KR200463821Y1 - Redox flow battery - Google Patents
Redox flow battery Download PDFInfo
- Publication number
- KR200463821Y1 KR200463821Y1 KR2020120008191U KR20120008191U KR200463821Y1 KR 200463821 Y1 KR200463821 Y1 KR 200463821Y1 KR 2020120008191 U KR2020120008191 U KR 2020120008191U KR 20120008191 U KR20120008191 U KR 20120008191U KR 200463821 Y1 KR200463821 Y1 KR 200463821Y1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrolyte
- flow path
- plate
- coating
- flow paths
- Prior art date
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 292
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 92
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 87
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 11
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 22
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 229920000840 ethylene tetrafluoroethylene copolymer Polymers 0.000 claims description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- QHSJIZLJUFMIFP-UHFFFAOYSA-N ethene;1,1,2,2-tetrafluoroethene Chemical compound C=C.FC(F)=C(F)F QHSJIZLJUFMIFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 claims description 4
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 claims description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 claims description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 3
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 claims description 3
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 claims description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229920001780 ECTFE Polymers 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- -1 ethylene-tetrafluoroethylene Chemical group 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 229920009441 perflouroethylene propylene Polymers 0.000 description 1
- 229920011301 perfluoro alkoxyl alkane Polymers 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000006223 plastic coating Substances 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
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
- 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
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
- H01M8/0221—Organic resins; Organic polymers
-
- 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
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
- H01M8/0223—Composites
- H01M8/0228—Composites in the form of layered or coated products
-
- 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
- H01M8/20—Indirect fuel cells, e.g. fuel cells with redox couple being irreversible
-
- 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
Abstract
본 발명은 전기적 단락이 방지되고 그 바이폴라 플레이트와 이웃하는 전극판 및 집전 플레이트와의 액밀이 유지되며, 바이폴라 플레이트의 설치가 간단하고 용이한 레독스 흐름전지를 제공한다.
그 레독스 흐름전지에 설치된 바이폴라 플레이트(31 ~ 34(300))는, 장방형의 카본 플레이트로 형성된 몸체(310); 상기 몸체(310)의 일측면에 양극 전해액이 유동하면서 산화 환원을 발생시킬 수 있도록, 상기 몸체(310)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 형성된 복수의 종방향 유로(321)와, 각각의 상기 종방향 유로(321)의 양단을 상호 연결시키기 위한 2개의 횡방향 유로(322)와, 각각의 상기 횡방향 유로(322)중 하나에 양극 전해액을 도입하기 위해 형성된 전해액 공급라인(323)과, 다른 하나의 상기 횡방향 유로(322)에 상기 종방향 유로(321) 및 횡방향 유로(322)를 통과한 양극 전해액을 배출시키기 위한 전해액 배출라인(324)으로 이루어진 양극 전해액 유로(320); 양극 전해액을 양극 전해액 유로(320)로 공급하기 위해 상기 전해액 공급라인(323)에 연결되어 형성된 양극 전해액 공급공(330); 상기 양극 전해액 유로(320)를 거친 양극 전해액을 배출시키도록 상기 전해액 배출라인(324)에 연결되어 형성된 양극 전해액 배출공(340); 상기 몸체(310)의 타측면에 음극 전해액이 유동하면서 산화 환원을 발생시킬 수 있도록, 상기 몸체(310)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 형성된 복수의 종방향 유로(351)와, 각각의 상기 종방향 유로(351)의 양단을 상호 연결시키기 위한 2개의 횡방향 유로(352)와, 각각의 상기 횡방향 유로(352)중 하나에 음극 전해액을 도입하기 위해 형성된 전해액 공급라인(353)과, 다른 하나의 상기 횡방향 유로(352)에 상기 종방향 유로(351) 및 횡방향 유로(352)를 통과한 음극 전해액을 배출시키기 위한 전해액 배출라인(354)으로 이루어지며, 상기 몸체(310)의 내구성 및 강성을 유지하도록 상기 양극 전해액 유로(320)와는 상기 몸체(310)를 관통하는 동일 관통축(X-X) 상에 위치하지 않도록 형성된 음극 전해액 유로(350); 음극 전해액을 음극 전해액 유로(350)로 공급하기 위해 상기 전해액 공급라인(353)에 연결되어 형성된 음극 전해액 공급공(360); 상기 음극 전해액 유로(350)를 거친 음극 전해액을 배출시키도록 상기 전해액 배출라인(354)에 연결되어 형성된 음극 전해액 배출공(370); 및 각각의 상기 전해액 공급공(330;360) 및 상기 전해액 배출공(350;370)과 전해액간의 직접 접촉으로 인한 전기적 단락을 방지하고, 이웃하는 상기 집전 플레이트 및 전극판과의 액밀을 유지하도록, 상기 전해액 공급공(330;360) 및 상기 전해액 배출공(350;370) 과 상기 전해액 유로(320;350) 영역을 제외한 상기 몸체(310)의 양측면 주변에 불소수지 분체코팅에 의해 형성된 코팅부(380)로 구성된다. The present invention provides a redox flow battery in which electrical shorting is prevented, liquid tightness between the bipolar plate and the neighboring electrode plate and the current collecting plate is maintained, and the installation of the bipolar plate is simple and easy.
Bipolar plates 31 to 34 (300) provided in the redox flow battery, the body 310 formed of a rectangular carbon plate; A plurality of longitudinal flow paths 321 formed at regular intervals along the longitudinal direction of the body 310 so that the anode electrolyte flows to one side of the body 310 to generate redox, and each of the bell Two transverse flow paths 322 for interconnecting both ends of the direction flow paths 321, an electrolyte supply line 323 formed for introducing a positive electrolyte into one of the transverse flow paths 322, and another An anode electrolyte flow path 320 including an electrolyte discharge line 324 for discharging the anode electrolyte passing through the longitudinal flow path 321 and the transverse flow path 322 in one transverse flow path 322; An anode electrolyte supply hole 330 connected to the electrolyte supply line 323 to supply the cathode electrolyte to the anode electrolyte flow path 320; A positive electrolyte discharge hole 340 connected to the electrolyte discharge line 324 to discharge the positive electrolyte passing through the positive electrolyte passage 320; A plurality of longitudinal flow paths 351 formed at regular intervals along the longitudinal direction of the body 310 so that the cathode electrolyte flows to the other side of the body 310 to generate redox, and each of the species Two transverse flow paths 352 for interconnecting both ends of the direction flow paths 351, an electrolyte supply line 353 formed to introduce a cathode electrolyte into one of the transverse flow paths 352, and It consists of an electrolyte discharge line 354 for discharging the negative electrolyte passing through the longitudinal flow path 351 and the transverse flow path 352 to one of the transverse flow path 352, the durability of the body 310 And a cathode electrolyte flow passage 350 formed so as not to be positioned on the same through shaft XX penetrating through the body 310 to maintain rigidity. A cathode electrolyte supply hole 360 connected to the electrolyte supply line 353 to supply a cathode electrolyte to the cathode electrolyte flow path 350; A negative electrolyte discharge hole 370 connected to the electrolyte discharge line 354 to discharge the negative electrolyte passing through the negative electrolyte flow path 350; And to prevent the electrical short circuit due to the direct contact between each of the electrolyte supply hole (330; 360) and the electrolyte discharge hole (350; 370) and the electrolyte, and to maintain the liquid tightness with the neighboring current collector plate and electrode plate, Coating parts formed by fluorine resin powder coating around both side surfaces of the body 310 except for the electrolyte supply holes 330 and 360, the electrolyte discharge holes 350 and 370, and the electrolyte flow paths 320 and 350. 380).
Description
본 발명은 일명 2차 전지라 칭하는 레독스 흐름전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 바이폴라 플레이트의 전해액 공급공 및 배출공 과 바이폴라 플레이트 몸체 주변을 불소수지로 코팅하여 단락이 방지되고 그 바이폴라 플레이트와 이웃하는 전극판 및 집전 플레이트와의 액밀이 유지되며, 바이폴라 플레이트의 설치가 간단하고 용이한 레독스 흐름전지에 관한 것이다. The present invention relates to a redox flow battery, also called a secondary battery, and more particularly, a short circuit is prevented by coating a fluorine resin around the electrolyte supply hole and the discharge hole of the bipolar plate and the bipolar plate body, and the bipolar plate and the neighboring part thereof. The present invention relates to a redox flow battery in which liquid tightness with an electrode plate and a current collecting plate is maintained, and the installation of a bipolar plate is simple and easy.
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 이와 같은 재생에너지는 입지환경이나 자연조건에 의해 크게 영향을 받는다. 더욱이, 재생에너지는 출력 변동이 심하기 때문에 에너지를 연속적으로 고르게 공급할 수 없다는 단점이 있었다.Recently, renewable energy, such as solar energy and wind energy, has been spotlighted as a method for suppressing greenhouse gas emission, which is a major cause of global warming, and a lot of researches are being carried out for their practical use. However, such renewable energy is greatly affected by the location environment and natural conditions. Moreover, there is a disadvantage in that renewable energy cannot supply energy evenly continuously because the output fluctuates severely.
따라서, 에너지의 출력을 고르게 하기 위해서 출력이 높을 때는 에너지를 저장하고 출력이 낮을 때는 저장된 에너지를 사용할 수 있는 저장장치의 개발이 중요시 되고 있으며, 이와 같은 대표적인 대용량 저장장치로는 납축전지, NaS 전지 그리고 레독스 흐름전지 (RFB ; Redox Flow Battery) 등이 있다.Therefore, to evenly output energy, it is important to develop a storage device that stores energy when the output is high and uses the stored energy when the output is low. Such representative mass storage devices include lead acid batteries, NaS batteries, and the like. Redox Flow Battery (RFB).
