KR20170022628A - Gasket for redox flow battery - Google Patents

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KR20170022628A
KR20170022628A KR1020150117864A KR20150117864A KR20170022628A KR 20170022628 A KR20170022628 A KR 20170022628A KR 1020150117864 A KR1020150117864 A KR 1020150117864A KR 20150117864 A KR20150117864 A KR 20150117864A KR 20170022628 A KR20170022628 A KR 20170022628A
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이성근
정재훈
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동아화성(주)
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Abstract

The present invention relates to a gasket for a redox flow battery, more specifically, to a gasket for a redox flow battery, which is capable of improving airtightness to electrolyte, and preventing the outflow of the electrolyte and the introduction of foreign substances by adsorbing the gasket for a redox flow battery having a vacuum adsorbing groove with respect to a flow frame using a vacuum pressure, and making a surface of the flow frame, to which the gasket for a redox flow battery is adsorbed, contact with a membrane. According to the present invention, provided is a gasket for a redox flow battery including one surface and an opposite surface. The one surface is provided at an edge with a vacuum adsorbing groove formed at a constant interval to be adsorbed to a flow frame. The opposite surface makes contact with a membrane. Center portions of the one surface and the opposite surface are passed through each other to form an opening.

Description

레독스 흐름전지용 가스켓{Gasket for redox flow battery}Gasket for redox flow battery [0001]

본 발명은 레독스 흐름전지용 가스켓에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플로우 프레임에 진공흡착홈이 있는 레독스 흐름전지용 가스켓을 진공압으로 흡착시키고, 레독스 흐름전지용 가스켓이 흡착된 플로우 프레임을 가스켓이 흡착된 면을 맴브레인과 접촉시켜 전해액에 대한 기밀성을 높이고, 전해액의 외부유출 방지와 외부 이물질 등의 침입을 방지하도록 하는 레독스 흐름전지용 가스켓에 관한 것이다.The present invention relates to a gasket for a redox flow battery, and more particularly, to a gasket for a redox flow battery having a vacuum adsorption groove in a flow frame, a gasket for adsorbing the gasket for a redox flow battery, To thereby improve the airtightness of the electrolyte solution by contacting the surface of the electrolyte membrane with the membrane, and to prevent the electrolytic solution from flowing out and preventing intrusion of foreign matter or the like.

최근 지구 온난화의 주요 원인인 온실가스 배출을 억제하기 위한 방법으로 태양광에너지나 풍력에너지 같은 재생에너지가 각광을 받고 있으며 이들의 실용화 보급을 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 재생에너지는 입지환경이나 자연조건에 의해 크게 영향을 받는다. 더욱이, 재생에너지는 출력 변동이 심하기 때문에 에너지를 연속적으로 고르게 공급할 수 없다는 단점이 있다. 따라서, 재생에너지를 가정용이나 상업용으로 사용하기 위해서는 출력이 높을 때 에너지를 저장하고 출력이 낮을 때 저장된 에너지를 사용할 수 있는 시스템을 도입하여 사용하고 있다.Recently, renewable energy such as solar energy or wind energy is attracting attention as a method to suppress greenhouse gas emission, which is a major cause of global warming. However, renewable energy is heavily influenced by location conditions and natural conditions. Moreover, since the output fluctuation is significant, the energy can not be continuously supplied uniformly. Therefore, in order to use renewable energy for home or commercial use, a system is used in which energy is stored when the output is high and energy stored when the output is low.

이러한 에너지 저장 시스템으로는 대용량 이차전지가 사용되는데, 일례로, 대규모 태양광발전 및 풍력발전 단지에는 대용량 이차전지 저장시스템이 도입되어져 있다. 상기 대용량의 전력저장을 위한 이차전지로는 납축전지, NaS 전지 그리고 레독스 흐름전지(RFB, Redox Flow Battery) 등이 있다.As such an energy storage system, a large-capacity secondary battery is used. For example, a large-capacity secondary battery storage system is introduced into a large-scale solar power generation and wind power generation complex. Examples of the secondary battery for storing a large amount of electric power include a lead acid battery, a NaS battery, and a redox flow battery (RFB).

레독스 흐름전지는 맴브레인, 전극판, 플로우 프레임 및 분리판이 직렬로 배치되어 스택을 구성함으로써, 전기 에너지의 충방전이 가능한 이차전지(Secondary battery)의 기능을 가진다. 레독스 흐름전지는 맴브레인의 양측에 양극 및 음극 전해액 저장탱크에서 공급된 양극 전해액과 음극 전해액이 순환하면서 산화환원반응에 의해서 이온교환이 이루어지고 이 과정에서 전자의 이동이 발생하여 충방전이 이루어지고, 충방전 과정에서 스택 내부에는 양극 및 음극 전해액이 순환하므로 스택은 전해액의 누유를 방지하기 위한 기밀 구조를 가져야 한다. The redox flow battery has a function of a secondary battery capable of charging and discharging electric energy by forming a stack by arranging a membrane, an electrode plate, a flow frame, and a separator plate in series. In the redox flow battery, the positive and negative electrode electrolytic solutions supplied from the anode and cathode electrolyte storage tanks are circulated on both sides of the membrane, and ion exchange is performed by the oxidation-reduction reaction. In this process, electrons move to charge and discharge In the charge / discharge process, the anode and the cathode electrolyte circulate in the stack, so that the stack must have a hermetic structure to prevent leakage of the electrolyte.

종래에는 레독스 흐름전지의 스택조립시 가스켓을 플로우 프레임에 부착하기 위하여 접착제 또는 접착 부재를 이용하였는데, 접착제 또는 접착 부재를 사용함으로써 산화환원반응을 저해하는 문제가 있으며, 또한 접착제 또는 접착 부재로 인해 레독스 흐름전지 스택 조립 공정의 효율 향상에도 한계가 있게된다.Conventionally, in order to attach the gasket to the flow frame when stacking the redox flow cell, an adhesive or an adhesive member is used. However, there is a problem that the redox reaction is inhibited by using an adhesive or an adhesive member. The efficiency of the redox flow cell stack assembly process is also limited.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 레독스 흐름전지용 가스켓은 접착제 및 접착부재를 사용하지 않고, 가스켓의 진공흡착홈에 의해 진공압으로 플로우 프레임에 흡착되고, 가스켓과 맴브레인이 접촉되어 안정적인 밀봉구조를 가지며, 신속하게 레독스 흐름전지 스택을 조립 할 수 있어서, 레독스 흐름전지 스택 조립 공정의 효율을 향상하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a gasket for a redox flow battery of the present invention which is adsorbed on a flow frame by vacuum pressure by a vacuum adsorption groove of a gasket, The gasket and the membrane are in contact with each other to have a stable sealing structure and can quickly assemble the redox flow cell stack, thereby improving the efficiency of the redox flow cell stack assembly process.

본 발명에 의하면, 일면은 가장자리에 일정간격으로 형성되어 플로우 프레임에 흡착되는 진공흡착홈이 형성되며, 타면은 맴브레인과 접촉되며, 상기 일면과 타면 중앙부는 서로 통공되어 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지용 가스켓을 제공한다.According to the present invention, a vacuum adsorption groove is formed on one side of the flow frame at regular intervals on an edge thereof, the other side of the vacuum adsorption groove is in contact with the membrane, and the one side and the other side of the other side are communicated with each other to form an opening. Thereby providing a gasket for a redox flow battery.

또한, 상기 진공흡착홈은 하방으로 오목지게 라운딩된 오목흡착부와, 상기 오목흡착부 끝단에 상방으로 볼록지게 라운딩된 보강부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The vacuum adsorption groove may include a concave adsorption unit rounded downwardly and a reinforcing unit rounded upward at the end of the concave adsorption unit.

또한, 상기 가스켓은 고무 또는 합성수지로 제조되는 것을 특징으로 한다.Further, the gasket is characterized by being made of rubber or synthetic resin.

본 발명의 레독스 흐름전지용 가스켓은 전해액의 외부유출 방지와 외부 이물질 등의 침입을 방지하도록 함과 동시에, 신속하게 스택을 조립할 수 있어서, 레독스 흐름전지 스택 조립 공정 효율 향상에 따른 원가 절감으로 상용화에 큰 효과가 있다.The gasket for a redox flow battery according to the present invention prevents the electrolyte from leaking out and prevents foreign substances from entering the gasket and can assemble the stack quickly so that the redox flow cell stack assembly can be cost- There is a big effect on.

도 1은 본 발명의 레독스 흐름전지용 가스켓의 평면도이다.
도 2는 도 1의 레독스 흐름전지용 가스켓의 A-A'의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 레독스 흐름전지용 가스켓의 사진이다.
도 4는 본 발명의 레독스 흐름전지용 가스켓을 사용한 레독스 흐름전지 스택의 분해 사시도이다.1 is a plan view of a gasket for a redox flow battery of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of the gasket for the redox-flow battery of FIG.
3 is a photograph of a gasket for a redox flow battery of the present invention.
4 is an exploded perspective view of a redox flow cell stack using a gasket for a redox flow battery of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to constituent elements of each drawing, it should be noted that the same constituent elements are denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 레독스 흐름전지용 가스켓(100)의 평면도이고, 도 2는 도 1의 레독스 흐름전지용 가스켓(100)의 A-A'의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 레독스 흐름전지용 가스켓(100)의 사진이고, 도 4는 본 발명의 레독스 흐름전지용 가스켓(100)을 사용한 레독스 흐름전지 스택의 분해 사시도이다.FIG. 1 is a plan view of a gasket 100 for a redox flow cell of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the gasket 100 for redox flow battery of FIG. 1, And FIG. 4 is an exploded perspective view of a redox flow cell stack using the gasket 100 for a redox flow battery of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 레독스 흐름전지용 가스켓(100)은 진공흡착홈(110), 개구부(120), 전해액통로(130), 정렬부(140)를 포함한다.1 to 3, a gasket 100 for a redox flow battery according to the present invention includes a vacuum adsorption groove 110, an opening 120, an electrolyte passage 130, and an alignment unit 140.

상기 진공흡착홈(110)은 레독스 흐름전지용 가스켓(100)의 일면 가장자리에 일정간격으로 홈의 형태로 복수개가 형성되어, 진공압에 의해 후술할 플로우 프레임(300)에 각각 흡착될 수 있으며, 레독스 흐름전지용 가스켓(100)의 타면은 후술할 맴브레인(200)과 접촉되고, 상기 일면과 타면 중앙부는 서로 통공되어 개구부(120)를 형성하고, 개구부(120)를 통해서 맴브레인(200)으로 이온이 이동할 수 있도록 할 수 있다.A plurality of vacuum adsorption grooves 110 are formed in the form of grooves at regular intervals on one edge of the gasket 100 for the redox flow battery so that they can be respectively adsorbed to a flow frame 300 to be described later by vacuum pressure, The other face of the gasket 100 for a redox flow battery is in contact with the membrane 200 to be described later and the center portion of the other face of the gasket 100 is passed through to each other to form an opening portion 120. Through the opening portion 120, Can be moved.

상기 진공흡착홈(110)은 하방으로 오목지게 라운딩된 오목흡착부(111)와, 상기 오목흡착부(111) 끝단에 상방으로 볼록지게 라운딩된 보강부(112)를 구비하는 것이 바람직하다.The vacuum suction groove 110 may include a concave suction portion 111 that is concavely rounded downward and a reinforcing portion 112 that is convexly rounded upward at an end of the concave suction portion 111.

레독스 흐름전지용 가스켓(100)이 플로우 프레임에 흡착되기 위해 외부에서 누르는 힘을 오목흡착부(111)에 가하면, 오목흡착부(111)의 진공압에 의해 플로우 프레임에 흡착될 수 있다.When a gasket 100 for a redox-flow battery is externally pressed to be adsorbed on the flow frame to the concave adsorption section 111, it can be adsorbed to the flow frame by the vacuum pressure of the concave adsorption section 111. [

또한, 맴브레인(100)과 플로우 프레임(300) 사이 레독스 흐름전지용 가스켓(100)의 진공흡착홈 부분의 기밀을 유지하기 위해서 보강부(112)가 형성되어 맴브레인과 플로우 프레임(300)의 기밀을 보강할 수 있도록 한다.A reinforcing portion 112 is formed between the membrane 100 and the flow frame 300 to maintain the airtightness of the vacuum suction groove portion of the gasket 100 for the redox flow battery so that the airtightness of the membrane and the flow frame 300 So that it can be reinforced.

또한, 개구부(120)는 전해액의 이온이 순환할 수 있는 통로이고, 전해액통로(130)는 전해액을 공급함과 아울러 충방전에 사용된 전해액을 배출하기 위한 복수의 전해액통로(130)를 형성할 수 있다.In addition, the opening 120 is a passage through which the ions of the electrolyte can circulate, and the electrolyte passage 130 can form a plurality of electrolyte passages 130 for supplying the electrolyte solution and discharging the electrolyte solution used for charging and discharging. have.

또한, 상기 레독스 흐름전지용 가스켓(100)은 고무 또는 합성수지로 제조될 수 있다.In addition, the gasket 100 for a redox-flow battery may be made of rubber or synthetic resin.

도 4를 참조하면, 본 발명의 레독스 흐름전지용 가스켓(100)을 이용한 레독스 흐름전지 스택(10)은 맴브레인(200), 레독스 흐름전지용 가스켓(100), 플로우 프레임(300), 양전극판(400), 음전극판(500), 집전판(600)으로 구성되고, 상기 플로우 프레임(300)은 전해액통로(310), 정렬부(320)를 구비한다.4, a redox flow cell stack 10 using a gasket 100 for a redox flow battery of the present invention includes a membrane 200, a gasket 100 for a redox flow cell, a flow frame 300, A negative electrode plate 500 and a current collecting plate 600. The flow frame 300 includes an electrolyte passage 310 and an aligning portion 320. The electrolyte passage 310 and the aligning portion 320 are disposed in the flow passage 300,

상기 레독스 흐름전지용 가스켓(100)은 맴브레인(200)과 플로우 프레임(300) 사이에 위치하여 플로우 프레임(300) 및 맴브레인(200)과 접촉되어 안정적인 밀봉구조를 가진다. The gasket 100 for a redox flow battery is positioned between the membrane 200 and the flow frame 300 and contacts the flow frame 300 and the membrane 200 to have a stable sealing structure.

또한, 정렬부(140)는 플로우 프레임의 정렬부(320)와 맞춰지고, 플로우 프레임(300)에 레독스 흐름전지용 가스켓(100)의 진공흡착홈에 힘이 가해지면, 오목흡착부(111)의 진공압에 의해 플로우 프레임에 흡착되어 플로우 프레임(300)과 레독스 흐름전지용 가스켓(100)이 결합 및 정렬될 수 있도록 한다. The alignment unit 140 is aligned with the alignment unit 320 of the flow frame 300. When the flow frame 300 is subjected to a force in the vacuum adsorption groove of the gasket 100 for redox flow battery, So that the flow frame 300 and the gasket 100 for the redox flow battery can be combined and aligned.

또한, 상기 플로우 프레임의 전해액통로(310)의 수량 및 형태에 따라 레독스 흐름전지용 가스켓의 전해액통로(130)의 수량 및 형태가 정해질 수 있다.The quantity and shape of the electrolyte passages 130 of the gaskets for the redox-flow battery can be determined depending on the quantity and shape of the electrolyte passages 310 of the flow frame.

따라서 본 발명의 레독스 흐름전지용 가스켓(100)은 레독스 흐름전지 스택의 조립시 플로우 프레임 정렬부(320)와 레독스 흐름전지용 가스켓(100)의 정렬부(140)가 맞춰지고, 진공흡착홈(110)에 진공압에 의해 플로우 프레임(300)과 레독스 흐름전지용 가스켓(100)이 흡착되어, 전해액의 외부유출 방지와 외부 이물질 등의 침입을 방지하도록 함과 동시에, 신속하게 스택을 조립할 수 있다.Accordingly, in the gasket 100 for a redox flow cell of the present invention, when the redox flow cell stack is assembled, the flow frame alignment portion 320 is aligned with the alignment portion 140 of the gasket 100 for the redox flow battery, The flow frame 300 and the gasket 100 for the redox-flow battery are adsorbed by the vacuum pump 110 by the vacuum pressure so as to prevent the electrolyte from leaking out and to prevent foreign substances from entering, have.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, the embodiments disclosed in the present specification are intended to illustrate rather than limit the present invention, and the scope and spirit of the present invention are not limited by these embodiments. The scope of the present invention should be construed according to the following claims, and all the techniques within the scope of the present invention should be construed as being included in the scope of the present invention.

10 : 가스켓을 포함하는 레독스 흐름전지 스택
100 : 레독스 흐름전지용 가스켓
200 : 맴브레인
300 : 플로우 프레임
400 : 양전극판
500 : 음전극판
600 : 집전판10: redox flow cell stack containing gasket
100: Gasket for redox flow battery
200: Membrane
300: flow frame
400: positive electrode plate
500: negative electrode plate
600: House front plate

Claims (3)

일면은 가장자리에 일정간격으로 형성되어 플로우 프레임에 흡착되는 진공흡착홈이 형성되며, 타면은 맴브레인과 접촉되며, 상기 일면과 타면 중앙부는 서로 통공되어 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지용 가스켓.
Wherein the gasket is formed at a predetermined interval on one side of the flow frame to form a vacuum adsorption groove on the other side thereof and the other side is in contact with the membrane and the one side and the other side of the other side are communicated with each other to form an opening. .
제 1항에 있어서,
상기 진공흡착홈은 하방으로 오목지게 라운딩된 오목흡착부와, 상기 오목흡착부 끝단에 상방으로 볼록지게 라운딩된 보강부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지용 가스켓.
The method according to claim 1,
Wherein the vacuum adsorption groove comprises a concave adsorption portion rounded downwardly and a reinforcing portion rounded upward at an end of the concave adsorption portion.
제 1항에 또는 제 2항에 있어서,
상기 가스켓은 고무 또는 합성수지로 제조되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지용 가스켓.
The method according to claim 1 or 2,
Wherein the gasket is made of rubber or synthetic resin.
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