TW201622223A - 電解液循環型電池 - Google Patents

Abstract

本發明係一種電解液循環型電池，係具備具有與構成電池單元之電極接觸的雙極板，和圍繞雙極板周圍之框體的單元框體之電解液循環型電池，其中，框體係具有供給電解液於電池單元內部之供液歧管的供液側片，和對向於供液側片，排出電解液於電池單元外部之排液歧管的排液側片，雙極板係於電極側的面，具備自供液歧管所供給之電解液所流通而排出於排液之歧管之流通範圍，流通範圍係具有沿著縱方向加以設置，使自供液歧管所供液之電解液擴散至縱方向而引導至電極之供液整流部，和於供液整流部之橫方向兩側，沿著縱方向而加以設置，匯集電解液而流通至排液歧管之排液整流部之電解液循環型電池。

Description

電解液循環型電池

本發明係有關氧化還原電池等之電解液循環型電池。特別是有關可抑制單元框體之框體的變形之電解液循環型電池。

對於將太陽光發電或風力發電之來自自然能源的電力進行蓄電的大容量的蓄電池之一，有著氧化還原電池(RF電池)等之電解液循環型電池。RF電池係代表而言，藉由交流/直流變換器而加以連接於發電部(例如，太陽光發電裝置或風力發電裝置，其他一般的發電所等)和負載(需要家等)之間，將在發電部而發電的電力進行充電而儲存，將儲存之電力進行放電而供給至負載。

例如，如圖6之RF電池的動作原理圖所示，RF電池1係具備以使氫離子透過的隔膜101加以分離為正極單元102與負極單元103之電池單元100。對於正極單元102係加以內藏有正極電極104，且貯留正極電解液之正極電解液容器槽106則藉由供給導管108，排出導管110而加以連接。同樣地，對於負極單元103係加以內藏 有負極電極105，且貯留負極電解液之負極電解液容器槽107則藉由供給導管109，排出導管111而加以連接。各極電解液係經由加以設置於各供給導管108，109之途中的幫浦112，113而從各供給導管108，109，加以供給至正極單元102，負極單元103，再由從正極單元102，負極單元103流通各排出導管110，111而加以排出於正極電解液容器槽106，負極電解液容器槽107者，加以循環於正極單元102，負極單元103。RF電池1係如此作為循環電解液，利用含於正極電解液之離子與含於負極電解液之離子的氧化還原電位的差而進行充放電。在圖6中，作為含於各極電解液的離子而顯示有釩離子，實線箭頭係意味充電，而虛線箭頭係意味放電。

電池單元100係通常，加以形成於圖7下圖所示之稱作電池組200之構造體的內部。電池組200係如圖7上圖所示，具備依單元框體120，正極電極104，隔膜101，及負極電極105的順序而層積加以形成之層積體。單元框體120係具備矩形狀之雙極板121與圍繞其周緣之矩形框狀的框體122。此構成之情況，於鄰接之單元框體120之雙極板121之間，加以形成一個電池單元100，夾持雙極板121而於背表面，加以配置鄰接之電池單元100之正極電極104(正極單元102)與負極電極105(負極單元103)。

電池單元100內之各極電解液的流通係藉由加以形成於框體122之長片(供液側片，圖7紙面下側) 之供液歧管131，132，和加以形成於框體122之長片(排液側片，圖7紙面上側)之排液歧管133，134。正極電解液係自供液歧管131，藉由加以形成於框體122之一面側(紙面表側)之供液側片的導溝135而加以供給至正極電極104。並且，正極電解液係如圖7上圖之箭頭所示，自正極電解液104之下側流通至上側，藉由加以形成於框體122之排液側片的導溝137而加以排出至排液歧管133。同樣地，負極電解液係自供液歧管132，藉由加以形成於框體122之另一面側(紙面背側)之供液側片的導溝136而加以供給至負極電極105。並且，負極電解液係自負極電極105之下側通過於上側，藉由加以形成於框體122之排液側片的導溝138而加以排出於排液歧管134。對於各框體122之間，係加以配置有O環或平密封墊等之環狀之薄片構件140，抑制自電池單元100之電解液的洩漏。

例如，在專利文獻1中，於框體的長片(供液側片，排液側片)之內緣，加以設置有連通於導溝之整流部。供液側片的整流部係由沿著框體內緣使電解液擴散者，各極電解液則作為呈遍佈於各極電極之寬度方向全域。

〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕

[專利文獻1]日本特開2002-367659號公報

近年來，加以期望RF電池等之電解液循環型電池之更大容量化‧小型化。對於RF電池未做為大型化而作為大容量化，係例如，考量薄化單元框體而增加電池單元數者等。但在壓送電解液之壓力變大之後，電解液之流通阻抗(電池之內部阻抗)則變大。其結果，加上大的壓力至單元框體之框體，而有由薄化單元框體而框體產生變形之虞。

另一方面，對於RF電池之小型化，係例如與上述數同樣，考慮有單元框體之薄型化，但如薄形化單元框體，而有對於單元框體的框體產生大的壓力作用而框體產生變形之虞。隨之，抑制單元框體之框體的變形者為佳。