납축전지는 다른 전지에 비해 상업적으로 널리 사용되고 있으나 낮은 효율 및 주기적인 교체로 인한 유지보수의 비용과 전지 교체시 발생하는 산업폐기물의 처리문제 등의 단점이 있으며, 또한 NaS 전지의 경우 에너지효율이 높은 것이 장점이나 300℃이상의 고온에서 작동하는 단점이 있다. 반면, 레독스 흐름전지는 유지 보수비용이 적고 상온에서 작동가능하며 용량과 출력을 각기 독립적으로 설계할 수 있는 특징이 있기 때문에 최근 대용량 저장장치로의 많은 연구가 진행되고 있다.Although lead acid batteries are widely used commercially compared to other batteries, they have the disadvantages of low efficiency and maintenance costs due to periodic replacement and disposal of industrial wastes caused by battery replacement, and NaS batteries have high energy efficiency. It is an advantage, but it has a disadvantage of operating at a high temperature of more than 300 ℃. On the other hand, since the redox flow battery is low in maintenance cost, can be operated at room temperature, and has a feature of independently designing capacity and output, a lot of research is being conducted into mass storage devices.
한편, 레독스 흐름전지의 경우 바이폴라 플레이트와 전극판, 멤브레인을 반복적으로 적층함으로써 대용량화가 가능함으로 대형화에 유리하고 용량 증설이 용이하며 상온에서 작동하고 초기비용이 저렴하다는 장점이 있으나, 바이폴라 플레이트가 다수 적층된 레독스 흐름전지에서 전해액이 바이폴라 플레이트의 유로를 통과하여 최종적으로 배출되는 과정에서 서로 다른 극을 가진 바이폴라 플레이트의 유로도 통과하게 되며, 이때 전해액 통과시 단락(전기적 쇼트)이 발생되어 레독스 흐름전지의 효율의 저하를 초래하게 되는 문제점이 있었다.On the other hand, in the case of redox flow battery, the bipolar plate, the electrode plate, and the membrane are repeatedly stacked, so that a large capacity can be obtained, which is advantageous for large size, easy to expand the capacity, operates at room temperature, and has a low initial cost. In the stacked redox flow battery, the electrolyte passes through the flow path of the bipolar plate and finally flows through the flow path of the bipolar plate having different poles.At this time, a short circuit (electrical short) occurs during the passage of the redox redox. There was a problem that causes a decrease in the efficiency of the flow battery.
이와 같은 레독스 흐름전지에서의 단락의 문제점을 해결하기 위한 하나의 예가 한국 특허공개 제10-2011-116624호에 개시되어 있다. 상기 특허공개 제10-2011-116624호의 레독스 흐름전지 구조에 의하면, 바이폴라 플레이트와, 양전극판과 음전극판으로 구분되는 전극판과, 멤브레인으로 구성된 전지셀이 다수 직렬적층하고, 적층된 다수의 바이폴라 플레이트에는 음극전해액과 양극전해액을 순차적으로 교차 공급시키는 레독스 흐름전지로서, 상기 바이폴라 플레이트는 하부와 상부에 전해액 유입구와 전해액 배출구가 형성되고, 상기 전해액유입구와 전해액배출구 사이에는 전해액이 이동되도록 유로가 형성되고, 상기 전해액유입구와 전해액배출구의 수직선상으로 대칭되는 좌우 부분에는 다른 극을 갖는 전해액이 통과되는 유로통공이 형성되도록 하되, 상기 유로통공에는 절연재질의 쇼트방지관이 삽설되어 통과되는 전해액과 바이폴라 플레이트의 접촉을 차단하는 구성을 갖는다. One example for solving the problem of short circuit in such a redox flow battery is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2011-116624. According to the redox flow battery structure of Patent Publication No. 10-2011-116624, a plurality of bipolar plates in which a plurality of battery cells composed of a bipolar plate, an electrode plate divided into a positive electrode plate and a negative electrode plate, and a membrane are stacked in series The plate is a redox flow battery that sequentially cross-feeds the catholyte and the anolyte electrolyte, and the bipolar plate has an electrolyte inlet and an electrolyte outlet formed at a lower portion and an upper portion thereof. And a flow passage hole through which an electrolyte having a different pole passes through the left and right portions of the electrolyte inlet and the electrolyte discharge hole which are symmetrically in a vertical line, and an electrolyte short through which an insulating short prevention tube is inserted into the flow passage hole. It has a configuration to block the contact of the bipolar plate.
이와 같은 구성에 의해, 바이폴라 플레이트와 양전극판 멤브레인 음전극판이 하나의 셀로 구성되고 다수의 셀이 직렬적층된 구조에서 일측으로 주입된 전해액이 각 셀을 순차적으로 통과할 때 서로 다른 극을 갖는 바이폴라 플레이트의 유로통공에는 테프론 재질의 쇼트방지관을 내설하여 서로 다른 극을 갖는 전해액이 바이폴라 플레이트와 접촉되는 것을 차단하여 접촉에 의한 쇼트발생으로 전지 효율이 저감되는 것을 방지하였고, 또한 상기 유로통공에 내설되는 쇼트방지관을 둘 이상으로 분리하고, 분리된 객체를 일부 겹치게 해 압밀에 대한 완충이 이루어지도록 함으로써 쇼트방지관의 양단부가 바이폴라 플레이트의 양측에 적층되는 양전극판 및 음전극판에 밀착됨으로 전극판과의 갭을 통해 전해질이 바이폴라 플레이트로 혼입되는 것을 방지할 수 있는 효과를 제공하고 있다. With this configuration, the bipolar plate and the positive electrode plate membrane negative electrode plate is composed of one cell, and in a structure in which a plurality of cells are stacked in series, the electrolyte injected to one side of the bipolar plate has different poles as it passes through each cell sequentially. Teflon short-circuit tube is installed in the flow passage to prevent electrolytes having different poles from contacting the bipolar plate, thereby preventing battery efficiency from being reduced due to a short circuit caused by contact, and also a short built in the flow passage. By separating two or more protective tubes and overlapping some of the separated objects to provide a buffer against consolidation, the both ends of the short resistant tubes are in close contact with the positive electrode plate and the negative electrode plate stacked on both sides of the bipolar plate, thereby providing a gap with the electrode plate. To prevent electrolyte from entering the bipolar plate And it provides an effect that can be.
그러나, 상기 특허공개 제10-2011-116624호는 상기와 같은 기술적 특징 및 작용효과에도 불구하고 다소의 문제점을 초래하는 것으로 나타났다. 먼저, 바이폴라 플레이트와 쇼트방지관을 별도로 제조 및 형성한 후 쇼트방지관을 바이폴라 플레이트의 유로통공에 삽입 또는 삽설하는 방식으로 일체화시켜야 하므로 제조가 복잡하고 제조비용이 증가되는 문제점이 있다.However, the Patent Publication No. 10-2011-116624 has been shown to cause some problems in spite of the above technical features and effects. First, since the bipolar plate and the short prevention tube are manufactured and formed separately, the short prevention tube must be integrated in a manner of inserting or inserting into the passage hole of the bipolar plate, thereby making the manufacturing complicated and increasing the manufacturing cost.
그리고 유로통공과 쇼트방지관 사이에 간극이 발생될 수 있어 전해액의 누설이 초래될 수 있으며, 쇼트방지관의 돌출로 인해 바이폴라 플레이트와 이웃하는 전극판의 주변에서의 액밀 접촉을 이룰 수 없어 전해액의 누설이 초래되는 문제점이 있다. In addition, a gap may be generated between the passage hole and the short prevention tube, which may result in leakage of the electrolyte, and due to the protrusion of the short prevention tube, liquid contact between the bipolar plate and the neighboring electrode plate may not be achieved. There is a problem that leakage occurs.
또한, 바이폴라 플레이트의 양 측면에 형성되는 각각의 유로가 상호 동일 단면상에 위치하고 있으므로, 바이폴라 플레이트의 두께가 두꺼워져야 하고, 유로의 가공에 곤란함이 있으며, 바이폴라 플레이트의 절대적인 두께로 인해 전체적인 셀 스택 및 전지 구조가 산출 전력에 비해 대형화 되거나 과도한 설치 공간을 필요로하는 문제점이 있다. In addition, since each flow path formed on both sides of the bipolar plate is located on the same cross-section, the thickness of the bipolar plate should be thick, difficult to process the flow path, and due to the absolute thickness of the bipolar plate, the overall cell stack and There is a problem that the battery structure becomes larger than the output power or requires excessive installation space.
