KR20200068432A - Cell frame reinforced flow path channel and redox flow battery using thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a cell frame with a reinforced flow channel. According to the present invention, the cell frame comprises: a bipolar plate enabling discharge according to the flow of an electrolyte; a left flow cell and a right flow cell having a structure opposite to each other, configured to be airtight on both sides of the bipolar plate, and providing a flow path for electrolyte flow; and a reinforcement bar installed in the flow paths of the left flow cell and the right flow cell and preventing deformation due to heat of the electrolyte and pressure generated when laminating a plurality of left flow cells and right flow cells.

Description

유로 채널이 보강된 셀프레임 및 이를 이용한 레독스흐름전지{Cell frame reinforced flow path channel and redox flow battery using thereof}Cell frame reinforced flow channel and redox flow battery using the same

본 발명은 셀프레임 및 레독스흐름전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레독스흐름전지를 구성하는 셀프레임에 있어서 전해액이 흐르는 셀프레임의 유로 채널에 보강대가 구성되어 복수개의 셀프레임의 적층시 압력과 전해액의 열에 의한 셀프레임의 손상을 방지할 수 있는 유로 채널이 보강된 셀프레임 및 이를 이용한 레독스흐름전지에 관한 것이다.The present invention relates to a cell frame and a redox flow battery, and more specifically, in a cell frame constituting a redox flow battery, a reinforcing bar is formed in a channel channel of the cell frame through which the electrolyte flows, and pressure is applied when stacking a plurality of cell frames. The present invention relates to a cell frame reinforced with a channel for preventing damage to the cell frame due to heat of the electrolyte and a redox flow battery using the cell frame.

최근 지구 온난화의 주요 원인인 온실가스 배출을 억제하기 위한 방법으로, 태양광 에너지 또는 풍력 에너지 등과 같은 재생 에너지가 각광받고 있으며 이들의 실용화 보급을 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 이와 같은 재생 에너지는 입지환경이나 자연조건에 의해 큰 영향을 받는다. 더욱이, 재생 에너지는 출력 변동이 심하기 때문에 에너지를 연속적으로 고르게 공급할 수 없는 단점이 있다.Recently, as a method for suppressing greenhouse gas emission, which is a major cause of global warming, renewable energy such as solar energy or wind energy is in the spotlight, and many studies have been conducted to spread their commercialization. However, such renewable energy is greatly affected by the location environment and natural conditions. Moreover, the renewable energy has a disadvantage in that it cannot supply energy evenly and continuously because the output fluctuation is severe.

이에, 에너지의 출력을 고르게 하기 위해서 출력이 높을 때에는 에너지를 저장하고 출력이 낮을 때에는 저장된 에너지를 사용할 수 있는 저장장치의 개발이 중요시 되고 있으며, 이와 같은 대표적인 대용량 저장장치로 납축전지, NaS 전지 그리고 레독스흐름전지(RFB;Redox Flow Battery) 등이 있다.Accordingly, in order to even out the output of energy, it is important to develop a storage device capable of storing energy when the output is high and using the stored energy when the output is low. Leading-acid batteries, NaS batteries, and batteries are the representative mass storage devices. And a Redox Flow Battery (RFB).

상기 납축전지는, 다른 전지에 비해 상업적으로 널리 사용되고 있으나 낮은 효율 및 주기적인 교체로 인한 유지보수의 비용과 전지 교체시 발생되는 산업폐기물의 처리문제 등의 단점이 있으며, 또한, NaS 전지의 경우 에너지 효율이 높은 것이 장점이나 300℃ 이상의 고온에서 작동하는 단점이 있다. 반면, 레독스 흐름전지는 유지 보수비용이 적고 상온에서 작동 가능하며 용량과 출력을 각기 독립적으로 설계할 수 있어 최근 대용량 저장장치로의 많은 연구가 진행되고 있다.The lead acid battery is widely used commercially compared to other batteries, but has disadvantages such as low efficiency and maintenance costs due to periodic replacement and industrial waste treatment problems caused by battery replacement. It has the advantage of high efficiency, but has the disadvantage of operating at a high temperature of 300°C or higher. On the other hand, redox flow batteries have low maintenance costs, can be operated at room temperature, and can be independently designed for capacity and output, so many studies on mass storage devices have been recently conducted.

한편, 레독스흐름전지의 경우, 공개특허 제10-2011-116624호 등에 개시된 바와 같이, 하나의 바이폴라플레이트 양측면에 한 쌍의 플로우셀이 결합되면서 구성되는 셀프레임들이 반복적으로 적층되어 대용량화가 가능하고 대형화에 유리하며 용량 증설이 용이하고 상온에서 동작하며 초기비용이 저렴한 장점을 가지고 있다.On the other hand, in the case of a redox flow battery, as disclosed in Patent Publication No. 10-2011-116624, a cell frame composed of a pair of flow cells coupled to both sides of one bipolar plate is repeatedly stacked to enable a large capacity. It is advantageous for large-sized, easy to increase capacity, operates at room temperature, and has the advantage of low initial cost.

그러나 종래의 레독스흐름전지는, 복수개의 셀프레임들이 반복적으로 적층된 후 가장자리 부분이 볼트와 너트 등의 체결수단을 통해 고정 결합되기 때문에, 셀프레임들의 가장자리 부분 특히 전해액이 흐르는 유입구와 배출구를 포함하는 매니폴드 부분에 지속적인 압력과 열이 가해지게 되어 변형이 발생되고 이에, 전해액의 누수 및 쇼트가 발생되는 문제점이 있다.However, in the conventional redox flow battery, since a plurality of cell frames are repeatedly stacked and the edge portions are fixedly coupled through fastening means such as bolts and nuts, the edge portions of the cell frames include an inlet and an outlet through which electrolyte flows. There is a problem in that deformation occurs due to continuous pressure and heat being applied to the portion of the manifold.

보다 상세하게는, 일반적인 레독스흐름전지의 경우, 복수개의 셀프레임들이 반복적으로 적층된 후 양단부에 각각 복수개의 셀프레임들을 보호하기 위한 엔드플레이트가 구성된 후 일측의 엔드플레이트, 복수개의 셀프레임들 및 타측의 엔드플레이트를 일체로 결속시키는 볼트와 너트 등의 결속부재를 통해 하나의 스택 또는 전지로 결합되며, 이때, 상대적으로 고온의 상태를 가지는 양극 전해액과 음극 전해액이 공급되는 시작단부인 엔드플레이트에 근접한 셀프레임들이 결속에 따른 압력과 열에 집중적으로 노출되어, 전해액이 흐르는 유로 부위가 변형되는 문제점이 있다. In more detail, in the case of a general redox flow battery, after a plurality of cell frames are repeatedly stacked, end plates for protecting a plurality of cell frames are formed at both ends, and then one end plate, a plurality of cell frames, and It is coupled to one stack or battery through a binding member such as a bolt and a nut that integrally binds the other end plate, and at this time, to the end plate, which is a starting end where the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte having relatively high temperatures are supplied. The adjacent cell frames are intensively exposed to pressure and heat according to the binding, and there is a problem in that the flow path portion through which the electrolyte flows is deformed.

이에, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 셀프레임들의 유입구와 배출구를 포함하는 매니폴드 부분의 두께가 두꺼워져야하나, 이러한 설계 반영은 유로의 가공에 곤란함이 발생되고 플로우셀이나 셀프레임들의 절대적인 두께로 인해 전체적인 스택이 산출 전력에 비해 대형화되고 과도한 설치 공간을 필요로 하는 문제점이 있다.Accordingly, in order to solve the above problems, the thickness of the manifold portion including the inlets and outlets of the cell frames should be thickened, but this design reflection causes difficulties in the processing of the flow path and the absolute thickness of the flow cells or cell frames. Due to this, there is a problem in that the entire stack is larger than the output power and requires excessive installation space.

따라서 본 발명의 목적은 레독스흐름전지를 구성하는 셀프레임에 있어서 전해액이 흐르는 셀프레임 매니폴드 부분의 유로 채널에 보강대가 구성되어 복수개의 셀프레임의 적층시 압력과 전해액의 열에 의한 프레임의 손상을 방지할 수 있는 유로 채널이 보강된 셀프레임 및 이를 이용한 레독스흐름전지를 제공하는 것이다. Therefore, an object of the present invention is a cell frame constituting a redox flow battery, a reinforcing bar is formed in the flow channel of the cell frame manifold portion through which the electrolyte flows to prevent damage to the frame due to pressure and heat of the electrolyte when stacking a plurality of cell frames. It is to provide a cell frame reinforced with a channel that can be prevented and a redox flow battery using the same.

