KR102187258B1 - Electrode cell structure of redox flow battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전극의 내부에서 전극의 Z축 방향으로 전해액 유입부를 형성함에 따라 균일하게 전해액을 전극에 공급하면서, 전해액이 전극을 반드시 거치면서 배출될 수 있도록 하는 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조에 관한 것으로, 프레임; 판 형상으로 이루어지며, X축과 Y축으로 이루어진 평면을 형성하는 전극; 평면을 형성하는 상기 전극에 대하여 Z축 방향으로 형성되며, 상기 전극에 전해액을 유입시킬 수 있는 전해액 유입부; 및 상기 전극에 유입된 전해액이 배출될 수 있는 전해액 배출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다. The present invention relates to an electrode cell structure of a redox flow battery in which the electrolyte is uniformly supplied to the electrode by forming an electrolyte inlet in the Z-axis direction of the electrode inside the electrode, and the electrolyte can be discharged while passing through the electrode. As, frame; An electrode formed in a plate shape and forming a plane consisting of an X-axis and a Y-axis; An electrolyte inlet portion formed in a Z-axis direction with respect to the electrode forming a plane and capable of introducing an electrolyte into the electrode; And an electrolyte solution discharge unit through which the electrolyte solution introduced into the electrode is discharged.

Figure R1020190000854
Figure R1020190000854

Description

레독스 흐름전지의 전극 셀 구조 {Electrode cell structure of redox flow battery}Electrode cell structure of redox flow battery

본 발명은 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전극의 내부에서 전극의 Z축 방향으로 전해액 유입부를 형성함에 따라 균일하게 전해액을 전극에 공급하면서, 전해액이 전극을 반드시 거치면서 배출될 수 있도록 하는 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조에 관한 것이다. The present invention relates to an electrode cell structure of a redox flow battery, and more particularly, by forming an electrolyte inlet in the Z-axis direction of the electrode inside the electrode, the electrolyte is uniformly supplied to the electrode, while the electrolyte must pass through the electrode. It relates to an electrode cell structure of a redox flow battery that can be discharged while being discharged.

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.

도 1은 종래의 레독스 흐름전지를 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 레독스 흐름전지는 전지셀(10), 전해액 저장부(20), 전해액 유로(30)를 포함한다. 상기 전지셀(10)은 양극 전극(11) 및 음극 전극(12), 상기 양극 전극(11)과 상기 음극 전극(12) 사이에 구비되는 분리막(13), 상기 양극 전극(11)과 상기 음극 전극(12)의 외측면에 구비되는 분리판(14)을 포함할 수 있는 것으로, 상기 전지셀(10) 내부에서 전해액의 이동, 충전, 방전 등의 전기 화학적인 반응이 일어난다. 1 shows a conventional redox flow battery. Referring to FIG. 1, the redox flow battery includes a battery cell 10, an electrolyte storage unit 20, and an electrolyte flow path 30. The battery cell 10 includes a positive electrode 11 and a negative electrode 12, a separator 13 provided between the positive electrode 11 and the negative electrode 12, the positive electrode 11 and the negative electrode. It may include a separator 14 provided on the outer surface of the electrode 12, and electrochemical reactions such as movement, charging, and discharging of the electrolyte occur inside the battery cell 10.

상기 전해액 저장부(20)는 전해액이 저장될 수 있는 곳으로, 상기 전해액 저장부(20)에 저장된 전해액이 전해액 유로(30)를 통해 상기 전지셀(10)로 이동하게 된다. 그러나 종래의 레독스 흐름전지는 다음과 같은 문제점이 있다. The electrolyte storage unit 20 is a place where an electrolyte can be stored, and the electrolyte stored in the electrolyte storage unit 20 moves to the battery cell 10 through the electrolyte flow path 30. However, the conventional redox flow battery has the following problems.

