KR101956133B1 - Bipolar plate containing a bipolar stack and Redox flow battery comprising thereof - Google Patents

Bipolar plate containing a bipolar stack and Redox flow battery comprising thereof Download PDF

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Abstract

A bipolar plate according to an embodiment of the present invention includes: a first flow path including a first flow path injection unit for injecting an electrolyte and a first flow path outflow unit for allowing the electrolyte to flow out; a second flow path including a second flow path injection unit for injecting the electrolyte in a direction different from a direction in which the electrolyte is injected in the first flow path and a second flow path outflow unit for allowing the electrolyte injected into the second flow path injection unit to flow out; and a bipolar base formed on one surface of the first flow path and the second flow path to support the first flow path and the second flow path. The bipolar plate according to the present invention, a bipolar stack including the bipolar plate, and a redox flow battery using the bipolar stack can improve power density and energy efficiency by alleviating concentration overvoltage.

Description

바이폴라 플레이트, 바이폴라 플레이트를 포함하는 바이폴라 스택 및 이를 이용한 레독스 흐름 전지 {Bipolar plate containing a bipolar stack and Redox flow battery comprising thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a bipolar plate including a bipolar plate, a bipolar plate,

본 발명은 레독스 흐름 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바이폴라 플레이트 그리고 복수개의 유로를 구비하는 바이폴라 폴레이트를 포함하는 바이폴라 스택을 이용한 레독스 흐름 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a redox flow cell, and more particularly, to a redox flow cell using a bipolar stack including a bipolar plate and a bipolar plate having a plurality of flow paths.

화석 연료의 사용으로 인한 대기 오염을 해결하기 위하여 태양광 및 풍력 발전소와 같은 재생 가능 에너지를 생산하는 개발이 이루어지고 있다. 재생 가능 에너지의 비율이 점진적으로 증가함에 따라 피크(peak) 시간대에 생산되는 잉여 에너지를 효율적으로 관리하는 것이 중요하다.To solve air pollution caused by the use of fossil fuels, development is being made to produce renewable energy such as solar and wind power plants. As the proportion of renewable energy gradually increases, it is important to efficiently manage the surplus energy produced at peak times.

이와 같이 잉여 에너지의 관리를 위하여, 초고용량의 에너지 저장 시스템이 필요하게 되는데, 레독스 흐름 전지(Redox flow battery, RFB)는 비용 효율성, 긴 수명, 큰 에너지 용량과 같은 이점에서 대규모 에너지 저장을 위한 가장 경제적인 시스템 중 하나이다.In order to manage surplus energy, a high-capacity energy storage system is required. Redox flow battery (RFB) is used for large-scale energy storage in terms of cost efficiency, long lifetime and large energy capacity. It is one of the most economical systems.

이러한 레독스 흐름 전지는 복수의 단위 셀을 적층하여 스택화 할 수 있는 장점을 가지고 있지만, 낮은 에너지 밀도 및 낮은 에너지 효율의 문제점이 있다.This redox flow cell has the advantage of stacking a plurality of unit cells and stacking them, but has a problem of low energy density and low energy efficiency.

여기서 레독스 흐름 전지의 에너지 효율은 핵심 부품 이외에도 스택 구조, 유로 구조, 유량 분배, 전극 내 활물질의 농도 구배 등과 밀접한 관련이 있다.Here, the energy efficiency of the redox flow cell is closely related to the stack structure, the flow structure, the flow distribution, and the concentration gradient of the active material in the electrode, in addition to the core components.

레독스 플로우 이차전지의 전극은 전해액의 공급과 전극 표면으로의 활물질의 원활한 물질 전달을 통한 표면반응의 극대화를 위해 일반적으로 porous carbon felt 형태 위의 바이폴라 플레이트에 유로를 형성하는 구조로 이용되고 있다. The electrode of the redox flow secondary battery is generally used as a structure for forming a flow path in a bipolar plate on a porous carbon felt type in order to maximize the surface reaction through the supply of the electrolyte and the smooth mass transfer of the active material to the electrode surface.

그러나 두꺼운 carbon felt 전극 사용으로 전극에서 큰 저항이 형성되어 고 전류밀도를 적용하는데 어려움을 겪고 있으며, 기존의 구조들에서는 입구와 출구에서의 농도차에 의해 유동 균일성이 보장되지 않는 문제가 있다.However, it is difficult to apply a high current density due to the formation of a large resistance in the electrode due to the use of a thick carbon felt electrode. In the conventional structures, there is a problem that the flow uniformity is not guaranteed due to the concentration difference at the inlet and the outlet.

이 뿐만 아니라 수십 MWh급 ESS 적용을 위한 단위 셀의 대면적화가 필요하며, 이를 위해서는 바이폴라 플레이트 내 유로구조에 대해 스케일을 증대시키는 새로운 방법이 필요하다. In addition, a large-sized unit cell is required for application of tens of MWh class ESS, and a new method for increasing the scale of the flow path structure in the bipolar plate is required.

한국 등록 실용 제20-0463822호 (등록)Korean Registration Practical No. 20-0463822 (Registration)

상기 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 바이폴라 플레이트, 바이폴라 플레이트를 포함하는 바이폴라 스택 및 이를 이용한 레독스 흐름 전지를 제공함으로써, 여러 개의 분산된 유량이 바이폴라 플레이트 내 각 유로 구조로 주입되도록 하여 누설 전류를 개선하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a bipolar plate, a bipolar stack including a bipolar plate, and a redox flow cell using the bipolar plate, wherein a plurality of dispersed flow rates are formed in each flow channel structure in the bipolar plate So as to improve the leakage current.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 바이폴라 플레이트는, 전해액을 주입하기 위한 제1 유로 주입부 및 상기 전해액을 유출시키기 위한 제1 유로 유출부를 포함하는 제1 유로, 상기 제1 유로의 상기 전해액이 주입되는 방향과 상이한 방향으로 상기 전해액을 주입하는 제2 유로 주입부 및 상기 제2 유로 주입부로 주입된 전해액을 유출하는 제2 유로 유출부를 포함하는 제2 유로 및 상기 제1 유로 및 제2 유로의 일면에 형성되어, 상기 제1 유로 및 제2 유로를 지지하는 바이폴라 베이스를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a bipolar plate including a first flow path including a first flow path injecting part for injecting an electrolyte solution and a first flow path outflow part for flowing out the electrolyte solution, A second flow path including a second flow path injecting part for injecting the electrolyte solution in a direction different from a direction in which the electrolyte solution is injected and a second flow path outflow part for discharging the electrolyte injected into the second flow path injecting part, And a bipolar base formed on one surface of the second flow path and supporting the first flow path and the second flow path.

또한, 상기 제1 유로에 따라 전해액이 이동하는 경로의 패턴과, 상기 제2 유로에 따라 전해액이 이동하는 경로의 패턴은 적어도 일부 대칭되는 형상을 가지며, 상기 제1 유로 주입부 및 상기 제2 유로 주입부는 서로 마주하도록 위치하고, 상기 제1 유로 유출부 및 상기 제2 유로 유출부도 서로 마주하도록 위치할 수 있다.The pattern of the path along which the electrolytic solution moves along the first flow path and the pattern of the path through which the electrolytic solution moves along the second flow path are at least partially symmetrical with respect to the first flow path, The injection portions are positioned to face each other, and the first flow-out portion and the second flow-out portion may be positioned to face each other.

또한, 상기 제1 유로는, 상기 제1 유로 주입부로부터 주입되는 전해액이 내부로 진입할 수 있도록 경로를 제공하는 제1 진입경로, 상기 제1 진입경로를 통해 진입하는 전해액이 이동 경로를 변경시키기 위해 절곡되어 형성되는 제1 그룹의 절곡부들 및 상기 제1 그룹의 절곡부들을 통해 유입된 전해액을 제1 유로 유출부로 유출시키는 경로를 제공하는 제1 유출경로를 포함하며, 상기 제2 유로는, 상기 제2 유로 주입부로부터 주입되는 전해액이 내부로 진입할 수 있도록 경로를 제공하는 제2 진입경로, 상기 제2 진입경로를 통해 진입하는 전해액이 이동 경로를 변경시키기 위해 절곡되어 형성되는 제2 그룹의 절곡부들 및 상기 제2 그룹의 절곡부들을 통해 유입된 전해액을 제2 유로 유출부로 유출시키는 경로를 제공하는 제2 유출경로를 포함할 수 있다.The first flow path may include a first entering path for providing a path for allowing the electrolyte injected from the first flow path injecting unit to enter into the first path, an electrolyte entering through the first entering path changing path And a first outflow path for providing a path for discharging the electrolytic solution introduced through the first group of bent portions and the first group of bent portions to the first flow path outlet portion, A second entry path for providing a path for allowing the electrolyte injected from the second flow path injection unit to enter into the second path, a second group formed by bending the electrolytic solution entering through the second entry path, And a second outflow path that provides a path through which the electrolyte flows into the second flow path outlet through the bent portions of the first group and the bent portions of the second group.

또한, 상기 제1 그룹에 속하는 각각의 절곡부는, 상기 제2 그룹에 속하는 각각의 절곡부와 일대일로 서로 매칭되어 위치하되 서로 겹치지 않도록 배치될 수 있다.In addition, each of the bent portions belonging to the first group may be arranged so as to be matched with the respective bent portions belonging to the second group on a one-to-one basis, but not overlap with each other.