한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the object of the present invention is not limited to the object mentioned above, other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명에 의하면, 전해질의 유동에 따른 방전을 가능하게 하는 바이폴라플레이트와; 상호간 대향된 구조를 가지고 바이폴라플레이트의 양측면에 각각 기밀 가능한 상태로 구성되며 전해질의 흐름을 위한 유로를 제공하는 좌측 플로우셀 및 우측 플로우셀을 포함하고, 좌측 플로우셀 및 우측 플로우셀의 유로에 설치되어 전해액의 열과 복수개의 좌측 플로우셀 및 우측 플로우셀의 적층시 발생되는 압력에 의한 변형을 방지하는 보강대를 포함하는 유로 채널이 보강된 셀프레임이 제공된다.According to the present invention, the bipolar plate to enable discharge according to the flow of the electrolyte; It has a structure opposite to each other and is configured to be airtight on both sides of the bipolar plate, and includes a left flow cell and a right flow cell that provide a flow path for electrolyte flow, and is installed in the flow paths of the left flow cell and the right flow cell. A cell frame reinforced with a flow channel including a reinforcing bar that prevents deformation due to heat of the electrolyte and pressure generated when the plurality of left flow cells and the right flow cells are laminated is provided.

여기서, 좌측 플로우셀은, 플레이트; 플레이트의 내측면 중앙부에 개구 형성되고 바이폴라플레이트의 일면 가장자리가 안착되는 안착공; 플레이트의 외측면 안착공 상부와 하부에 각각 형성되어 양극 전해액이 바이폴라플레이트의 일면에 유입 및 배출되도록 하는 양극유입공과 양극배출공; 플레이트의 외측면 양극유입공과 양극배출공에 각각 연통되면서 구성되어 양극유입공을 통해 유입된 양극 전해액이 바이폴라플레이트를 접촉한 후 양극배출공을 통해 배출되면서 이동되도록 하는 유로 채널; 플레이트의 외측면에 유로 채널을 커버하면서 기밀 상태로 구성되는 셀커버; 및 양극유입공과 양극배출공에 대향되는 위치에 형성되어 음극 전해액이 바이폴라플레이트의 타면에 유입 및 배출되도록 하는 음극유입공과 음극배출공을 포함하는 것이 바람직하다.Here, the left flow cell, the plate; A seating hole formed in the center of the inner surface of the plate and seated at one edge of the bipolar plate; A positive electrode inlet hole and a positive electrode discharge hole formed on upper and lower seat holes of the outer surface of the plate to allow the positive electrode electrolyte to enter and discharge on one surface of the bipolar plate; A flow path channel configured to communicate with the positive electrode inlet hole and the positive electrode outlet hole on the outer surface of the plate, so that the positive electrode electrolyte flowing through the positive electrode inlet hole contacts the bipolar plate and is then discharged through the positive electrode outlet hole; A cell cover configured in an airtight state while covering the flow channel on the outer surface of the plate; And a cathode inlet hole and a cathode outlet hole formed at positions opposite to the anode inlet hole and the anode outlet hole so that the cathode electrolyte is introduced and discharged to the other surface of the bipolar plate.

또한, 유로 채널은, 양극유입공에 연통되는 제1유입채널; 제1유입채널로부터 분기되는 복수개의 제2유입채널; 제2유입채널로부터 바이폴라플레이트의 일단에 분산되는 다수개의 제3유입채널; 바이폴라플레이트의 타단에 분산된 양극 전해액이 집수되는 다수개의 제1배출채널; 제1배출채널로부터 융합되는 복수개의 제2배출터널; 및 제2배출채널로부터 양극배출공에 연통되는 제3배출채널로 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the flow channel, the first inlet channel communicating with the anode inlet hole; A plurality of second inflow channels branching from the first inflow channel; A plurality of third inflow channels distributed at one end of the bipolar plate from the second inflow channel; A plurality of first discharge channels in which the positive electrode electrolyte dispersed on the other end of the bipolar plate is collected; A plurality of second discharge tunnels fused from the first discharge channel; And a third discharge channel communicating with the anode discharge hole from the second discharge channel.

또한, 우측 플로우셀은, 플레이트; 플레이트의 내측면 중앙부에 개구 형성되고 바이폴라플레이트의 타면 가장자리가 안착되는 안착공; 플레이트의 외측면 안착공 상부와 하부에 각각 형성되어 음극 전해액이 바이폴라플레이트의 타면에 유입 및 배출되도록 하는 음극유입공과 음극배출공; 플레이트의 외측면 음극유입공과 음극배출공에 각각 연통되면서 구성되어 음극유입공을 통해 유입된 음극 전해액이 바이폴라플레이트를 접촉한 후 음극배출공을 통해 배출되면서 이동되도록 하는 유로 채널; 플레이트의 외측면에 유로 채널을 커버하면서 기밀 상태로 구성되는 셀커버; 및 음극유입공과 음극배출공에 대향되는 위치에 형성되어 양극 전해액이 바이폴라플레이트의 일면에 유입 및 배출되도록 하는 양극유입공과 양극배출공을 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the right flow cell, the plate; A seating hole formed in the center of the inner surface of the plate and seated at the edge of the other surface of the bipolar plate; A negative electrode inlet hole and a negative electrode discharge hole formed on upper and lower seat holes of the outer surface of the plate so that the negative electrode electrolyte enters and discharges the other surface of the bipolar plate; A flow path channel configured to be in communication with the cathode inlet hole and the cathode outlet hole of the outer surface of the plate so that the cathode electrolyte introduced through the cathode inlet hole is moved through the cathode outlet hole after being discharged through the cathode outlet hole; A cell cover configured in an airtight state while covering the flow channel on the outer surface of the plate; And a cathode inlet hole and an anode outlet hole formed at positions opposite to the cathode inlet hole and the cathode outlet hole to allow the anode electrolyte to flow into and out of one surface of the bipolar plate.

또한, 유로 채널은, 음극유입공에 연통되는 제1유입채널; 제1유입채널로부터 분기되는 복수개의 제2유입채널; 제2유입채널로부터 바이폴라플레이트의 일단에 분산되는 다수개의 제3유입채널; 바이폴라플레이트의 타단에 분산된 음극 전해액이 집수되는 다수개의 제1배출채널; 제1배출채널로부터 융합되는 복수개의 제2배출터널; 및 제2배출채널로부터 음극배출공에 연통되는 제3배출채널로 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the flow channel, the first inlet channel communicating with the cathode inlet hole; A plurality of second inflow channels branching from the first inflow channel; A plurality of third inflow channels distributed at one end of the bipolar plate from the second inflow channel; A plurality of first discharge channels through which the negative electrode electrolyte solution dispersed on the other end of the bipolar plate is collected; A plurality of second discharge tunnels fused from the first discharge channel; And a third discharge channel communicating with the cathode discharge hole from the second discharge channel.

또한, 보강대는, 제1유입채널과 제3배출채널에 길이방향으로 제1 및 제3유입채널의 폭을 양분하는 위치에 각 채널의 폭 대비 1/5 내지 1/3의 폭을 가지면서 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the reinforcement is formed while having a width of 1/5 to 1/3 of the width of each channel at a position dividing the widths of the first and third inflow channels in the longitudinal direction to the first inflow channel and the third outflow channel. It is desirable to be.

한편, 본 발명에 의하면, 상기와 같은 복수개의 셀프레임들이 스택 구조로 배열되어 전해질의 유동에 따라 방전을 가능하게 하는 전지셀; 전지셀의 양측단에 구성되어 외부로부터 전지셀을 보호하는 한 쌍의 엔드플레이트; 엔드플레이트에 위치된 상태에서 전지셀의 복수개의 셀프레임들의 양극단자와 음극단자 각각에 전기적으로 접속 구성되어 전해질의 유동에 따라 방전 동작되는 셀프레임들들 전체의 전하를 집전하는 전극판; 및 엔드플레이트의 외측면에 구성되어 엔드플레이트와 전지셀의 결속을 강화하는 결속강화채널을 포함하는 레독스흐름전지가 제공된다.On the other hand, according to the present invention, a plurality of cell frames as described above are arranged in a stack structure to enable discharge according to the flow of electrolyte; A pair of end plates configured at both ends of the battery cell to protect the battery cell from the outside; An electrode plate configured to be electrically connected to each of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the plurality of cell frames of the battery cell in a state located on the end plate to collect electric charges of all the cell frames discharged according to the flow of the electrolyte; And it is provided on the outer surface of the end plate is provided with a redox flow battery comprising a binding strengthening channel for strengthening the binding of the end plate and the battery cell.

따라서 본 발명에 의하면, 레독스흐름전지를 구성하는 셀프레임에 있어서 전해액이 흐르는 셀프레임 매니폴드 부분의 유로 채널에 보강대가 구성되어 복수개의 셀프레임의 적층시 압력과 전해액의 열에 의한 프레임의 손상을 방지할 수 있다. Accordingly, according to the present invention, in the cell frame constituting the redox flow battery, a reinforcing bar is formed in the flow channel of the cell frame manifold portion through which the electrolyte flows to prevent damage to the frame due to pressure and heat of the electrolyte when stacking a plurality of cell frames. Can be prevented.