더욱이, 바이폴라 플레이트의 설치시 극성에 따라 방향을 전환하여 설치해야 하므로 전지의 제조가 곤란하고 생산성이 저하되는 문제점이 있다. In addition, the installation of the bipolar plate has to be changed in the direction according to the polarity, so that the production of the battery is difficult and the productivity is lowered.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 바이폴라 플레이트의 유로통공에 별도의 쇼트방지 수단을 설치하지 않고 절연재질을 코팅하여 단락을 방지할 수 있고, 바이폴라 플레이트의 주변에 절연재를 코팅하여 이웃하는 집전 플레이트 및 전극판간의 액밀을 유지시켜 전해액의 누설을 방지할 수 있으며, 바이폴라 플레이트의 양 면에 형성되는 각각의 유로가 상호 동일 단면상에 위치하는 것을 회피하여 바이폴라 플레이트 자체의 내구성을 유지할 수 있고, 바이폴라 플레이트의 설치작업이 용이하고 신속한 레독스 흐름전지를 제공하는데 있다. The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to prevent the short-circuit by coating the insulating material without installing a separate short prevention means in the passage hole of the bipolar plate, By coating the insulating material to maintain the liquid tightness between the adjacent current collector plate and the electrode plate to prevent the leakage of the electrolyte, and to prevent the flow path formed on both sides of the bipolar plate on the same cross-section of the bipolar plate itself It is possible to maintain the durability, easy installation of the bipolar plate and to provide a rapid redox flow battery.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여 이루어진 것으로서, 양측에 제1보호 플레이트 및 제2보호 플레이트가 설치되고, 상기 제1보호 플레이트의 내측에는 제1집전 플레이트가 설치되며, 상기 제2보호 플레이트의 내측에는 제2집전 플레이트가 설치되고, 상기 제1집전 플레이트와 제2집전 플레이트 사이에는 상기 제1집전 플레이트로부터 제2집전 플레이트를 향해 제1바이폴라 플레이트, 제1전극판, 제1멤브레인, 제2전극판, 제2바이폴라 플레이트, 제3전극판, 제2멤브레인, 제4전극판, 제3바이폴라 플레이트, 제5전극판, 제3멤브레인, 제6전극판, 제4바이폴라 플레이트가 상호 접촉 상태를 유지하며 구성되는 레독스 흐름전지에 있어서, 각각의 상기 바이폴라 플레이트는, 카본 플레이트로 형성된 몸체; 상기 몸체의 일측면에 양극 전해액이 유동하면서 산화 환원을 발생시킬 수 있도록, 상기 몸체의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 형성된 복수의 종방향 유로와, 각각의 상기 종방향 유로의 양단을 상호 연결시키기 위한 2개의 횡방향 유로와, 각각의 상기 횡방향 유로중 하나에 양극 전해액을 도입하기 위해 형성된 전해액 공급라인과, 다른 하나의 상기 횡방향 유로에 상기 종방향 유로 및 횡방향 유로를 통과한 양극 전해액을 배출시키기 위한 전해액 배출라인으로 이루어진 양극 전해액 유로; 양극 전해액을 양극 전해액 유로로 공급하기 위해 상기 전해액 공급라인에 연결되어 형성된 양극 전해액 공급공; 상기 양극 전해액 유로를 거친 양극 전해액을 배출시키도록 상기 전해액 배출라인에 연결되어 형성된 양극 전해액 배출공; 상기 몸체의 타측면에 음극 전해액이 유동하면서 산화 환원을 발생시킬 수 있도록, 상기 몸체의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 형성된 복수의 종방향 유로와, 각각의 상기 종방향 유로의 양단을 상호 연결시키기 위한 2개의 횡방향 유로와, 각각의 상기 횡방향 유로중 하나에 음극 전해액을 도입하기 위해 형성된 전해액 공급라인과, 다른 하나의 상기 횡방향 유로에 상기 종방향 유로 및 횡방향 유로를 통과한 음극 전해액을 배출시키기 위한 전해액 배출라인으로 이루어지며, 상기 몸체의 내구성 및 강성을 유지하도록 상기 양극 전해액 유로와는 상기 몸체를 관통하는 동일 관통축 상에 위치하지 않도록 형성된 음극 전해액 유로; 음극 전해액을 음극 전해액 유로로 공급하기 위해 상기 전해액 공급라인에 연결되어 형성된 음극 전해액 공급공; 상기 음극 전해액 유로를 거친 음극 전해액을 배출시키도록 상기 전해액 배출라인에 연결되어 형성된 음극 전해액 배출공; 및 각각의 상기 전해액 공급공 및 상기 전해액 배출공과 전해액간의 직접 접촉으로 인한 전기적 단락을 방지하고, 이웃하는 상기 집전 플레이트 및 전극판과의 액밀을 유지하도록, 상기 전해액 공급공 및 상기 전해액 배출공 과 상기 전해액 유로 영역을 제외한 상기 몸체의 양측면 주변에 불소수지 분체코팅에 의해 형성된 코팅부를 포함하며: 상기 바이폴라 플레이트는, 벌크 형태의 카본체를 건식 절단방식으로 여유 절단하여 카본 플레이트를 형성하고, 여유 절단된 상기 카본 플레이트를 밀링가공 및 에지가공 하여 몸체를 형성하고; 상기 몸체의 일측면에 예정된 형상의 양극 전해액 유로를 형성하고, 상기 양극 전해액 유로와 동일 관통축상에 존재하지 않도록 타측면에 음극 전해액 유로를 형성하며; 각각의 상기 전해액 유로의 전해액 공급라인 및 전해액 배출라인에 연통하는 각각의 전해액 공급공 및 전해액 배출공을 형성하고; 상기 전해액 유로를 제외한 상기 몸체의 주변부와, 상기 전해액 공급공 및 상기 전해액 배출공을 불소수지로 코팅하여 코팅부를 형성하며; 상기 몸체, 상기 전해액 유로, 상기 전해액 공급공 및 상기 전해액 배출공 전체를 검사 및 시험하여 형성되며: 상기 코팅부는, 상기 몸체 전체를 검사하여 코팅 가능 여부를 판단한 후, 코팅이 가능하다고 판정되면, 상기 전해액 유로를 포함하는 상기 몸체의 중앙부를 마스킹 테이프(masking tape)를 이용하여 마스킹하고; 각각의 상기 전해액 공급공 및 상기 전해액 배출공을 포함하는 상기 몸체의 주변부를 검사한 후 이소프로필알콜 또는 증류수를 이용하여 탈지 처리하며; 상기 전해액 공급공 및 상기 전해액 배출공을 포함하는 상기 몸체의 주변부에 액상의 테프론 프라이머(primer)를 스프레이 하고, 140 ~ 160℃의 온도에서 10 ~ 15분 동안 열처리하여 소성 가공하여 하코팅 하고; 열수축을 방지하기 위해 액상의 ETFE 수지를 상기 하코팅 표면에 분사하고, 300 ~ 400℃의 온도에서 10 ~ 60분간 열처리하고, 150℃의 온도로 하강시킨 후 자연냉각시켜 중코팅 하며; 수분 침투 방지를 위해 ETFE 분말을 분체 코팅하고, 400℃의 온도에서 10 ~ 60분간 열처리한 후, 150℃의 온도로 하강시킨 후 자연냉각시켜 상코팅 하고; 설정된 불소수지 코팅 두께에 이를 때까지 상기 중코팅 및 상코팅을 반복하여 불소수지 분체 코팅을 완성하며; 코팅의 외관, 도막의 두께, 크랙의 발생여부, 잔존물 유부, 스크래칭 유부, 핀홀의 유부 등을 검사하고; 상기 마스킹 테이프를 제거하여 형성되며: 상기 코팅부의 두께는 135 ~ 165㎛이고: 상기 코팅부를 형성하는 ETFE 수지는 4.1 ~ 4.7 ㎏/㎟의 인장강도, 3.5 ~ 4.0 ㎏/㎟의 굴곡강도, 130 ~ 150 ㎏/㎟의 굴곡탄성, 3.5 ~ 4.0 ㎏/㎟의 압축강도, 8.5 ~ 9.3의 선팽창계수 및 -50 ~ 200℃의 내열성을 갖는 것을 특징으로 한다.The present invention has been made to achieve the above object, the first protective plate and the second protective plate is installed on both sides, the first current collector plate is installed inside the first protective plate, the second protective plate of the A second current collector plate is installed inside, and a first bipolar plate, a first electrode plate, a first membrane, and a second collector plate are disposed between the first current collector plate and the second current collector plate from the first current collector plate toward the second current collector plate. The electrode plate, the second bipolar plate, the third electrode plate, the second membrane, the fourth electrode plate, the third bipolar plate, the fifth electrode plate, the third membrane, the sixth electrode plate, and the fourth bipolar plate are in contact with each other. A redox flow battery that is configured to be maintained, each bipolar plate comprises: a body formed of a carbon plate; A plurality of longitudinal flow paths formed at regular intervals along the longitudinal direction of the body and the both ends of each of the longitudinal flow paths so as to generate redox while the positive electrolyte flows to one side of the body. Two transverse flow paths, an electrolyte supply line formed to introduce a positive electrolyte into one of the transverse flow paths, and a positive electrolyte passing through the longitudinal flow path and the transverse flow path to the other transverse flow path; An anode electrolyte flow passage formed of an electrolyte discharge line for discharging; An anode electrolyte supply hole connected to the electrolyte supply line to supply the cathode electrolyte to the anode electrolyte flow path; An anode electrolyte discharge hole connected to the electrolyte discharge line to discharge the anode electrolyte passing through the cathode electrolyte flow path; A plurality of longitudinal flow paths formed at regular intervals along the longitudinal direction of the body and the both ends of each of the longitudinal flow paths so that the cathode electrolyte flows to the other side of the body to generate redox Two transverse flow passages, an electrolyte supply line formed to introduce a negative electrolyte into one of the transverse flow passages, and a negative electrolyte passing through the longitudinal flow passage and the transverse flow passage in the other transverse flow passage; A cathode electrolyte flow path formed of an electrolyte discharge line for discharging, the cathode electrolyte flow path formed so as not to be positioned on the same through shaft passing through the body to maintain durability and rigidity of the body; A cathode electrolyte supply hole connected to the electrolyte supply line to supply a cathode electrolyte to the cathode electrolyte flow path; A cathode electrolyte discharge hole connected to the electrolyte discharge line to discharge the cathode electrolyte passing through the cathode electrolyte flow path; And the electrolyte supply hole and the electrolyte discharge hole and the electrolyte supply hole so as to prevent an electrical short circuit due to direct contact between each of the electrolyte supply hole and the electrolyte discharge hole and the electrolyte solution, and to maintain a liquid tightness with the neighboring current collecting plate and the electrode plate. A coating part formed by fluororesin powder coating is formed around both sides of the body except for an electrolyte flow path region. The bipolar plate includes a carbon plate in which dry carbon is cut by a dry cutting method to form a carbon plate. Milling and edge machining the carbon plate to form a body; Forming a positive electrolyte flow path having a predetermined shape on one side of the body, and forming a negative electrolyte flow path on the other side so as not to exist on the same through shaft as the positive electrolyte flow path; Forming respective electrolyte supply holes and electrolyte discharge holes communicating with an electrolyte supply line and an electrolyte discharge line of each of the electrolyte flow paths; Forming a coating part by coating a peripheral portion of the body except the electrolyte flow path, the electrolyte supply hole, and the electrolyte discharge hole with fluorine resin; The body, the electrolyte flow path, the electrolyte supply hole and the electrolyte discharge hole is formed by inspecting and testing the whole: The coating unit, after determining the coating is possible by inspecting the entire body, if it is determined that the coating is possible, Masking a central portion of the body including an electrolyte passage using a masking tape; Inspecting the periphery of the body including each of the electrolyte supply hole and the electrolyte discharge hole and degreasing using isopropyl alcohol or distilled water; Spraying a liquid Teflon primer on the periphery of the body including the electrolyte supply hole and the electrolyte discharge hole, heat-processing at a temperature of 140 to 160 ° C. for 10 to 15 minutes, and plastic coating it; Spraying a liquid ETFE resin on the lower coating surface to prevent heat shrinkage, heat treatment at a temperature of 300 to 400 ° C. for 10 to 60 minutes, lowering the temperature to 150 ° C., and then naturally cooling the film to heavy coating; Powder coating of the ETFE powder to prevent moisture infiltration, heat treatment at a temperature of 400 ° C. for 10 to 60 minutes, lowering the temperature to 150 ° C., and then naturally cooling the phase coating; Repeating the heavy coating and the phase coating until the fluororesin coating thickness is reached to complete the fluororesin powder coating; Inspecting the appearance of the coating, the thickness of the coating film, the occurrence of cracks, the residue oil, the scratch oil, the pin oil and the like; It is formed by removing the masking tape: the thickness of the coating portion is 135 ~ 165㎛: ETFE resin forming the coating portion has a tensile strength of 4.1 ~ 4.7 kg / mm2, bending strength of 3.5 ~ 4.0 kg / mm2, 130 ~ It has a flexural modulus of 150 kg / mm 2, a compressive strength of 3.5 to 4.0 kg / mm 2, a linear expansion coefficient of 8.5 to 9.3, and a heat resistance of -50 to 200 ° C.
