KR102178304B1 - Redox flow battery using balancing flow path - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레독스 흐름전지에서 각각의 전지 모듈의 전해액 탱크를 밸런싱 유로를 통해 연결함에 따라 전지 모듈 사이의 압력 편차를 낮출 수 있는 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지에 관한 것으로, 내부에 양극 전극과 음극 전극을 포함하는 전지셀;과 양극 전해액이 저장되는 양극 전해액 저장부와 음극 전해액이 저장되는 음극 전해액 저장부를 포함하는 전해액 탱크;와 상기 전해액 탱크와 상기 전지셀을 연결하여 전해액이 이송되는 전해액 유로;를 구비하는 전지 모듈을 포함하며, 상기 전지 모듈은 2개 이상이 구비되며, 각각의 전지 모듈의 전해액 탱크를 서로 연통시키는 밸런싱 유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.The present invention relates to a redox flow battery using a balancing flow path capable of reducing a pressure deviation between battery modules by connecting an electrolyte tank of each battery module through a balancing flow path in a redox flow battery, and a positive electrode therein And a battery cell including a negative electrode; and an electrolyte tank including a positive electrolyte storage unit for storing a positive electrode electrolyte and a negative electrolyte storage unit for storing a negative electrode electrolyte; and an electrolyte solution transferred by connecting the electrolyte tank and the battery cell And a battery module having a flow path, wherein two or more battery modules are provided, and a balancing flow path for communicating the electrolyte tanks of each battery module with each other.

Description

밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지 {Redox flow battery using balancing flow path}Redox flow battery using balancing flow path

본 발명은 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수 개의 전지 모듈을 사용하는 레독스 흐름전지에서 각각의 전지 모듈의 전해액 탱크를 밸런싱 유로를 통해 연결함에 따라 전지 모듈 사이의 압력 편차를 낮출 수 있는 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지에 관한 것이다. The present invention relates to a redox flow battery using a balancing flow path, and more particularly, in a redox flow battery using a plurality of battery modules, by connecting an electrolyte tank of each battery module through a balancing flow path, between battery modules It relates to a redox flow battery using a balancing flow path that can reduce the pressure deviation of

최근 지구 온난화의 주요 원인인 온실가스 배출을 억제하기 위한 방법으로 태양광에너지나 풍력에너지 같은 재생에너지가 각광을 받고 있으며 이들의 실용화 보급을 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 재생에너지는 입지환경이나 자연조건에 의해 크게 영향을 받는다. 더욱이, 재생에너지는 출력 변동이 심하기 때문에 에너지를 연속적으로 고르게 공급할 수 없다는 단점이 있다. 따라서 재생에너지를 가정용이나 상업용으로 사용하기 위해서는 출력이 높을 때 에너지를 저장하고 출력이 낮을 때 저장된 에너지를 사용할 수 있는 시스템을 도입하여 사용하고 있다.Recently, renewable energies such as solar energy and wind energy are in the spotlight as a method to control greenhouse gas emission, which is a major cause of global warming, and many studies are being conducted to commercialize and distribute them. However, renewable energy is greatly affected by the location environment and natural conditions. Moreover, renewable energy has a disadvantage in that it cannot continuously and evenly supply energy because its output fluctuates severely. Therefore, in order to use renewable energy for home or commercial use, a system that can store energy when the output is high and use the stored energy when the output is low is introduced and used.

이러한 에너지 저장 시스템으로는 대용량 이차전지가 사용되는데 상기 대용량의 전력저장을 위한 이차전지로는 레독스 흐름전지(RFB, redox flow battery) 가 사용되고 있다. As such an energy storage system, a large-capacity secondary battery is used, and a redox flow battery (RFB) is used as a secondary battery for storing the large-capacity power.

레독스 흐름전지는 연료전지와 유사하게 분리막(멤브레인), 전극 및 분리판(Bipolar plate)이 직렬(Series)로 배치되어 스택(Stack)을 구성함으로써, 전기에너지의 충방전이 가능한 이차전지(Secondary battery)의 기능을 가진다. 레독스 흐름전지는 분리막의 양측에 양극 및 음극 전해액 저장탱크에서 공급된 양극 전해액(Electrolyte)과 음극 전해액이 순환하면서 이온 교환이 이루어지고 이 과정에서 전자의 이동이 발생하여 충방전이 이루어진다. 이와 같은 레독스 흐름전지는 기존 이차전지에 비해 수명이 길고 kW 내지 MW급 중대형 시스템으로 제작할 수 있기 때문에 ESS(Energy storage system)에 가장 적합한 것으로 알려져 있다.Similar to a fuel cell, a redox flow cell is a secondary battery capable of charging and discharging electric energy by forming a stack by arranging a separator (membrane), an electrode, and a bipolar plate in series. battery). In the redox flow battery, ion exchange is carried out by circulating the anode and cathode electrolytes supplied from the anode and cathode electrolyte storage tanks on both sides of the separator, and electrons are transferred during this process, thereby charging and discharging. Such a redox flow battery is known to be most suitable for an ESS (Energy storage system) because it has a longer life than the existing secondary battery and can be manufactured as a medium-large-sized kW to MW system.

레독스 흐름전지는 화합물의 형태로 에너지를 저장하는 전해액과, 전해액을 보관하는 전해액 탱크, 전해액의 흐름을 유도하는 전해액 유로, 전해액이 화학 반응하는 전지셀을 포함하고 있는데, 레독스 흐름전지의 복잡한 구성과 배관의 복잡성을 개선하고자 전지셀, 전해액 탱크, 전해액 유로를 하나의 독립된 구성으로 묶어서 전지 모듈로 사용하고 있다. 레독스 흐름전지는 복수 개의 전지 모듈을 사용g할 수 있는데, 복수 개의 전지 모듈을 사용하는 레독스 흐름전지는 다음과 같은 문제점이 있다. A redox flow battery includes an electrolyte that stores energy in the form of a compound, an electrolyte tank that stores the electrolyte, an electrolyte flow path that guides the flow of the electrolyte, and a battery cell in which the electrolyte reacts chemically. In order to improve the configuration and complexity of piping, the battery cell, electrolyte tank, and electrolyte flow path are grouped into one independent configuration and used as a battery module. A redox flow battery may use a plurality of battery modules. However, a redox flow battery using a plurality of battery modules has the following problems.