한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Meanwhile, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유로 채널이 보강된 셀프레임을 이용한 레독스흐름전지의 구성을 나타낸 도면;
도 2는 도 1에 있어서 유로 채널이 보강된 셀프레임을 나타낸 분해 사시도;
도 3 내지 도 5는 각각 도 2의 셀프레임에 있어서 좌측 플로우셀의 구성을 나타낸 사시도, 정면도 및 배면도; 및
도 6 내지 도 8은 각각 도 2의 셀프레임에 있어서 우측 플로우셀의 구성을 나타낸 사시도, 정면도 및 배면도이다. 1 is a view showing the configuration of a redox flow battery using a cell frame reinforced with a flow channel according to a preferred embodiment of the present invention;
Figure 2 is an exploded perspective view showing a cell frame reinforced with a channel in Figure 1;
3 to 5 are a perspective view, a front view and a rear view showing the configuration of a left flow cell in the cell frame of FIG. 2, respectively; And
6 to 8 are perspective, front, and rear views showing the configuration of the right flow cell in the cell frame of FIG. 2, respectively.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유로 채널이 보강된 셀프레임(100)은, 전해질의 유동에 따라 방전을 가능하게 하는 바이폴라플레이트(110)와, 상호간 대향된 구조를 가지고 바이폴라플레이트(110)의 양측면에 각각 기밀 가능한 상태로 구성되며 전해질의 흐름을 위한 유로를 제공하는 좌측 플로우셀(120) 및 우측 플로우셀(130)을 포함하고, 좌측 플로우셀(120) 및 우측 플로우셀(130)의 유로에 설치되어 전해액의 열과 복수개의 셀프레임(100)이 적층시 발생되는 압력에 의한 변형을 방지하는 보강대(B)를 포함한다.First, as shown in Figures 1 to 8, the cell frame 100 is reinforced flow channel according to a preferred embodiment of the present invention, the bipolar plate 110 to enable discharge according to the flow of the electrolyte, It has a structure opposite to each other and is configured to be airtight on both sides of the bipolar plate 110 and includes a left flow cell 120 and a right flow cell 130 that provide a flow path for the flow of electrolyte, and the left flow cell It is installed in the flow path of the 120 and the right flow cell 130 and includes a reinforcing bar (B) that prevents deformation due to heat of the electrolyte and pressure generated when the plurality of cell frames 100 are stacked.

바이폴라플레이트(110)는, 복수개의 셀프레임(100)들이 바이폴라플레이트(110) 사이에 멤브레인(M)을 구비 및 적층된 상태에서 일면과 타면에 각각 양극전해액과 음극전해액의 접촉시 멤브레인(M) 양측 공간에서 발생되는 산화 및 환원 반응을 통하여 양극과 음극의 전하를 가지면서 방전을 가능하게 하는 것으로서, 공지의 구성이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.The bipolar plate 110, the membrane (M) in contact with the anode electrolyte and the cathode electrolyte on one surface and the other surface, respectively, in a state where a plurality of cell frames 100 are provided with a membrane M between the bipolar plates 110 and stacked, respectively Discharge is possible while having charges of the anode and the cathode through the oxidation and reduction reactions generated in both spaces, and a detailed description thereof will be omitted.

여기서, 바이폴라플레이트(110)의 일면과 타면에는 펠트(미부호)가 접촉된 상태로 구성되어, 바이폴라플레이트(110)를 따라 흐르는 전해액이 바이폴라플레이트(110)의 전면적(全面的)에 균일하게 접촉되도록 하여 바이폴라플레이트(110)와 멤브레인(M) 사이의 공간에서 발생되는 산화 및 환원 반응 효율이 향상되도록 함과 동시에, 상기 산화 및 환원 반응을 통해 생성되는 전하의 집진이 용이하도록 한다. Here, the one surface and the other surface of the bipolar plate 110 is composed of a felt (unsigned) in contact, the electrolyte flowing along the bipolar plate 110 is in uniform contact with the entire surface of the bipolar plate 110 By making it possible to improve the oxidation and reduction reaction efficiency generated in the space between the bipolar plate 110 and the membrane M, at the same time, to facilitate the collection of charges generated through the oxidation and reduction reaction.

좌측 플로우셀(120)은, 우측 플로우셀(130)에 상호간 대향되는 구조를 가지고 바이폴라플레이트(110)의 일측면에 기밀 가능한 상태로 구성되며 전해질의 흐름을 위한 유로를 제공하는 커버수단으로서, 사각형상을 가지는 플레이트(121), 플레이트(121)의 내측면 중앙부에 개구 형성되고 내측면으로부터 바이폴라플레이트(110)의 일면 가장자리가 기밀 상태로 안착되는 안착공(122), 플레이트(121)의 외측면 안착공(122) 상부와 하부에 각각 형성되어 일예로 양극 전해액이 바이폴라플레이트(110)의 일면에 유입 및 배출되도록 하는 양극유입공(123)과 양극배출공(124), 플레이트(121)의 외측면 양극유입공(123)과 양극배출공(124)에 각각 연통되면서 구성되어 양극유입공(123)을 통해 유입된 양극 전해액이 바이폴라플레이트(110)를 접촉한 후 양극배출공(124)을 통해 배출되면서 이동되도록 하는 유로 채널(125), 플레이트(121)의 외측면에 유로 채널(125)을 커버하면서 기밀 상태로 구성되는 셀커버(126), 양극유입공(123)과 양극배출공(124)에 대향되는 위치에 형성되어 일예로 음극 전해액이 바이폴라플레이트(110)의 타면에 유입 및 배출되도록 하는 음극유입공(127)과 음극배출공(128), 플레이트(121)의 외측면 가장자리에 요홈 구조로 형성되는 누수방지홈(129) 및 누수방지홈(129), 양극유입공(123), 양극배출공(124), 음극유입공(127) 및 음극배출공(129)에 각각 설치되어 기밀 상태를 제공하는 실링부재(O) 등을 포함한다.The left flow cell 120 has a structure opposite to the right flow cell 130 and is configured to be airtight on one side of the bipolar plate 110, and is a cover means for providing a flow path for the flow of electrolyte. A plate 121 having a shape, an opening formed in a central portion of the inner surface of the plate 121, and a seating hole 122 in which one edge of the bipolar plate 110 is seated in an airtight state from the inner surface, the outer surface of the plate 121 Other than the anode inlet hole 123, the anode outlet hole 124, and the plate 121, which are formed on the upper and lower portions of the seating hole 122 so that the positive electrode electrolyte enters and discharges on one surface of the bipolar plate 110, for example. It is configured while communicating with the side anode inlet hole 123 and the anode outlet hole 124, respectively, and the anode electrolyte introduced through the anode inlet hole 123 contacts the bipolar plate 110 and then through the anode outlet hole 124. A cell cover 126, an anode inlet hole 123, and an anode discharge hole 124 configured in an airtight state while covering the channel channel 125 on the outer surface of the channel channel 125 and the plate 121 to be moved while being discharged. ) Is formed in a position opposite to the negative electrode inlet hole 127 and the negative electrode discharge hole 128, and the grooves at the edge of the outer surface of the plate 121 to allow the electrolyte to flow into and out of the other surface of the bipolar plate 110. Leakage prevention grooves 129 and leakage prevention grooves 129 formed in a structure, the anode inlet hole 123, the anode outlet hole 124, the cathode inlet hole 127, and the cathode outlet hole 129, respectively, are installed and sealed. And a sealing member (O) providing a state.

여기서, 유로 채널(125)은, 각각 양극유입공(123)과 양극배출공(124)에 연통되어 양극유입공(123)으로부터 유입되는 양극 전해액이 바이폴라플레이트(110)에 전면적으로 고르게 분산 및 집수되도록 하는 매니폴드 타입의 유로를 제공하는데, 보다 바람직하게는, 양극유입공(123)에 연통되는 제1유입채널(125a), 제1유입채널(125a)로부터 분기되는 복수개의 제2유입채널(125b) 및 제2유입채널(125b)로부터 바이폴라플레이트(110)의 일단에 분산되는 다수개의 제3유입채널(125c)로 구성되어 양극유입공(123)을 통해 제1유입채널(125a)에 유입된 양극 전해액이 제2유입채널(125b)로 분기된 후 다시 제3유입채널(125c)을 통해 바이폴라플레이트(110)의 전면적에 고르게 분산되며, 바이폴라플레이트(110)의 타단에 분산된 양극 전해액이 집수되는 다수개의 제1배출채널(125d), 제1배출채널(125d)로부터 융합되는 복수개의 제2배출터널(125e) 및 제2배출채널(125e)로부터 양극배출공(124)에 연통되는 제3배출채널(125f)로 구성되어 바이폴라플레이트(110)의 타단으로부터 제1배출채널(125d)에 집수된 양극 전해액이 제2배출채널(125e)로 융합된 후 다시 제3배출채널(125f)을 통해 양극배출공(124)으로 배출된다.Here, the flow path channel 125, the positive electrode electrolyte flowing through the positive electrode inlet hole 123 and the positive electrode discharge hole 124, respectively, flowing from the positive electrode inlet hole 123, evenly distributed and collected across the bipolar plate 110 In order to provide a manifold type flow path to be provided, more preferably, the first inlet channel 125a communicating with the anode inlet hole 123, the plurality of second inlet channels diverging from the first inlet channel 125a ( It is composed of a plurality of third inlet channels 125c distributed at one end of the bipolar plate 110 from the 125b) and the second inlet channel 125b, and enters the first inlet channel 125a through the anode inlet hole 123. After the positive electrode electrolyte is branched to the second inlet channel 125b, it is evenly dispersed over the entire surface of the bipolar plate 110 through the third inlet channel 125c, and the positive electrode electrolyte dispersed at the other end of the bipolar plate 110 is A plurality of first discharge channels 125d collected, a plurality of second discharge tunnels 125e fused from the first discharge channels 125d and a second discharge channel 125e to communicate with the anode discharge holes 124 The third discharge channel (125f) is composed of three discharge channels (125f) and the positive electrode electrolyte collected in the first discharge channel (125d) from the other end of the bipolar plate (110) is fused to the second discharge channel (125e). It is discharged through the anode discharge hole (124).