본 발명에 따른 레독스 흐름전지에 의하면, 바이폴라 플레이트의 전해액 공급공 및 전해액 배출공에 별도의 절연수단을 삽입하거나 설치함이 없이 불소수지를 일체적으로 코팅함으로써 단락이 방지됨은 물론 제조가 용이하고, 바이폴라 플레이트 몸체 주변에 불소수지를 코팅하여 이웃하는 집전 플레이트 및 전극판과의 액밀이 유지되어 전해액의 누설이 방지되며, 바이폴라 플레이트의 양 면에 형성된 유로가 상호 다른 단면상에 위치하여 바이폴라 플레이트의 내구성이 향상되고, 바이폴라 플레이트의 설치시 방향성을 고려하지 않으므로 전지의 제조가 신속하고 용이한 현저한 효과가 있는 것이다. According to the redox flow battery according to the present invention, the short-circuit is prevented as well as easy to manufacture by integrally coating the fluorine resin without inserting or installing a separate insulating means in the electrolyte supply hole and the electrolyte discharge hole of the bipolar plate. The fluorine resin is coated around the bipolar plate body to maintain liquid tightness with neighboring current collector plates and electrode plates to prevent leakage of the electrolyte solution, and the flow paths formed on both sides of the bipolar plate are located on different cross sections so that the durability of the bipolar plate is maintained. This is improved, and since the orientation is not taken into consideration when installing the bipolar plate, there is a remarkable effect of rapid and easy manufacture of the battery.
도 1은 본 발명에 따른 레독스 흐름전지를 보여주는 도면으로서, 일부가 개략적으로 도시된 분해 사시도.
도 2는 도 1의 결합 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 레독스 흐름전지에 적용된 바이폴라 플레이트의 사시도.
도 4는 도 3의 바이폴라 플레이트의 양극 전해액 유로를 보여주는 정면도.
도 5는 도 3의 바이폴라 플레이트의 음극 전해액 유로를 보여주는 배면도.
도 6은 도 3의 선Ⅵ-Ⅵ에 따른 확대 단면도.
도 7은 도 3의 선Ⅶ-Ⅶ에 따른 확대 단면도.1 is an exploded perspective view showing a redox flow battery according to the present invention, a part of which is schematically shown.
2 is a perspective view of the combination of FIG.
Figure 3 is a perspective view of a bipolar plate applied to the redox flow battery according to the present invention.
4 is a front view showing a positive electrolyte passage of the bipolar plate of FIG.
FIG. 5 is a rear view illustrating a cathode electrolyte flow path of the bipolar plate of FIG. 3. FIG.
6 is an enlarged cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG. 3.
7 is an enlarged sectional view taken along line VII-VII of FIG. 3;
이하, 본 발명 따른 레독스 흐름전지의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a redox flow battery according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 레독스 흐름전지의 구조를 살펴보면, 양측에는 전지의 외관을 형성하며 그 사이에 배치되는 구성요소들을 보호하기 위한 2개의 보호 플레이트, 즉 제1보호 플레이트(11) 및 제2보호 플레이트(12)가 설치되고, 제1보호 플레이트(11)의 내측에는 제1집전 플레이트(21)가 접촉설치되며, 제2보호 플레이트(12)의 내측에는 제2집전 플레이트(22)가 접촉 설치된다. First, referring to the structure of the redox flow battery according to the present invention as shown in Figures 1 and 2, two protective plates for forming the appearance of the battery on both sides to protect the components disposed therebetween, that is, The first
그리고 상기 제1집전 플레이트(21)와 제2집전 플레이트(22) 사이에는 그 제1집전 플레이트(21)로부터 제2집전 플레이트(22)를 향해, 제1바이폴라 플레이트(31), 제1전극판(41), 제1멤브레인(51), 제2전극판(42), 제2바이폴라 플레이트(32), 제3전극판(43), 제2멤브레인(52), 제4전극판(44), 제3바이폴라 플레이트(33), 제5전극판(45), 제3멤브레인(53), 제6전극판(46), 제4바이폴라 플레이트(34)가 상호 접촉 상태를 유지하며 스택 구조로 이루어져 있다. 물론 이와 같은 구조는 기본적인 것으로서, 각각의 구성요소들의 개수는 필요 용량 또는 사양에 따라 적절하게 선택될 수 있으며, 또한 각각의 상기 전극판(41 ~ 46)은 공급되는 극성 전해액 및 각각의 상기 바이폴라 플레이트(31 ~ 34)의 배치에 따라 양극 또는 음극의 극성을 가질 수 있다. The first
특히, 본 발명에 따른 레독스 흐름전지에 적용되는 각각의 상기 바이폴라 플레이트(31 ~ 34)(이하 바이폴라 플레이트(300)라 칭함)는 다음과 같은 특징을 구비한다. In particular, each of the
도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 바이폴라 플레이트(300)는 장방형 몸체(310)를 포함한다. 상기 몸체(310)는 일정 두께를 갖는 카본 플레이트 또는 그라파이트(graphite) 플레이트로 형성되는 것이 바람직하다. As shown in FIGS. 3 to 7, the
상기 몸체(310)의 일측면에는 양극 전해액이 유동하면서 산화 환원을 발생시킬 수 있도록 양극 전해액 유로(320)가 형성되어 있다. 상기 양극 전해액 유로(320)는 상기 몸체(310)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 형성된 복수의 종방향 유로(321)와, 각각의 상기 종방향 유로(321)의 양단을 상호 연결시키기 위한 2개의 횡방향 유로(322)로 이루어진다. A cathode
그리고, 각각의 상기 횡방향 유로(322)중 하나에는 양극 전해액을 도입하기 위한 전해액 공급라인(323)이 형성되어 있으며, 다른 하나의 횡방향 유로(322)에는 상기 종방향 유로(321) 및 횡방향 유로(322)를 통과한 양극 전해액을 배출시키기 위한 전해액 배출라인(324)이 형성되어 있다. An
또한, 상기 몸체(310)의 상부 또는 하부에는 양극 전해액을 양극 전해액 유로(320)로 공급하기 위한 양극 전해액 공급공(330)이 천공되어 있다. 물론 상기 양극 전해액 공급공(330)은 상기 전해액 공급라인(323)에 연결되어 있어, 결국 상기 양극 전해액 공급공(330)을 통해 공급되는 양극 전해액은 상기 전해액 공급라인(323)을 통해 상기 종방향 유로(321) 및 횡방향 유로(322)에 공급되어 유동되는 것이다. In addition, an anode
또, 상기 몸체(310)의 하부 또는 상부에는 양극 전해액 유로(320)를 거친 양극 전해액을 후속하는 다른 하나의 바이폴라 플레이트로 공급하거나 회수하기 위한 양극 전해액 배출공(340)이 천공되어 있다. 상기 양극 전해액 배출공(340)은 상기 전해액 배출라인(324)에 연결되어 있어, 상기 종방향 유로(321) 및 횡방향 유로(322)를 거쳐 상기 전해액 배출라인(324)을 지난 양극 전해액을 배출시키는 것이다. In addition, a cathode
한편, 상기 몸체(310)의 타측면에는 음극 전해액이 유동하면서 산화 환원을 발생시킬 수 있도록 음극 전해액 유로(350)가 형성되어 있다. 상기 음극 전해액 유로(350)는 상기 몸체(310)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 형성된 복수의 종방향 유로(351)와, 각각의 상기 종방향 유로(351)의 양단을 상호 연결시키기 위한 2개의 횡방향 유로(352)로 이루어진다.On the other hand, the cathode
