KR102382373B1 - 전지 셀 및 레독스 플로우 전지 - Google Patents

전지 셀 및 레독스 플로우 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR102382373B1
KR102382373B1 KR1020177002842A KR20177002842A KR102382373B1 KR 102382373 B1 KR102382373 B1 KR 102382373B1 KR 1020177002842 A KR1020177002842 A KR 1020177002842A KR 20177002842 A KR20177002842 A KR 20177002842A KR 102382373 B1 KR102382373 B1 KR 102382373B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bipolar plate
battery
cell
frame body
thickness
Prior art date
Application number
KR1020177002842A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170083526A (ko
Inventor
다카시 간노
가츠야 야마니시
다케후미 이토
마사히로 구와바라
기요아키 모리우치
히데유키 야마구치
하야토 후지타
고우스케 시라키
기요아키 하야시
Original Assignee
스미토모덴키고교가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스미토모덴키고교가부시키가이샤 filed Critical 스미토모덴키고교가부시키가이샤
Publication of KR20170083526A publication Critical patent/KR20170083526A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102382373B1 publication Critical patent/KR102382373B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/18—Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/18—Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • H01M8/184—Regeneration by electrochemical means
    • H01M8/188—Regeneration by electrochemical means by recharging of redox couples containing fluids; Redox flow type batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0247—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
    • H01M8/0273—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes with sealing or supporting means in the form of a frame
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0297—Arrangements for joining electrodes, reservoir layers, heat exchange units or bipolar separators to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04276—Arrangements for managing the electrolyte stream, e.g. heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2459—Comprising electrode layers with interposed electrolyte compartment with possible electrolyte supply or circulation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

전지 성능이 우수한 전지 셀을 제공한다.
관통창과 전해액의 유통로인 매니폴드를 갖는 프레임체 및 상기 관통창을 막는 쌍극판을 구비하는 셀 프레임과, 상기 쌍극판의 일면측에 배치되는 양극 전극과, 상기 쌍극판의 타면측에 배치되는 음극 전극을 구비하며, 전해액 유통형 전지에 이용되는 전지 셀이다. 이 전지 셀은, 상기 프레임체에서의 상기 매니폴드가 형성되는 부분의 두께, 상기 쌍극판에서의 상기 관통창을 막는 부분의 두께, 상기 양극 전극에서의 상기 쌍극판에 대향하는 부분의 두께 및 상기 음극 전극에서의 상기 쌍극판에 대향하는 부분의 두께를 각각, Ft, Bt, Pt 및 Nt로 하였을 때, Ft≥4 ㎜, Bt≥Ft-3.0 ㎜, Pt≤1.5 ㎜ 및 Nt≤1.5 ㎜를 만족시킨다.

Description

전지 셀 및 레독스 플로우 전지{BATTERY CELL AND REDOX FLOW BATTERY}
본 발명은 전해액 순환형 전지에 이용되는 전지 셀 및 전지 셀을 이용한 레독스 플로우 전지에 관한 것이다.
태양광 발전이나 풍력 발전이라고 하는 신에너지를 축전하는 대용량의 축전지의 하나로 전해액 순환형 전지, 대표적으로는 레독스 플로우 전지(RF 전지)가 있다. RF 전지는, 양극용 전해액에 포함되는 이온과 음극용 전해액에 포함되는 이온의 산화 환원 전위의 차를 이용하여 충방전을 행하는 전지이다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 도 9의 RF 전지(α)의 동작 원리도에 나타내는 바와 같이, RF 전지(α)는, 수소 이온을 투과시키는 격막(101)으로 양극 셀(102)과 음극 셀(103)로 분리된 전지 셀(100)을 구비한다. 양극 셀(102)에는 양극 전극(104)이 내장되고, 또한 양극용 전해액을 저류하는 양극 전해액용 탱크(106)가 도관(108, 110)을 통해 접속되어 있다. 도관(108)에는 펌프(112)가 마련되어 있고, 이들 부재(106, 108, 110, 112)에 의해 양극용 전해액을 순환시키는 양극용 순환 기구(100P)가 구성되어 있다. 마찬가지로, 음극 셀(103)에는 음극 전극(105)이 내장되고, 또한 음극용 전해액을 저류하는 음극 전해액용 탱크(107)가 도관(109, 111)을 통해 접속되어 있다. 도관(109)에는 펌프(113)가 마련되어 있고, 이들 부재(107, 109, 111, 113)에 의해 음극용 전해액을 순환시키는 음극용 순환 기구(100N)가 구성되어 있다. 각 탱크(106, 107)에 저류되는 전해액은, 충방전 시에 펌프(112, 113)에 의해 셀(102, 103) 내에 순환된다. 충방전을 행하지 않는 경우, 펌프(112, 113)는 정지되어, 전해액은 순환되지 않는다.
상기 전지 셀(100)은 통상, 도 10에 나타내는 바와 같은, 전지용 셀 스택(200)이라고 불리는 구조체의 내부에 형성된다. 전지용 셀 스택(200)은, 서브스택(200s)이라고 불리는 적층 구조물을 그 양측으로부터 2장의 엔드 플레이트(210, 220)로 사이에 끼워, 체결 기구(230)로 체결함으로써 구성되어 있다[도시하는 구성에서는, 복수의 서브스택(200s)을 이용하고 있다]. 서브스택(200s)은, 도 10의 위쪽 도면에 나타내는 바와 같이, 셀 프레임(120), 양극 전극(104), 격막(101), 음극 전극(105) 및 셀 프레임(120)으로 구성되는 셀 유닛을 적층하고, 그 적층체를 급배판(190, 190)(도 10의 아래 도면 참조)으로 사이에 끼운 구성을 구비한다. 셀 유닛에 구비되는 셀 프레임(120)은, 관통창을 갖는 프레임체(122)와 관통창을 막는 쌍극판(121)을 가지고 있고, 쌍극판(121)의 일면측에는 양극 전극(104)이 접촉하도록 배치되며, 쌍극판(121)의 타면측에는 음극 전극(105)이 접촉하도록 배치된다. 이 구성에서는, 인접하는 각 셀 프레임(120)의 쌍극판(121) 사이에 하나의 전지 셀(100)이 형성되게 된다.