이때, 유로 채널(125)은, 제1유입채널(125a)의 경우 제2유입채널(125b)로 분기되는 구조를 가지기 때문에 그 폭이 제2유입채널(125b) 보다 넓은 폭을 가지게 되고, 또한, 제3배출채널(125f)의 경우 제2배출채널(125e)이 융합되는 구조를 가지기 때문에 그 폭이 제2배출채널(125e) 보다 넓은 폭을 가지게 되며, 이를 통하여, 전해액의 바이폴라플레이트(110)의 전면적에 고르게 분산되고 또한, 전면적으로부터 균일하게 집수되도록 하여, 바이폴라플레이트(110)의 어느 한 부분에 국부적으로 집중되지 않도록 하여 멤브레인(M)을 사이에 두고 적층된 바이폴라플레이트와의 공간 내에서 산화 및 환원 반응 효율이 향상되도록 할 수 있다. At this time, since the flow channel 125 has a structure that branches to the second inflow channel 125b in the case of the first inflow channel 125a, the width thereof has a wider width than the second inflow channel 125b. , Since the third discharge channel 125f has a structure in which the second discharge channel 125e is fused, the width thereof has a wider width than the second discharge channel 125e, through which the bipolar plate 110 of the electrolyte solution ) To be evenly distributed over the entire area, and to be uniformly collected from the entire area, so as not to be locally concentrated at any part of the bipolar plate 110, within the space with the bipolar plate stacked with the membrane M interposed therebetween. The oxidation and reduction reaction efficiency can be improved.

우측 플로우셀(130)은, 좌측 플로우셀(120)에 상호간 대향되는 구조를 가지고 바이폴라플레이트(110)의 타측면에 기밀 가능한 상태로 구성되며 전해질의 흐름을 위한 유로를 제공하는 커버수단으로서, 사각형상을 가지는 플레이트(131), 플레이트(131)의 내측면 중앙부에 개구 형성되고 내측면으로부터 바이폴라플레이트(110)의 타면 가장자리가 기밀 상태로 안착되는 안착공(132), 플레이트(131)의 외측면 안착공(132) 상부와 하부에 각각 형성되어 일예로 음극 전해액이 바이폴라플레이트(110)의 타면에 유입 및 배출되도록 하는 음극유입공(133)과 음극배출공(134), 플레이트(131)의 외측면 음극유입공(133)과 음극배출공(133)에 각각 연통되면서 구성되어 음극유입공(133)을 통해 유입된 음극 전해액이 바이폴라플레이트(110)를 접촉한 후 음극배출공(134)을 통해 배출되면서 이동되도록 하는 유로 채널(135), 플레이트(131)의 외측면에 유로 채널(135)을 커버하면서 기밀 상태로 구성되는 셀커버(136), 음극유입공(133)과 음극배출공(134)에 대향되는 위치에 형성되어 일예로 양극 전해액이 바이폴라플레이트(110)의 일면에 유입 및 배출되도록 하는 양극유입공(137)과 양극배출공(138), 플레이트(131)의 외측면 가장자리에 요홈 구조로 형성되는 누수방지홈(139) 및 누수방지홈(139), 음극유입공(133), 음극배출공(134), 양극유입공(137) 및 양극배출공(138)에 각각 설치되어 기밀 상태를 제공하는 실링부재(O) 등을 포함한다.The right flow cell 130 has a structure opposite to the left flow cell 120 and is configured to be airtight on the other side of the bipolar plate 110, and is a cover means for providing a flow path for the flow of electrolyte. A plate 131 having a shape, an opening formed in a central portion of the inner surface of the plate 131, and a seating hole 132 in which the other surface edge of the bipolar plate 110 is seated in an airtight state from the inner surface, the outer surface of the plate 131 The cathode holes 133, the cathode discharge holes 134, the plate 131, etc. are formed on the upper and lower portions of the seating hole 132 to allow the negative electrode electrolyte to enter and discharge to the other surface of the bipolar plate 110, for example. It is configured while communicating with the side cathode inlet hole 133 and cathode outlet hole 133, respectively, and the cathode electrolyte introduced through the cathode inlet hole 133 contacts the bipolar plate 110, and then through the cathode outlet hole 134. A cell cover 136, a cathode inlet hole 133, and a cathode discharge hole 134, which are configured in an airtight state while covering the channel channel 135 on the outer surface of the channel channel 135 and the plate 131 to be moved while being discharged. ) Is formed in a position opposite to the anode groove for example, the anode inlet hole 137, the anode outlet hole 138, and the plate 131 to allow the anode electrolyte to flow into and out of one surface of the bipolar plate 110. Leakage prevention grooves (139) and leakage prevention grooves (139), cathode inlet holes (133), cathode outlet holes (134), anode inlet holes (137) and anode outlet holes (138) formed in a structure are respectively installed to be airtight And a sealing member (O) providing a state.

여기서, 유로 채널(135)은, 각각 음극유입공(133)과 음극배출공(134)에 연통되어 음극유입공(133)으로부터 유입되는 음극 전해액이 바이폴라플레이트(110)에 전면적으로 고르게 분산 및 집수되도록 하는 매니폴드 타입의 유로를 제공하는데, 보다 바람직하게는, 음극유입공(133)에 연통되는 제1유입채널(135a), 제1유입채널(135a)로부터 분기되는 복수개의 제2유입채널(135b) 및 제2유입채널(135b)로부터 바이폴라플레이트(110)의 일단에 분산되는 다수개의 제3유입채널(135c)로 구성되어 음극유입공(133)을 통해 제1유입채널(135a)에 유입된 음극 전해액이 제2유입채널(135b)로 분기된 후 다시 제3유입채널(135c)을 통해 바이폴라플레이트(110)의 전면적에 고르게 분산되며, 바이폴라플레이트(110)의 타단에 분산된 음극 전해액이 집수되는 다수개의 제1배출채널(135d), 제1배출채널(135d)로부터 융합되는 복수개의 제2배출터널(135e) 및 제2배출채널(135e)로부터 음극배출공(134)에 연통되는 제3배출채널(135f)로 구성되어 바이폴라플레이트(110)의 타단으로부터 제1배출채널(135d)에 집수된 음극 전해액이 제2배출채널(135e)로 융합된 후 다시 제3배출채널(135f)을 통해 음극배출공(134)으로 배출된다.Here, the flow path channel 135, the negative electrode electrolyte flowing through the negative electrode inlet hole 133 and the negative electrode discharge hole 134, respectively, flowing from the negative electrode inlet hole 133 to the bipolar plate 110 evenly distributed and collected In order to provide a manifold type flow path, the first inlet channel 135a communicating with the cathode inlet hole 133 and the plurality of second inlet channels diverging from the first inlet channel 135a ( It consists of a plurality of third inlet channels (135c) dispersed in one end of the bipolar plate 110 from the 135b) and the second inlet channel (135b) flows into the first inlet channel (135a) through the cathode inlet hole (133) After the cathodic electrolyte solution is branched to the second inlet channel 135b, it is evenly distributed over the entire surface of the bipolar plate 110 through the third inlet channel 135c, and the cathode electrolyte solution dispersed at the other end of the bipolar plate 110 is A plurality of first discharge channels 135d collected, a plurality of second discharge tunnels 135e fused from the first discharge channels 135d and a second discharge channel 135e to communicate with the cathode discharge holes 134 The third discharge channel (135f) is composed of three discharge channels (135f), and the cathode electrolyte collected in the first discharge channel (135d) from the other end of the bipolar plate (110) is fused to the second discharge channel (135e). It is discharged through the cathode discharge hole (134).