또한, 상기 제1 유로에 따라 전해액이 이동하는 경로의 일 지점에서 전해액의 진행 방향은 상기 일 지점과 인접한 상기 제2 유로의 인접 지점에서 전해액의 진행 방향과 상이하도록 마련될 수 있다.The direction in which the electrolyte flows at one point in the path along which the electrolyte flows along the first flow path may be different from the direction in which the electrolyte flows in the vicinity of the second flow path adjacent to the one point.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이폴라 스택은, 서로 다른 극성을 가지는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 전극부, 상기 제1 전극용 전해액을 주입하기 위한 제1 전극용 유로 주입부들 및 상기 제1 전극용 전해액을 유출시키기 위한 복수개의 제1 전극용 유로 유출부들을 포함하고, 상기 제1 전극용 전해액이 이동 가능한 복수개의 유로들을 통해 상기 주입된 제1 전극용 전해액을 서로 다른 위치로 유출시키는 제1 바이폴라 플레이트 및 상기 제2 전극용 전해액을 주입하기 위한 제2 전극용 유로 주입부들 및 상기 제2 전극용 전해액을 유출시키기 위한 제2 전극용 유출부들을 포함하고, 상기 제2 전극용 전해액이 이동 가능한 복수개의 유로들을 통해 상기 주입된 제2 전극용 전해액을 서로 다른 위치로 유출시키는 제2 바이폴라 플레이트를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a bipolar stack comprising: an electrode unit including a first electrode and a second electrode having different polarities; a first electrode flow path injecting unit for injecting the electrolyte solution for the first electrode; And a plurality of first electrode flow path outflow ports for discharging the electrolyte solution for the first electrode, wherein the injected electrolyte solution for the first electrode flows out to different positions through a plurality of flow paths through which the electrolyte solution for the first electrode is movable A first bipolar plate for injecting the electrolyte for the first electrode, a second bipolar plate for injecting the electrolyte for the second electrode, and a second electrode outlet for discharging the electrolyte for the second electrode, And a second bipolar plate for discharging the injected electrolyte solution for the second electrode to different positions through a plurality of movable flow paths .

또한, 상기 제1 바이폴라 플레이트는, 하나의 상기 제1 전극용 제1 유로 주입부 및 하나의 상기 제1 전극용 제1 유로 유출부를 포함하는 제1 유로, 상기 제1 유로의 상기 제1 전극용 전해액이 주입되는 방향과 상이한 방향으로 상기 제1 전극용 전해액을 주입하는 제1 전극용 제2 유로 주입부 및 상기 제1 전극용 제2 유로 주입부로 주입된 제1 전극용 전해액을 유출하는 제1 전극용 제2 유로 유출부를 포함하는 제2 유로 및 상기 제1 유로 및 제2 유로의 일면에 형성되어, 상기 제1 유로 및 제2 유로를 지지하는 바이폴라 베이스를 포함할 수 있다.The first bipolar plate may include a first flow path including one first flow path for the first electrode and one first flow path for the first electrode, a first flow path for the first electrode of the first flow path, A second electrode for a first electrode for injecting the electrolyte solution for the first electrode in a direction different from a direction in which the electrolyte is injected and a first electrode for a first electrode for injecting the electrolyte solution for the first electrode injected into the second electrode for the first electrode, A second flow path including the second flow path for the electrode, and a bipolar base formed on one surface of the first flow path and the second flow path for supporting the first flow path and the second flow path.

또한, 상기 제1 유로에 따라 전해액이 이동하는 경로의 패턴과, 상기 제2 유로에 따라 전해액이 이동하는 경로의 패턴은 적어도 일부 대칭되는 형상을 가지며, 상기 제1 전극용 제1 유로 주입부 및 상기 제1 전극용 제2 유로 주입부는 서로 마주하도록 위치하고, 상기 제1 전극용 제1 유로 유출부 및 상기 제1 전극용 제2 유로 유출부도 서로 마주하도록 위치할 수 있다.The pattern of the path along which the electrolyte moves along the first flow path and the pattern of the path through which the electrolyte moves along the second flow path may be at least partially symmetrical with respect to the first flow path, The first electrode-use second flow path injection portion may be positioned so as to face each other, and the first electrode flow path-out portion for the first electrode and the second flow path portion for the first electrode may face each other.

또한, 상기 제1 바이폴라 플레이트 및 제2 바이폴라 플레이트 각각에 주입되는 상기 제1 전극용 전해액 및 상기 제2 전극용 전해액의 주입 방향은 서로 직교하는 방향일 수 있다.The injection directions of the electrolyte for the first electrode and the electrolyte for the second electrode injected into the first bipolar plate and the second bipolar plate may be orthogonal to each other.

또한, 상기 제1 바이폴라 플레이트 및 제2 바이폴라 플레이트에 주입되거나 유출되는 상기 제1 전극용 전해액 및 상기 제2 전극용 전해액이 이동할 수 있는 경로를 제공하는 적어도 하나의 플로우 프레임을 더 포함할 수 있다.The first bipolar plate and the second bipolar plate may further include at least one flow frame for providing a path through which the electrolyte for the first electrode and the electrolyte for the second electrode injected into or discharged from the first bipolar plate and the second bipolar plate can move.

또한, 상기 제1 전극용 전해액 및 상기 제2 전극용 전해액에 의해 발생되는 전자가 움직이는 통로로서 외부로부터 상기 전자를 흡수하거나 외부로 상기 전자를 방출하는 적어도 하나의 집전체 및 상기 집전체, 상기 전극부, 상기 제1 바이폴라 플레이트 및 상기 제2 바이폴라 플레이트를 고정 지지하는 스택 프레임을 포함할 수 있다.In addition, as a passage through which the electrons generated by the electrolyte for the first electrode and the electrolyte for the second electrode move, at least one current collector for absorbing the electrons from the outside or emitting the electrons to the outside, A first bipolar plate, and a stack frame for holding and supporting the first bipolar plate and the second bipolar plate.

또한, 상기 제1 유로는, 상기 제1 전극용 제1 유로 주입부로부터 주입되는 상기 제1 전극용 전해액이 내부로 진입할 수 있도록 경로를 제공하는 제1 진입경로, 상기 제1 진입경로를 통해 진입하는 상기 제1 전극용 전해액이 이동 경로를 변경시키기 위해 절곡되어 형성되는 제1 그룹의 절곡부들 및 상기 제1 그룹의 절곡부들을 통해 유입된 상기 제1 전극용 전해액을 상기 제1 전극용 제1 유로 유출부로 유출시키는 경로를 제공하는 제1 유출경로를 포함하며, 상기 제2 유로는, 상기 제1 전극용 제2 유로 주입부로부터 주입되는 상기 제1 전극용 전해액이 내부로 진입할 수 있도록 경로를 제공하는 제2 진입경로, 상기 제2 진입경로를 통해 진입하는 제1 전극용 전해액이 이동 경로를 변경시키기 위해 절곡되어 형성되는 제2 그룹의 절곡부들 및 상기 제2 그룹의 절곡부들을 통해 유입된 제1 전극용 전해액을 상기 제1 전극용 제2 유로 유출부로 유출시키는 경로를 제공하는 제2 유출경로를 포함할 수 있다.The first flow path may include a first entering path for providing a path for allowing the electrolyte solution for the first electrode injected from the first electrode injection path for the first electrode to enter into the first path, A first group of bent portions formed by bending the entering electrolyte for the first electrode to change the movement path and a second group of folded portions formed by folding the electrolyte for the first electrode introduced into the first group of bent portions, And a first outflow path for providing a path for flowing out the first electrode for the first electrode to the first outflow portion of the first electrode, A second group of folds formed by bending the electrolyte solution for the first electrode to enter the second entry path to change the movement path, The first electrode for the electrolytic solution for inflow of the first electrode through the portions may include a second outflow path to provide a path for leakage outlet part 2 euros.

또한, 상기 바이폴라 베이스의 재질은 그라파이트, 탄소재, 고분자 복합재 및 금속재 중 적어도 하나일 수 있다.The material of the bipolar base may be at least one of graphite, carbon material, polymer composite material, and metal material.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레독스 플로우 전지는, 전해액을 저장하고 있는 저장부, 서로 다른 극성을 가지는 복수의 전극을 포함하는 전극부, 상기 저장부로부터 전해액을 전달 받아 상기 전해액을 주입하는 복수개의 유로 주입부들 및 상기 전해액을 유출시키기 위한 복수개의 유로 유출부들을 포함하고, 상기 전해액이 이동 가능한 복수개의 유로들을 통해 상기 주입된 전해액을 서로 다른 위치로 유출시키는 바이폴라 플레이트 및 상기 바이폴라 플레이트에 주입하거나 상기 바이폴라 플레이트로부터 유출되는 전해액이 이동할 수 있는 경로를 제공하는 적어도 하나의 플로우 프레임을 포함하는 복수의 바이폴라 스택들 및 상기 저장부와 상기 바이폴라 스택들을 연결하며, 상기 저장부에 저장된 전해액을 상기 바이폴라 스택들로 전달하고, 상기 바이폴라 스택들로부터 유출된 전해액을 상기 저장부로 전달함으로써 상기 전해액을 순환시키는 순환부를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a redox flow battery comprising: a storage unit for storing an electrolyte; an electrode unit including a plurality of electrodes having different polarities; A bipolar plate including a plurality of flow path injecting parts and a plurality of flow path outflow parts for discharging the electrolyte solution, the bipolar plate discharging the injected electrolyte solution to different positions through a plurality of flow paths through which the electrolyte flows, A plurality of bipolar stacks including at least one flow frame for providing a path through which an electrolyte discharged from the bipolar plate can move, and a plurality of bipolar stacks connecting the storage unit and the bipolar stacks, Stacks, By passing the leaked electrolyte from the storage portion based bipolar stack may include a cycle of circulating the electrolytic solution.

