WO2019054332A1 - レドックスフロー電池 - Google Patents

レドックスフロー電池 Download PDF

Info

Publication number
WO2019054332A1
WO2019054332A1 PCT/JP2018/033445 JP2018033445W WO2019054332A1 WO 2019054332 A1 WO2019054332 A1 WO 2019054332A1 JP 2018033445 W JP2018033445 W JP 2018033445W WO 2019054332 A1 WO2019054332 A1 WO 2019054332A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
positive electrode
tank
negative electrode
fluid
electrode side
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/033445
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
公人 中尾
ウマ ジャヤ ラワリ ティーダ
Original Assignee
東洋エンジニアリング株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東洋エンジニアリング株式会社 filed Critical 東洋エンジニアリング株式会社
Priority to US16/647,462 priority Critical patent/US11145886B2/en
Priority to JP2019542044A priority patent/JP7149280B2/ja
Priority to CN201880053551.0A priority patent/CN111033851A/zh
Publication of WO2019054332A1 publication Critical patent/WO2019054332A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/18—Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • H01M8/184—Regeneration by electrochemical means
    • H01M8/188—Regeneration by electrochemical means by recharging of redox couples containing fluids; Redox flow type batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04186—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of liquid-charged or electrolyte-charged reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2455—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with liquid, solid or electrolyte-charged reactants
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to a redox flow battery that performs charge and discharge utilizing the redox reaction of a positive electrode active material and a negative electrode active material in a battery cell.
  • a redox flow battery which performs charge and discharge utilizing an oxidation reduction reaction of an active material contained in an electrolytic solution.
  • the redox flow battery has features such as easy increase in capacity, long life, and ability to accurately monitor the state of charge of the battery. Due to such characteristics, in recent years, redox flow batteries have attracted great attention particularly as applications of output stabilization of power generation and power load leveling of renewable energy with large fluctuations in power generation.
  • a redox flow battery generally has a configuration having a cell stack in which a plurality of battery cells are stacked in order to obtain a predetermined voltage.
  • Patent Document 1 proposes a method of circulating an electrolytic solution in series in a plurality of battery cells constituting a cell stack. In this method, it is expected that the shunt current loss be minimized by limiting the short circuit due to the electrolyte only between the adjacent battery cells.
  • an object of the present invention is to provide a redox flow battery which realizes improvement of energy efficiency as a whole system.
  • the redox flow battery of the present invention is a redox flow battery which performs charge and discharge using the redox reaction of the positive electrode active material and the negative electrode active material in the battery cell.
  • a battery cell containing a plurality of battery cells the battery cell containing a positive electrode and receiving a positive electrode fluid containing a positive electrode active material and a negative electrode containing a negative electrode fluid containing a negative electrode active material
  • Cell stack having a negative electrode cell and a diaphragm for separating a positive electrode cell and a negative electrode cell, a first positive electrode side tank storing a positive electrode fluid having a relatively low charge state, and a relatively high charge state
  • the second positive electrode side tank for storing positive electrode fluid, the first negative electrode side tank for storing negative electrode fluid having a relatively low charge state, and the second negative electrode side for storing a negative electrode fluid having a relatively high charge state Have a tank, and The stack is divided into a plurality of cell groups each comprising a plurality of cell groups each comprising
  • a plurality of cell groups are connected to the first positive electrode side tank and the second positive electrode side tank so as to flow in parallel, and a plurality of negative electrode fluids between the first negative electrode side tank and the second negative electrode side tank
  • the plurality of battery cells of each cell group are connected to the first negative electrode side tank and the second negative electrode side tank such that the positive electrode fluid that has flowed into each cell group is connected to the plurality of positive electrode cells in series.
  • the fluid containing the active material flows in series through the plurality of battery cells only in the cell group. Therefore, it is possible to suppress an increase in pump power due to an increase in pressure loss as much as possible while realizing a reduction in shunt current loss.
  • FIG. 1A is a schematic configuration diagram of a redox flow battery according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a schematic configuration diagram of a cell group constituting the redox flow battery of the present embodiment.
  • the redox flow battery 1 performs charge and discharge using the redox reaction of the positive electrode active material and the negative electrode active material in the battery cell 4 and includes a cell stack 2 having a plurality of battery cells 4 stacked. ing.
  • the cell stack 2 is divided into a plurality of cell groups 3 each consisting of a plurality of battery cells 4.
  • Each battery cell 4 accommodates the positive electrode 5 a and receives the positive electrode cell 5 to which the fluid containing the positive electrode active material (positive electrode fluid) is supplied and the negative electrode 6 a, and the fluid containing the negative electrode active material (negative electrode fluid)
  • a negative electrode cell 6 to be supplied and a diaphragm 7 for separating the positive electrode cell 5 and the negative electrode cell 6 are provided.
  • an oxidation reaction occurs in which the positive electrode active material in the reduction state changes to the oxidation state during the charging operation
  • a reduction reaction occurs in which the positive electrode active material in the oxidation state changes to the reduction state during the discharging operation.
  • the charging state of the positive electrode fluid is increased by the charging operation, and the charging state of the positive electrode fluid is reduced by the discharging operation.
  • the negative electrode cell 6 a reduction reaction occurs in which the negative electrode active material in the oxidized state changes to the reduced state during the charge operation, and an oxidation reaction in which the negative electrode active material in the reduced state changes to the oxidized state during the discharge operation.
  • the charge state of the negative electrode fluid is increased by the charge operation, and the charge state of the negative electrode fluid is reduced by the discharge operation.
  • positive electrode fluid and “negative electrode fluid” mean any fluid containing a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively, and are not limited to the electrolyte solution of the active material.
  • the positive electrode fluid may be a slurry formed by suspending and dispersing particulate positive electrode active materials in a liquid phase, or may be a liquid positive electrode active material itself. The same is true for the negative electrode fluid.
  • the state of charge is an index indicating the degree (depth) of charge, and depends on the amount of the active material in the oxidized state and the amount of the active material in the reduced state in the fluid.
  • SOC can be defined from various viewpoints, for example, the amount of such active material can be used to represent the SOC of a fluid.
  • the SOC of the positive electrode fluid can be expressed as a ratio of the active material concentration in the oxidation state to the sum of the active material concentration in the oxidation state and the active material concentration in the reduction state in the fluid.
  • the SOC of the negative electrode fluid can be expressed as a ratio of the active material concentration in the reduction state to the sum of the active material concentration in the oxidation state and the active material concentration in the reduction state in the fluid.
  • the SOC of the positive electrode fluid increases as the charge operation (oxidation reaction) proceeds and the positive electrode active material in the reduction state decreases and the positive electrode active material in the oxidation state increases, and the discharge operation (reduction reaction) proceeds and the oxidation state Of the positive electrode active material decreases and increases as the positive electrode active material in the reduced state increases.
  • the SOC of the negative electrode fluid increases as the charge operation (reduction reaction) proceeds and the negative electrode active material in the oxidized state decreases and the negative electrode active material in the reduced state increases, and the discharge operation (oxidation reaction) proceeds As the negative electrode active material in the reduced state decreases and the negative electrode active material in the oxidized state increases, it becomes lower.
  • the positive electrode fluid whose SOC has become relatively low through the discharging operation and the positive electrode fluid whose SOC has become relatively high through the charging operation are separately stored.
  • the negative electrode fluid whose SOC has become relatively low through the discharging operation and the negative electrode fluid whose SOC has become relatively high through the charging operation are separately stored.
  • the redox flow battery 1 includes a first positive electrode side tank 11 storing positive electrode fluid having a relatively low SOC, a second positive electrode side tank 12 storing a positive electrode fluid having a relatively high SOC, and SOC
  • a first negative electrode side tank 21 for storing a relatively low negative electrode fluid and a second negative electrode side tank 22 for storing a negative electrode fluid having a relatively high SOC are provided.
  • the first positive electrode tank 11 stores a positive electrode fluid in which the positive electrode active material in the reduced state is relatively more than the positive electrode active material in the oxidized state
  • the second positive electrode tank 12 has the reduced state.
  • the positive electrode fluid in which the amount of the positive electrode active material in the oxidized state is relatively larger than that of the positive electrode active material is stored.
  • the first negative electrode tank 21 stores a negative electrode fluid containing a relatively large amount of negative electrode active material in the oxidized state as compared to the negative electrode active material in the reduced state
  • the second negative electrode tank 22 stores the negative electrode in the oxidized state.
  • the negative electrode fluid in which the amount of the negative electrode active material in the reduced state is relatively larger than that of the active material is stored.