本發明係有鑑於上述情事所作為之構成，其目的之一係提供可抑制單元框體之框體的變形之電解液循環型電池者。

有關本發明之一形態之電解液循環型電池係具備：具有與構成電池單元之電極接觸的雙極板，和圍繞雙極板周圍之框體的單元框體。框體係具有供給電解液於電池單元內部之供液歧管的供液側片，和對向於供液側片，排出電解液於電池單元外部之排液歧管的排液側片。 雙極板係於電極側的面，具備自供液歧管所供給之電解液所流通而排出於排液之歧管之流通範圍。供液側片與排液側片則對向的方向作為縱方向，正交於縱方向之方向作為橫方向。此時，流通範圍係具有沿著縱方向加以設置，使自供液歧管所供液之電解液擴散至縱方向而導入至電極之供液整流部，和於供液整流部之橫方向兩側，沿著縱方向而加以設置，匯集電解液而流通至排液歧管之排液整流部。

上述之電解液循環型電池係可抑制單元框體之框體的變形。

1‧‧‧RF電池

2‧‧‧單元框體

3‧‧‧框體

31‧‧‧供液側片

32‧‧‧排液側片

33‧‧‧連結片

34‧‧‧供液歧管

35‧‧‧排液歧管

36‧‧‧供液導溝

37‧‧‧排液導溝

4A、4B、4C、4D‧‧‧雙極板

40‧‧‧流通範圍

40d‧‧‧雙方向流通範圍

40s‧‧‧一方向流通範圍

41‧‧‧供液整流部

41a‧‧‧溝

42‧‧‧排液整流部

42a‧‧‧溝

43‧‧‧電極配置範圍

44‧‧‧平坦面狀

45‧‧‧流路

45i‧‧‧導入路

45o‧‧‧排出路

46‧‧‧溝部

46x‧‧‧橫溝部

46y‧‧‧縱溝部

100‧‧‧電池單元

101‧‧‧隔膜

102‧‧‧正極單元

103‧‧‧負極單元

104‧‧‧正極電極

105‧‧‧負極電極

106‧‧‧正極電解液容器槽

107‧‧‧負極電解液容器槽

108、108‧‧‧供給導管

110、111‧‧‧排出導管

112、113‧‧‧幫浦

120‧‧‧單元框體

121‧‧‧雙極板

122‧‧‧框體

131、132‧‧‧供液歧管

133、134‧‧‧排液歧管

135、136、137、138‧‧‧導溝

140‧‧‧密封構件

200‧‧‧電池組

圖1係顯示有關實施形態1之氧化還原電池之單元框體的概略平面圖。

圖2係顯示有關實施形態2之氧化還原電池之單元框體的概略平面圖。

圖3係顯示有關實施形態3之氧化還原電池之單元框的體概略平面圖。

圖4係顯示對於有關實施形態3之氧化還原電池之雙極板加以設置對向梳齒狀之流路概略平面圖。

圖5係顯示有關變形例1之氧化還原電池之單元框體 的概略平面圖。

圖6係氧化還原電池之動作原體圖、

圖7係具備於氧化還原電池之電池組之概略構成圖。

<本發明之實施形態的說明>

本發明者係欲抑制單元框體之框體的變形，而檢討框體產生變形的原因。其結果，認為於框體形成整流部者為原因。如以往，當於框體內緣加以形成整流部時，從框體的內側朝向外側產生作用的壓力係供液側則容易較排液側變大，而作用於框體的供液側與框體之排液側之壓力則容易成為不均一。因由電解液流通在電極者而作用於排液側的壓力降低之故。作用於此框體之供液側與框體的排液側的壓力的差係經由電極之電解液的流通阻抗越大而變大。如此，由作用於框體之供液側與框體之排液側的壓力成為不均一者，框體的供液側則比較於排液側而容易彎曲於外側。特別是因整流部的形成處則較短片，剛性低的長片之故，更容易產生框體的變形。

從此檢討結果，銳意檢討欲消解加上於框體之壓力的不均一度之整流部的形成處等。其結果，得到將供液及排液的整流部設置於雙極性之特定處之同時，由相互之位置關係滿足特定的配置條件者，容易消解作用於框體之供液側與排液側之壓力的不均一度之發現。本發明係 依據此等見解之構成。

最初，列記本發明之實施形態的內容而加以說明。

(1)有關本發明之一形態之電解液循環型電池係具備：具有與構成電池單元之電極接觸的雙極板，和圍繞雙極板周圍之框體的單元框體。框體係具有供給電解液於電池單元之內部之供液歧管的供液側片，和對向於供液側片，排出電解液於電池單元外部之排液歧管的排液側片。雙極板係於電極側的面，具備自供液歧管所供給之電解液所流通而排出於排液歧管之流通範圍。供液側片與排液側片則對向的方向作為縱方向，正交於縱方向之方向作為橫方向。此時，流通範圍係具有沿著縱方向加以設置，使自供液歧管所供液之電解液擴散至縱方向而導入至電極之供液整流部，和於供液整流部之橫方向兩側，沿著縱方向而加以設置，匯集電解液而流通至排液歧管之排液整流部。

如根據上述構成，容易抑制單元框體之變形。將供液‧排液之各整流部，並非框體本身而由沿著其縱方向而設置於雙極板者，比較於將供液‧排液之各整流部設置於框體內緣之以往的單元框體之情況做比較，作用於框體之供液側片與排液側片的壓力不易成為不均一之故。另外，由設置排液整流部於供液整流部之橫方向兩側者，電解液之壓力則容易便高壓而容易配置供液整流部於自單元框體之框體遠離之內側，對於框體而言，電解液之壓力可不易產生作用。加上可分散配置排液整流部於供液 整流部之兩側者，可容易降低兩整流部間之電解液的壓力差，可容易均一化各個排液整流部附近的電解液之壓力。經由此，可對於構成單元框體之框體的一部分的片，電解液的壓力產生偏移而不易產生作用。

