KR200463821Y1 - Redox flow battery - Google Patents

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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
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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

레독스 흐름전지{Redox flow battery}Redox flow battery

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 protective plate 11 and the second protective plate 12 are installed, the first current collector plate 21 is installed in contact with the inner side of the first protective plate 11, the inner side of the second protective plate 12 The second collector plate 22 is installed in contact with it.

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 bipolar plate 31 and the first electrode plate are disposed between the first current collector plate 21 and the second current collector plate 22 from the first current collector plate 21 toward the second current collector plate 22. 41, the first membrane 51, the second electrode plate 42, the second bipolar plate 32, the third electrode plate 43, the second membrane 52, the fourth electrode plate 44, The third bipolar plate 33, the fifth electrode plate 45, the third membrane 53, the sixth electrode plate 46, and the fourth bipolar plate 34 maintain a mutual contact state and have a stack structure. . Of course, such a structure is basic, and the number of each component may be appropriately selected according to the required capacity or specification, and each of the electrode plates 41 to 46 may be supplied with a polar electrolyte and each of the bipolar plates. Depending on the arrangement of the 31 to 34 may have a polarity of the positive electrode or the negative electrode.

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 bipolar plates 31 to 34 (hereinafter referred to as bipolar plate 300) applied to the redox flow battery according to the present invention has the following characteristics.

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 bipolar plate 300 includes a rectangular body 310. The body 310 is preferably formed of a carbon plate or graphite plate having a predetermined thickness.

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 electrolyte flow path 320 is formed on one side of the body 310 to generate a redox while the anode electrolyte flows. The anode electrolyte flow path 320 includes a plurality of longitudinal flow paths 321 formed at regular intervals along the length direction of the body 310, and two for interconnecting both ends of each of the longitudinal flow paths 321. It consists of a transverse flow path 322.

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 electrolyte supply line 323 for introducing a positive electrolyte is formed in one of the transverse flow paths 322, and the longitudinal flow path 321 and the transverse direction are formed in the other transverse flow path 322. An electrolyte discharge line 324 is formed to discharge the positive electrolyte that has passed through the directional flow passage 322.

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 electrolyte supply hole 330 for supplying an anode electrolyte to the cathode electrolyte flow path 320 is formed in an upper portion or a lower portion of the body 310. Of course, the anode electrolyte supply hole 330 is connected to the electrolyte supply line 323, so that the anode electrolyte supplied through the anode electrolyte supply hole 330 is the longitudinal direction through the electrolyte supply line 323 It is supplied to the flow path 321 and the transverse flow path 322 to flow.

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 electrolyte discharge hole 340 for drilling or supplying the anode electrolyte passing through the anode electrolyte flow path 320 to another subsequent bipolar plate is drilled in the lower portion or the upper portion of the body 310. The positive electrolyte discharge hole 340 is connected to the electrolyte discharge line 324 to discharge the positive electrolyte passing through the electrolyte discharge line 324 via the longitudinal flow passage 321 and the transverse flow passage 322. It is to let.

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 electrolyte flow path 350 is formed on the other side of the body 310 so that the cathode electrolyte flows to generate redox. The cathode electrolyte flow path 350 includes a plurality of longitudinal flow paths 351 formed at regular intervals along the length direction of the body 310, and two for interconnecting both ends of each of the longitudinal flow paths 351. It consists of a transverse flow path 352.

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 transverse flow paths 352, an electrolyte supply line 353 for introducing a cathode electrolyte is formed, and in the other transverse flow path 352, the longitudinal flow path 351 and the transverse direction. An electrolyte discharge line 354 is formed to discharge the positive electrolyte passing through the directional flow passage 352.

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 electrolyte supply hole 360 for supplying the cathode electrolyte to the cathode electrolyte flow path 350 is drilled in the lower or upper portion of the body 310. Of course, the anode electrolyte supply hole 360 is connected to the electrolyte supply line 353, so that the cathode electrolyte supplied through the cathode electrolyte supply hole 360 is in the longitudinal direction through the electrolyte supply line 353. It is supplied to the flow path 351 and the transverse flow path 352 to flow.

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 electrolyte discharge hole 370 for supplying or recovering the cathode electrolyte passing through the cathode electrolyte flow path 350 to another subsequent bipolar plate is drilled on the upper or lower portion of the body 310. The cathode electrolyte discharge hole 370 is connected to the electrolyte discharge line 354 to discharge the cathode electrolyte passing through the electrolyte discharge line 354 via the longitudinal flow path 351 and the transverse flow path 352. It is to let.

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 electrolyte flow path 320 formed on one side of the body 310 and the cathode electrolyte flow path 350 formed on the other side is the same through shaft (XX) of the body (310) It is preferable that it is formed so as not to exist in the phase. Due to this structure, it is possible to increase the durability of the body 310, to minimize the thickness, as well as to keep the entire bipolar plate 300 compact.

