WO2023100555A1 - タンク、タンク構造、及びレドックスフロー電池システム - Google Patents

タンク、タンク構造、及びレドックスフロー電池システム Download PDF

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WO2023100555A1
WO2023100555A1 PCT/JP2022/040156 JP2022040156W WO2023100555A1 WO 2023100555 A1 WO2023100555 A1 WO 2023100555A1 JP 2022040156 W JP2022040156 W JP 2022040156W WO 2023100555 A1 WO2023100555 A1 WO 2023100555A1
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WO
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plate member
tank
opening
electrolyte
length
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PCT/JP2022/040156
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English (en)
French (fr)
Inventor
勇人 藤田
慶 花房
尚馬 伊田
Original Assignee
住友電気工業株式会社
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    • 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
    • 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
    • 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 disclosure relates to tanks, tank structures, and redox flow battery systems.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-194961 dated November 30, 2021, and incorporates all the descriptions described in the Japanese application.
  • Patent Document 1 discloses a container-type redox flow battery.
  • a redox flow battery comprises a battery cell, a tank, piping, and a pump.
  • An electrolytic solution is stored in the tank.
  • the piping consists of a piping that connects the tank and the pump, a piping that connects the pump and the battery cell, and a piping that connects the battery cell and the tank.
  • the electrolytic solution is circulated between the tank and the battery cells by being pressure-fed into the pipes by a pump.
  • a tank of the present disclosure is a tank in which an electrolytic solution of a redox flow battery system is stored, and includes a tank body, a first plate member that partitions an internal space of the tank body into a plurality of regions arranged in a first direction, and the tank body includes an inlet for the electrolytic solution provided at a first end of the tank body in the first direction and the an electrolyte solution outlet, wherein the first plate member includes a plurality of holes penetrating in the first direction.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the tank of the embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a plate member provided in the tank of the embodiment.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the flow of electrolyte in the tank of the embodiment.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the flow of the electrolytic solution in the tank provided with another example of the plate member in the tank of the embodiment.
  • 5 is a graph showing the flow velocity distribution of the electrolyte in the tank shown in FIG. 4.
  • FIG. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing still another example of a plate member provided in the tank of the embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the tank structure of the embodiment and the redox flow battery system of the embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a cell stack included in the redox flow battery system of the embodiment.
  • vortices may be formed by the flow of electrolyte returning from the battery cells.
  • the eddies can cause turbulence in the electrolyte, flow shortcuts, and stagnation.
  • the amount of electrolyte supplied from the tank to the battery cell is reduced.
  • less electrolyte is used for the battery reaction in the battery cell, and the utilization rate of the electrolyte in the tank may decrease.
  • the utilization rate is the ratio of the amount of electrolyte supplied from the tank to the battery cell with respect to the amount of electrolyte in the tank. When the utilization rate decreases, the amount of electrolyte not used in the battery reaction by the battery cells increases, which can lead to a decrease in energy density.
  • the tank of the present disclosure can suppress a decrease in the utilization rate of the electrolyte in the tank.
  • the tank structure of the present disclosure can suppress a decrease in the utilization rate of the electrolyte in the tank.
  • the redox flow battery system of the present disclosure has high energy density.
  • a tank according to an aspect of the present disclosure is a tank in which an electrolyte solution of a redox flow battery system is stored, and the tank body and the internal space of the tank body are divided into a plurality of regions aligned in the first direction.
  • a first plate member wherein the tank body includes an inlet for the electrolytic solution provided at a first end of the tank body in the first direction; and a second plate member in the first direction of the tank body. and an outlet for the electrolytic solution provided at an end, and the first plate member includes a plurality of holes penetrating in the first direction.
  • the first plate member has a first opening through which the electrolytic solution is introduced and a second opening through which the electrolytic solution is discharged. Each hole connects the first opening and the second opening. At least a portion near the first opening and a portion near the second opening of the path extending from the first opening to the second opening are along the first direction. A central portion of the path may be along the first direction, or may intersect the first direction orthogonally or non-orthogonally.
  • the flow of electrolyte from the inlet to the outlet tends to be laminar.
  • a first plate member is provided between the inlet and the outlet. Therefore, the electrolyte flowing from the inlet to the outlet passes through the holes provided in the first plate member. Since the holes penetrate in the first direction, the flow of the electrolytic solution through the holes tends to be laminar in the first direction. Since the flow of the electrolyte is laminar, the electrolyte in the tank can be used efficiently.
  • the tank body may have a uniform cross-sectional shape in the first direction.
  • the shape of the tank body may be a rectangular parallelepiped, and the first direction may be a direction along the long side of the tank body.
  • the electrolyte that flows along the long sides of the tank body tends to stagnate.
  • the first plate member is provided so that the plurality of regions are arranged in the direction along the long side of the tank body, the electrolytic solution in the tank can be efficiently used.
  • the equivalent circle diameter of each of the plurality of holes may be 1 to 10 times the thickness of the first plate member. good.
  • the flow of the electrolyte is likely to change depending on the size of the equivalent circle diameter of each hole. According to the size of each hole, the flow of the electrolytic solution is likely to be in a laminar flow state.
  • the first plate member may have a thickness of 2 mm or more and 100 mm or less.
  • the length of each hole along the first direction changes depending on the thickness of the first plate member.
  • the length of each hole alters the flow direction or velocity of the electrolyte as it flows through each hole. If the thickness of the first plate member is within the above range, it is easy to adjust the flow direction and the flow velocity of the electrolytic solution when the electrolytic solution flows through the holes. If the thickness of the first plate member is within the above range, the flow of the electrolytic solution is likely to be in a laminar flow state.
  • the thickness of the first plate member is 0.1% or more and 1% or less of the length of the internal space in the first direction. There may be.
  • the length of each hole along the first direction changes depending on the thickness of the first plate member.
  • the length of each hole alters the flow direction or velocity of the electrolyte as it flows through each hole. If the thickness of the first plate member is within the above range, it is easy to adjust the flow direction and the flow velocity of the electrolytic solution when the electrolytic solution flows through the holes. If the thickness of the first plate member is within the above range, the flow of the electrolytic solution is likely to be in a laminar flow state.
  • the length of the internal space in the first direction may be 4.5 m or more and 12 m or less.
  • the electrolyte is likely to stagnate. According to the tank of the present disclosure, even if the tank body has the internal space of the above length, the electrolytic solution in the tank can be efficiently used.
  • the length in the first direction between the inlet and the outlet may be 3.2 m or more and 11.5 m or less.
  • the inlet and outlet are separated by the above length, stagnation is likely to occur in the electrolyte. According to the tank of the present disclosure, even if the inlet and the outlet are separated by the above length, the electrolytic solution in the tank can be efficiently used.
  • the length in the first direction between the inlet and the outlet is 75 times the length of the internal space in the first direction. % or more and 95% or less.
  • the inlet and outlet are separated by the above length, stagnation is likely to occur in the electrolyte. According to the tank of the present disclosure, even if the inlet and the outlet are separated by the above length, the electrolytic solution in the tank can be efficiently used.
  • the ratio of the total area of the openings of the plurality of holes to the area within the outer peripheral edge of the first plate member is 30% or more and 70%. It may be below.
  • the flow of the electrolytic solution from the inlet to the outlet in the tank tends to be laminar.
  • the first direction may be a direction perpendicular to a direction in which gravity acts.
  • the electrolyte in the tank can be efficiently used.
  • each of the axis of the inlet and the axis of the outlet may intersect the first direction.
  • the axis of the entrance is the line passing through the center of the smallest imaginary circle inscribed on the inner peripheral surface of the entrance.
  • the axis of the outlet is the line through the center of the smallest imaginary circle inscribed on the inner circumference of the outlet. If each of the inlet axis and the outlet axis intersects the first direction, the electrolytic solution tends to stagnate. According to the tank of the present disclosure, even if each of the inlet axis and the outlet axis intersects the first direction, the electrolytic solution in the tank can be efficiently utilized.
  • the tank body includes a first surface and a second surface facing each other in the first direction, and the first surface located at the end, the second surface being located at the second end, the length between the first plate member and the first surface being the length between the first plate member and the second surface; may be less than the length between
  • the length between the first plate member and the first surface is 10% or more and 30% of the length between the first surface and the second surface. It may be below.
  • a second plate member further partitions the internal space defined by the first plate member into a plurality of regions aligned in the first direction. and the second plate member may be arranged at a position closer to the outlet than the position of the first plate member, and may include a plurality of holes penetrating in the first direction.
  • the second plate member is provided in addition to the first plate member, the flow of the electrolytic solution from the inlet to the outlet in the tank tends to become laminar.
  • the first plate member and the second plate member are arranged adjacent to each other in the first direction, and the electrolyte solution is introduced into the first plate member.
  • the second plate member has a second opening of the hole through which the electrolyte is discharged, and the first opening and the second opening are the They may be displaced when viewed from the first direction.
  • the first plate member and the second plate member are arranged close to each other in the first direction, and the first opening of the first plate member and the second opening of the second plate member are arranged with a shift. , the flow direction of the electrolyte is changed in the middle of the path from the first opening to the second opening. If the flow direction of the electrolyte is changed in the middle of the path, even if the electrolyte is introduced into each of the first openings at different velocities, the difference in the velocities of the electrolyte becomes small in the middle of the path, and the second openings are closed. The flow of the electrolyte discharged from the part tends to be in a laminar flow state.
  • the electrolytic solution is released in the middle of the path from the first opening of the first plate member to the second opening of the second plate member.
  • Configurations that change the direction of flow can be readily constructed. For example, even if all the holes provided in each of the first plate member and the second plate member are along the first direction, the first plate member and the second plate member are arranged such that the first opening and the second opening are misaligned.
  • the second plate member may be arranged with a slight gap therebetween. With this arrangement, it is easy to form holes in each of the first plate member and the second plate member, and the direction of flow of the electrolytic solution can be changed in the middle of the path from the first opening to the second opening. .
  • the first plate member includes a first opening of the hole provided on the first surface of the first plate member; a second opening of the hole provided on the second surface of one plate member; and a communicating portion connecting the first opening and the second opening, wherein the first opening and the second The openings are arranged close to each other in the first direction, and may be arranged with a deviation when viewed from the first direction.
  • the flow direction of the electrolytic solution is changed in the middle of the communicating portion from the first opening to the second opening. If the flow direction of the electrolyte is changed in the middle of the communicating portion, even if the electrolyte is introduced into each of the first openings at different velocities, the difference in the velocities of the electrolyte in the communicating portion becomes small, and the second openings are closed. The flow of the electrolyte discharged from the part tends to be in a laminar flow state. If the first opening and the second opening provided in the first plate member are arranged close to each other and displaced from each other, the configuration for changing the flow direction of the electrolytic solution is constructed with one plate member. One plate member is easy to handle.
  • a tank structure includes the tank according to any one of (1) to (17) above, a first pipe connected to the inlet, and a second pipe connected to the outlet. and a pump provided in the second pipe.
  • the tank structure of the present disclosure can efficiently use the electrolytic solution in the tank by including the tank of the present disclosure.
  • a redox flow battery system includes the tank structure described in (18) above.
  • the redox flow battery system of the present disclosure is equipped with the tank structure of the present disclosure, so that the electrolytic solution in the tank can be efficiently used and the energy density is high.
  • FIG. 1 shows a state in which the positive electrode electrolyte 106 or the negative electrode electrolyte 107 shown in FIG. 7 is not stored.
  • FIGS. 3 and 4 schematically show, with solid lines, the flow of the electrolyte when the positive electrode electrolyte 106 or the negative electrode electrolyte 107 shown in FIG. 7 is stored.
  • FIG. 1 shows a state in which the positive electrode electrolyte 106 or the negative electrode electrolyte 107 shown in FIG. 7 is not stored.