서브스택(200s)에서의 급배판(190, 190)을 통한 전지 셀(100)에의 전해액의 유통은, 프레임체(122)에 형성되는 급액용 매니폴드(123, 124)와, 배액용 매니폴드(125, 126)에 의해 행해진다. 양극용 전해액은, 급액용 매니폴드(123)로부터 프레임체(122)의 일면측(지면 바깥쪽)에 형성되는 입구 슬릿을 통해 양극 전극(104)에 공급되고, 프레임체(122)의 상부에 형성되는 출구 슬릿을 통해 배액용 매니폴드(125)에 배출된다. 마찬가지로, 음극용 전해액은, 급액용 매니폴드(124)로부터 프레임체(122)의 타면측(지면 안쪽)에 형성되는 입구 슬릿(점선으로 나타냄)을 통해 음극 전극(105)에 공급되고, 프레임체(122)의 상부에 형성되는 출구 슬릿(점선으로 나타냄)을 통해 배액용 매니폴드(126)에 배출된다. 각 셀 프레임(120) 사이에는, O 링이나 평패킹 등의 환형의 시일 부재(127)가 배치되어, 서브스택(200s)으로부터의 전해액의 누설이 억제되어 있다.
서브스택(200s)에 구비되는 전지 셀(100)과 외부 기기 사이의 전력의 입출력은, 도전성 재료로 구성된 집전판을 이용한 집전 구조에 의해 행해진다. 집전판은, 각 서브스택(200s)에 대해 한쌍 마련되어 있고, 각 집전판은 각각, 적층되는 복수의 셀 프레임(120) 중, 적층 방향의 양단부에 위치하는 셀 프레임(120)의 쌍극판(121)에 도통되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2014-139905호 공보
최근, 신에너지의 축전 수단으로서 레독스 플로우 전지의 수요의 증가가 기대되고 있어, 전지 성능이 우수한 전지 셀이 요구되고 있다. 예컨대, 전지 셀의 내부 저항을 저감할 수 있으면, 전지 셀의 전지 성능의 추가적인 향상이 기대된다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적의 하나는, 전지 성능이 우수한 전지 셀을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일형태에 따른 전지 셀은, 관통창과 전해액의 유통로인 매니폴드를 갖는 프레임체 및 상기 관통창을 막는 쌍극판을 구비하는 셀 프레임과, 상기 쌍극판의 일면측에 배치되는 양극 전극과, 상기 쌍극판의 타면측에 배치되는 음극 전극을 구비하고, 전해액 유통형 전지에 이용되는 전지 셀이다. 이 전지 셀은, 상기 프레임체에서의 상기 매니폴드가 형성되는 부분의 두께, 상기 쌍극판에서의 상기 관통창을 막는 부분의 두께, 상기 양극 전극에서의 상기 쌍극판에 대향하는 부분의 두께 및 상기 음극 전극에서의 상기 쌍극판에 대향하는 부분의 두께를 각각, Ft, Bt, Pt 및 Nt로 하였을 때, 다음 식을 만족시킨다.
Ft≥4 ㎜
Bt≥Ft-3.0 ㎜
Pt≤1.5 ㎜
Nt≤1.5 ㎜
본 발명의 일형태에 따른 레독스 플로우 전지는, 상기 전지 셀을 복수 적층하여 이루어지는 셀 스택과, 상기 셀 스택에 양극용 전해액을 순환시키는 양극용 순환 기구와, 상기 셀 스택에 음극용 전해액을 순환시키는 음극용 순환 기구를 구비한다.
상기 전지 셀 및 레독스 플로우 전지는, 내부 저항이 낮아, 전지 성능이 우수하다.
도 1은 실시형태 1의 전지 셀에 구비되는 셀 프레임의 개략 구성도이다.
도 2는 도 1의 II-II 단면도이다.
도 3은 실시형태 2의 전지 셀에 구비되는 셀 프레임의 프레임체와 쌍극판의 개략 구성도이다.
도 4는 도 3의 프레임체와 쌍극판을 조합한 셀 프레임의 개략 구성도이다.
도 5는 도 4의 V-V 단면도이다.
도 6은 실시형태 3의 전지 셀에 구비되는 셀 프레임의 프레임체와 쌍극판의 개략 구성도이다.
도 7은 도 6의 프레임체와 쌍극판을 조합한 셀 프레임의 개략 구성도이다.
도 8은 도 7의 VIII-VIII 단면도이다.
도 9는 레독스 플로우 전지의 동작 원리도이다.
도 10은 전지용 셀 스택의 개략 구성도이다.
[본 발명의 실시형태의 설명]
먼저 본 발명의 실시형태의 내용을 열기하여 설명한다.
본 발명자들은, 전지 성능이 우수한 전지 셀을 검토하는 과정에서, 전극의 전기 저항에 주목하였다. 전지 셀에 배치되는 전극은, 그 두께가 두꺼워질수록, 전지 셀의 내부 저항을 상승시키는 경향에 있는 것을 알 수 있었기 때문이다. 그래서, 본 발명자들은, 전극을 포함하는 전지 셀의 구성 요소의 두께의 조합을 검토하여, 이하에 열거하는 전지 셀을 완성시켰다.
<1> 실시형태에 따른 전지 셀은, 관통창과 전해액의 유통로인 매니폴드를 갖는 프레임체 및 상기 관통창을 막는 쌍극판을 구비하는 셀 프레임과, 상기 쌍극판의 일면측에 배치되는 양극 전극과, 상기 쌍극판의 타면측에 배치되는 음극 전극을 구비하고, 전해액 유통형 전지에 이용되는 전지 셀이다. 이 전지 셀은, 상기 프레임체에서의 상기 매니폴드가 형성되는 부분의 두께, 상기 쌍극판에서의 상기 관통창을 막는 부분의 두께, 상기 양극 전극에서의 상기 쌍극판에 대향하는 부분의 두께 및 상기 음극 전극에서의 상기 쌍극판에 대향하는 부분의 두께를 각각, Ft, Bt, Pt 및 Nt로 하였을 때, 다음 식을 만족시킨다.