  • the plurality of cell groups 3 constituting the cell stack 2 are connected in parallel with each other between the first positive electrode side tank 11 and the second positive electrode side tank 12, and the first negative electrode side tank 21 and the second negative electrode side tank 12 are connected to each other. Are connected in parallel to each other with the negative electrode side tank 22 of FIG. Specifically, the plurality of cell groups 3 are connected to the first positive electrode side tank 11 via the first positive electrode side flow pipe L11, and are connected to the second positive electrode side via the second positive electrode side flow pipe L12. It is connected to the tank 12. Further, the plurality of cell groups 3 are connected to the first negative electrode side tank 21 via the first negative electrode side flow pipe L21, and are connected to the second negative electrode side tank 22 via the second negative electrode side flow pipe L22. It is connected.
  • the plurality of battery cells 4 in each cell group 3 are connected to one another such that the positive electrode fluid and the negative electrode fluid flow in series through the plurality of positive electrode cells 5 and the plurality of negative electrode cells 6 respectively.
  • the plurality of positive electrode cells 5 form a serial flow path connecting the first positive electrode side flow piping L11 and the second positive electrode side flow piping L12
  • the plurality of negative electrode cells 6 are the first The serial flow path which connects the negative electrode side distribution piping L21 and the 2nd negative electrode side distribution piping L22 is formed.
  • a pump is used as a means for circulating the positive electrode fluid between the first positive electrode side tank 11 and the second positive electrode side tank 12.
  • the first positive electrode side flow pipe L11 is provided with a first positive electrode side pump 13 for delivering the positive electrode fluid in the first positive electrode side tank 11 toward the second positive electrode side tank 12
  • the second positive electrode side flow pipe L12 is provided with a second positive electrode side pump 14 for delivering the positive electrode fluid in the second positive electrode side tank 12 toward the first positive electrode side tank 11.
  • the first positive electrode side flow piping L11 is branched into two and connected to the first positive electrode tank 11, and the first positive electrode pump 13 is provided on one side thereof. Is preferred.
  • the second positive side circulation pipe L12 is also branched into two and connected to the second positive side tank 12, and the second positive side pump 14 is provided on one side thereof. Is preferred. For example, by installing a valve in each branch pipe or installing a three-way check valve in the branch portion, it is possible to switch the flow direction of the positive electrode fluid at the time of charge and at the time of discharge.
  • a pump is used as a means for circulating the negative electrode fluid between the first negative electrode side tank 21 and the second negative electrode side tank 22.
  • the first negative electrode side flow pipe L21 is provided with a first negative electrode side pump 23 for sending the negative electrode fluid in the first negative electrode side tank 21 toward the second negative electrode side tank 22.
  • the second negative electrode side flow pipe L22 is provided with a second negative electrode side pump 24 for sending the negative electrode fluid in the second negative electrode side tank 22 toward the first negative electrode side tank 21.
  • the first negative electrode side flow piping L21 is branched into two and connected to the first negative electrode side tank 21, and the first negative electrode side pump 23 is provided on one side thereof.
  • the second negative electrode side flow pipe L22 is also branched into two and connected to the second negative electrode side tank 22, and the second negative electrode side pump 24 is provided on one side thereof.
  • the charging operation of the redox flow battery 1 is performed as follows. First, the positive electrode fluid in the first positive electrode tank 11 is supplied to the positive electrode cell 5 through the first positive electrode side flow pipe L11, and the positive electrode fluid in the first negative electrode side tank 21 is supplied through the first negative electrode side flow pipe L21. A negative electrode fluid is supplied to the negative electrode cell 6. In the positive electrode cell 5, an oxidation reaction in which the reduced positive electrode active material contained in the positive electrode fluid changes to the oxidation state proceeds continuously, and in the negative electrode cell 6, the oxidized negative electrode active material contained in the negative electrode fluid The reduction reaction which changes to the reduction state proceeds continuously. Thus, charging is performed through the redox reaction in the positive electrode cell 5 and the negative electrode cell 6.
  • the positive electrode fluid containing the positive electrode active material changed to the oxidized state by the charging operation is stored in the second positive electrode side tank 12 through the second positive electrode side flow pipe L12. Further, the negative electrode fluid containing the negative electrode active material changed to the reduced state by the charging operation is stored in the second negative electrode side tank 22 through the second negative electrode side flow pipe L22.
  • the discharge operation of the redox flow battery 1 is performed as follows. First, the positive electrode fluid in the second positive electrode tank 12 is supplied to the positive electrode cell 5 through the second positive electrode side flow pipe L12, and the second negative electrode side tank 22 is supplied with the positive electrode fluid through the second negative electrode side flow pipe L22. A negative electrode fluid is supplied to the negative electrode cell 6.
  • the reduction reaction in which the oxidized positive electrode active material contained in the positive electrode fluid changes to the reduction state proceeds continuously
  • the negative electrode cell 6 the reduced negative electrode active material contained in the negative electrode fluid The oxidation reaction which changes to the oxidation state proceeds continuously.
  • discharge is performed through the redox reaction in the positive electrode cell 5 and the negative electrode cell 6.
  • the positive electrode fluid containing the positive electrode active material changed to the reduced state by the discharge operation is stored in the first positive electrode side tank 11 through the first positive electrode side circulation pipe L11. Further, the negative electrode fluid containing the negative electrode active material changed to the oxidized state by the discharge operation is stored in the first negative electrode side tank 21 through the first negative electrode side flow pipe L21.
  • the positive electrode fluid flows in parallel through the plurality of cell groups 3 between the first positive electrode side tank 11 and the second positive electrode side tank 12, the positive electrode flowing into each cell group 3
  • the fluid flows through the plurality of positive electrode cells 5 in series and out of each cell group 3.
  • the negative electrode fluid flows in parallel through the plurality of cell groups 3 between the first negative electrode side tank 21 and the second negative electrode side tank 22, a plurality of negative electrode fluids flowing into each cell group 3 are plural.
  • the negative cells 6 flow in series and flow out of each cell group 3.
  • the positive electrode fluid whose SOC has become relatively low through the discharging operation and the positive electrode fluid whose SOC has become relatively high through the charging operation are separately stored, they are mixed. Thus, the positive electrode cell 5 is not supplied.
  • the negative electrode fluid whose SOC has become relatively low through the discharging operation and the negative electrode fluid whose SOC has become relatively high through the charging operation are also separately stored, these are mixed to form the negative electrode cell 6 It is not supplied to Along with this, in each operation of charge and discharge, a fluid having a constant charge state can be supplied to the battery cell 4, and stable operation of the redox flow battery 1 becomes possible.
  • a tank for storing positive electrode fluid and a tank for storing negative electrode fluid are respectively provided, and the fluid supplied to the battery cell is returned to the same tank as the tank of the supply source.
  • the state of charge of the fluid supplied to the battery cell changes with the progress of the charge / discharge operation, and the charge / discharge performance changes accordingly. Therefore, in order to exhibit stable charge and discharge performance, it is necessary to adjust the supply amounts of the positive electrode fluid and the negative electrode fluid to the battery cell.
  • the charge state of the fluid in each of the tanks 11, 12, 21 and 22 can be kept constant even if the charge and discharge operation progresses.
  • the charge state of the fluid supplied to the battery cell 4 in each of the charge and discharge operations is also kept constant. Thereby, stable charge / discharge performance can be always exhibited without adjusting the supply amount as described above.
  • gases for example, hydrogen
  • inert gas for example, nitrogen gas
  • the first positive electrode side tank 11 and the second positive electrode side tank 12 are connected by the positive electrode side pressure equalizing pipe 15, and
  • the negative electrode side tank 21 and the second negative electrode side tank 22 are connected by a negative electrode side pressure equalizing pipe 25.
  • the positive electrode side pressure equalizing pipe 15 has a function of uniformly holding the pressure of the gas phase portion in the first positive electrode tank 11 and the pressure of the gas phase portion in the second positive electrode tank 12. Therefore, when the positive electrode fluid moves between the first positive electrode side tank 11 and the second positive electrode side tank 12, the inert gas can be moved in the opposite direction to the moving direction.
  • the negative electrode side pressure equalizing pipe 25 has a function of uniformly holding the pressure of the gas phase portion in the first negative electrode tank 21 and the pressure of the gas phase portion in the second negative electrode tank 22. There is. Therefore, when the negative electrode fluid moves between the first negative electrode side tank 21 and the second negative electrode side tank 22, the inert gas can be moved in the opposite direction to the moving direction. As a result, it is not necessary to waste the inert gas in each of the tanks 11, 12, 21 and 22 with the movement of the positive electrode fluid and the negative electrode fluid during charge and discharge, and the amount of consumption of the inert gas is greatly increased. Can be reduced to
  • FIG. 2 is a schematic configuration view showing a modification of the first and second positive electrode side flow pipes.
  • each of the first and second positive electrode side flow pipes L11 and L12 has a tournament shape in which each tank 11, 12 branches hierarchically toward the plurality of cell groups 3. Have. Therefore, the pressure loss from each of the tanks 11 and 12 to the cell group 3 becomes substantially equal, and the occurrence of the above-described uneven flow can be suppressed to maximize the charge / discharge performance. Further, according to the distribution pipes L11 and L12 having a tournament shape shown in FIG. 2, the possibility of a short circuit between the cell groups 3 by the positive electrode fluid can be further reduced compared to the configuration shown in FIG. Can be further suppressed. Needless to say, such a tournament shape is also applicable to the first and second negative electrode side flow pipes L21 and L22.