  • FIGS. 3 and 4 schematically show, with solid lines, the flow of the electrolyte when the positive electrode electrolyte 106 or the negative electrode electrolyte 107 shown in FIG. 7 is stored.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the tank 1 shown in FIG. 1 cut along the first direction D1 so as to include the electrolyte outlet 6.
  • FIG. 4 is a sectional view of the tank 1 taken at the same position as in FIG. The first direction D1 will be described later.
  • the positive electrode electrolyte 106 and the negative electrode electrolyte 107 shown in FIG. 7 are simply referred to as "electrolyte" without distinguishing between them.
  • the tank 1 includes a tank body 2 as shown in FIGS. 1, 3, and 4.
  • One of the features of the tank 1 of the embodiment is that the first plate member 81 is provided.
  • the tank 1 shown in FIGS. 1, 3 and 4 further comprises a second plate member 82 .
  • the tank body 2 will be described mainly with reference to FIG. 1, and the details of the first plate member 81 and the second plate member 82 will be described mainly with reference to FIGS.
  • the tank main body 2 is a container having an internal space 4 in which an electrolytic solution is stored, as shown in FIG.
  • the shape of the tank body 2 is a columnar body.
  • the columnar body is, for example, a prismatic body or a cylindrical body.
  • the prismatic body is, for example, a square prismatic body.
  • Quadrangular prisms include cuboids and cubes.
  • the planar shape of the two opposing sides of the quadrangular prism may be quadrilaterals other than squares and rectangles, such as rhombuses or trapezoids.
  • the tank body 2 has, for example, a uniform cross-sectional shape in the first direction D1 of the tank body 2 .
  • the shape of the tank body 2 having a uniform cross-sectional shape in the first direction D1 is, for example, a rectangular parallelepiped, a cube, or a cylindrical body.
  • the shape of the tank main body 2 of this example is a rectangular parallelepiped.
  • the shape of the internal space 4 of the tank body 2 is also a rectangular parallelepiped.
  • the rectangular parallelepiped here includes not only those that meet the geometric definition, but also shapes that can be generally regarded as rectangular parallelepipeds, such as those with rounded corners and irregularities on the walls like containers conforming to ISO standards. .
  • the tank body 2 has a first direction D1, a second direction D2, and a third direction D3 represented by a three-dimensional orthogonal coordinate system.
  • the first direction D1 in this example is the longest direction of the tank body 2 .
  • the first direction D1 in this example is also the longest direction of the internal space 4 of the tank body 2 .
  • the first direction D1 is a direction along the long side of the tank body 2 .
  • the first direction D1 in this example is a direction perpendicular to the direction in which gravity acts.
  • the second direction D2 in this example is a direction along the width of the tank body 2 .
  • the second direction D2 in this example is also the direction along the width of the internal space 4 of the tank body 2 .
  • the third direction D3 in this example is a direction along the height of the tank body 2 .
  • the third direction D3 in this example is also the direction along the height of the internal space 4 of the tank body 2 .
  • the tank body 2 of this example is arranged horizontally.
  • the second direction D2 and the third direction D3 are orthogonal to the first direction D1.
  • the second direction D2 and the third direction D3 are orthogonal to each other.
  • the tank body 2 of this example comprises a first end wall 21 , a second end wall 22 , an upper wall 23 , a lower wall 24 and two side walls 25 .
  • the first end wall 21 and the second end wall 22 face each other in the first direction D1.
  • the upper wall 23 and the lower wall 24 face each other in the third direction D3.
  • the two side walls 25 face each other in the second direction D2.
  • Each thickness of the first end wall 21, the second end wall 22, the upper wall 23, the lower wall 24 and the two side walls 25 can be selected as desired.
  • the internal space 4 is a space surrounded by a first end wall 21 , a second end wall 22 , a top wall 23 , a bottom wall 24 and two side walls 25 .
  • the length L4 of the internal space 4 in the first direction D1 is, for example, 4.5 m or more and 12 m or less.
  • the length L4 of the internal space 4 is the length between the first surface 210 and the second surface 220 facing each other in the first direction D1 shown in FIG.
  • the first surface 210 is the inner surface of the first end wall 21 .
  • Second surface 220 is the inner surface of second end wall 22 .
  • the provision of the first plate member 81 which will be described later, facilitates the flow of the electrolytic solution in the tank 1 into a laminar flow state, and makes it difficult for the electrolytic solution to stagnate.
  • the flow of the electrolyte in the tank 1 of this example will be described later. Since the length L4 is 12 m or less, excessive enlargement of the tank 1 can be suppressed.
  • the length L4 may be 4.5 m or more and 11.5 m or less, 5 m or more and 11.5 m or less, or 6 m or more and 10 m or less.
  • the length of the internal space 4 in the second direction D2, that is, the width W4 of the internal space 4 is, for example, 1 m or more and 3 m or less.
  • the width W4 of the internal space 4 is the length between the inner surfaces of the two side walls 25 facing each other in the second direction.
  • the width W4 may be 1.5 m or more and 2.5 m or less.
  • the length of the internal space 4 in the third direction D3, that is, the height H4 of the internal space 4 is, for example, 1 m or more and 3 m or less.
  • the height H4 of the internal space 4 is the length between the two surfaces of the upper wall 23 and the lower wall 24 facing each other in the third direction D3.
  • the height H4 may be 1.5 m or more and 2.5 m or less.
  • the tank body 2 having a cuboid shape may be, for example, a 20ft container type tank or a 40ft container type tank conforming to ISO standards.
  • the length in the first direction D1 is 12192 mm
  • the length in the second direction D2 is 2438 mm
  • the length in the third direction D3 is 2591 mm.
  • the high-cube 40ft container tank body 2 has a length of 12192 mm in the first direction D1, a length of 2438 mm in the second direction D2, and a length of 2896 mm in the third direction D3.
  • the container-type tank main body 2 is excellent in installability and transportability.
  • the tank body 2 includes an electrolyte inlet 5 and an electrolyte outlet 6 .
  • the inlet 5 and the outlet 6 are spaced apart in the first direction D1.
  • the inlet 5 is provided at the first end 31 of the tank body 2 in the first direction D1.
  • the first end portion 31 is a structural member and space of the tank body 2 that extends from the first surface 210 to 25% of the length L4 of the internal space 4 in the first direction D1.
  • the first end 31 includes portions of each of the first end wall 21 , the upper wall 23 , the lower wall 24 and the two side walls 25 within the above ranges.
  • the first end portion 31 includes the portion within the above range in the internal space 4 .
  • the inlet 5 shown in FIGS. 1, 3 and 4 is a hole provided in the top wall 23 .
  • the inlet 5 penetrates along the thickness of the upper wall 23 .
  • the inlet 5 shown in FIG. 7 is the open end 11A of the first pipes 11P and 11N that penetrate the upper wall 23 and extend into the internal space 4. As shown in FIG.
  • the inlet 5 shown in FIG. 7 is provided within the internal space 4 .
  • the axis of the inlet 5 in this example is along the third direction D3.
  • the axis of the inlet 5 in the present example intersects the first direction D1, more specifically perpendicular to the first direction D1.
  • the axis of the inlet 5 may intersect non-orthogonally with the first direction D1.
  • the inlet 5 in this example is provided at the end of the upper wall 23 in the second direction D2 at the first end 31 .
  • the position of the inlet 5 in the second direction D2 can be selected as appropriate.
  • the shape of the inlet 5 can be selected as appropriate.
  • the outlet 6 is provided at the second end 32 of the tank body 2 in the first direction D1.
  • the second end portion 32 is a structural member and space of the tank body 2 that extends from the second surface 220 to 25% of the length L4 of the internal space 4 in the first direction D1.
  • the second end 32 includes portions of each of the second end wall 22, the upper wall 23, the lower wall 24, and the two side walls 25 within the above range.
  • the second end portion 32 includes the portion within the above range in the internal space 4 .
  • the outlet 6 shown in FIGS. 1, 3 and 4 is a hole provided in the top wall 23 .
  • the outlet 6 penetrates along the thickness of the upper wall 23 .
  • the outlet 6 shown in FIG. 7 is the open end portion 12B of the second pipes 12P and 12N arranged to penetrate the upper wall 23 and reach the interior space 4. As shown in FIG.
  • the outlet 6 shown in FIG. 7 is provided within the internal space 4 .
  • the axis of the outlet 6 in this example is along the third direction D3.
  • the axis of the outlet 6 in the present example intersects the first direction D1, more specifically perpendicular to the first direction D1.
  • the axis of the outlet 6 may intersect non-orthogonally with the first direction D1.
  • the outlet 6 of this example is provided at the second end 32 substantially in the center of the upper wall 23 in the second direction D2.
  • the position of the outlet 6 in the second direction D2 can be selected as appropriate.
  • the shape of the outlet 6 can be selected as appropriate.
  • a length L6 in the first direction D1 between the entrance 5 and the exit 6 is, for example, 3.2 m or more and 11.5 m or less.
  • a length L6 between the inlet 5 and the outlet 6 is the length between the first plane and the second plane.
  • the first plane is a plane passing through the center of the opening shape of the inlet 5 and perpendicular to the first direction D1.
  • the second plane is a plane passing through the center of the opening shape of the outlet 6 and orthogonal to the first direction D1.
  • the length L6 is 11.5 m or less, excessive enlargement of the tank 1 can be suppressed.
  • the length L6 may be 3.2 m or more and 11 m or less, 4 m or more and 11 m or less, 4.5 m or more and 11 m or less, or 5.5 m or more and 9.5 m or less.
  • the length L6 in the first direction D1 between the inlet 5 and the outlet 6 is, for example, 75% or more and 95% or less of the length L4 in the first direction D1 of the internal space 4.
  • the inlet 5 and the outlet 6 can be easily arranged apart from each other.
  • the electrolytic solution in the tank 1 can be used efficiently.
  • the length L6 is 95% or less of the length L4
  • the inlet 5 can be easily arranged at an appropriate distance from the first end wall 21, and the outlet 6 can be arranged at an appropriate distance from the second end wall 22. easy.
  • the length L6 may be 85% or more and 90% or less of the length L4.
  • the first plate member 81 and the second plate member 82 are provided so as to divide the internal space 4 of the tank body 2 into a plurality of regions aligned in the first direction D1. It is In FIG. 6, only the first plate member 81 is shown.
  • the first plate member 81 and the second plate member 82 used in the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
  • the first plate member 81 is arranged at a position closer to the inlet 5 than the second plate member 82 is.
  • the first plate member 81 and the second plate member 82 are arranged with a relatively large gap L21.
  • Each of the first plate member 81 and the second plate member 82 is provided with a hole 9, which will be described later.
  • the relatively large interval L21 has a length exceeding 10 times the maximum equivalent circle diameter among the equivalent circle diameters of the plurality of holes 9 provided in each of the first plate member 81 and the second plate member 82. .
  • the first plate member 81 and the second plate member 82 divide the internal space 4 into three regions, a first region 41, a second region 42, and a third region 43, described below.
  • the first region 41 is configured between the first end wall 21 and the first plate member 81 .
  • the second region 42 is configured between the first plate member 81 and the second plate member 82 .
  • the third region 43 is configured between the second plate member 82 and the second end wall 22 .
  • An inlet 5 is provided in the first area 41 .
  • the outlet 6 is provided in the third area 43 .
  • the first plate member 81 and the second plate member 82 can have the same configuration. That is, the configuration of the first plate member 81 can be applied to the second plate member 82 . Therefore, hereinafter, the configuration common to the first plate member 81 and the second plate member 82 will be described based on the first plate member 81 .
  • the first plate member 81 has a plurality of holes 9 penetrating in the first direction D1, as shown in FIG. Each hole 9 is a flow path for an electrolytic solution.
  • a first plate member 81 is arranged in the tank body 2 so that the flow of the electrolytic solution becomes laminar through the holes 9 .
  • the first plate member 81 may be arranged so as to be inclined with respect to the first direction D1, that is, so that the surface of the first plate member 81 intersects the first direction D1.