또한, 상기 순환부는, 상기 저장부에 저장된 전해액을 상기 바이폴라 스택들로 유입시키는 제1 통로 및 상기 바이폴라 스택들로부터 유출된 전해액을 상기 저장부로 다시 저장하기 위해 유출시키는 제2 통로 더 포함할 수 있다.The circulation unit may further include a first passage through which the electrolytic solution stored in the storage unit flows into the bipolar stacks and a second passage through which the electrolytic solution discharged from the bipolar stacks flows out to be stored again in the storage unit .

또한, 상기 바이폴라 플레이트는, 상기 전해액을 주입하기 위한 제1 유로 주입부 및 상기 전해액을 유출시키기 위한 제1 유로 유출부를 포함하는 제1 유로, 상기 제1 유로의 상기 전해액이 주입되는 방향과 상이한 방향으로 상기 전해액을 주입하는 제2 유로 주입부 및 상기 제2 유로 주입부로 주입된 전해액을 유출하는 제2 유로 유출부를 포함하는 제2 유로 및 상기 제1 유로 및 제2 유로의 일면에 형성되어, 상기 제1 유로 및 제2 유로를 지지하는 바이폴라 베이스를 포함하되, 상기 제1 유로에 따라 전해액이 이동하는 경로의 패턴과, 상기 제2 유로에 따라 전해액이 이동하는 경로의 패턴은 적어도 일부 대칭되는 형상을 가지며, 상기 제1 유로 주입부 및 상기 제2 유로 주입부는 서로 마주하도록 위치하고, 상기 제1 유출부 및 상기 제2 유출부도 서로 마주하도록 위치할 수 있다.The bipolar plate may further include a first flow path including a first flow path injecting portion for injecting the electrolyte solution and a first flow path outflow portion for flowing out the electrolyte solution, a direction different from a direction in which the electrolyte solution is injected in the first flow path A second flow path including a second flow path for injecting the electrolyte solution and a second flow path for discharging the electrolyte injected into the second flow path injecting part and a second flow path formed on one surface of the first flow path and the second flow path, Wherein the pattern of the path along which the electrolyte moves along the first flow path and the pattern of the path through which the electrolyte moves along the second flow path is at least partially symmetrical in shape Wherein the first flow-injection portion and the second flow-passage injection portion are positioned to face each other, and the first outlet portion and the second outlet portion also face each other The lock can be located.

또한, 상기 바이폴라 스택들 각각은 복수개의 바이폴라 플레이트들을 더 포함할 수 있고, 상기 바이폴라 플레이트들 각각에 주입되는 전해액의 주입 방향은 서로 직교하는 방향일 수 있다.In addition, each of the bipolar stacks may further include a plurality of bipolar plates, and directions of injection of the electrolyte injected into the bipolar plates may be perpendicular to each other.

본 발명의 따른 바이폴라 플레이트, 바이폴라 플레이트를 포함하는 바이폴라 스택 및 이를 이용한 레독스 흐름 전지를 제공함에 따라 농도과전압 개선으로 인한 출력밀도 및 에너지 효율을 향상시킬 수 있고, 레독스 흐름 전지에 구비되는 바이폴라 스택의 수가 증가할수록 스택간 직렬연결 특성 확대로 누설 전류량이 감소하는 효과가 있다.The bipolar plate according to the present invention, the bipolar stack including the bipolar plate, and the redox flow cell using the bipolar stack can improve the output density and energy efficiency due to the improvement of the concentration overvoltage, The leakage current is reduced due to the increase of the series connection characteristic between the stacks.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 바이폴라 스택을 구비하는 레독스 플로우 전지를 도시한 도면이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이폴라 플레이트를 나타내는 도면이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이폴라 플레이트의 유로구조에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이폴라 스택의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 바이폴라 스택을 구비한 레독스 플로우 전지를 개략적으로 도시한 도면이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 바이폴라 스택들을 연결하는 연결 구조를 예시한 도면이다.
도7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 복수의 바이폴라 스택들을 연결하는 연결 구조를 예시한 도면이다.FIG. 1 illustrates a redox flow cell having a bipolar stack according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
2 is a view illustrating a bipolar plate according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining an effect of the channel structure of a bipolar plate according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic view illustrating a stacked structure of a bipolar stack according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view illustrating a redox flow battery having a plurality of bipolar stacks according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
6 is a diagram illustrating a connection structure for connecting a plurality of bipolar stacks according to an embodiment of the present invention.
7 is a view illustrating a connection structure for connecting a plurality of bipolar stacks according to another embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in many different forms,

수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다. And the present invention is not limited to the illustrated embodiment. In order to clearly describe the present invention, parts that are not related to the description are omitted, and the same reference numerals in the drawings denote the same members.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈", "블록"등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로구현될 수 있다.Throughout the specification, when an element is referred to as "including" an element, it does not exclude other elements unless specifically stated to the contrary. The terms "part", "unit", "module", "block", and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, And a combination of software.

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 레독스 플로우 전지의 구성을 관련된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration of a redox flow battery according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 바이폴라 스택(100)을 구비하는 레독스 플로우 전지(1000)를 도시한 도면이다. 도1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 레독스 플로우 전지(1000)는 바이폴라 스택(100), 저장부(91,96) 및 순환부(93, 94, 95, 98, 99)를 포함한다. 보다 상세하게 설명하면, 본 발명의 바이폴라 스택(100)은 바이폴라 셀들(10)을 포함할 수 있는데, 여기서 상기 바이폴라 셀(10)은 음극, 양극, 2개의 바이폴라 플레이트 그리고 분리막을 구성으로 할 수 있고, 본 발명의 바이폴라 스택(10)은 상술한 바와 같이 구성된 바이폴라 셀들이 나란히 배열 또는 적층된 구조를 의미한다.1 is a diagram illustrating a redox flow cell 1000 having one bipolar stack 100 in accordance with one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a redox flow battery 1000 according to an embodiment of the present invention includes a bipolar stack 100, storage units 91 and 96, and circulation units 93, 94, 95, 98, and 99 do. In more detail, the bipolar stack 100 of the present invention can include bipolar cells 10, wherein the bipolar cell 10 can be configured as a cathode, an anode, two bipolar plates, and a separator , The bipolar stack 10 of the present invention means a structure in which the bipolar cells constructed as described above are arranged or stacked side by side.

본 발명의 실시예에 따른 바이폴라 셀(10)은 서로 다른 극성을 가지는 복수의 전극(13, 15)을 포함하는 전극부, 각 전극의 일측에 위치하는 바이폴라 플레이트 및 분리막을 포함하는데, 여기서 전극부는 음극(13) 및 양극(15)으로 구성된다. 본 발명의 바이폴라 셀(10)은 분리막(11)을 사이에 두고 서로 마주보도록 음극(13)과 양극(15)이 배치될 수 있다. The bipolar cell 10 according to the embodiment of the present invention includes an electrode unit including a plurality of electrodes 13 and 15 having different polarities, a bipolar plate and a separator disposed on one side of each electrode, A cathode 13, and an anode 15. The bipolar cell 10 of the present invention may be arranged such that the cathode 13 and the anode 15 face each other with the separator 11 interposed therebetween.

여기서 분리막(11)은 충방전 시 음극 전해액과 양극 전해액을 서로 분리시키고, 충방전 시 선택적으로 이온만을 이동시키는 역할을 한다. 이러한 분리막(11)은 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않는다. 예를 들어 분리막(11)은 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 계열의 다공성 필름을 사용할 수 있다. 또한 분리막(11)은 스티렌-디비닐벤젠 공중합체를 설폰화하여 얻어지는 양이온 교환막, 테트라 플루오로 에틸렌과 퍼플루오로 설포닐에 톡시비닐에테르의 공중합체를 베이스로 하여 설폰산기를 도입한 양이온 교환막, 테트라 플루오로에틸렌과 카르복시기를 측쇄에 가지는 퍼플루오로 비닐에테르와의 공중합체로 이루어지는 양이온 교환막, 방향족 폴리설폰 공중합체를 베이스로 하여 술폰산기를 도입한 양이온 교환막, 스티렌-디비닐벤젠의 공중합체를 베이스로 하여 클로로메틸기를 도입하고 아미노화 한 음이온 교환막, 비닐피리딘-디비닐벤젠의 공중합체를 4급 피리듐화한 음이온교환막, 방향족 폴리설폰 공중합체를 베이스로 하여 클로로메틸기를 도입한 아미노화한 음이온 교환막 등을 이용할 수 있다.Here, the separator 11 separates the cathode electrolyte and the cathode electrolyte from each other during charging and discharging, and selectively moves ions only during charging and discharging. Such a separation membrane 11 is not particularly limited as it is generally used in the art. For example, the separator 11 may be a polypropylene (PP) -based porous film. The separator 11 may be a cation exchange membrane obtained by sulfonating a styrene-divinylbenzene copolymer, a cation exchange membrane having a sulfonic acid group introduced thereinto based on a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluorosulfonylethoxyvinylether, A cation exchange membrane comprising a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluorovinyl ether having a carboxy group in the side chain, a cation exchange membrane having a sulfonic acid group introduced thereinto based on an aromatic polysulfone copolymer, a copolymer of styrene-divinylbenzene as a base , An anion exchange membrane obtained by introducing a chloromethyl group and aminated, a quaternary pyridinium anion exchange membrane of a copolymer of vinylpyridine-divinylbenzene, an anion exchange membrane obtained by introducing a chloromethyl group on the basis of an aromatic polysulfone copolymer, Exchange membrane or the like can be used.