如此，由容易抑制框體的變形者，框體及雙極性的機械的信賴性則提升。另外，可增加電解液的流量而提高電池的輸出。更且，可薄化單元框體之故，將電解液循環型電池的尺寸作為與以往的電解液循環型電池相同之情況，可經由單元框體的薄化而增加電池單元數，而可期待電池的大容量化。並且，將電解液循環型電池的電池容量作為與以往的電解液循環型電池相同之情況，可經由單元框體的薄化而期待電解液循環型電池的小型化。

(2)作為上述電解液循環型電池的一形態，可舉出流通範圍係具有加以設置於雙極性之橫方向兩端的排液整流部，和加以設置於排液整流部之間的供液整流部。

如根據上述構成，更一層容易抑制框體之變形。加上於容易消解作用於供液側片與排液側片的壓力之不均一度，由配置排液整流部於雙極板之橫方向兩端者，可將作用於框體的橫方向兩側的壓力縮小且容易作為均一。因此，在框體之上述縱方向及橫方向之各自，作用於框體之壓力則不易成為不均一。

(3)作為上述電解液循環型電池之一形態，可舉出流通範圍係具有形成於供液整流部與排液整流部之 間的平坦狀面者。

如根據上述之構成，比較於具備設置供液‧排液之各整流部於框體的內緣之以往的單元框體之電池，可大幅度地抑制框體的變形。另外，由將在雙極板之兩整流部之間的範圍作為平坦狀面者，無須於此範圍形成溝等。如此之構成的情況，產生於兩整流部間的電解液的壓力差則比較於具有上述溝之情況而容易變大，但此情況，亦加以配置有排液整流部於供液整流部之兩側之故，產生於各個排液整流部的壓力係容易作為均一。經由此，可有效果地抑制單元框體之變形。

(4)作為上述電解液循環型電池之一形態，可舉出具備具有電解液流通在供液整流部與排液整流部之間的複數之溝部的流路者。此情況，流路係具備導入電解液於電極之導入路徑，和自電極排出電解液之排出路徑。並且，導入路徑與排出路徑係具有沿著橫方向加以形成之橫溝部之同時，相互未連通而獨立者為佳。

如根據上述之構成，經由上述複數之溝部而容易遍佈於電極之廣範圍而均一地使電解液流通。另外，如根據上述的構成，可降低電解液之壓力損失。如使用具備具有溝部之流路的雙極板，因比較於未有流路之情況，促進沿著流路的電解液的流通，而可調整加以流通至電極之電解液的流動之故。

更且，如根據上述之構成，對於能源效率優越。由導入路徑與排出路徑則具有沿著橫方向加以形成之 橫溝部者，電解液則容易自供液整流部朝向於排液整流部而流通。並且，由導入路徑與排出路徑未相互連通而獨立者，因電解液則容易藉由電極而流通在導入路徑與排出路徑之間，而保持未反應而加以排出之電解液則減少，電流量則增加之故。

(5)作為上述電解液循環型電池之一形態，可舉出具備上述流路之情況，導入路徑與排出路徑則具備梳齒形狀之範圍，而導入路徑與排出路徑係各梳齒呈相互咬合對向地加以配置者。

如根據上述的構成，由梳齒形狀之導入路徑與排出路徑則呈相互咬合而對向地加以配置者，藉由導入路徑與排出路徑之各梳齒彼此之間的電極而使電解液流通。伴隨於此，更使在電極而加以供給至電池反應之電解液的量增加。經由此，保持未反應而加以排出之電解液減少之故而更使電流量增加。特別是，經由梳齒的數量或形成範圍等，係因容易均一地使電解液來去於電極的廣範圍之故，而加以期待遍佈於電極的廣範圍而進行均一的電池反應。隨之，反應電流量則容易增加，進而加以期待可降低內部阻抗。由以上，此氧RF電池係對於作為RF電池全體的能源效率優越。

<本發明之實施形態的詳細>

於以下，參照圖面，加以詳細說明本發明之實施形態。然而，本發明係並非限定此等之例示者，而經由申請 專利範圍所示，特意包含有與申請專利範圍均等意味及在範圍內之所有的變更者。在此係作為電解液循環型電池而以例說明氧化還原電池(RF電池)。

[實施形態1]

有關實施形態1之RF電池係與使用圖6，7所說明之以往的RF電池同樣，具備：具備備有單元框體與電池單元100之層積體之電池組200，和貯留循環於電池單元100之正極單元102之正極電解液之正極電解液容器槽106，和貯留循環於負極單元103之負極電解液之負極電解液容器槽107。各極電解液的循環係藉由各供給導管108，109，各排出導管110，111，經由設置於此等途中的幫浦112，113而進行。作為有關實施形態1之RF電池的主要特徵處係調整(控制)在電池單元100內之各極電解液之流通的單元框體的構成。具體而言係作為有關實施形態1之RF電池的主要特徵處係與設置供液及排液之整流部於雙極板之特定處之同時，兩整流部之相互的位置關係則滿足特定的配置條件的點。即，有關實施形態1之RF電池係單元框體的構成則與以往的RF電池之單元框體120(圖7)不同之故，以下的說明係參照圖1(適宜圖6，7)而將其不同點為中心進行說明。對於與以往相同之構成，係附上與圖6，7同一符號而省略其說明。圖1的箭頭係顯示電解液的流動

[單元框體]

單元框體2係具備雙極板4A與圍繞雙極板4A之周緣的框體3。對於單元框體2係有加以配置於上述層積體之鄰接之電池單元100(圖7)之間的中間單元框體，和加以配置於上述層積體之兩端的端部單元框體。中間單元框體係於雙極板4A的表背，接觸有一方的電池單元100之正極電極104及另一方之電池單元100之負極電極105，而端部單元框體係於雙極板4A之一方的面，與電池單元100之正負任一之電極接觸。單元框體2的表背(正極側‧負極側)面的構成係在中間單元框體及端部單元框體之任一中亦為同樣。在此，以例說明一方的面(正極電極側)。