  • FIGS. 3A to 3C are schematic configuration diagrams showing some modifications of flow paths connecting a plurality of battery cells in a cell group.
  • the flow directions of the fluids at the time of filling are indicated by arrows.
  • the flow path configuration shown in FIG. 3A is different from the flow path configuration shown in FIG. 1B in the flow direction of the positive electrode fluid and the negative electrode fluid in each battery cell 4. That is, in the flow path configuration shown in FIG. 1B, the positive electrode fluid and the negative electrode fluid flow in opposite directions in each battery cell 4, but in the flow path configuration shown in FIG. 3A, in each battery cell 4 The positive fluid and the negative fluid flow in the same direction.
  • the flow path configuration shown in FIG. 3B is different from the flow path configuration shown in FIG. 1B in the positions of the battery cells 4 in which each fluid flows in and out in the cell group 3.
  • the positive electrode fluid flows into the battery cell 4 at one end of the cell group 3 and flows out from the battery cell 4 at the other end. It flows into the battery cell 4 at the end and flows out from the battery cell 4 at one end.
  • both the positive electrode fluid and the negative electrode fluid flow into the battery cell 4 at one end of the cell group 3 and flow out from the battery cell 4 at the other end. ing.
  • the flow channel configuration shown in FIG. 3C is different from the flow channel configuration shown in FIG. 1B in the flow direction of the positive electrode fluid and the negative electrode fluid in each battery cell 4, and each fluid flows in and out in cell group 3.
  • the position of the battery cell 4 is different from the flow channel configuration shown in FIG. 3A. That is, in the flow path configuration shown in FIG. 1B, the positive electrode fluid and the negative electrode fluid flow in opposite directions in each battery cell 4, but in the flow path configuration shown in FIG. 3C, in each battery cell 4 The positive fluid and the negative fluid flow in the same direction. Furthermore, in the flow path configuration shown in FIG.
  • the positive electrode fluid flows into the battery cell 4 at one end of the cell group 3 and flows out from the battery cell 4 at the other end, and the negative electrode fluid reaches the other end
  • the battery flows into the battery cell 4 and flows out of the battery cell 4 at one end.
  • both the positive electrode fluid and the negative electrode fluid flow into the battery cell 4 at one end of the cell group 3 and flow out from the battery cell 4 at the other end. ing.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a redox flow battery according to a second embodiment of the present invention.
  • the same reference numerals as in the first embodiment denote the same parts as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. Only different parts from the first embodiment will be described.
  • the present embodiment is a modification of the first embodiment, and in that the second positive electrode pump 14 and the second negative electrode pump 24 of the first embodiment are omitted, the first embodiment is a modification of the first embodiment. It is different from Accordingly, in the present embodiment, as a method for transferring the positive electrode fluid in the second positive electrode tank 12 and the negative electrode fluid in the second negative electrode tank 22, a method using a liquid head difference is used. ing. That is, the second positive electrode tank 12 is positioned higher than the first positive electrode tank 11 so that the positive electrode fluid in the second positive electrode tank 12 flows to the first positive electrode tank 11 due to the liquid head difference.
  • the second negative electrode tank 22 is positioned higher than the first negative electrode tank 21 so that the negative electrode fluid in the second negative electrode tank 22 flows to the first negative electrode tank 21 due to the liquid head difference.
  • the "liquid head” here means the position head of positive electrode fluid or negative electrode fluid.
  • the structure using such a liquid head difference aims at reducing the installation area of the redox flow battery 1, and the component (such as a tank and a pump) of the redox flow battery 1 is a building of three or more floors. It can employ
  • the second positive electrode side flow pipe L12 does not have to be branched into two and connected to the second positive electrode side tank 12.
  • the second negative electrode side flow pipe L22 does not necessarily have to be branched into two and connected to the second negative electrode side tank 22. That is, when the second positive electrode side pump 14 and the second negative electrode side pump 24 are omitted as in the present embodiment, each of the second positive electrode side circulation pipe L12 and the second negative electrode side circulation pipe L22 Branch piping can also be omitted. This is also advantageous in that it is not necessary to install a valve or the like for switching the flow direction of the fluid in each of the second positive electrode side flow pipe L12 and the second negative electrode side flow pipe L22.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a redox flow battery according to a third embodiment of the present invention.
  • the same numerals are given to a drawing, the explanation is omitted, and only the composition different from the embodiment mentioned above is explained.
  • the present embodiment is a modification of the first embodiment, and in that the second positive electrode pump 14 and the first negative electrode pump 23 of the first embodiment are omitted, the first embodiment is a modification of the first embodiment. It is different from Accordingly, in the present embodiment, as a method of transferring the positive electrode fluid in the second positive electrode tank 12 and the negative electrode fluid in the first negative electrode tank 21, a method using a pressure difference in the tank is used. ing. That is, the pressure in the second positive electrode tank 12 is higher than the pressure in the first positive electrode tank 11, and the pressure in the first negative electrode tank 21 is the pressure in the second negative electrode tank 22. It is higher than that.
  • the positive electrode side pressure equalizing piping 15 and the negative electrode side pressure equalizing piping 25 of the first embodiment are omitted, and instead, the low pressure side pressure equalizing piping 8 and the high pressure side pressure equalizing piping 9 are provided.
  • the low pressure side pressure equalizing pipe 8 connects the first positive electrode side tank 11 and the second negative electrode side tank 22, and the pressure of the gas phase portion in the first positive electrode side tank 11 and the second negative electrode side tank 22 It has a function to keep the pressure of the inner gas phase uniformly.
  • the high pressure side pressure equalizing pipe 9 connects the second positive electrode side tank 12 and the first negative electrode side tank 21, and the pressure of the gas phase portion in the second positive electrode side tank 12 and the first negative electrode side tank 21. It has a function to keep the pressure of the inner gas phase uniformly.
  • the positive electrode fluid in the first positive electrode tank 11 is transferred to the second positive electrode tank 12 by the first positive electrode pump 13, whereas the first negative electrode tank is The negative electrode fluid in the fuel cell 21 is transferred to the second negative electrode side tank 22 by the difference between the pressure in the first negative electrode side tank 21 and the pressure in the second negative electrode side tank 22.
  • the negative electrode fluid in the second negative electrode tank 22 is transferred to the first negative electrode tank 21 by the second negative electrode pump 24, while the second negative
  • the positive electrode fluid in the positive electrode tank 12 is transferred to the first positive electrode tank 11 by the difference between the pressure in the second positive electrode tank 12 and the pressure in the first positive electrode tank 11.
  • the number of pumps operating at each of charge and discharge can be reduced to one, and more effective use of energy is possible compared to the first embodiment.
  • the low pressure side pressure equalizing pipe 8 enables exchange of inert gas between the first positive electrode side tank 11 and the second negative electrode side tank 22 both during charging and discharging.
  • the high pressure side pressure equalizing pipe 9 enables exchange of inert gas between the second positive electrode side tank 12 and the first negative electrode side tank 21. Therefore, also in the present embodiment, wasteful discharge of the inert gas can be suppressed, and the consumption of the inert gas can be significantly reduced.
  • the method of utilizing the liquid head difference in the second embodiment is referred to as the pressure difference in the tank. It can also be used in combination with the method used. That is, the second positive electrode tank 12 is positioned higher than the first positive electrode tank 11 so that the positive electrode fluid in the second positive electrode tank 12 flows to the first positive electrode tank 11 due to the liquid head difference. It may be arranged in Further, the first negative electrode tank 21 is positioned higher than the second negative electrode tank 22 so that the negative electrode fluid in the first negative electrode tank 21 flows to the second negative electrode tank 22 due to the liquid head difference.
  • the pressure of the gas phase in the second positive electrode tank 12 and the pressure of the gas phase in the first negative electrode tank 21 can be relatively lowered.
  • the liquid head difference may be used in one of the second positive electrode side tank 12 and the first negative electrode side tank 21. This is particularly effective when the pressure required for the positive fluid to flow and the pressure required for the negative fluid to flow are different.
  • the second positive electrode side flow pipe L12 does not have to be branched into two and connected to the second positive electrode side tank 12.
  • the first negative electrode side flow pipe L21 does not necessarily have to be branched into two and connected to the first negative electrode side tank 21. That is, when the second positive electrode side pump 14 and the first negative electrode side pump 23 are omitted as in the present embodiment, each of the second positive electrode side flow piping L12 and the first negative electrode side distribution piping L21 is Branch piping can also be omitted. This is also advantageous in that it is not necessary to install a valve or the like for switching the flow direction of the fluid to each of the second positive electrode side flow pipe L12 and the first negative electrode side flow pipe L22.
  • the second positive electrode side pump 14 and the first negative electrode side pump 23 are omitted from the first embodiment, but instead, the first positive electrode side pump 13 and the second positive side pump 13 are replaced. It will be apparent to one skilled in the art that the negative side pump 24 may be omitted.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