복수 개의 전지 모듈을 사용할 경우 독립된 형태의 전지 모듈의 성능을 최대로 유지하기 위해, 각각의 전지 모듈의 상태를 최대한 균일하게 유지하는 것이 중요하다. 그러나 각각의 전지 모듈 내부 구성의 미세한 편차로 인해, 각각의 전지 모듈의 전해액 탱크 또는 전해액 유로 내부의 압력이 변화하게 되고, 이에 따라 각각의 전지 모듈 상태가 서로 불균일하게 되는 문제가 발생한다. When using a plurality of battery modules, it is important to maintain the state of each battery module as uniformly as possible in order to maximize the performance of the independent battery module. However, due to minute variations in the internal configuration of each battery module, the pressure inside the electrolyte tank or the electrolyte flow path of each battery module changes, and accordingly, a problem occurs in that the states of each battery module become non-uniform.

이와 같이 각각의 전지 모듈의 상태가 균일하게 되지 않으면 전지셀 성능에 영향을 주게 되고, 이에 따라 레독스 흐름전지의 효율이 저하되는 문제점이 있다. 종래의 레독스 흐름전지에는 복수 개의 전지 모듈 사이의 균형을 맞추기 위한 별도의 구성이 존재하지 않기에 이와 같은 문제점을 해결하지 못하고 있는 실정이다. In this way, if the state of each battery module is not uniform, the battery cell performance is affected, and accordingly, the efficiency of the redox flow battery is deteriorated. In a conventional redox flow battery, there is no separate configuration for balancing a plurality of battery modules, and thus the problem cannot be solved.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 더욱 상세하게는 복수 개의 전지 모듈을 사용하는 레독스 흐름전지에서 각각의 전지 모듈의 전해액 탱크를 밸런싱 유로를 통해 연결함에 따라 전지 모듈 사이의 압력 편차를 낮출 수 있는 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지에 관한 것이다. The present invention was created to solve the above-described problem, and more particularly, in a redox flow battery using a plurality of battery modules, the pressure between the battery modules is connected by connecting the electrolyte tank of each battery module through a balancing flow path. It relates to a redox flow battery using a balancing flow path capable of reducing the deviation.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지는, 내부에 양극 전극과 음극 전극을 포함하는 전지셀;과 양극 전해액이 저장되는 양극 전해액 저장부와 음극 전해액이 저장되는 음극 전해액 저장부를 포함하는 전해액 탱크;와 상기 전해액 탱크와 상기 전지셀을 연결하여 전해액이 이송되는 전해액 유로;를 구비하는 전지 모듈을 포함하며, 상기 전지 모듈은 2개 이상이 구비되며, 각각의 전지 모듈의 전해액 탱크를 서로 연통시키는 밸런싱 유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다. The redox flow battery using the balancing flow path of the present invention for solving the above-described problems includes a battery cell including a positive electrode and a negative electrode therein; and a positive electrolyte storage unit storing the positive electrolyte and a negative electrolyte. And a battery module including an electrolyte tank including a cathode electrolyte storage unit; and an electrolyte flow path through which the electrolyte is transferred by connecting the electrolyte tank and the battery cell, wherein two or more battery modules are provided, and each battery It characterized in that it comprises a; balancing flow path for communicating with each other the electrolyte tank of the module.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지의 상기 전해액 탱크에 저장되는 전해액은 수면을 형성하며, 상기 밸런싱 유로는 수면의 상부에서 상기 전해액 탱크와 연통될 수 있다. The electrolyte stored in the electrolyte tank of the redox flow battery using the balancing flow path of the present invention for solving the above-described problems forms a water surface, and the balancing flow path may be in communication with the electrolyte tank above the water surface.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지의 상기 전해액 탱크에 저장되는 전해액은 수면을 형성하며, 상기 밸런싱 유로는 수면의 하부에서 상기 전해액 탱크와 연통될 수 있다. The electrolyte stored in the electrolyte tank of the redox flow battery using the balancing flow path of the present invention for solving the above-described problems forms a water surface, and the balancing flow path may communicate with the electrolyte tank at a lower portion of the water surface.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지의 상기 전해액 탱크에 저장되는 전해액은 수면을 형성하며, 상기 밸런싱 유로는 수면에서 상기 전해액 탱크와 연통될 수 있다.The electrolyte stored in the electrolyte tank of the redox flow battery using the balancing flow path of the present invention for solving the above-described problem forms a water surface, and the balancing flow path may communicate with the electrolyte tank at the water surface.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지의 상기 밸런싱 유로는, 상기 밸런싱 유로의 개폐를 조절할 수 있는 조절 밸브를 포함할 수 있다. The balancing flow path of the redox flow battery using the balancing flow path of the present invention for solving the above-described problem may include a control valve capable of controlling the opening and closing of the balancing flow path.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지의 상기 밸런싱 유로는, 각각의 전지 모듈의 양극 전해액 저장부를 서로 연통시키는 제1밸런싱 유로와, 각각의 전지 모듈의 음극 전해액 저장부를 서로 연통시키는 제2밸런싱 유로를 포함할 수 있다. The balancing flow path of the redox flow battery using the balancing flow path of the present invention for solving the above-described problem includes a first balancing flow path for communicating with each other a positive electrolyte storage unit of each battery module, and a negative electrolyte solution of each battery module. It may include a second balancing flow path for communicating with each other.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지의 상기 밸런싱 유로는, 하나의 전지 모듈에서 양극 전해액 저장부와 음극 전해액 저장부를 연결하는 연결 유로를 포함할 수 있다. The balancing flow path of the redox flow battery using the balancing flow path of the present invention for solving the above-described problem may include a connection flow path connecting the positive electrolyte storage unit and the negative electrolyte storage unit in one battery module.

본 발명은 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지에 관한 것으로, 복수 개의 전지 모듈을 사용하는 레독스 흐름전지에서 각각의 전지 모듈의 전해액 탱크를 밸런싱 유로를 통해 연결함에 따라 기상 또는 액상의 유체가 전지 모듈 사이를 이동할 수 있고, 이를 통해 전지 모듈 사이의 압력 편차를 낮출 수 있는 장점이 있다. 본 발명은 각각의 전지 모듈 사이의 압력 편차를 낮춤에 따라 레독스 흐름전지의 충방전 용량 및 레독스 흐름 전지의 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. The present invention relates to a redox flow battery using a balancing flow path, and in a redox flow battery using a plurality of battery modules, gaseous or liquid fluid is a battery by connecting an electrolyte tank of each battery module through a balancing flow path. There is an advantage of being able to move between modules, thereby reducing a pressure difference between battery modules. The present invention has the advantage of improving the charging/discharging capacity of the redox flow battery and the efficiency of the redox flow battery by lowering the pressure difference between each battery module.