종래의 레독스 흐름전지는 상기 전해액 유로(30)를 통해 상기 양극 전극(11) 또는 상기 음극 전극(12)으로 전해액이 유입되는데, 상기 양극 전극(11) 또는 상기 음극 전극(12)으로 유입되는 전해액이 상기 양극 전극(11) 또는 상기 음극 전극(12) 내부에서 균일하게 퍼지지 못하는 문제점이 있다. In a conventional redox flow battery, an electrolyte flows into the positive electrode 11 or the negative electrode 12 through the electrolyte flow path 30, and flows into the positive electrode 11 or the negative electrode 12. There is a problem in that the electrolyte does not spread evenly within the anode electrode 11 or the cathode electrode 12.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 더욱 상세하게는 전극의 내부에서 전극의 Z축 방향으로 전해액 유입부를 형성함에 따라 균일하게 전해액을 전극에 공급하면서, 전해액이 전극을 반드시 거치면서 배출될 수 있도록 하는 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조에 관한 것이다. The present invention was created to solve the above-described problem, and more particularly, by forming an electrolyte inlet in the Z-axis direction of the electrode inside the electrode, while uniformly supplying the electrolyte to the electrode, the electrolyte must pass through the electrode. It relates to an electrode cell structure of a redox flow battery that can be discharged.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조는, 프레임; 판 형상으로 이루어지며, X축과 Y축으로 이루어진 평면을 형성하는 전극; 평면을 형성하는 상기 전극에 대하여 Z축 방향으로 형성되며, 상기 전극에 전해액을 유입시킬 수 있는 전해액 유입부; 및 상기 전극에 유입된 전해액이 배출될 수 있는 전해액 배출부;를 포함하며, 상기 전해액 유입부는 일 지점에서만 전해액을 Z축 방향으로 상기 전극에 유입시키며, 상기 전해액 유입부에서 상기 전극으로 유입된 전해액은 상기 전극이 형성하는 평면과 나란한 방향으로 흐르는 것을 특징으로 하는 것이다. The electrode cell structure of the redox flow battery of the present invention for solving the above-described problem includes: a frame; An electrode formed in a plate shape and forming a plane consisting of an X-axis and a Y-axis; An electrolyte inlet portion formed in a Z-axis direction with respect to the electrode forming a plane and capable of introducing an electrolyte into the electrode; And an electrolyte discharge part through which the electrolyte solution introduced into the electrode can be discharged, wherein the electrolyte solution inlet part introduces the electrolyte solution into the electrode in the Z-axis direction only at one point, and the electrolyte solution introduced into the electrode from the electrolyte solution inlet part Is characterized in that it flows in a direction parallel to the plane formed by the electrode.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조의 상기 전해액 유입부는 상기 전극 내부에 형성되며, 상기 전해액 배출부는 상기 전극 외부에 형성될 수 있다. The electrolyte inlet portion of the electrode cell structure of the redox flow battery of the present invention for solving the above-described problem may be formed inside the electrode, and the electrolyte outlet portion may be formed outside the electrode.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조는 상기 전극과 나란하게 배치되며, 유로가 형성되어 있는 유로 플레이트를 더 포함하며, 상기 유로 플레이트는 상기 전극과 나란한 방향으로 연장되는 이동 유로와, 상기 이동 유로와 연통되면서 Z 축 방향으로 연장되는 유입 유로를 포함하며, 상기 전해액 유입부는 상기 유입 유로와 연통되어 있을 수 있다. The electrode cell structure of the redox flow battery of the present invention for solving the above-described problem is arranged parallel to the electrode and further includes a flow path plate having a flow path, and the flow path plate extends in a direction parallel to the electrode. And an inlet passage that is in communication with the moving passage and extends in a Z-axis direction, and the electrolyte inlet portion may be in communication with the inlet passage.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조의 상기 전극 및 상기 프레임은 원판 형상으로 이루어질 수 있으며, 상기 전극 및 상기 프레임은 다각형 형상으로 이루어질 수 있다. The electrode and the frame of the electrode cell structure of the redox flow battery of the present invention for solving the above-described problems may be formed in a disk shape, and the electrode and the frame may be formed in a polygonal shape.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조의 상기 프레임에는, 상기 프레임을 Z 축 방향으로 관통하는 관통부와 상기 전해액 배출부가 형성되며, 상기 관통부와 상기 전해액 배출부는 상기 프레임의 외측을 따라 번갈아가며 형성될 수 있다. In the frame of the electrode cell structure of the redox flow battery of the present invention for solving the above-described problems, a through part and an electrolyte discharge part passing through the frame in a Z-axis direction are formed, and the through part and the electrolyte discharge part It may be formed alternately along the outside of the frame.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조는 복수 개가 적층되며, 상기 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조의 상기 전해액 배출부 상부와 하부에는, 상기 관통부가 배치되도록 상기 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조가 적층될 수 있다. The electrode cell structure of the redox flow battery of the present invention for solving the above-described problem is stacked in plural, and above and below the electrolyte discharge part of the electrode cell structure of the redox flow battery, the through part is disposed. The electrode cell structure of the dox flow battery may be stacked.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조는 상기 전극과 나란하게 배치되며, 공극이 형성되어 있는 분리판을 더 포함하며, 상기 전해액 유입부는 상기 공극과 연통될 수 있다. The electrode cell structure of the redox flow battery of the present invention for solving the above-described problem further includes a separator disposed in parallel with the electrode and having a void, and the electrolyte inlet may communicate with the void. .

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조는 양극 전극을 구비한 양극 전극 셀 구조와 음극 전극을 구비한 음극 전극 셀 구조를 포함하면서 적층되고, 상기 전해액 유입부는, 양극 전극에만 전해액을 공급할 수 있도록 상기 양극 전극에 연결되고 음극 전극은 관통하는 양극 전해액 유입부와, 음극 전극에만 전해액을 공급할 수 있도록 상기 음극 전극에 연결되고 양극 전극은 관통하는 음극 전해액 유입부를 포함할 수 있다.The electrode cell structure of the redox flow battery of the present invention for solving the above-described problem is stacked while including a positive electrode cell structure having a positive electrode and a negative electrode cell structure having a negative electrode, and the electrolyte inlet is It is connected to the positive electrode so as to supply the electrolyte only to the electrode, and the negative electrode may include a positive electrolyte inlet through which the negative electrode is connected, and a negative electrolyte inlet through which the positive electrode is connected to the negative electrode so as to supply the electrolyte only to the negative electrode. have.

본 발명은 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조에 관한 것으로, 전극의 내부에서 전극의 Z축 방향으로 전해액 유입부를 형성함에 따라 균일하게 전해액을 전극에 공급할 수 있는 장점이 있다. The present invention relates to an electrode cell structure of a redox flow battery, and has an advantage of uniformly supplying an electrolyte to an electrode by forming an electrolyte inlet in the Z-axis direction of the electrode inside the electrode.

또한, 본 발명은 전극의 내부에서 전극의 Z축 방향으로 전해액 유입부를 형성함에 따라 전해액이 전극을 반드시 거치면서 배출될 수 있고, 이를 통해 레독스 흐름전지의 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, the present invention has an advantage of improving the efficiency of a redox flow battery through which the electrolyte can be discharged while passing through the electrode as the electrolyte inlet is formed in the Z-axis direction of the electrode.

도 1은 종래의 레독스 흐름전지를 나타내는 도면이다.
도 2는 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조를 나타내는 도면이다.
도 3(a) 및 도 3(b)는 본 발명의 실시 예에 따른 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 유로 플레이트를 통해 전해액 유입부를 형성하는 것을 나타내는 도면이다.
도 5(a) 및 도 5(b)는 본 발명의 실시 예에 따라 전극 및 프레임이 원판 형상으로 이루어진 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조를 나타내는 도면이다.
도 6(a) 및 도 6(b)는 본 발명의 실시 예에 따라 전극 및 프레임이 육각형 형상으로 이루어진 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조를 적층하였을 때의 전해액 유입부를 나타내는 도면이다.
도 8(a)는 프레임에 관통부가 형성되는 것을 나타내며, 도 8(b)는 관통부와 전해액 배출부가 교차하면서 적층되는 것을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 공극이 형성되어 있는 분리판을 통해 전해액 유입부를 형성하는 것을 나타내는 도면이다.
도 10(a)는 도 9의 A-A 부분에 대한 단면도이며, 도 10(b)는 도 9의 B-B 부분에 대한 단면도이다. 1 is a view showing a conventional redox flow battery.
2 is a diagram showing an electrode cell structure of a redox flow battery.
3(a) and 3(b) are diagrams showing electrode cell structures of a redox flow battery according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating forming an electrolyte solution inlet through a flow path plate according to an embodiment of the present invention.
5(a) and 5(b) are views showing an electrode cell structure of a redox flow battery in which electrodes and frames are formed in a disk shape according to an embodiment of the present invention.
6(a) and 6(b) are views showing an electrode cell structure of a redox flow battery in which electrodes and frames have a hexagonal shape according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing an electrolyte inlet when the electrode cell structure of a redox flow battery is stacked according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8(a) is a view showing that the through part is formed in the frame, and FIG. 8(b) is a view showing that the through part and the electrolyte discharge part are intersected and stacked.
9 is a view showing the formation of an electrolyte inlet through a separation plate in which a void is formed according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10(a) is a cross-sectional view of part AA of FIG. 9, and FIG. 10(b) is a cross-sectional view of part BB of FIG. 9.