(框體)

框體3係於內側形成成為電池單元100(圖6，7)之範圍。框體3係具備：具有供給電解液於電池單元100之內部之供液歧管34的供液側片31，和對向於供液側片31，排出電解液於電池單元100外部之排液歧管35的排液側片32。此供液側片31與排液側片32之端部彼此係相互對向之同時，經由對於供液側片31及排液側片32而言正交之一對的連結片33而加以連結。框體3之形狀係矩形框狀。供液側片31及排液側片32係構成矩形框之長片，而連結片33係構成矩形框的短片。平面視單元框體2時，當將供液側片31與排液側片32相互對向之方向作 為縱方向，而將正交於縱方向之方向作為橫方向時，供液側片31則位置於上述縱方向下側，而排液側片32則位置於上述縱方向上側。即，電解液的流動(箭頭)係從框體3之上述縱方向下側朝向於上述縱方向上側之方向。

對於供液側片31係加以形成有授予供液歧管34與雙極板4A之間而從供液歧管34引導電解液於雙極板4A之供液導溝36。同樣地，對於排液側片32係加以形成有授予在排液歧管35與雙極板4A之間而從雙極板4A引道電解液至排液歧管35之排液導溝37。排液導溝37係呈連通於後述之兩個排液整流部42之各自地加以形成為兩岔狀。此等供液導溝36，排液導溝37係在構築上述層積體時，經由塑料製之保護板(略圖示)而加以被覆。經由此，電解液則為自供液導溝36，排液導溝37洩漏，而在供液歧管34，排液歧管35與雙極板4A之間，使電解液流通。

框體3之材質係可舉出滿足耐酸性，電性絕緣性，機械特性的材料。例如，可舉出聚四氟乙烯等之種種的氟素系樹脂，聚丙烯樹脂，聚乙烯樹脂，氯乙烯樹脂。在此係以硬質氯乙烯樹脂而形成框體3。

(雙極板)

雙極板4A係原則為間隔磷接之電池單元100(圖7)之矩形狀的板。對於雙極板4A之電極側面(表背面)係具備流通範圍40(以圖1兩點鎖鏈線而示)。

<流通範圍>

流通範圍40係在雙極板4A之表面中，自供液歧管34所供給之電解液則流通而排出於排液歧管35的範圍。流通範圍40係具備：沿著上述縱方向而加以設置之供液整流部41，和沿著上述縱方向而加以設置之排液整流部42，和加以形成於此等供液整流部41，排液整流部42之間的電極配置範圍43(圖1之流通範圍40的內側的點線)。供液整流部41係使自供液歧管34所供給之電解液擴散於雙極板4A之上述縱方向而引導至電極配置範圍43。排液整流部42係聚集流通在電極配置範圍43之電解液而流通於排液歧管35。電極配置範圍43係加以配置有電極。

流通範圍40係經由此等之供液整流部41，排液整流部42與電極配置範圍43之組合，加以形成有雙方向流通範圍與一方向流通範圍者。雙方向流通範圍係具備：一個之供液整流部41，和呈夾持供液整流部41地加以配置之兩個之排液整流部42，和於其供液整流部41與排液整流部42之間各一個合計兩個之電極配置範圍43。並且，雙方向流通範圍係自供液整流部41沿著上述橫方向而使電解液流通於左右之排液整流部42的範圍。一方向流通範圍係具備：一個之供液整流部41，和一個之排液整流部42，和供液整流部41與排液整流部42之間的一個電極配置範圍43(詳細係圖5)。並且，一方向流通 範圍係指僅從供液整流部41流通電解液於排液整流部42之一方向的範圍。

作為流通範圍40之形態，至少具備一個之雙方向流通範圍。即，作為流通範圍40之形態，係有著(1)流通範圍40則在一個之雙方向流通範圍加以形成之情況，(2)流通範圍40則在複數之雙方向流通範圍加以形成之情況，(3)流通範圍則在雙方向流通範圍與一方向流通範圍加以形成之情況等。在任一形態，流通範圍40係供液整流部41與自其供液整流部41加以流通電解液之排液整流部42之間的長度，則具有較供液側片31與排液側片32之內緣彼此之間隔(沿著縱方向的長度)為短之範圍者為佳。如此做為，容易減小產生於供液整流部41與排液整流42之壓力差，而比較於設置供液‧排液之各整流部於框體的內緣之以往的單元框體之情況，可抑制框體3的變形。在此，如圖1所示，以例說明上述(1)之流通範圍40則在一個雙方向流通範圍40d加以形成之情況。即，以例說明流通範圍40則在一個供液整流部41，和其兩側的兩的排液整流部42，和於供液整流部41，排液整流部42各間各一個合計兩個之電極配置範圍43而形成之情況。此情況，雙方向流通範圍40d之形成處及尺寸係遍佈於雙極板4A全域或略全域。然而，對於上述(2)係在實施形態2說明，而對於上述(3)係在變形例1說明。

供液整流部41係使自供液歧管34所供給之 電解液擴散於雙極板4A的上述縱方向而引導至加以形成於與兩側之排液整流部42之間的電極配置範圍43(電極(略圖示))。供液整流部41之形成處係兩側的排液整流部42彼此之間的中央或略中央，而位置於雙極板4A之上述橫方向之中央或略中央。