또한, 본 발명은 밸런싱 유로를 통해 전지 모듈에서 필요 이상으로 압력이 상승하는 것을 방지할 수 있으며, 구동 중 전지 모듈 사이에서 동일한 수준의 압력을 유지함에 따라 펌프의 부하 소요를 낮추고 레독스 흐름전지의 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, the present invention can prevent an increase in pressure more than necessary in the battery module through the balancing flow path, and by maintaining the same level of pressure between the battery modules during operation, the load requirement of the pump is reduced and the redox flow battery There is an advantage that can improve efficiency.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전지 모듈을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 복수 개의 전지 모듈을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 전해액의 수면 상부에서 제1밸런싱 유로 및 제2밸런싱 유로가 연통되는 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 전해액의 수면 상부에서 연결 유로가 연통되는 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 전해액의 수면 상부에서 연결 유로를 포함하는 밸런싱 유로가 연통되는 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 전해액의 수면 하부에서 제1밸런싱 유로 및 제2밸런싱 유로가 연통되는 것을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 전해액의 수면 하부에서 연결 유로가 연통되는 것을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 전해액의 수면 하부에서 연결 유로를 포함하는 밸런싱 유로가 연통되는 것을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 전해액의 수면에서 제1밸런싱 유로 및 제2밸런싱 유로가 연통되는 것을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 전해액의 수면에서 연결 유로가 연통되는 것을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 전해액의 수면에서 연결 유로를 포함하는 밸런싱 유로가 연통되는 것을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a plurality of battery modules according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating that a first balancing flow path and a second balancing flow path are communicated above a water surface of an electrolyte solution according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating that a connection flow path is communicated above a water surface of an electrolyte solution according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating that a balancing flow path including a connection flow path is communicated above a water surface of an electrolyte solution according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating that a first balancing flow path and a second balancing flow path are communicated under a water surface of an electrolyte according to another embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating that a connection flow path is communicated under a water surface of an electrolyte solution according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating that a balancing flow path including a connection flow path is communicated under a water surface of an electrolyte according to another embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating that a first balancing flow path and a second balancing flow path communicate on a water surface of an electrolyte solution according to another embodiment of the present invention.
10 is a diagram illustrating that a connection flow path communicates on a water surface of an electrolyte solution according to another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating that a balancing flow path including a connection flow path communicates on a water surface of an electrolyte solution according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면과 연관되어 기재된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나 이는 본 발명의 다양한 실시 예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 다양한 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in connection with the accompanying drawings. Various embodiments of the present invention may be modified in various ways and may have various embodiments. Specific embodiments are illustrated in the drawings and detailed descriptions thereof are provided. However, this is not intended to limit the various embodiments of the present invention to specific embodiments, and it should be understood that all changes and/or equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the various embodiments of the present invention are included. In connection with the description of the drawings, similar reference numerals have been used for similar elements.

본 발명의 다양한 실시 예에서 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 발명(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Expressions such as "include" or "may include" that may be used in various embodiments of the present invention indicate the existence of a corresponding function, operation, or component that has been disclosed, and an additional one or more functions, operations, or It does not limit components, etc. In addition, in various embodiments of the present invention, terms such as "include" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of one or more other features or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.When it is mentioned that a component is "connected" to another component, the component may be directly connected to the other component, but a new other component between the component and the other component. It should be understood that may exist. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it will be understood that no new other component exists between the component and the other component. Should be able to

본 발명의 다양한 실시 예에서 사용한 용어는 단지 특정일 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 다양한 실시 예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terms used in various embodiments of the present invention are only used to describe a specific embodiment, and are not intended to limit the various embodiments of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 다양한 실시 예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless otherwise defined, all terms, including technical and scientific terms, used herein have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which various embodiments of the present invention belong.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 다양한 실시 예에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 본 발명에서 용어 ‘전지셀(battery cell)’은 전해액을 통해 충방전이 일어나는 최소 단위로, 이온 교환이 일어나는 분리막, 분리판 등을 포함하여 구성된다Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in various embodiments of the present invention, ideal or excessively formal It is not interpreted in meaning. In the present invention, the term'battery cell' is a minimum unit in which charging and discharging occurs through an electrolyte, and includes a separator and a separator in which ion exchange occurs.

본 발명은 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지에 관한 것으로, 복수 개의 전지 모듈을 사용하는 레독스 흐름전지에서 각각의 전지 모듈의 전해액 탱크를 밸런싱 유로를 통해 연결함에 따라 전지 모듈 사이의 압력 편차를 낮출 수 있는 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지에 관한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.The present invention relates to a redox flow battery using a balancing flow path, and in a redox flow battery using a plurality of battery modules, the pressure difference between the battery modules is reduced by connecting the electrolyte tanks of each battery module through the balancing flow path. It relates to a redox flow battery using a lowerable balancing flow path. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시 예에 따른 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지는, 전지셀(100), 전해액 탱크(200), 전해액 유로(300)를 구비하는 전지 모듈(10)과 밸런싱 유로(500)를 포함할 수 있다. A redox flow battery using a balancing flow path according to an embodiment of the present invention includes a battery module 10 including a battery cell 100, an electrolyte tank 200, and an electrolyte flow path 300, and a balancing flow path 500. Can include.

도 1을 참조하면, 상기 전지 모듈(10)의 상기 전지셀(100)은 내부에 양극 전극(110)과 음극 전극(120)을 포함하는 것으로, 상기 전지셀(100)은 상기 전해액 탱크(200)로부터 공급받은 전해액의 이동, 충전, 방전하면서 전기 화학적인 반응이 일어날 수 있는 곳이다. Referring to FIG. 1, the battery cell 100 of the battery module 10 includes a positive electrode 110 and a negative electrode 120 therein, and the battery cell 100 includes the electrolyte tank 200. This is a place where electrochemical reactions can occur while moving, charging, and discharging the electrolyte supplied from ).

상기 전지셀(100)은 분리막(130), 분리판(140), 집전판(150)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 도 1을 참조하면, 상기 분리막(130)은 이온이 교환되면서 화학 반응이 일어날 수 있는 곳으로, 상기 양극 전극(110)과 상기 음극 전극(120) 사이에 구비된다. The battery cell 100 may further include a separator 130, a separator 140, and a current collector 150. Specifically, referring to FIG. 1, the separator 130 is a place where a chemical reaction may occur while ions are exchanged, and is provided between the anode electrode 110 and the cathode electrode 120.