  • the first plate member 81 of this example is arranged so that the surface of the first plate member 81 is orthogonal to the first direction D1.
  • the thickness T8 of the first plate member 81 is, for example, 2 mm or more and 100 mm or less. When the thickness T8 is 2 mm or more, the mechanical strength of the first plate member 81 can be easily secured even if the first plate member 81 has a plurality of holes 9 .
  • the length of each hole 9 along the first direction D1 changes depending on the thickness of the first plate member 81 .
  • the contact area between the inner peripheral surface of each hole 9 and the electrolytic solution changes depending on the length of each hole 9 along the first direction D1. Depending on the contact area, the flow direction or flow rate of the electrolytic solution when flowing through each hole 9 changes.
  • the flow velocity of the electrolyte flowing through the holes 9 tends to decrease from the area near the axis of the holes 9 toward the inner peripheral surface of the holes 9 .
  • the contact area is large, the amount of electrolyte in contact with the inner peripheral surface of the hole 9 or the amount of electrolyte flowing in the area close to the inner peripheral surface of the hole 9 increases, so the flow rate of the electrolyte as a whole increases. tend to be late.
  • the thickness T8 is 100 mm or less, the contact area does not become too large, the electrolytic solution easily flows along the first direction D1, and the flow velocity of the electrolytic solution is less likely to decrease.
  • the thickness T8 of the first plate member 81 may be 4 mm or more and 50 mm or less, or 5 mm or more and 20 mm or less.
  • the thickness T8 of the first plate member 81 is, for example, 0.1% or more and 1% or less of the length L4 of the internal space 4 in the first direction D1.
  • the thickness T8 is 0.1% or more of the length L4
  • the mechanical strength of the first plate member 81 is easily ensured even when the plurality of holes 9 are provided.
  • the thickness T8 is 1% or less of the length L4
  • the contact area between the inner peripheral surface of each hole 9 and the electrolytic solution does not become too large as described above, and the electrolytic solution flows in the first direction D1.
  • the flow rate of the electrolytic solution is less likely to decrease.
  • the thickness T8 may be 0.2% or more and 0.5% or less of the length L4.
  • the first plate member 81 is located closer to the entrance 5 than the center of the internal space 4 in the first direction D1, as shown in FIGS.
  • the length L1 between the first plate member 81 and the first surface 210 of the first end wall 21, as shown in FIG. 220 is less than the length L5. Since the first plate member 81 is positioned closer to the inlet 5 than the center of the internal space 4, even if a vortex is formed by the flow of electrolyte flowing in from the inlet 5 as described later, the vortex forming region is can be limited to the range of the area near the entrance 5 in the internal space 4 .
  • the length L1 between the first plate member 81 and the first surface 210 is, for example, the length between the first surface 210 and the second surface 220, that is, the length L4 of the internal space 4 in the first direction D1. It is 10% or more and 30% or less.
  • the first region 41 can be sufficiently secured, the vortex is easily formed in the first region 41, and the vortex is not formed outside the first region 41. It is easy to suppress By setting the length L1 to be 30% or less of the length L4, the vortex forming region can be suppressed to a small range near the inlet 5 in the internal space 4 .
  • the length L1 may be 15% or more and 25% or less of the length L4.
  • the second plate member 82 is not essential. That is, only the first plate member 81 may be arranged. When the second plate member 82 is arranged in addition to the first plate member 81, the electrolytic solution in the tank 1 tends to flow in a laminar flow state as will be described later. In addition to the first plate member 81 and the second plate member 82, a third plate member (not shown) may be arranged. As the number of plate members increases, the number of times the electrolyte passes through each hole 9 increases, the total contact area between the inner peripheral surface of each hole 9 and the electrolyte increases, and the overall flow rate of the electrolyte slows down.
  • the number of plate members is 5 or less, the electrolyte does not pass through each hole 9 too many times, and the flow velocity of the electrolyte is less likely to decrease.
  • the number of plate members may be 2 or more and 4 or less, or 2 or more and 3 or less.
  • the total thickness of each plate member is, for example, 0.4% or more and 2.5% or less of the length L4 of the first direction D1 of the internal space 4. is.
  • the total thickness is 0.4% or more of the length L4
  • the electrolytic solution in the tank 1 tends to flow in a laminar flow state as described later.
  • the total thickness is 2.5% or less of the length L4
  • the total contact area between the inner peripheral surface of each hole 9 and the electrolytic solution does not become too large as described above. It is difficult for the flow rate to decrease.
  • the total thickness may be 1% or more and 2% or less of the length L4.
  • the plate member closest to the outlet 6, in this example the second plate member 82 is located in the inner space 4, for example, as shown in FIGS. It is located in the center in the first direction D1 or in a region closer to the inlet 5 than the center. Since the second plate member 82 is positioned in the center of the internal space 4 or in a region closer to the inlet 5 than the center, the electrolytic solution passing through the second plate member 82 easily flows toward the outlet 6 in a laminar flow state. .
  • the length L3 between the second plate member 82 and the second surface 220 is, for example, the length between the first surface 210 and the second surface 220, that is, the first It is 40% or more and 80% or less of the length L4 in the direction D1. Since the length L3 is 40% or more of the length L4, the third region 43 can be sufficiently secured, and the electrolytic solution passing through the second plate member 82 can easily flow toward the outlet 6 in a laminar flow state. . When the length L3 is 80% or less of the length L4, the first region 41 can be relatively sufficiently secured.
  • the length L3 may be 50% or more and 70% or less of the length L4.
  • the first plate member 81 has a plurality of holes 9 as shown in FIG. Each hole 9 penetrates the first plate member 81 in the first direction D1.
  • each of the first plate member 81 and the second plate member 82 has a plurality of holes 9 as shown in FIG.
  • the first plate member 81 has a first opening 811 through which the electrolytic solution is introduced and a second opening 812 through which the electrolytic solution is discharged.
  • Each hole 9 provided in the first plate member 81 connects the first opening 811 and the second opening 812 .
  • the electrolyte flows from the first opening 811 toward the second opening 812 .
  • each hole 9 discharges the electrolytic solution introduced into the first opening 811 through the second opening 812 .
  • at least a portion near the first opening 811 and a portion near the second opening 812 of the path from the first opening 811 to the second opening 812 are along the first direction D1.
  • the portion of the path near the first opening 811 and the portion near the second opening 812 are provided in a straight line parallel to the first direction D1.
  • the central portion of the path may be along the first direction D1, or may intersect the first direction D1 orthogonally or non-orthogonally.
  • the hole 9 of this example is provided in a straight line in which the entire path is parallel to the first direction D1. Each hole 9 in this example penetrates along the thickness of the first plate member 81 .
  • the second plate member 82 also has a first opening 821 through which the electrolytic solution is introduced and a second opening 822 through which the electrolytic solution is discharged.
  • Each hole 9 provided in the second plate member 82 connects the first opening 821 and the second opening 822 .
  • the electrolyte flows from first opening 821 toward second opening 822 .
  • each hole 9 discharges the electrolytic solution introduced into the first opening 821 through the second opening 822 .
  • the hole 9 provided in the second plate member 82 is provided in the same manner as the hole 9 provided in the first plate member 81 so that the entire path is linear and parallel to the first direction D1.
  • the electrolyte is brought into a laminar flow state along the first direction D1 by the holes 9 of the first plate member 81, and is brought into a laminar flow state along the first direction D1 by the holes 9 of the second plate member 82. .
  • each hole 9 in the first plate member 81 can be selected as appropriate.
  • the shape of each hole 9 is the opening shape of the cut surface of each hole 9 in the direction orthogonal to the first direction D1.
  • the shape of each hole 9 is also the shape of the first opening 811 or the shape of the second opening 812 .
  • the shapes of the plurality of holes 9 may be the same or may be different.
  • the shapes of the plurality of holes 9 in this example are all circular.
  • the equivalent circle diameter of each hole 9 is, for example, 1 to 10 times the thickness T8 of the first plate member 81 .
  • the equivalent circle diameter of each hole 9 is the diameter of a perfect circle having the same area as the cross-sectional area of each hole 9 .
  • the cross-sectional area of each hole 9 is the area of the cut surface of each hole 9 when the first plate member 81 is cut in the direction orthogonal to the first direction D1 of each hole 9 . Since the circle-equivalent diameter of each hole 9 is at least 1 time the thickness T8, the electrolytic solution is less likely to be diffusely reflected on the inner peripheral surface of each hole 9, and the electrolytic solution flows in the first direction when flowing through each hole 9. It tends to be one direction D1.
  • the equivalent circle diameter of each hole 9 is 10 times or less than the thickness T8, the flow of the electrolytic solution is easily adjusted by each hole 9, and the direction in which the electrolytic solution flows when flowing through each hole 9 is the first direction. It is easy to become D1.
  • the equivalent circle diameter of each hole 9 may be 1 to 5 times or 1 to 1.4 times the thickness T8.
  • the equivalent circle diameters of the holes 9 may be the same or different.
  • a plurality of holes 9 are dispersedly provided in the first plate member 81 .
  • the plurality of holes 9 dispersed means that the plurality of holes 9 are not unevenly provided in the first plate member 81 but are uniformly provided over the entire first plate member 81. be. For example, adjacent holes 9 are provided with a certain interval.
  • the holes 9 having different equivalent circle diameters may be randomly arranged. Holes 9 having different equivalent circle diameters may be regularly arranged in the first plate member 81 .
  • the small holes 9 may be arranged near the upper edge of the first plate member 81 and the large holes 9 may be arranged near the lower edge of the first plate member 81 .
  • the ratio of the total area of the plurality of holes 9 to the area within the outer peripheral edge of the first plate member 81 is, for example, 30% or more and 70% or less.
  • the area within the outer peripheral edge of the first plate member 81 includes the total area of the plurality of holes 9 .
  • the ratio is 30% or more, the flow of the electrolytic solution is easily brought into a laminar flow state without impeding the flow of the electrolytic solution.
  • the ratio is 70% or less, the mechanical strength of the first plate member 81 is easily ensured.
  • the ratio may be 40% or more and 60% or less.
  • each hole 9, the equivalent circle diameter of each hole 9, and the above ratio may be the same or different between the first plate member 81 and the second plate member 82.
  • the positions of the holes 9 may overlap or may be shifted between the first plate member 81 and the second plate member 82 .
  • the first plate member 81 and the second plate member 82 of this example have the same shape of each hole 9, the equivalent circle diameter of each hole 9, and the above ratio.
  • the positions of the holes 9 are the same when viewed from the first direction D1.
  • the electrolyte flowing from the battery cell 100C shown in FIG. 7 toward the tank 1 flows into the tank main body 2 from the inlet 5 in the third direction D3.
  • the electrolytic solution that has flowed into the tank body 2 from the inlet 5 draws a trajectory such that it flows downward in the first region 41 in the third direction D3 and then flows in the first direction D1.
  • the electrolyte stored in the tank body 2 forms a vortex so as to mix with the electrolyte that has flowed into the tank body 2 from the inlet 5 .
  • This vortex is formed within the first region 41 .
  • the electrolyte in the first region 41 forms a vortex and flows into the second region 42 through the plurality of holes 9 provided in the first plate member 81 .
  • the electrolytic solution in the second region 42 flows into the third region 43 through the plurality of holes 9 provided in the second plate member 82 .
  • the electrolyte in the third region 43 flows out from the outlet 6 . That is, the electrolytic solution in the tank body 2 is sequentially pushed from the inlet 5 toward the outlet 6 while passing through the holes 9 of the first plate member 81 and the second plate member 82 by the electrolytic solution that has flowed in from the inlet 5.
  • each hole 9 penetrates in the first direction D1, the flow of the electrolyte through each hole 9 of the first plate member 81 and the second plate member 82 is in a laminar flow state along the first direction D1. Become. That is, the electrolytic solution flowing through the second region 42 and the third region 43 is in a laminar flow state.