供液整流部41係可舉出以溝41a而形成者。溝41a(供液整流部41)之一端係連通於供液側片31之供液導溝36，而溝41a(供液整流部41)之另一端係未連通於任何而位置於排液側片32附近所封閉。在一個之雙方向流通範圍40d的溝41a數係亦可為一條，而亦可為兩條。將在雙方向流通範圍40d的溝41a數作為一條之情況，引導電解液於加以配置其一條的溝41a於其兩側之電極配置範圍43(圖1之流通範圍40之內側的點線)。在此，以一條的溝41a而構成供液整流部41。以兩條的溝而構成供液整流部41之形態係以後述之實施形態3加以說明。供液整流部41的溝41a係構築上述層積體時，以呈架設在其兩側的電極之供液整流部41側的緣彼此地加以配置之塑料製的保護板(略圖示)所被覆。經由此，將電解液引導至電極。

排液整流部42係聚集流通在電極之電解液而流通於排液歧管35。排液整流部42之形成處係作為在雙極板4A的上述橫方向兩端。供液整流部41與兩排液整流部42之各自之間的長度係較供液側片31與排液側片32的內緣彼此之間隔為短。各排液整流部42係以一條的溝 42a而形成。溝42a(排液整流部42之一端係連通於排液側片32之排液導溝37，而溝42a(排液整流部42)之另一端係未連通於任何而位置於供液側片31附近所封閉。排液整流部42的溝42a係構築上述層積體時，與在鄰接之電極的排液整流部42側的緣同時，由塑料性的保護板(略圖示)加以被覆。經由此，可自電極匯集電解液。

電極配置範圍43係加以配置有電極。電極配置範圍43係於供液整流部41與左右的排液整流部42之各自之間，加以形成有各一個之合計兩個。兩個之電極配置範圍43之面積係供液整流部41，排液整流部42之各間隔則相互均等之故，而相互相等。由供液整流部41與各排液整流部42之間隔為均等者，可將作用於框體3之上述橫方向兩側的壓力作為均等。

電極配置範圍43之表面係以未有溝於供液整流部41，排液整流部42間的平坦狀面44而構成。然而，詳細係已在參照圖3，4之實施形態3說明過，但此電極配置範圍43係具備具有流通電解液在供液整流部41，排液整流部42間的複數的溝部46之流路45亦可。

對於雙極板4A的材質係可使用可通過電流但無法通過電解液之材料者。加上，雙極板4A的材質係具有耐酸性及適度的剛性之材料者為佳。作為如此之材料係例如，可舉出含有碳素之導電性材料。具體而言係可舉出由石墨及聚烯烴系有機化合物或氯化有機化合物所加以形成之導電性塑料。另外，亦可將石墨的一部分置換為碳黑 及類鑽碳之至少一方的導電性塑料。作為聚烯烴系有機化合物，係可舉出聚乙烯，聚丙烯，聚丁烯等。做為氯化有機化合物，係可舉出氯乙烯，氯化聚乙烯，氯化石蠟等。雙極板4A則由如此之材料加以形成者，在可縮小雙極板4A之電性阻抗上，對於耐酸性優越。

雙極板4A之製造係可經由射出形成上述之材料，沖壓成形，及真空成形等之公知的方法而成形為板狀者而進行。與此成形同時地形成供液整流部41，排液整流部42(流通範圍40)亦可，而製造未形成供液整流部41，排液整流部42(流通範圍40)而製造雙極板4A，之後切削此雙極板4A表面而形成供液整流部41，排液整流部42亦可。當與雙極板4A的成形同時形成供液整流部41，排液整流部42時，對於雙極板4A之製造效率優越。

[電極]

電極係由流通有電解液者而進行電池反應。電極係在圖1中雖省略，但加以配置於上述之雙極板4A的各電極配置範圍43。即，在此係加以配置於雙極板4A之一面的電極的數係為兩片。電極的尺寸係作為與各電極配置範圍43之尺寸同程度，基本上可舉出作為未被供液整流部41，排液整流部42所被覆之程度者。但如為電極的極一部分，容許被覆於供液整流部41，排液整流部42者。電極之構成材料係例如，可舉出由碳素纖維所成之不織布(碳布)。在電極之電解液的流通方向係沿著在雙方向流 通範圍40d之供液整流部41與排液整流部42之對向方向的方向。在本實施形態中，加以流通有電解液於自供液整流部41朝向於排液整流部42之左右方向。

[電解液的流動]

在此單元框體2之電解液的流動係如以下。自電池單元100(參照圖6，7)之外部流通之正極(負極)電解液係如以圖1之箭頭所示地，自框體3之供液歧管34，藉由供液導溝36而加以供給至雙極板4A。接著，正極(負極)電解液係經由雙極板4A之供液整流部41而擴散至雙極板4A之上述縱方向而加以導入至其兩側的電極。經由供液整流部41所引導之正極(負極)電解液係自雙極板4A之中央，朝向於上述橫方向兩端側而流通在電極，再經由排液整流部42而加以匯集。加以匯集之電解液係藉由框體3之排液導溝37而自排液歧管35而加以排出於電池單元100之外部。對於電池單元100內之電解液的供給及對於電池單元100外之電解液的排出係與以往同樣，藉由加以連接於正極電解液容器槽106(負極電解液容器槽107)與電池單元100之間的供給導管108(109)及排出導管110(111)，經由設置於其途中之幫浦112(113)而進行。

[作用效果]