상기 집전판(150)은 상기 양극 전극(110)과 상기 음극 전극(120)의 외측에 구비되는 것으로, 양극 집전판(151)과 음극 집전판(152)으로 이루어질 수 있다. 상기 양극 집전판(151)과 상기 음극 집전판(152)은 외부와 전기가 유통되도록 도전성 재질로 이루어질 수 있는 것으로, 상기 양극 집전판(151)과 상기 음극 집전판(152)은 각각 상기 양극 전극(110)과 상기 음극 전극(120)에 전기를 통하게 한다. The current collector plate 150 is provided outside the positive electrode 110 and the negative electrode 120 and may include a positive electrode current collector plate 151 and a negative electrode current collector plate 152. The positive electrode current collector plate 151 and the negative electrode current collector plate 152 may be made of a conductive material so that electricity flows to the outside, and the positive electrode current collector plate 151 and the negative electrode current collector plate 152 are respectively (110) and the negative electrode 120 to conduct electricity.

상기 분리판(140)은 상기 양극 집전판(151)과 상기 양극 전극(110) 사이, 상기 음극 집전판(152)과 상기 음극 전극(120) 사이에 구비되는 것으로, 상기 양극 전극(110) 및 상기 음극 전극(120)으로 유입되는 전해액이 상기 양극 집전판(151) 및 상기 음극 집전판(152)에 직접 닿는 것을 방지하는 동시에 전기적으로 통전될 수 있도록 하는 것이다. The separating plate 140 is provided between the positive electrode current collector plate 151 and the positive electrode 110, between the negative electrode current collector plate 152 and the negative electrode 120, and includes the positive electrode 110 and This is to prevent the electrolyte flowing into the cathode electrode 120 from directly contacting the anode current collector plate 151 and the cathode current collector plate 152 and to conduct electricity at the same time.

상기 전기 모듈(10)에는 하나의 상기 전지셀(100)이 포함될 수 있으며, 둘 이상의 상기 전지셀(100)이 포함될 수도 있다. 또한, 상기 전지셀(100)의 구동 환경에 따라 상기 양극 전극(110), 상기 음극 전극(120), 상기 분리막(130), 상기 분리판(140), 상기 집전판(150) 중 어느 하나 이상의 부품은 생략될 수 있으며, 상기 양극 전극(110), 상기 음극 전극(120), 상기 분리막(130), 상기 분리판(140), 상기 집전판(150)이 복수 개 사용될 수도 있다. One of the battery cells 100 may be included in the electric module 10, and two or more of the battery cells 100 may be included. In addition, depending on the driving environment of the battery cell 100, at least one of the positive electrode 110, the negative electrode 120, the separator 130, the separator 140, and the current collecting plate 150 Components may be omitted, and a plurality of the positive electrode 110, the negative electrode 120, the separator 130, the separator 140, and the current collecting plate 150 may be used.

상기 전해액 탱크(200)는 양극 전해액 저장부(210)와 음극 전해액 저장부(220)를 포함하는 것이다. 상기 전해액 탱크(200)는 전해액을 저장할 수 있는 것으로, 상기 전해액 탱크(200)에 저장된 전해액은 전해액 유로(300)를 통해 상기 전지셀(100)로 공급된다. The electrolyte tank 200 includes an anode electrolyte storage unit 210 and a cathode electrolyte storage unit 220. The electrolyte tank 200 is capable of storing an electrolyte, and the electrolyte stored in the electrolyte tank 200 is supplied to the battery cell 100 through an electrolyte flow path 300.

구체적으로, 상기 양극 전해액 저장부(210)에 저장되어 있는 양극 전해액은 상기 전지셀(100)의 상기 양극 전극(110)으로 공급되며, 상기 음극 전해액 저장부(220)에 저장되어 있는 음극 전해액은 상기 전지셀(100)의 상기 음극 전극(120)으로 공급된다. Specifically, the positive electrode electrolyte stored in the positive electrode electrolyte storage unit 210 is supplied to the positive electrode 110 of the battery cell 100, and the negative electrode electrolyte stored in the negative electrolyte storage unit 220 is It is supplied to the negative electrode 120 of the battery cell 100.

상기 전해액 탱크(200)에서부터 전해액 유로를 통해 상기 전지셀(100)에 공급된 전해액은, 상기 전지셀(100) 내부에서 반응한 이후에, 전해액 유로(300)를 통해 다시 상기 전해액 탱크(200)로 들어가 순환하게 된다. The electrolyte supplied from the electrolyte tank 200 to the battery cell 100 through the electrolyte flow path, after reacting inside the battery cell 100, the electrolyte tank 200 again through the electrolyte flow path 300 Enters and cycles.

상기 전해액 유로(300)는 상기 전지셀(100)과 상기 전해액 탱크(200)를 연결하는 것으로, 상기 전해액 유로(300)를 통해 상기 전지셀(100)로부터 상기 전해액 탱크(200)로 전해액이 이동하거나, 상기 전해액 탱크(200)로부터 상기 전지셀(100)로 전해액이 이동한다. 상기 전해액 유로(300)는, 상기 양극 전해액 저장부(210)와 상기 전지셀(100)의 상기 양극 전극(110)을 연결하는 양극 전해액 유로(310)와, 상기 음극 전해액 저장부(220)와 상기 음극 전극(120)을 연결하는 음극 전해액 유로(320)를 포함할 수 있다. The electrolyte flow path 300 connects the battery cell 100 and the electrolyte tank 200, and the electrolyte flows from the battery cell 100 to the electrolyte tank 200 through the electrolyte flow path 300. Alternatively, the electrolyte is transferred from the electrolyte tank 200 to the battery cell 100. The electrolyte flow path 300 includes a positive electrolyte flow path 310 connecting the positive electrolyte storage part 210 and the positive electrode 110 of the battery cell 100, the negative electrolyte storage part 220, and A cathode electrolyte flow path 320 connecting the cathode electrode 120 may be included.

도 2를 참조하면, 상기 전해액 유로(300)에는 유체 제어부(400)가 포함될 수 있다. 상기 유체 제어부(400)는 전해액의 순환을 위해 사용되는 것으로, 전해액의 역류를 방지하고 전해액의 이송이 가능한 형태라면 다양한 구조가 적용될 수 있다. 가령, 상기 유체 제어부(400)는 펌프일 수 있으며, 상기 유체 제어부(400)는 외부에서 생성된 압력을 상기 전해액 유로(300)에 전달할 수 있는 장치일 수도 있다. Referring to FIG. 2, a fluid control unit 400 may be included in the electrolyte flow path 300. The fluid control unit 400 is used to circulate the electrolyte, and various structures may be applied as long as it prevents backflow of the electrolyte and allows the transfer of the electrolyte. For example, the fluid control unit 400 may be a pump, and the fluid control unit 400 may be a device capable of transmitting externally generated pressure to the electrolyte flow path 300.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지는 2개 이상의 상기 전지 모듈(10)이 구비될 수 있는 것이다. 그러나 이와 같이 2개 이상의 상기 전지 모듈(10)을 사용하게 되면, 각각의 전지 모듈(10) 상태가 서로 불균일하게 되는 문제가 있다. Referring to FIG. 2, a redox flow battery using a balancing flow path according to an embodiment of the present invention may include two or more battery modules 10. However, when two or more of the battery modules 10 are used as described above, there is a problem in that the states of each battery module 10 become non-uniform.