이때, 유로 채널(135)은, 제1유입채널(135a)의 경우 제2유입채널(135b)로 분기되는 구조를 가지기 때문에 그 폭이 제2유입채널(135b) 보다 넓은 폭을 가지게 되고, 또한, 제3배출채널(135f)의 경우 제2배출채널(135e)이 융합되는 구조를 가지기 때문에 그 폭이 제2배출채널(135e) 보다 넓은 폭을 가지게 되며, 이를 통하여, 전해액의 바이폴라플레이트(110)의 전면적에 고르게 분산되고 또한, 전면적으로부터 균일하게 집수되도록 하여, 바이폴라플레이트(110)의 어느 한 부분에 국부적으로 집중되지 않도록 하여 멤브레인(M)을 사이에 두고 적층된 바이폴라플레이트와의 공간 내에서 산화 및 환원 반응 효율이 향상되도록 할 수 있다. At this time, since the flow path channel 135 has a structure that branches to the second flow channel 135b in the case of the first flow channel 135a, the width thereof has a wider width than the second flow channel 135b. , Since the third discharge channel 135f has a structure in which the second discharge channel 135e is fused, the width thereof has a wider width than the second discharge channel 135e, through which the bipolar plate 110 of the electrolyte solution ) To be evenly distributed over the entire area, and to be uniformly collected from the entire area, so as not to be locally concentrated at any part of the bipolar plate 110, within the space with the bipolar plate stacked with the membrane M interposed therebetween. The oxidation and reduction reaction efficiency can be improved.

한편, 좌측 플로우셀(120)과 우측 플로우셀(130)은, 상호간 내측면이 대면되는 것을 통해 셀프레임(100)으로 구성시, 좌측 플로우셀(120)의 양극배출공(124)은 우측 플로우셀(130)의 양극유입공(137)과 연통되는 구조를 가지고, 우측 플로우셀(130)의 음극유입공(133)은 좌측 플로우셀(120)의 음극배출공(128)과 연통되는 구조를 가지며, 이를 통하여, 양극 전해액은 바이폴라플레이트(110)의 일면에만 접촉되도록 하고 음극 전해액은 바이폴라플레이트(110)의 타면에만 접촉되는 구조를 가지게 된다.On the other hand, the left flow cell 120 and the right flow cell 130, when configured as a cell frame 100 through the inner surface facing each other, the anode discharge hole 124 of the left flow cell 120 is the right flow The structure has a structure in communication with the anode inlet hole 137 of the cell 130, and the cathode inlet hole 133 of the right flow cell 130 has a structure in communication with the cathode outlet hole 128 of the left flow cell 120. Through this, the positive electrode electrolyte is made to contact only one surface of the bipolar plate 110 and the negative electrode electrolyte has a structure that contacts only the other surface of the bipolar plate 110.

보강대(B)는, 좌측 플로우셀(120) 및 우측 플로우셀(130)의 유로에 설치되어 전해액의 열과 복수개의 셀프레임(100)이 적층시 발생되는 압력에 의한 변형을 방지하는 보강수단으로서, 유로 채널(125,135)의 제1유입채널(125a,135a)과 제3배출채널(125f,135f)의 폭이 제2유입채널(125b,135b) 및 제2배출채널(125e,135e)의 폭에 비해 큰 폭을 가지게 되므로, 좌측 플로우셀(120)의 양극유입공(123)과 양극배출공(124)에 각각 연통되는 제1유입채널(125a)과 제3배출채널(125f) 및 우측 플로우셀(130)의 음극유입공(133)과 음극배출공(134)에 각각 연통되는 제1유입채널(135a)과 제3배출채널(135f)에 전해액의 이동에 방해가 되지 않는 폭을 가지면서 구성된다.The reinforcing table (B) is installed in the flow paths of the left flow cell 120 and the right flow cell 130 as a reinforcing means to prevent deformation due to heat generated in the electrolyte and pressure generated when the plurality of cell frames 100 are stacked, The widths of the first inlet channels 125a and 135a and the third outlet channels 125f and 135f of the channel channels 125 and 135 are equal to the widths of the second inlet channels 125b and 135b and the second outlet channels 125e and 135e. Since it has a larger width, the first inlet channel 125a and the third outlet channel 125f and the right flow cell respectively communicating with the anode inlet hole 123 and the anode outlet hole 124 of the left flow cell 120, respectively. The first inlet channel 135a and the third outlet channel 135f respectively communicating with the cathode inlet hole 133 and the cathode outlet hole 134 of 130 are configured to have a width that does not interfere with the movement of the electrolyte. do.

여기서, 보강대(B)는, 제1유입채널(125a,135a)과 제3배출채널(125f,135f)에 길이방향으로 제1 및 제3유입채널의 폭을 양분하는 위치에 각 채널의 폭 대비 1/5 내지 1/3 보다 바람직하게는 1/4의 폭을 가지면서 형성되고, 유입채널의 깊이와 동일한 높이를 가진다. Here, the reinforcing bar (B), the first inlet channel (125a, 135a) and the third outlet channel (125f, 135f) in the longitudinal direction of the first and third inlet channel width of the width of each channel compared to the width of each channel 1/5 to 1/3 is more preferably formed while having a width of 1/4, and has a height equal to the depth of the inflow channel.

이때, 보강대(B)가 각 채널의 폭을 양분하는 위치에 설치되지 않은 경우에는 일예로, 제1유입채널에 유입된 전해액이 한 쌍의 제2유입채널로 양분되지 않고 어느 한 곳으로 치우치면서 유입되어 바이폴라플레이트(110)의 전면적에 고르게 분산되지 않고, 또한, 제2배출채널에 집수된 전해액이 제1배출채널을 통해 동일하게 배출되지 않고 어느 한 곳의 전해액이 더 빠르게 배출되어 바이폴라플레이트(110)의 일부분에 국부적으로 전해액이 정체되는 문제점이 발생되므로, 보강대(B)는 상기와 같이 제1유입채널과 제3배출채널의 각 채널 폭을 양분하면서 제2유입채널과 제2배출채널과 연통되는 구조를 가지는 것이 좋다.At this time, if the reinforcement (B) is not installed in a position to bisect the width of each channel, for example, the electrolyte flowing into the first inlet channel is not divided into a pair of second inlet channels, while being biased to one place The bipolar plate is not discharged and distributed evenly over the entire area of the bipolar plate 110, and the electrolyte collected in the second discharge channel is not discharged the same through the first discharge channel, and the electrolyte is discharged more quickly in one place. Since a problem occurs in which the electrolyte is stagnant locally in a portion of 110), the reinforcing bar B is divided into a second inlet channel and a second outlet channel while dividing each channel width of the first inlet channel and the third outlet channel as described above. It is good to have a structure in communication.

또한, 보강대(B)가 각 채널의 폭 대비 1/5 내지 1/3의 폭을 가지지 않는 경우에는, 전해액의 이동속도 및 이동량이 원활하지 못하게 되고 또한, 셀커버(126,136)를 통해 가해지는 압력에 대한 내구성이 저하되는 문제점이 있으므로, 보강대(B)는 상기와 같은 폭을 가지는 것이 좋다. In addition, when the reinforcing bar (B) does not have a width of 1/5 to 1/3 compared to the width of each channel, the movement speed and the amount of movement of the electrolyte are not smooth, and the pressure applied through the cell covers 126 and 136 Since there is a problem that the durability is reduced, it is preferable that the reinforcing bar (B) has the same width as above.

이에, 복수개의 셀프레임(100)이 적층 구성되더라도 채널 유로(125,135) 중 좌측 플로우셀(120)의 양극유입공(123), 양극배출공(124), 제1유입채널(125a)과 제3배출채널(125)을 커버하는 셀커버(126) 및 우측 플로우셀(130)의 음극유입공(133), 음극배출공(134), 제1유입채널(135a)과 제3배출채널(135f)을 커버하는 셀커버(136)가 압력과 열에 의해 변형되지 않도록 하고, 이를 통하여, 셀프레임(100)의 두께를 두껍게 하지 않고도 전해액 누수를 방지하고 소형화도 가능하게 할 수 있다.Accordingly, even if the plurality of cell frames 100 are stacked, the anode inlet hole 123, the anode outlet hole 124, the first inlet channel 125a and the third of the left flow cell 120 among the channel flow passages 125 and 135 are formed. The cell cover 126 covering the discharge channel 125 and the cathode inlet hole 133, the cathode outlet hole 134, the first inlet channel 135a and the third outlet channel 135f of the right flow cell 130 Cell cover 136 to cover the cover so as not to be deformed by pressure and heat, through which, without increasing the thickness of the cell frame 100 it is possible to prevent the leakage of the electrolyte solution and also can be miniaturized.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유로 채널이 보강된 셀프레임의 작용에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a description will be given of the action of the cell frame is reinforced flow channel according to a preferred embodiment of the present invention.