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. Terms 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.

도 2를 참조하면, 일반적인 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조는 양극 전극(11) 또는 음극 전극(12)이 프레임(40)에 의해 지지되면서 전해액이 유입되고 배출될 수 있는 전해액 유입부(31)와 전해액 배출부(32)를 구비하고 있다. 상기 전해액 유입부(31) 및 상기 전해액 배출부(32)는 전해액 유로(30)와 연통되어 있는 것으로, 상기 전해액 유로(30)에서 상기 전해액 유입부(31)를 통해 상기 양극 전극(11) 또는 상기 음극 전극(12)으로 전해액이 공급된다. Referring to FIG. 2, the electrode cell structure of a typical redox flow battery is an electrolyte inlet 31 through which an electrolyte can be introduced and discharged while the positive electrode 11 or the negative electrode 12 is supported by the frame 40. And an electrolyte solution discharge unit 32. The electrolyte inlet 31 and the electrolyte outlet 32 are in communication with the electrolyte flow path 30, and in the electrolyte flow path 30, the anode electrode 11 or An electrolyte solution is supplied to the cathode electrode 12.

도 2를 참조하면, 상기 전해액 유입부(31)는 상기 양극 전극(11) 또는 상기 음극 전극(12)의 일측면에 형성되어 있는데, 상기 전해액 유입부(31)를 통해 유입된 전해액이 퍼지면서 상기 양극 전극(11) 또는 상기 음극 전극(12)으로 이동하게 된다. 그러나 이와 같이 상기 전해액 유입부(31)가 상기 양극 전극(11) 또는 상기 음극 전극(12)의 일측면에 형성되면서 전해액이 유입되면, 상기 양극 전극(11) 또는 상기 음극 전극(12) 내부에서 전해액이 불균일하게 이동하게 되는 문제가 있다. 2, the electrolyte inlet 31 is formed on one side of the positive electrode 11 or the negative electrode 12, and the electrolyte introduced through the electrolyte inlet 31 spreads It moves to the positive electrode 11 or the negative electrode 12. However, when the electrolyte inlet 31 is formed on one side of the positive electrode 11 or the negative electrode 12 and the electrolyte flows in, the positive electrode 11 or the negative electrode 12 There is a problem that the electrolyte is moved unevenly.

본 발명의 실시 예에 따른 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조(100)는 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 전극의 내부에서 전극의 Z축 방향으로 전해액 유입부를 형성함에 따라 균일하게 전해액을 전극에 공급하면서, 전해액이 전극을 반드시 거치면서 배출될 수 있도록 하는 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조에 관한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다. The electrode cell structure 100 of the redox flow battery according to the embodiment of the present invention was created to solve such a problem, and the electrolyte is uniformly supplied by forming an electrolyte inlet in the Z-axis direction of the electrode inside the electrode. The present invention relates to an electrode cell structure of a redox flow battery in which an electrolyte solution can be discharged while being supplied to an electrode. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조(100)는 프레임(110), 전극(120), 전해액 유입부(130), 전해액 배출부(140)를 포함한다. 3(a) and 3(b), an electrode cell structure 100 of a redox flow battery according to an embodiment of the present invention includes a frame 110, an electrode 120, and an electrolyte inlet 130. , And an electrolyte solution discharge unit 140.

상기 프레임(110)은 상기 전극(120)을 지지할 수 있는 것으로, 전지셀 내부에 상기 전극(120)을 배치하기 위한 것이다. 상기 프레임(110)은 상기 전극(120)을 지지할 수 있다면 다양한 재료가 사용될 수 있으며, 상기 프레임(110)은 판 형상으로 이루어지면서 상기 전극(120)과 나란한 방향으로 배치될 수 있다. The frame 110 is capable of supporting the electrode 120 and is for placing the electrode 120 inside a battery cell. If the frame 110 can support the electrode 120, various materials may be used, and the frame 110 may be formed in a plate shape and disposed in a direction parallel to the electrode 120.

상기 전극(120)은 판 형상으로 이루어지면서 X축과 Y축으로 이루어진 평면을 형성할 수 있는 것이다. 상기 전극(120)은 양극 전극일 수 있으며, 음극 전극 일 수도 있는 것으로, 후술할 설명에서는 전극(120)으로 통일하여 설명한다. 여기서, 판 형상으로 이루어진 상기 전극(120)은 하나의 평면을 형성할 수 있는 것으로, 도 3(b)와 같이 상기 전극(120)이 형성하는 평면을 X-Y 평면으로 설명한다. The electrode 120 is formed in a plate shape and can form a plane consisting of an X axis and a Y axis. The electrode 120 may be an anode electrode or a cathode electrode. In the following description, the electrode 120 will be unified and described. Here, the electrode 120 formed in a plate shape can form one plane, and the plane formed by the electrode 120 will be described as an X-Y plane as shown in FIG. 3(b).

상기 전해액 유입부(130)는 X-Y 평면을 형성하는 상기 전극(120)에 대하여 Z축 방향으로 형성되는 것으로, 상기 전극(120)에 Z축 방향으로 전해액을 유입시킬 수 있는 것이다. 도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하면, 상기 전해액 유입부(130)는 상기 전극(120) 내부에서 Z축 방향으로 형성되어 있으며, 이를 통해 상기 전극(120)의 상부 또는 하부에서 전해액을 공급할 수 있다. The electrolyte inlet 130 is formed in the Z-axis direction with respect to the electrode 120 forming the X-Y plane, and allows the electrolyte to flow into the electrode 120 in the Z-axis direction. 3(a) and 3(b), the electrolyte inlet 130 is formed in the Z-axis direction inside the electrode 120, through which The electrolyte can be supplied.