구체적으로, 각각의 상기 전지 모듈(10)의 상기 전해액 탱크(200) 내부 압력은 레독스 흐름전지의 운영에 따라 서로 다르게 상승할 수 있으며, 이로 인해 전해액의 흐름이 느려지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 하나의 전지 모듈(10)에서 성능의 변화가 발생하면, 하나의 전지 모듈(10)에 의해 레독스 흐름전지 전체의 효율이 떨어지게 되는 문제가 있다. Specifically, the internal pressure of the electrolyte tank 200 of each of the battery modules 10 may increase differently depending on the operation of the redox flow battery, which may cause a problem of slowing the flow of the electrolyte. In addition, when a change in performance occurs in one battery module 10, there is a problem that the efficiency of the entire redox flow battery decreases due to one battery module 10.

상기 밸런싱 유로(500)는 이를 방지하기 위해 구비되는 것이다. 도 3을 참조하면, 상기 밸런싱 유로(500)는 각각의 전지 모듈(10)의 전해액 탱크(200)를 서로 연통시킬 수 있는 것이다. The balancing flow path 500 is provided to prevent this. Referring to FIG. 3, the balancing flow path 500 is capable of communicating the electrolyte tank 200 of each battery module 10 with each other.

구체적으로, 상기 밸런싱 유로(500)는 하나의 전지 모듈(10)에 구비된 전해액 탱크(200)와 다른 하나의 전지 모듈(10)에 구비된 전해액 탱크(200)를 연통시키는 것으로, 동일한 방법으로 복수 개의 상기 전지 모듈(10)의 전해액 탱크(200)를 서로 연통시키는 것이다. Specifically, the balancing flow path 500 communicates the electrolyte tank 200 provided in one battery module 10 with the electrolyte tank 200 provided in the other battery module 10, in the same way. The electrolyte tank 200 of the plurality of battery modules 10 is communicated with each other.

본 발명의 실시 예에 따라 각각의 전지 모듈(10)의 전해액 탱크(200)를 서로 연통시킬 수 있는 상기 밸런싱 유로(500)를 구비하면, 전지 모듈(10)의 내부 압력이 변화하는 상황에서도 상기 밸런싱 유로(500)를 통해 이를 균등하게 보정할 수 있게 되고, 이를 통해 전지 모듈(10) 사이의 압력 편차를 낮출 수 있게 된다. According to an embodiment of the present invention, if the balancing flow path 500 capable of communicating the electrolyte tank 200 of each battery module 10 to each other is provided, the It is possible to equally correct this through the balancing flow path 500, and through this, it is possible to reduce the pressure deviation between the battery modules 10.

상기 전해액 탱크(200)에 저장되는 전해액은 수면을 형성할 수 있는데, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 밸런싱 유로(500)는 상기 수면의 상부에 형성될 수도 있으며, 상기 수면의 하부에 형성될 수도 있다. The electrolyte stored in the electrolyte tank 200 may form a water surface. According to an embodiment of the present invention, the balancing flow path 500 may be formed above the water surface, and may be formed below the water surface. May be.

도 3 내지 도 5는 상기 전해액 탱크(200)에 저장되는 전해액이 수면을 형성할 때, 상기 밸런싱 유로(500)가 상기 수면의 상부에서 상기 전해액 탱크(200)와 연통되는 것을 나타내는 것이다. 도 3 내지 도 5와 같이 상기 밸런싱 유로(500)가 상기 수면의 상부에서 복수의 전지 모듈(10)의 전해액 탱크(200)를 연통시키면, 기상의 유체를 이동시킴에 따라 전지 모듈(10) 간의 압력 편차를 낮출 수 있게 된다. 3 to 5 show that when the electrolyte stored in the electrolyte tank 200 forms a water surface, the balancing flow path 500 communicates with the electrolyte tank 200 at an upper portion of the water surface. 3 to 5, when the balancing flow path 500 communicates with the electrolyte tank 200 of the plurality of battery modules 10 above the water surface, the liquid in the gas phase moves between the battery modules 10. It is possible to reduce the pressure deviation.

도 6 내지 도 8은 상기 전해액 탱크(200)에 저장되는 전해액이 수면을 형성할 때, 상기 밸런싱 유로(500)가 상기 수면의 하부에서 상기 전해액 탱크(200)와 연통되는 것을 나타내는 것이다. 도 6 내지 도 8과 같이 상기 밸런싱 유로(500)가 상기 수면의 하부에서 복수의 전지 모듈(10)의 전해액 탱크(200)를 연통시키면, 액상의 유체를 이동시킴에 따라 전지 모듈(10) 간의 압력 편차를 낮출 수 있게 된다. 6 to 8 show that when the electrolyte stored in the electrolyte tank 200 forms a water surface, the balancing flow path 500 communicates with the electrolyte tank 200 under the water surface. As shown in FIGS. 6 to 8, when the balancing flow path 500 communicates the electrolyte tank 200 of the plurality of battery modules 10 under the water surface, the liquid fluid is moved between the battery modules 10. It is possible to reduce the pressure deviation.

레독스 흐름전지는 충방전에 따라 양극 및 음극 전해액이 전기적 중성을 기점으로 산화와 환원을 반복하게 되나, 일부 부반응으로 인하여 일부 전해액이 산화수가 정상적인 범주를 벗어나는 경우가 존재할 수 있다. 이 때 이상이 발생한 전해액의 이온의 일부를 서로 교환하게 되면 다시 정상적인 산화수로 회복이 될 수 있다. In the redox flow battery, the anode and cathode electrolytes repeat oxidation and reduction starting from electrical neutrality according to charging and discharging, but there may be cases where the oxidation number of some electrolytes exceeds the normal range due to some side reactions. At this time, if some of the ions in the electrolyte solution in which the abnormality has occurred are exchanged with each other, normal oxidized water can be restored again.