  • FIG. 1 The first plate member 81 and the second plate member 82 used in the second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • FIG. The first plate member 81 and the second plate member 82 are arranged close to each other in the first direction D1. Being arranged close to each other means that the distance L21 between the first plate member 81 and the second plate member 82 is equal to each circle of the plurality of holes 9 provided in each of the first plate member 81 and the second plate member 82. 10 times or less of the largest circle equivalent diameter among the equivalent diameters.
  • Proximity includes that the first plate member 81 and the second plate member 82 are arranged side by side with the interval L21 or that they are in contact with each other.
  • the interval L21 may be eight times or less, five times or less, or three times or less the maximum equivalent circle diameter.
  • the internal space 4 is partitioned into two regions, a first region 41 and a second region 42, by the first plate member 81 and the second plate member 82.
  • the first region 41 is configured between the first end wall 21 and the first plate member 81 .
  • the second region 42 is configured between the second plate member 82 and the second end wall 22 .
  • An inlet 5 is provided in the first area 41 .
  • the outlet 6 is provided in the second area 42 .
  • the positions of the holes 9 are different between the first plate member 81 and the second plate member 82 when viewed from the first direction D1.
  • the configuration of the first embodiment can be applied.
  • the first plate member 81 and the second plate member 82 are located closer to the entrance 5 than the center of the internal space 4 in the first direction D1, as shown in FIG.
  • both the first plate member 81 and the second plate member 82 are arranged at substantially the same positions as the first plate member 81 described in the first embodiment.
  • Each thickness of the first plate member 81 and the second plate member 82 is the same as the thickness T8 of the first plate member 81 described in the first embodiment, for example.
  • the thickness of the first plate member 81 and the thickness of the second plate member 82 may be the same or different.
  • the first plate member 81 and the second plate member 82 are arranged parallel to each other, for example.
  • the first plate member 81 and the second plate member 82 are arranged, for example, so that both the surface of the first plate member 81 and the surface of the second plate member 82 are orthogonal to the first direction D1.
  • Each of the first plate member 81 and the second plate member 82 has a plurality of holes 9 penetrating in the first direction D1.
  • Each hole 9 is a flow path for an electrolytic solution.
  • the shape and circle equivalent diameter of each hole 9 are the same as those of the holes 9 described in the first embodiment.
  • the first plate member 81 and the second plate member 82 are defined by the shape of each hole 9, the circle equivalent diameter of each hole 9, and the total area of the plurality of holes 9 with respect to the area within the outer peripheral edge of each plate member 81, 82.
  • the proportions may be the same or different.
  • the first plate member 81 has a first opening 811 through which the electrolytic solution is introduced and a second opening 812 through which the electrolytic solution is discharged. Each hole 9 connects the first opening 811 and the second opening 812 . The electrolyte flows from the first opening 811 toward the second opening 812 .
  • Each hole 9 provided in the first plate member 81 is provided, for example, in a linear shape in which the entire path from the first opening 811 to the second opening 812 is parallel to the first direction D1.
  • the second plate member 82 has a first opening 821 through which the electrolytic solution is introduced and a second opening 822 through which the electrolytic solution is discharged. Each hole 9 connects the first opening 821 and the second opening 822 . The electrolyte flows from first opening 821 toward second opening 822 . Each hole 9 provided in the second plate member 82 is provided, for example, with the entire path extending from the first opening 821 to the second opening 822 in a straight line parallel to the first direction D1.
  • the first opening 811 of the first plate member 81 and the second opening 822 of the second plate member 82 are displaced when viewed from the first direction D1.
  • the peripheral edge of the first opening 811 and the peripheral edge of the second opening 822 have portions that do not overlap.
  • the peripheral edge of the first opening 811 and the peripheral edge of the second opening 822 do not overlap over the entire circumference and are displaced.
  • the first opening 811 and the second opening 822 may be completely misaligned when viewed from the first direction D1, or may have a slightly overlapping portion.
  • a structure in which the first plate member 81 and the second plate member 82 are arranged close to each other and the first opening 811 and the second opening 822 are arranged out of alignment is called a first specific structure. .
  • the flow direction of the electrolyte is changed in the middle of the route from the first opening 811 to the second opening 822 . If the flow direction of the electrolyte is changed in the middle of the path, even if the electrolyte is introduced into the first openings 811 at different velocities, the difference in velocity of the electrolyte is reduced in the middle of the path. More than half or all of the plurality of holes 9 may be provided so as to construct the first specific structure.
  • the electrolytic solution discharged from each second opening 822 tends to flow in a laminar flow state.
  • the graph of FIG. 5 shows the flow velocity distribution of the electrolytic solution in the tank 1 provided with the first plate member 81 and the second plate member 82 of the second embodiment.
  • This graph shows the relationship between the position of the electrolytic solution and the flow velocity at that position when the tank body 2 shown in FIG. 4 is filled with the electrolytic solution.
  • the horizontal axis of the graph indicates the position along the third direction D3 at a position 3 m along the first direction D1 from the first end wall 21 shown in FIG.
  • the first plate member 81 and the second plate member 82 are provided at positions about 2 m from the first end wall 21 along the first direction D1.
  • the vertical axis of the graph is the flow velocity of the electrolytic solution.
  • the dashed line indicates the average flow velocity and the solid line indicates the actual flow velocity.
  • the flow velocity is kept substantially constant regardless of the position of the electrolyte in the third direction D3.
  • the flow velocity varies. That is, in the tank 1 provided with the first plate member 81 and the second plate member 82 of Embodiment 2, compared with the case where one first plate member 81 shown in FIG. 2 without the first specific structure is arranged, , it was found that the electrolyte can be made to flow in a laminar state even at high flow velocities.
  • the first plate member 81 used in Embodiment 3 will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows an enlarged view of part of the first plate member 81 .
  • the first plate member 81 shown in FIG. 6 is a single plate member.
  • a first plate member 81 shown in FIG. A second opening 812 and a communicating portion 813 connecting the first opening 811 and the second opening 812 are provided.
  • Each of the first opening 811 and the second opening 812 opens in the first direction D1.
  • the first opening 811 and the second opening 812 are arranged close to each other in the first direction D1, and are arranged with a gap when viewed from the first direction D1.
  • a distance L22 between the first opening 811 and the second opening 812 along the first direction D1 is 10 times or less the maximum equivalent circle diameter among the equivalent circle diameters of the plurality of holes 9 .
  • the interval L22 is equal to the thickness of the first plate member 81.
  • the peripheral edge of the first opening 811 and the peripheral edge of the second opening 812 do not overlap over the entire circumference and are shifted.
  • the first plate member 81 shown in FIG. 6 is provided with a space extending in a direction orthogonal to the first direction D1 inside the first plate member 81 . This space is part of the communicating portion 813 .
  • a structure in which the first opening portion 811 and the second opening portion 812 are arranged close to each other in the first direction D1 and arranged with a deviation when viewed from the first direction D1 is referred to as a second specific structure. call.
  • the flow direction of the electrolyte is changed in the middle of the route from the first opening 811 to the second opening 812, as in the second embodiment. Arrows shown in FIG. 6 indicate the direction of flow of the electrolytic solution. If the flow direction of the electrolyte is changed in the middle of the path, even if the electrolyte is introduced into the first openings 811 at different velocities, the difference in velocity of the electrolyte is reduced in the middle of the path.
  • the first plate member 81 shown in FIG. 6 may be a plate member having a first opening 811, a second opening 812, and the space, such as a known permeable sheet.
  • the first plate member 81 shown in FIG. 6 is configured by, for example, joining two plate members.
  • Each of the two plate members has, for example, a recess and a plurality of holes.
  • the concave portions are provided on the surfaces of the two plate members facing each other.
  • One concave portion may be provided in the central portion of the plate member excluding the peripheral edge portion.
  • the recess may be a plurality of grooves extending in a direction perpendicular to the first direction D1.
  • Each hole has an opening at the bottom of the recess.
  • Each hole is provided along the first direction D1.
  • the first plate member 81 shown in FIG. 6 is obtained.
  • the above-described space is provided inside the first plate member 81 by aligning the concave portions provided in the two plate members.
  • One of the two plate members may have a plurality of holes, and the other of the two plate members may have a recess and a plurality of holes.
  • the first plate member 81 is easy to handle because the structure for changing the flow direction of the electrolytic solution is constructed with one plate member.
  • the first plate member 81 or the second plate member 82 of Embodiment 1 may be provided so as to construct the first specific structure described in Embodiment 2, or the second plate member described in Embodiment 3. It may be provided to build a specific structure. Both the first plate member 81 and the second plate member 82 of Embodiment 1 may be provided to construct the first specific structure, or may be provided to construct the second specific structure. may have been
  • the tank structures 10P and 10N of the embodiment will be described with reference to FIG.
  • the direction illustrated in the lower left of FIG. 7 indicates the direction in which the tank 1 is arranged.
  • the direction shown in the lower left of FIG. 7 does not indicate the arrangement direction of the battery cells 100C.
  • the tank structure 10P circulates the positive electrolyte 106.
  • the tank structure 10N circulates the negative electrode electrolyte 107 .
  • the tank structure 10P includes the above-described tank 1, first pipe 11P, second pipe 12P, and pump 13P.
  • the tank 1 shown in FIG. 7 is the tank 1 shown in FIG.
  • a positive electrode electrolyte 106 is stored in the tank 1 .
  • the tank 1 in which the positive electrode electrolyte 106 is stored is hereinafter referred to as a positive electrode tank 104 .
  • the first pipe 11P is a pipe for returning the positive electrode electrolyte solution 106 from the battery cell 100C to the positive electrode tank 104.
  • the first pipe 11 ⁇ /b>P of this example is connected to the tank body 2 such that the opening end 11 ⁇ /b>A of the first pipe 11 ⁇ /b>P is arranged inside the tank body 2 .
  • the inlet 5 of the positive electrode electrolyte 106 into the positive electrode tank 104 is the open end 11A of the first pipe 11P.
  • the inlet 5 of this example is arranged at a position closer to the upper wall 23 than the center of the tank body 2 in the third direction D3.
  • the inlet 5 in this example is arranged so as not to be submerged in the positive electrode electrolyte 106 .
  • the second pipe 12P is a pipe for sending the positive electrode electrolyte 106 from the positive electrode tank 104 to the battery cell 100C.
  • the second pipe 12P of this example is connected to the tank body 2 so that the opening end 12B of the second pipe 12P is arranged inside the tank body 2 .
  • the outlet 6 of the positive electrode electrolyte 106 from the inside of the positive electrode tank 104 is the open end portion 12B of the second pipe 12P.
  • the outlet 6 of this example is arranged at a position closer to the lower wall 24 than the center of the tank body 2 in the third direction D3.
  • the outlet 6 of this example is arranged so as to be submerged in the positive electrode electrolyte 106 .
  • the pump 13P is provided in the middle of the second pipe 12P.
  • the pump 13P pressure-feeds the positive electrode electrolyte 106 in the positive electrode tank 104 to the battery cell 100C.
  • the tank structure 10N includes the above-described tank 1, first pipe 11N, second pipe 12N, and pump 13N.
  • the tank structure 10N has the same configuration as the tank structure 10P, except that the electrolytic solution flowing therein is different.
  • the first pipe 11N, the second pipe 12N, and the pump 13N in the tank structure 10N have the same configuration as the first pipe 11P, the second pipe 12P, and the pump 13P in the tank structure 10P.
  • a negative electrode electrolyte solution 107 is stored in the tank 1 in the tank structure 10N.
  • the tank 1 in which the negative electrode electrolyte 107 is stored is hereinafter referred to as a negative electrode tank 105 .
  • first pipes 11P, 11N For the basic configuration of the first pipes 11P, 11N, the second pipes 12P, 12N, and the pumps 13P, 13N, known configurations can be used as appropriate.