如根據實施形態1之RF電池，可得到以下的效果。

(1)可抑制框體3之變形。此係可舉出以下的理由。由將沿著上述縱方向的供液整流部41設置於雙極板4A之中央或略中央，呈夾持供液整流部41地將沿著上述縱方向之排液整流部42，設置於雙極板4A之兩端者，夾持供液整流部41而與其兩側可使電解液流通，容易將作用於供液整流部41，排液整流部42側的電解液之壓力作為均一。因此，比較於具備設置供液‧排液之各整流部於框體的內緣之以往的單元框體之情況，作用於框體3之供液側片31與排液側片32的壓力則不易成為不均一。雖之，可縮小作用於框體3之供液側片31與排液側片32的壓力的差。另外，設置排液整流部42於雙極板4A之上述橫方向兩端之同時，將供液整流部41與各排液整流部42之間隔，作為較供液側片31與排液側片32的內緣彼此之間隔為短，且均等。由此而縮小產生於供液整流部41與排液整流部42之壓力差的同時，可將作用於框體3之兩連結片33的壓力縮小且均一。更且，可使電解液之排液時的壓力作用於較長片之排液側片32剛性高之短片的連結片33。

(2)可抑制雙極板4A之變形。為了容易抑制框體3的變形，而作為對於一體化雙極板4A於框體3之單元框體2之情況，係因可降低對於雙極板4A之機械性的壓力之故。

(3)可期待RF電池之大容量化‧小型化。由容易抑制框體3之變形者而可薄化單元框體2之故，將 RF電池之尺寸作為與以往之RF電池相同的情況，因經由單元框體2之薄化而可增加電池單元100的數量之故。另外，將RF電池之電池容量作為與以往之RF電池相同之情況，因可薄化單元框體2之故。

[實施形態2]

作為實施形態2，如圖2所示，可作為流通範圍40具有複數之雙方向流通範圍40d之雙極板4B者。以下，將與實施形態1之不同點作為中心而加以說明，對於與實施形態1同樣之構成係附上與圖1同一之符號而省略其說明。圖2的箭頭係顯示電解液的流動。

雙方向流通範圍40d之數量係未加以限定。流通範圍40則具有複數之雙方向流通範圍40d之情況，當將雙方向流通範圍40d之數作為n個時，供液整流部41的數係n個。排液整流部42的數係鄰接之雙方向流通範圍40d則如圖2所示，在雙極板4B之一面中作為一部分重複之情況，為(n+1)個，圖示雖省略，但如後述相互未重複之情況，為2n個。電極配置範圍43的數係2n個。

(雙方向流通範圍則重複之形態)

雙方向流通範圍40d的數係為兩個。兩個之雙方向流通範圍40d係在雙極板4B之中央，一部分則重複，而雙方向流通範圍40d之一方則加以形成於雙極板4B之左半 分，雙方向流通範圍40d之另一方則加以形成於右半分。此情況，對於雙極板4B係加以形成有三個之排液整流部42，和各一個加以配置於三個之排液整流部42的各間之合計兩個之供液整流部41，和各一個加以配置於排液整流部42與供液整流部41之各間的合計四個之電極配置範圍43。對於此雙極板4B之一面係加以配置有四片的電極。在圖2中，說明的方便上，將顯示雙方向流通範圍40d之兩點鎖鏈線偏移於上述縱方向而顯示。

具體而言，對於雙極板4B之中央，係加以形成有兩雙方向流通範圍40d之共通的排液整流部42。此中央之排液整流部42係左側之雙方向流通範圍40d之一方的排液整流部42，亦為右側之雙方向流通範圍40d之一方的排液整流部42。中央之排液整流部42係匯集經由其兩側之供液整流部41而引導至電極之兩方的電解液。對於雙極板4B之左端係加以形成左側之雙方向流通範圍40d之另一方的排液整流部42，而對於雙極板4B之右端係加以形成右側之雙方向流通範圍40d之另一方的排液整流部42。對於在各雙方向流通範圍40d之兩排液整流部42之間的中央或略中央，係加以形成供液整流部41。對於在各雙方向流通範圍40d之供液整流部41與兩排液整流部42之間，係加以形成電極配置範圍43。

自供液歧管34對於各溝41a之電解液的供給係經由加以形成於供液側片31，具有連通於各溝41a之一端之兩岔狀部之供液導溝36而加以進行。自三個排液 整流部42對於排液歧管35之電解液的排出係經由加以形成於排液側片32，具有連通於三個排液整流部42之各一端之三岔狀部的排液導溝37而加以進行。

(雙方向流通範圍則未重複之形態)

兩個雙方向流通範圍係未相互重複，而各形成於雙極板的左半分與右半分。此情況，將圖2所示之雙極板之中央的一個排液整流部，作為加以並排有兩個溝之排液整流部，對於雙極板係加以形成有合計四個排液整流部的點則與上述之雙方向流通範圍重複之形態不同。加以形成有兩個供液整流部與四個電極配置範圍的點係與上述雙方向流通範圍重複的形態同樣。

雙極板之中央的鄰接之兩個的排液整流部之中，左側之排液整流部係在左側之雙方向流通範圍之一方的排液整流部，而右側之排液整流部係在右側之雙方向流通範圍之一方的排液整流部。對於雙極板之左端及右端係加以形成有在左右的各雙方向流通範圍之另一方的排液整流部。在左右之雙方向流通範圍之各自中，對於排液整流部彼此之間，係加以形成供液整流部。對於在左右之各雙方向流通範圍之排液整流部與供液整流部之間，係加以形成電極配置範圍。自供液歧管對於各溝之電解液的供給係經由具有兩岔狀部之供液導溝而加以進行。自四個排液整流部對於排液歧管之電解液的排出係經由具有連通於四個排液整流部之各一端的四岔狀部的排液導溝37而加以進 行。