여기서, 상기 전해액 유입부(130)는 평면을 형성하는 상기 전극(120)에 수직으로 형성되는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 가령, 상기 전해액 유입부(130)는 평면을 형성하는 상기 전극(120)에 사선 방향으로 형성될 수도 있다. 즉, 상기 전해액 유입부(130)는 상기 전극(120)에 대하여 Z 축 방향으로 형성된다면 다양한 형상으로 형성될 수 있는 것이다. 또한, 상기 전해액 유입부(130)는 상기 전극(120)의 상부에 형성될 수도 있으며, 상기 전극(120)의 하부에 형성될 수도 있다. Here, the electrolyte inlet 130 is preferably formed perpendicular to the electrode 120 forming a plane, but is not limited thereto. For example, the electrolyte inlet 130 may be formed in a diagonal direction on the electrode 120 forming a plane. That is, the electrolyte inlet 130 may be formed in various shapes if it is formed in the Z-axis direction with respect to the electrode 120. In addition, the electrolyte inlet 130 may be formed above the electrode 120 or below the electrode 120.

이와 같이 상기 전해액 유입부(130)를 상기 전극(120)에 대하여 Z축 방향으로 형성하면, 전해액이 전극을 반드시 거쳐서 상기 전해액 배출부(140)를 배출될 수 있다. In this way, when the electrolyte inlet 130 is formed in the Z-axis direction with respect to the electrode 120, the electrolyte may pass through the electrode and discharge the electrolyte outlet 140.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 전극(120)에 대하여 Z 축 방향으로 형성되는 상기 전해액 유입부(130)는 유로 플레이트(150)를 통해 형성될 수 있다. 도 4를 참조하면, 상기 유로 플레이트(150)는 유로가 형성되어 있는 것으로, 상기 유로 플레이트(150)는 상기 전극(120)과 나란한 방향으로 배치될 수 있는 것이다. (여기서, 상기 전극(120)과 나란한 방향으로 배치되는 것은, 상기 전극(120)이 형성하는 평면과 나란한 것을 나타낸다.) 상기 유로 플레이트(150)는 상기 프레임(110)과 상기 전극(120) 사이에 배치될 수 있으며, 상기 전극(120)의 상부에 배치될 수도 있는 것이다. According to an embodiment of the present invention, the electrolyte inlet 130 formed in the Z-axis direction with respect to the electrode 120 may be formed through the flow path plate 150. Referring to FIG. 4, the flow path plate 150 has a flow path, and the flow path plate 150 may be disposed in a direction parallel to the electrode 120. (Here, that the electrode 120 is arranged in a parallel direction indicates that it is parallel to a plane formed by the electrode 120.) The flow path plate 150 is between the frame 110 and the electrode 120. It may be disposed on, and may be disposed on the electrode 120.

구체적으로, 상기 유로 플레이트(150)는 이동 유로(151)와 유입 유로(152)를 포함하는 것으로, 상기 이동 유로(151)는 상기 전극(120)과 나란한 방향으로 연장되는 것이다. 상기 이동 유로(151)는 전지셀로 전해액을 이동시킬 수 있는 전해액 유로와 연통될 수 있는 것으로, 전해액 저장부에 저장되어 있는 전해액은 전해액 유로를 거쳐 상기 이동 유로(151)로 유입될 수 있다. Specifically, the flow path plate 150 includes a movement flow path 151 and an inflow flow path 152, and the movement flow path 151 extends in a direction parallel to the electrode 120. The moving passage 151 may communicate with an electrolyte passage through which an electrolyte may be moved to a battery cell, and the electrolyte stored in the electrolyte storage portion may flow into the moving passage 151 through the electrolyte passage.

상기 유입 유로(152)는 상기 이동 유로(151)와 연통되면서 Z축 방향으로 연장되는 것으로, 상기 유입 유로(152)가 상기 전해액 유입부(130)와 연통된다. 전해액 유로를 거쳐 상기 이동 유로(151)로 유입된 전해액은 상기 유입 유로(152)로 이동되고, 상기 유입 유로(152)에서 이동된 전해액이 상기 전해액 유입부(130)로 이동되면서 전해액을 상기 전극(120)에 Z축 방향으로 공급할 수 있게 된다. The inflow passage 152 extends in the Z-axis direction while communicating with the moving passage 151, and the inflow passage 152 communicates with the electrolyte inlet 130. The electrolyte flowing into the transfer flow path 151 through the electrolyte flow path is transferred to the inflow flow path 152, and the electrolyte transferred from the inflow flow path 152 moves to the electrolyte inlet unit 130 to transfer the electrolyte to the electrode. It is possible to supply 120 in the Z-axis direction.

도 4에서는 상기 유로 플레이트(150)를 상기 전극(120)의 하부에 배치되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 유로 플레이트(150)는 상기 전극(120)의 상부에 배치될 수도 있다. 상기 유로 플레이트(150)가 상기 전극(120)의 하부에 배치되는 경우에는 상기 전해액 유입부(130)가 상기 전극(120)의 하부에 형성되며, 상기 유로 플레이트(150)가 상기 전극(120)의 상부에 배치되는 경우에는 상기 전해액 유입부(130)가 상기 전극(120)의 상부에 형성된다. In FIG. 4, the flow path plate 150 has been described as being disposed under the electrode 120, but the present invention is not limited thereto, and the flow path plate 150 may be disposed above the electrode 120. When the flow path plate 150 is disposed under the electrode 120, the electrolyte inlet 130 is formed under the electrode 120, and the flow path plate 150 is disposed under the electrode 120. When disposed on the top of the electrolyte, the electrolyte inlet 130 is formed on the electrode 120.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 전극(120)에 대하여 Z 축 방향으로 형성되는 상기 전해액 유입부(130)는 상기 유로 플레이트(150)를 통해 형성되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 전극(120)에 대하여 Z 축 방향으로 상기 전해액 유입부(130)를 형성시킬 수 있다면 다양한 구성이 사용될 수 있음은 물론이다. 가령, 후술할 공극(162)이 형성되어 있는 분리판(160)이 사용될 수도 있다. According to an embodiment of the present invention, it has been described that the electrolyte inlet 130 formed in the Z-axis direction with respect to the electrode 120 is formed through the flow path plate 150, but is not limited thereto. It goes without saying that various configurations can be used if the electrolyte inlet 130 can be formed in the Z-axis direction with respect to the electrode 120. For example, a separation plate 160 in which a void 162 to be described later is formed may be used.