  • FIG. 7 An RF battery system 100 of an embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
  • FIG. 7 The RF battery system 100 includes a battery cell 100C, the above-described tank structure 10P, and the above-described tank structure 10N, as shown in FIG. In FIG. 7, the battery cell 100C is simplified, and the positive electrode of the battery cell 100C is indicated by "+” and the negative electrode by "-". A specific configuration of the battery cell 100C is shown in FIG.
  • the RF battery system 100 charges and stores the power generated by the power generation unit, discharges the stored power, and supplies it to the load.
  • the RF battery system 100 is typically connected to a power generation unit and a load with a power conversion device and substation equipment interposed therebetween.
  • An example of a power generation unit is a photovoltaic power plant, a wind power plant, or any other power plant in general.
  • An example of a load is a power consumer.
  • An example of an application for the RF battery system 100 is load leveling, voltage sag compensation, emergency power, or output smoothing of renewable energy.
  • the battery cell 100C is separated by a diaphragm 101 into a positive electrode cell 100P and a negative electrode cell 100N.
  • a positive electrode 102 is incorporated in the positive electrode cell 100P.
  • a positive electrode electrolyte 106 is supplied to the positive electrode cell 100P.
  • a negative electrode 103 is incorporated in the negative electrode cell 100N.
  • a negative electrode electrolyte 107 is supplied to the negative electrode cell 100N.
  • the battery cell 100 ⁇ /b>C is sandwiched between a set of cell frames 110 .
  • Cell frame 110 includes bipolar plate 112 and frame 111 .
  • a positive electrode 102 is arranged on the first surface of the bipolar plate 112 and a negative electrode 103 is arranged on the second surface of the bipolar plate 112 .
  • Frame 111 is provided on the outer periphery of bipolar plate 112 .
  • Frame 111 supports bipolar plate 112 .
  • a sealing member 113 is arranged between the frames 111 to suppress leakage of the positive electrode electrolyte 106 and the negative electrode electrolyte 107 from the battery cell 100C.
  • the RF battery system 100 is typically used in a form called a cell stack 120 in which a plurality of battery cells 100C are stacked.
  • the cell stack 120 includes a cell frame 110, a positive electrode 102, a diaphragm 101, a negative electrode 103, and another cell frame 110 which are repeatedly stacked, two end plates 121 sandwiching the stack, and a fastening member (not shown).
  • the fastening members are, for example, long bolts and nuts.
  • the two end plates 121 are fastened by fastening members. By this tightening, the laminated state of the laminated body is maintained.
  • the cell stack 120 is typically used in a form in which a predetermined number of battery cells 100C are used as sub-stacks (not shown) and a plurality of sub-stacks are stacked.
  • Supply/discharge plates (not shown) are arranged in contact with the outer surfaces of the cell frames 110 positioned at both ends in the stacking direction of the battery cells 100C in the sub-stack or cell stack 120 .
  • the positive electrode electrolyte 106 is circulated in the positive electrode cell 100P by the tank structure 10P.
  • the positive electrode electrolyte 106 is pumped by the pump 13P from the positive electrode tank 104 through the second pipe 12P and supplied to the positive electrode 102 shown in FIG.
  • the positive electrode electrolyte 106 that has flowed through the positive electrode 102 is returned to the positive electrode tank 104 through the first pipe 11P.
  • the positive electrode electrolyte 106 flows in the positive electrode tank 104 in a laminar flow state from the inlet 5 toward the outlet 6 as indicated by the solid line in FIG. When the pump 13P is stopped, the positive electrode electrolyte 106 is not circulated.
  • the negative electrode electrolyte 107 is circulated by the tank structure 10N.
  • the negative electrode electrolyte 107 is pumped by the pump 13N from the negative electrode tank 105 through the second pipe 12N and supplied to the negative electrode 103 shown in FIG.
  • the negative electrode electrolyte 107 that has flowed through the negative electrode 103 is returned to the negative electrode tank 105 through the first pipe 11N.
  • the negative electrode electrolyte 107 flows in the negative electrode tank 105 in a laminar flow state from the inlet 5 toward the outlet 6 as indicated by the solid line in FIG. When the pump 13N is stopped, the negative electrode electrolyte 107 is not circulated.
  • the positive electrode electrolyte 106 is circulated to the positive electrode 102 and the negative electrode electrolyte 107 is circulated to the negative electrode 103, so that the valence change reaction of the active material ions in the electrolyte of each electrode Charges and discharges along with
  • the positive electrode electrolyte 106 contains, as a positive electrode active material, one or more selected from the group consisting of manganese ions, vanadium ions, iron ions, polyacids, quinone derivatives, and amines, for example.
  • the negative electrode electrolyte 107 contains, as a negative electrode active material, one or more selected from the group consisting of, for example, titanium ions, vanadium ions, chromium ions, polyacids, quinone derivatives, and amines.
  • the solvent of the positive electrode electrolyte 106 and the negative electrode electrolyte 107 is, for example, an aqueous solution containing one or more acids or acid salts selected from the group consisting of sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, and hydrochloric acid.
  • a specific example is that both the positive electrode electrolyte 106 and the negative electrode electrolyte 107 contain vanadium ions.
  • the concentration of the positive electrode active material and the concentration of the negative electrode active material can be selected as appropriate.
  • the vortex formation area can be suppressed within the first area 41.