먼저, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 복수개의 셀프레임(100)들이 멤브레인(M)을 사이에 두고 적층 결합된 후, 셀프레임(100)의 일측으로부터 양극 전해액이 유입 및 배출되고, 셀프레임(100)의 타측으로부터 음극 전해액이 유입 및 배출된다.First, as shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of cell frames 100 are stacked and combined with a membrane M therebetween, and then a positive electrode electrolyte is introduced and discharged from one side of the cell frame 100, The cathode electrolyte is introduced and discharged from the other side of the cell frame 100.

즉, 양극 전해액은, 일측에 위치된 셀프레임(100)의 우측 플로우셀(130) 좌측 하단에 형성된 양극배출공(138)을 통해 좌측 플로우셀(120)의 좌측 하단에 형성된 양극유입공(123)으로 유입되고, 좌측 플로우셀(120)의 외측면 하부에 형성된 유로 채널(125)을 경유하여 바이폴라플레이트(110)의 일면에 고르게 분산된 후, 좌측 플로우셀(120)의 외측면 상부에 형성된 유로 채널(125)을 경유하여 좌측 플로우셀(120)의 우측 상단에 형성된 양극배출공(124)으로 배출되면서 이동된다.That is, the positive electrode electrolyte, the positive electrode inlet hole 123 formed in the lower left of the left flow cell 120 through the positive electrode discharge hole 138 formed in the lower left of the right flow cell 130 of the cell frame 100 located on one side ), and evenly distributed on one side of the bipolar plate 110 via the flow channel 125 formed on the lower side of the outer side of the left flow cell 120, and then formed on the upper side of the outer side of the left flow cell 120 The flow is discharged to the anode discharge hole 124 formed at the upper right of the left flow cell 120 via the flow channel 125.

또한, 음극 전해액은, 타측에 위치된 셀프레임(100)의 좌측 플로우셀(120) 좌측 상단에 형성된 음극배출공(128)을 통해 우측 플로우셀(130)의 좌측 상단에 형성된 음극유입공(133)으로 유입되고, 우측 플로우셀(130)의 외측면 상부에 형성된 유로 채널(135)을 경유하여 바이폴라플레이트(110)의 타면에 고르게 분산된 후, 우측 플로우셀(130)의 외측면 하부에 형성된 유로 채널(135)을 경유하여 우측 플로우셀(130)의 우측 하단에 형성된 음극배출공(134)으로 배출되면서 이동된다.In addition, the negative electrode electrolyte, the negative electrode inlet hole (133) formed in the upper left of the right flow cell 130 through the negative electrode discharge hole (128) formed on the upper left of the left flow cell 120 of the cell frame 100 located on the other side ), and evenly distributed on the other surface of the bipolar plate 110 via the flow channel channel 135 formed on the outer side of the right flow cell 130, and formed on the lower side of the outer side of the right flow cell 130 It is moved while being discharged to the cathode discharge hole 134 formed at the bottom right of the right flow cell 130 via the flow channel 135.

이때, 유로 채널(125,135) 중 제1유입채널(125a,135a)과 제3배출채널(125f,135f)에는, 각각 제2유입채널(125b,135b)과 제2배출채널(125e,135e)까지를 채널 폭을 양분하는 보강대(B)가 설치 구성됨에 따라, 제2유입채널(125b,135b)과 제2배출채널(125e,135e)에 비해 상대적으로 큰 폭을 가지는 제1유입채널(125a,135a)과 제3배출채널(125f,135f)을 커버하는 셀커버(126,136)와 양극유입공(123,133), 양극배출공(124,138), 음극유입공(127,133) 및 음극배출공(128,134) 부분에 복수개의 적층 구조시 발생되는 압력과 전해액의 온도가 집중되더라도 해당 부분이 변형되는 것을 최소화할 수 있고, 이를 통하여 전해액의 누액과 누수를 방지할 수 있다.At this time, the first inlet channels 125a and 135a and the third outlet channels 125f and 135f among the channel channels 125 and 135 may include the second inlet channels 125b and 135b and the second outlet channels 125e and 135e, respectively. The first inlet channel 125a having a relatively large width compared to the second inlet channels 125b and 135b and the second outlet channels 125e and 135e, as the reinforcement bar B for dividing the channel width is installed. 135a) and the cell cover (126,136) and the anode inlet hole (123,133), the anode outlet hole (124,138), the cathode inlet hole (127,133) and the cathode outlet hole (128,134) covering the third discharge channels (125f, 135f) Even if the pressure and the temperature of the electrolyte generated in the case of a plurality of stacked structures are concentrated, it is possible to minimize deformation of the corresponding part, thereby preventing leakage and leakage of the electrolyte.

한편, 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레독스흐름전지(200)는, 상기와 같은 구성을 가지는 복수개의 셀프레임(100)들이 스택 구조로 배열되어 전해질의 유동에 따라 방전을 가능하게 하는 전지셀(S), 전지셀(S)의 양측단에 구성되어 외부로부터 전지셀(S)을 보호하는 한 쌍의 엔드플레이트(P), 엔드플레이트(P)에 위치된 상태에서 전지셀(S)의 복수개의 셀프레임(100)들의 양극단자와 음극단자 각각에 전기적으로 접속 구성되어 전해질의 유동에 따라 방전 동작되는 셀프레임들(100)들 전체의 전하를 집전하는 전극판(E) 및 엔드플레이트(P)의 외측면에 구성되어 엔드플레이트(P)와 전지셀(S)의 결속을 강화하는 결속강화채널(미부호) 등을 포함한다.Meanwhile, as shown in FIGS. 1 to 8, in the redox flow battery 200 according to a preferred embodiment of the present invention, a plurality of cell frames 100 having the above-described configuration are arranged in a stack structure and electrolyte A pair of end plates (P) and end plates (P) that are configured at both ends of the battery cells (S) and the battery cells (S) to enable discharge according to the flow of the battery to protect the battery cells (S) from the outside It is configured to be electrically connected to each of the positive and negative terminals of the plurality of cell frames 100 of the battery cell S in a state located in the discharge of the cell frames 100 that are discharged according to the flow of the electrolyte. It is configured on the outer surface of the electrode plate (E) and the end plate (P) for collecting current, and includes a binding strengthening channel (not shown) for strengthening the binding between the end plate P and the battery cell S.

여기서, 전지셀(S)을 제외한 엔드플레이트(P), 전극판(E) 및 결속강화채널(미부호)의 구성은 공지의 구성을 가질 수 있으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.Here, the configuration of the end plate P, the electrode plate E, and the binding strengthening channel (unsigned) except the battery cell S may have a known configuration, and thus detailed description will be omitted.

전지셀(S)은, 전해질의 유동에 따라 산화 및 환원 반응되는 것을 통하여 전해질의 방전이 가능하도록 복수개의 셀프레임(100)이 스택 구조로 배열된 배터리 본체로, 셀프레임(100)과 셀프레임(100)의 사이에는 멤브레인(M)이 구성된다.The battery cell S is a battery body in which a plurality of cell frames 100 are arranged in a stacked structure so that discharge of the electrolyte is possible through an oxidation and reduction reaction according to the flow of the electrolyte, the cell frame 100 and the cell frame The membrane M is comprised between 100.

여기서, 셀프레임(100)은, 전해질의 유동에 따라 방전을 가능하게 하는 바이폴라플레이트(110)와, 상호간 대향된 구조를 가지고 바이폴라플레이트(110)의 양측면에 각각 기밀 가능한 상태로 구성되며 전해질의 흐름을 위한 유로를 제공하는 좌측 플로우셀(120) 및 우측 플로우셀(130)을 포함하고, 좌측 플로우셀(120) 및 우측 플로우셀(130)의 유로에 설치되어 전해액의 열과 복수개의 셀프레임(110)이 적층시 발생되는 압력에 의한 변형을 방지하는 보강대(B)를 포함하며, 각 구성부들은 상기와 같은 구성을 가지므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.Here, the cell frame 100, bipolar plate 110 to enable discharge according to the flow of the electrolyte, has a structure opposite to each other and is configured to be airtight on both sides of the bipolar plate 110, and the flow of the electrolyte It includes a left flow cell 120 and a right flow cell 130 that provides a flow path for, and is installed in the flow paths of the left flow cell 120 and the right flow cell 130, a plurality of cell frames 110 and a column of electrolyte. ) Includes a reinforcing bar (B) that prevents deformation due to pressure generated during lamination, and since each component has the above-described configuration, a detailed description will be omitted.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유로 채널이 보강된 셀프레임의 작용에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a description will be given of the action of the cell frame is reinforced flow channel according to a preferred embodiment of the present invention.