본 발명의 실시 예에 따라 상기 전해액 탱크(200)에 저장되는 전해액이 수면을 형성할 때, 상기 밸런싱 유로(500)가 상기 수면의 하부에서 상기 전해액 탱크(200)와 연통되면, 상기 밸런싱 유로(500)를 통하여 일부 이온의 유통이 가능하게 된다. 이를 통해 상기 부반응에 의한 산화수 변화를 회복하는 것이 가능하게 되어 레독스 흐름전지의 수명을 현저하게 증가시킬 수 있는 장점이 있다. According to an embodiment of the present invention, when the electrolyte stored in the electrolyte tank 200 forms a water surface, when the balancing flow path 500 communicates with the electrolyte tank 200 at a lower portion of the water surface, the balancing flow path ( 500), it is possible to distribute some ions. Through this, it is possible to recover the change in the oxidation number caused by the side reaction, and thus, there is an advantage of remarkably increasing the life of the redox flow battery.

즉, 본 발명의 실시 예에 따라 상기 전해액 탱크(200)에 저장되는 전해액이 수면을 형성할 때, 상기 밸런싱 유로(500)가 상기 수면의 하부에서 상기 전해액 탱크(200)와 연통되면, 전지 모듈(10) 간의 압력 편차를 낮추는 동시에 상기 부반응에 의한 산화수 변화를 회복할 수 있는 장점이 있다. That is, according to an embodiment of the present invention, when the electrolyte stored in the electrolyte tank 200 forms a water surface, when the balancing flow path 500 communicates with the electrolyte tank 200 under the water surface, the battery module (10) There is an advantage in that it is possible to reduce the pressure difference between the two and at the same time recover the change in the oxidation number caused by the side reaction.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 밸런싱 유로(500)는 상기 수면에 형성될 수도 있다. 도 9 내지 도 11은 상기 전해액 탱크(200)에 저장되는 전해액이 수면을 형성할 때, 상기 밸런싱 유로(500)가 상기 수면에서 상기 전해액 탱크(200)와 연통되는 것을 나타내는 것이다. 도 9 내지 도 11과 같이 상기 밸런싱 유로(500)가 상기 수면에서 복수의 전지 모듈(10)의 전해액 탱크(200)를 연통시키면, 기상의 유체 및 액상의 유체를 동시에 이동시킴에 따라 전지 모듈(10) 간의 압력 편차를 낮출 수 있게 되고, 동시에 상기 부반응에 의한 산화수 변화를 회복할 수도 있다. According to another embodiment of the present invention, the balancing flow path 500 may be formed on the water surface. 9 to 11 show that when the electrolyte stored in the electrolyte tank 200 forms a water surface, the balancing flow path 500 communicates with the electrolyte tank 200 at the water surface. 9 to 11, when the balancing flow path 500 communicates the electrolyte tank 200 of the plurality of battery modules 10 on the water surface, the battery module ( 10) It is possible to reduce the pressure difference between, and at the same time, it is possible to recover the change in the oxidation number caused by the side reaction.

도 3, 도 6, 도 9를 참조하면, 상기 밸런싱 유로(500)는 제1밸런싱 유로(510)와 제2밸런싱 유로(520)를 포함할 수 있다. 상기 제1밸런싱 유로(510)는 각각의 전지 모듈(10)의 양극 전해액 저장부(210)를 서로 연통시키는 것이며, 상기 제2밸런싱 유로(520)는 각각의 전지 모듈(10)의 음극 전해액 저장부(220)를 서로 연통시킬 수 있는 것이다. 3, 6, and 9, the balancing flow path 500 may include a first balancing flow path 510 and a second balancing flow path 520. The first balancing flow path 510 communicates the positive electrolyte storage unit 210 of each battery module 10 to each other, and the second balancing flow path 520 stores the negative electrolyte solution of each battery module 10. The units 220 can be communicated with each other.

즉, 상기 제1밸런싱 유로(510)는 복수의 전지 모듈(10)의 양극 전해액 저장부(210) 만을 서로 연통시킬 수 있는 것이며, 상기 제2밸런싱 유로(520)는 복수의 전지 모듈(10)의 음극 전해액 저장부(220) 만을 서로 연통시킬 수 있는 것이다. 이와 같이 양극 전해액 저장부(210)와 음극 전해액 저장부(220)를 구별하여, 상기 제1밸런싱 유로(510)와 상기 제2밸런싱 유로(520)를 형성시키면, 양극 전해액과 음극 전해액이 혼합되는 것을 방지하면서 전지 모듈(10) 간의 압력 편차를 낮출 수 있게 된다. That is, the first balancing flow path 510 is capable of communicating only the positive electrolyte storage units 210 of the plurality of battery modules 10 with each other, and the second balancing flow path 520 includes a plurality of battery modules 10. Only the cathode electrolyte storage unit 220 can communicate with each other. As described above, when the positive electrolyte storage unit 210 and the negative electrolyte storage unit 220 are distinguished and the first balancing flow path 510 and the second balancing flow path 520 are formed, the positive electrolyte and the negative electrolyte are mixed. It is possible to reduce the pressure difference between the battery modules 10 while preventing.

상기 제1밸런싱 유로(510)와 상기 제2밸런싱 유로(520)는 도 3과 같이 상기 밸런싱 유로(500)가 전해액의 수면 상부에서 전해액 탱크를 연통시킬 때와, 도 6과 같이 상기 밸런싱 유로(500)가 전해액의 수면 하부에서 전해액 탱크를 연통시킬 때와, 도 9와 같이 상기 밸런싱 유로(500)가 전해액의 수면에서 전해액 탱크를 연통시킬 때 모두 사용될 수 있다. The first balancing flow path 510 and the second balancing flow path 520 are, as shown in FIG. 3, when the balancing flow path 500 communicates with the electrolyte tank above the water surface of the electrolyte, and the balancing flow path ( It can be used both when 500) communicates the electrolyte tank under the water surface of the electrolyte and when the balancing flow path 500 communicates the electrolyte tank at the water surface of the electrolyte, as shown in FIG. 9.

상술한 바와 같이 양극 전해액 저장부(210)와 음극 전해액 저장부(220)의 혼합을 방지하기 위해 상기 제1밸런싱 유로(510)와 상기 제2밸런싱 유로(520)를 구별하여 사용할 수도 있지만, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 밸런싱 유로(500)는 하나의 전지 모듈(10)에서 양극 전해액 저장부(210)와 음극 전해액 저장부(220)를 연결하는 연결 유로(530)를 포함할 수도 있다. As described above, in order to prevent mixing of the anode electrolyte storage unit 210 and the cathode electrolyte storage unit 220, the first balancing flow path 510 and the second balancing flow path 520 may be used separately. The balancing flow path 500 according to an exemplary embodiment of the present invention may include a connection flow path 530 connecting the positive electrolyte storage unit 210 and the negative electrolyte storage unit 220 in one battery module 10.