Ft≥4 ㎜
Bt≥Ft-3.0 ㎜
Pt≤1.5 ㎜
Nt≤1.5 ㎜
상기 전지 셀은 전지 성능이 우수하다. 그것은, 전극의 두께(Pt, Nt)가 1.5 ㎜ 이하로 얇게 되어 있기 때문에, 전극의 두께에 기인하는 전지 셀의 내부 저항의 상승이 억제되기 때문이다. 여기서, 종래는, 쌍극판의 두께를 0.6 ㎜∼1 ㎜ 정도로 하는 것이 일반적이고, 그 얇은 쌍극판의 양측에 배치되는 전극의 두께는 2 ㎜∼3 ㎜ 정도로 되어 있다. 이들 쌍극판과 전극의 두께는, 쌍극판의 전기 저항을 낮게 하는 것과, 전극에 통액되는 전해액의 압력 손실을 억제하는 것을 목적으로 하여 결정되어 있었다.
<2> 실시형태에 따른 전지 셀로서, 상기 쌍극판의 일면측과 타면측에 각각, 전해액의 유로가 되는 유통홈이 형성되어 있는 형태를 들 수 있다.
쌍극판의 표면에 유통홈을 형성함으로써, 프레임체의 매니폴드로부터 쌍극판에 공급된 전해액을 조속히, 쌍극판의 전체면에 분산시킬 수 있다. 그 결과, 쌍극판의 표면에 배치되는 전극의 전체면에 전해액이 충분히 공급되기 때문에, 전지 셀의 전지 성능이 향상된다. 특히 전극이 얇아질수록 쌍극판의 평면 방향으로의 전해액의 유통 저항이 높아져, 쌍극판의 전체면에 전해액이 분산되기 어려워지기 때문에, 전극을 얇게 하면 할수록 쌍극판에 유통홈을 형성하는 것이 바람직하다.
<3> 실시형태에 따른 전지 셀로서, 상기 프레임체는, 상기 관통창을 전체 둘레에 걸쳐 둘러싸는 둘레 가장자리부가 상기 프레임체의 다른 부분보다 얇아짐으로써 형성되는 내측 둘레 가장자리 오목부를 구비하고, 상기 쌍극판은, 그 외측 둘레 가장자리 전체 둘레에 걸친 소정 폭의 부분으로서, 상기 내측 둘레 가장자리 오목부와 결합하는 외측 둘레 가장자리 결합부를 구비하는 형태를 들 수 있다.
상기 구성으로 함으로써, 프레임체의 내측 둘레 가장자리 오목부의 위치에 쌍극판을 감입하는 것만으로, 프레임체의 관통창에 쌍극판을 배치할 수 있고, 또한 프레임체에 대한 쌍극판의 위치를 결정할 수 있다. 그 때문에, 전지 셀의 생산성을 향상시킬 수 있다.
<4> 실시형태에 따른 전지 셀로서, 상기 외측 둘레 가장자리 결합부가, 상기 쌍극판의 그 외의 부분보다 얇게 형성되어 있는 형태를 들 수 있다.
쌍극판에서의 내측 둘레 가장자리 오목부에 결합하는 외측 둘레 가장자리 결합부가, 쌍극판의 그 외의 부분보다 얇게 형성되어 있는 박육부로 되어 있음으로써, 프레임체에 대한 쌍극판의 감입 상태를 안정시킬 수 있다.
<5> 실시형태에 따른 레독스 플로우 전지는, 상기 실시형태에 따른 전지 셀을 복수 적층하여 이루어지는 셀 스택과, 상기 셀 스택에 양극용 전해액을 순환시키는 양극용 순환 기구와, 상기 셀 스택에 음극용 전해액을 순환시키는 음극용 순환 기구를 구비한다.
상기 레독스 플로우 전지는, 전지 성능이 우수하다. 레독스 플로우 전지에 구비되는 전지 셀의 전지 성능이 종래보다 높기 때문이다.
[본 발명의 실시형태의 상세]
이하, 실시형태에 따른 레독스 플로우 전지(RF 전지)의 실시형태를 설명한다. 또한, 본 발명은 실시형태에 나타내는 구성에 한정되는 것은 아니고, 특허청구의 범위에 의해 나타나며, 특허청구의 범위와 균등의 의미 및 범위 내의 모든 변경이 포함되는 것을 의도한다.
<실시형태 1>
본 실시형태에 따른 RF 전지는, 도 9를 이용하여 설명한 종래 형의 RF 전지(α)와 마찬가지로, 전지 셀(100)과, 양극용 순환 기구(100P)와, 음극용 순환 기구(100N)를 구비한다. 본 실시형태에 있어서의 전지 셀(100)은, 도 10에 나타내는 전지용 셀 스택(200)의 형태로 이용되고 있다. 전지용 셀 스택(200)은 이미 서술한 바와 같이, 격막(101), 전극(104, 105) 및 한쌍의 셀 프레임(120, 120)을 구비하는 셀 유닛을 복수 적층한 구성을 구비한다. 본 실시형태의 RF 전지에서의 종래와의 주된 상위점은, 셀 유닛의 셀 프레임 및 전극의 두께에 있다. 이하, 도 1, 2에 기초하여 본 실시형태의 셀 프레임(1) 및 전극(104, 105)을 설명한다. 또한, 셀 프레임(1)에 있어서의 종래와 동일한 구성에 대해서는, 도 10과 동일한 부호를 붙인다.
≪셀 프레임≫
도 1에 나타내는 바와 같이, 셀 프레임(1)은, 프레임체(12)와 쌍극판(11)을 구비한다. 프레임체(12)는 그 두께 방향으로 관통하는 관통창(22w)를 구비하고 있고, 그 관통창(22w)을 매립하도록 쌍극판(11)이 배치된다. 쌍극판(11)의 외측 둘레 가장자리는, 프레임체(12)의 관통창(22w)의 내측 둘레 가장자리 부분에 매립되어 있다.
[프레임체]
도 1에 나타내는 바와 같이, 프레임체(12)는, 후술하는 쌍극판(11)을 지지하는 부재이다. 이 프레임체(12)는, 종래의 구성과 마찬가지로, 급액용 매니폴드(123, 124)와, 배액용 매니폴드(125, 126)와, 입구 슬릿(123s, 124s)과, 출구 슬릿(125s, 126s)을 구비한다. 실선으로 나타내는 입구 슬릿(123s)과 출구 슬릿(125s)은 지면 앞쪽측에 마련되고, 점선으로 나타내는 입구 슬릿(124s)과 출구 슬릿(126s)은 지면 안쪽측에 마련되어 있다. 각 슬릿(123s∼126s)은 각각, 매니폴드(123∼126)로부터 프레임체(12)의 중심선을 향하여 신장하여, 관통창(22w)에 연결되어 있다[입구 슬릿(124s)과 출구 슬릿(126s)은 일부 도시를 생략한다]. 매니폴드(123∼126)와 슬릿(123s∼126s)의 외측 둘레는, O 링 등의 시일 부재(127)로 둘러싸여 있어, 시일 부재(127)의 내측으로부터 외측으로 전해액이 새지 않게 되어 있다. O 링은, 복수의 셀 프레임(1)을 적층하여 체결하였을 때에 압축되어, 시일로서 기능한다. 시일 부재(127)는 2중으로 되어 있어도 좋다. 또한, 도시하고 있지 않지만, 매니폴드의 외측 둘레를 둘러싸도록 시일 부재가 마련되어 있어도 좋다.