그리고, 각각의 상기 횡방향 유로(352)중 하나에는 음극 전해액을 도입하기 위한 전해액 공급라인(353)이 형성되어 있으며, 다른 하나의 횡방향 유로(352)에는 상기 종방향 유로(351) 및 횡방향 유로(352)를 통과한 양극 전해액을 배출시키기 위한 전해액 배출라인(354)이 형성되어 있다. In each of the
또한, 상기 몸체(310)의 하부 또는 상부에는 음극 전해액을 음극 전해액 유로(350)로 공급하기 위한 음극 전해액 공급공(360)이 천공되어 있다. 물론 상기 음극 전해액 공급공(360)은 상기 전해액 공급라인(353)에 연결되어 있어, 결국 상기 음극 전해액 공급공(360)을 통해 공급되는 음극 전해액은 상기 전해액 공급라인(353)을 통해 상기 종방향 유로(351) 및 횡방향 유로(352)에 에 공급되어 유동하게 되는 것이다. In addition, a cathode
또, 상기 몸체(310)의 상부 또는 하부에는 음극 전해액 유로(350)를 거친 음극 전해액을 후속하는 다른 하나의 바이폴라 플레이트로 공급하거나 회수하기 위한 음극 전해액 배출공(370)이 천공되어 있다. 상기 음극 전해액 배출공(370)은 상기 전해액 배출라인(354)에 연결되어 있어, 상기 종방향 유로(351) 및 횡방향 유로(352)를 거쳐 상기 전해액 배출라인(354)을 지난 양극 전해액을 배출시키는 것이다. In addition, a cathode
특히, 본 발명의 하나의 특징에 따르면, 상기 몸체(310)의 일측면에 형성된 양극 전해액 유로(320)와 타측면에 형성된 음극 전해액 유로(350)는 상기 몸체(310)의 동일 관통축(X-X)상에 존재하지 않도록 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구조로 인해, 상기 몸체(310)의 내구성을 증대시킬 수 있고, 두께를 최소화할 수 있음은 물론 상기 바이폴라 플레이트(300) 전체를 콤팩트하게 유지시킬 수 있는 것이다. In particular, according to one feature of the invention, the cathode
한편, 상기 바이폴라 플레이트(300)는 전해액에 의한 단락을 방지함은 물론 이웃하는 구성요소들과의 안정적인 액밀을 위해 코팅부(380)를 포함한다.On the other hand, the
상기 코팅부(380)는 전해액에 의한 전기적 단락을 방지하기 위해 각각의 상기 전해액 공급공(330;360) 및 전해액 배출공(340;370)에 일정 두께로 코팅되어 있으며, 또한 상기 바이폴라 플레이트(300;31 ~ 34)와 이웃하는 상기 전극판(41 ~ 46) 및 집전 플레이트(21;22)간의 액밀 또는 기밀 접촉을 위해 상기 몸체(310)의 주변부, 즉 상기 몸체(310)에 형성된 각각의 전해액 유로(320;350)를 포함하는 비코팅 영역(상기 전해액 유로(320;350) 및 그 주변 또는 상세히 후술되는 마스킹 부분)을 제외한 상기 몸체(310)의 주변부에 일정 두께로 형성되는 것이 바람직하다. The
여기서, 상기 코팅부(380)의 두께는 135 ~ 165㎛이며, 135㎛ 미만이면 핀홀(pine hole)의 발생으로 인한 코팅불량이 초래될 수 있으며, 165㎛ 초과이면 전해액 유동성의 저하 및 이웃하는 전극판 및 집전 플레이트간의 조립성 및 기밀성이 저하될 수 있다. 따라서 가장 적절한 코팅부(380)의 두께는 약 150㎛이다. Here, the thickness of the
또한 상기 코팅부(380)는 절연성, 내약품성, 내열성,비유성, 비점착성 및 전기적 특성이 우수하며, 낮은 마찰계수를 갖는 불소수지 코팅으로 형성된다. 이와 같은 불소수지의 재료로는 ETFE(ethylene-tetrafluoroethylene), PTFE, PFA, FEP, ECTFE, PVDF 등을 주성분으로 하는 불소수지를 이용한다. In addition, the
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 4.1 ~ 4.7 ㎏/㎟의 인장강도, 3.5 ~ 4.0 ㎏/㎟의 굴곡강도, 130 ~ 150 ㎏/㎟의 굴곡탄성, 3.5 ~ 4.0 ㎏/㎟의 압축강도, 8.5 ~ 9.3의 선팽창계수 및 -50 ~ 200℃의 내열성을 갖는 ETFE를 주성분으로 하는 불소수지를 분체코팅 방식으로 코팅하여 상기 코팅부(380)를 형성하였다. According to a preferred embodiment of the present invention, the tensile strength of 4.1 ~ 4.7 kg / mm 2, the flexural strength of 3.5 ~ 4.0 kg / mm 2, the flexural elasticity of 130 ~ 150 kg / mm 2, the compressive strength of 3.5 ~ 4.0 kg / mm 2, 8.5 The
상기와 같이 구성되는 바이폴라 플레이트(300)의 제조는 다음과 같이 달성될 수 있다. Manufacturing of the
먼저, 최종 완성될 레독스 흐름전지에 적합한 형태의 카본 플레이트로 몸체(310)를 준비한다. 보다 상세히 설명하면, 벌크 형태의 카본체를 건식 절단방식으로 여유절단하고, 여유 절단된 카본 플레이트를 밀링가공 및 에지 가공하여 소정의 사이즈의 몸체(310)를 형성한다.First, the
상기와 같이 준비된 상기 몸체(310)의 일측면에 예정된 형상의 양극 전해액 유로(320)를 형성하고, 타측면에 음극 전해액 유로(350)를 형성한다. 여기서, 각각의 전해액 유로(320;350)의 형성은, 상기 몸체(310)의 내구성 및 강성의 유지를 위해, 상기 몸체(310)의 단면을 통과하는 동일 관통축(X-X)상에 존재하지 않도록 형성하여야 한다. A cathode
그리고, 각각의 전해액 유로(320;350)의 전해액 공급라인(323;353) 및 전해액 배출라인(324;354)에 연통하는 각각의 전해액 공급공(330;360) 및 전해액 배출공(340;370)을 형성한다. In addition, each of the
이후, 상기와 같이 전해액 유로(320;350), 전해액 공급공(330,360) 및 전해액 배출공(340;370)이 형성된 상기 몸체(310)를 다음과 같이 불소수지 코팅한다.Thereafter, as described above, the
먼저, 상기 몸체(310) 전체를 검사하여 코팅 가능 여부를 판단한 후, 코팅이 가능하다고 판정되면, 불(不)코팅 영역, 즉 상기 전해액 유로(320;350)를 포함하는 상기 몸체(310)의 중앙부를 마스킹 테이프(masking tape)를 이용하여 마스킹 한다. 여기서, 상기 마스킹 테이프는 후술되는 코팅공정에서의 안정성을 위해 내약품성, 고내열성, 전기적 특성, 저마찰계수성, 자기윤활성을 갖는 PTFE 수지로 형성된 마스킹 테이프이다. First, the
다음으로 코팅 영역, 즉 각각의 상기 전해액 공급공(330;360) 및 상기 전해액 배출공(340;370)을 포함하는 상기 몸체(310)의 주변부를 검사한 후 이소프로필알콜(IPA) 또는 증류수를 이용하여 탈지 처리한다. Next, after inspecting the periphery of the
이후, 상기 코팅영역에 테프론을 주성분으로 하는 액상 프라이머(primer)를스프레이 하여 하코팅 한다. 이 같은 프라이머 하코팅은 후술되는 분체코팅의 접착력을 높이기 위한 것으로서, 프라이머의 스프레이 후 140 ~ 160℃의 온도에서 10 ~ 15분 동안 열처리하여 소성 가공한다. 여기서, 열처리 시간이 10분 이하인 경우에는 코팅의 불량이 발생될 수 있으며, 15분이 초과하는 경우에는 분체코팅물과의 접착력이 저하되므로, 약 13분의 열처리 시간이 바람직하다. Thereafter, the coating area is sprayed by spraying a liquid primer (primer) containing Teflon as a main component. Such primer undercoat is to increase the adhesion of the powder coating to be described later, and the plastic processing by heat treatment for 10 to 15 minutes at a temperature of 140 ~ 160 ℃ after spraying the primer. Here, when the heat treatment time is 10 minutes or less, a coating defect may occur, and when the heat treatment time exceeds 15 minutes, since the adhesive strength with the powder coating is lowered, a heat treatment time of about 13 minutes is preferable.
소성가공이 완료되면, 대기중에서 자연 냉각시킨 후 코팅부분의 잔존물 유무, 및 기타 이상 여부를 검사하고, 이상 발생시 잔존물의 제거 및 표면을 깨끗하게 처리한다. When the plastic working is completed, after cooling in air, the coating part is inspected for the presence of residues and other abnormalities, and when an abnormality occurs, the residues are removed and the surface is treated cleanly.