본 발명의 실시예에 따른 음극(13)는 제1 플로우 프레임(20) 내측에 삽입되어 배치될 수 있다. 이러한 음극(13)은 부직포, 탄소섬유, 탄소 페이퍼 등이 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게 음극(13)은 폴리아크릴로나이트릴(PAN, polyacrylonitrile) 계열 또는 레이온(Rayon) 계열로 형성된 카본 펠트 전극일 수 있다. 예컨대 음극(13)은 카본 펠트(Carbon felt), 카본 페이퍼(Carbon paper), 카본 천(Carbon cloth), 카본 코팅 레이어(Carbon coating layer), 메탈 폼(Metal foam) 및 멤브레인(membrane) 중 하나가 될 수 있다.The cathode 13 according to the embodiment of the present invention can be inserted and disposed inside the first flow frame 20. The negative electrode 13 may be nonwoven fabric, carbon fiber, carbon paper or the like, but is not limited thereto. Preferably, the cathode 13 may be a carbon felt electrode formed of polyacrylonitrile (PAN) or rayon (Rayon) series. For example, the cathode 13 may be formed of one of carbon felt, carbon paper, carbon cloth, carbon coating layer, metal foam, and membrane. .

본 발명의 실시예에 따른 제1 플로우 프레임(20)은 내부에 음극(13)이 삽입 배치되고, 음극(13)으로 음극 전해액을 흘려주기 위한 통로인 유로가 형성될 수 있다. 제1 플로우 프레임(20)의 소재로는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 또는 염화비닐(PVC) 등의 플라스틱 수지가 사용될 수 있다.In the first flow frame 20 according to the embodiment of the present invention, the cathode 13 may be inserted therein, and a channel may be formed as a passage for flowing the cathode electrolyte through the cathode 13. As the material of the first flow frame 20, a plastic resin such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), or vinyl chloride (PVC) may be used.

음극(13)의 일면에 형성된 바이폴라 플레이트(60)(이하, "제1 바이폴라 플레이트"라 함)는 제1 플로우 바이폴라 플레이트는 제1 플로우 프레임(20)의 외측에 적층된다. 이러한 제1 바이폴라 플레이트(60)는 도전성 플레이트가 사용될 수 있다. 예컨대 제1 바이폴라 플레이트(60)는 그린파이트 플레이트가 사용될 수 있다.The bipolar plate 60 (hereinafter, referred to as a "first bipolar plate") formed on one surface of the cathode 13 is stacked on the outside of the first flow frame 20 with the first flow bipolar plate. The first bipolar plate 60 may be a conductive plate. For example, the first bipolar plate 60 may be a green fill plate.

도1에 도시된 제1 집전체(71)는 전자가 움직이는 통로로서 충전 시 외부로부터 전자를 받아들이거나 방전 시 외부로 전자를 내어주는 역할을 한다. 예컨대 집전체는 구리 또는 황동 등을 사용할 수 있다.The first current collector 71 shown in FIG. 1 is a passage through which electrons move. The first current collector 71 serves to receive electrons from the outside during charging or to emit electrons to the outside during discharging. For example, copper or brass may be used as the current collector.

제1 스택 프레임(81)은 음극(13), 제1 플로우 프레임(20), 제1 바이폴라 플레이트(60) 및 제1 집전체(71)를 고정 지지할 수 있다. 이러한 제1 스택 프레임(81)은 저장부(91)와 바이폴라 스택의 바이폴라 플레이트(60) 간의 전해액의 순환을 위해 통로를 제공하는 제1 통로(93) 및 제2 통로(94)을 포함하는 순환부와 연결될 수 있다.The first stack frame 81 can fixedly support the cathode 13, the first flow frame 20, the first bipolar plate 60, and the first collector 71. This first stack frame 81 includes a first passageway 93 and a second passageway 94 providing a passageway for circulation of electrolyte between the bipolar plate 60 of the bipolar stack and the reservoir 91 Can be connected to the department.

본 발명의 실시예에 따른 양극(15)는 분리막(11)을 기준으로 음극(13)와 대향하도록 배치되며, 양극(15), 양극의 일면에 인접하여 형성되는 제2 바이폴라 플레이트(60), 제2 플로우 프레임(50) 및 집전체(79)에 의해 고정될 수 있다. The anode 15 according to the embodiment of the present invention is disposed to face the cathode 13 with respect to the separator 11 and includes an anode 15, a second bipolar plate 60 formed adjacent to one surface of the anode, And can be fixed by the second flow frame 50 and the current collector 79.

한편 양극(15)의 구성은 음극(13)의 구성과 실질적으로 동일하므로, 상세한 설명은 생략하도록 한다.On the other hand, the configuration of the anode 15 is substantially the same as the configuration of the cathode 13, and thus a detailed description thereof will be omitted.

음극용 전해액을 저장하고 있는 저장부(91)(이하, "제1 저장부"라 함)는 바이폴라 스택(100)의 음극(13)에 공급되는 음극용 전해액을 보관하며, 제1 스택 프레임(81)과 유입관(93) 및 제2 통로(94)이 연결되어 음극용 전해액을 제1 스택 프레임(81)으로 순환시킨다. 이때 유입관(93)과 제1 스택 프레임(81) 사이에 음극용 전해액을 순환시키기 위한 제1 펌프(92)가 구비될 수 있다.A storage section 91 (hereinafter referred to as a "first storage section") for storing an electrolyte solution for a negative electrode holds an electrolyte solution for a negative electrode supplied to the negative electrode 13 of the bipolar stack 100, 81, the inlet pipe 93, and the second passage 94 are connected to circulate the electrolyte for the cathode to the first stack frame 81. At this time, a first pump 92 may be provided between the inlet pipe 93 and the first stack frame 81 to circulate the electrolytic solution for the cathode.

양극용 전해액을 저장하고 있는 저장부(96)(이하, "제2 저장부"라 함)는 바이폴라 스택(100)의 양극(15)에 공급되는 양극용 전해액을 보관하며, 제2 스택 프레임(89)과 유입관(98) 및 제2 통로(99)이 연결되어 양극용 전해액을 제2 스택 프레임(89)로 순환시킨다. 이때 유입관(98)과 제2 스택 프레임(89) 사이에 양극용 전해액을 순환시키기 위한 제2 펌프(97)가 구비될 수 있다.A storage section 96 (hereinafter referred to as a "second storage section") for storing an electrolyte solution for a positive electrode holds the electrolyte solution for a positive electrode supplied to the positive electrode 15 of the bipolar stack 100, 89, the inlet pipe 98 and the second passage 99 are connected to circulate the electrolyte for the anode to the second stack frame 89. At this time, a second pump 97 may be provided between the inlet pipe 98 and the second stack frame 89 to circulate the electrolyte solution for the anode.

여기서 음극용 전해액과 양극용 전해액으로는 일반적으로 적용되는 레독스 커플(Redox couple)을 사용할 수 있다. 예컨대 전해액은 V/V, Zn/Br, Zn/Ce, Fe/Cr 등의 수계 전해액이나, 유기계 전해액을 사용할 수 있다.Here, a commonly used redox couple may be used as the electrolyte for the negative electrode and the electrolyte for the positive electrode. For example, the electrolytic solution may be an aqueous electrolytic solution such as V / V, Zn / Br, Zn / Ce or Fe / Cr or an organic electrolytic solution.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이폴라 플레이트(60)를 나타내는 도면이고, 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이폴라 플레이트의 유로구조에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 바이폴라 플레이트는 제1 유로(210) 및 제2 유로(220)를 포함할 수 있다FIG. 2 is a view showing a bipolar plate 60 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view for explaining an effect according to a channel structure of a bipolar plate according to an embodiment of the present invention. The bipolar plate according to the embodiment of the present invention may include a first flow path 210 and a second flow path 220

제1 유로(210) 및 제2 유로(220)는 바이폴라 베이스(230)의 일면에 형성되어 저장부(91, 96)로부터 유입되는 전해액이 내부로 흐를 수 있는 유로로서, 전극부에 접촉시키기 위해 마련된다.The first flow path 210 and the second flow path 220 are formed on one surface of the bipolar base 230 and allow the electrolyte flowing from the storage portions 91 and 96 to flow therein. .