본 예의 프레임체(12)는, 도 2의 부분 단면도에 나타내는 바와 같이, 단면 형상이 좌우 대칭인 2장의 프레임형 판재를 접합시킴으로써 형성되어 있다. 프레임형 판재의 관통창측(지면 하측)은, 박육으로 형성되어 있어, 2장의 프레임형 판재를 접합하였을 때에, 양프레임형 판재의 박육부 사이에 쌍극판(11)의 외측 가장자리 부분을 수납하는 공간이 형성되어 있다.
프레임체(12)의 재료는, 절연성이 우수한 것이 바람직하고, 덧붙여 내산성을 갖는 것이 보다 바람직하다. 프레임체(12)의 재료로서, 예컨대, 염화비닐, 염소화폴리에틸렌, 염소화파라핀 등을 이용할 수 있다.
[쌍극판]
쌍극판(11)은, 도 2의 단면도에 나타내는 바와 같이, 그 일면측이 양극 전극(104)에 접촉하고, 타면측이 음극 전극(105)에 접촉하는 부재이다. 본 예의 쌍극판(11)은, 거의 똑같은 두께를 갖는 판재이다. 적층되는 쌍극판(11) 중, 단부에 배치되는 쌍극판(11)은, 집전판에 접촉·도통된다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 쌍극판(11)의 일면측과 타면측에는, 입구 슬릿(123s, 124s)을 통해 공급된 전해액을 쌍극판(11)의 전체면에 걸쳐 분산시키는 빗살형의 유통홈(11g, 11g)이 형성되어 있다. 양유통홈(11g, 11g)은, 서로의 빗살이 맞물리도록 배치되어 있다. 도면 중에서는, 쌍극판(11)의 우측의 유통홈(11g, 11g)만 도시되어 있지만, 실제로는 쌍극판(11)의 좌측에도 1조의 유통홈이 형성되어 있다. 좌측의 유통홈은, 쌍극판(11)의 중심선을 사이에 두고 도시하는 유통홈(11g, 11g)을 선대칭으로 이동시킨 것 같은 배치로 되어 있다. 빗살형의 유통홈(11g, 11g)에 의해, 입구 슬릿[123s(124s)]으로부터 쌍극판(11)에 공급된 전해액을 조속히 쌍극판(11)의 전체면에 분산시킬 수 있다. 그 때문에, 도 2에 나타내는 쌍극판(11)의 일면측과 타면측에 배치하는 양극 전극(104)과 음극 전극(105)의 전체면에 전해액을 골고루 퍼지게 할 수 있어, 전극(104, 105)을 얇게 하여도, 전지 셀의 전지 성능이 저하하지 않는다.
여기서, 유통홈(11g)의 형상은, 도시하는 빗살형에 한정되는 것은 아니며, 쌍극판(11)의 전체면에 전해액을 분산시킬 수 있는 형상이면 어떠한 형상이어도 상관없다. 예컨대, 유통홈의 형상을 수상(樹狀)으로 형성할 수도 있다.
상기 쌍극판(11)의 외측 가장자리 부분은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 프레임체(12)를 구성하는 2장의 프레임형 판재에 끼워져 있다. 이 끼워짐에 의해, 쌍극판(11)은 프레임체(12)에 일체로 고정되어 있다. 쌍극판(11)의 외측 가장자리 부분에는 홈이 형성되어 있고, 그 홈에 O 링(21o)이 배치되어 있다. 이 시일 구조에 의해, 쌍극판(11)의 일면측과 타면측 사이의 전해액의 유통을 억제하고 있다.
쌍극판(11)의 재료는, 도전성이 우수한 것이 바람직하고, 덧붙여 내산성 및 가요성을 갖는 것이 보다 바람직하다. 예컨대, 탄소재를 함유하는 도전성 재료로 이루어지는 것을 들 수 있고, 구체적으로는, 흑연과 염소화 유기 화합물로 이루어지는 도전성 플라스틱을 들 수 있다. 그 흑연의 일부를 카본 블랙과 다이아몬드형 카본 중 적어도 한쪽으로 치환한 도전성 플라스틱이어도 좋다. 이 염소화 유기 화합물에는, 염화비닐, 염소화폴리에틸렌, 염소화파라핀 등을 들 수 있다. 이러한 재료로 쌍극판(11)을 구성함으로써, 전기 저항을 작게, 또한 내산성 및 가요성이 우수한 쌍극판(11)으로 할 수 있다.
≪전극≫
양극 전극(104) 및 음극 전극(105)은 각각, 도 2의 부분 단면도에 나타내는 바와 같이, 쌍극판(11)의 일면측(지면 우측)과 타면측(지면 좌측)에 배치된다. 양전극(104, 105)은, 변형성을 갖는 다공체로서, 적층되는 셀 프레임(1) 사이에서 압축된다. 도면 중에서는 전극(104, 105)과 인접하는 부재 사이에 간극이 있는 것같이 그려져 있지만, 실제로는 전극(104, 105)의 변형성 때문에 그 간극은 형성되지 않는다.
전극(104, 105)의 재료는, 도전성이 우수한 것이 바람직하고, 덧붙여 내산성을 갖는 것이 보다 바람직하다. 예컨대, 탄소재의 섬유로 이루어지는 직포나 부직포에 의해 전극(104, 105)을 구성할 수 있다. 그 외에, 카본 페이퍼 등을 전극(104, 105)으로서 이용할 수 있다.