상기 전해액 배출부(140)는 상기 전해액 유입부(130)를 통해 유입된 전해액이 배출될 수 있는 것이다. 도 3(a) 및 도 3(b)을 참조하면, 상기 전해액 배출부(140)는 상기 전극(120) 외부에 형성될 수 있는 것으로, 상기 전해액 배출부(140)는 상기 프레임(110)에 형성될 수 있다. 상기 전해액 유입부(130)를 통해 상기 전극(120)으로 유입된 전해액은 반응이 진행된 이후에 상기 전해액 배출부(140)를 통해 배출될 수 있다. The electrolyte solution discharge unit 140 may discharge the electrolyte solution introduced through the electrolyte solution inlet unit 130. 3(a) and 3(b), the electrolyte discharge part 140 may be formed outside the electrode 120, and the electrolyte discharge part 140 is disposed on the frame 110. Can be formed. The electrolyte introduced into the electrode 120 through the electrolyte inlet 130 may be discharged through the electrolyte outlet 140 after the reaction proceeds.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 프레임(110)과 상기 전극(120)은 사각판 형상으로 이루어질 수 있다. 그러나 이와 같이 상기 프레임(110)과 상기 전극(120)이 사각판 형상으로 이루어지면, 운용 조건에 따라 전해액의 이동 경로가 달라 흐름이 불균일하게 이루어질 수 있다. (상기 전극(120)이 사각형으로 이루어지면, 상기 전극(120)의 중앙에서 변에 이르는 거리와 상기 전극(120)의 중앙에서 꼭짓점에 이르는 거리가 서로 다르기 때문에, 전해액의 이동 경로가 달라질 수 있다.)Referring to FIG. 3, the frame 110 and the electrode 120 according to an embodiment of the present invention may have a square plate shape. However, when the frame 110 and the electrode 120 are formed in the shape of a square plate as described above, the movement path of the electrolyte may vary depending on the operating conditions, so that the flow may be uneven. (If the electrode 120 is formed in a square shape, since the distance from the center to the side of the electrode 120 and the distance from the center to the vertex of the electrode 120 are different from each other, the movement path of the electrolyte may be different. .)

이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 상기 프레임(110)과 상기 전극(120)은원판 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 도 5(a) 및 도 5(b)와 같이 상기 프레임(110)과 상기 전극(120)이 원판 형상으로 이루어지면, 전해액의 이동 거리가 방향과 무관하게 되므로, 전해액의 균일한 흐름을 유도할 수 있게 된다. To this end, it is preferable that the frame 110 and the electrode 120 according to an embodiment of the present invention have a disk shape. 5(a) and 5(b), if the frame 110 and the electrode 120 are formed in a disk shape, since the moving distance of the electrolyte is independent of the direction, it is possible to induce a uniform flow of the electrolyte. You will be able to.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 프레임(110)과 상기 전극(120)은 육각형 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 프레임(110)과 상기 전극(120)이 원판 형상으로 이루어진 경우, 상기 전극(120)이나 분리막 등을 제작할 때 재료 손실이 발생할 수 있고 이에 따라 가격이 상승할 수 있다. In addition, the frame 110 and the electrode 120 according to an embodiment of the present invention may have a hexagonal shape. When the frame 110 and the electrode 120 are formed in a disk shape, material loss may occur when the electrode 120 or the separator is manufactured, and thus the price may increase.

이를 위해, 도 6(a) 및 도 6(b)와 같이 상기 프레임(110)과 상기 전극(120)은 육각형 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 프레임(110)과 상기 전극(120)이 육각형 형상으로 이루어지면, 전해액의 균일한 흐름을 유도할 수 있을 뿐만 아니라 재료 손실을 방지하여 가격을 절감할 수 있는 장점이 있다. To this end, the frame 110 and the electrode 120 may have a hexagonal shape as shown in FIGS. 6(a) and 6(b). When the frame 110 and the electrode 120 are formed in a hexagonal shape, there is an advantage of not only being able to induce a uniform flow of electrolyte, but also preventing material loss and thus reducing the price.

다만, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 프레임(110)과 상기 전극(120)은 원판 형상, 육각형 형상으로 한정되는 것은 아니며, 상기 프레임(110)과 상기 전극(120)은 원판 및 다각형 형상으로 이루어질 수 있다. However, the frame 110 and the electrode 120 according to the embodiment of the present invention are not limited to a disk shape or a hexagonal shape, and the frame 110 and the electrode 120 are formed in a disk shape and a polygonal shape. I can.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조는 복수 개의 전극 셀 구조(100)가 적층되어 사용될 수 있다. 복수 개의 전극 셀 구조(100)가 적층될 때, 적층되는 전극 셀 구조(100) 사이에는 분리막, 분리판 등과 같이 레독스 흐름전지의 운용에 필요한 구성이 삽입될 수 있다. 5 to 7, the electrode cell structure of the redox flow battery according to the embodiment of the present invention may be used by stacking a plurality of electrode cell structures 100. When a plurality of electrode cell structures 100 are stacked, a component necessary for operation of a redox flow battery, such as a separator and a separator, may be inserted between the stacked electrode cell structures 100.

또한, 적층되는 전극 셀 구조(100)는 양극 전극 셀 구조(100a)와 음극 전극 셀 구조(100b)가 번갈아가면서 적층될 수 있다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조는, 양극 전극 셀 구조(100a)가 배치되고, 그 하부에 음극 전극 셀 구조(100b)가 배치될 수 있다. (여기서 양극 전극 셀 구조(100a)와 음극 전극 셀 구조(100b) 사이에는 분리막이 배치될 수 있다.)In addition, the stacked electrode cell structure 100 may be stacked alternately with the anode electrode cell structure 100a and the cathode electrode cell structure 100b. Referring to FIG. 7, in an electrode cell structure of a redox flow battery according to an embodiment of the present invention, a positive electrode cell structure 100a may be disposed, and a negative electrode cell structure 100b may be disposed under the electrode cell structure 100a. (Here, a separator may be disposed between the positive electrode cell structure 100a and the negative electrode cell structure 100b.)