도2를 참고하면, 본 발명의 바이폴라 플레이트(60)는 두 개의 유로 쌍이 동일한 형상으로 구비되며, 그에 따른 제1 유로와 제2 유로의 패턴은 서로 대칭되는 형상을 띈다. 도2를 통해 하나의 바이폴라 플레이트에 형성되는 제1 유로(210)와 제2 유로(220)에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.Referring to FIG. 2, in the bipolar plate 60 of the present invention, the two flow path pairs are provided in the same shape, and the patterns of the first flow path and the second flow path are symmetrical to each other. The first flow path 210 and the second flow path 220 formed on one bipolar plate will be described in detail with reference to FIG.

바이폴라 플레이트(60)는 전해액을 주입하기 위한 제1 유로 주입부(211) 및 전해액을 유출시키기 위한 제1 유로 유출부(212)를 포함하는 제1 유로(210)와 제1 유로(210)와 마주보는 위치에서 전해액을 주입하는 제2 유로 주입부(221) 및 제2 유로 주입부(221)를 통해 주입된 전해액을 유출시키기 위한 제2 유로 유출부(222)를 포함하는 제2 유로(220)로 구성될 수 있는데, 이때 상기 제1 유로(210) 및 제2 유로(220)는 동일한 형태의 유로 패턴으로 서로 대칭되도록 배열될 수 있다. The bipolar plate 60 includes a first flow path 210 including a first flow path injection part 211 for injecting an electrolyte and a first flow path output part 212 for flowing out the electrolyte, A second flow path 220 including a second flow path injecting part 221 for injecting an electrolyte at a facing position and a second flow path outflow part 222 for discharging the electrolyte injected through the second flow path injecting part 221, In this case, the first flow path 210 and the second flow path 220 may be arranged to be symmetrical with each other in the same flow pattern.

보다 상세하게는, 본 발명의 제1 유로(210)는, 제1 유로 주입부(221)로부터 주입되는 전해액이 내부로 진입할 수 있도록 경로를 제공하는 제1 진입경로(201), 상기 제1 진입경로를 통해 진입하는 전해액의 이동 경로를 변경시키기 위해 절곡되어 형성되는 제1 그룹의 절곡부들(202) 및 상기 제1 그룹의 절곡부들(202)을 통해 유입된 전해액을 제1 유로 유출부(212)로 유출시키는 경로를 제공하는 제1 유출경로(203)를 포함하여 형성될 수 있다.More specifically, the first flow path 210 of the present invention includes a first entering path 201 for providing a path for allowing the electrolyte injected from the first flow path injecting portion 221 to enter therein, A first group of bent portions 202 bent and formed to change the movement path of the electrolytic solution entering through the entry path and an electrolytic solution introduced through the first group of bent portions 202 into the first channel outflow portion And a first outflow path (203) for providing a path for flowing out the exhaust gas to the second exhaust passage (212).

마찬가지로, 제2 유로(220)의 구성 또한 제1 유로(210)의 구성과 실질적으로 동일하므로, 상세한 설명은 생략하도록 한다.Likewise, the configuration of the second flow path 220 is substantially the same as that of the first flow path 210, and a detailed description thereof will be omitted.

이때, 제1 유로(210)와 제2 유로(220)는 도2에 도시된 바와 같이, 각각의 유로 주입부 및 유로 유출부의 위치가 교차되도록 배치되고, 서로 겹치지 않게 대칭되어 배치될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 제1 유로(210)의 절곡부들은 제2 유로(210)의 절곡부들과 일대일로 서로 매칭되어 위치하되 서로 겹치지 않도록 배치될 수 있다.2, the first flow path 210 and the second flow path 220 may be disposed such that the positions of the flow path injection parts and the flow path outflow parts cross each other and may be symmetrically disposed without overlapping each other. More specifically, the bent portions of the first flow path 210 may be disposed so as to be matched with the bent portions of the second flow path 210 in a one-to-one relationship, but not overlap each other.

일 실시예에 따른 바이폴라 플레이트의 제1 유로(210) 및 제2 유로(220)의 길이는 서로 동일하게 구현될 수 있고, 각각의 유로를 전해액이 동시에 통과하여 각각의 전극(13, 15)으로 반응물을 공급할 수 있다. 종래의 바이폴라 플레이트 내 유로는 입구부에서 출구부로 한 방향으로만 전해액이 공급되기 때문에 필연적으로 활물질의 농도 편차가 발생하고 이로 인한 전압 및 전류 불균일 현상이 발생하는 단점이 있었으나, 본 발명에 따른 바이폴라 플레이트는 유로 주입부 및 유로 유출부를 2 쌍으로 구비하고, 복수개로 구비된 유로 주입부들의 위치를 교차되게 함으로써, 유로 주입부와 유로 유출부 사이에서 발생할 수 있는 활물질의 농도편차를 서로 상쇄하여 최소화할 수 있다.The lengths of the first and second flow paths 210 and 220 of the bipolar plate according to the embodiment may be equal to each other. Reactants can be supplied. Since the electrolytic solution is supplied only in one direction from the inlet portion to the outlet portion in the conventional bipolar plate, there is a disadvantage in that the concentration of the active material is inevitably varied and voltage and current non-uniformity occurs. However, Are provided in two pairs, and the positions of the plurality of flow path injecting portions are crossed, so that the concentration fluctuation of the active material that may occur between the flow path injecting portion and the flow path outlet portion is minimized .

즉, 본 발명의 실시예에 따른 제1 유로 주입부 및 제2 유로 주입부, 그리고 제1 유로 유출부와 제2 유로 유출부는 도2에 도시된 바와 같이 서로 마주하는 위치에 형성될 수 있다.That is, the first and second flow path injecting portions and the first and second flow path outflow portions may be formed at positions facing each other as shown in FIG. 2 according to the embodiment of the present invention.

도3을 참고하면, 도3의 (a)는 종래의 바이폴라 플레이트의 유로구조와 그에 따른 농도 분포를 도시한 도면이고, (b)는 본 발명의 바이폴라 플레이트의 유로구조와 그에 따른 농도 분포를 도시한 도면이다.FIG. 3 (a) is a view showing the channel structure of the conventional bipolar plate and the concentration distribution, and FIG. 3 (b) is a graph showing the channel structure of the bipolar plate of the present invention and the concentration distribution thereof, Fig.

본 발명의 동일한 형상에 따른 복수개의 유로를 서로 비대칭하게 배열한 바이폴라 플레이트에 의한 활물질은 농도 분포와 관련된 효율을 확인해보기 위해, 동일한 작동조건에서 바나듐(Vanadium)의 반응을 비교하였을 때, 종래 바이폴라 플레이트(a)는 입구에서 출구까지 농도 구배가 발생하는 반면, 본 발명의 바이폴라 플레이트(b)는 입/출구(주입/유출) 방향에서 상대적으로 고른 농도 분포가 발생되는 것을 확인할 수 있다.In order to confirm the efficiency related to the concentration distribution of the active material by the bipolar plate in which a plurality of channels according to the same shape of the present invention are arranged asymmetrically with each other, when comparing the reaction of vanadium under the same operating condition, (a) shows a concentration gradient from the inlet to the outlet, while the bipolar plate (b) of the present invention shows a relatively uniform concentration distribution in the direction of the inlet / outlet (inlet / outlet).

하나의 유로에 형성되는 절곡부의 수는 제한이 없으며, 상기 진입경로 및 절곡부들 및 유출경로로 구성되는 유로의 형상은 제1 유로와 제2 유로가 서로 동일한 형상으로 대칭되도록 형성될 수 있는 형상으로 자유롭게 구현될 수 있다. 즉, 본 발명의 유로의 형상 및 패턴은 도2에 한정되지 않는다.The number of the bent portions formed in one flow path is not limited and the shape of the flow path including the entering path and the bent portions and the outflow path may be such that the first flow path and the second flow path are formed symmetrically with each other Can be freely implemented. That is, the shape and the pattern of the flow path of the present invention are not limited to those shown in Fig.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이폴라 셀의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 4 is a schematic view illustrating a stacked structure of a bipolar cell according to an embodiment of the present invention.

일 실시예에 따른 도4를 참조하면, 본 발명의 바이폴라 셀(10)에 구비되는 복수개의 바이폴라 플레이트(61, 62) 도3과 같이 적어도 한 쌍이 마련될 수 있는데, 이때 상기 적어도 한 쌍의 바이폴라 폴레이트(61, 62) 각각에 형성되는 유로(제1 유로, 제2 유로)가 배열되는 형상은 서로 직교하는 방향으로 구현될 수 있다.Referring to FIG. 4, a plurality of bipolar plates 61 and 62 provided in the bipolar cell 10 of the present invention may be provided with at least one pair as shown in FIG. 3, The shapes in which the flow paths (the first flow path and the second flow path) formed in the respective polls 61 and 62 are arranged can be realized in directions orthogonal to each other.