먼저, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 복수개의 셀프레임(100)들이 멤브레인(M)을 사이에 두고 적층 결합된 후, 셀프레임(100)의 일측으로부터 양극 전해액이 유입 및 배출되고, 셀프레임(100)의 타측으로부터 음극 전해액이 유입 및 배출된다.First, as shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of cell frames 100 are stacked and combined with a membrane M therebetween, and then a positive electrode electrolyte is introduced and discharged from one side of the cell frame 100, The cathode electrolyte is introduced and discharged from the other side of the cell frame 100.

즉, 양극 전해액은, 일측에 위치된 셀프레임(100)의 우측 플로우셀(130) 좌측 하단에 형성된 양극배출공(138)을 통해 좌측 플로우셀(120)의 좌측 하단에 형성된 양극유입공(123)으로 유입되고, 좌측 플로우셀(120)의 외측면 하부에 형성된 유로 채널(125)을 경유하여 바이폴라플레이트(110)의 일면에 고르게 분산된 후, 좌측 플로우셀(120)의 외측면 상부에 형성된 유로 채널(125)을 경유하여 좌측 플로우셀(120)의 우측 상단에 형성된 양극배출공(124)으로 배출되면서 이동된다.That is, the positive electrode electrolyte, the positive electrode inlet hole 123 formed in the lower left of the left flow cell 120 through the positive electrode discharge hole 138 formed in the lower left of the right flow cell 130 of the cell frame 100 located on one side ), and evenly distributed on one side of the bipolar plate 110 via the flow channel 125 formed on the lower side of the outer side of the left flow cell 120, and then formed on the upper side of the outer side of the left flow cell 120 The flow is discharged to the anode discharge hole 124 formed at the upper right of the left flow cell 120 via the flow channel 125.

또한, 음극 전해액은, 타측에 위치된 셀프레임(100)의 좌측 플로우셀(120) 좌측 상단에 형성된 음극배출공(128)을 통해 우측 플로우셀(130)의 좌측 상단에 형성된 음극유입공(133)으로 유입되고, 우측 플로우셀(130)의 외측면 상부에 형성된 유로 채널(135)을 경유하여 바이폴라플레이트(110)의 타면에 고르게 분산된 후, 우측 플로우셀(130)의 외측면 하부에 형성된 유로 채널(135)을 경유하여 우측 플로우셀(130)의 우측 하단에 형성된 음극배출공(134)으로 배출되면서 이동된다.In addition, the negative electrode electrolyte, the negative electrode inlet hole (133) formed in the upper left of the right flow cell 130 through the negative electrode discharge hole (128) formed on the upper left of the left flow cell 120 of the cell frame 100 located on the other side ), and evenly distributed on the other surface of the bipolar plate 110 via the flow channel channel 135 formed on the outer side of the right flow cell 130, and formed on the lower side of the outer side of the right flow cell 130 It is moved while being discharged to the cathode discharge hole 134 formed at the bottom right of the right flow cell 130 via the flow channel 135.

이에, 한 쌍의 바이폴라플레이트(110)와 멤브레인(M) 사이의 공간에는 각각 양극 전해액과 음극 전해액이 흐르게 되고, 이때, 멤브레인(M)을 사이에 두고 전해액이 산화 및 환원 반응되면서 각 바이폴라플레이트(110)의 일면에는 양극 및 음극 전하가 집전된다Accordingly, a positive electrode electrolyte and a negative electrode electrolyte flow respectively in a space between the pair of bipolar plates 110 and the membrane M, and each bipolar plate ( The positive and negative charges are collected on one side of 110).

이때, 유로 채널(125,135) 중 제1유입채널(125a,135a)과 제3배출채널(125f,135f)에는, 각각 제2유입채널(125b,135b)과 제2배출채널(125e,135e)까지를 채널 폭을 양분하는 보강대(B)가 설치 구성됨에 따라, 제2유입채널(125b,135b)과 제2배출채널(125e,135e)에 비해 상대적으로 큰 폭을 가지는 제1유입채널(125a,135a)과 제3배출채널(125f,135f)을 커버하는 셀커버(126,136)와 양극유입공(123,133), 양극배출공(124,138), 음극유입공(127,133) 및 음극배출공(128,134) 부분에 복수개의 적층 구조시 발생되는 압력과 전해액의 온도가 집중되더라도 해당 부분이 변형되는 것을 최소화할 수 있고, 이를 통하여 전해액의 누액과 누수를 방지할 수 있다.At this time, the first inlet channels 125a and 135a and the third outlet channels 125f and 135f among the channel channels 125 and 135 may include the second inlet channels 125b and 135b and the second outlet channels 125e and 135e, respectively. The first inlet channel 125a having a relatively large width compared to the second inlet channels 125b and 135b and the second outlet channels 125e and 135e, as the reinforcement bar B for dividing the channel width is installed. 135a) and the cell cover (126,136) and the anode inlet hole (123,133), the anode outlet hole (124,138), the cathode inlet hole (127,133) and the cathode outlet hole (128,134) covering the third discharge channels (125f, 135f) Even if the pressure and the temperature of the electrolyte generated in the case of a plurality of stacked structures are concentrated, it is possible to minimize deformation of the corresponding part, thereby preventing leakage and leakage of the electrolyte.

이후, 바이폴라플레이트(110)에 집전된 전하들은 펠트(미부호)와 전극판(E)에 의해 모두 집전된 후 인버터 등과 같은 변환장치에 제공되어 DC/AC로 변환된 후 각 부하에 공급된다.Thereafter, the charges collected on the bipolar plate 110 are all collected by the felt (unsigned) and the electrode plate (E), and then provided to a converter such as an inverter and converted into DC/AC and then supplied to each load.

따라서 상술한 바에 따르면, 레독스흐름전지(200)를 구성하는 셀프레임(100)에 있어서 전해액이 흐르는 셀프레임(100)의 유로 채널(125,135)에 보강대(B)가 구성됨으로써, 복수개의 셀프레임(100)의 적층시 압력과 전해액의 열에 의한 셀프레임(100)의 손상을 방지할 수 있다.Therefore, according to the above, in the cell frame 100 constituting the redox flow battery 200, the reinforcing bar (B) is formed in the flow channel channels 125 and 135 of the cell frame 100 through which the electrolyte flows, thereby forming a plurality of cell frames. When the (100) is stacked, it is possible to prevent damage to the cell frame 100 due to pressure and heat of the electrolyte.

즉, 본 발명에 의하면, 엔드플레이트(P)에 인접한 셀프레임(100) 중 유로 채널(125,135)에 압력과 열이 집중되더라도 보강대(B)에 의해 해당 부분의 변형이 억제되도록 할 수 있다. That is, according to the present invention, even if pressure and heat are concentrated in the flow channel channels 125 and 135 among the cell frames 100 adjacent to the end plate P, deformation of the corresponding portion can be suppressed by the reinforcement B.

상술한 본 발명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구 범위와 청구 범위의 균등한 것에 의해 정해져야 한다. In the above-described present invention, specific embodiments have been described, but various modifications can be carried out without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the invention should not be determined by the described embodiments, but should be defined by the equivalents of the claims and claims.

Claims (7)