  • the first region 41 of the present example is a region closer to the entrance 5 than the center of the internal space 4 in the first direction D1, and a region of 30% or less of the length L4 of the internal space 4 in the first direction D1. Therefore, in the tank 1 and the tank structures 10P and 10N of the embodiment, the formation area of the vortex can be suppressed within a small area in the internal space 4.
  • the electrolyte passes through the plurality of holes 9 when flowing from the first region 41 to the second region 42 and when flowing from the second region 42 to the third region 43 .
  • a shortcut in the electrolyte flow means that the electrolyte returned from the battery cell 100C is supplied again from the tank 1 to the battery cell 100C without being mixed with the electrolyte originally in the tank 1. be.
  • the stagnation of the electrolyte means, for example, that the electrolyte in the corner regions of the tank 1 stays in the tank 1 without being mixed with the electrolyte in the other regions. Since the flow of the electrolyte is laminar, the electrolyte in the tank 1 can be used efficiently.
  • the tank body 2 is oblong.
  • the first direction D1 is the direction along the long side of the internal space 4 of the tank body 2 having a rectangular parallelepiped shape.
  • the direction perpendicular to the direction in which gravity acts is the first direction D1.
  • the electrolytic solution tends to flow in a laminar flow along the first direction D1. That is, in the tank 1 of the embodiment and the tank structures 10P and 10N of the embodiment, even if the above conditions are satisfied, the effect of being able to efficiently use the electrolytic solution can be more significantly exhibited.
  • the RF battery system 100 of the embodiment includes the tank structures 10P and 10N of the embodiment, the positive electrode electrolyte 106 in the positive electrode tank 104 can be efficiently used, and the negative electrode electrolyte 107 in the negative electrode tank 105 can be efficiently used. can be used effectively. Therefore, the RF battery system 100 of the embodiment has a high energy density.

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Abstract

レドックスフロー電池システムの電解液が貯留されるタンクであって、タンク本体と、前記タンク本体の内部空間を第一方向に並ぶ複数の領域に区画する第一板部材と、を備え、前記タンク本体は、前記タンク本体の前記第一方向の第一端部に設けられた前記電解液の入口と、前記タンク本体の前記第一方向の第二端部に設けられた前記電解液の出口と、を備え、前記第一板部材は、前記第一方向に貫通する複数の孔を備える、タンク。

Description

タンク、タンク構造、及びレドックスフロー電池システム
　本開示は、タンク、タンク構造、およびレドックスフロー電池システムに関する。
　本出願は、２０２１年１１月３０日付の日本国出願の特願２０２１－１９４９６１に基づく優先権を主張し、前記日本国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　特許文献１は、コンテナ型のレドックスフロー電池を開示する。レドックスフロー電池は、電池セル、タンク、配管、およびポンプを備える。タンクには、電解液が貯留されている。配管は、タンクとポンプをつなぐ配管、ポンプと電池セルをつなぐ配管、および電池セルとタンクをつなぐ配管で構成されている。電解液は、ポンプによって配管に圧送されることでタンクと電池セルとの間で循環している。
国際公開第２０１７／１８３１５８号
　本開示のタンクは、レドックスフロー電池システムの電解液が貯留されるタンクであって、タンク本体と、前記タンク本体の内部空間を第一方向に並ぶ複数の領域に区画する第一板部材と、を備え、前記タンク本体は、前記タンク本体の前記第一方向の第一端部に設けられた前記電解液の入口と、前記タンク本体の前記第一方向の第二端部に設けられた前記電解液の出口と、を備え、前記第一板部材は、前記第一方向に貫通する複数の孔を備える。
図１は、実施形態のタンクの概略構成図である。 図２は、実施形態のタンクに備わる板部材の概略構成図である。 図３は、実施形態のタンク内の電解液の流れを説明する説明図である。 図４は、実施形態のタンクにおいて別の一例の板部材を備えるタンク内の電解液の流れを説明する説明図である。 図５は、図４に示すタンク内の電解液の流速分布を示すグラフである。 図６は、実施形態のタンクに備わる板部材のさらに別の一例を拡大して示す断面図である。 図７は、実施形態のタンク構造および実施形態のレドックスフロー電池システムの概略構成図である。 図８は、実施形態のレドックスフロー電池システムに備わるセルスタックの概略構成図である。
　［本開示が解決しようとする課題］
　タンク内では、電池セルから戻った電解液の流れで渦が形成されることがある。上記渦によって、電解液に乱流が生じたり、流れのショートカットが生じたり、淀みが生じたりし得る。特に、流れのショートカットまたは電解液の淀みが生じると、タンク内から電池セルに供給される電解液量が少なくなる。その結果、電池セル内で電池反応に利用される電解液も少なくなり、タンク内の電解液の利用率が低下し得る。上記利用率は、タンク内の電解液量に対するタンクから電池セルに供給された電解液量の割合である。上記利用率が低下すると、電池セルによって電池反応に利用されない電解液量が多くなるため、エネルギー密度の低下を招き得る。
　本開示は、タンク内の電解液の利用率の低下を抑制できるタンクを提供することを目的の一つとする。本開示は、上記タンクを備えるタンク構造を提供することを別の目的の一つとする。本開示は、上記タンク構造を備えるレドックスフロー電池システムを提供することを別の目的の一つとする。
　［本開示の効果］
　本開示のタンクは、タンク内の電解液の利用率の低下を抑制できる。本開示のタンク構造は、タンク内の電解液の利用率の低下を抑制できる。本開示のレドックスフロー電池システムは、エネルギー密度が高い。
　［本開示の実施形態の説明］
　最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
　（１）本開示の一態様に係るタンクは、レドックスフロー電池システムの電解液が貯留されるタンクであって、タンク本体と、前記タンク本体の内部空間を第一方向に並ぶ複数の領域に区画する第一板部材と、を備え、前記タンク本体は、前記タンク本体の前記第一方向の第一端部に設けられた前記電解液の入口と、前記タンク本体の前記第一方向の第二端部に設けられた前記電解液の出口と、を備え、前記第一板部材は、前記第一方向に貫通する複数の孔を備える。
　第一板部材は、電解液が導入される第一開口部、および電解液が排出される第二開口部を備える。各孔は、第一開口部と第二開口部とをつないでいる。第一方向に貫通する孔は、第一開口部から第二開口部に向かう経路のうち、少なくとも第一開口部に近い部分および第二開口部に近い部分が第一方向に沿っている。上記経路の中央部分は、第一方向に沿っていてもよいし、第一方向と直交または非直交に交差していてもよい。
　本開示のタンクでは、入口から出口に向かう電解液の流れが層流状態になり易い。入口と出口との間には第一板部材が設けられている。そのため、入口から出口に向かう電解液は、第一板部材に設けられた孔を通ることになる。孔が第一方向に貫通していることから、孔を通った電解液の流れは、第一方向に沿った層流状態になり易い。電解液の流れが層流であることで、タンク内の電解液を効率的に利用できる。
　（２）上記（１）のタンクにおいて、前記タンク本体は、前記第一方向に一様な断面形状を備えてもよい。
　上記断面形状を備えるタンクでは、タンク内における入口から出口に向かう電解液の流れが層流状態になり易い。
　（３）上記（１）または上記（２）のタンクにおいて、前記タンク本体の形状は、直方体であり、前記第一方向は、前記タンク本体の長辺に沿った方向であってもよい。
　直方体形状を有するタンク本体においてタンク本体の長辺に沿って流れる電解液では、淀みが生じ易い。本開示のタンクによれば、タンク本体の長辺に沿った方向に複数の領域が並ぶように第一板部材が設けられているため、タンク内の電解液を効率的に利用できる。
　（４）上記（１）から上記（３）のいずれかのタンクにおいて、前記複数の孔の各々の円相当径は、前記第一板部材の厚さの１倍以上１０倍以下であってもよい。
　電解液の流れは、各孔の円相当径の大きさによって変わり易い。上記各孔の大きさによれば、電解液の流れが層流状態になり易い。
　（５）上記（１）から上記（４）のいずれかのタンクにおいて、前記第一板部材の厚さは、２ｍｍ以上１００ｍｍ以下であってもよい。
　第一板部材の厚さによって、各孔の第一方向に沿った長さが変わる。各孔の上記長さによって、電解液が各孔を流れる際に電解液の流れる方向または流速が変わる。第一板部材の厚さが上記範囲内であれば、電解液が各孔を流れる際の電解液の流れる方向および流速を調整し易い。第一板部材の厚さが上記範囲内であれば、電解液の流れが層流状態になり易い。
　（６）上記（１）から上記（５）のいずれかのタンクにおいて、前記第一板部材の厚さは、前記内部空間の前記第一方向の長さの０．１％以上１％以下であってもよい。
　第一板部材の厚さによって、各孔の第一方向に沿った長さが変わる。各孔の上記長さによって、電解液が各孔を流れる際に電解液の流れる方向または流速が変わる。第一板部材の厚さが上記範囲内であれば、電解液が各孔を流れる際の電解液の流れる方向および流速を調整し易い。第一板部材の厚さが上記範囲内であれば、電解液の流れが層流状態になり易い。
　（７）上記（１）から上記（６）のいずれかのタンクにおいて、前記内部空間の前記第一方向の長さは、４．５ｍ以上１２ｍ以下であってもよい。
　上記長さの内部空間を有するタンク本体では、電解液に淀みが生じ易い。本開示のタンクによれば、上記長さの内部空間を有するタンク本体であっても、タンク内の電解液を効率的に利用できる。
　（８）上記（１）から上記（７）のいずれかのタンクにおいて、前記入口と前記出口との間の前記第一方向の長さは、３．２ｍ以上１１．５ｍ以下であってもよい。
　入口と出口とが上記長さで離れていると、電解液に淀みが生じ易い。本開示のタンクによれば、入口と出口とが上記長さで離れていても、タンク内の電解液を効率的に利用できる。
　（９）上記（１）から上記（８）のいずれかのタンクにおいて、前記入口と前記出口との間の前記第一方向の長さは、前記内部空間の前記第一方向の長さの７５％以上９５％以下であってもよい。
　入口と出口とが上記長さで離れていると、電解液に淀みが生じ易い。本開示のタンクによれば、入口と出口とが上記長さで離れていても、タンク内の電解液を効率的に利用できる。
　（１０）上記（１）から上記（９）のいずれかのタンクにおいて、前記第一板部材の外周縁内の面積に対する前記複数の孔の開口部の合計面積の割合は、３０％以上７０％以下であってもよい。
　上記割合を満たす第一板部材では、タンク内における入口から出口に向かう電解液の流れが層流状態になり易い。
　（１１）上記（１）から上記（１０）のいずれかのタンクにおいて、前記第一方向は、重力が働く方向に垂直な方向であってもよい。
　重力が働く方向に垂直な方向に電解液が流れると、電解液に淀みが生じ易い。本開示のタンクによれば、重力が働く方向に垂直な方向に電解液が流れても、タンク内の電解液を効率的に利用できる。
　（１２）上記（１）から上記（１１）のいずれかのタンクにおいて、前記入口の軸および前記出口の軸の各々は、前記第一方向と交差していてもよい。
　入口の軸は、入口の内周面に内接する最小の仮想円の中心を通る線である。出口の軸は、出口の内周面に内接する最小の仮想円の中心を通る線である。入口の軸および出口の軸の各々が第一方向と交差していると、電解液に淀みが生じ易い。本開示のタンクによれば、入口の軸および出口の軸の各々が第一方向と交差していても、タンク内の電解液を効率的に利用できる。
　（１３）上記（１）から上記（１２）のいずれかのタンクにおいて、前記タンク本体は、前記第一方向に向かい合う第一面と第二面とを備え、前記第一面は、前記第一端部に位置し、前記第二面は、前記第二端部に位置し、前記第一板部材と前記第一面との間の長さは、前記第一板部材と前記第二面との間の長さよりも小さくてもよい。