즉, 음극(13)의 일면에 형성되어 음극 전해액이 흐르는 제1 바이폴라 플레이트(61)의 복수개의 유로 주입부들 및 유로 유출부들이 제1 방향으로 형성되면, 양극(15)의 일면에 형성되어 양극 전해액이 흐르는 제2 바이폴라 플레이트(63)의 복수개의 유로 주입부들 및 유로 유출부들은 제2 방향을 향하도록 구비될 수 있으며, 여기서 제1 방향과 제2 방향은 서로 직교하는 방향일 수 있다.That is, when a plurality of flow path injection portions and flow path outflow portions of the first bipolar plate 61 formed on one surface of the cathode 13 through which the cathode electrolyte flows, are formed in the first direction, they are formed on one surface of the anode 15, The plurality of flow path injection portions and the flow path outflow portions of the second bipolar plate 63 through which the electrolyte flows may be provided so as to face the second direction, wherein the first direction and the second direction may be directions perpendicular to each other.

즉, 상기 제1 바이폴라 플레이트 및 제2 바이폴라 플레이트 각각에 주입되는 전해액들이 주입/유출되는 방향이 상호간 상이함에 따라, 상기 유로 주입부들 및 유로 유출부들 사이에 형성되는 단위 유로 내에서 발생할 수 있는 활물질의 농도편차를 보다 효과적으로 상쇄시킬 수 있다.That is, since the direction of injecting / discharging the electrolytic solution injected into each of the first bipolar plate and the second bipolar plate is different from each other, the amount of the active material generated in the unit flow path formed between the flow path injecting parts and the flow path- The concentration deviation can be canceled more effectively.

다음으로, 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 바이폴라 스택을 구비한 레독스 플로우 전지(1000)를 개략적으로 도시한 도면이고, 도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 바이폴라 스택들을 연결하는 연결 구조를 예시한 도면이고, 도7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 복수의 바이폴라 스택들을 연결하는 연결 구조를 예시한 도면이다.5 is a schematic view illustrating a redox flow cell 1000 having a plurality of bipolar stacks according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a cross- FIG. 7 is a view illustrating a connection structure for connecting a plurality of bipolar stacks according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 레독스 플로우 전지(1000)는 하나의 음극 저장부(91) 및 양극 저장부(96)와 복수개의 바이폴라 스택(100, 200)을 연결함에 따라 구현될 수 있다.5, a redox flow battery 1000 according to an embodiment of the present invention includes a cathode storage unit 91 and a cathode storage unit 96 and a plurality of bipolar stacks 100 and 200 connected to each other. As shown in FIG.

도6을 참고하면, 바이폴라 스택(100, 200)에 구비된 바이폴라 플레이트 중 하나의 유로쌍(제1 유로, 제2 유로)만을 도시한 것으로서, 서로 대응하는 바이폴라 플레이트의 유로쌍 간 전해액이 주입 및 유출되는 연결관계를 도시하고 있는 것이다.6, only one pair of flow paths (first and second flow paths) of the bipolar plates provided in the bipolar stacks 100 and 200 is shown, and the electrolyte between the pair of flow paths of the corresponding bipolar plates is injected and discharged And the outgoing connection relationship.

각 바이폴라 스택(100, 200)의 전해질 용액이 주입되는 유로 주입부 및 유출되는 유로 유출부의 위치에 따라 각 바이폴라 스택의 연결방식은 도6 또는 도7에 따른 연결 구조로 구현될 수 있으며, 이때 각 바이폴라 스택(100, 200)의 바이폴라 셀(10)들로 활물질이 하나의 방향으로 공급될 때와 다르게, 유로 주입부와 유로 유출부의 위치에 따라 농도편차를 상쇄하여 최소화할 수 있다. 또한, 도6 및 도7에 도시된 바와 같이, 복수의 바이폴라 스택들(100, 200)을 연결하는 연결 구조에 따라 상기 바이폴라 스택들 간에 유로가 직렬로 연결되는 직렬특성을 가지므로 누설 전류량이 감소하게 된다. 이에 따라, 바이폴라 스택의 개수를 증가시키는 경우, 필연적으로 발생되는 누설 전류량을 줄일 수 있는 효과를 도출한다.The connection method of each bipolar stack may be realized by the connection structure according to FIG. 6 or 7, depending on the position of the flow path injecting part in which the electrolyte solution of each bipolar stack 100, 200 is injected and the flow path outflow part flowing out, Unlike the case where the active material is supplied in one direction to the bipolar cells 10 of the bipolar stacks 100 and 200, the concentration deviation can be minimized by offsetting the position of the flow path injecting portion and the flow path outlet portion. Further, as shown in FIGS. 6 and 7, since the bipolar stacks have a series characteristic in which the flow paths are connected in series between the bipolar stacks according to the connection structure connecting the plurality of bipolar stacks 100 and 200, . Accordingly, when the number of bipolar stacks is increased, the effect of reducing the amount of leakage current inevitably is derived.

도5 내지 도7를 참조하여 상술한, 바이폴라 스택의 유로 주입부들 및 유로 유출부간 연결구조는 플로우 프레임의 구조를 의미하며, 상기 플로우 프레임은 도5에 도시된 바와 같은 순환부(95)와 연결된다.The connection structure between the flow path injecting parts of the bipolar stack and the flow path outlet part described above with reference to FIGS. 5 to 7 means a flow frame structure, and the flow frame is connected to the circulation part 95 as shown in FIG. 5 do.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 바이폴라 스택에 마련된 바이폴라 셀이 3개라고 가정하면, 그에 따른 바이폴라 플레이트 쌍은 3쌍이 구비되고, 이에 따라 음극에 대응하는 바이폴라 플레이트 3개, 양극에 대응하는 바이폴라 플레이트가 3개가 구비될 것이다. 도1 및 도5에서는 플로우 프레임(13, 15)을 하나로 연결된 것처럼 도시하였으나, 도4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 쌍의 플로우 프레임에 형성된 유로 구조는 서로 직교하는 방향으로 형성되므로, 이러한 바이폴라 플레이트를 연결하는 플로우 프레임은 하나로 연결되지 않고, 4개로 나뉘어 형성될 수 있다.Assuming that there are three bipolar cells provided in the bipolar stack according to another embodiment of the present invention, three pairs of bipolar plates corresponding thereto are provided, and thus three bipolar plates corresponding to the cathodes, Three plates will be provided. Although the flow frames 13 and 15 are shown as being connected to each other in FIGS. 1 and 5, since the flow path structures formed in the pair of flow frames of the present invention are formed in directions perpendicular to each other, The flow frames connecting the bipolar plates are not connected to each other but can be divided into four.

즉, 3개의 음극 바이폴라 플레이트 상의 유로 주입부들을 연결하는 플로우 프레임, 유로 유출부들을 연결하는 플로우 프레임, 그리고 3개의 양극 바이폴라 플레이트 상의 유로 주입부들을 연결하는 플로우 프레임, 유로 유출부들을 연결하는 플로우 프레임, 이렇게 4개로 나뉘어 형성될 수 있다.That is, a flow frame connecting flow path injecting portions on three cathode bipolar plates, a flow frame connecting flow path outflow portions, a flow frame connecting flow path injecting portions on three anode bipolar plates, a flow frame connecting flow path injecting portions on three anode bipolar plates, , And so on.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.It is to be understood that the present invention is not limited to these embodiments, and all elements constituting the embodiment of the present invention described above are described as being combined or operated in one operation. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them.

상술한 바와 같은, 본 발명에 따른 레독스 흐름 전지를 제공함에 따라 농도과전압 개선으로 인한 출력밀도 및 에너지 효율을 향상시킬 수 있고, 레독스 흐름 전지에 구비되는 바이폴라 스택의 수가 증가할수록 스택간 직렬연결 특성 확대로 누설 전류량이 감소할 수 있다.As described above, by providing the redox flow cell according to the present invention, the output density and energy efficiency due to the improvement of the concentration overvoltage can be improved. As the number of the bipolar stacks in the redox flow battery increases, The amount of leakage current can be reduced by enlarging the characteristics.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

1000: 레독스 흐름 전지
100: 바이폴라 스택, 제1 바이폴라 스택
10: 바이폴라 셀
11 : 분리막
13 : 제1 전극
15 : 제2 전극
20 : 제1 플로우 프레임
50: 제2 플로우 프레임
60: 바이폴라 플레이트
61: 제1 바이폴라 플레이트
62: 제2 바이폴라 플레이트
71 : 제1 집전체
79 : 제2 집전체
81 : 제1 셀프레임
89 : 제2 셀프레임
91 : 제1 저장부
96: 제2 저장부
92 : 제1 펌프
93 : 제1 전극용 제1 통로
94 : 제1 전극용 제2 통로
95: 순환부
97 : 제2 펌프
98 : 제2 전극용 제1 통로
99 : 제2 전극용 제2 통로
200: 제2 바이폴라 스택
201: 연장 유로
202: 절곡부
210: 제1 유로
220: 제2 유로
211: 제1 유로 주입부
212: 제1 유로 유출부
221: 제2 유로 주입부
222: 제2 유로 유출부
230: 바이폴라 베이스1000: redox flow cell
100: bipolar stack, first bipolar stack
10: Bipolar cell
11: Membrane
13: first electrode
15: second electrode
20: first flow frame
50: second flow frame
60: bipolar plate
61: first bipolar plate
62: second bipolar plate
71: 1st Total
79: The 2nd Total
81: first cell frame
89: Second cell frame
91: First storage unit
96: Second storage unit
92: first pump
93: a first passage for the first electrode
94: second passage for the first electrode
95: circulation part
97: Second pump
98: first passage for the second electrode
99: second passage for the second electrode
200: Second bipolar stack
201: Extension channel
202:
210: First Euro
220: 2nd Euro
211: First flow path injection part
212: first flow passage portion
221:
222: second flow path outlet portion
230: bipolar base