도 7과 같이 양극 전극 셀 구조(100a)와 음극 전극 셀 구조(100b)가 배치되는 경우, 양극 전해액 유입부(130a), 음극 전해액 유입부(130b)를 분리시킬 수도 있다. 양극 전해액 유입부(130a)는 양극 전극(120a)에만 전해액을 공급할 수 있도록 양극 전극(120a) 연결되고, 음극 전극(120b)은 그대로 관통할 수 있다. 동일하게, 음극 전해액 유입부(130b)는 양극 전극(120a)을 관통하도록 배치되고, 음극 전극(120b)에만 전해액을 공급할 수 있도록 음극 전극(120b)에 연결될 수 있다. When the positive electrode cell structure 100a and the negative electrode cell structure 100b are disposed as shown in FIG. 7, the positive electrolyte inlet 130a and the negative electrolyte inlet 130b may be separated. The positive electrolyte inlet 130a is connected to the positive electrode 120a so that the electrolyte can be supplied only to the positive electrode 120a, and the negative electrode 120b may pass through as it is. Similarly, the cathode electrolyte inlet 130b may be disposed to pass through the anode electrode 120a, and may be connected to the cathode electrode 120b so as to supply the electrolyte only to the cathode electrode 120b.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 프레임(110)에는 상기 프레임(110)을 Z 축 방향으로 관통하는 관통부(111)와 상기 전해액 배출부(140)가 형성될 수 있다. 도 8(a) 및 도 8(b)를 참조하면, 상기 전해액 배출부(140)는 상기 전극(120)의 외부에서 상기 프레임(110)에 형성될 수 있는데, 상기 전해액 배출부(140)는 복수 개가 형성될 수 있다. The frame 110 according to an embodiment of the present invention may be formed with a through part 111 penetrating the frame 110 in a Z-axis direction and the electrolyte discharge part 140. 8(a) and 8(b), the electrolyte discharge part 140 may be formed on the frame 110 outside of the electrode 120, and the electrolyte discharge part 140 A plurality may be formed.

상기 관통부(111)는 상기 프레임(110)을 Z축 방향으로 관통하는 것으로, X-Y 평면을 형성하는 상기 전극(120)에 대하여 Z축 방향으로, 상기 프레임(110)에 유로(구멍)가 형성된 것이다. 이와 같이 상기 프레임(110)에 상기 관통부(111)를 형성하면, 전지셀 내부에서 전해액 유로를 형성할 수 있게 된다. The through part 111 penetrates the frame 110 in the Z-axis direction, and a flow path (hole) is formed in the frame 110 in the Z-axis direction with respect to the electrode 120 forming an XY plane. will be. When the through portion 111 is formed in the frame 110 as described above, an electrolyte flow path can be formed inside the battery cell.

종래의 레독스 흐름전지의 전해액 유로는 전극 셀 구조의 외부에 형성되어 있으나, 본 발명의 실시 예에 따른 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조는 상기 프레임(110)에 상기 관통부(111)를 형성함에 따라 전지셀 구조 내부에 전해액 유로를 형성할 수 있게 된다. 이를 통해 전지셀의 부피를 감소시킬 수 있으며, 분로 전류를 최소화 시킬 수 있는 장점이 있다. The electrolyte flow path of the conventional redox flow battery is formed outside the electrode cell structure, but the electrode cell structure of the redox flow battery according to an embodiment of the present invention forms the through part 111 in the frame 110 Accordingly, it is possible to form an electrolyte flow path inside the battery cell structure. This has the advantage of reducing the volume of the battery cell and minimizing the shunt current.

상기 관통부(111)는 상기 프레임(110)에 복수 개가 형성될 수 있으며, 도 8(a)와 같이 상기 관통부(111)와 상기 전해액 배출부(140)는 상기 프레임(110)의 외측을 따라 번갈아가면서 형성될 수 있다. 이는 전극 셀 구조(100)가 적층될 때, 상기 관통부(111)와 상기 전해액 배출부(140)를 서로 연통시키면서 전지셀 내부에 전해액 유로를 형성하기 위함이다. A plurality of the through parts 111 may be formed in the frame 110, and the through part 111 and the electrolyte discharge part 140 extend outside the frame 110 as shown in FIG. 8(a). It can be formed alternately along the way. This is to form an electrolyte flow path inside the battery cell while the through part 111 and the electrolyte discharge part 140 communicate with each other when the electrode cell structure 100 is stacked.

구체적으로, 도 8(b)를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조(100)는 복수 개가 적층되며, 이때, 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조(100)의 상기 전해액 배출부(140) 상부와 하부에는, 상기 관통부(111)가 배치되도록 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조(100)가 적층된다. Specifically, referring to FIG. 8(b), a plurality of electrode cell structures 100 of a redox flow battery according to an embodiment of the present invention are stacked, and at this time, the electrode cell structure 100 of the redox flow battery An electrode cell structure 100 of a redox flow battery is stacked above and below the electrolyte discharge part 140 so that the through part 111 is disposed.

즉, 도 8(b)와 같이 한 개 층의 전극 셀 구조(100)에서 상기 전해액 배출부(140)가 배치되는 위치의 상부 층과 하부 층에는 상기 관통부(111)가 배치될 수 있도록 전극 셀 구조(100)가 적층되는 것이다. 이와 같이 전극 셀 구조(100)를 적층하면, 상기 관통부(111)-상기 전해액 배출부(140)-상기 관통부(111)-상기 전해액 배출부(140)가 전해액 유로를 형성하게 되고, 이를 통해 전지셀 내부에서 전해액 유로를 형성할 수 있게 된다. That is, in the electrode cell structure 100 of one layer as shown in FIG. 8(b), the electrode so that the through part 111 can be disposed in the upper layer and the lower layer where the electrolyte discharge part 140 is disposed. The cell structure 100 is stacked. When the electrode cell structure 100 is stacked in this way, the through part 111-the electrolyte discharge part 140-the through part 111-the electrolyte discharge part 140 form an electrolyte flow path. Through this, it is possible to form an electrolyte flow path inside the battery cell.