　上記（１３）の形態では、タンクの入口から流入した電解液の流れで渦が形成されたとしても、渦の形成領域を内部空間における入口に近い領域の範囲に抑えることができる。よって、上記（１３）の形態では、タンク内における入口から出口に向かう電解液の流れが層流状態になり易い。
　（１４）上記（１３）のタンクにおいて、前記第一板部材と前記第一面との間の長さは、前記第一面と前記第二面との間の長さの１０％以上３０％以下であってもよい。
　上記（１４）の形態では、タンクの入口から流入した電解液の流れで渦が形成されたとしても、渦の形成領域を内部空間における入口に近い領域の小さな範囲に抑えることができる。よって、上記（１４）の形態では、タンク内における入口から出口に向かう電解液の流れが層流状態になり易い。
　（１５）上記（１）から上記（１４）のいずれかのタンクにおいて、さらに、前記第一板部材によって区画された前記内部空間を前記第一方向に並ぶ複数の領域に区画する第二板部材を備え、前記第二板部材は、前記第一板部材の位置よりも前記出口に近い位置に配置されており、前記第一方向に貫通する複数の孔を備えてもよい。
　第一板部材に加えてさらに第二板部材が設けられていると、タンク内における入口から出口に向かう電解液の流れが層流状態になり易い。
　（１６）上記（１５）のタンクにおいて、前記第一板部材と前記第二板部材とは、前記第一方向に近接して並んでおり、前記第一板部材は、前記電解液が導入される前記孔の第一開口部を備え、前記第二板部材は、前記電解液が排出される前記孔の第二開口部を備え、前記第一開口部と前記第二開口部とは、前記第一方向から見たときにずれて配置されていてもよい。
　第一板部材と第二板部材とが第一方向に近接して並べられ、かつ第一板部材の第一開口部と第二板部材の第二開口部とがずれて配置されていると、第一開口部から第二開口部に向かう経路の途中で電解液の流れの方向が変えられる。経路の途中で電解液の流れの方向が変えられると、各第一開口部に電解液が異なる速度で導入されても、経路の途中で電解液の速度の差が小さくなり、各第二開口部から排出された電解液の流れが層流状態になり易い。
　第一板部材と第二板部材とが第一方向に近接して並べられると、第一板部材の第一開口部から第二板部材の第二開口部に向かう経路の途中で電解液の流れの方向を変える構成を容易に構築することができる。例えば、第一板部材および第二板部材の各々に設けられた全ての孔が第一方向に沿っていたとしても、第一開口部と第二開口部とがずれるように第一板部材と第二板部材とがわずかな間隔を有して配置されればよい。この配置であれば、第一板部材および第二板部材の各々に孔を構成し易い上に、第一開口部から第二開口部に向かう経路の途中で電解液の流れの方向が変えられる。
　（１７）上記（１）から上記（１５）のいずれかのタンクにおいて、前記第一板部材は、前記第一板部材の第一面に設けられた前記孔の第一開口部と、前記第一板部材の第二面に設けられた前記孔の第二開口部と、前記第一開口部と前記第二開口部とをつなぐ連通部と、を備え、前記第一開口部と前記第二開口部とは、前記第一方向に近接して配置されており、かつ前記第一方向から見たときにずれて配置されていてもよい。
　第一開口部と第二開口部とがずれて配置されていると、第一開口部から第二開口部に向かう連通部の途中で電解液の流れの方向が変えられる。連通部の途中で電解液の流れの方向が変えられると、各第一開口部に電解液が異なる速度で導入されても、連通部で電解液の速度の差が小さくなり、各第二開口部から排出された電解液の流れが層流状態になり易い。第一板部材に設けられた第一開口部と第二開口部とが近接かつずれて配置されていると、電解液の流れの方向を変える構成が一つの板部材で構築されるため、第一板部材を取り扱い易い。
　（１８）本開示の一態様に係るタンク構造は、上記（１）から上記（１７）のいずれかのタンクと、前記入口に接続された第一配管と、前記出口に接続された第二配管と、前記第二配管に設けられたポンプと、を備える。
　本開示のタンク構造は、本開示のタンクを備えることで、タンク内の電解液を効率的に利用できる。
　（１９）本開示の一態様に係るレドックスフロー電池システムは、上記（１８）に記載のタンク構造を備える。
　本開示のレドックスフロー電池システムは、本開示のタンク構造を備えることで、タンク内の電解液を効率的に利用でき、エネルギー密度が高い。
　［本開示の実施形態の詳細］
　本開示のタンク、タンク構造、およびレドックスフロー電池システムの具体例を、図面を参照して説明する。以下、レドックスフロー電池システムを「ＲＦ電池システム」と呼ぶ場合がある。図中の同一符号は同一または相当部分を示す。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　＜タンク＞
　図１から図６を参照して、実施形態のタンク１を説明する。実施形態のタンク１は、図７を参照して後述するＲＦ電池システム１００の正極電解液１０６が貯留される正極タンク１０４、または負極電解液１０７が貯留される負極タンク１０５である。図１は、図７に示す正極電解液１０６または負極電解液１０７が貯留されていない状態を示している。図３および図４は、図７に示す正極電解液１０６または負極電解液１０７が貯留された状態における電解液の流れを実線で模式的に示している。図３は、図１に示すタンク１を電解液の出口６を含むように第一方向Ｄ１に沿って切断した断面図である。図４は、タンク１を図３と同じ位置で切断した断面図である。第一方向Ｄ１については後述する。以下のタンク１の説明では、図７に示す正極電解液１０６および負極電解液１０７の区別を行わず、単に「電解液」と呼ぶ。
　タンク１は、図１、図３、および図４に示すように、タンク本体２を備える。実施形態のタンク１の特徴の一つは、第一板部材８１を備える点にある。図１、図３、および図４に示すタンク１は、さらに第二板部材８２を備える。以下、主に図１を参照してタンク本体２を説明し、主に図２から図６を参照して第一板部材８１および第二板部材８２の詳細を説明する。
　≪タンク本体≫
　タンク本体２は、図１に示すように、電解液が貯留される内部空間４を有する容器である。タンク本体２の形状は柱状体である。柱状体は、例えば角柱体、または円柱体である。角柱体は、例えば四角柱体である。四角柱体は、直方体および立方体を含む。四角柱体における向かい合う二面の平面形状は、正方形および長方形以外の四角形、例えばひし形、または台形であってもよい。タンク本体２は、例えば、タンク本体２の第一方向Ｄ１に一様な断面形状を備える。第一方向Ｄ１に一様な断面形状を備えるタンク本体２の形状は、例えば直方体、立方体、または円柱体である。本例のタンク本体２の形状は直方体である。本例では、タンク本体２の内部空間４の形状も直方体である。ここでの直方体は、幾何学的定義を満たすものはもちろん、角部が丸められたり、ＩＳＯ規格に則ったコンテナのように壁面に凹凸を有していてもよく、概ね直方体と見なせる形状を含む。
　タンク本体２は、三次元直交座標系で表される第一方向Ｄ１、第二方向Ｄ２、および第三方向Ｄ３を備える。本例の第一方向Ｄ１は、タンク本体２の最長方向である。本例の第一方向Ｄ１は、タンク本体２の内部空間４の最長方向でもある。直方体形状を有するタンク本体２では、第一方向Ｄ１は、タンク本体２の長辺に沿った方向である。本例の第一方向Ｄ１は、重力が働く方向に垂直な方向である。本例の第二方向Ｄ２は、タンク本体２の幅に沿った方向である。本例の第二方向Ｄ２は、タンク本体２の内部空間４の幅に沿った方向でもある。本例の第三方向Ｄ３は、タンク本体２の高さに沿った方向である。本例の第三方向Ｄ３は、タンク本体２の内部空間４の高さに沿った方向でもある。本例のタンク本体２は、横長に配置されている。本例では、第二方向Ｄ２および第三方向Ｄ３は、第一方向Ｄ１に直交している。本例では、第二方向Ｄ２と第三方向Ｄ３とは、互いに直交している。
　本例のタンク本体２は、第一端壁２１、第二端壁２２、上壁２３、下壁２４、および二つの側壁２５を備える。第一端壁２１と第二端壁２２は、第一方向Ｄ１に向かい合っている。上壁２３と下壁２４は、第三方向Ｄ３に向かい合っている。二つの側壁２５は、第二方向Ｄ２に向かい合っている。第一端壁２１、第二端壁２２、上壁２３、下壁２４、および二つの側壁２５の各厚さは適宜選択できる。内部空間４は、第一端壁２１、第二端壁２２、上壁２３、下壁２４、および二つの側壁２５で囲まれた空間である。
　内部空間４の第一方向Ｄ１の長さＬ４は、例えば４．５ｍ以上１２ｍ以下である。内部空間４の長さＬ４は、図３に示す第一方向Ｄ１に向かい合う第一面２１０と第二面２２０との間の長さである。第一面２１０は第一端壁２１の内面である。第二面２２０は第二端壁２２の内面である。上記長さＬ４が４．５ｍ以上であることで、大容量の電解液を確保し易い。上記長さＬ４が４．５ｍ以上であると、電解液に淀みが生じ易い。本例のタンク１によれば、後述する第一板部材８１を備えることで、タンク１内の電解液の流れが層流状態になり易く、電解液に淀みが生じ難い。本例のタンク１内の電解液の流れについては後述する。上記長さＬ４が１２ｍ以下であることで、タンク１の過度な大型化を抑制できる。上記長さＬ４は、４．５ｍ以上１１．５ｍ以下、５ｍ以上１１．５ｍ以下、または６ｍ以上１０ｍ以下であってもよい。
　内部空間４の第二方向Ｄ２の長さ、つまり内部空間４の幅Ｗ４は、例えば１ｍ以上３ｍ以下である。内部空間４の幅Ｗ４は、第二方向に向かい合う二つの側壁２５の各内面間の長さである。上記幅Ｗ４が１ｍ以上であることで、大容量の電解液を確保し易い。上記幅Ｗ４が３ｍ以下であることで、タンク１の過度な大型化を抑制できる。上記幅Ｗ４は、１．５ｍ以上２．５ｍ以下であってもよい。
　内部空間４の第三方向Ｄ３の長さ、つまり内部空間４の高さＨ４は、例えば１ｍ以上３ｍ以下である。内部空間４の高さＨ４は、第三方向Ｄ３に向かい合う二つの上壁２３および下壁２４の各面間の長さである。上記高さＨ４が１ｍ以上であることで、大容量の電解液を確保し易い。上記高さＨ４が３ｍ以下であることで、タンク１の過度な大型化を抑制できる。上記高さＨ４は、１．５ｍ以上２．５ｍ以下であってもよい。
　直方体形状を有するタンク本体２は、例えばＩＳＯ規格に則った２０ｆｔコンテナ型、または４０ｆｔコンテナ型のタンクであってもよい。４０ｆｔコンテナ型のタンク本体２では、第一方向Ｄ１の長さが１２１９２ｍｍ、第二方向Ｄ２の長さが２４３８ｍｍ、第三方向Ｄ３の長さが２５９１ｍｍである。ハイキューブ型の４０ｆｔコンテナ型のタンク本体２では、第一方向Ｄ１の長さが１２１９２ｍｍ、第二方向Ｄ２の長さが２４３８ｍｍ、第三方向Ｄ３の長さが２８９６ｍｍである。コンテナ型のタンク本体２は、設置性および運搬性に優れる。
　タンク本体２は、電解液の入口５と電解液の出口６とを備える。入口５と出口６は第一方向Ｄ１に離れて設けられている。
　入口５は、タンク本体２の第一方向Ｄ１の第一端部３１に設けられている。第一端部３１は、第一面２１０から内部空間４の第一方向Ｄ１の長さＬ４の２５％までの範囲にあるタンク本体２の構成部材および空間である。第一端部３１は、第一端壁２１、上壁２３、下壁２４、および二つの側壁２５の各々における上記範囲内の部分を含む。また、第一端部３１は、内部空間４における上記範囲内の部分を含む。図１、図３、および図４に示す入口５は、上壁２３に設けられた孔である。入口５は、上壁２３の厚さに沿って貫通している。図７に示す入口５は、上壁２３を貫通して内部空間４内まで配置された第一配管１１Ｐ，１１Ｎの開口端部１１Ａである。図７に示す入口５は、内部空間４内に設けられている。
　本例の入口５の軸は、第三方向Ｄ３に沿っている。本例の入口５の軸は、第一方向Ｄ１と交差している、より具体的には第一方向Ｄ１と直交している。入口５の軸は、第一方向Ｄ１と非直交に交差していてもよい。本例の入口５は、第一端部３１において、上壁２３の第二方向Ｄ２の端に設けられている。入口５における第二方向Ｄ２の位置は適宜選択できる。入口５の形状は適宜選択できる。
　出口６は、タンク本体２の第一方向Ｄ１の第二端部３２に設けられている。第二端部３２は、第二面２２０から内部空間４の第一方向Ｄ１の長さＬ４の２５％までの範囲にあるタンク本体２の構成部材および空間である。第二端部３２は、第二端壁２２、上壁２３、下壁２４、および二つの側壁２５の各々における上記範囲内の部分を含む。また、第二端部３２は、内部空間４における上記範囲内の部分を含む。図１、図３、および図４に示す出口６は、上壁２３に設けられた孔である。出口６は、上壁２３の厚さに沿って貫通している。図７に示す出口６は、上壁２３を貫通して内部空間４内まで配置された第二配管１２Ｐ，１２Ｎの開口端部１２Ｂである。図７に示す出口６は、内部空間４内に設けられている。
　本例の出口６の軸は、第三方向Ｄ３に沿っている。本例の出口６の軸は、第一方向Ｄ１と交差している、より具体的には第一方向Ｄ１と直交している。出口６の軸は、第一方向Ｄ１と非直交に交差していてもよい。本例の出口６は、第二端部３２において、上壁２３の第二方向Ｄ２の略中央に設けられている。出口６における第二方向Ｄ２の位置は適宜選択できる。出口６の形状は適宜選択できる。
　入口５と出口６との間の第一方向Ｄ１の長さＬ６は、例えば３．２ｍ以上１１．５ｍ以下である。入口５と出口６との間の長さＬ６は、第一平面と第二平面との間の長さである。第一平面は、入口５の開口形状の中心を通り、かつ第一方向Ｄ１に直交する平面である。第二平面は、出口６の開口形状の中心を通り、かつ第一方向Ｄ１に直交する平面である。上記長さＬ６が３．２ｍ以上であることで、入口５と出口６を離れて配置し易い。入口５と出口６が離れていると、タンク１内の電解液が効率的に利用され易い。上記長さＬ６が１１．５ｍ以下であることで、タンク１の過度な大型化を抑制できる。上記長さＬ６は、３．２ｍ以上１１ｍ以下、４ｍ以上１１ｍ以下、４．５ｍ以上１１ｍ以下、または５．５ｍ以上９．５ｍ以下であってもよい。
　入口５と出口６との間の第一方向Ｄ１の長さＬ６は、例えば内部空間４の第一方向Ｄ１の長さＬ４の７５％以上９５％以下である。上記長さＬ６が上記長さＬ４の７５％以上であることで、入口５と出口６を離れて配置し易い。入口５と出口６が離れていると、タンク１内の電解液を効率的に利用できる。上記長さＬ６が上記長さＬ４の９５％以下であることで、入口５を第一端壁２１から適度に離して配置し易く、出口６を第二端壁２２から適度に離して配置し易い。上記長さＬ６は、上記長さＬ４の８５％以上９０％以下であってもよい。
　≪板部材≫