Claims (17)

전해액을 주입하기 위한 제1 유로 주입부 및 전해액을 유출시키기 위한 제1 유로 유출부를 포함하는 제1 유로;
상기 제1 유로로 전해액이 주입되는 방향과 상이한 방향으로 전해액을 주입하는 제2 유로 주입부 및 상기 제2 유로 주입부로 주입된 전해액을 유출하는 제2 유로 유출부를 포함하는 제2 유로; 및
상기 제1 유로 및 상기 제2 유로의 일면에 형성되어, 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로를 지지하는 바이폴라 베이스;
를 포함하는 바이폴라 플레이트.A first flow path including a first flow path injecting part for injecting an electrolyte solution and a first flow path outflow part for flowing out the electrolyte solution;
A second flow path for injecting the electrolyte in a direction different from a direction in which the electrolyte is injected into the first flow path, and a second flow path outlet for flowing out the electrolyte injected into the second flow path injection part; And
A bipolar base formed on one surface of the first flow path and the second flow path and supporting the first flow path and the second flow path;
. ≪ / RTI > 제1항에 있어서,
상기 제1 유로에 따라 전해액이 이동하는 경로의 패턴과, 상기 제2 유로에 따라 전해액이 이동하는 경로의 패턴은 적어도 일부 대칭되는 형상을 가지며,
상기 제1 유로 주입부 및 상기 제2 유로 주입부는 서로 마주하도록 위치하고, 상기 제1 유로 유출부 및 상기 제2 유로 유출부도 서로 마주하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 바이폴라 플레이트.The method according to claim 1,
Wherein a pattern of a path along which the electrolyte moves along the first flow path and a pattern of a path through which the electrolyte moves along the second flow path have at least partially symmetrical shapes,
Wherein the first channel injection portion and the second channel injection portion are positioned to face each other, and the first channel outlet portion and the second channel outlet portion are positioned to face each other. 제2항에 있어서,
상기 제1 유로는, 상기 제1 유로 주입부로부터 주입되는 전해액이 내부로 진입할 수 있도록 경로를 제공하는 제1 진입경로, 상기 제1 진입경로를 통해 진입하는 전해액이 이동 경로를 변경시키기 위해 절곡되어 형성되는 제1 그룹의 절곡부들 및 상기 제1 그룹의 절곡부들을 통해 유입된 전해액을 상기 제1 유로 유출부로 유출시키는 경로를 제공하는 제1 유출경로를 포함하며,
상기 제2 유로는, 상기 제2 유로 주입부로부터 주입되는 전해액이 내부로 진입할 수 있도록 경로를 제공하는 제2 진입경로, 상기 제2 진입경로를 통해 진입하는 전해액이 이동 경로를 변경시키기 위해 절곡되어 형성되는 제2 그룹의 절곡부들 및 상기 제2 그룹의 절곡부들을 통해 유입된 전해액을 상기 제2 유로 유출부로 유출시키는 경로를 제공하는 제2 유출경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이폴라 플레이트.3. The method of claim 2,
The first flow path includes a first entering path for providing a path for allowing the electrolyte injected from the first flow path injecting portion to enter into the first flow path, an electrolyte flowing into the first entering path for bending And a first outflow path for providing a path through which the electrolyte flows into the first flow-out portion through the first group of bends and the first group of bends,
The second flow path may include a second entering path for providing a path for allowing the electrolyte injected from the second flow path injecting unit to enter into the second path, an electrolytic solution entering through the second entering path, And a second outflow path for providing a path for discharging the electrolyte introduced into the second group of bent portions and the second group of bent portions formed in the second group flow outflow portion. 제3항에 있어서,
상기 제1 그룹에 속하는 각각의 절곡부는, 상기 제2 그룹에 속하는 각각의 절곡부와 일대일로 서로 매칭되어 위치하되 서로 겹치지 않도록 배치되는 것을 특징으로 하는 바이폴라 플레이트.The method of claim 3,
Wherein each of the bending portions belonging to the first group is arranged so as to be in one-to-one correspondence with the respective bending portions belonging to the second group but do not overlap with each other. 제1항에 있어서,
상기 제1 유로에 따라 전해액이 이동하는 경로의 일 지점에서 전해액의 진행 방향은 상기 일 지점과 인접한 상기 제2 유로의 인접 지점에서 전해액의 진행 방향과 상이하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 바이폴라 플레이트.The method according to claim 1,
Wherein the direction of movement of the electrolyte at one point in the path along which the electrolyte flows along the first flow path is different from the direction of flow of the electrolyte at a point adjacent to the second flow path adjacent to the one point. 서로 다른 극성을 가지는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 전극부;
제1 전극용 전해액을 주입하기 위한 제1 전극용 유로 주입부들 및 상기 제1 전극용 전해액을 유출시키기 위한 복수개의 제1 전극용 유로 유출부들을 포함하고, 상기 제1 전극용 전해액이 이동 가능한 복수개의 유로들을 통해 상기 주입된 제1 전극용 전해액을 서로 다른 위치로 유출시키는 제1 바이폴라 플레이트; 및
제2 전극용 전해액을 주입하기 위한 제2 전극용 유로 주입부들 및 상기 제2 전극용 전해액을 유출시키기 위한 제2 전극용 유로 유출부들을 포함하고, 상기 제2 전극용 전해액이 이동 가능한 복수개의 유로들을 통해 상기 주입된 제2 전극용 전해액을 서로 다른 위치로 유출시키는 제2 바이폴라 플레이트;
를 포함하는 바이폴라 스택.An electrode unit including a first electrode and a second electrode having different polarities;
Electrode flow path injecting portions for injecting the electrolyte solution for the first electrode and a plurality of first electrode flow path outlet portions for discharging the electrolyte solution for the first electrode, and a plurality of A first bipolar plate for discharging the injected electrolyte solution for the first electrode to different positions through channels; And
Electrode flow path injecting portions for injecting the electrolyte for the second electrode and the second electrode flow path outflow portions for discharging the electrolyte solution for the second electrode, A second bipolar plate for discharging the injected electrolyte solution for the second electrode to different positions through the second bipolar plate;
≪ / RTI > 제6항에 있어서,
상기 제1 전극용 유로 주입부들은 제1 전극용 제1 유로 주입부 및 제1 전극용 제2 유로 주입부를 포함하고, 상기 제1 전극용 유로 유출부들은 제1 전극용 제1 유로 유출부 및 제1 전극용 제2 유로 유출부를 포함하며,
상기 제1 바이폴라 플레이트는,
상기 제1 전극용 제1 유로 주입부 및 상기 제1 전극용 제1 유로 유출부를 포함하는 제1 유로;
상기 제1 유로로 상기 제1 전극용 전해액이 주입되는 방향과 상이한 방향으로 상기 제1 전극용 전해액을 주입하는 상기 제1 전극용 제2 유로 주입부 및 상기 제1 전극용 제2 유로 주입부로 주입된 상기 제1 전극용 전해액을 유출하는 상기 제1 전극용 제2 유로 유출부를 포함하는 제2 유로; 및
상기 제1 유로 및 상기 제2 유로의 일면에 형성되어, 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로를 지지하는 바이폴라 베이스;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이폴라 스택.The method according to claim 6,
Wherein the first electrode flow path injecting portions include a first electrode flow path injecting portion for a first electrode and a second flow path injecting portion for a first electrode, And a second electrode flow-out portion for the first electrode,
Wherein the first bipolar plate has a first bipolar plate,
A first flow path including the first flow path for the first electrode and the first flow path for the first electrode;
The second electrode for a first electrode injecting portion for injecting the electrolyte for the first electrode in a direction different from the direction in which the electrolyte for a first electrode is injected into the first flow path, A second flow path for the first electrode that flows out of the electrolyte solution for the first electrode; And
A bipolar base formed on one surface of the first flow path and the second flow path and supporting the first flow path and the second flow path;
≪ / RTI > further comprising a bipolar stack. 제7항에 있어서,
상기 제1 유로에 따라 전해액이 이동하는 경로의 패턴과, 상기 제2 유로에 따라 전해액이 이동하는 경로의 패턴은 적어도 일부 대칭되는 형상을 가지며,
상기 제1 전극용 제1 유로 주입부 및 상기 제1 전극용 제2 유로 주입부는 서로 마주하도록 위치하고, 상기 제1 전극용 제1 유로 유출부 및 상기 제1 전극용 제2 유로 유출부도 서로 마주하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 바이폴라 스택.8. The method of claim 7,
Wherein a pattern of a path along which the electrolyte moves along the first flow path and a pattern of a path through which the electrolyte moves along the second flow path have at least partially symmetrical shapes,
The first electrode-use first flow path injection portion and the first electrode second flow path injection portion are located so as to face each other, and the first electrode-use first flow path outlet portion and the first electrode- Wherein the bipolar stack is located at a first position. 제6항에 있어서,