レドックスフロー電池１は、セルスタック２と、第１の正極側タンク１１と、第２の正極側タンク１２と、第１の負極側タンク２１と、第２の負極側タンク２２とを有している。セルスタック２は、それぞれが複数の電池セル４からなる複数のセルグループ３に分割されている。複数のセルグループ３は、正極活物質を含む正極流体が複数のセルグループ３を並列に流れるように第１および第２の正極側タンク１１，１２に接続され、かつ、負極活物質を含む負極流体が複数のセルグループ３を並列に流れるように第１および第２の負極側タンク２１，２２に接続されている。各セルグループ３の複数の電池セル４は、正極流体が複数の正極セル５を直列に流れるように互いに接続され、かつ、負極流体が複数の負極セル６を直列に流れるように互いに接続されている。

Description

レドックスフロー電池
　本発明は、電池セル内での正極活物質および負極活物質の酸化還元反応を利用して充放電を行うレドックスフロー電池に関する。
　従来から、電力貯蔵用の二次電池として、電解液に含まれる活物質の酸化還元反応を利用して充放電を行うレドックスフロー電池が知られている。レドックスフロー電池は、大容量化が容易、長寿命、電池の充電状態が正確に監視可能であるなどの特徴を有している。このような特徴から、近年では、特に発電量の変動が大きい再生可能エネルギーの出力安定化や電力負荷平準化の用途としてレドックスフロー電池は大きな注目を集めている。
　一方で、レドックスフロー電池は、所定の電圧を得るために、複数の電池セルが積層されたセルスタックを有する構成が一般的であるが、そのような構成には、電解液を通じて電流損失（シャントカレントロス）が生じるという課題がある。このシャントカレントロスを低減してエネルギー効率を向上させるために、例えば、特許文献１には、セルスタックを構成する複数の電池セルに電解液を直列に流通させる方法が提案されている。この方法では、電解液による短絡を隣接する電池セル間のみに限定してシャントカレントロスを最小限に抑えることが期待されている。
米国特許第６４７５６６１号明細書
　しかしながら、特許文献１に記載の方法では、電解液がセルスタックを通過する際の圧力損失が過大になり、電解液を移送するためのポンプ動力が増大してしまう。そのため、消費電力が大きくなり、結果的に、エネルギー効率を向上させることが困難になる。
　そこで、本発明の目的は、システム全体としてエネルギー効率の向上を実現するレドックスフロー電池を提供することである。
　上述した目的を達成するために、本発明のレドックスフロー電池は、電池セル内での正極活物質および負極活物質の酸化還元反応を利用して充放電を行うレドックスフロー電池であって、積層された複数の電池セルを有し、電池セルが、正極電極を収容し、正極活物質を含む正極流体が供給される正極セルと、負極電極を収容し、負極活物質を含む負極流体が供給される負極セルと、正極セルと負極セルとを分離する隔膜とを有する、セルスタックと、充電状態が相対的に低い正極流体を貯留する第１の正極側タンクと、充電状態が相対的に高い正極流体を貯留する第２の正極側タンクと、充電状態が相対的に低い負極流体を貯留する第１の負極側タンクと、充電状態が相対的に高い負極流体を貯留する第２の負極側タンクと、を有し、セルスタックは、それぞれが複数の電池セルからなる複数のセルグループに分割され、複数のセルグループは、第１の正極側タンクと第２の正極側タンクとの間で正極流体が複数のセルグループを並列に流れるように、第１の正極側タンクと第２の正極側タンクとに接続され、かつ、第１の負極側タンクと第２の負極側タンクとの間で負極流体が複数のセルグループを並列に流れるように、第１の負極側タンクと第２の負極側タンクとに接続され、各セルグループの複数の電池セルは、各セルグループに流入した正極流体が複数の正極セルを直列に流れて各セルグループから流出するように互いに接続され、かつ、各セルグループに流入した負極流体が複数の負極セルを直列に流れて各セルグループから流出するように互いに接続されている。
　このようなレドックスフロー電池によれば、活物質を含む流体はセルグループ内のみで複数の電池セルを直列に流れる。そのため、シャントカレントロスの低減を実現しながら、圧力損失の増大によるポンプ動力の増大を極力抑制することができる。
　以上、本発明によれば、システム全体としてエネルギー効率の向上を実現することができる。
本発明の第１の実施形態に係るレドックスフロー電池の概略構成図である。 第１の実施形態に係るレドックスフロー電池を構成するセルグループの概略構成図である。 第１および第２の正極側流通配管の変形例を示す概略構成図である。 セルグループ内で複数の電池セルを接続する流路の変形例を示す概略構成図である。 セルグループ内で複数の電池セルを接続する流路の変形例を示す概略構成図である。 セルグループ内で複数の電池セルを接続する流路の変形例を示す概略構成図である。 本発明の第２の実施形態に係るレドックスフロー電池の概略構成図である。 本発明の第３の実施形態に係るレドックスフロー電池の概略構成図である。
　以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
　（第１の実施形態）
　図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係るレドックスフロー電池の概略構成図である。図１Ｂは、本実施形態のレドックスフロー電池を構成するセルグループの概略構成図である。
　レドックスフロー電池１は、電池セル４内での正極活物質および負極活物質の酸化還元反応を利用して充放電を行うものであり、積層された複数の電池セル４を有するセルスタック２を備えている。本実施形態では、セルスタック２は、それぞれが複数の電池セル４からなる複数のセルグループ３に分割されている。
　各電池セル４は、正極電極５ａを収容し、正極活物質を含む流体（正極流体）が供給される正極セル５と、負極電極６ａを収容し、負極活物質を含む流体（負極流体）が供給される負極セル６と、正極セル５と負極セル６とを分離する隔膜７とを有している。正極セル５では、充電動作時に還元状態の正極活物質が酸化状態に変化する酸化反応が起こり、放電動作時に酸化状態の正極活物質が還元状態に変化する還元反応が起こる。換言すると、正極セル５では、充電動作により正極流体の充電状態が上昇し、放電動作により正極流体の充電状態が低下する。一方、負極セル６では、充電動作時に酸化状態の負極活物質が還元状態に変化する還元反応が起こり、放電動作時に還元状態の負極活物質が酸化状態に変化する酸化反応が起こる。換言すると、負極セル６では、充電動作により負極流体の充電状態が上昇し、放電動作により負極流体の充電状態が低下する。
　なお、ここでいう「正極流体」および「負極流体」とは、それぞれ正極活物質および負極活物質を含むあらゆる流体を意味し、活物質の電解液に限定されるものではない。例えば、正極流体としては、液相中に粒状の正極活物質を懸濁・分散させて形成されたスラリーであってもよく、液状になった正極活物質そのものであってもよい。また、負極流体としても同様である。
　また、充電状態（ＳＯＣ）は、充電の程度（深度）を示す指標であり、流体中の酸化状態の活物質の量と還元状態の活物質の量に依存する。ＳＯＣについては様々な観点からの定義が可能であるが、例えば、このような活物質の量を用いて流体のＳＯＣを表すこともできる。この場合、正極流体のＳＯＣは、流体中の酸化状態の活物質濃度と還元状態の活物質濃度の和に対する酸化状態の活物質濃度の割合として表すことができる。また、負極流体のＳＯＣは、流体中の酸化状態の活物質濃度と還元状態の活物質濃度の和に対する還元状態の活物質濃度の割合として表すことができる。正極流体のＳＯＣは、充電動作（酸化反応）が進行して還元状態の正極活物質が減少し酸化状態の正極活物質が増加するほど高くなり、放電動作（還元反応）が進行して酸化状態の正極活物質が減少し還元状態の正極活物質が増加するほど低くなる。一方、負極流体のＳＯＣは、充電動作（還元反応）が進行して酸化状態の負極活物質が減少し還元状態の負極活物質が増加するほど高くなり、放電動作（酸化反応）が進行して還元状態の負極活物質が減少し酸化状態の負極活物質が増加するほど低くなる。
　本実施形態では、放電動作を経てＳＯＣが相対的に低くなった正極流体と充電動作を経てＳＯＣが相対的に高くなった正極流体はそれぞれ別に貯留されている。同様に、放電動作を経てＳＯＣが相対的に低くなった負極流体と充電動作を経てＳＯＣが相対的に高くなった負極流体はそれぞれ別に貯留されている。すなわち、レドックスフロー電池１は、ＳＯＣが相対的に低い正極流体を貯留する第１の正極側タンク１１と、ＳＯＣが相対的に高い正極流体を貯留する第２の正極側タンク１２と、ＳＯＣが相対的に低い負極流体を貯留する第１の負極側タンク２１と、ＳＯＣが相対的に高い負極流体を貯留する第２の負極側タンク２２とを有している。換言すると、第１の正極タンク１１には、酸化状態の正極活物質に比べて還元状態の正極活物質が相対的に多い正極流体が貯留され、第２の正極タンク１２には、還元状態の正極活物質に比べて酸化状態の正極活物質が相対的に多い正極流体が貯留されている。また、第１の負極タンク２１には、還元状態の負極活物質に比べて酸化状態の負極活物質が相対的に多い負極流体が貯留され、第２の負極タンク２２には、酸化状態の負極活物質に比べて還元状態の負極活物質が相対的に多い負極流体が貯留されている。
　セルスタック２を構成する複数のセルグループ３は、第１の正極側タンク１１と第２の正極側タンク１２との間で互いに並列に接続され、かつ、第１の負極側タンク２１と第２の負極側タンク２２との間で互いに並列に接続されている。具体的には、複数のセルグループ３は、第１の正極側流通配管Ｌ１１を介して第１の正極側タンク１１に接続され、第２の正極側流通配管Ｌ１２を介して第２の正極側タンク１２に接続されている。また、複数のセルグループ３は、第１の負極側流通配管Ｌ２１を介して第１の負極側タンク２１に接続され、第２の負極側流通配管Ｌ２２を介して第２の負極側タンク２２に接続されている。
　これに対し、各セルグループ３内の複数の電池セル４は、正極流体および負極流体がそれぞれ複数の正極セル５および複数の負極セル６を直列に流れるように互いに接続されている。具体的には、複数の正極セル５は、第１の正極側流通配管Ｌ１１と第２の正極側流通配管Ｌ１２とを連通させる直列流路を形成し、複数の負極セル６は、第１の負極側流通配管Ｌ２１と第２の負極側流通配管Ｌ２２とを連通させる直列流路を形成している。