상술한 본 발명의 실시 예에 따른 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조는 다음과 같이 변형되어 사용될 수도 있다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 전극(120)과 나란하게 배치되며, 공극(162)이 형성되어 있는 분리판(160)을 통해 Z축 방향으로 형성되는 상기 전해액 유입부(130)를 형성할 수도 있다. 상기 분리판(160)은 한 쌍의 양극 전극과 음극 전극을 구분하기 위해 사용되는 것으로, 공극이 형성되어 있는 상기 분리판(160)을 통해 Z축 방향으로 전해액을 상기 전극(120)에 공급할 수 있다. The electrode cell structure of the redox flow battery according to the embodiment of the present invention may be modified and used as follows. 9 and 10, the electrolyte inlet 130 formed in the Z-axis direction through the separation plate 160 in which the electrode 120 and the pore 162 are formed is formed. You may. The separating plate 160 is used to separate a pair of anode and cathode electrodes, and the electrolyte can be supplied to the electrode 120 in the Z-axis direction through the separating plate 160 in which voids are formed. have.

구체적으로, 도 10(a)를 참조하면, 상기 분리판(160)에는 상기 전극(120)과 나란하게 배치되는 수평 유로(161)가 형성될 수 있으며, 상기 수평 유로(161) 상부에 상기 공극(162)이 형성될 수 있다. 상기 공극(162)은 상기 수평 유로(161)와 연통되는 것으로, 상기 수평 유로(161)는 전해액 유로를 통해 전해액 저장부로부터 전해액을 공급받을 수 있는 것이다. Specifically, referring to FIG. 10(a), a horizontal flow path 161 disposed parallel to the electrode 120 may be formed in the separating plate 160, and the voids above the horizontal flow path 161 162 can be formed. The void 162 communicates with the horizontal flow path 161, and the horizontal flow path 161 is capable of receiving an electrolyte solution from the electrolyte storage unit through the electrolyte flow path.

전해액 유로에서 상기 수평 유로(161)로 전해액이 공급되면, 상기 수평 유로(161)에 공급된 전해액이 상기 공극(162)을 통해 상기 전극(120)으로 이동하게 된다. 도 10(a)는 상기 공극(162)이 형성되어 있는 부분에서 상기 분리판(160)과 상기 전극(120)의 단면을 도시한 것이며, 도 10(b)는 상기 공극(162)이 형성되지 않는 부분에서 상기 분리판(160)과 상기 전극(120)의 단면을 도시한 것이다. When the electrolyte is supplied from the electrolyte flow path to the horizontal flow path 161, the electrolyte supplied to the horizontal flow path 161 moves to the electrode 120 through the void 162. FIG. 10(a) shows a cross section of the separating plate 160 and the electrode 120 in the portion where the void 162 is formed, and FIG. 10(b) shows the void 162 not formed. A cross section of the separating plate 160 and the electrode 120 is shown in the portion not shown.

도 10(a) 및 도 10(b)와 같이 상기 공극(162)이 형성된 지점에서만 상기 전극(120)에 전해액이 공급되고, 상기 공극(162)이 형성되지 않는 지점에서는 상기 전극(120)으로 전해액이 공급되지 않게 된다. 따라서, 상기 분리판(160)의 상기 공극(162) 배치 간격 및 상기 공극(162) 크기를 조절하면, 상기 전극(120)에 공급되는 전해액의 양을 조절할 수 있게 된다. As shown in FIGS. 10(a) and 10(b), the electrolyte is supplied to the electrode 120 only at the point where the void 162 is formed, and the electrode 120 is at the point where the void 162 is not formed. The electrolyte is not supplied. Accordingly, by adjusting the space between the spaces 162 and the size of the spaces 162 of the separation plate 160, the amount of the electrolyte supplied to the electrode 120 can be adjusted.

즉, 상기 분리판(160)의 상기 공극(162) 배치 간격 및 상기 공극(162) 크기는 레독스 흐름전지의 운용 조건에 따라 변경할 수 있는 것으로, 상기 분리판(160)의 상기 공극(162) 배치 간격 및 상기 공극(162) 크기를 변경함에 따라 상기 전극(120)에 공급되는 전해액의 양을 조절할 수 있게 된다. That is, the gap 162 of the separation plate 160 and the size of the gap 162 can be changed according to the operating conditions of the redox flow battery, and the gap 162 of the separation plate 160 As the arrangement interval and the size of the pore 162 are changed, the amount of the electrolyte supplied to the electrode 120 can be adjusted.

상술한 본 발명의 실시 예에 따른 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조는 다음과 같은 효과가 있다. The electrode cell structure of the redox flow battery according to the embodiment of the present invention has the following effects.

본 발명의 실시 예에 따른 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조는 X-Y 평면을 형성하는 전극(120)에 대하여 Z축 방향으로 전해액 유입부(130)를 형성함에 따라 균일하게 전극(120)에 전해액을 공급할 수 있는 장점이 있다. In the electrode cell structure of the redox flow battery according to the embodiment of the present invention, the electrolyte is uniformly supplied to the electrode 120 by forming the electrolyte inlet 130 in the Z-axis direction with respect to the electrode 120 forming the XY plane. There are advantages to supply.

또한, X-Y 평면을 형성하는 전극(120)에 대하여 Z축 방향으로 전해액 유입부(130)를 형성함에 따라 전해액 유입부(130)를 통해 유입된 전해액이 전극(120)을 반드시 거치면서 배출될 수 있게 되고, 이를 통해 레독스 흐름전지의 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, as the electrolyte inlet 130 is formed in the Z-axis direction with respect to the electrode 120 forming the XY plane, the electrolyte introduced through the electrolyte inlet 130 can be discharged while passing through the electrode 120. There is an advantage of improving the efficiency of the redox flow battery through this.

이와 함께, 본 발명의 실시 예에 따른 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조는 프레임(110)에 관통부(111)를 형성하면서 복수 개의 전극 셀 구조(100)를 적층할 수 있으며, 복수 개의 전극 셀 구조(100)를 적층할 때, 전해액 배출부(140)와 관통부(111)를 연통시킴에 따라 전지셀 내부에서 전해액 유로를 형성할 수 있다. 이를 통해 전지셀의 부피를 감소시킬 수 있으며, 동시에 분로 전류를 최소화킬 수 있는 장점이 있다. In addition, in the electrode cell structure of the redox flow battery according to an embodiment of the present invention, a plurality of electrode cell structures 100 may be stacked while forming a through part 111 in the frame 110, and a plurality of electrode cells When the structure 100 is stacked, an electrolyte flow path can be formed inside the battery cell by communicating the electrolyte discharge part 140 and the through part 111. Through this, the volume of the battery cell can be reduced, and at the same time, there is an advantage of minimizing the shunt current.