다음으로, 코팅부(380)의 열수축을 방지하기 위해 액상의 ETFE 수지를 상기 하코팅 표면에 분사하여 중코팅한다. 이와 같은 중코팅후 약300 ~ 400℃의 온도에서 10 ~ 60분간 열처리한 후, 약 150℃의 온도로 하강시킨 후 자연냉각시켜 소성처리를 완료한다. 이와 같은 중코팅 공정은 소정의 두께를 획득할 때까지 반복적으로 행할 수 있다. Next, in order to prevent thermal contraction of the
이후, 상기 코팅부(380)의 수분 침투 방지를 위해 ETFE 분말을 분체코팅하여 상코팅을 행한다. 이와 같은 상코팅후 약 400℃의 온도에서 10 ~ 60분간 열처리한 후, 약 150℃의 온도로 하강시킨 후 자연냉각시켜 소성처리를 완료한다. 물론, 이와 같은 상코팅을 위한 분체코팅은 소정의 두께를 획득할 때까지 반복적으로 행할 수 있다. Thereafter, in order to prevent moisture infiltration of the
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 코팅부(380)의 전체적인 두께가 135 ~ 165㎛로 설정되는 경우, 중코팅과 하코팅의 1회 두께를 각각 22.5 ~ 27.5㎛씩 3회 반복하거나 또는 동일한 두께로 중코팅과 하코팅을 순번적으로 3회 반복하여 불소수지 분체코팅을 완성할 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, when the overall thickness of the
상기와 같이 불소수지 코팅이 완료되면 코팅의 외관, 도막의 두께, 크랙의 발생여부, 잔존물 유부, 스크래칭 유부, 핀홀의 유부 등을 검사하여 합격여부를 결정한다. 합격된 코팅부는 본 발명의 경우 150㎛(허용오차 ±10%)의 도막 두께를 지니며, 크랙, 잔존물, 스크래칭, 핀홀 등이 존재하지 않아야 한다. When the fluorine resin coating is completed as described above, the appearance of the coating, the thickness of the coating film, the occurrence of cracks, the residue of the residue, the scratched portion, the presence of the pinhole and the like to determine the pass or not. Passed coatings have a coating thickness of 150 μm (tolerance ± 10%) for the present invention and should be free of cracks, residues, scratches, pinholes, and the like.
이후, 마스킹 테이프를 제거하고, 최종적이고 전체적으로 검사를 완료하여 바이폴라 플레이트(300)를 완성하는 것이다. Thereafter, the masking tape is removed, and the final and totally inspection is completed to complete the
위와 같이 바이폴라 플레이트(300)가 완성되면, 상기 제1집전 플레이트(21)로부터 제2집전 플레이트(22)를 향해, 제1바이폴라 플레이트(31), 제1전극판(41), 제1멤브레인(51), 제2전극판(42), 제2바이폴라 플레이트(32), 제3전극판(43), 제2멤브레인(52), 제4전극판(44), 제3바이폴라 플레이트(33), 제5전극판(45), 제3멤브레인(53), 제6전극판(46), 제4바이폴라 플레이트(34)를 배치시켜 레독스 흐름전지를 제조하게 되는 것이다. When the
여기서, 각각의 상기 바이폴라 플레이트(31 ~ 34;300)가 설치된 레독스 흐름전지에 있어서, 상기 바이폴라 플레이트(31 ~ 34;300)의 일측면에 구비된 양극 전해액 유로(320)에는 양극 전해액만 공급되어 유동되며, 타측면에 구비된 음극 전해액 유로(340)에는 음극 전해액만 공급되어 유동되므로, 각각의 전해액과 바이폴라 플레이트간의 접촉을 통한 산화 환원에 의해 전기가 발생하게 되는 것이다. Here, in the redox flow battery in which the
도1 및 도2를 참조로 하여 본 발명에 따른 레독스 흐름전지의 작용모드에 의하면, 도 1에 일점 쇄선으로 표시된 바와 같이, 양극 전해액 저장탱크(T1)에 저장된 양극 전해액은 펌프(P1)에 의해 송출되어 제1보호 플레이트(11) 및 제1집전 플레이트(21)의 통공을 지나 제1바이폴라 플레이트(31;300)의 전해액 공급공(330)을 통해 양극 전해액 유로(320)로 유입되어 흐른 후 전해액 배출공(340)을 통해 배출되고, 그 양극 전해액은 다시 제1전극판(41), 제1멤브레인(51) 및 제2전극판(42)의 각각의 통공을 지나 제2바이폴라 플레이트(32;300)의 전해액 공급공(330)을 통해 양극 전해액 유로(320)로 유입되어 흐른 후 전해액 배출공(340)을 통해 배출되며, 그 양극 전해액은 다시 제3전극판(43), 제2멤브레인(52) 및 제4전극판(44) 각각의 통공을 지나 제3바이폴라 플레이트(33;300)의 전해액 공급공(330)을 통해 양극 전해액 유로(320)로 유입되어 흐른 후 전해액 배출공(340)을 통해 배출되고, 그 양극 전해액은 최종적으로 제5전극판(45), 제3멤브레인(53) 및 제6전극판(46)의 각각의 통공을 지나 제4바이폴라 플레이트(34;300)의 전해액 공급공(330)을 통해 양극 전해액 유로(320)로 유입되어 흐른 후 전해액 배출공(340)을 통해 배출되며, 이와 같이 배출된 양극 전해액은 제2집전 플레이트(22) 및 제2보호 플레이트(12)의 통공을 지나 상기 양극 전해액 저장탱크(T1)로 복귀되며, 이와 같은 양극 전해액의 유동 중 각각의 상기 바이폴라 플레이트(31 ~ 34 : 300)의 각각의 양극 전해액 유로(320)에서 산화 환원이 발생되어 양 전기가 발생되는 것이다. 1 and 2, according to the operation mode of the redox flow battery according to the present invention, as indicated by the dashed-dotted line in FIG. 1, the positive electrolyte stored in the positive electrolyte storage tank T1 is stored in the pump P1. It is sent out through the through hole of the first
동시에, 도 1에 2점 쇄선으로 표시된 바와 같이, 음극 전해액 저장탱크(T2)에 저장된 음극 전해액은 펌프(P2)에 의해 송출되어 제1보호 플레이트(11) 및 제1집전 플레이트(21)의 통공을 지나 제1바이폴라 플레이트(31;300)의 전해액 공급공(360)을 통해 음극 전해액 유로(350)로 유입되어 흐른 후 전해액 배출공(370)을 통해 배출되고, 그 음극 전해액은 다시 제1전극판(41), 제1멤브레인(51) 및 제2전극판(42)의 각각의 통공을 지나 제2바이폴라 플레이트(32;300)의 전해액 공급공(360)을 통해 음극 전해액 유로(350)로 유입되어 흐른 후 전해액 배출공(370)을 통해 배출되며, 그 음극 전해액은 다시 제3전극판(43), 제2멤브레인(52) 및 제4전극판(44) 각각의 통공을 지나 제3바이폴라 플레이트(33;300)의 전해액 공급공(360)을 통해 음극 전해액 유로(350)로 유입되어 흐른 후 전해액 배출공(370)을 통해 배출되고, 그 음극 전해액은 최종적으로 제5전극판(45), 제3멤브레인(53) 및 제6전극판(46)의 각각의 통공을 지나 제4바이폴라 플레이트(34;300)의 전해액 공급공(360)을 통해 음극 전해액 유로(350)로 유입되어 흐른 후 전해액 배출공(370)을 통해 배출되며, 이와 같이 배출된 음극 전해액은 제2집전 플레이트(22) 및 제2보호 플레이트(12)의 통공을 지나 상기 음극 전해액 저장탱크(T2)로 복귀되며, 이와 같은 음극 전해액의 유동 중 각각의 상기 바이폴라 플레이트(31 ~ 34 : 300)의 각각의 음극 전해액 유로(350)에서 산화 환원이 발생되어 음 전기가 발생되는 것이다. At the same time, as indicated by the dashed-dotted line in FIG. 1, the negative electrolyte stored in the negative electrolyte storage tank T2 is sent out by the pump P2 to allow the opening of the first
위와 같은 연속 반복적인 음극 전해액 및 양극 전해액은 순환에 의해 전기를 연속적으로 발생시킬 수 있으며, 이와 같이 발생된 전기는 상기 제1 및 제2 집전 플레이트(21;22)에 집전되어, 이를 필요에 따라 사용할 수 있는 것이다. The continuous repetitive cathode electrolyte and cathode electrolyte as described above can generate electricity continuously by circulation, and the electricity generated in this way is collected in the first and second current collecting
한편, 본 실시예에서는 양극 전해액 및 음극 전해액을 순 방향, 즉 상호 동일 방향으로 송출 및 공급하는 방식으로 설명하였으나, 본 기술 분야의 당업자라면 각각의 전해액을 역방향으로 송출 및 공급하여도 동일한 결과를 달성할 수 있음을 자명하게 이해할 것이다. Meanwhile, in the present embodiment, the positive electrolyte and the negative electrolyte are described in a manner of sending and supplying in the forward direction, that is, in the same direction, but a person skilled in the art can achieve the same result by sending and supplying the respective electrolytes in the reverse direction. I will obviously understand that I can.
특히, 본 발명에 따른 레독스 흐름전지에 의하면, 상기 바이폴라 플레이트(31 ~ 34 ; 300)의 각각의 전해액 공급공(330;360) 및 각각의 전해액 배출공(340;370)에 절연성능을 갖는 불소수지 코팅에 의한 코팅부(380)가 형성되어 있어 상이한 극성으로 인한 전기적 쇼크, 즉 단락이 발생되지 않아 전지의 효율 저하가 방지되는 것이다. In particular, according to the redox flow battery according to the present invention, each of the electrolyte supply holes (330; 360) and each of the electrolyte discharge holes (340; 370) of the bipolar plates (31 ~ 34; 300) has an insulating performance Since the
그리고, 각각의 전해액 공급공(330;360) 및 각각의 전해액 배출공(340;370)에 별도의 절연수단을 제조하여 삽입하거나 설치함이 없이 일체화된 불소수지 코팅방식을 이용함은 물론, 설치 방향성을 고려하지 않아도 되므로 전지의 조립 및 제조가 신속하고 용이하게 되는 것이다.In addition, using an integrated fluorine resin coating method without having to insert or install a separate insulation means in each of the electrolyte supply holes (330; 360) and each of the electrolyte discharge holes (340; 370), as well as the installation direction Since it is not necessary to consider the assembly and manufacture of the battery will be quick and easy.