[作用效果]

如根據實施形態2之RF電池，在抑制框體3之變形同時，容易降低電解液之壓力損失。流通範圍40則由具備複數之雙方向流通範圍40d者，比較於具備單數之雙方向流通範圍40d之情況，可縮短沿著各電極之電解液之進行方向的長度(在圖中係沿著橫方向的長度)之故。更且，與實施形態1之RF電池同樣，對於作為將雙極板4A作為一體化於框體3之單元框體2之情況，係可抑制雙極板4A之變形。另外，亦可期待RF電池之大容量化‧小型化。

[實施形態3]

實施形態3係與實施形態1同樣，由一個雙方向流通範圍40d而形成流通範圍40。在此形態中，如圖3，4所示，加上於以兩條的溝41a而形成供液整流部41，雙極板4C之電極配置範圍43則作為具備具有複數之溝部46的流路45之形態的點，則與實施形態1不同。對於兩條的溝41a之間係未存在有電極配置範圍。即，雙方向流通範圍40d係具備供液整流部41之兩側的兩個排液整流部42，和於供液整流部41，排液整流部42之各間各一個合計2個之電極配置範圍43的點係與實施形態1同樣。以下，將與實施形態1之不同點作為中心而加以說明，對於 與實施形態2同樣之構成係附上與圖1同一之符號而省略其說明。圖3的塗黑箭頭係顯示電解液的流動。

[供液整流部]

供液整流部41係如上述，由兩個的溝41a而加以形成。各溝41a係在排液整流部42之間相互鄰接而加以並排，對於相互的溝41a側係未引導電解液而引導電解液至鄰接之電極配置範圍43(電極)。各溝41a之一端係連通於具有加以形成於供液側片31之兩岔狀部的供液導溝36。

[電極配置範圍]

電極配置範圍43係具備具有複數的溝部46之流路45。流路45係調整在雙極板4C上的電解液的流動。電解液的流動係可經由流路45之形狀或尺寸等而調整。流路45係如圖4所示，具備導入電解液至電極之導入路徑45i，和自電極排出電解液之排出路徑45o。導入路徑45i係連結於供液整流部41，而排出路徑45o係連結於排液整流部42。導入路徑45i與排出路徑45o係亦可連通，但獨立者則為佳。

流路45係導入路徑45i與排出路徑45o則各具備梳齒形狀的範圍，各梳齒則呈相互咬合對向地加以配置之嵌合型的對向梳齒形狀。導入路徑45i(排出路徑45o)係具備沿著供液整流部41(排液整流部42)之一條 的縱溝部46y與自縱溝部46y延伸於上述橫方向之複數條之橫溝部46x。縱溝部46y係連通於供液整流部41(排液整流部42)，導入路徑45i之縱溝部46y係加以導入自供液整流部41所引導之電解液，而排出路徑45o之縱溝部46y係將流通在電極之電解液排出於排液整流部42。橫溝部46x係呈在導入路徑45i與排出路徑45o交互咬合地並排。導入路徑45i及排出路徑45o之各梳齒之咬合部分的長度係越長，可期待呈越長而渡過畝部地，電解液的量則增加者，而可舉出電極配置範圍43之上述橫方向的長度約80%以上，更且為約90%以上者。

溝部46(縱溝部46y，橫溝部46x)之橫剖面形狀係寬度自開口部朝向底部而一樣的四角形狀亦可，而如蟻溝，自開口部朝向底部擴大之台形狀或略台形狀，自開口部朝向底部具備一定寬度之寬窄部，和持續於此寬窄部而至底部具備一定寬度的寬廣部之凸狀亦可。

電解液的流動係形成沿著橫溝部46x之流動(圖4橫方向箭頭)，和藉由位置於導入路徑45i及排出路徑45o之各橫溝部46x彼此之間的部分(畝部)而呈渡過於上述縱方向地流動(圖4斜方向箭頭)。也就是，自導入路徑45i加以導入之電解液係歷經電極而流通於排出路徑45o時，在上述畝部，電解液則在電極中進行電池反應。所導入之電解液則由渡過上述畝部者而加以排出之故，保持未反應而加以排出的電解液則減少。因而，RF電池之電流量則增加，進而可降低RF電池之內部阻抗 者。

流路45係除了嵌合型之外，亦可作為非嵌合型之梳齒形狀者。非嵌合型之對向梳齒形狀係導入路徑45i與排出路徑45o則相互未咬合之形狀。例如，具備沿著雙極板之供液整流部41(排液整流部42)之一條縱溝部，和自此縱溝部延伸於上述橫方向之複數的橫溝部，左右地加以對稱配置導入路徑45i及排出路徑45o之各橫溝部。即使為非嵌合之梳齒形狀，由在位置於鄰接於左右之流路之間的畝部，電解液則在電極中進行電池反應者，加以期待有保持未反應而加以排出的電解液減少，RF電池電流量則增加。

各流路45係其至少一部分斷續性地形成亦可。例如，斷續性地(非連續性地)形成圖4所示之橫溝部46x。由如此作為，電解液則不僅上述縱方向的畝部，而呈容易渡過加以分斷於上述橫方向之鄰接的橫溝部間之畝部地藉由電極而流通之故，加以期待有反應電流量增加者。

[作用效果]

如根據實施形態3之RF電池，加上於可抑制框體3之變形，而容易縮小沿著橫溝部46x之長度之電解液的流量分布之不均。具備具有複數之溝部46之流路45的電極配置範圍43係分割成雙極板4C之上述左右而加以形成之故，例如，比較於設置從雙極板4C之左右的一方連續於 另一方之橫溝部的情況，因可縮短各電極配置範圍43之橫溝部46x的長度之故。因此，可均一地遍佈電解液於電極之廣範圍，而自電極之廣範圍之範圍加以導入電解液至電極內，而加以期待有進行均一之電池反應。隨之，反應電流量則容易增加，進而可降低內部阻抗，對於作為RF電池全體之能源效率優越。更且，與實施形態1之RF電池同樣，對於作為將雙極板4A作為一體化於框體3之單元框體2之情況，係可抑制雙極板4A之變形。另外，亦可期待RF電池之大容量化‧小型化。

[變形例1]

作為變形例1，如圖5所示，流通範圍40係具備雙方向流通範圍40d與加以形成於雙方向流通範圍40d之左右一方之一方向流通範圍40s亦可。在此，以雙方向流通範圍40d而形成流通範圍40(雙極板4D)之左側的約2/3，而以一方向流通範圍40s形成右側的約1/3，而雙方向流通範圍40d與一方向流通範圍40s則作為一部分重複。對於雙極板4D表面係自左端依序加以形成有第一排液整流部42，第一電極配置範圍43，第一供液整流部41，第二電極配置範圍43，第二排液整流部42，第三電極配置範圍43，及第二供液整流部41。自第一排液整流部42夾持第一供液整流部41而至第二排液整流部42之範圍則為雙方向流通範圍40d，而自第二排液整流部42至第二供液整流部41為止之範圍則為一方向流通範圍 40s。如此，雙方向流通範圍40d與一方向流通範圍40s係具備相互共通之排液整流部42(第二排液整流部42)。在圖5中，說明的方便上，偏移至上述縱方向而顯示，顯示雙方向流通範圍40d之兩點鎖鏈線，和顯示一方向流通範圍40s之兩點鎖鏈線。

此等供液整流部41與排液整流部42之間的距離係均為均等。第一排液整流部42(圖5左端)係僅匯集自第一供液整流部41所引導之電解液而流動至排液歧管35。對此，第二排液整流部42(圖5右側)係僅匯集自第一及第二供液整流部41所引導之電解液而流動至排液歧管35。

如根據變形例1之RF電池，當比較於具備設置整流部於框體內緣之以往的單元框體之情況時，可由某種程度消解作用於框體3之壓力的不均一度之故，而可抑制框體3之變形。更且，與實施形態1之RF電池同樣，對於作為將雙極板4A作為一體化於框體3之單元框體2之情況，係可抑制雙極板4A之變形。另外，亦可期待RF電池之大容量化‧小型化。

〔產業上之利用可能性〕

有關本發明之一形態之電解液循環型電池係對於太陽光發電，風力發電等之新能源的發電而言，可最佳地利用於將發電輸出的變動安定化，發電電力之剩餘時之蓄電，負荷平準化等作為目的之用途者。另外，有關本 發明之一形態之電解液循環型電池係亦可作為加以並設於一般的發電所，將瞬間電壓低下‧停電対策或負荷平準化作為目的之大容量的蓄電池而做最佳地利用者。

2‧‧‧單元框體

3‧‧‧框體

4A‧‧‧雙極板

31‧‧‧供液側片

32‧‧‧排液側片

33‧‧‧連結片

34‧‧‧供液歧管

35‧‧‧排液歧管

36‧‧‧供液導溝

37‧‧‧排液導溝

40‧‧‧流通範圍

40d‧‧‧雙方向流通範圍

41‧‧‧供液整流部

41a‧‧‧溝

42‧‧‧排液整流部

42a‧‧‧溝

43‧‧‧電極配置範圍

44‧‧‧平坦面狀

Claims (5)

1. 一種電解液循環型電池，具備具有與構成電池單元之電極接觸之雙極板、和包圍前述雙極板之周緣之框體的單元框體，其特徵係前述框體係具備具有向前述電池單元之內部，供給電解液之供液歧管之供液側片、和對向於前述供液側片，具有向前述電池單元之外部排出電解液之排液歧管之排液側片；前述雙極板係於前述電極側之面，具備流通從前述供液歧管所供給之電解液，排出至前述排液歧管之流通領域；令前述供液側片與前述排液側片對向之方向為縱方向、正交於前述縱方向之方向為橫方向之時，前述流通領域係具有沿前述縱方向而設置，將從前述供液歧管供液之電解液，向前述縱方向擴散，引導向前述電極之供液整流部、和於前述供液整流部之前述橫方向兩側沿前述縱方向而設置，集中電解液，向前述排液歧管流通之排液整流部。
2. 如申請專利範圍第1項之電解液循環型電池，其中，前述流通領域係具有設於前述雙極板之前述橫方向兩端之前述排液整流部、和設於前述排液整流部之間之前述供液整流部。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項之電解液循環型電池，其中，前述流通領域係具有形成於前述供液整流部與前述排液整流部之間之平坦狀面。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項之電解液循環型電池，其中，前述流通領域係具備具有令前述供液整流部與前述排液整流部之間流通電解液之複數之溝部的流道；前述流道係具備將電解液導入前述電極之導入路徑、和將電解液從前述電極排出之排出路徑；前述導入路徑與前述排出路徑係具有沿前述橫方向所形成的橫溝部的同時，相互不連通而獨立者。
5. 如申請專利範圍第4項之電解液循環型電池，其中，前述導入路徑及前述排出路徑係具有梳齒形狀之領域；前述導入路徑與前述排出路徑係配置成各別之梳齒相互咬合而對向者。