≪프레임체, 쌍극판 및 전극의 두께≫
프레임체(12)에서의 매니폴드(도면 중 점선으로 나타냄)가 형성되는 부분의 두께, 쌍극판(11)에서의 관통창을 막는 부분의 두께, 양극 전극(104)에서의 쌍극판(11)에 대향하는 부분의 두께 및 음극 전극(105)에서의 쌍극판(11)에 대향하는 부분의 두께를 각각, Ft, Bt, Pt 및 Nt로 하였을 때, 이하의 식을 만족시키도록, 셀 프레임(1)과 전극(104, 105)을 제작한다.
Ft≥4 ㎜
Bt≥Ft-3.0 ㎜
Pt≤1.5 ㎜
Nt≤1.5 ㎜
프레임체(12)의 두께(Ft)는, 4 ㎜ 이상으로 한다. 프레임체(12)에는, 도 1에 나타내는 바와 같이 매니폴드(123∼126)나 슬릿(123s∼126s) 등이 마련되기 때문에, 프레임체(12)에 어느 정도의 두께를 갖게 하여, 프레임체(12)의 강도를 유지할 필요가 있기 때문이다. 너무 Ft가 두꺼워지면, 충방전에 기여하지 않는 부분의 두께가 지나치게 두꺼워져, 전지 셀의 체적당의 충방전 용량이 저하하기 때문에, Ft의 상한값은 8 ㎜로 한다. 강도와 충방전 용량의 밸런스를 고려하면, 바람직한 Ft는, 4 ㎜ 이상 6 ㎜ 이하이다.
쌍극판(11)의 두께(Bt)는, Ft-3.0 ㎜ 이상이다. Ft≒Bt+Pt+Nt이기 때문에, Bt가 두꺼워질수록, 양극 전극(104)의 두께(Pt)와, 음극 전극(105)의 두께(Nt)가 작아진다. Bt는 Ft-1.0 ㎜ 이상으로 할 수도 있다. Bt가 지나치게 두꺼워지면, 전극(104, 105)이 지나치게 얇아지기 때문에, Bt의 상한값은, Ft-0.5 ㎜로 하는 것이 바람직하다.
양극 전극(104)의 두께(Pt)와 음극 전극(105)의 두께(Nt)는, 1.5 ㎜ 이하로 한다. 양전극(104, 105)을 얇게 함으로써, 전지 셀의 내부 저항의 상승을 효과적으로 억제할 수 있다. 그 효과는, 전극(104, 105)을 얇게 해 감으로써 촉진되는 경향에 있기 때문에, Pt와 Nt는 1.0 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.60 ㎜ 이하로 하는 것이 보다 바람직하며, 0.30 ㎜ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 한편, Pt과 Nt의 하한값은 0.25 ㎜로 하는 것이, 전극(104, 105)의 핸들링성의 점에서 바람직하다. 또한, Pt와 Nt는 동일한 값일 필요는 없다.
≪효과≫
이상 설명한 구성에 따르면, 전지 셀의 전지 성능을 종래보다 향상시킬 수 있다. 그것은, 전지 셀에 구비되는 전극(104, 105)의 두께가 얇기 때문에, 전극(104, 105)에 기인하는 전지 셀의 내부 저항의 상승을 억제할 수 있기 때문이다.
<실시형태 2>
실시형태 2에서는, 실시형태 1과는 상이한 구성의 셀 프레임(2)을 구비하는 형태를 도 3∼도 5에 기초하여 설명한다. 도 3은 셀 프레임(2)을 구성하는 프레임체(22)와 쌍극판(21)의 개략도이고, 도 4는 프레임체(22)에 쌍극판(21)을 부착한 셀 프레임(2)의 개략도이며, 도 5는 도 4의 V-V 단면도이다. 이들 도면에서는, 쌍극판(21)의 표면에 형성되는 유통홈의 도시를 생략하고 있다.
이 셀 프레임(2)에서의 실시형태 1과의 상위점은, 프레임체(22)의 관통창(22w)의 둘레 가장자리부와 쌍극판(21)의 외측 둘레 가장자리가 결합하는 구조, 즉 프레임체(22)에 쌍극판(21)을 감입한 감입 구조를 채용하고 있는 점에 있다. 따라서, 이후의 설명에서는 감입 구조와 그것에 관련된 구성의 설명을 주로 행한다. 물론, 감입 구조를 채용하는 경우라도, 프레임체(22)의 두께(Ft), 쌍극판(21)의 두께(Bt), 양극 전극(104)의 두께(Pt) 및 음극 전극(105)의 두께(Nt)는, 실시형태에서 설명한 값을 만족시키도록 선택하여, 전지 셀의 내부 저항의 상승을 억제한다.
[감입 구조]
감입 구조는, 셀 프레임(2)을 정면에서 보았을 때에, 프레임체(22)의 관통창(22w)을 막도록 배치한 쌍극판(21)의 외측 둘레 가장자리 부분이 전체 둘레에 걸쳐 프레임체(22)에 중복하도록 치수를 조정하며, 프레임체(22)에서의 쌍극판(21)과 중복하는 부분을 우그러뜨림으로써 구성된다. 본 예에 있어서는, 프레임체(22)의 관통창(22w)을 전체 둘레에 걸쳐 둘러싸는 둘레 가장자리부가 프레임체(22)의 다른 부분보다 얇게 되어 있고, 그 얇게 된 부분이, 쌍극판(21)을 감입하기 위한 내측 둘레 가장자리 오목부(22c)를 형성하고 있다. 본 예에서의 내측 둘레 가장자리 오목부(22c)는, 프레임체(22)의 일면측에만 형성되어 있다. 즉, 내측 둘레 가장자리 오목부(22c)의 이면의 면은, 그 면보다 외측의 부분에 평탄하게 연결되어 있다(도 5를 참조).