도 4, 도 7, 도 10을 참조하면, 상기 연결 유로(530)는 하나의 전지 모듈(10) 내부에서 양극 전해액 저장부(210)와 음극 전해액 저장부(220)를 연결하는 것으로, 상기 연결 유로(530)는 양극 전해액 저장부(210)와 음극 전해액 저장부(220)의 전해액 밸런스를 유지하기 위해 구비되는 것이다. 여기서, 전해액의 밸런스라 함은 물리적(수위, 부피, 비중 또는 질량 등) 또는 화학적 (농도 또는 산화수 등) 밸런스를 의미한다.4, 7, and 10, the connection flow path 530 connects the positive electrolyte storage unit 210 and the negative electrolyte storage unit 220 within one battery module 10, and the connection The flow path 530 is provided to maintain an electrolyte balance between the anode electrolyte storage unit 210 and the cathode electrolyte storage unit 220. Here, the balance of the electrolyte means a physical (water level, volume, specific gravity or mass, etc.) or a chemical (concentration or oxidation number, etc.) balance.

상기 연결 유로(530)를 사용하면, 양극 전해액 저장부(210)와 음극 전해액 저장부(220)의 압력 차이에 의한 유량 변화로 인한 성능 변화를 억제할 수 있어 전지 모듈(10)의 효율을 상승시킬 수 있다. 특히, 양극 전해액 저장부(210) 또는 음극 전해액 저장부(220)에서 어느 하나의 유량이 다른 하나에 비해 현저하게 느려질 경우에 발생하는 전지의 용량 저하 또는 출력 저하의 문제 등을 억제할 수 있게 된다. When the connection flow path 530 is used, a change in performance due to a flow rate change due to a pressure difference between the positive electrolyte storage unit 210 and the negative electrolyte storage unit 220 can be suppressed, thereby increasing the efficiency of the battery module 10 I can make it. In particular, it is possible to suppress a problem of a decrease in capacity or output of a battery that occurs when the flow rate of one of the positive electrolyte storage unit 210 or the negative electrolyte storage unit 220 is significantly slower than the other. .

도 5, 도 8, 도 11을 참조하면, 상기 밸런싱 유로(500)는 이와 같은 상기 연결 유로(530)를 포함하면서, 각각의 전지 모듈(10)의 전해액 탱크(200)를 서로 연통시킬 수 있는 것이다. 즉, 상기 밸런싱 유로(500)는 하나의 전지 모듈(10)의 양극 전해액 저장부(210) 및 음극 전해액 저장부(220)와 동시에 연통되면서, 다른 하나의 전지 모듈(10)의 양극 전해액 저장부(210) 및 음극 전해액 저장부(220)와 동시에 연통될 수 있는 것이다. Referring to FIGS. 5, 8, and 11, the balancing flow path 500 includes the connection flow path 530 and allows the electrolyte tank 200 of each battery module 10 to communicate with each other. will be. That is, the balancing flow path 500 communicates with the positive electrolyte storage unit 210 and the negative electrolyte storage unit 220 of one battery module 10 at the same time, while the positive electrolyte storage unit of the other battery module 10 It is possible to communicate with the (210) and the cathode electrolyte storage unit 220 at the same time.

상기 연결 유로(530)를 포함하는 상기 밸런싱 유로(500)를 사용하면, 양극 전해액 저장부(210)와 음극 전해액 저장부(220)의 전해액 밸런스를 유지함과 동시에, 전지 모듈(10) 간의 압력 편차를 낮출 수 있는 장점이 있다. When the balancing flow path 500 including the connection flow path 530 is used, a pressure difference between the battery module 10 while maintaining the electrolyte balance between the positive electrolyte storage unit 210 and the negative electrolyte storage unit 220 There is an advantage that can lower it.

상기 연결 유로(530)를 포함하는 상기 밸런싱 유로(500)는 도 5와 같이 상기 밸런싱 유로(500)가 전해액의 수면 상부에서 전해액 탱크를 연통시킬 때와, 도 8과 같이 상기 밸런싱 유로(500)가 전해액의 수면 하부에서 전해액 탱크를 연통시킬 때와, 도 11과 같이 상기 밸런싱 유로(500)가 전해액의 수면에서 전해액 탱크를 연통시킬 때 모두 사용될 수 있다. The balancing flow path 500 including the connection flow path 530 includes when the balancing flow path 500 communicates with the electrolyte tank above the water surface of the electrolyte, as shown in FIG. 5, and the balancing flow path 500 as shown in FIG. It can be used both when the electrolyte tank is communicated under the water surface of the electrolytic solution and when the balancing flow path 500 communicates the electrolyte tank at the surface of the electrolytic solution as shown in FIG. 11.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 밸런싱 유로(500)는, 상기 밸런싱 유로(500)의 개폐를 조절할 수 있는 조절 밸브(미도시)를 포함할 수도 있다. 상기 조절 밸브는 상기 밸런싱 유로(500)를 개폐할 수 있다면 다양한 장치가 사용될 수 있는 것으로, 상기 조절 밸브는 전해액의 산성에 의해 손상되지 않도록 내화학성을 갖는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. The balancing flow path 500 according to an embodiment of the present invention may include a control valve (not shown) capable of controlling the opening and closing of the balancing flow path 500. Various devices may be used as the control valve as long as the balancing flow path 500 can be opened and closed, and the control valve is preferably made of a material having chemical resistance so as not to be damaged by acidity of the electrolyte.

상기 조절 밸브는 레독스 흐름전지의 운영 조건에 따라 상기 밸런싱 유로(500)를 개폐할 수 있는 것으로, 레독스 흐름전지의 운영 조건에 따라 상기 밸런싱 유로(500)의 다양한 지점에 설치되면서, 상기 밸런싱 유로(500)를 개폐할 수 있다. 상기 조절 밸브는 하나만 사용될 수 있으며, 복수 개의 조절 밸브가 사용될 수도 있다. The control valve is capable of opening and closing the balancing flow path 500 according to the operating conditions of the redox flow battery, and being installed at various points of the balancing flow path 500 according to the operating conditions of the redox flow battery, the balancing The flow path 500 can be opened and closed. Only one control valve may be used, and a plurality of control valves may be used.

상술한 본 발명의 실시 예에 따른 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지는 다음과 같은 효과가 있다. The redox flow battery using the balancing flow path according to the embodiment of the present invention described above has the following effects.