상기 제1 바이폴라 플레이트 및 상기 제2 바이폴라 플레이트 각각에 주입되는 상기 제1 전극용 전해액 및 상기 제2 전극용 전해액의 주입 방향은 서로 직교하는 방향인 것을 특징으로 하는 바이폴라 스택.The method according to claim 6,
Wherein the directions of injection of the electrolyte solution for the first electrode and the electrolyte solution for the second electrode injected into the first bipolar plate and the second bipolar plate are orthogonal to each other. 제6항에 있어서,
상기 제1 바이폴라 플레이트 및 상기 제2 바이폴라 플레이트에 주입되거나 유출되는 상기 제1 전극용 전해액 및 상기 제2 전극용 전해액이 이동할 수 있는 경로를 제공하는 적어도 하나의 플로우 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이폴라 스택.The method according to claim 6,
And at least one flow frame for providing a path through which the electrolyte for the first electrode and the electrolyte for the second electrode injected into or discharged from the first bipolar plate and the second bipolar plate can move, Bipolar stack. 제6항에 있어서,
상기 제1 전극용 전해액 및 상기 제2 전극용 전해액에 의해 발생되는 전자가 움직이는 통로로서 외부로부터 상기 전자를 흡수하거나 외부로 상기 전자를 방출하는 적어도 하나의 집전체; 및
상기 집전체, 상기 전극부, 상기 제1 바이폴라 플레이트 및 상기 제2 바이폴라 플레이트를 고정 지지하는 스택 프레임;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이폴라 스택.The method according to claim 6,
At least one current collector for moving the electrons generated by the electrolyte for the first electrode and the electrolyte for the second electrode and absorbing the electrons from the outside or emitting the electrons to the outside; And
And a stack frame fixedly supporting the current collector, the electrode portion, the first bipolar plate, and the second bipolar plate. 제7항에 있어서,
상기 제1 유로는, 상기 제1 전극용 제1 유로 주입부로부터 주입되는 상기 제1 전극용 전해액이 내부로 진입할 수 있도록 경로를 제공하는 제1 진입경로, 상기 제1 진입경로를 통해 진입하는 상기 제1 전극용 전해액이 이동 경로를 변경시키기 위해 절곡되어 형성되는 제1 그룹의 절곡부들 및 상기 제1 그룹의 절곡부들을 통해 유입된 상기 제1 전극용 전해액을 상기 제1 전극용 제1 유로 유출부로 유출시키는 경로를 제공하는 제1 유출경로를 포함하며,
상기 제2 유로는, 상기 제1 전극용 제2 유로 주입부로부터 주입되는 상기 제1 전극용 전해액이 내부로 진입할 수 있도록 경로를 제공하는 제2 진입경로, 상기 제2 진입경로를 통해 진입하는 상기 제1 전극용 전해액이 이동 경로를 변경시키기 위해 절곡되어 형성되는 제2 그룹의 절곡부들 및 상기 제2 그룹의 절곡부들을 통해 유입된 상기 제1 전극용 전해액을 상기 제1 전극용 제2 유로 유출부로 유출시키는 경로를 제공하는 제2 유출경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이폴라 스택.8. The method of claim 7,
Wherein the first flow path includes a first entry path for providing a path for allowing the electrolyte solution for the first electrode injected from the first electrode injection path for the first electrode to enter therein, Wherein the electrolyte solution for the first electrode is formed by bending the electrolyte solution for the first electrode to change the movement path and the electrolyte solution for the first electrode flowing through the first group of bends, And a first outflow path for providing a path for flowing out to the outflow portion,
Wherein the second flow path includes a second entry path for providing a path for allowing the electrolyte solution for the first electrode injected from the second electrode flow path for the first electrode to enter therein, A second group of bends formed by bending the electrolyte solution for the first electrode to change the movement path and an electrolyte solution for the first electrode flowing through the bending parts of the second group, And a second outflow path for providing a path for outflow to the outflow section. 제7항에 있어서,
상기 바이폴라 베이스의 재질은 그라파이트, 탄소재, 고분자 복합재 및 금속재 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 바이폴라 스택.8. The method of claim 7,
Wherein the bipolar base material is at least one of graphite, a carbon material, a polymer composite material, and a metal material. 전해액을 저장하고 있는 저장부;
서로 다른 극성을 가지는 복수의 전극을 포함하는 전극부, 상기 저장부로부터 전해액을 전달 받아 상기 전해액을 주입하는 복수개의 유로 주입부들 및 상기 전해액을 유출시키기 위한 복수개의 유로 유출부들을 포함하고, 상기 전해액이 이동 가능한 복수개의 유로들을 통해 상기 주입된 전해액을 서로 다른 위치로 유출시키는 바이폴라 플레이트 및 상기 바이폴라 플레이트에 주입하거나 상기 바이폴라 플레이트로부터 유출되는 전해액이 이동할 수 있는 경로를 제공하는 적어도 하나의 플로우 프레임을 포함하는 복수의 바이폴라 스택들; 및
상기 저장부와 상기 바이폴라 스택들을 연결하며, 상기 저장부에 저장된 전해액을 상기 바이폴라 스택들로 전달하고, 상기 바이폴라 스택들로부터 유출된 전해액을 상기 저장부로 전달함으로써 상기 전해액을 순환시키는 순환부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 레독스 플로우 전지.A storage unit for storing the electrolyte solution;
A plurality of flow path injecting parts for injecting the electrolyte solution from the storage part and a plurality of flow path outflow parts for discharging the electrolyte solution, A bipolar plate for discharging the injected electrolyte to different positions through a plurality of movable flow paths, and at least one flow frame for injecting into the bipolar plate or providing a path through which the electrolyte discharged from the bipolar plate can move A plurality of bipolar stacks; And
A circulation unit connecting the storage unit and the bipolar stacks, transferring the electrolyte solution stored in the storage unit to the bipolar stacks, and circulating the electrolyte solution by transferring electrolyte discharged from the bipolar stacks to the storage unit;
Wherein the redox flow cell comprises a redox flow cell. 제14항에 있어서,
상기 순환부는,
상기 저장부에 저장된 전해액을 상기 바이폴라 스택들로 유입시키는 제1 통로 및 상기 바이폴라 스택들로부터 유출된 전해액을 상기 저장부로 다시 저장하기 위해 유출시키는 제2 통로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레독스 플로우 전지.15. The method of claim 14,
The circulation unit includes:
A first passage through which the electrolyte stored in the storage unit flows into the bipolar stacks and a second passage through which the electrolyte discharged from the bipolar stacks flows out for storage again in the storage unit. . 제14항에 있어서,
상기 바이폴라 플레이트는,
상기 전해액을 주입하기 위한 제1 유로 주입부 및 상기 전해액을 유출시키기 위한 제1 유로 유출부를 포함하는 제1 유로, 상기 제1 유로의 상기 전해액이 주입되는 방향과 상이한 방향으로 상기 전해액을 주입하는 제2 유로 주입부 및 상기 제2 유로 주입부로 주입된 전해액을 유출하는 제2 유로 유출부를 포함하는 제2 유로 및 상기 제1 유로 및 제2 유로의 일면에 형성되어, 상기 제1 유로 및 제2 유로를 지지하는 바이폴라 베이스를 포함하되,
상기 제1 유로에 따라 전해액이 이동하는 경로의 패턴과, 상기 제2 유로에 따라 전해액이 이동하는 경로의 패턴은 적어도 일부 대칭되는 형상을 가지며,
상기 제1 유로 주입부 및 상기 제2 유로 주입부는 서로 마주하도록 위치하고, 상기 제1 유로 유출부 및 상기 제2 유로 유출부도 서로 마주하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 레독스 플로우 전지.15. The method of claim 14,
Wherein the bipolar plate
A first flow path including a first flow path injecting part for injecting the electrolyte solution and a first flow path outflow part for flowing out the electrolyte solution; a flow path for injecting the electrolyte solution in a direction different from a direction in which the electrolyte solution is injected A second flow path including a first flow path, a second flow path, and a second flow path for discharging the electrolyte injected into the second flow path injecting part, and a second flow path formed on one surface of the first flow path and the second flow path, And a bipolar base for supporting the bipolar base,
Wherein a pattern of a path along which the electrolyte moves along the first flow path and a pattern of a path through which the electrolyte moves along the second flow path have at least partially symmetrical shapes,
Wherein the first flow path injecting portion and the second flow path injecting portion are positioned so as to face each other, and the first flow path outlet portion and the second flow path outlet portion are positioned so as to face each other. 제14항에 있어서,
상기 바이폴라 스택들 각각은 복수개의 바이폴라 플레이트들을 더 포함할 수 있고, 상기 바이폴라 플레이트들 각각에 주입되는 전해액의 주입 방향은 서로 직교하는 방향인 것을 특징으로 하는 것을 더 포함하는 레독스 플로우 전지.15. The method of claim 14,
Each of the bipolar stacks may further include a plurality of bipolar plates, and the direction of the electrolyte injected into each of the bipolar plates is a direction perpendicular to each other.
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