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 bipolar plate 300 includes a coating portion 380 for preventing the short circuit caused by the electrolyte, as well as for the stable liquid-tight with the neighboring components.

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 coating part 380 is coated with a predetermined thickness on each of the electrolyte supply holes 330 and 360 and the electrolyte discharge holes 340 and 370 to prevent electrical short circuits by the electrolyte, and also the bipolar plate 300. Each electrolyte formed in the periphery of the body 310, that is, the body 310 for liquid-tight or airtight contact between the adjacent electrode plates 41 to 46 and the current collector plates 21 and 22; It is preferably formed at a predetermined thickness on the periphery of the body 310 except for the non-coating region (the electrolyte channel 320; 350 and its surroundings or a masking portion described later in detail) including the flow paths 320 and 350.

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 coating part 380 is 135 ~ 165㎛, if less than 135㎛ may cause coating defects due to the generation of a pin hole (pine hole), if more than 165㎛ electrolyte fluidity and neighboring electrodes The assemblability and airtightness between the plate and the current collecting plate may be degraded. Therefore, the most appropriate coating 380 has a thickness of about 150 μm.

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 coating part 380 is excellent in insulation, chemical resistance, heat resistance, oil resistance, non-tackiness and electrical properties, and is formed of a fluororesin coating having a low coefficient of friction. As a material of such a fluororesin, a fluororesin mainly composed of ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene), PTFE, PFA, FEP, ECTFE, PVDF and the like is used.

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 coating part 380 was formed by coating a fluorine resin containing ETFE having a linear expansion coefficient of ˜9.3 and a heat resistance of −50 to 200 ° C. as a powder coating method.

상기와 같이 구성되는 바이폴라 플레이트(300)의 제조는 다음과 같이 달성될 수 있다. Manufacturing of the bipolar plate 300 configured as described above can be achieved as follows.

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 body 310 is prepared from a carbon plate of a shape suitable for the final redox flow battery to be completed. In more detail, the bulk carbon body is slit freely by a dry cutting method, and the squeezed carbon plate is milled and edge processed to form a body 310 having a predetermined size.

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 electrolyte flow path 320 having a predetermined shape is formed on one side of the body 310 prepared as described above, and a cathode electrolyte flow path 350 is formed on the other side. Here, the formation of each of the electrolyte flow paths 320 and 350 may not exist on the same through shaft XX passing through the cross section of the body 310 to maintain durability and rigidity of the body 310. It must be formed.

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 electrolyte supply holes 330 and 360 and the 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. ).

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 body 310 having the electrolyte flow path 320 and 350, the electrolyte supply holes 330 and 360, and the electrolyte discharge holes 340 and 370 is coated as follows.

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 entire body 310 is inspected to determine whether the coating is possible, and when it is determined that the coating is possible, the body 310 of the body 310 including a fire coating area, that is, the electrolyte flow path 320; Mask the center part using a masking tape. Here, the masking tape is a masking tape formed of a PTFE resin having chemical resistance, high heat resistance, electrical properties, low friction coefficient, and self-lubrication for stability in a coating process to be described later.

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 body 310 including the coating area, that is, each of the electrolyte supply holes 330 and 360 and the electrolyte discharge holes 340 and 370, isopropyl alcohol (IPA) or distilled water is inspected. Degreasing treatment using

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 coating unit 380, the liquid ETFE resin is sprayed on the lower coating surface and subjected to heavy coating. After such a heavy coating, the heat treatment for 10 to 60 minutes at a temperature of about 300 ~ 400 ℃, lowered to a temperature of about 150 ℃ and then naturally cooled to complete the firing treatment. This heavy coating process can be repeatedly performed until a predetermined thickness is obtained.

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 coating unit 380, phase coating is performed by powder coating ETFE powder. After such phase coating, heat treatment is performed at a temperature of about 400 ° C. for 10 to 60 minutes, the temperature is lowered to about 150 ° C., and then cooled naturally to complete the firing treatment. Of course, such powder coating for phase coating can be repeatedly performed until a predetermined thickness is obtained.

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 coating portion 380 is set to 135 ~ 165㎛, repeat the one thickness of the heavy coating and the lower coating 3 times each 22.5 ~ 27.5㎛ or the same thickness The heavy coating and the low coating can be repeated three times in order to complete the fluororesin powder coating.

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 bipolar plate 300.

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 bipolar plate 300 is completed as described above, the first bipolar plate 31, the first electrode plate 41, and the first membrane (from the first current collecting plate 21 toward the second current collecting plate 22). 51, the second electrode plate 42, the second bipolar plate 32, the third electrode plate 43, the second membrane 52, the fourth electrode plate 44, the third bipolar plate 33, The fifth electrode plate 45, the third membrane 53, the sixth electrode plate 46, and the fourth bipolar plate 34 are disposed to manufacture a redox flow battery.