본 발명의 실시 예에 따른 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지는 복수 개의 전지 모듈(10)을 사용하는 레독스 흐름전지에서 각각의 전지 모듈(10)의 전해액 탱크(200)를 밸런싱 유로(500)를 통해 연결함에 따라 기상 또는 액상의 유체가 전지 모듈 사이를 이동하게 할 수 있고, 이를 통해 전지 모듈(10) 사이의 압력 편차를 낮출 수 있는 장점이 있다. In the redox flow battery using the balancing flow path according to the embodiment of the present invention, in the redox flow battery using a plurality of battery modules 10, the electrolyte tank 200 of each of the battery modules 10 is connected to the balancing flow path 500. ), the gaseous or liquid fluid may move between the battery modules, thereby reducing the pressure deviation between the battery modules 10.

또한, 본 발명의 실시 예에 따라 밸런싱 유로(500)를 전해액 탱크(200)의 수면 하부에서 전해액 탱크(200)와 연통시키면, 전지 모듈(10) 간의 압력 편차를 낮춤과 동시에 레독스 흐름전지의 운영도중 발생할 수 있는 부반응에 의한 산화수 변화를 회복할 수 있다. 이와 같이 각각의 전지 모듈(10) 사이의 압력 편차를 낮춤에 따라 레독스 흐름전지의 충방전 용량 및 레독스 흐름 전지의 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, when the balancing flow path 500 is communicated with the electrolyte tank 200 under the water surface of the electrolyte tank 200 according to an embodiment of the present invention, the pressure difference between the battery modules 10 is reduced and the redox flow battery is It is possible to recover the change in oxidation water caused by side reactions that may occur during operation. As described above, as the pressure difference between the respective battery modules 10 is reduced, the charging/discharging capacity of the redox flow battery and the efficiency of the redox flow battery can be improved.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지는 밸런싱 유로(500)를 통해 전지 모듈(10)에서 필요 이상으로 압력이 상승하는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해 구동 중 전지 모듈(10) 사이에서 동일한 수준의 압력을 유지할 수 있게 되고, 전지 모듈(10) 사이에서 동일한 수준의 압력이 유지됨에 따라 펌프의 부하 소요를 낮춰 레독스 흐름전지의 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, the redox flow battery using the balancing flow path according to an embodiment of the present invention can prevent an increase in pressure more than necessary in the battery module 10 through the balancing flow path 500. Through this, it is possible to maintain the same level of pressure between the battery modules 10 during operation, and as the same level of pressure is maintained between the battery modules 10, the load requirement of the pump is reduced to improve the efficiency of the redox flow battery. There is an advantage that can be made.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 많은 변형이 제공될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위를 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.In the above, the present invention has been described in detail with reference to a preferred embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications may be provided within the scope not departing from the scope of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

10...전지 모듈 100...전지셀
110...양극 전극 120...음극 전극
130...분리막 140...분리판
150...집전판 151...양극 집전판
152...음극 집전판 200...전해액 탱크
210...양극 전해액 저장부 220...음극 전해액 저장부
300...전해액 유로 310...양극 전해액 유로
320...음극 전해액 유로 400...유체 제어부
500...밸런싱 유로 510...제1밸런싱 유로
520...제2밸런싱 유로 530...연결 유로10... battery module 100... battery cell
110... positive electrode 120... negative electrode
130... separator 140... separator
150... collector plate 151... anode collector plate
152...cathode collector plate 200...electrolyte tank
210... positive electrode electrolyte storage unit 220... negative electrode electrolyte storage unit
300...electrolyte flow path 310...anode electrolyte flow path
320... cathode electrolyte flow path 400... fluid control
500...balancing euro 510...first balancing euro
520...Second balancing flow path 530...Connecting flow path

Claims (7)

내부에 양극 전극과 음극 전극을 포함하는 전지셀;과
양극 전해액이 저장되는 양극 전해액 저장부와 음극 전해액이 저장되는 음극 전해액 저장부를 포함하는 전해액 탱크;와
상기 전해액 탱크와 상기 전지셀을 연결하여 전해액이 이송되는 전해액 유로;를 구비하는 전지 모듈을 포함하며,
상기 전지 모듈은 2개 이상이 구비되며,
각각의 전지 모듈의 전해액 탱크를 서로 연통시키는 밸런싱 유로;를 포함하며,
상기 전해액 탱크에 저장되는 전해액은 수면을 형성하며,
상기 밸런싱 유로는 수면의 상부에서 상기 전해액 탱크와 연통되거나,
상기 밸런싱 유로는 수면의 하부에서 상기 전해액 탱크와 연통되거나,
상기 밸런싱 유로는 수면에서 상기 전해액 탱크와 연통되는 것을 특징으로 하는 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지.A battery cell including a positive electrode and a negative electrode therein; And
An electrolyte tank including an anode electrolyte storage unit in which the anode electrolyte is stored and a cathode electrolyte storage unit in which the cathode electrolyte is stored; And
And a battery module having an electrolyte flow path through which the electrolyte is transferred by connecting the electrolyte tank and the battery cell,
Two or more of the battery modules are provided,
Includes; a balancing flow path for communicating the electrolyte tank of each battery module with each other,
The electrolyte stored in the electrolyte tank forms a water surface,
The balancing flow path is in communication with the electrolyte tank at the top of the water surface, or
The balancing flow path communicates with the electrolyte tank at a lower portion of the water surface, or
The balancing flow path is a redox flow battery using a balancing flow path, characterized in that in communication with the electrolyte tank at the water surface. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 밸런싱 유로는, 상기 밸런싱 유로의 개폐를 조절할 수 있는 조절 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지.The method of claim 1,
The balancing flow path is a redox flow battery using a balancing flow path, characterized in that it comprises a control valve that can control the opening and closing of the balancing flow path. 제1항에 있어서,
상기 밸런싱 유로는,
각각의 전지 모듈의 양극 전해액 저장부를 서로 연통시키는 제1밸런싱 유로와,
각각의 전지 모듈의 음극 전해액 저장부를 서로 연통시키는 제2밸런싱 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지.The method of claim 1,
The balancing flow path,
A first balancing flow path for communicating the positive electrode electrolyte storage units of each battery module with each other,
A redox flow battery using a balancing flow path, characterized in that it comprises a second balancing flow path for communicating with each other the cathode electrolyte storage units of each battery module. 제1항에 있어서,
상기 밸런싱 유로는,
하나의 전지 모듈에서 양극 전해액 저장부와 음극 전해액 저장부를 연결하는 연결 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지.The method of claim 1,
The balancing flow path,
A redox flow battery using a balancing flow path, characterized in that it comprises a connection flow path connecting the positive electrolyte storage unit and the negative electrolyte storage unit in one battery module.
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