또, 상기 코팅부(38)가 상기 전해액 유로(320;340)를 제외한 상기 몸체(310)의 주변부에 형성되어 있으므로, 각각의 상기 바이폴라 플레이트(31 ~ 34 ; 300)와 이웃하여 접하는 상기 전극판(41 ~ 46) 및 집전 플레이트(21;22)간의 액밀 또는 기밀이 유지되어 전해액의 누출을 방지할 수 있는 것이다. In addition, since the coating part 38 is formed on the periphery of the
또한, 각각의 상기 바이폴라 플레이트(31 ~ 34 ; 300)의 전해액 유로(320;350)가 상기 몸체(310)를 관통하는 동일 관통축(X-X)상에 존재하지 않도록 형성됨으로써, 바이폴라 플레이트의 내구성이 향상됨은 물론 그 두께를 감소시킬 수 있으므로, 완성된 레독스 흐름전지의 전체적인 내구성 및 콤팩트성이 향상될 수 있는 것이다. In addition, since the
11, 12 : 보호 플레이트 21, 22 : 집전 플레이트
31 ~ 34, 300 : 바이폴라 플레이트 41 ~ 46 : 전극판
51 ~ 53 : 멤브레인 310 : 몸체
320 : 양극 전해액 유로 330 : 양극 전해액 공급공
340 : 양극 전해액 배출공 350 : 음극 전해액 유로
360 : 음극 전해액 공급공 370 : 음극 전해액 배출공
380 : 코팅부 11, 12:
31 to 34, 300:
51 to 53: membrane 310: body
320: anode electrolyte flow path 330: anode electrolyte supply hole
340: anode electrolyte discharge hole 350: cathode electrolyte flow path
360: cathode electrolyte supply hole 370: cathode electrolyte discharge hole
380: coating part
Claims (1)
각각의 상기 바이폴라 플레이트(31 ~ 34 ; 300)는,
카본 플레이트로 형성된 몸체(310);
상기 몸체(310)의 일측면에 양극 전해액이 유동하면서 산화 환원을 발생시킬 수 있도록, 상기 몸체(310)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 형성된 복수의 종방향 유로(321)와, 각각의 상기 종방향 유로(321)의 양단을 상호 연결시키기 위한 2개의 횡방향 유로(322)와, 각각의 상기 횡방향 유로(322)중 하나에 양극 전해액을 도입하기 위해 형성된 전해액 공급라인(323)과, 다른 하나의 상기 횡방향 유로(322)에 상기 종방향 유로(321) 및 횡방향 유로(322)를 통과한 양극 전해액을 배출시키기 위한 전해액 배출라인(324)으로 이루어진 양극 전해액 유로(320);
양극 전해액을 양극 전해액 유로(320)로 공급하기 위해 상기 전해액 공급라인(323)에 연결되어 형성된 양극 전해액 공급공(330);
상기 양극 전해액 유로(320)를 거친 양극 전해액을 배출시키도록 상기 전해액 배출라인(324)에 연결되어 형성된 양극 전해액 배출공(340);
상기 몸체(310)의 타측면에 음극 전해액이 유동하면서 산화 환원을 발생시킬 수 있도록, 상기 몸체(310)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 형성된 복수의 종방향 유로(351)와, 각각의 상기 종방향 유로(351)의 양단을 상호 연결시키기 위한 2개의 횡방향 유로(352)와, 각각의 상기 횡방향 유로(352)중 하나에 음극 전해액을 도입하기 위해 형성된 전해액 공급라인(353)과, 다른 하나의 상기 횡방향 유로(352)에 상기 종방향 유로(351) 및 횡방향 유로(352)를 통과한 음극 전해액을 배출시키기 위한 전해액 배출라인(354)으로 이루어지며, 상기 몸체(310)의 내구성 및 강성을 유지하도록 상기 양극 전해액 유로(320)와는 상기 몸체(310)를 관통하는 동일 관통축(X-X) 상에 위치하지 않도록 형성된 음극 전해액 유로(350);
음극 전해액을 음극 전해액 유로(350)로 공급하기 위해 상기 전해액 공급라인(353)에 연결되어 형성된 음극 전해액 공급공(360);
상기 음극 전해액 유로(350)를 거친 음극 전해액을 배출시키도록 상기 전해액 배출라인(354)에 연결되어 형성된 음극 전해액 배출공(370); 및
각각의 상기 전해액 공급공(330;360) 및 상기 전해액 배출공(350;370)과 전해액간의 직접 접촉으로 인한 전기적 단락을 방지하고, 이웃하는 상기 집전 플레이트 및 전극판과의 액밀을 유지하도록, 상기 전해액 공급공(330;360) 및 상기 전해액 배출공(350;370) 과 상기 전해액 유로(320;350) 영역을 제외한 상기 몸체(310)의 양측면 주변에 불소수지 분체코팅에 의해 형성된 코팅부(380)를 포함하며:
상기 바이폴라 플레이트(300)는,
벌크 형태의 카본체를 건식 절단방식으로 여유 절단하여 카본 플레이트를 형성하고, 여유 절단된 상기 카본 플레이트를 밀링가공 및 에지가공 하여 몸체(310)를 형성하고;
상기 몸체(310)의 일측면에 예정된 형상의 양극 전해액 유로(320)를 형성하고, 상기 양극 전해액 유로(320)와 동일 관통축(X-X)상에 존재하지 않도록 타측면에 음극 전해액 유로(350)를 형성하며;
각각의 상기 전해액 유로(320;350)의 전해액 공급라인(323;353) 및 전해액 배출라인(324;354)에 연통하는 각각의 전해액 공급공(330;360) 및 전해액 배출공(340;370)을 형성하고;
상기 전해액 유로(320;350)를 제외한 상기 몸체(310)의 주변부와, 상기 전해액 공급공(330;360) 및 상기 전해액 배출공(340;370)을 불소수지로 코팅하여 코팅부(380)를 형성하며;
상기 몸체(310), 상기 전해액 유로(320;350), 상기 전해액 공급공(330;360) 및 상기 전해액 배출공(340;370)의 크랙, 잔존물, 스크래칭, 핀홀 등을 검사하여 형성되며:
상기 코팅부(380)는,
상기 몸체(310) 전체를 검사하여 코팅 가능 여부를 판단한 후, 코팅이 가능하다고 판정되면, 상기 전해액 유로(320;350)를 포함하는 상기 몸체(310)의 중앙부를 마스킹 테이프(masking tape)를 이용하여 마스킹하고;
각각의 상기 전해액 공급공(330;360) 및 상기 전해액 배출공(340;370)을 포함하는 상기 몸체(310)의 주변부를 검사한 후 이소프로필알콜(IPA) 또는 증류수를 이용하여 탈지 처리하며;
상기 전해액 공급공(330;360) 및 상기 전해액 배출공(340;370)을 포함하는 상기 몸체(310)의 주변부에 액상의 테프론 프라이머(primer)를 스프레이 하고, 140 ~ 160℃의 온도에서 10 ~ 15분 동안 열처리하여 소성 가공하여 하코팅 하고;
열수축을 방지하기 위해 액상의 ETFE 수지를 상기 하코팅 표면에 분사하고, 300 ~ 400℃의 온도에서 10 ~ 60분간 열처리하고, 150℃의 온도로 하강시킨 후 자연냉각시켜 중코팅 하며;
수분 침투 방지를 위해 ETFE 분말을 분체 코팅하고, 400℃의 온도에서 10 ~ 60분간 열처리한 후, 150℃의 온도로 하강시킨 후 자연냉각시켜 상코팅 하고;
설정된 불소수지 코팅 두께에 이를 때까지 상기 중코팅 및 상코팅을 반복하여 불소수지 분체 코팅을 완성하며;
코팅의 외관, 도막의 두께, 크랙의 발생여부, 잔존물 유부, 스크래칭 유부, 핀홀의 유부 등을 검사하고;
상기 마스킹 테이프를 제거하여 형성되며:
상기 코팅부(380)의 두께는 135 ~ 165㎛이고:
상기 코팅부(380)를 형성하는 ETFE 수지는 4.1 ~ 4.7 ㎏/㎟의 인장강도, 3.5 ~ 4.0 ㎏/㎟의 굴곡강도, 130 ~ 150 ㎏/㎟의 굴곡탄성, 3.5 ~ 4.0 ㎏/㎟의 압축강도, 8.5 ~ 9.3의 선팽창계수 및 -50 ~ 200℃의 내열성을 갖는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지.The first protection plate 11 and the second protection plate 12 are installed on both sides, and the first current collecting plate 21 is installed inside the first protection plate 11, and the second protection plate 12 is installed. The second current collecting plate 22 is installed inside the c), and the second current collecting plate 21 is separated from the first current collecting plate 21 between the first current collecting plate 21 and the second current collecting plate 22. Toward the first bipolar plate 31, the first electrode plate 41, the first membrane 51, the second electrode plate 42, the second bipolar plate 32, the third electrode plate 43, the second Membrane 52, fourth electrode plate 44, third bipolar plate 33, fifth electrode plate 45, third membrane 53, sixth electrode plate 46, fourth bipolar plate 34 In the redox flow battery is configured to maintain a mutual contact state),
Each bipolar plate (31 to 34; 300),
A body 310 formed of a carbon plate;
A plurality of longitudinal flow paths 321 formed at regular intervals along the longitudinal direction of the body 310 so that the anode electrolyte flows to one side of the body 310 to generate redox, and each of the bell Two transverse flow paths 322 for interconnecting both ends of the direction flow paths 321, an electrolyte supply line 323 formed for introducing a positive electrolyte into one of the transverse flow paths 322, and another An anode electrolyte flow path 320 including an electrolyte discharge line 324 for discharging the anode electrolyte passing through the longitudinal flow path 321 and the transverse flow path 322 in one transverse flow path 322;
An anode electrolyte supply hole 330 connected to the electrolyte supply line 323 to supply the cathode electrolyte to the anode electrolyte flow path 320;
A positive electrolyte discharge hole 340 connected to the electrolyte discharge line 324 to discharge the positive electrolyte passing through the positive electrolyte passage 320;
A plurality of longitudinal flow paths 351 formed at regular intervals along the longitudinal direction of the body 310 so that the cathode electrolyte flows to the other side of the body 310 to generate redox, and each of the species Two transverse flow paths 352 for interconnecting both ends of the direction flow paths 351, an electrolyte supply line 353 formed to introduce a cathode electrolyte into one of the transverse flow paths 352, and It consists of an electrolyte discharge line 354 for discharging the negative electrolyte passing through the longitudinal flow path 351 and the transverse flow path 352 to one of the transverse flow path 352, the durability of the body 310 And a cathode electrolyte flow passage 350 formed so as not to be positioned on the same through shaft XX penetrating through the body 310 to maintain rigidity.