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 bipolar plates 31 to 34; 300 are installed, only the positive electrolyte is supplied to the positive electrolyte passage 320 provided on one side of the bipolar plates 31 to 34; And only the cathode electrolyte is supplied to the cathode electrolyte flow path 340 provided on the other side, so that electricity is generated by redox through contact between each electrolyte and the bipolar plate.

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 protective plate 11 and the first current collector plate 21 through the electrolyte supply hole 330 of the first bipolar plate (31; 300) flows into the positive electrolyte flow path 320 Then, the electrolyte is discharged through the discharge hole 340, and the anode electrolyte passes through the respective holes of the first electrode plate 41, the first membrane 51, and the second electrode plate 42, and then the second bipolar plate ( 32; flows through the electrolyte supply hole 330 through the electrolyte supply hole 330 and then flows through the electrolyte discharge hole 340, and the anode electrolyte is again the third electrode plate 43, the second The electrolyte of the third bipolar plates 33 and 300 passes through the through holes of each of the membrane 52 and the fourth electrode plate 44. After flowing into the positive electrolyte flow path 320 through the air supply 330 and flowing through the electrolyte discharge hole 340, the positive electrolyte solution is finally the fifth electrode plate 45, the third membrane 53 and the first After passing through the respective through holes of the six electrode plate 46 flows into the positive electrolyte flow path 320 through the electrolyte supply hole 330 of the fourth bipolar plate (34; 300) and flows through the electrolyte discharge hole (340) The cathode electrolyte discharged in this way is returned to the cathode electrolyte storage tank T1 through the through holes of the second current collecting plate 22 and the second protection plate 12, and the respective electrolyte flows during the flow of the anode electrolyte. The redox is generated in each of the positive electrode electrolyte flow paths 320 of the bipolar plates 31 to 34: 300 to generate both electricity.

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 protective plate 11 and the first current collecting plate 21. After passing through the electrolyte supply hole 360 of the first bipolar plate (31; 300) through the cathode electrolyte flow path (350), and flows through the electrolyte discharge hole (370), the cathode electrolyte is again the first electrode Pass through respective holes of the plate 41, the first membrane 51, and the second electrode plate 42 to the cathode electrolyte flow path 350 through the electrolyte supply holes 360 of the second bipolar plates 32 and 300. After flowing into and discharged through the electrolyte discharge hole 370, the cathode electrolyte passes through the through holes of the third electrode plate 43, the second membrane 52, and the fourth electrode plate 44, respectively. After the electrolyte flows into the cathode electrolyte flow path 350 through the electrolyte supply hole 360 of the plates 33 and 300, the electrolyte discharge hole flows. 370 is discharged, and the cathode electrolyte finally passes through the respective through holes of the fifth electrode plate 45, the third membrane 53, and the sixth electrode plate 46, and the fourth bipolar plate 34; After flowing into the cathode electrolyte flow path 350 through the electrolyte supply hole 360 of the flow through the electrolyte solution discharge hole 370, the discharged cathode electrolyte is discharged through the second current collecting plate 22 and the second protective plate. It is returned to the cathode electrolyte storage tank T2 after passing through the through hole of the plate 12, and is oxidized in each cathode electrolyte flow path 350 of each of the bipolar plates 31 to 34: 300 during the flow of the cathode electrolyte. Reduction occurs and negative electricity is generated.

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 plates 21 and 22, as necessary. It can be used.

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 coating part 380 is formed by the fluororesin coating, electric shock due to different polarities, that is, a short circuit does not occur, thereby reducing the efficiency of the battery.

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 body 310 except for the electrolyte flow paths 320 and 340, the electrode plate adjacent to each of the bipolar plates 31 to 34; The liquid tightness or airtightness between the 41 to 46 and the current collector plates 21 and 22 may be maintained to prevent leakage of the electrolyte solution.

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 electrolyte flow paths 320 and 350 of each of the bipolar plates 31 to 34 and 300 are not formed on the same through shaft XX penetrating the body 310, the durability of the bipolar plates is improved. As well as the thickness can be reduced, the overall durability and compactness of the finished redox flow battery can be improved.

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: protection plate 21, 22: current collector plate
31 to 34, 300: bipolar plate 41 to 46: electrode plate
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)

양측에 제1보호 플레이트(11) 및 제2보호 플레이트(12)가 설치되고, 상기 제1보호 플레이트(11)의 내측에는 제1집전 플레이트(21)가 설치되며, 상기 제2보호 플레이트(12)의 내측에는 제2집전 플레이트(22)가 설치되고, 상기 제1집전 플레이트(21)와 제2집전 플레이트(22) 사이에는 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)가 상호 접촉 상태를 유지하며 구성되는 레독스 흐름전지에 있어서,
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 ℃.
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