상기 내측 둘레 가장자리 오목부(22c)에 쌍극판(21)을 감입함으로써, 도 4에 나타내는 바와 같이, 내측 둘레 가장자리 오목부(22c)와 쌍극판(21)의 외측 둘레 가장자리 전체 둘레에 걸친 소정 폭의 부분인 외측 둘레 가장자리 결합부가 프레임체(22)의 두께 방향으로 결합한다(도 5를 함께 참조). 그 결과, 프레임체(22)의 관통창(22w)이 쌍극판(21)으로 막힌 상태가 된다. 여기서, 도 5에 나타내는 바와 같이, 감입 구조를 채용하는 경우, 쌍극판(21)의 일면측과 타면측 사이에서 전해액이 유통되지 않도록 하기 위해, 프레임체(22)와 쌍극판(21) 사이를 시일할 필요가 있다. 본 예에서는, 쌍극판(21)에서의 내측 둘레 가장자리 오목부(22c)와 중복하는 부분에 환형의 홈을 형성하고, 그 홈에 O 링(21o)을 배치함으로써, 시일 구조를 형성하고 있다. O 링(21o)은, 복수의 셀 프레임(2)을 적층하여 체결하였을 때에 압축되어, 시일로서 기능한다. 그 외에, 평패킹이나 열 융착, 혹은 내측 둘레 가장자리 오목부(22c)에 접착제를 도포하여, 내측 둘레 가장자리 오목부(22c)와 쌍극판(21)을 접착함으로써, 시일 구조를 형성하여도 상관없다.
상기 감입 구조를 채용함으로써, 도 4에 나타내는 바와 같이, 프레임체(22)의 내측 둘레 가장자리 오목부(22c)에 쌍극판(21)을 감입하는 것만으로 프레임체(22)의 관통창(22w)에 쌍극판(21)을 배치할 수 있다. 또한, 내측 둘레 가장자리 오목부(22c)에 쌍극판(21)을 감입함으로써, 프레임체(22)에 대한 쌍극판(21)의 위치 결정을 행할 수 있다. 그 때문에, 셀 프레임(2)의 생산성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 감입 구조를 채용하는 경우, 제작 시의 공차에 의해, 내측 둘레 가장자리 오목부(22c)의 외부 치수와 쌍극판(21)의 외부 치수를 동일하게 하는 것은 어렵고, 또한 동일하게 할 수 있었던 경우에는 프레임체(22)에 쌍극판(21)을 감입하기 어려워진다고 하는 문제가 있다. 그래서, 쌍극판(21)의 외부 치수보다 내측 둘레 가장자리 오목부(22c)의 외부 치수를 약간(예컨대, 1 ㎜∼1.5 ㎜ 정도) 크게 하여, 프레임체(22)에의 쌍극판(21)의 감입을 용이하게 하고 있다. 그러나, 이 경우, 셀 프레임(2)을 정면에서 보았을 때에, 프레임체(22)와 쌍극판(21) 사이에 형성되어, 입구 슬릿(123s)으로부터 출구 슬릿(125s)에 이르는 전해액의 누설 유로(9)가 형성된다. 누설 유로(9)는, 부재 사이의 간극으로서, 그 유로 저항이 매우 작기 때문에, 입구 슬릿(123s)으로부터 쌍극판(21)에 도입된 전해액은, 누설 유로(9)에 유입되기 쉽다. 누설 유로(9)에 유입된 전해액은, 쌍극판(21) 상에 배치되는 양극 전극에 거의 접촉하지 않는 채로 출구 슬릿(125s)에 배출되기 때문에, 누설 유로(9)를 흐르는 전해액이 많아질수록, 전지 셀의 충방전 효율이 저하한다. 그래서, 다음에 설명하는 누설 유로(9)를 분단하는 분단 구조(도시 생략)를 마련하는 것이 바람직하다.
[분단 구조]
누설 유로(9)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 셀 프레임(2)의 하방측에서 입구 슬릿(123s)에 연결되는 제1 횡방향 경로(9d)와, 셀 프레임(2)의 상방측에서 출구 슬릿(125s)에 연결되는 제2 횡방향 경로(9u)와, 양횡방향 경로(9d, 9u)를 잇는 2개의 종방향 경로(9sr, 9sl)로 구성되어 있다. 이 누설 유로(9)를 분단하는 분단 구조에는, 크게 나누어 다음의 3가지의 구성이 존재한다.
(1) 분단 부재를 누설 유로(9)에 끼움으로써 누설 유로(9)를 분단하는 구성.
(2) 쌍극판(21)의 일부가 프레임체(22)측으로 돌출함으로써 그 돌출한 부분에 의해 누설 유로(9)를 분단하는 구성.
(3) 프레임체(22)의 일부가 쌍극판(21)측으로 돌출함으로써 그 돌출한 부분에 의해 누설 유로(9)를 분단하는 구성.
상기 3가지 구성 중, 특히 (1)의 분단 부재를 설명한다. 분단 부재는, 누설 유로(9)에 압입할 수 있는 변형성을 갖는 탄성재로 구성하는 것이 바람직하다. 예컨대, 장척의 고무재 등을 분단 부재로서 이용할 수 있다. 누설 유로(9)에서의 분단 부재를 배치하는 위치는 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 각 종방향 경로(9sr, 9sl)의 하방쪽[제1 횡방향 경로(9d)쪽]의 부분에 분단 부재를 감입하는 것을 들 수 있다. 이 경우, 제1 횡방향 경로(9d)에 도입된 전해액은, 조속하게 제1 횡방향 경로(9d)로 확대되어, 쌍극판(21)의 폭 방향(지면 좌우 방향)으로 균일적으로 분산된다. 계속해서, 종방향 경로[9sr(9sl)]를 흐르는 전해액은 분단 부재에 닿아, 쌍극판(21)의 중심 방향(전극측)으로 흐른다. 그 결과, 전해액은, 쌍극판(21)의 표면에 배치되는 전극에 접촉하여, 충방전에 기여하게 된다.
<실시형태 3>
실시형태 3에서는, 실시형태 2와는 약간 상이한 감입 구조를 구비하는 셀 프레임(3)을 도 6∼8에 기초하여 설명한다. 실시형태 3의 셀 프레임(3)에서의 실시형태 2와의 주된 상위점은, 쌍극판(31)에서의 프레임체(32)의 내측 둘레 가장자리 오목부(32c)에 결합하는 소정 폭의 부분을, 쌍극판(31)의 그 외의 부분보다 얇게 형성한 것 및 누설 유로(9)의 일부를 사행시킨 것에 있다. 이하, 실시형태 2와의 상위점을 중심으로 설명한다. 물론, 본 실시형태에 있어서도, 프레임체(32)의 두께(Ft), 쌍극판(31)의 두께(Bt), 양극 전극(104)의 두께(Pt) 및 음극 전극(105)의 두께(Nt)는, 실시형태에서 설명한 값을 만족시키도록 선택하여, 전지 셀의 내부 저항의 상승을 억제한다.