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 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.

100...레독스 흐름전지의 전극 셀 구조
110...프레임 111...관통부
120...전극 130...전해액 유입부
140...전해액 배출부 150...유로 플레이트
151...이동 유로 152...유입 유로
160...분리판 161...수평 유로
162...공극100... electrode cell structure of redox flow battery
110...frame 111...through part
120...electrode 130...electrolyte inlet
140...Electrolyte outlet 150...Euro plate
151...going euros 152...inflowing euros
160...Separation plate 161...Horizontal flow path
162...void

Claims (9)

레독스 흐름전지에 사용되는 전극 셀 구조에 있어서,
프레임;
판 형상으로 이루어지며, X축과 Y축으로 이루어진 평면을 형성하는 전극;
평면을 형성하는 상기 전극에 대하여 Z축 방향으로 형성되며, 상기 전극에 전해액을 유입시킬 수 있는 전해액 유입부; 및
상기 전극에 유입된 전해액이 배출될 수 있는 전해액 배출부;를 포함하며,
상기 전해액 유입부는 일 지점에서만 전해액을 Z축 방향으로 상기 전극에 유입시키며,
상기 전해액 유입부에서 상기 전극으로 유입된 전해액은 상기 전극이 형성하는 평면과 나란한 방향으로 흐르는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조. In the electrode cell structure used in the redox flow battery,
frame;
An electrode formed in a plate shape and forming a plane consisting of an X-axis and a Y-axis;
An electrolyte inlet portion formed in a Z-axis direction with respect to the electrode forming a plane and capable of introducing an electrolyte into the electrode; And
Includes; an electrolyte discharge unit through which the electrolyte introduced into the electrode can be discharged,
The electrolyte inlet part introduces the electrolyte into the electrode in the Z-axis direction only at one point,
The electrode cell structure of a redox flow battery, characterized in that the electrolyte flowing from the electrolyte inlet to the electrode flows in a direction parallel to a plane formed by the electrode. 제1항에 있어서,
상기 전해액 유입부는 상기 전극 내부에 형성되며, 상기 전해액 배출부는 상기 전극 외부에 형성되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조. The method of claim 1,
The electrode cell structure of a redox flow battery, wherein the electrolyte inlet portion is formed inside the electrode, and the electrolyte solution discharge portion is formed outside the electrode. 제1항에 있어서,
상기 전극과 나란하게 배치되며, 유로가 형성되어 있는 유로 플레이트를 더 포함하며,
상기 유로 플레이트는 상기 전극과 나란한 방향으로 연장되는 이동 유로와, 상기 이동 유로와 연통되면서 Z 축 방향으로 연장되는 유입 유로를 포함하며,
상기 전해액 유입부는 상기 유입 유로와 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조. The method of claim 1,
It is disposed parallel to the electrode, further comprising a flow path plate is formed,
The passage plate includes a moving passage extending in a direction parallel to the electrode, and an inflow passage extending in a Z-axis direction while communicating with the moving passage,
The electrode cell structure of a redox flow battery, characterized in that the electrolyte inlet is in communication with the inlet flow path. 제1항에 있어서,
상기 전극 및 상기 프레임은 원판 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조. The method of claim 1,
The electrode cell structure of a redox flow battery, characterized in that the electrode and the frame are formed in a disk shape. 제1항에 있어서,
상기 전극 및 상기 프레임은 다각형 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조. The method of claim 1,
The electrode cell structure of a redox flow battery, wherein the electrode and the frame have a polygonal shape. 제1항에 있어서,
상기 프레임에는, 상기 프레임을 Z 축 방향으로 관통하는 관통부와 상기 전해액 배출부가 형성되며,
상기 관통부와 상기 전해액 배출부는 상기 프레임의 외측을 따라 번갈아가며 형성되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조. The method of claim 1,
In the frame, a penetrating portion penetrating the frame in the Z-axis direction and the electrolyte discharge portion are formed,
The electrode cell structure of a redox flow battery, wherein the through part and the electrolyte discharge part are formed alternately along the outer side of the frame. 제6항에 있어서,
상기 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조는 복수 개가 적층되며,
상기 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조의 상기 전해액 배출부 상부와 하부에는, 상기 관통부가 배치되도록 상기 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조가 적층되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조. The method of claim 6,
A plurality of electrode cell structures of the redox flow battery are stacked,
The electrode cell structure of the redox flow battery, wherein the electrode cell structure of the redox flow battery is stacked so that the through part is disposed above and below the electrolyte discharge part of the electrode cell structure of the redox flow battery. 제1항에 있어서,
상기 전극과 나란하게 배치되며, 공극이 형성되어 있는 분리판을 더 포함하며,
상기 전해액 유입부는 상기 공극과 연통되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조. The method of claim 1,
It is disposed parallel to the electrode and further comprises a separation plate in which a void is formed,
The electrode cell structure of a redox flow battery, characterized in that the electrolyte inlet part communicates with the pores. 제1항에 있어서,
상기 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조는,
양극 전극을 구비한 양극 전극 셀 구조와 음극 전극을 구비한 음극 전극 셀 구조를 포함하면서 적층되고,
상기 전해액 유입부는,
양극 전극에만 전해액을 공급할 수 있도록 상기 양극 전극에 연결되고 음극 전극은 관통하는 양극 전해액 유입부와, 음극 전극에만 전해액을 공급할 수 있도록 상기 음극 전극에 연결되고 양극 전극은 관통하는 음극 전해액 유입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지의 전극 셀 구조. The method of claim 1,
The electrode cell structure of the redox flow battery,
It is laminated while including an anode electrode cell structure with an anode electrode and a cathode electrode cell structure with a cathode electrode,
The electrolyte inlet part,
It is connected to the positive electrode so as to supply the electrolyte only to the positive electrode, and the negative electrode includes a positive electrolyte inlet through which the negative electrode is connected, and a negative electrolyte inlet through which the positive electrode is connected to the negative electrode so as to supply the electrolyte only to the negative electrode. Electrode cell structure of a redox flow battery, characterized in that.
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