow frame of the redox flow cell before providing the liquid rubber. 삭제delete 삭제delete
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