도 6은 실시형태 3의 프레임체(32)와 쌍극판(31)의 개략도이다. 이들 프레임체(32)와 쌍극판(31)은 누설 유로(9)를 사행시키기 위한 구성을 구비하고 있다. 누설 유로(9)를 사행시키는 구성으로서, 본 실시형태의 프레임체(32)는, 내측 둘레 가장자리 오목부(32c)를 향하여 돌출하는 제1 볼록부(32x)를 구비한다. 또한, 이 프레임체(32)는, 내측 둘레 가장자리 오목부(32c)로부터 관통창(22w)을 향하여 돌출하는 제2 볼록부(32y)를 구비한다.
한편, 본 실시형태의 쌍극판(31)은, 누설 유로(9)를 사행시키는 구성으로서, 프레임체(32)의 제1 볼록부(32x)에 대응하는 부분을 절결함으로써 형성되는 제1 오목부(31x)를 구비한다. 또한, 이 쌍극판(31)의 이면측 중, 프레임체(32)의 내측 둘레 가장자리 오목부(32c)에 결합하는 외측 둘레 가장자리 결합부(점선으로 나타내는 부분보다 외방측의 부분)는, 쌍극판(31)의 그 외의 부분보다 얇게 형성된 박육부(31c)로 되어 있다. 박육부(31c)의 지면 앞쪽측의 면은, 그 외의 부분과 민면으로 되어 있고, 따라서 박육부(31c)의 지면 이면의 면이, 그 외의 부분보다 지면 앞쪽측으로 내려간 상태로 되어 있다. 이 박육부(31c) 중, 프레임체(32)의 제2 볼록부(32y)에 대응하는 부분은, 쌍극판(31)의 중심선측으로 확대됨으로써 형성되는 제2 오목부(31y)를 구비한다.
상기 구성을 구비하는 쌍극판(31)을 프레임체(32)에 감입한 경우, 도 7, 8에 나타내는 바와 같이, 셀 프레임(3)의 일면측(도 7에서는 지면 앞쪽측, 도 8에서는 지면 우측)에 누설 유로(9)가 형성되는 것뿐만 아니라, 타면측(도 7에서는 지면 안쪽측, 도 8에서는 지면 좌측)에도 누설 유로(9)가 형성된다. 그래서, 양누설 유로(9)를 도시하지 않는 분단 부재로 분단한다.
이상 설명한 실시형태 3의 구성에 따르면, 도 8에 나타내는 바와 같이, 쌍극판(31)의 박육부(31c) 이외의 부분이, 프레임체(32)의 관통창에 감입되어, 프레임체(32)에 대한 쌍극판(31)의 결합 상태가, 실시형태 2의 경우보다 안정된다.
본 발명의 전지 셀은, RF 전지 등의 유체 유통형의 축전지의 구축에 적합하게 이용 가능하다. 또한, 본 발명의 RF 전지는, 태양광 발전, 풍력 발전 등의 신에너지의 발전에 대하여, 발전 출력의 변동의 안정화, 발전 전력의 잉여 시의 축전, 부하 평준화 등을 목적으로 한 축전지로서 이용할 수 있는 것 외에, 일반적인 발전소에 병설되어, 순시 전압 저하·정전 대책이나 부하 평준화를 목적으로 하는 대용량의 축전지로서도 이용할 수 있다.
α 레독스 플로우 전지(RF 전지)
1, 2, 3 셀 프레임
11, 21, 31 쌍극판
11g 유통홈 31c 박육부(외측 둘레 가장자리 결합부) 21o O 링
31x 제1 오목부 31y 제2 오목부
12, 22, 32 프레임체
32c 내측 둘레 가장자리 오목부 22w 관통창
22x, 32x 제1 볼록부 32y 제2 볼록부
9 누설 유로
9d 제1 횡방향 경로 9u 제2 횡방향 경로
9sr, 9sl 종방향 경로
100 전지 셀 101 격막 102 양극 셀 103 음극 셀
100P 양극용 순환 기구 100N 음극용 순환 기구
104 양극 전극 105 음극 전극 106 양극 전해액용 탱크
107 음극 전해액용 탱크 108, 109, 110, 111 도관
112, 113 펌프
120 셀 프레임 121 쌍극판 122 프레임체
123, 124 급액용 매니폴드
125, 126 배액용 매니폴드
123s, 124s 입구 슬릿 125s, 126s 출구 슬릿
127 시일 부재
190 급배판 210, 220 엔드 플레이트
200 전지용 셀 스택 200s 서브스택
230 체결 기구

Claims (5)

  1. 관통창과 전해액의 유통로인 매니폴드를 갖는 프레임체 및 상기 관통창을 막는 쌍극판을 포함하는 셀 프레임과,
    상기 쌍극판의 일면측에 배치되는 양극 전극과,
    상기 쌍극판의 타면측에 배치되는 음극 전극,
    을 포함하고, 전해액 유통형 전지에 이용되는 전지 셀에 있어서,
    상기 프레임체에서의 상기 매니폴드가 형성되는 부분의 두께, 상기 쌍극판에서의 상기 관통창을 막는 부분의 두께, 상기 양극 전극에서의 상기 쌍극판에 대향하는 부분의 두께 및 상기 음극 전극에서의 상기 쌍극판에 대향하는 부분의 두께를 각각, Ft, Bt, Pt 및 Nt로 하였을 때,
    8 ㎜≥Ft≥4 ㎜,
    Ft-0.5 ㎜≥Bt≥Ft-3.0 ㎜,
    Pt≤1.5 ㎜,
    및 Nt≤1.5 ㎜
    를 만족시키며,
    상기 프레임체는, 상기 관통창을 전체 둘레에 걸쳐 둘러싸는 둘레 가장자리부가 상기 프레임체의 다른 부분보다 얇아짐으로써 형성되는 내측 둘레 가장자리 오목부를 포함하고,
    상기 쌍극판은, 그 외측 둘레 가장자리 전체 둘레에 걸친 미리 정해진 폭의 부분으로서, 상기 내측 둘레 가장자리 오목부와 결합하는 외측 둘레 가장자리 결합부를 포함하고,
    상기 외측 둘레 가장자리 결합부는, 상기 쌍극판의 그 외의 부분보다 얇게 형성되는 것인 전지 셀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 쌍극판의 일면측과 타면측에 각각, 전해액의 유로가 되는 유통홈이 형성되는 것인 전지 셀.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 레독스 플로우 전지에 있어서,
    제1항 또는 제2항에 기재된 전지 셀을 복수 적층하여 이루어지는 셀 스택과,
    상기 셀 스택에 양극용 전해액을 순환시키는 양극용 순환 기구와,
    상기 셀 스택에 음극용 전해액을 순환시키는 음극용 순환 기구
    를 포함하는 레독스 플로우 전지.