A cathode electrolyte supply hole 360 connected to the electrolyte supply line 353 to supply a cathode electrolyte to the cathode electrolyte flow path 350;
A negative electrolyte discharge hole 370 connected to the electrolyte discharge line 354 to discharge the negative electrolyte passing through the negative electrolyte flow path 350; And
To prevent the electrical short circuit due to the direct contact between each of the electrolyte supply holes (330; 360) and the electrolyte discharge holes (350; 370) and the electrolyte, and to maintain the liquid tightness with the neighboring current collector plate and the electrode plate, Coating portion 380 formed by fluorine resin powder coating around both side surfaces of the body 310 except for the electrolyte supply holes 330 and 360, the electrolyte discharge holes 350 and 370, and the electrolyte flow paths 320 and 350. ):
The bipolar plate 300,
A carbon plate of a bulk form is slack cut by a dry cutting method to form a carbon plate, and the carbon plate that has been cut is milled and edge-processed to form a body 310;
A cathode electrolyte flow path 320 having a predetermined shape is formed on one side of the body 310, and a cathode electrolyte flow path 350 is formed on the other side of the cathode electrolyte flow path 320 so as not to exist on the same through shaft XX as the anode electrolyte flow path 320. To form;
Respective electrolyte supply holes 330 and 360 and electrolyte discharge holes 340 and 370 communicating with the electrolyte supply lines 323 and 353 and the electrolyte discharge lines 324 and 354 of the respective electrolyte flow paths 320 and 350, respectively. To form;
The periphery of the body 310 except for the electrolyte flow paths 320 and 350, the electrolyte supply holes 330 and 360, and the electrolyte discharge holes 340 and 370 are coated with fluorine resin to coat the coating part 380. Form;
It is formed by inspecting cracks, residues, scratches, pinholes, etc. of the body 310, the electrolyte flow paths 320 and 350, the electrolyte supply holes 330 and 360, and the electrolyte discharge holes 340 and 370:
The coating part 380,
After the entire body 310 is inspected to determine whether the coating is possible, if it is determined that the coating is possible, a masking tape is used to form a central portion of the body 310 including the electrolyte flow paths 320 and 350. Masking;
Inspecting a peripheral portion of the body 310 including each of the electrolyte supply holes 330 and 360 and the electrolyte discharge holes 340 and 370 and then degreasing using isopropyl alcohol (IPA) or distilled water;
Spraying a liquid teflon primer to the periphery of the body 310 including the electrolyte supply holes (330; 360) and the electrolyte discharge holes (340; 370), and at a temperature of 140 ~ 160 ℃ 10 ~ Heat-treat for 15 minutes, plastic processing and lower coating;
Spraying a liquid ETFE resin on the lower coating surface to prevent heat shrinkage, heat treatment at a temperature of 300 to 400 ° C. for 10 to 60 minutes, lowering the temperature to 150 ° C., and then naturally cooling the film to heavy coating;
Powder coating of the ETFE powder to prevent moisture infiltration, heat treatment at a temperature of 400 ° C. for 10 to 60 minutes, lowering the temperature to 150 ° C., and then naturally cooling the phase coating;
Repeating the heavy coating and the phase coating until the fluororesin coating thickness is reached to complete the fluororesin powder coating;
Inspecting the appearance of the coating, the thickness of the coating film, the occurrence of cracks, the residue oil, the scratch oil, the pin oil and the like;
It is formed by removing the masking tape:
The thickness of the coating portion 380 is 135 ~ 165㎛:
The ETFE resin forming the coating part 380 has a tensile strength of 4.1 to 4.7 kg / mm 2, a flexural strength of 3.5 to 4.0 kg / mm 2, a flexural elasticity of 130 to 150 kg / mm 2, and a compression of 3.5 to 4.0 kg / mm 2. Redox flow battery, characterized in that the strength, the coefficient of linear expansion of 8.5 ~ 9.3 and the heat resistance of -50 ~ 200 ℃.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR2020120008191U KR200463821Y1 (en) | 2012-09-13 | 2012-09-13 | Redox flow battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR2020120008191U KR200463821Y1 (en) | 2012-09-13 | 2012-09-13 | Redox flow battery |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020120011087 Division | 2012-02-03 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR200463821Y1 true KR200463821Y1 (en) | 2012-11-27 |
Family
ID=47566049
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR2020120008191U KR200463821Y1 (en) | 2012-09-13 | 2012-09-13 | Redox flow battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR200463821Y1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101763382B1 (en) * | 2015-08-27 | 2017-08-02 | 한국에너지기술연구원 | Working electrode of cell for felt electrode characterization and cell for felt electrode characterization using the same |
KR20190042822A (en) | 2017-10-17 | 2019-04-25 | 한국에너지기술연구원 | Negative electrode active material for secondary battery and secondary battery using same |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002056862A (en) | 1999-07-26 | 2002-02-22 | Tigers Polymer Corp | Seal structure for fuel cell and method of forming rubber packing |
JP2007134204A (en) | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Honda Motor Co Ltd | Fuel cell separator |
KR100748304B1 (en) | 2005-08-31 | 2007-08-09 | 삼성에스디아이 주식회사 | Fuel cell system and unit cell and bipolar plate using therefor |
-
2012
- 2012-09-13 KR KR2020120008191U patent/KR200463821Y1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002056862A (en) | 1999-07-26 | 2002-02-22 | Tigers Polymer Corp | Seal structure for fuel cell and method of forming rubber packing |
KR100748304B1 (en) | 2005-08-31 | 2007-08-09 | 삼성에스디아이 주식회사 | Fuel cell system and unit cell and bipolar plate using therefor |
JP2007134204A (en) | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Honda Motor Co Ltd | Fuel cell separator |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101763382B1 (en) * | 2015-08-27 | 2017-08-02 | 한국에너지기술연구원 | Working electrode of cell for felt electrode characterization and cell for felt electrode characterization using the same |
US10263269B2 (en) | 2015-08-27 | 2019-04-16 | Korea Institute Of Energy Research | Cell for felt electrode characterization |
KR20190042822A (en) | 2017-10-17 | 2019-04-25 | 한국에너지기술연구원 | Negative electrode active material for secondary battery and secondary battery using same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR200463822Y1 (en) | Bipolar plate for redox flow battery | |
RU2016139354A (en) | DEVICE FOR FUEL CELL BATTERIES | |
KR101176126B1 (en) | redox flow battery structure | |
KR101149351B1 (en) | Method for manufacturing bipolar plate for redox flow battery | |
KR101370851B1 (en) | Multi-layered electrode for redox flow battery and redox flow battery comprising said multi-layered electrode | |
KR101775467B1 (en) | Tubular solidoxidefuel cell assembly | |
JP2010092876A5 (en) | ||
WO2009040335A3 (en) | High temperature electrolyser with temperature homogenisation device | |
KR101826821B1 (en) | Mass flat-tubular cell stack and solid-oxide fuel cell or solid-oxide water electrolysis apparatus using the same | |
KR20150048407A (en) | Fuel cell stack having dummy cell | |
KR200463821Y1 (en) | Redox flow battery | |
JP5908998B2 (en) | Unit cell for solid oxide fuel cell and solid oxide fuel cell using the same | |
KR20140046774A (en) | Bipolar plate for redox flow battery and redox flow battery comprising said bipolar plate | |
US10135078B2 (en) | Current collector for fuel cell, and fuel cell stack | |
ES2307720T3 (en) | MANUFACTURING PROCEDURE FOR LIGHT BIPOLAR PLATES FOR FUEL BATTERIES. | |
KR20150074283A (en) | Saperator for solid oxide fuel cell and fuel cell having thereof and method for manufacturing the same | |
KR20160007719A (en) | Bipolar plate for redox flow battery | |
US20020090542A1 (en) | Composite basic element and its seal for fuel cell and manufacturing process for the assembly | |
JP2017084456A5 (en) | ||
KR100815207B1 (en) | Solid oxide fuel cell | |
JP2009041044A (en) | Reaction cell, its production method, and reaction system | |
US9269971B2 (en) | Flat-tubular solid oxide cell stack | |
JP2014506721A (en) | Flat tube type solid oxide fuel cell and flat tube type solid oxide water electrolyzer | |
KR101367625B1 (en) | Redox flow battery | |
KR20200071213A (en) | Fuel cell stack |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
A302 | Request for accelerated examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
REGI | Registration of establishment | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151130 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161102 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170928 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181102 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191121 Year of fee payment: 8 |