전해질의 유동에 따라 방전을 가능하게 하는 바이폴라플레이트(110)와;
상호간 대향된 구조를 가지고 바이폴라플레이트(110)의 양측면에 각각 기밀 가능한 상태로 구성되며 전해질의 흐름을 위한 유로를 제공하는 좌측 플로우셀(120) 및 우측 플로우셀(130)을 포함하고,
좌측 플로우셀(120) 및 우측 플로우셀(130)의 유로에 설치되어 전해액의 열과 복수개의 좌측 플로우셀(120) 및 우측 플로우셀(130)의 적층시 발생되는 압력에 의한 변형을 방지하는 보강대(B)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유로 채널이 보강된 셀프레임.A bipolar plate 110 enabling discharge according to the flow of the electrolyte;
It has a structure opposite to each other and is configured to be airtight on both sides of the bipolar plate 110, and includes a left flow cell 120 and a right flow cell 130 that provide a flow path for the flow of electrolyte.
Reinforcement bars installed in the flow paths of the left flow cell 120 and the right flow cell 130 to prevent deformation due to heat of the electrolyte and pressure generated when the plurality of left flow cells 120 and the right flow cell 130 are stacked ( B) the cell frame is reinforced channel characterized in that it comprises a. 제1항에 있어서, 좌측 플로우셀(120)은,
플레이트(121);
플레이트(121)의 내측면 중앙부에 개구 형성되고 바이폴라플레이트(110)의 일면 가장자리가 안착되는 안착공(122);
플레이트(121)의 외측면 안착공(122) 상부와 하부에 각각 형성되어 양극 전해액이 바이폴라플레이트(110)의 일면에 유입 및 배출되도록 하는 양극유입공(123)과 양극배출공(124);
플레이트(121)의 외측면 양극유입공(123)과 양극배출공(124)에 각각 연통되면서 구성되어 양극유입공(123)을 통해 유입된 양극 전해액이 바이폴라플레이트(110)를 접촉한 후 양극배출공(124)을 통해 배출되면서 이동되도록 하는 유로 채널(125);
플레이트(121)의 외측면에 유로 채널(125)을 커버하면서 기밀 상태로 구성되는 셀커버(126); 및
양극유입공(123)과 양극배출공(124)에 대향되는 위치에 형성되어 음극 전해액이 바이폴라플레이트(110)의 타면에 유입 및 배출되도록 하는 음극유입공(127)과 음극배출공(128)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유로 채널이 보강된 셀프레임.The method of claim 1, wherein the left flow cell 120,
Plate 121;
A seating hole 122 in which an opening is formed in the center of the inner surface of the plate 121 and one edge of the bipolar plate 110 is seated;
A positive electrode inlet hole 123 and a positive electrode discharge hole 124 formed on upper and lower portions of the outer surface seating holes 122 of the plate 121 to allow the positive electrode electrolyte to flow into and out of one surface of the bipolar plate 110;
It is configured to be in communication with the positive electrode inlet hole 123 and the positive electrode discharge hole 124 on the outer surface of the plate 121, and the positive electrode electrolyte flowing through the positive electrode inlet hole 123 contacts the bipolar plate 110, and then positive electrode discharge A flow path channel 125 to be moved while being discharged through the ball 124;
A cell cover 126 configured in an airtight state while covering the flow channel 125 on the outer surface of the plate 121; And
A cathode inlet hole 127 and a cathode outlet hole 128 are formed at positions opposite to the anode inlet hole 123 and the anode outlet hole 124 so that the cathode electrolyte is introduced and discharged to the other surface of the bipolar plate 110. Cell frame reinforced with a channel, characterized in that it comprises. 제2항에 있어서, 유로 채널(125)은,
양극유입공(123)에 연통되는 제1유입채널(125a);
제1유입채널(125a)로부터 분기되는 복수개의 제2유입채널(125b);
제2유입채널(125b)로부터 바이폴라플레이트(110)의 일단에 분산되는 다수개의 제3유입채널(125c);
바이폴라플레이트(110)의 타단에 분산된 양극 전해액이 집수되는 다수개의 제1배출채널(125d);
제1배출채널(125d)로부터 융합되는 복수개의 제2배출터널(125e); 및
제2배출채널(125e)로부터 양극배출공(124)에 연통되는 제3배출채널(125f)로 구성되는 것을 특징으로 하는 유로 채널이 보강된 셀프레임.The method of claim 2, the channel channel 125,
A first inlet channel 125a communicating with the anode inlet hole 123;
A plurality of second inflow channels 125b branching from the first inflow channel 125a;
A plurality of third inflow channels 125c distributed at one end of the bipolar plate 110 from the second inflow channel 125b;
A plurality of first discharge channels 125d in which the positive electrode electrolyte dispersed in the other end of the bipolar plate 110 is collected;
A plurality of second discharge tunnels 125e fused from the first discharge channel 125d; And
A cell frame with a reinforced flow channel, characterized in that it comprises a third discharge channel (125f) communicating with the anode discharge hole (124) from the second discharge channel (125e). 제3항에 있어서, 우측 플로우셀(130)은,
플레이트(131);
플레이트(131)의 내측면 중앙부에 개구 형성되고 바이폴라플레이트(110)의 타면 가장자리가 안착되는 안착공(132);
플레이트(131)의 외측면 안착공(132) 상부와 하부에 각각 형성되어 음극 전해액이 바이폴라플레이트(110)의 타면에 유입 및 배출되도록 하는 음극유입공(133)과 음극배출공(134);
플레이트(131)의 외측면 음극유입공(133)과 음극배출공(133)에 각각 연통되면서 구성되어 음극유입공(133)을 통해 유입된 음극 전해액이 바이폴라플레이트(110)를 접촉한 후 음극배출공(134)을 통해 배출되면서 이동되도록 하는 유로 채널(135);
플레이트(131)의 외측면에 유로 채널(135)을 커버하면서 기밀 상태로 구성되는 셀커버(136); 및
음극유입공(133)과 음극배출공(134)에 대향되는 위치에 형성되어 양극 전해액이 바이폴라플레이트(110)의 일면에 유입 및 배출되도록 하는 양극유입공(137)과 양극배출공(138)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유로 채널이 보강된 셀프레임.The method of claim 3, wherein the right flow cell 130,
Plate 131;
A seating hole 132 in which an opening is formed in the center of the inner surface of the plate 131 and the other surface edge of the bipolar plate 110 is seated;
A negative electrode inlet hole 133 and a negative electrode discharge hole 134 formed on upper and lower portions of the outer surface seating holes 132 of the plate 131 to allow the electrolyte to flow into and out of the other surface of the bipolar plate 110;
It is configured to be in communication with the cathode inlet hole 133 and the cathode outlet hole 133 on the outer surface of the plate 131, and the cathode electrolyte flowing through the cathode inlet hole 133 contacts the bipolar plate 110 and then discharges the cathode. A flow path channel 135 to be moved while being discharged through the ball 134;
A cell cover 136 configured in an airtight state while covering the flow channel 135 on the outer surface of the plate 131; And
The anode inlet hole 133 and the cathode outlet hole 134 are formed at positions opposite to the anode inlet hole 137 and the anode outlet hole 138 to allow the electrolyte to flow into and out of one surface of the bipolar plate 110. Cell frame reinforced with a channel, characterized in that it comprises. 제4항에 있어서, 유로 채널(135)은,
음극유입공(133)에 연통되는 제1유입채널(135a);
제1유입채널(135a)로부터 분기되는 복수개의 제2유입채널(135b);
제2유입채널(135b)로부터 바이폴라플레이트(110)의 일단에 분산되는 다수개의 제3유입채널(135c);
바이폴라플레이트(110)의 타단에 분산된 음극 전해액이 집수되는 다수개의 제1배출채널(135d);
제1배출채널(135d)로부터 융합되는 복수개의 제2배출터널(135e); 및
제2배출채널(135e)로부터 음극배출공(134)에 연통되는 제3배출채널(135f)로 구성되는 것을 특징으로 하는 유로 채널이 보강된 셀프레임.The method of claim 4, wherein the channel channel 135,
A first inlet channel 135a communicating with the cathode inlet hole 133;
A plurality of second inflow channels 135b branching from the first inflow channel 135a;
A plurality of third inflow channels 135c distributed from one end of the bipolar plate 110 to the second inflow channel 135b;
A plurality of first discharge channels 135d through which the negative electrode electrolyte solution dispersed at the other end of the bipolar plate 110 is collected;
A plurality of second discharge tunnels 135e fused from the first discharge channel 135d; And
A cell frame reinforced with a flow channel, characterized by comprising a third discharge channel (135f) communicating with the cathode discharge hole (134) from the second discharge channel (135e). 제5항에 있어서, 보강대(B)는,
제1유입채널(125a,135a)과 제3배출채널(125f,135f)에 길이방향으로 제1 및 제3유입채널의 폭을 양분하는 위치에 각 채널의 폭 대비 1/5 내지 1/3의 폭을 가지면서 형성되는 것을 특징으로 하는 유로 채널이 보강된 셀프레임.According to claim 5, Reinforcement (B),
1/5 to 1/3 of the width of each channel at a position where the widths of the first and third inflow channels are bisected in the longitudinal direction to the first inflow channels 125a and 135a and the third discharge channels 125f and 135f. Cell frame reinforced with a channel, characterized in that formed while having a width. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 복수개의 셀프레임(100)들이 스택 구조로 배열되어 전해질의 유동에 따라 방전을 가능하게 하는 전지셀(S);
전지셀(S)의 양측단에 구성되어 외부로부터 전지셀(S)을 보호하는 한 쌍의 엔드플레이트(P);
엔드플레이트(P)에 위치된 상태에서 전지셀(S)의 복수개의 셀프레임(100)들의 양극단자와 음극단자 각각에 전기적으로 접속 구성되어 전해질의 유동에 따라 방전 동작되는 셀프레임들(100)들 전체의 전하를 집전하는 전극판(E); 및
엔드플레이트(P)의 외측면에 구성되어 엔드플레이트(P)와 전지셀(S)의 결속을 강화하는 결속강화채널(미부호)을 포함하는 것을 특징으로 하는 레독스흐름전지.A battery cell (S) for discharging according to the flow of the electrolyte is arranged in a plurality of cell frames 100 according to any one of claims 1 to 6 in a stack structure;
A pair of end plates P configured at both ends of the battery cell S to protect the battery cell S from the outside;
The cell frames 100 are configured to be electrically connected to each of the positive and negative terminals of the plurality of cell frames 100 of the battery cell S in the state located on the end plate P to discharge according to the flow of the electrolyte. An electrode plate (E) for collecting electric charges in all of them; And
Redox flow battery is configured on the outer surface of the end plate (P) and comprises a binding strengthening channel (unsigned) to strengthen the binding between the end plate (P) and the battery cell (S).
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