KR1020177002842A 2014-11-06 2015-10-05 전지 셀 및 레독스 플로우 전지 KR102382373B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2014-226269 2014-11-06
JP2014226269 2014-11-06
PCT/JP2015/078209 WO2016072192A1 (ja) 2014-11-06 2015-10-05 電池セル、およびレドックスフロー電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170083526A KR20170083526A (ko) 2017-07-18
KR102382373B1 true KR102382373B1 (ko) 2022-04-05

Family

ID=55908920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177002842A KR102382373B1 (ko) 2014-11-06 2015-10-05 전지 셀 및 레독스 플로우 전지

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10230123B2 (ko)
EP (1) EP3217461B1 (ko)
JP (1) JP6099005B2 (ko)
KR (1) KR102382373B1 (ko)
CN (1) CN106575785B (ko)
AU (1) AU2015344623B2 (ko)
TW (1) TWI654792B (ko)
WO (1) WO2016072192A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6738052B2 (ja) 2016-11-16 2020-08-12 住友電気工業株式会社 セルフレーム、セルスタック、及びレドックスフロー電池
EP3553863A4 (en) * 2016-12-08 2020-01-08 Sumitomo Electric Industries, Ltd. REDOX BATTERY
KR20190086622A (ko) * 2016-12-08 2019-07-23 스미토모덴키고교가부시키가이샤 프레임체, 셀 프레임, 셀 스택 및 레독스 플로우 전지
US20190221863A1 (en) * 2017-01-18 2019-07-18 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Bipolar plate, cell frame, cell stack, and redox flow battery
EP3593394A4 (en) * 2017-04-28 2021-02-17 ESS Tech, Inc. METHODS AND SYSTEMS FOR BALANCING ELECTROLYTES FOR A REDOX FLOW BATTERY SYSTEM
EP3751656A4 (en) * 2018-02-05 2021-03-03 Sumitomo Electric Industries, Ltd. BIPOLAR PLATE, CELL FRAME, BATTERY CELL, CELL STACKING AND REDOX FLOW BATTERY
US11527770B2 (en) * 2018-02-27 2022-12-13 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Cell stack and redox flow battery
WO2019167143A1 (ja) * 2018-02-27 2019-09-06 住友電気工業株式会社 枠体、セルフレーム、セルスタック、及びレドックスフロー電池
WO2020012617A1 (ja) * 2018-07-12 2020-01-16 住友電気工業株式会社 電池セル、セルスタック、及びレドックスフロー電池
WO2020138049A1 (ja) * 2018-12-27 2020-07-02 昭和電工株式会社 集電板ユニットおよびレドックスフロー電池
CN111193044B (zh) * 2019-10-31 2021-05-18 清华大学 一种被动式液体燃料电池

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6290876A (ja) 1985-10-16 1987-04-25 Sumitomo Electric Ind Ltd 電解液循環型２次電池のセル構造
JP2001155758A (ja) 1999-11-25 2001-06-08 Sumitomo Electric Ind Ltd レドックスフロー２次電池のセルスタック
GB0507756D0 (en) 2005-04-16 2005-05-25 Ridley Peter J New filter press cell
GB0913836D0 (en) * 2009-08-07 2009-09-16 Afc Energy Plc Fuel cell
US8808888B2 (en) * 2010-08-25 2014-08-19 Applied Materials, Inc. Flow battery systems
AT510723B1 (de) * 2010-12-21 2012-06-15 Cellstrom Gmbh Rahmen einer zelle einer redox-durchflussbatterie
JP5477672B2 (ja) 2011-03-31 2014-04-23 住友電気工業株式会社 電解液流通型電池用セルフレーム、電解液流通型電池用セルスタック、及び電解液流通型電池
US8679697B1 (en) * 2012-08-30 2014-03-25 GM Global Technology Operations LLC Compressible fuel cell subgasket with integrated seal
JP5971618B2 (ja) 2013-01-21 2016-08-17 住友電気工業株式会社 レドックスフロー電池用セルスタック、及びレドックスフロー電池用セルスタックの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
AU2015344623B2 (en) 2020-06-18
KR20170083526A (ko) 2017-07-18
TW201628246A (zh) 2016-08-01
CN106575785A (zh) 2017-04-19
US10230123B2 (en) 2019-03-12
EP3217461B1 (en) 2019-11-20
US20170237104A1 (en) 2017-08-17
EP3217461A1 (en) 2017-09-13
WO2016072192A1 (ja) 2016-05-12
JPWO2016072192A1 (ja) 2017-04-27
EP3217461A4 (en) 2017-09-13
TWI654792B (zh) 2019-03-21
JP6099005B2 (ja) 2017-03-22
CN106575785B (zh) 2019-06-14
AU2015344623A1 (en) 2017-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102382373B1 (ko) 전지 셀 및 레독스 플로우 전지
JP6607357B2 (ja) 電池セル、およびレドックスフロー電池
EP3316376B1 (en) Bipolar plate, cell frame, cell stack and redox-flow battery
AU2016342919B2 (en) Redox flow battery electrode, and redox flow battery
US20180294486A1 (en) Cell frame, cell stack, and redox flow battery
WO2018105091A1 (ja) レドックスフロー電池
JP2019029106A (ja) セルフレーム、セルスタック、およびレドックスフロー電池
KR101856432B1 (ko) 쌍극판, 셀 프레임, 셀 스택, 및 레독스 플로우 전지
US20190348692A1 (en) Cell frame, cell stack, and redox flow battery
TW202036971A (zh) 電池單元、單元堆及氧化還原電池
TW202036970A (zh) 電池單元、單元堆及氧化還原電池
US10790530B2 (en) Cell frame and redox flow battery
TW202046546A (zh) 電池單元、單元堆及氧化還原電池
JP2024004030A (ja) レドックスフロー電池
WO2018134927A1 (ja) 双極板、セルフレーム、セルスタック、及びレドックスフロー電池

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant