KR20190003908A - 레독스 흐름 전지 및 레독스 흐름 전지의 수납 시스템 - Google Patents

레독스 흐름 전지 및 레독스 흐름 전지의 수납 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레독스 흐름 전지 및 이를 포함하는 레독스 흐름 전지의 수납 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 레독스 흐름 전지는 제1 앤드 플레이트; 상기 제1 앤드 플레이트와 이격되는 제2 앤드 플레이트; 및 상기 제1 및 제2 앤드 플레이트들 사이에 위치된 전지 셀부를 포함하고, 상기 제1 앤드 플레이트는, 콘(cone) 형상의 제1 정렬 돌기, 및 콘(cone) 형상의 제1 정렬 홈 중 적어도 어느 하나를 갖는 제1 정렬부를 포함한다.

Description

레독스 흐름 전지 및 레독스 흐름 전지의 수납 시스템{Redox flow battery and storage system for redox flow battery}
본 발명은 레독스 흐름 전지 및 레독스 흐름 전지의 수납 시스템에 관한 것이다.
레독스 흐름 전지는 태양광 발전, 풍력 발전 등의 간헐적인 자연에너지를 이용하고 있는 발전 시스템의 원활한 운전을 위한 대용량 전력저장 또는 비상 전원용으로 기술 개발이 진행되고 있다.
레독스 흐름 전지는 충전 시에는 양극에서 4가 바나듐 이온이 5가 바나듐 이온으로, 음극에서는 3가 바나듐 이온이 2가로 변환되고, 방전 시에는 역으로 바나듐 이온의 가수가 변화하여 충전 및 방전이 진행된다.
레독스 흐름 전지는 쌍극판, 전극(카본 펠트), 쌍극판을 감싸는 프레임 및 이온 교환막(멤브레인)이 규칙적으로 배치되며, 전극에는 흐르는 전해액이 제공되는데 쌍극판의 일측에는 양극 전해액이 제공되고 쌍극판의 타측에는 음극 전해액이 제공된다.
레독스 흐름 전지는 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS) 내에 설치될 수 있다. 에너지 저장 시스템은 선반 장치 상에 레독스 흐름 전지의 전지 스택을 수납할 수 있다. 에너지 저장 시스템은 선반 장치 상에 설치된 레독스 흐름 전지의 전지 스택에 대응되는 배관을 포함할 수 있다. 상기 배관들은 레독스 흐름 전지의 공급/회수 포트들에 연결될 수 있다. 상기 배관들은 선반 상에 최초로 설치된 레독스 흐름 전지의 전지 스택에 대응된 위치를 갖도록 설치될 수 있다.
이러한, 레독스 흐름 전지의 유지 보수 등을 이유로, 레독스 흐름 전지의 전지 스택은 선반으로부터 분리되고, 재 설치될 수 있다. 하지만 선반 상에 재 설치된 전지 스택의 위치는 최초의 전지 스택의 위치와 미세하게 상이할 수 있다. 이에 따라, 배관들이 재 설치된 전지 스택의 공급/회수 포트들에 정확하게 연결되기 어려워, 배관들의 위치를 변경해야 하는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 레독스 흐름 전지의 스택을 항상 선반 장치의 기 설정된 위치에 위치시키는 레독스 흐름 전지 및 레독스 흐름 전지의 수납 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 레독스 흐름 전지의 스택을 항상 선반 장치의 기 설정된 위치에 항상 위치시켜, 배관들의 위치 변경을 방지하는 레독스 흐름 전지 및 레독스 흐름 전지의 수납 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 레독스 흐름 전지는, 제1 앤드 플레이트; 상기 제1 앤드 플레이트와 이격되는 제2 앤드 플레이트; 및 상기 제1 및 제2 앤드 플레이트들 사이에 위치된 전지 셀부를 포함하고, 상기 제1 앤드 플레이트는, 콘(cone) 형상의 제1 정렬 돌기 및 콘(cone) 형상의 제1 정렬 홈 중 적어도 어느 하나를 갖는 제1 정렬부를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 제1 앤드 플레이트는, 상기 전지 셀부와 마주보는 제1 상면, 상기 제1 상면과 대향된 제1 하면, 및 상기 제1 상면과 상기 제1 하면을 연결하는 제1 측면을 포함하고, 상기 제1 정렬부는, 상기 제1 측면 상에 제공될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 정렬부는 적어도 하나의 상기 제1 정렬 홈을 포함하고, 상기 제1 앤드 플레이트는: 상기 제1 상면과 상기 제1 정렬 홈을 연결하는 제1 고정 홀: 및 상기 제1 고정 홀과 중첩되고, 상기 제1 하면과 상기 제1 정렬 홈을 연결하는 제2 고정 홀을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 정렬부는, 적어도 하나의 제1 정렬 돌기를 포함하고, 상기 제1 정렬 돌기는 그를 관통하는 제1 관통 홀을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 레독스 흐름 전지의 수납 시스템은, 적어도 하나의 전지 스택; 및 상기 전지 스택을 지지하는 선반 장치를 포함하고, 상기 전지 스택은, 제1 앤드 플레이트, 상기 제1 앤드 플레이트로부터 이격되는 제2 앤드 플레이트, 및 상기 제1 및 제2 앤드 플레이트들 사이에 위치된 전지 셀부를 포함하고, 상기 선반 장치는, 상기 제1 앤드 플레이트를 지지하는 제1 지지 부재, 및 상기 제2 앤드 플레이트를 지지하는 제2 지지 부재를 포함하고, 상기 제1 앤드 플레이트는, 콘(cone) 형상의 제1 정렬 돌기, 및 콘(cone) 형상의 제1 정렬 홈 중 적어도 어느 하나를 포함하는 제1 정렬부를 포함하고, 상기 제1 지지 부재는, 상기 제1 정렬 돌기가 삽입되는 콘(cone) 형상의 제1 삽입 홈, 및 상기 제1 정렬 홈에 삽입되는 콘(cone) 형상의 제1 삽입 돌기 중 적어도 어느 하나를 포함하는 제1 삽입부를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 제1 정렬부는 적어도 하나의 상기 제1 정렬 홈을 갖고, 상기 제1 앤드 플레이트는: 상기 제1 상면과 상기 제1 정렬 홈을 연결하는 제1 고정 홀: 및 상기 제1 고정 홀과 중첩되고, 상기 제1 하면과 상기 제1 정렬 홈을 연결하는 제2 고정 홀을 포함하고, 상기 제1 삽입부는 상기 제1 정렬 홈에 대응되는 적어도 하나의 제1 삽입 돌기를 포함하고, 상기 제1 삽입 돌기는 그를 관통하는 제1 삽입 홀을 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 정렬부는, 적어도 하나의 제1 정렬 돌기를 포함하고, 상기 제1 정렬 돌기는 그를 관통하는 제1 관통 홀을 포함하며, 상기 제1 지지 부재는: 상기 제1 삽입 홈이 제공된 제1 지지 면; 상기 제1 지지 면과 대향된 제2 지지 면; 상기 제1 및 제2 지지 면들을 연결하는 제3 지지 면; 상기 제1 및 제2 지지 면들을 연결하고, 상기 제3 지지 면과 대향된 제4 지지 면; 상기 제3 지지 면과 상기 제1 삽입 홈을 연결하는 제1 연결 홀; 및 상기 제4 지지 면과 상기 제1 삽입 홈을 연결하고, 상기 제1 연결 홀과 이격되며, 상기 제1 연결 홀과 중첩되는 제2 연결 홀을 포함할 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 레독스 흐름 전지의 스택은 선반 장치 상에 자동 정렬될 수 있다. 이에 따라, 스택은 선반 장치의 기 설정된 위치에 항상 위치될 수 있다.
스택이 선반 장치의 기 설정된 위치에 항상 위치됨으로써, 스택의 교체 등에 따른 배관들의 위치 변경이 방지될 수 있다. 이에 따라, 배관들의 위치 변경에 따른 전해액 누수 및 비용이 줄어들 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레독스 흐름 전지의 수납 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1의 레독스 흐름 전지의 전지 스택을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 레독스 흐름 전지의 전지 스택을 나타낸 측면도이다.
도 4은 도 2의 I-I' 선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 2의 II-II' 선에 따른 단면도이다.
도 6a은 도 2의 III-III' 선에 따른 단면도이다.
도 6b은 도 2의 IV-IV' 선에 따른 단면도이다.
도 7은 도 1의 레독스 흐름 전지의 전지 스택의 변형 예를 나타낸 사시도이다.
도 8은 도 7의 I-I' 선에 따른 단면도이다.
도 9a는 도 7의 II-II' 선에 따른 단면도이다.
도 9b는 도 7의 III-III' 선에 따른 단면도이다.
도 10은 도 8의 제2 앤드 플레이트의 변형 예를 나타낸 단면도이다.
도 11은 도 1의 선반 장치를 나타낸 평면도이다.
도 12는 도 11의 I-I' 선에 따른 단면도이다.
도 13은 도 12의 제1 및 제2 지지 부재들의 변형 예를 나타낸 단면도이다.
도 14a는 도 1의 선반 장치의 변형 예를 나타낸 평면도이다.
도 14b는 도 14a의 I-I' 선에 따른 단면도이다.
도 15 내지 도 18은 도 1의 레독스 흐름 전지의 전지 스택을 선반 장치에 정렬하는 과정들을 나타낸 도면들이다.
도 19 내지 도 21은 도 18의 레독스 흐름 전지의 전지 스택 상에 다른 전지 스택을 정렬하는 과정들을 나타낸 도면들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 본 명세서의 다양한 실시 예들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시 예들은 그것의 상보적인 실시 예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 개념 및 이에 따른 실시 예들에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레독스 흐름 전지의 수납 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 레독스 흐름 전지의 수납 시스템(1)은 레독스 흐름 전지, 및 선반 장치(20)를 포함할 수 있다.
레독스 흐름 전지는, 적어도 하나의 전지 스택(100), 제1 저장 탱크(300), 제1 펌프(500), 제2 저장 탱크(400), 및 제2 펌프(550)를 포함할 수 있다. 레독스 흐름 전지는 제1 배관(350) 및 제2 배관(450)을 더 포함할 수 있다.
제1 저장 탱크(300)는 제1 전해액을 저장할 수 있다. 제2 저장 탱크(400)는 제2 전해액을 저장할 수 있다. 예를 들면, 제1 전해액은 양극 전해액일 수 있고, 제2 전해액은 음극 전해액일 수 있다. 제1 전해액은 바나듐 활물질로서 V4+ 이온 및 V5+ 이온을 포함할 수 있고, 제2 전해액은 바나듐 활물질로서 V2+ 이온 및 V3+ 이온을 포함할 수 있다. 제1 전해액 및 제2 전해액 각각은 황산, 염산 또는 이들의 혼합산을 더 포함할 수 있다. 황산 또는 염산은 바나듐 활물질을 용해시킬 수 있다.
제1 배관(350)은 제1 저장 탱크(300)와 전지 스택(100)을 연결할 수 있다. 예를 들면, 제1 배관(350)은 후술할 제1 공급 포트(150, 도 2 참조)와 후술할 제1 회수 포트(155, 도 2 참조)를 제1 저장 탱크(300)에 연결할 수 있다.
제2 배관(450)은 제2 저장 탱크(400)와 전지 스택(100)을 연결할 수 있다. 예를 들면, 제2 배관(450)은 후술할 제2 공급 포트(160, 도 2 참조), 및 후술할 제2 회수 포트(165, 도 2 참조)를 제2 저장 탱크(400)에 연결할 수 있다.
제1 펌프(500)는 제1 배관(350) 상에 설치될 수 있다. 제1 펌프(500)는 제1 저장 탱크(300)와 전지 스택(100) 사이에서, 제1 전해액이 순환되도록 할 수 있다. 제2 펌프(550)는 제2 배관(450) 상에 설치될 수 있다. 제2 펌프(550)는 제2 저장 탱크(400)와 전지 스택(100) 사이에서, 제2 전해액이 순환되도록 할 수 있다. 제1 및 제2 펌프들(500, 550)은 진공 펌프일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
전지 스택(100)은 선반 장치(20) 상에 위치될 수 있다. 실시 예에서, 복수의 전지 스택들(100)이 선반 장치(20) 상에 위치될 수 있다. 복수의 전지 스택들(100)은 선반 장치(20) 상에서, 제1 및 제2 방향들(D1, D2)을 따라 배열될 수 있다. 제1 및 제2 방향들(D1, D2)은 서로 수직할 수 있다. 전지 스택(100)에 대한 자세한 사항은 후술한다.
도 2는 도 1의 레독스 흐름 전지의 전지 스택을 나타낸 사시도이다. 도 3은 도 1의 레독스 흐름 전지의 전지 스택을 나타낸 측면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 레독스 흐름 전지의 전지 스택(100)은 제1 앤드 플레이트(110), 제2 앤드 플레이트(120), 제1 집전판(140), 제2 집전판(145) 및 전지 셀부(130)를 포함할 수 있다. 전지 스택(100)은 제1 공급 포트(150), 제1 회수 포트(155), 제2 공급 포트(160), 및 제2 회수 포트(165)를 더 포함할 수 있다.
제1 앤드 플레이트(110)는 전지 스택(100)의 바닥 영역을 형성할 수 있다. 제2 앤드 플레이트(120)는 제1 앤드 플레이트(110)와 이격될 수 있다. 예를 들면, 제2 앤드 플레이트(120)는 제1 앤드 플레이트(110)로부터 제1 방향(D1)으로 이격될 수 있다. 제1 및 제2 앤드 플레이트들(110, 120)은 서로 수직하게 중첩될 수 있다. 제1 및 제2 앤드 플레이트들(110, 120)의 각각은 대략 일 방향으로 길쭉한 평탄으로 형성될 수 있다.
제1 앤드 플레이트(110)는 제1 정렬부(115)를 포함할 수 있다. 제1 정렬부(115)는 콘(cone) 형상의 제1 정렬 돌기(P1, 도 7 참조) 및 콘(cone) 형상의 제1 정렬 홈(G1) 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다. 실시 예에서, 제1 정렬부(115)는 복수의 제1 정렬 홈들(G1)을 포함할 수 있다.
제2 앤드 플레이트(120)는 제2 정렬부(125)를 포함할 수 있다. 제2 정렬부(125)는 콘(cone) 형상의 제2 정렬 돌기(P2, 도 7 참조) 및 콘(cone) 형상의 제2 정렬 홈(G2) 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다. 실시 예에서, 제2 정렬부(125)는 복수의 제2 정렬 홈들(G2)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 정렬부들(115, 125)은 서로 중첩될 수 있다. 예를 들면, 제2 정렬 홈들(G2)의 각각은 제1 정렬 홈들(G1)의 각각에 제1 방향(D1)으로 중첩될 수 있다. 여기서, 콘(cone) 형상은 밑면이 원이고, 옆면이 곡면인 원뿔모양의 입체 도형을 의미할 수 있다. 또한, 원뿔의 꼭짓점은 밑면의 중심과 수직하게 중첩될 수 있다. 제1 및 제2 정렬부들(115, 125)에 대한 자세한 사항은 후술한다.
전지 셀부(130)는 제1 및 제2 앤드 플레이트들(110, 120) 사이에 위치될 수 있다. 전지 셀부(130)는 복수의 단위 셀들(135)과, 쌍극판을 포함할 수 있다.
단위 셀들(135)의 각각은 양극 전극, 음극 전극, 이온 교환막, 음극 프레임, 및 양극 프레임을 포함할 수 있다. 이온 교환막은 양극 전극과 음극 전극 사이에 위치될 수 수 있다. 이에 따라, 양극 전극에 흐르는 제1 전해액과 음극에 흐르는 제2 전해액은 서로 이온 교환할 수 있다.
쌍극판은 서로 인접한 단위 셀들(135) 사이에 위치될 수 있다. 이에 따라, 단위 셀(135)의 양극 전극이 쌍극판에 의해 인접한 단위 셀(135)의 음극 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 집전판(140)은 전지 셀부(130)와 제1 앤드 플레이트(110) 사이에 위치될 수 있다. 제2 집전판(145)은 전지 셀부(130)와 제2 앤드 플레이트(120) 사이에 위치될 수 수 있다. 제1 및 제2 집전판들(140, 145)의 각각은 전지 셀부(130)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 및 제2 집전판들(140, 145)의 각각은 접촉 저항이 낮은 금속 판(예를 들면, 구리판 또는 구리 도금판)일 수 있다. 외부 기기들는 제1 및 제2 집전판들(140, 145)과 전기적으로 연결되어, 레독스 플로우 전지(10, 도 1 참조)의 전력을 공급 받을 수 있다.
제1 공급 포트(150), 제1 회수 포트(155), 제2 공급 포트(160) 및 제2 회수 포트(165)는 제2 앤드 플레이트(120) 상에 설치될 수 있다. 제1 공급 포트(150) 및 제2 회수 포트(165)는 제1 배관(350, 도 1 참조)과 연결될 수 있다. 제2 공급 포트(160), 및 제2 회수 포트(165)는 제2 배관(450, 도 1 참조)과 연결될 수 있다.
도 4은 도 2의 I-I' 선에 따른 단면도이다. 도 5는 도 2의 II-II' 선에 따른 단면도이다. 도 6a은 도 2의 III-III' 선에 따른 단면도이다. 도 6b은 도 2의 IV-IV' 선에 따른 단면도이다.
도 2, 도 3, 도 4, 도 5, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 제1 앤드 플레이트(110)는 제1 상면(112), 제1 하면(111), 및 제1 측면(113)을 포함할 수 있다.
제1 상면(112)은 전지 셀부(130)와 마주볼 수 있다. 제1 상면(112)은 제1 집전판(140)과 접촉할 수 있다. 제1 하면(111)은 제1 상면(112)과 대향될 수 있다. 제1 상면(112)과 제1 하면(111)은 평탄 면일 수 있다. 본 명세서에서, 대향된다는 것은 그것과 반대쪽에 있다는 것을 의미한다.
제1 측면(113)은 제1 상면(112)과 제1 하면(111) 사이에 위치될 수 있다. 제1 측면(113)은 제1 상면(112)과 제1 하면(111)을 연결할 수 있다. 예를 들면, 제1 측면(113)은 제1 상면(112)의 경계와 제1 하면(111)의 경계를 연결할 수 있다. 실시 예에서, 제1 앤드 플레이트(110)는 사각 판으로 제공될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 측면(113)은 제1 전방면(1131), 제1 후방면(1132), 제1 우측면(1133), 및 제1 좌측면(1134)을 포함할 수 있다.
제1 전방면(1131)과 제1 후방면(1132)은 서로 이격될 수 있다. 예를 들면, 제1 후방면(1132)은 제1 전방면(1131)으로부터 제2 방향(D2)으로 이격될 수 있다.
제1 좌측면(1134)과 제1 우측면(1133)은 제1 전방면(1131)과 제1 후방면(1132)을 연결할 수 있다. 제1 좌측면(1134)은 제1 우측면(1133)으로부터 제3 방향(D3)으로 이격될 수 있다. 제3 방향(D3)은 제1 및 제2 방향들(D1, D2)과 수직한 방향일 수 있다. 제1 좌측면(1134)과 제1 우측면(1133)은 서로 대향될 수 있다.
제1 정렬부(115)는 제1 측면(113) 상에 제공될 수 있다. 실시 예에서, 복수의 제1 정렬 홈들(G1)이 제1 측면(113) 상에 제공될 수 있다. 예를 들면, 제1 정렬 홈들(G1)은 제1 측면(113) 상에 함몰 형성될 수 있다. 복수의 제1 정렬 홈들(G1)은 서로 이격될 수 있다. 다른 예에서, 하나의 제1 정렬 홈(G1)이 제1 측면(113) 상에 제공될 수 있다.
제1 정렬 홈들(G1)은 제1 전방면(1131), 제1 후방면(1132), 제1 우측면(1133), 및 제1 좌측면(1134) 중 적어도 어느 하나에 복수 개 제공될 수 있다. 실시 예에서, 한 쌍의 제1 정렬 홈들(G1)이 제1 전방면(1131), 제1 후방면(1132), 제1 우측면(1133), 및 제1 좌측면(1134)의 각각에 제공될 수 있다.
제1 앤드 플레이트(110)는 적어도 하나의 제1 고정 홀(FH1)과, 적어도 하나의 제2 고정 홀(FH2)을 포함할 수 있다. 제1 고정 홀(FH1)은 제1 상면(112)과 제1 정렬 홈(G1)을 연결할 수 있다. 제2 고정 홀(FH2)은 제1 하면(111)과 제1 정렬 홈(G1)을 연결할 수 있다. 제1 및 제2 고정 홀들(FH1, FH2)의 각각은 제1 방향(D1)을 따라 연장될 수 있다. 제1 및 제2 고정 홀들(FH1, FH2)은 서로 이격될 수 있다. 제1 및 제2 고정 홀들(FH1, FH2)은 서로 수직하게 중첩될 수 있다. 실시 예에서, 제1 앤드 플레이트(110)는 복수의 제1 고정 홀들(FH1)과, 복수의 제2 고정 홀들(FH2)을 포함할 수 있다.
제2 앤드 플레이트(120)는 제2 상면(122), 제2 하면(121), 및 제2 측면(123)을 포함할 수 있다. 제2 앤드 플레이트(120)는 제2 정렬부(125), 적어도 하나의 제3 고정 홀(FH3), 및 적어도 하나의 제4 고정 홀(FH4)을 포함할 수 있다. 제2 앤드 플레이트(120)는 그를 관통하는 복수의 공급 홀들(128)과, 그를 관통하는 복수의 회수 홀들(129)을 포함할 수 있다.
제2 하면(121)은 전지 셀부(130)와 마주볼 수 있다. 제2 하면(121)은 제2 집전판(145)과 접촉할 수 있다. 제2 상면(122)은 제2 하면(121)과 대향될 수 있다. 제2 상면(122)과 제2 하면(121)은 평탄 면일 수 있다.
제2 측면(123)은 제2 상면(122)과 제2 하면(121) 사이에 위치될 수 있다. 제2 측면(123)은 제2 상면(122)과, 제2 하면(121)을 연결할 수 있다. 예를 들면, 제2 측면(123)은 제2 상면(122)의 경계와, 제2 하면(121)의 경계를 연결할 수 있다. 실시 예에서, 제2 앤드 플레이트(120)는 사각 판으로 제공될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 측면(123)은 제2 전방면(1231), 제2 후방면(1232), 제2 우측면(1233), 및 제2 좌측면(1234)을 포함할 수 있다.
제2 전방면(1231)은 상기 제1 전방면(1131)과 수직하게 중첩되고, 제2 후방면(1232)은 상기 제1 후방면(1132)과 수직하게 중첩될 수 있다. 제2 좌측면(1234)은 상기 제1 좌측면(1134)과 수직하게 중첩되고, 제2 우측면(1233)은 상기 제1 우측면(1133)과 수직하게 중첩될 수 있다.
제2 정렬부(125)는 제2 측면(123) 상에 제공될 수 있다. 실시 예에서, 복수의 제2 정렬 홈들(G2)이 제2 측면(123) 상에 제공될 수 있다. 복수의 제2 정렬 홈들(G2)은 서로 이격될 수 있다. 다른 예에서, 하나의 제2 정렬 홈(G2)이 제2 측면(123) 상에 제공될 수 있다.
제2 정렬 홈들(G2)은 제2 전방면(1231), 제2 후방면(1232), 제2 우측면(1233), 및 제2 좌측면(1234) 중 적어도 어느 하나에 복수 개 제공될 수 있다. 실시 예에서, 제2 전방면(1231), 제2 후방면(1232), 제2 우측면(1233), 및 제2 좌측면(1234)의 각각에 한 쌍의 제2 정렬 홈들(G2)이 제공될 수 있다.
제3 고정 홀(FH3)은 제2 상면(122)과 제2 정렬 홈(G2)을 연결할 수 있다. 제4 고정 홀(FH4)은 제2 하면(121)과 제2 정렬 홈(G2)을 연결할 수 있다. 제3 및 제4 고정 홀들(FH3, FH4)은의 각각은 제1 방향(D1)을 따라 연장될 수 있다. 제3 및 제4 고정 홀들(FH3, FH4)은 서로 이격될 수 있다. 제3 및 제4 고정 홀들(FH3, FH4)은 서로 수직하게 중첩될 수 있다. 실시 예에서, 제2 앤드 플레이트(120)는 복수의 제3 고정 홀들(FH3)과, 복수의 제4 고정 홀들(FH4)을 포함할 수 있다.
복수의 공급 홀들(128)은 제1 공급 포트(150)와 연결되는 제1 공급 홀(SH1), 및 제2 공급 포트(160)와 연결되는 제2 공급 홀(SH2)을 포함할 수 있다. 복수의 회수 홀들(129)은, 제1 회수 포트(155)와 연결되는 제1 회수 홀(RH1), 및 제2 회수 포트(165)와 연결되는 제2 회수 홀(RH2)을 포함할 수 있다. 제1 전해액과, 제2 전해액은 공급 홀들(128)을 통해 전지 셀부(130)로 공급될 수 있다. 또한, 제1 전해액과, 제2 전해액은 회수 홀들(129)을 통해 전지 셀부(130)로부터 회수될 수 있다.
도 7은 도 1의 레독스 흐름 전지의 전지 스택의 변형 예를 나타낸 사시도이다. 도 8은 도 7의 I-I' 선에 따른 단면도이다. 도 9a는 도 7의 II-II' 선에 따른 단면도이다. 도 9b는 도 7의 III-III' 선에 따른 단면도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 2 내지 도 6b를 참조하여 설명한 실시 예와 실질적으로 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 7, 도 8, 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 레독스 흐름 전지의 전지 스택(100)은 제1 앤드 플레이트(110), 제2 앤드 플레이트(120), 제1 집전판(140), 제2 집전판(145) 및 전지 셀부(130)를 포함할 수 있다. 전지 스택(100)은 제1 공급 포트(150), 제1 회수 포트(155), 제2 공급 포트(160), 및 제2 회수 포트(165)를 더 포함할 수 있다.
제1 정렬부(115)는 복수의 제1 정렬 돌기들(P1)과 복수의 제1 정렬 홈들(G1)이 제1 측면(113) 상에 제공될 수 있다. 제1 정렬 돌기들(P1)은 제1 측면(113)으로부터 멀어지는 방향으로 돌출될 수 있다.
제1 정렬 돌기들(P1)은 제1 전방면(1131, 도 4 참조), 제1 후방면(1132, 도 4 참조), 제1 우측면(1133, 도 4 참조), 및 제1 좌측면(1134, 도 4 참조) 중 적어도 어느 하나에 복수 개 제공될 수 있다. 또한, 제1 정렬 홈들(G1)은 제1 전방면(1131), 제1 후방면(1132), 제1 우측면(1133), 및 제1 좌측면(1134) 중 적어도 어느 하나에 복수 개 제공될 수 있다. 실시 예에서, 한 쌍의 제1 정렬 돌기들(P1)은 제1 우측면(1133), 및 제1 좌측면(1134)의 각각에 제공될 수 있다. 한 쌍의 제1 정렬 홈들(G1)은 제1 전방면(1131) 및 제1 후방면(1132)의 각각에 제공될 수 있다.
제1 정렬 돌기들(P1)의 각각은 그를 관통하는 제1 관통 홀(TH1)을 가질 수 있다. 제1 앤드 플레이트(110)는 제1 고정 홀(FH1, 도 6a 참조)과, 제2 고정 홀(FH2, 도 6b 참조)을 더 포함할 수 있다.
제2 정렬부(125)는 복수의 제2 정렬 돌기들(P2)과 복수의 제2 정렬 홈들(G2)이 제2 측면(123) 상에 제공될 수 있다. 제2 정렬 돌기들(P2)은 제2 측면(123)으로부터 멀어지는 방향으로 돌출될 수 있다.
제2 정렬 돌기들(P2)은 제2 전방면(1231), 제2 후방면(1232), 제2 우측면(1233), 및 제2 좌측면(1234) 중 적어도 어느 하나에 복수 개 제공될 수 있다. 또한, 제2 정렬 홈들(G2)은 제2 전방면(1231), 제2 후방면(1232), 제2 우측면(1233), 및 제2 좌측면(1234) 중 적어도 어느 하나에 복수 개 제공될 수 있다. 실시 예에서, 한 쌍의 제2 정렬 돌기들(P2)은 제2 우측면(1233), 및 제2 좌측면(1234)의 각각에 제공될 수 있다. 한 쌍의 제2 정렬 홈들(G2)은 제2 전방면(1231) 및 제2 후방면(1232)의 각각에 제공될 수 있다.
제2 정렬 돌기들(P2)의 각각은 그를 관통하는 제2 관통 홀(TH2)을 가질 수 있다. 제2 앤드 플레이트(120)는 제3 고정 홀(FH3, 도 6b 참조)과, 제4 고정 홀(FH4, 도 6b 참조)을 더 포함할 수 있다. 제1 관통 홀(TH1), 제2 관통 홀(TH2), 제1 내지 제4 고정 홀(FH4)의 각각은 제1 방향(D1)을 따라 연장될 수 있다.
도 10은 도 8의 제2 앤드 플레이트의 변형 예를 나타낸 단면도이다. 도 10은도 8의 단면도에 대응될 수 있다. 설명의 간결함을 위해, 도 2 내지 도 9를 참조하여 설명한 실시 예와 실질적으로 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 10을 참조하면, 제2 정렬부(125)는 복수의 제2 정렬 홈들(G2)과, 복수의 제2 정렬 돌기들(P2)을 포함할 수 있다. 제2 정렬 홈들(G2)과, 제2 정렬 돌기들(P2)은 제2 측면(123) 상에 제공될 수 있다.
제2 정렬 돌기들(P2)은 제2 우측면(1233), 및 제2 좌측면(1234)에 하나씩 제공될 수 있다. 제2 정렬 홈들(G2)은 제2 우측면(1233), 및 제2 좌측면(1234)에 하나씩 제공될 수 있다. 제2 정렬 홈들(G2)은 제2 전방면(1231) 및 제2 후방면(1232)에 두 개씩 제공될 수 있다. 이에 따라, 제2 좌측면(1234) 상에 제2 정렬 홈(G2)과 제2 정렬 돌기(P2)가 제공될 수 있다. 또한, 제2 우측면(1233) 상에 제2 정렬 홈(G2)과 제2 정렬 돌기(P2)가 제공될 수 있다.
제2 좌측면(1234)의 제2 정렬 홈(G2)과 제2 정렬 돌기(P2)는 제2 우측면(1233)의 제2 정렬 홈(G2)과 제2 정렬 돌기(P2)와 제3 방향(D3, 도 7 참조)으로 중첩될 수 있다.
실시 예에서 제1 앤드 플레이트(110)는 도 10의 제2 앤드 플레이트(120)와 유사한 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 좌측면(1134, 도 4 참조) 상에 제1 정렬 홈(G1)과 제1 정렬 돌기(P1)가 제공될 수 있다. 또한, 제1 우측면(1133, 도 4 참조) 상에 제1 정렬 홈(G1)과 제1 정렬 돌기(P1)가 제공될 수 있다.
도 11은 도 1의 선반 장치를 나타낸 평면도이다. 도 12는 도 11의 I-I' 선에 따른 단면도이다.
도 1, 도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 선반 장치(20)는 복수의 전지 스택들(100)을 지지할 수 있다. 즉, 복수의 전지 스택들(100)은 선반 장치(20)에 수납될 수 있다.
선반 장치(20)는 제1 지지 부재(230), 제2 지지 부재(240), 제1 연결 부재(210), 및 제2 연결 부재(220)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 연결 부재들(210, 220)은 제1 방향(D1)을 따라 연장될 수 있다. 제1 연결 부재(210)와 제2 연결 부재(220)는 서로 이격될 수 있다. 예를 들면, 제2 연결 부재(220)는 제1 연결 부재(210)로부터 제1 방향(D1)과 수직한 제2 방향(D2)으로 이격될 수 있다.
제1 및 제2 지지 부재들(230, 240)의 각각은 제1 및 제2 연결 부재들(210, 220) 사이에 위치될 수 있다. 제1 및 제2 지지 부재들(230, 240)의 각각은 제1 및 제2 연결 부재들(210, 220)과 연결될 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 지지 부재들(230, 240)의 일단은 제1 연결 부재(210)에 결합되고, 제1 및 제2 지지 부재들(230, 240)의 타단은 제2 연결 부재(220)에 결합될 수 있다.
제1 지지 부재(230)는 전지 스택(100)의 제1 앤드 플레이트(110, 도 2 참조)를 지지할 수 있다. 제1 지지 부재(230)는 제1 삽입부(235)를 포함할 수 있다. 제1 지지 부재(230)는 복수 개 제공될 수 있다. 실시 예에서, 제1 지지 부재들(230)은 제1 방향(D1)을 따라 이격될 수 있다. 다른 예에서, 제1 지지 부재들(230)은 제1 방향(D1)과, 제1 및 제2 방향들(D1, D2)과 수직한 제3 방향(D3, 도 2 참조)을 따라 이격될 수 있다.
제1 삽입부(235)는 콘(cone) 형상의 제1 삽입 홈(IG1, 도 13 참조) 및 콘(cone) 형상의 제1 삽입 돌기(IP1)들 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 실시 예에서, 제1 삽입부(235)는 복수의 제1 삽입 돌기들(IP1)을 포함할 수 있다. 제1 삽입 돌기(IP1)는 전술한 제1 정렬 홈(G1)에 대응될 수 있다. 이에 따라, 제1 삽입 돌기(IP1)는 제1 정렬 홈(G1)에 삽입될 수 있다.
복수의 제1 삽입 돌기들(IP1)은 서로 이격될 수 있다. 제1 삽입 돌기들(IP1)은 제2 방향(D2)을 따라 배열될 수 있다. 제1 삽입 돌기들(IP1)의 각각은 그를 관통하는 제1 삽입 홀(IH1)을 가질 수 있다. 제1 삽입 홀(IH1)은 제1 방향(D1)을 따라 연장될 수 있다.
제1 지지 부재(230)는 제1 내지 제4 지지 면들(231, 232, 233, 234)을 포함할 수 있다. 제1 지지 면(231)은, 제1 앤드 플레이트(110)와 마주볼 수 있다. 제1 삽입부(235)는 제1 지지 면(231)에 제공될 수 있다. 제2 지지 면(232)은 제1 지지 면(231)과 대향될 수 있다. 제2 지지 면(232)은 제1 지지 면(231) 아래에 위치될 수 있다. 제3 및 제4 지지 면들(233, 234)은 제1 및 제2 지지 면들(231, 232)을 연결할 수 있다. 제4 지지 면(234)은 제3 지지 면(233)으로부터 제1 방향(D1)으로 이격될 수 있다. 제3 및 제4 지지 면들(233, 234)은 서로 대향될 수 있다.
제2 지지 부재(240)는 전지 스택(100)의 제2 앤드 플레이트(120)를 지지할 수 있다. 제1 및 제2 지지 부재들(230, 240)은 서로 이격될 수 있다. 예를 들면, 제2 지지 부재(240)는 제1 지지 부재(230)로부터 제1 방향(D1)으로 이격될 수 있다. 제1 및 제2 지지 부재들(230, 240)은 제2 방향(D2)을 따라 연장된 바(bar) 형상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 지지 부재(240)는 복수 개 제공될 수 있다. 실시 예에서, 제2 지지 부재들(240)은 제1 방향(D1)을 따라 이격될 수 있다. 다른 예에서, 제2 지지 부재들(240)은 제1 방향(D1)과, 제1 및 제2 방향들(D1, D2)과 수직한 방향을 따라 이격될 수 있다. 즉, 제2 지지 부재들(240)은 상하 방향을 따라 이격될 수 있다.
제2 지지 부재(240)는 제2 삽입부(245)를 포함할 수 있다. 제1 삽입부(235)는 제1 방향(D1)으로 제2 삽입부(245)와 중첩될 수 있다.
제2 삽입부(245)는 콘(cone) 형상의 제2 삽입 홈(IG2, 도 13 참조) 및 콘(cone) 형상의 제2 삽입 돌기(IP2) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 실시 예에서, 제2 삽입부(245)는 복수의 제2 삽입 돌기들(IP2)을 포함할 수 있다. 제2 삽입 돌기(IP2)는 전술한 제2 정렬 홈(G2)에 대응될 수 있다. 이에 따라, 제2 삽입 돌기(IP2)는은 제2 정렬 홈(G2)에 삽입될 수 있다.
복수의 제2 삽입 돌기들(IP2)은 서로 이격될 수 있다. 제2 삽입 돌기들(IP2)은 제2 방향(D2)을 따라 배열될 수 있다. 제2 삽입 돌기들(IP2)의 각각은 그를 관통하는 제2 삽입 홀(IH2)을 가질 수 있다. 제2 삽입 홀(IH2)은 제1 방향(D1)을 따라 연장될 수 있다.
제2 지지 부재(240)는 제5 내지 제8 지지 면들(241, 242, 243, 244)을 포함할 수 있다. 제5 지지 면(241)은, 제2 앤드 플레이트(120)와 마주볼 수 있다. 제2 삽입부(245)는 제5 지지 면(241)에 제공될 수 있다. 제6 지지 면(242)은 제5 지지 면(241)과 대향될 수 있다. 제6 지지 면(242)은 제5 지지 면(241) 아래에 위치될 수 있다. 제7 및 제8 지지 면들(243, 244)은 제5 및 제6 지지 면들(241, 242)을 연결할 수 있다. 제8 지지 면(244)은 제7 지지 면(243)으로부터 제1 방향(D1)으로 이격될 수 있다. 제7 및 제8 지지 면들(243, 244)은 서로 대향될 수 있다.
도 13은 도 12의 제1 및 제2 지지 부재들의 변형 예를 나타낸 단면도이다. 도 13은 도 12의 단면도에 대응될 수 있다. 설명의 간결함을 위해, 도 11 및 도 12를 참조하여 설명한 실시 예와 실질적으로 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 13을 참조하면, 제1 삽입부(235)는 복수의 제1 삽입 홈들(IG1)을 포함할 수 있다. 제1 삽입 홈들(IG1)은 제1 지지 면(231)에 제공될 수 있다. 제1 삽입 홈들(IG1)은 제1 지지 면(231)으로부터 제2 지지 면(232)을 향해 함몰 형성될 수 있다. 제1 삽입 홈들(IG1)는 제1 지지 부재(230)의 길이 방향을 따라 배열될 수 있다.
제1 지지 부재(230)는 제1 연결 홀(CH1)과, 제2 연결 홀(CH2)을 더 포함할 수 있다. 제1 연결 홀(CH1)은 제3 지지 면(233)과 제1 삽입 홈(IG1)을 연결할 수 있다. 제2 연결 홀(CH2)은 제4 지지 면(234)과 제1 삽입 홈(IG1)을 연결할 수 있다. 제1 및 제2 연결 홀들(CH1, CH2)은 서로 이격될 수 있다. 제1 및 제2 연결 홀들(CH1, CH2)의 각각은 가상의 제1 선 상에 위치될 수 있다. 상기 제1 선은 제1 방향(D1, 도 11 참조)과 평행할 수 있다. 제2 연결 홀(CH2)은 제1 연결 홀(CH1)과 제1 방향(D1)으로 중첩될 수 있다.
제2 삽입부(245)는 복수의 제2 삽입 홈들(IG2)을 포함할 수 있다. 제2 삽입 홈들(IG2)은 제2 지지 부재(240)의 길이 방향을 따라 배열될 수 있다. 제2 삽입 홈(IG2)은 제5 지지 면(241)에 제공될 수 있다. 제2 삽입 홈(IG2)은 제5 지지 면(241)으로부터 제6 지지 면(242)을 향해 함몰 형성될 수 있다.
제2 지지 부재(240)는 제3 연결 홀(CH3)과, 제4 연결 홀(CH4)을 더 포함할 수 있다. 제3 연결 홀(CH3)은 제7 지지 면(243)과 제2 삽입 홈(IG2)을 연결할 수 있다. 제4 연결 홀(CH4)은 제8 지지 면(244)과 제2 삽입 홈(IG2)을 연결할 수 있다. 제3 및 제4 연결 홀들(CH3, CH4)은 서로 이격될 수 있다. 제3 및 제4 연결 홀들(CH3, CH4)의 각각은 상기 제1 선 상에 위치될 수 있다. 예를 들면, 제4 연결 홀(CH4)은 제3 연결 홀(CH3)과 제1 방향(D1)으로 중첩될 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제4 연결 홀들(CH1, CH2, CH3, CH4)은 서로 제1 방향(D1)을 따라 중첩될 수 있다.
도 14a는 도 1의 선반 장치의 변형 예를 나타낸 평면도이다. 도 14b는 도 14a의 I-I' 선에 따른 단면도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 11 내지 도 13을 참조하여 설명한 실시 예와 실질적으로 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 14a 및 도 14b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 선반 장치(20)는 제1 지지 부재(230), 제2 지지 부재(240), 제1 연결 부재(210), 및 제2 연결 부재(220)를 포함할 수 있다.
제1 삽입부(235)는 복수의 제1 삽입 돌기들(IP1)과, 복수의 제1 삽입 홈들(IG1)을 포함할 수 있다. 실시 예에서, 제1 삽입 돌기들(IP1)과 제1 삽입 홈들(IG1)은 제2 방향(D2)을 따라 교대로 배열될 수 있다.
제2 삽입부(245)는 제1 삽입부(235)와 동일한 구조일 수 있다. 예를 들면, 제2 삽입부(245)는 복수의 제2 삽입 돌기들(IP2)과, 복수의 제1 삽입 홈들(IG1)을 포함할 수 있다. 실시 예에서, 제2 삽입 돌기들(IP2)과, 제2 삽입 홈들(IG2)은 제2 방향(D2)을 따라 교대로 배열될 수 있다.
제2 삽입 돌기들(IP2)은 제1 삽입 돌기들(IP1)와 제1 방향(D1)으로 중첩될 수 있다. 또한, 제2 삽입 홈들(IG2)은 제1 삽입 홈들(IG1)과 제1 방향(D1)으로 중첩될 수 있다.
이하, 스택(100)이 선반 장지 상에 정렬되는 과정을 설명한다.
도 15 내지 도 18은 도 1의 레독스 흐름 전지의 전지 스택을 선반 장치에 정렬하는 과정들을 나타낸 도면들이다. 도 18은 도 12의 단면도에 대응될 수 있다. 설명의 간결함을 위해, 전지 스택(100)의 제1 앤드 플레이트(110)를 제1 지지 부재(230) 상에 정렬하는 과정들을 중심으로 설명하기로 한다.
도 1 및 도 15를 참조하면, 제1 앤드 플레이트(110)를 제1 지지 부재(230) 상(over)에 위치시킨다. 제1 앤드 플레이트(110)의 제1 우측면(1133)과 제1 지지 부재(230)의 제1 지지 면(231)이 서로 마주볼 수 있다. 이때, 제1 우측면(1133)에 제공된 제1 정렬 홈들(G1)은 제1 지지 면(231)에 제공된 제1 삽입 돌기들(IP1)과 대략적으로 수직하게 중첩될 수 있다.
제1 우측면(1133)의 제1 정렬 홈들(G1)과, 제1 삽입 돌기들(IP1)을 대략적으로 수직하게 중첩시킨 후, 제1 앤드 플레이트(110)는 제1 지지 부재(230)를 향해 이동될 수 있다. 즉, 전지 스택(100)이 선반 장치(20)를 향해 이동할 수 있다.
도 1 및 도 16을 참조하면, 전지 스택(100)이 선반 장치(20)를 향해 이동함으로써, 전지 스택(100)은 선반 장치(20) 상에 놓일 수 있다. 즉, 제1 삽입 돌기(IP1)는 제1 정렬 홈(G1)에 삽입될 수 있다. 하지만, 제1 삽입 돌기(IP1)는 제1 정렬 홈(G1)에 완전히 삽입되지 않을 수 있다. 예를 들면, 제1 정렬 홈(G1)의 꼭짓점(V1)과 제1 삽입 돌기(IP1)의 꼭짓점(V2)은 서로 접촉하지 않을 수 있다. 이때, 전지 스택(100)은 중력에 의해 미세하게 선반 장치(20)를 향해 이동할 수 있다. 예를 들면, 제1 정렬 홈(G1)의 내측면은 제1 삽입 돌기(IP1)의 외측면을 따라 제1 지지 부재(230)를 향해 이동할 수 있다.
도 17을 참조하면, 제1 정렬 홈(G1)의 내측면이 제1 삽입 돌기(IP1)의 외측면을 따라 이동함으로써, 제1 삽입 돌기(IP1)는 제1 정렬 홈(G1)에 완전히 삽입될 수 있다. 예를 들면, 제1 정렬 홈(G1)의 꼭짓점(V1)과 제1 삽입 돌기(IP1)의 꼭짓점(V2)은 서로 접촉할 수 있다. 이에 따라, 전지 스택(100)은 선반 장치(20) 상에 자동 정렬될 수 있고, 전지 스택(100)은 선반 장치(20)의 기 설정된 지점에 항상 위치될 수 있다. 또한, 제2 앤드 플레이트(120, 도 2 참조)도 도 15 내지 도 17에서 설명된 방법과 동일한 방법으로 제2 지지 부재(240, 도 11 참조) 상에 위치될 수 있다.
전지 스택(100)이 선반 장치(20)의 기 설정된 지점에 항상 위치됨으로써, 전지 스택(100)이 선반 장치(20)에 설치될 때, 제1 및 제2 배관들(400, 450, 도 1 참조)에 대한 위치 변경은 방지될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 배관들(400, 450)의 위치 변경에 따른 제1 및 제2 전해액의 누액이 방지될 수 있다. 제1 및 제2 배관들(400, 450)의 위치 변경에 따른 비용이 감소될 수 있다.
도 18을 참조하면, 제1 고정 홀(FH1), 제1 삽입 홀(IH1), 및 제2 고정 홀(FH2)은 제1 삽입 돌기(IP1)가 제1 정렬 홈(G1)에 삽입될 때, 서로 중첩될 수 있다. 제1 고정 홀(FH1), 제1 삽입 홀(IH1), 및 제2 고정 홀(FH2)이 서로 중첩될 때, 체결 부재(180)가 제1 고정 홀(FH1), 제1 삽입 홀(IH1), 및 제2 고정 홀(FH2) 내에 삽입될 수 있다. 이에 따라, 제1 앤드 플레이트(110)는 제1 지지 부재(230)에 고정될 수 있다.
제3 고정 홀(FH3), 제2 삽입 홀(IH2), 및 제4 고정 홀(FH4)은 제2 삽입 돌기(IP2)가 제2 정렬 홈(G2)에 삽입될 때, 서로 중첩될 수 있다. 제3 고정 홀(FH3), 제2 삽입 홀(IH2), 및 제4 고정 홀(FH4)이 서로 중첩될 때, 체결 부재(180)가 제3 고정 홀(FH3), 제2 삽입 홀(IH2), 및 제4 고정 홀(FH4) 내에 삽입될 수 있다. 이에 따라, 제2 앤드 플레이트(120)는 제2 지지 부재(240)에 고정될 수 있다. 즉, 전지 스택(100)이 선반 장치(20)에 고정될 수 있다.
체결 부재(180)는 그의 외측면에 형성된 제1 나사산을 포함할 수 있다. 또한, 제1 내지 제4 고정 홀들(FH1, FH2, FH3, FH4), 제1 및 제2 삽입 홀들(IH1, IH2)의 각각은 그의 내측면에 제1 나사산과 결합되는 제2 나사산을 포함할 수 있다. 이에 따라, 체결 부재(180)는 전지 스택(100)과 선반 장치(20)를 나사 결합시킬 수 있다.
도 19 내지 도 21은 도 18의 전지 스택 상에 다른 전지 스택을 정렬하는 과정들을 나타낸 도면들이다.
도 19를 참조하면, 선반 장치(20)의 전지 스택(100, 이하, 하측 전지 스택) 상(over)에 다른 전지 스택(100a, 이하, 상측 전지 스택)을 위치시킨다. 이때, 상측 전지 스택(100a)의 제1 앤드 플레이트(110a, 이하, 상측 앤드 플레이트)와 하측 전지 스택(100)의 제1 앤드 플레이트(110, 이하, 하측 앤드 플레이트)는 대략적으로 수직하게 중첩될 수 있다.
상측 앤드 플레이트(110a)의 제1 우측면(1133a, 이하, 상측 우측면)은 하측 앤드 플레이트(110)의 제1 좌측면(1134, 이하, 하측 좌측면)과 마주볼 수 있다. 상측 우측면(1133a)에 제공된 제1 정렬 돌기들(P1)은 하측 좌측면(1134)에 제공된 제1 정렬 홈들(G1)과 대략 수직하게 중첩될 수 있다.
상기 제1 정렬 홈들(G1)과, 상기 제1 정렬 돌기들(P1)을 서로 대략적으로 중첩시킨 후, 상측 앤드 플레이트(110a)는 하측 앤드 플레이트(110)를 향해 이동될 수 있다.
도 20을 참조하면, 상측 전지 스택(100a)이 하측 전지 스택(100)을 향해 이동함으로써, 상측 전지 스택(100a)은 하측 전지 스택(100) 상에 놓일 수 있다. 이때, 상측 우측면(1133a)의 제1 정렬 돌기들(P1)은 하측 좌측면(1134)의 제1 정렬 돌기들(P1)에 삽입될 수 있다. 하지만, 상측 우측면(1133a)의 제1 정렬 돌기들(P1)은 하측 좌측면(1134)의 제1 정렬 홈들(G1)에 완전히 삽입되지 않을 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 정렬 돌기들(P1)의 꼭짓점(V3)과 상기 제1 정렬 홈들(G1)의 꼭짓점(V1)은 서로 접촉하지 않는다. 이때, 상측 전지 스택(100a)은 중력에 의해 미세하게 하측 전지 스택(100)을 향해 이동할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 정렬 돌기(P1)의 외측면은 상기 제1 정렬 홈(G1)의 내측면을 따라 하측 앤드 플레이트(110)를 향해 이동할 수 있다.
도 21을 참조하면, 상기 제1 정렬 돌기(P1)의 외측면은 상기 제1 정렬 홈(G1)의 내측면을 따라 이동함으로써, 상측 우측면(1133a)의 제1 정렬 돌기(P1)는 하측 좌측면(1134)의 제1 정렬 홈(G1)에 완전히 삽입될 수 있다. 즉, 1 우측면(1133a)의 제1 정렬 돌기(P1)의 꼭짓점(V3)은 제1 좌측면(1134)의 제1 정렬 홈(G1)의 꼭짓점(V1)에 접촉할 수 있다. 이에 따라, 상측 전지 스택(100a)은 하측 전지 스택(100) 상에 자동 정렬될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
1: 레독스 흐름 전지의 수납 시스템 20: 선반 장치
100: 스택 110: 제1 앤드 플레이트
G1: 제1 정렬 홈 P1: 제1 정렬 돌기
TH1: 제1 관통 홀 FH2FH1: 제1 고정 홀
125: 제2 정렬부 G2: 제2 정렬 홈
P2: 제2 정렬 돌기 TH2: 제2 관통 홀
FH4: 제4 고정 홀 FH3: 제3 고정 홀
235: 제1 삽입부

Claims (14)

  1. 제1 앤드 플레이트;
    상기 제1 앤드 플레이트와 이격되는 제2 앤드 플레이트; 및
    상기 제1 및 제2 앤드 플레이트들 사이에 위치된 전지 셀부를 포함하고,
    상기 제1 앤드 플레이트는, 콘(cone) 형상의 제1 정렬 돌기, 및 콘(cone) 형상의 제1 정렬 홈 중 적어도 어느 하나를 갖는 제1 정렬부를 포함하는 레독스 흐름 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 앤드 플레이트는, 상기 전지 셀부와 마주보는 제1 상면, 상기 제1 상면과 대향된 제1 하면, 및 상기 제1 상면과 상기 제1 하면을 연결하는 제1 측면을 포함하고,
    상기 제1 정렬부는, 상기 제1 측면 상에 제공되는 레독스 흐름 전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 정렬부는 적어도 하나의 상기 제1 정렬 홈을 포함하고,
    상기 제1 앤드 플레이트는:
    상기 제1 상면과 상기 제1 정렬 홈을 연결하는 제1 고정 홀: 및
    상기 제1 고정 홀과 중첩되고, 상기 제1 하면과 상기 제1 정렬 홈을 연결하는 제2 고정 홀을 포함하는 레독스 흐름 전지.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 정렬부는, 적어도 하나의 제1 정렬 돌기를 포함하고,
    상기 제1 정렬 돌기는 그를 관통하는 제1 관통 홀을 포함하는 레독스 흐름 전지.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 측면은:
    제1 전방면;
    상기 제1 전방면과 대향된 제1 후방면;
    상기 제1 전방면과 상기 제1 후방면을 연결하는 제1 좌측면; 및
    상기 제1 전방면과 상기 제1 후방면을 연결하며 상기 제1 좌측면과 대향된 제1 우측면을 포함하고,
    상기 제1 정렬 돌기 또는 상기 제1 정렬 홈은, 상기 제1 전방면, 상기 제1 후방면, 상기 제1 좌측면, 및 상기 제1 우측면 중 적어도 어느 하나에 복수 개 제공되는 레독스 흐름 전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 앤드 플레이트는, 콘(cone) 형상의 제2 정렬 돌기, 및 콘(cone) 형상의 제2 정렬 홈 중 적어도 어느 하나를 갖는 제2 정렬부를 포함하는 레독스 흐름 전지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 정렬부와 상기 제2 정렬부는 서로 중첩되는 레독스 흐름 전지.
  8. 적어도 하나의 전지 스택; 및
    상기 전지 스택를 지지하는 선반 장치를 포함하고,
    상기 전지 스택은, 제1 앤드 플레이트, 상기 제1 앤드 플레이트로부터 이격되는 제2 앤드 플레이트, 및 상기 제1 및 제2 앤드 플레이트들 사이에 위치된 전지 셀부를 포함하고,
    상기 선반 장치는, 상기 제1 앤드 플레이트를 지지하는 제1 지지 부재, 및 상기 제2 앤드 플레이트를 지지하는 제2 지지 부재를 포함하고,
    상기 제1 앤드 플레이트는, 콘(cone) 형상의 제1 정렬 돌기, 및 콘(cone) 형상의 제1 정렬 홈 중 적어도 어느 하나를 갖는 제1 정렬부를 포함하고,
    상기 제1 지지 부재는, 상기 제1 정렬 돌기가 삽입되는 콘(cone) 형상의 제1 삽입 홈, 및 상기 제1 정렬 홈에 삽입되는 콘(cone) 형상의 제1 삽입 돌기 중 적어도 하나를 갖는 제1 삽입부를 포함하는 레독스 흐름 전지의 수납 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 앤드 플레이트는, 상기 전지 셀부와 마주보는 제1 상면, 상기 제1 상면과 대향된 제1 하면, 및 상기 제1 상면과 상기 제1 하면을 연결하는 제1 측면을 포함하고,
    상기 제1 정렬부는, 상기 제1 측면 상에 제공되는 레독스 흐름 전지의 수납 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 정렬부는 적어도 하나의 상기 제1 정렬 홈을 갖고,
    상기 제1 앤드 플레이트는:
    상기 제1 상면과 상기 제1 정렬 홈을 연결하는 제1 고정 홀: 및
    상기 제1 고정 홀과 중첩되고, 상기 제1 하면과 상기 제1 정렬 홈을 연결하는 제2 고정 홀을 포함하고,
    상기 제1 삽입부는 상기 제1 정렬 홈에 대응되는 적어도 하나의 제1 삽입 돌기를 포함하고,
    상기 제1 삽입 돌기는 그를 관통하는 제1 삽입 홀을 갖는 레독스 흐름 전지의 수납 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 고정 홀, 상기 제2 고정 홀, 및 상기 제1 삽입 홀은, 상기 제1 삽입 돌기가 상기 제1 정렬 홈에 삽입될 때, 서로 중첩되는 레독스 흐름 전지의 수납 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 정렬부는, 적어도 하나의 제1 정렬 돌기를 포함하고,
    상기 제1 정렬 돌기는 그를 관통하는 제1 관통 홀을 포함하며,
    상기 제1 지지 부재는:
    상기 제1 삽입 홈이 제공된 제1 지지 면;
    상기 제1 지지 면과 대향된 제2 지지 면;
    상기 제1 및 제2 지지 면들을 연결하는 제3 지지 면;
    상기 제1 및 제2 지지 면들을 연결하고, 상기 제3 지지 면과 대향된 제4 지지 면;
    상기 제3 지지 면과 상기 제1 삽입 홈을 연결하는 제1 연결 홀; 및
    상기 제4 지지 면과 상기 제1 삽입 홈을 연결하고, 상기 제1 연결 홀과 이격되며, 상기 제1 연결 홀과 중첩되는 제2 연결 홀을 포함하는 레독스 흐름 전지의 수납 시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제1 측면은, 제1 전방면, 상기 제1 전방면과 대향된 제1 후방면, 상기 제1 전방면과 상기 제1 후방면을 연결하는 제1 좌측면, 및 상기 제1 전방면과 상기 제1 후방면을 연결하며 상기 제1 좌측면과 대향된 제1 우측면을 포함하고,
    상기 제1 정렬 돌기 또는 상기 제1 정렬 홈은, 상기 제1 전방면, 상기 제1 후방면, 상기 제1 좌측면, 및 상기 제1 우측면 중 적어도 어느 하나에 복수 개 제공되는 레독스 흐름 전지의 수납 시스템.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 제2 앤드 플레이트는, 콘(cone) 형상의 제2 정렬 돌기, 및 콘(cone) 형상의 제2 정렬 홈 중 적어도 어느 하나를 갖는 제2 정렬부를 포함하고,
    상기 제2 지지 부재는, 상기 제2 정렬 돌기가 삽입되는 콘(cone) 형상의 제2 삽입 홈, 및 상기 제2 정렬 홈에 삽입되는 콘(cone) 형상의 제2 삽입 돌기 중 적어도 하나를 갖는 제2 삽입부를 포함하는 레독스 흐름 전지의 수납 시스템.
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KR101353961B1 (ko) * 2012-11-05 2014-01-23 한국에너지기술연구원 전기화학적 플로우 셀 스택 구조 및 이를 포함하는 레독스 플로우 전지
KR20160007696A (ko) * 2014-06-24 2016-01-21 주식회사 프로파워 연료전지용 엔드플레이트 및 이를 포함하는 연료전지
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