　本実施形態では、第１の正極側タンク１１と第２の正極側タンク１２との間で正極流体を流通させる手段として、いずれもポンプが用いられている。具体的には、第１の正極側流通配管Ｌ１１には、第１の正極側タンク１１内の正極流体を第２の正極側タンク１２に向けて送出する第１の正極側ポンプ１３が設けられ、第２の正極側流通配管Ｌ１２には、第２の正極側タンク１２内の正極流体を第１の正極側タンク１１に向けて送出する第２の正極側ポンプ１４が設けられている。なお、一部の特殊なポンプを除き、吐出側から吸込側に向けてポンプ内部に流体を逆流させることは困難である。そのため、第１の正極側流通配管Ｌ１１は、図示したように、２つに分岐して第１の正極側タンク１１に接続され、その一方に第１の正極側ポンプ１３が設けられていることが好ましい。また、第２の正極側流通配管Ｌ１２も、図示したように、２つに分岐して第２の正極側タンク１２に接続され、その一方に第２の正極側ポンプ１４が設けられていることが好ましい。例えば、それぞれの分岐配管にバルブを設置したり、分岐部に三方チェックバルブを設置したりすることにより、充電時と放電時で正極流体の流れの向きを切り替えることができる。
　同様に、本実施形態では、第１の負極側タンク２１と第２の負極側タンク２２との間で負極流体を流通させる手段として、いずれもポンプが用いられている。具体的には、第１の負極側流通配管Ｌ２１には、第１の負極側タンク２１内の負極流体を第２の負極側タンク２２に向けて送出する第１の負極側ポンプ２３が設けられ、第２の負極側流通配管Ｌ２２には、第２の負極側タンク２２内の負極流体を第１の負極側タンク２１に向けて送出する第２の負極側ポンプ２４が設けられている。なお、一部の特殊なポンプを除き、吐出側から吸込側に向けてポンプ内部に流体を逆流させることは困難である。そのため、第１の負極側流通配管Ｌ２１は、図示したように、２つに分岐して第１の負極側タンク２１に接続され、その一方に第１の負極側ポンプ２３が設けられていることが好ましい。また、第２の負極側流通配管Ｌ２２も、２つに分岐して第２の負極側タンク２２に接続され、その一方に第２の負極側ポンプ２４が設けられていることが好ましい。例えば、それぞれの分岐配管にバルブを設置したり、分岐部に三方チェックバルブを設置したりすることにより、充電時と放電時で負極流体の流れの向きを切り替えることができる。
　レドックスフロー電池１の充電動作は、以下のように行われる。まず、第１の正極側流通配管Ｌ１１を通じて、第１の正極側タンク１１内の正極流体が正極セル５に供給され、第１の負極側流通配管Ｌ２１を通じて、第１の負極側タンク２１内の負極流体が負極セル６に供給される。正極セル５内では、正極流体に含まれる還元状態の正極活物質が酸化状態に変化する酸化反応が連続的に進行し、負極セル６内では、負極流体に含まれる酸化状態の負極活物質が還元状態に変化する還元反応が連続的に進行する。こうして、正極セル５および負極セル６における酸化還元反応を通じて充電が行われる。そして、充電動作により酸化状態に変化した正極活物質を含む正極流体は、第２の正極側流通配管Ｌ１２を通じて第２の正極側タンク１２に貯留される。また、充電動作により還元状態に変化した負極活物質を含む負極流体は、第２の負極側流通配管Ｌ２２を通じて第２の負極側タンク２２に貯留される。
　また、レドックスフロー電池１の放電動作は、以下のように行われる。まず、第２の正極側流通配管Ｌ１２を通じて、第２の正極側タンク１２内の正極流体が正極セル５に供給され、第２の負極側流通配管Ｌ２２を通じて、第２の負極側タンク２２内の負極流体が負極セル６に供給される。正極セル５内では、正極流体に含まれる酸化状態の正極活物質が還元状態に変化する還元反応が連続的に進行し、負極セル６内では、負極流体に含まれる還元状態の負極活物質が酸化状態に変化する酸化反応が連続的に進行する。こうして、正極セル５および負極セル６における酸化還元反応を通じて放電が行われる。そして、放電動作により還元状態に変化した正極活物質を含む正極流体は、第１の正極側流通配管Ｌ１１を通じて第１の正極側タンク１１に貯留される。また、放電動作により酸化状態に変化した負極活物質を含む負極流体は、第１の負極側流通配管Ｌ２１を通じて第１の負極側タンク２１に貯留される。
　本実施形態によれば、第１の正極側タンク１１と第２の正極側タンク１２との間で正極流体は複数のセルグループ３を並列に流れるのに対し、各セルグループ３に流入した正極流体は、複数の正極セル５を直列に流れて各セルグループ３から流出するようになっている。同様に、第１の負極側タンク２１と第２の負極側タンク２２との間で負極流体は複数のセルグループ３を並列に流れるのに対し、各セルグループ３に流入した負極流体は、複数の負極セル６を直列に流れて各セルグループ３から流出するようになっている。すなわち、各流体がセルグループ３内のみで複数の電池セル４を直列に流れるため、セルスタック２の全ての電池セル４を直列に流れる場合に比べて、セルスタック２を通過する際の圧力損失を小さくすることができる。したがって、各流体を複数の電池セル４に直列に流通させることでシャントカレントロスの低減を実現しながら、必要なポンプ動力の増大も極力抑制することができる。その結果、システム全体としてエネルギー効率の向上を実現することができる。
　また、本実施形態では、放電動作を経てＳＯＣが相対的に低くなった正極流体と充電動作を経てＳＯＣが相対的に高くなった正極流体がそれぞれ別個に貯留されているため、これらが混合して正極セル５に供給されることがない。同様に、放電動作を経てＳＯＣが相対的に低くなった負極流体と充電動作を経てＳＯＣが相対的に高くなった負極流体もそれぞれ別個に貯留されているため、これらが混合して負極セル６に供給されることがない。これに伴い、充電および放電の各動作において、充電状態が一定の流体を電池セル４に供給することができ、レドックスフロー電池１の安定した運用も可能になる。例えば、レドックスフロー電池の中には、正極流体を貯留するタンクと負極流体を貯留するタンクをそれぞれ１基ずつ備え、電池セルに供給される流体が供給元のタンクと同じタンクに戻されるタイプのものがある。そのようなレドックスフロー電池では、充放電動作の進行と共に電池セルに供給される流体の充電状態が変化し、それに応じて充放電性能が変化する。そのため、安定した充放電性能を発揮させるためには、電池セルへの正極流体および負極流体の供給量の調整が必要になる。それに対して、本実施形態では、充放電動作が進行しても各タンク１１，１２，２１，２２内の流体の充電状態を一定に保持することができる。この場合、充電および放電の各動作において電池セル４に供給される流体の充電状態も一定に保持される。これにより、上述のような供給量の調整を行うことなく常に安定した充放電性能を発揮させることができる。このことは、活物質を送出するポンプ１３，１４，２３，２４として、前述のような送出量の調整を考慮したものを選定する必要がなく、比較的小容量のポンプを選定することができる点でも有利である。
　ところで、各タンク１１，１２，２１，２２には、副反応により生じる可能性があるガス（例えば水素）や滞留する大気成分（特に酸素や二酸化炭素）がレドックスフロー電池１の各所に悪影響を及ぼすことを抑制するために、不活性ガス（例えば、窒素ガス）が充填されていることが好ましい。本実施形態では、この不活性ガスの消費量を最小限に抑えるために、第１の正極側タンク１１と第２の正極側タンク１２が、正極側均圧配管１５によって接続され、第１の負極側タンク２１と第２の負極側タンク２２が、負極側均圧配管２５によって接続されている。正極側均圧配管１５は、第１の正極側タンク１１内の気相部の圧力と第２の正極側タンク１２内の気相部の圧力とを均一に保持する機能を有している。そのため、正極流体が第１の正極側タンク１１と第２の正極側タンク１２との間を移動する際に、その移動方向とは逆方向に不活性ガスを移動させることができる。また、負極側均圧配管２５は、第１の負極側タンク２１内の気相部の圧力と第２の負極側タンク２２内の気相部の圧力とを均一に保持する機能を有している。そのため、負極流体が第１の負極側タンク２１と第２の負極側タンク２２との間を移動する際に、その移動方向とは逆方向に不活性ガスを移動させることができる。これにより、充放電時の正極流体および負極流体の移動に伴って各タンク１１，１２，２１，２２内の不活性ガスを無駄に外部に排出する必要がなくなり、不活性ガスの消費量を大幅に削減することができる。
　なお、各タンク１１，１２，２１，２２とセルスタック２との接続は、正極流体および負極流体が複数のセルグループ３を並列に流れるようになっていればよく、図示した構成に限定されるものではない。図２は、第１および第２の正極側流通配管の変形例を示す概略構成図である。
　図１Ａに示す構成では、第１および第２の正極側流通配管Ｌ１１，Ｌ１２の各タンク１１，１２からセルグループ３までの圧力損失は、各タンク１１，１２からセルグループ３までの距離が遠くなるほど大きくなる。その結果、第１および第２の正極側流通配管Ｌ１１，Ｌ１２に接続された複数のセルグループ３において、各タンク１１，１２からの距離が遠いセルグループ３ほど、正極流体が流れにくくなるおそれがある。すなわち、複数のセルグループ３を流れる正極流体の流れに偏流が発生するおそれがある。これに対し、図２に示す変形例では、第１および第２の正極側流通配管Ｌ１１，Ｌ１２はそれぞれ、各タンク１１，１２から複数のセルグループ３に向かって階層的に分岐するトーナメント形状を有している。そのため、各タンク１１，１２からセルグループ３までの圧力損失がほぼ等しくなり、上述した偏流の発生を抑制して充放電性能を最大限に発揮させることができる。また、図２に示すトーナメント形状の流通配管Ｌ１１，Ｌ１２によれば、図１Ａに示す構成に比べて、正極流体によるセルグループ３間の短絡の可能性をより低減することができ、シャントカレントロスをより一層抑制することができる。なお、このようなトーナメント形状は、第１および第２の負極側流通配管Ｌ２１，Ｌ２２にも適用可能であることは言うまでもない。
　一方、セルグループ３内の流路構成についても、複数の正極セル５が直列流路を形成し、複数の負極セル６が直列流路を形成していればよく、図示した例に限定されるものではない。図３Ａから図３Ｃは、セルグループ内で複数の電池セルを接続する流路のいくつかの変形例を示す概略構成図である。図３Ａから図３Ｃでは、充填時の各流体の流れ方向を矢印で示している。
　図３Ａに示す流路構成は、各電池セル４内での正極流体と負極流体の流れ方向が図１Ｂに示す流路構成と異なっている。すなわち、図１Ｂに示す流路構成では、各電池セル４内で正極流体と負極流体とが反対方向に流れるようになっているが、図３Ａに示す流路構成では、各電池セル４内で正極流体と負極流体とが同じ方向に流れるようになっている。
　また、図３Ｂに示す流路構成は、セルグループ３内で各流体が流入および流出する電池セル４の位置が図１Ｂに示す流路構成と異なっている。例えば充電時に、図１Ｂに示す流路構成では、正極流体がセルグループ３のうち一方の端部の電池セル４に流入して他方の端部の電池セル４から流出し、負極流体が他方の端部の電池セル４に流入して一方の端部の電池セル４から流出するようになっている。それに対し、図３Ｂに示す流路構成では、正極流体および負極流体が共にセルグループ３のうち一方の端部の電池セル４に流入して他方の端部の電池セル４から流出するようになっている。
　また、図３Ｃに示す流路構成は、各電池セル４内での正極流体と負極流体の流れ方向が図１Ｂに示す流路構成と異なっており、セルグループ３内で各流体が流入および流出する電池セル４の位置が図３Ａに示す流路構成と異なっている。すなわち、図１Ｂに示す流路構成では、各電池セル４内で正極流体と負極流体とが反対方向に流れるようになっているが、図３Ｃに示す流路構成では、各電池セル４内で正極流体と負極流体とが同じ方向に流れるようになっている。さらに、図３Ａに示す流路構成では、正極流体がセルグループ３のうち一方の端部の電池セル４に流入して他方の端部の電池セル４から流出し、負極流体が他方の端部の電池セル４に流入して一方の端部の電池セル４から流出するようになっている。それに対し、図３Ｃに示す流路構成では、正極流体および負極流体が共にセルグループ３のうち一方の端部の電池セル４に流入して他方の端部の電池セル４から流出するようになっている。
　（第２の実施形態）
　図４は、本発明の第２の実施形態に係るレドックスフロー電池の概略構成図である。以下、第１の実施形態と同様の構成については、図面に同じ符号を付してその説明を省略し、第１の実施形態と異なる構成のみ説明する。
　本実施形態は、第１の実施形態の変形例であり、第１の実施形態の第２の正極側ポンプ１４と第２の負極側ポンプ２４が省略されている点で、第１の実施形態と異なっている。これに伴い、本実施形態では、第２の正極側タンク１２内の正極流体と第２の負極側タンク２２内の負極流体を移送する方法として、いずれも液ヘッド差を利用する方法が用いられている。すなわち、第２の正極側タンク１２は、第２の正極側タンク１２内の正極流体が液ヘッド差によって第１の正極側タンク１１まで流れるように、第１の正極側タンク１１よりも高い位置に配置されている。また、第２の負極側タンク２２は、第２の負極側タンク２２内の負極流体が液ヘッド差によって第１の負極側タンク２１に流れるように、第１の負極側タンク２１よりも高い位置に配置されている。なお、ここでいう「液ヘッド」とは、正極流体または負極流体の位置ヘッドを意味する。
　このような構成によれば、放電時に正極流体および負極流体を移送するためのポンプ動力が不要になり、エネルギーのさらなる有効利用が可能になる。また、このような液ヘッド差を利用する構成は、レドックスフロー電池１の設置面積を低減することを目的として、レドックスフロー電池１の（タンクやポンプなどの）構成要素を３階建て以上の建屋などの構造物に配置する場合に特に好適に採用可能である。すなわち、レドックスフロー電池１を３階建て以上の建屋に設置する場合、第１の正極側タンク１１および第１の負極側タンク２１の設置階より上層階にセルスタック２を設置し、セルスタック２の設置層より上層階に第２の正極側タンク１２および第２の負極側タンク２２を設置することで、その設置面積を低減することが可能である。このような建屋構成において、本実施形態のように液ヘッド差を利用する方法を好適に用いることができる。
　なお、第２の正極側流通配管Ｌ１２は、必ずしも２つに分岐して第２の正極側タンク１２に接続されている必要はない。また、第２の負極側流通配管Ｌ２２も、必ずしも２つに分岐して第２の負極側タンク２２に接続されている必要はない。すなわち、本実施形態のように第２の正極側ポンプ１４および第２の負極側ポンプ２４が省略される場合には、第２の正極側流通配管Ｌ１２および第２の負極側流通配管Ｌ２２の各分岐配管を省略することもできる。このことは、第２の正極側流通配管Ｌ１２および第２の負極側流通配管Ｌ２２にそれぞれ流体の流れ方向を切り替えるためのバルブなどを設置する必要がない点でも有利である。
　（第３の実施形態）
　図５は、本発明の第３の実施形態に係るレドックスフロー電池の概略構成図である。以下、上述した実施形態と同様の構成については、図面に同じ符号を付してその説明を省略し、上述した実施形態と異なる構成のみ説明する。
　本実施形態は、第１の実施形態の変形例であり、第１の実施形態の第２の正極側ポンプ１４と第１の負極側ポンプ２３が省略されている点で、第１の実施形態と異なっている。これに伴い、本実施形態では、第２の正極側タンク１２内の正極流体と第１の負極側タンク２１内の負極流体を移送する方法として、タンク内の圧力差を利用する方法が用いられている。すなわち、第２の正極側タンク１２内の圧力が、第１の正極側タンク１１内の圧力よりも高く、第１の負極側タンク２１内の圧力が、第２の負極側タンク２２内の圧力よりも高くされている。さらに、第１の実施形態の正極側均圧配管１５と負極側均圧配管２５が省略され、その代わりに、低圧側均圧配管８と高圧側均圧配管９とが設けられている。低圧側均圧配管８は、第１の正極側タンク１１と第２の負極側タンク２２とを接続し、第１の正極側タンク１１内の気相部の圧力と第２の負極側タンク２２内の気相部の圧力とを均一に保持する機能を有している。高圧側均圧配管９は、第２の正極側タンク１２と第１の負極側タンク２１とを接続し、第２の正極側タンク１２内の気相部の圧力と第１の負極側タンク２１内の気相部の圧力とを均一に保持する機能を有している。
　本実施形態の充電動作では、第１の正極側タンク１１内の正極流体が、第１の正極側ポンプ１３により第２の正極側タンク１２まで移送されるのに対し、第１の負極側タンク２１内の負極流体は、第１の負極側タンク２１内の圧力と第２の負極側タンク２２内の圧力との差により、第２の負極側タンク２２まで移送される。同様に、本実施形態の放電動作では、第２の負極側タンク２２内の負極流体が、第２の負極側ポンプ２４により第１の負極側タンク２１まで移送されるのに対し、第２の正極側タンク１２内の正極流体は、第２の正極側タンク１２内の圧力と第１の正極側タンク１１内の圧力との差により、第１の正極側タンク１１まで移送される。
　こうして、本実施形態では、充電時および放電時のそれぞれにおいて動作するポンプの数を１つに減らすことができ、第１の実施形態に比べて、エネルギーのさらなる有効利用が可能である。また、充電時および放電時のいずれにおいても、低圧側均圧配管８により、第１の正極側タンク１１と第２の負極側タンク２２との間での不活性ガスのやり取りが可能になり、高圧側均圧配管９により、第２の正極側タンク１２と第１の負極側タンク２１との間での不活性ガスのやり取りが可能になる。したがって、本実施形態においても、不活性ガスの無駄な排出を抑制することができ、不活性ガスの消費量を大幅に削減することができる。
　第２の正極側タンク１２内の正極流体と第１の負極側タンク２１内の負極流体を移送する方法としては、第２の実施形態における液ヘッド差を利用する方法をタンク内の圧力差を利用する方法と併用することもできる。すなわち、第２の正極側タンク１２内の正極流体が液ヘッド差によって第１の正極側タンク１１まで流れるように、第２の正極側タンク１２が、第１の正極側タンク１１よりも高い位置に配置されていてもよい。また、第１の負極側タンク２１内の負極流体が液ヘッド差によって第２の負極側タンク２２に流れるように、第１の負極側タンク２１が、第２の負極側タンク２２よりも高い位置に配置されていてもよい。液ヘッド差を利用することで、第２の正極側タンク１２内の気相部の圧力と第１の負極側タンク２１内の気相部の圧力をそれぞれ相対的に低くすることができる。なお、第２の正極側タンク１２と第１の負極側タンク２１のどちらか一方で液ヘッド差を利用するようになっていてもよい。このことは、正極流体が流れるのに必要な圧力と負極流体が流れるのに必要な圧力が異なる場合に特に有効である。
　なお、第２の正極側流通配管Ｌ１２は、必ずしも２つに分岐して第２の正極側タンク１２に接続されている必要はない。また、第１の負極側流通配管Ｌ２１も、必ずしも２つに分岐して第１の負極側タンク２１に接続されている必要はない。すなわち、本実施形態のように第２の正極側ポンプ１４および第１の負極側ポンプ２３が省略される場合には、第２の正極側流通配管Ｌ１２および第１の負極側流通配管Ｌ２１の各分岐配管を省略することもできる。このことは、第２の正極側流通配管Ｌ１２および第１の負極側流通配管Ｌ２２にそれぞれ流体の流れ方向を切り替えるためのバルブなどを設置する必要がない点でも有利である。
　本実施形態では、第１の実施形態に対して、第２の正極側ポンプ１４と第１の負極側ポンプ２３が省略されているが、その代わりに、第１の正極側ポンプ１３と第２の負極側ポンプ２４が省略されていてもよいことは、当業者には明らかであろう。
　１　レドックスフロー電池
　２　セルスタック
　３　セルグループ
　４　電池セル
　５　正極セル
　５ａ　正極電極
　６　負極セル
　６ａ　負極電極
　７　隔膜
　８　低圧側均圧配管
　９　高圧側均圧配管
　１１　第１の正極側タンク
　１２　第２の正極側タンク
　１３　第１の正極側ポンプ
　１４　第２の正極側ポンプ
　１５　正極側均圧配管
　２１　第１の負極側タンク
　２２　第２の負極側タンク
　２３　第１の負極側ポンプ
　２４　第２の負極側ポンプ
　２５　負極側均圧配管
　Ｌ１１　第１の正極側流通配管
　Ｌ１２　第２の正極側流通配管
　Ｌ２１　第１の負極側流通配管
　Ｌ２２　第２の負極側流通配管

Claims (16)

  1. 　電池セル内での正極活物質および負極活物質の酸化還元反応を利用して充放電を行うレドックスフロー電池であって、
    　積層された複数の前記電池セルを有し、前記電池セルが、正極電極を収容し、前記正極活物質を含む正極流体が供給される正極セルと、負極電極を収容し、前記負極活物質を含む負極流体が供給される負極セルと、前記正極セルと前記負極セルとを分離する隔膜とを有する、セルスタックと、
    　充電状態が相対的に低い前記正極流体を貯留する第１の正極側タンクと、
    　充電状態が相対的に高い前記正極流体を貯留する第２の正極側タンクと、
    　充電状態が相対的に低い前記負極流体を貯留する第１の負極側タンクと、
    　充電状態が相対的に高い前記負極流体を貯留する第２の負極側タンクと、を有し、
    　前記セルスタックは、それぞれが前記複数の電池セルからなる複数のセルグループに分割され、
    　前記複数のセルグループは、前記第１の正極側タンクと前記第２の正極側タンクとの間で前記正極流体が前記複数のセルグループを並列に流れるように、前記第１の正極側タンクと前記第２の正極側タンクとに接続され、かつ、前記第１の負極側タンクと前記第２の負極側タンクとの間で前記負極流体が前記複数のセルグループを並列に流れるように、前記第１の負極側タンクと前記第２の負極側タンクとに接続され、
    　前記各セルグループの前記複数の電池セルは、前記各セルグループに流入した前記正極流体が複数の前記正極セルを直列に流れて前記各セルグループから流出するように互いに接続され、かつ、前記各セルグループに流入した前記負極流体が複数の前記負極セルを直列に流れて前記各セルグループから流出するように互いに接続されている、レドックスフロー電池。
  2. 　前記第１の正極側タンク内の前記正極流体を前記第２の正極側タンクに向けて送出する第１の正極側ポンプと、前記第２の正極側タンク内の前記正極流体を前記第１の正極側タンクに向けて送出する第２の正極側ポンプと、前記第１の負極側タンク内の前記負極流体を前記第２の負極側タンクに向けて送出する第１の負極側ポンプと、前記第２の負極側タンク内の前記負極流体を前記第１の負極側タンクに向けて送出する第２の負極側ポンプと、を有する、請求項１に記載のレドックスフロー電池。
  3. 　前記第１の正極側タンク内の前記正極流体を前記第２の正極側タンクに向けて送出する正極側ポンプと、前記第１の負極側タンク内の前記負極流体を前記第２の負極側タンクに向けて送出する負極側ポンプと、を有し、
    　前記第２の正極側タンクは、前記第２の正極側タンク内の前記正極流体が液ヘッド差によって前記第１の正極側タンクまで流れるように、前記第１の正極側タンクよりも高い位置に配置され、
    　前記第２の負極側タンクは、前記第２の負極側タンク内の前記負極流体が液ヘッド差によって前記第１の負極側タンクに流れるように、前記第１の負極側タンクよりも高い位置に配置されている、請求項１に記載のレドックスフロー電池。
  4. 　前記レドックスフロー電池が、３階建て以上の建屋に配置され、
    　前記セルスタックが、前記第１の正極側タンクと前記第１の負極側タンクの設置階より上層階に設置され、
    　前記第２の正極側タンクと第２の負極側タンクが、前記セルスタックの設置層より上層階に設置されている、請求項３に記載のレドックスフロー電池。
  5. 　前記第１の正極側タンクと前記第２の正極側タンクが、前記第１の正極側タンク内の気相部の圧力と前記第２の正極側タンク内の気相部の圧力とを均一に保持する均圧配管によって接続され、
    　前記第１の負極側タンクと前記第２の負極側タンクが、前記第１の負極側タンク内の気相部の圧力と前記第２の負極側タンク内の気相部の圧力とを均一に保持する均圧配管によって接続されている、請求項２から４のいずれか１項に記載のレドックスフロー電池。
  6. 　前記第１の正極側タンク内の前記正極流体を前記第２の正極側タンクに向けて送出する正極側ポンプと、前記第２の負極側タンク内の前記負極流体を前記第１の負極側タンクに向けて送出する負極側ポンプと、を有し、
    　前記第２の正極側タンク内の圧力が、前記第１の正極側タンク内の圧力よりも高く、前記第１の負極側タンク内の圧力が、前記第２の負極側タンク内の圧力よりも高い、請求項１に記載のレドックスフロー電池。
  7. 　前記第１の正極側タンクと前記第２の負極側タンクが、前記第１の正極側タンク内の気相部の圧力と前記第２の負極側タンク内の気相部の圧力とを均一に保持する均圧配管によって接続され、
    　前記第２の正極側タンクと前記第１の負極側タンクが、前記第２の正極側タンク内の気相部の圧力と前記第１の負極側タンク内の気相部の圧力とを均一に保持する均圧配管によって接続されている、請求項６に記載のレドックスフロー電池。
  8. 　前記第２の正極側タンクは、前記第２の正極側タンク内の前記正極流体が液ヘッド差によって前記第１の正極側タンクまで流れるように、前記第１の正極側タンクよりも高い位置に配置され、
    　前記第１の負極側タンクは、前記第１の負極側タンク内の前記負極流体が液ヘッド差によって前記第２の負極側タンクに流れるように、前記第２の負極側タンクよりも高い位置に配置されている、請求項６または７に記載のレドックスフロー電池。
  9. 　前記第２の正極側タンク内の前記正極流体を前記第１の正極側タンクに向けて送出する正極側ポンプと、前記第１の負極側タンク内の前記負極流体を前記第２の負極側タンクに向けて送出する負極側ポンプと、を有し、
    　前記第１の正極側タンク内の圧力が、前記第２の正極側タンク内の圧力よりも高く、前記第２の負極側タンク内の圧力が、前記第１の負極側タンク内の圧力よりも高い、請求項１に記載のレドックスフロー電池。
  10. 　前記第２の正極側タンクと前記第１の負極側タンクが、前記第２の正極側タンク内の気相部の圧力と前記第１の負極側タンク内の気相部の圧力とを均一に保持する均圧配管によって接続され、
    　前記第１の正極側タンクと前記第２の負極側タンクが、前記第１の正極側タンク内の気相部の圧力と前記第２の負極側タンク内の気相部の圧力とを均一に保持する均圧配管によって接続されている、請求項９に記載のレドックスフロー電池。
  11. 　前記第１の正極側タンクは、前記第１の正極側タンク内の前記正極流体が液ヘッド差によって前記第２の正極側タンクまで流れるように、前記第２の正極側タンクよりも高い位置に配置され、
    　前記第２の負極側タンクは、前記第２の負極側タンク内の前記負極流体が液ヘッド差によって前記第１の負極側タンクに流れるように、前記第１の負極側タンクよりも高い位置に配置されている、請求項９または１０に記載のレドックスフロー電池。
  12. 　前記複数のセルグループが、前記各タンクから前記複数のセルグループに向かって階層的に分岐するトーナメント形状の流通配管によって、前記各タンクに接続されている、請求項１から１１のいずれか１項に記載のレドックスフロー電池。
  13. 　前記各セルグループの前記複数の電池セルは、前記各電池セル内で前記正極流体と前記負極流体とが反対方向に流れるように互いに接続されている、請求項１から１２のいずれか１項に記載のレドックスフロー電池。
  14. 　前記各セルグループの前記複数の電池セルは、前記各電池セル内で前記正極流体と前記負極流体とが同じ方向に流れるように互いに接続されている、請求項１から１２のいずれか１項に記載のレドックスフロー電池。
  15. 　前記各セルグループの前記複数の電池セルは、前記正極流体が前記セルグループのうち一方の端部の電池セルに流入して他方の端部の電池セルから流出し、前記負極流体が前記他方の端部の電池セルに流入して前記一方の端部の電池セルから流出するように、互いに接続されている、請求項１から１４のいずれか１項に記載のレドックスフロー電池。
  16. 　前記各セルグループの前記複数の電池セルは、前記正極流体および前記負極流体が共に前記セルグループのうち一方の端部の電池セルに流入して他方の端部の電池セルから流出するように互いに接続されている、請求項１から１４のいずれか１項に記載のレドックスフロー電池。
PCT/JP2018/033445 2017-09-14 2018-09-10 レドックスフロー電池 WO2019054332A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/647,462 US11145886B2 (en) 2017-09-14 2018-09-10 Redox flow battery
JP2019542044A JP7149280B2 (ja) 2017-09-14 2018-09-10 レドックスフロー電池
CN201880053551.0A CN111033851A (zh) 2017-09-14 2018-09-10 氧化还原液流电池

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-176829 2017-09-14
JP2017176829 2017-09-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019054332A1 true WO2019054332A1 (ja) 2019-03-21

Family

ID=65723661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/033445 WO2019054332A1 (ja) 2017-09-14 2018-09-10 レドックスフロー電池

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11145886B2 (ja)
JP (1) JP7149280B2 (ja)
CN (1) CN111033851A (ja)
WO (1) WO2019054332A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021012789A (ja) * 2019-07-04 2021-02-04 株式会社岐阜多田精機 レドックスフロー電池
WO2023153204A1 (ja) * 2022-02-09 2023-08-17 三菱重工業株式会社 レドックスフロー電池及びこのレドックスフロー電池を備える給電システム

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115275293A (zh) * 2022-08-12 2022-11-01 北京九州恒盛电力科技有限公司 一种液流电池及其控制方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10334938A (ja) * 1997-06-02 1998-12-18 Sumitomo Electric Ind Ltd 電力貯蔵用二次電池
JP2001325983A (ja) * 2000-05-16 2001-11-22 Sumitomo Electric Ind Ltd レドックスフロー電池
JP2002502101A (ja) * 1998-01-28 2002-01-22 ケミエコ エス アール エル レドックスフローバッテリシステム及びセル連設構造
JP2007188731A (ja) * 2006-01-12 2007-07-26 Kansai Electric Power Co Inc:The 電解液循環型電池システム
JP2013008642A (ja) * 2011-06-27 2013-01-10 Sumitomo Electric Ind Ltd レドックスフロー電池
US20150093606A1 (en) * 2012-05-10 2015-04-02 Beijing Hawaga Power Storage Technology Company Ltd. Pump-free lithium ion liquid flow battery, battery reactor and preparation method of electrode suspension solution

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3494689B2 (ja) * 1993-12-20 2004-02-09 株式会社荏原製作所 電解液流通型電池
JP2002329522A (ja) * 2001-05-01 2002-11-15 Sumitomo Electric Ind Ltd 二次電池およびその運転方法
AT502979B1 (de) * 2006-05-15 2007-06-15 Funktionswerkstoffe Forschungs Elektrochemischer strömungsmodul mit einer einrichtung zum unterdrücken eines elektrischen nebenschlussstromes
JP2009016216A (ja) * 2007-07-05 2009-01-22 Sumitomo Electric Ind Ltd 複数モジュール構成のレドックスフロー電池の運転方法
CN101997129B (zh) * 2009-08-27 2013-09-18 中国科学院金属研究所 一种液流电池
CN102148388B (zh) * 2010-02-10 2013-08-28 大连融科储能技术发展有限公司 一种氧化还原液流电池系统
CN102544563B (zh) * 2010-12-09 2014-03-26 大连融科储能技术发展有限公司 一种锌沉积型液流储能电池系统及其运行方式
CN102593491A (zh) * 2012-03-14 2012-07-18 中国东方电气集团有限公司 液流电池堆及包括其的电池系统
WO2014145692A2 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Enervault Corporation Flow batteries with modular arrangements of cells
US10230125B2 (en) * 2014-03-06 2019-03-12 Ess Tech, Inc. Method and system to maintain electrolyte stability for all-iron redox flow batteries
CN104538662B (zh) * 2014-12-11 2017-05-31 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种液流电池系统
CN204348822U (zh) * 2014-12-11 2015-05-20 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种液流电池装置
CN105680083B (zh) * 2016-01-27 2019-01-08 中国东方电气集团有限公司 液流电池系统与液流电池系统的充放电方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10334938A (ja) * 1997-06-02 1998-12-18 Sumitomo Electric Ind Ltd 電力貯蔵用二次電池
JP2002502101A (ja) * 1998-01-28 2002-01-22 ケミエコ エス アール エル レドックスフローバッテリシステム及びセル連設構造
JP2001325983A (ja) * 2000-05-16 2001-11-22 Sumitomo Electric Ind Ltd レドックスフロー電池
JP2007188731A (ja) * 2006-01-12 2007-07-26 Kansai Electric Power Co Inc:The 電解液循環型電池システム
JP2013008642A (ja) * 2011-06-27 2013-01-10 Sumitomo Electric Ind Ltd レドックスフロー電池
US20150093606A1 (en) * 2012-05-10 2015-04-02 Beijing Hawaga Power Storage Technology Company Ltd. Pump-free lithium ion liquid flow battery, battery reactor and preparation method of electrode suspension solution

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021012789A (ja) * 2019-07-04 2021-02-04 株式会社岐阜多田精機 レドックスフロー電池
JP7017253B2 (ja) 2019-07-04 2022-02-08 株式会社岐阜多田精機 レドックスフロー電池
WO2023153204A1 (ja) * 2022-02-09 2023-08-17 三菱重工業株式会社 レドックスフロー電池及びこのレドックスフロー電池を備える給電システム

Also Published As

Publication number Publication date
US20200280087A1 (en) 2020-09-03
CN111033851A (zh) 2020-04-17
JP7149280B2 (ja) 2022-10-06
US11145886B2 (en) 2021-10-12
JPWO2019054332A1 (ja) 2020-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9293781B2 (en) Fuel system using redox flow battery
US20100092843A1 (en) Venturi pumping system in a hydrogen gas circulation of a flow battery
WO2019054332A1 (ja) レドックスフロー電池
JP2014523087A (ja) 金属−ハロゲンフロー電池用電解質流れ構成
US10665882B2 (en) Redox flow battery
US10483568B2 (en) Module system of redox flow battery
KR102069832B1 (ko) 바나듐 레독스 플로우 전지용 전해액 저장부 및 이를 포함하는 바나듐 레독스 플로우 전지
JPH02195657A (ja) 電解液循還型二次電池
KR102178304B1 (ko) 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지
WO2016117265A1 (ja) レドックスフロー電池の運転方法、およびレドックスフロー電池
KR20200041121A (ko) 레독스 흐름전지
CN102593481A (zh) 液流电池、电池堆、电池系统及其电解液的控制方法
JP2023103633A (ja) レドックスフロー電池システム
KR102216144B1 (ko) 레독스 흐름전지
JP7149623B2 (ja) レドックスフロー電池
JP6629911B2 (ja) レドックスフロー電池
KR101747491B1 (ko) 플로우 배터리에 적용 가능한 전해액 저장부 및 이를 포함하는 바나듐 레독스 플로우 배터리
KR101984649B1 (ko) 선박
JP2018037133A (ja) レドックスフロー電池の運転方法、およびレドックスフロー電池
WO2023153204A1 (ja) レドックスフロー電池及びこのレドックスフロー電池を備える給電システム
KR101571850B1 (ko) 직접 메탄올 연료전지
EP3561930B1 (en) Redox flow battery
CN110400955B (zh) 氧化还原液流电池
JP2018037134A (ja) レドックスフロー電池の運転方法、およびレドックスフロー電池
JP2000149975A (ja) レドックスフロー型２次電池

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18855794

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019542044

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18855794

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1