　第一板部材８１および第二板部材８２は、図１、図３、および図４に示すように、タンク本体２の内部空間４を第一方向Ｄ１に並ぶ複数の領域に区画するように設けられている。図６では、第一板部材８１のみが示されている。
　〔実施形態１〕
　図１から図３を参照して、実施形態１に用いられた第一板部材８１および第二板部材８２を説明する。第一板部材８１は、第二板部材８２よりも入口５に近い位置に配置されている。第一板部材８１と第二板部材８２とは、比較的大きな間隔Ｌ２１を有して配置されている。第一板部材８１および第二板部材８２の各々には、後述する孔９が設けられている。比較的大きな間隔Ｌ２１は、第一板部材８１および第二板部材８２の各々に設けられた複数の孔９の各円相当径のうち、最大の円相当径の１０倍超の長さを有する。
　第一板部材８１および第二板部材８２によって、内部空間４は、以下の第一領域４１、第二領域４２、および第三領域４３の三つの領域に区画されている。第一領域４１は、第一端壁２１と第一板部材８１との間に構成されている。第二領域４２は、第一板部材８１と第二板部材８２との間に構成されている。第三領域４３は、第二板部材８２と第二端壁２２との間に構成されている。第一領域４１には、入口５が設けられている。第三領域４３には、出口６が設けられている。
　実施形態１では、第一板部材８１と第二板部材８２とは、同じ構成を備えることができる。つまり、第二板部材８２は、第一板部材８１の構成を適用できる。そのため、以下では、第一板部材８１と第二板部材８２とで共通の構成は、第一板部材８１をもとに説明する。
　第一板部材８１は、図２に示すように、第一方向Ｄ１に貫通する複数の孔９を備える。各孔９は電解液の流路である。各孔９によって電解液の流れが層流状態となるように、第一板部材８１がタンク本体２内に配置されている。第一板部材８１は、第一方向Ｄ１に対して傾斜するように、つまり第一板部材８１の表面が第一方向Ｄ１と交差するように配置されていてもよい。本例の第一板部材８１は、第一板部材８１の表面が第一方向Ｄ１に直交するように配置されている。
　第一板部材８１の厚さＴ８は、例えば２ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。上記厚さＴ８が２ｍｍ以上であることで、複数の孔９を有していたとしても、第一板部材８１の機械的強度が確保され易い。第一板部材８１の厚さによって、各孔９の第一方向Ｄ１に沿った長さが変わる。各孔９の第一方向Ｄ１に沿った長さによって、各孔９の内周面と電解液との接触面積が変わる。上記接触面積によって、各孔９を流れる際の電解液の流れる方向または流速が変わる。例えば、孔９を流れる電解液の流速は、孔９の軸に近い領域から孔９の内周面に向かうに従って遅くなる傾向にある。上記接触面積が大きいと、孔９の内周面に接触している電解液量または孔９の内周面に近い範囲を流れている電解液量が増えるため、全体的に電解液の流速が遅くなり易い。上記厚さＴ８が１００ｍｍ以下であることで、上記接触面積が大きくなり過ぎず、電解液が第一方向Ｄ１に沿って流れ易く、かつ電解液の流速が低下し難い。第一板部材８１の厚さＴ８は、４ｍｍ以上５０ｍｍ以下、または５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であってもよい。
　第一板部材８１の厚さＴ８は、例えば内部空間４の第一方向Ｄ１の長さＬ４の０．１％以上１％以下である。上記厚さＴ８が上記長さＬ４の０．１％以上であることで、複数の孔９を有していたとしても、第一板部材８１の機械的強度が確保され易い。上記厚さＴ８が上記長さＬ４の１％以下であることで、上述したように各孔９の内周面と電解液との接触面積が大きくなり過ぎず、電解液が第一方向Ｄ１に沿って流れ易く、かつ電解液の流速が低下し難い。上記厚さＴ８は、上記長さＬ４の０．２％以上０．５％以下であってもよい。
　第一板部材８１は、例えば、図１および図３に示すように、内部空間４の第一方向Ｄ１の中央よりも入口５の近くに位置する。言い換えると、図３に示すように、第一板部材８１と第一端壁２１の第一面２１０との間の長さＬ１は、第一板部材８１と第二端壁２２の第二面２２０との間の長さＬ５よりも小さい。第一板部材８１が内部空間４の上記中央よりも入口５の近くに位置することで、後述するように入口５から流入した電解液の流れで渦が形成されたとしても、渦の形成領域を内部空間４における入口５に近い領域の範囲に抑えることができる。
　第一板部材８１と第一面２１０との間の長さＬ１は、例えば第一面２１０と第二面２２０との間の長さ、つまり内部空間４の第一方向Ｄ１の長さＬ４の１０％以上３０％以下である。上記長さＬ１が上記長さＬ４の１０％以上であることで、第一領域４１を十分に確保でき、第一領域４１内で渦を形成し易く、第一領域４１外に渦が形成されることを抑制し易い。上記長さＬ１が上記長さＬ４の３０％以下であることで、渦の形成領域を内部空間４における入口５に近い領域の小さな範囲に抑えることができる。上記長さＬ１は、上記長さＬ４の１５％以上２５％以下であってもよい。
　第二板部材８２は必須ではない。つまり、第一板部材８１のみが配置されていてもよい。第一板部材８１に加えて第二板部材８２が配置されていると、後述するようにタンク１内の電解液の流れが層流状態になり易い。第一板部材８１および第二板部材８２に加えてさらに図示しない第三板部材が配置されていてもよい。板部材の数が増えると、電解液が各孔９を通る回数が多くなり、各孔９の内周面と電解液との接触面積の合計が大きくなり、全体的に電解液の流速が遅くなり易い。板部材の数が５以下であることで、電解液が各孔９を通る回数が多くなり過ぎず、電解液の流速が低下し難い。板部材の数は、２以上４以下、または２以上３以下であってもよい。
　複数の板部材がタンク本体２内に設けられている場合、各板部材の厚さの合計は、例えば内部空間４の第一方向Ｄ１の長さＬ４の０．４％以上２．５％以下である。上記厚さの合計が上記長さＬ４の０．４％以上であることで、後述するようにタンク１内の電解液の流れが層流状態になり易い。上記厚さの合計が上記長さＬ４の２．５％以下であることで、上述したように各孔９の内周面と電解液との接触面積の合計が大きくなり過ぎず、電解液の流速が低下し難い。上記厚さの合計は、上記長さＬ４の１％以上２％以下であってもよい。
　複数の板部材がタンク本体２内に設けられている場合、出口６に最も近い板部材、本例では第二板部材８２は、例えば、図１および図３に示すように、内部空間４の第一方向Ｄ１の中央、または上記中央よりも入口５に近い領域に位置する。第二板部材８２が内部空間４の上記中央または上記中央よりも入口５に近い領域に位置することで、第二板部材８２を通った電解液が出口６に向かって層流状態で流れ易い。
　第二板部材８２と第二面２２０との間の長さＬ３は、図３に示すように、例えば第一面２１０と第二面２２０との間の長さ、つまり内部空間４の第一方向Ｄ１の長さＬ４の４０％以上８０％以下である。上記長さＬ３が上記長さＬ４の４０％以上であることで、第三領域４３を十分に確保でき、第二板部材８２を通った電解液が出口６に向かって層流状態で流れ易い。上記長さＬ３が上記長さＬ４の８０％以下であることで、相対的に第一領域４１を十分に確保できる。上記長さＬ３は、上記長さＬ４の５０％以上７０％以下であってもよい。
　第一板部材８１は、図２に示すように、複数の孔９を備える。各孔９は、第一板部材８１を第一方向Ｄ１に貫通している。第一板部材８１および第二板部材８２が配置されている場合、図３に示すように、第一板部材８１および第二板部材８２の各々が複数の孔９を備える。
　第一板部材８１は、図３に示すように、電解液が導入される第一開口部８１１、および電解液が排出される第二開口部８１２を備える。第一板部材８１に設けられた各孔９は、第一開口部８１１と第二開口部８１２とをつないでいる。電解液は、第一開口部８１１から第二開口部８１２に向かって流れる。第一板部材８１において、各孔９は、第一開口部８１１に導入された電解液を第二開口部８１２から排出する。各孔９は、第一開口部８１１から第二開口部８１２に向かう経路のうち、少なくとも第一開口部８１１に近い部分および第二開口部８１２に近い部分が第一方向Ｄ１に沿っている。言い換えると、上記経路のうち第一開口部８１１に近い部分および第二開口部８１２に近い部分は、第一方向Ｄ１に平行な直線状に設けられている。上記経路の中央部分は、第一方向Ｄ１に沿っていてもよいし、第一方向Ｄ１と直交または非直交に交差していてもよい。本例の孔９は、上記経路全体が第一方向Ｄ１に平行な直線状に設けられている。本例の各孔９は、第一板部材８１の厚さに沿って貫通している。
　第二板部材８２も、第一板部材８１と同様に、電解液が導入される第一開口部８２１、および電解液が排出される第二開口部８２２を備える。第二板部材８２に設けられた各孔９は、第一開口部８２１と第二開口部８２２とをつないでいる。電解液は、第一開口部８２１から第二開口部８２２に向かって流れる。第二板部材８２において、各孔９は、第一開口部８２１に導入された電解液を第二開口部８２２から排出する。本例では、第二板部材８２に設けられた孔９は、第一板部材８１に設けられた孔９と同様に、経路全体が第一方向Ｄ１に平行な直線状に設けられている。電解液は、第一板部材８１の孔９によって第一方向Ｄ１に沿った層流状態とされると共に、第二板部材８２の孔９によって第一方向Ｄ１に沿った層流状態とされる。
　本例の第一板部材８１および第二板部材８２の各々は、第一方向Ｄ１から見たとき、第一開口部８１０の周縁と第二開口部８２０の周縁とがずれることなく重なっている。
　第一板部材８１において、各孔９の形状は適宜選択できる。各孔９の形状は、各孔９の第一方向Ｄ１と直交する方向の切断面の開口形状である。各孔９の形状は、第一開口部８１１の形状または第二開口部８１２の形状でもある。第一板部材８１において、複数の孔９の形状は同じであってもよいし、異なっていてもよい。本例の複数の孔９の形状は、全て円形である。
　各孔９の円相当径は、例えば第一板部材８１の厚さＴ８の１倍以上１０倍以下である。各孔９の円相当径は、各孔９の横断面積と同じ面積を有する真円の直径である。各孔９の横断面積は、各孔９の第一方向Ｄ１と直交する方向に第一板部材８１を切断したときの各孔９の切断面における面積である。各孔９の円相当径が上記厚さＴ８の１倍以上であることで、電解液が各孔９の内周面で乱反射し難く、各孔９を流れる際の電解液の流れる方向が第一方向Ｄ１になり易い。各孔９の円相当径が上記厚さＴ８の１０倍以下であることで、電解液の流れが各孔９によって調整され易く、各孔９を流れる際の電解液の流れる方向が第一方向Ｄ１になり易い。各孔９の円相当径は、上記厚さＴ８の１倍以上５倍以下、または１倍以上１．４倍以下であってもよい。第一板部材８１において、各孔９の円相当径は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
　第一板部材８１において、複数の孔９は分散して設けられている。複数の孔９が分散しているとは、複数の孔９が第一板部材８１に偏って設けられているのではなく、第一板部材８１の全体にわたって均一的に設けられていることである。例えば、隣り合う孔９同士は、ある程度の間隔を有して設けられている。第一板部材８１において、異なる円相当径の孔９がランダムに配置されていてもよい。第一板部材８１において、異なる円相当径の孔９が規則的に配置されていてもよい。例えば、第一板部材８１の上縁近くの位置に小さい孔９が配置され、かつ第一板部材８１の下縁近くの位置に大きい孔９が配置されていてもよい。
　第一板部材８１において、第一板部材８１の外周縁内の面積に対する複数の孔９の合計面積の割合は、例えば３０％以上７０％以下である。第一板部材８１の外周縁内の面積には、複数の孔９の合計面積が含まれる。上記割合が３０％以上であることで、電解液の流れを阻害することなく、電解液の流れを層流状態にし易い。上記割合が７０％以下であることで、第一板部材８１の機械的強度が確保され易い。上記割合は、４０％以上６０％以下であってもよい。
　各孔９の形状、各孔９の円相当径、および上記割合は、第一板部材８１と第二板部材８２とで同じであってもよいし、異なっていてもよい。第一方向Ｄ１から見たとき、各孔９の位置は、第一板部材８１と第二板部材８２とで重なっていてもよいし、ずれていてもよい。本例の第一板部材８１および第二板部材８２は、各孔９の形状、各孔９の円相当径、および上記割合が同じである。本例の第一板部材８１および第二板部材８２は、第一方向Ｄ１から見たとき、各孔９の位置が同じである。
　≪電解液の流れ≫
　図３を参照して、上述したタンク１に電解液が貯留された状態における電解液の流れを説明する。電解液は、タンク１と図７に示す電池セル１００Ｃとの間で循環している。電解液は、出口６から流出すると共に、入口５から流入している。図３に示す電解液は、タンク本体２に充填されている。
　図７に示す電池セル１００Ｃからタンク１に向かって流れる電解液は、入口５から第三方向Ｄ３にタンク本体２内に流入する。入口５からタンク本体２内に流入した電解液は、第一領域４１内で下方に向かって第三方向Ｄ３に流れ、その後第一方向Ｄ１に流れるような軌跡を描く。タンク本体２内に貯留されていた電解液は、入口５からタンク本体２内に流入した電解液と混ざるように渦を形成する。この渦は、第一領域４１内で形成される。第一領域４１内の電解液は、渦を形成するものの、第一板部材８１に設けられた複数の孔９を通って第二領域４２に流れ込む。第一領域４１から第二領域４２に電解液が流れ込むことで、第二領域４２内の電解液は、第二板部材８２に設けられた複数の孔９を通って第三領域４３に流れ込む。第二領域４２から第三領域４３に電解液が流れ込むことで、第三領域４３内の電解液は、出口６から流出する。つまり、入口５から流入した電解液によって、タンク本体２内の電解液は、第一板部材８１および第二板部材８２の各孔９を通りつつ、入口５から出口６に向かって順に押されるよう流れる。各孔９が第一方向Ｄ１に貫通しているため、第一板部材８１および第二板部材８２の各孔９を通った電解液の流れは、第一方向Ｄ１に沿った層流状態になる。つまり、第二領域４２および第三領域４３を流れる電解液の流れは、層流状態である。
　〔実施形態２〕
　図４および図５を参照して、実施形態２に用いられた第一板部材８１および第二板部材８２を説明する。第一板部材８１と第二板部材８２とは、第一方向Ｄ１に近接して並んでいる。近接して並んでいるとは、第一板部材８１と第二板部材８２との間隔Ｌ２１が、第一板部材８１と第二板部材８２の各々に設けられた複数の孔９の各円相当径のうち、最大の円相当径の１０倍以下であることをいう。近接には、第一板部材８１と第二板部材８２とが上記間隔Ｌ２１をあけて並んでいること、または接していることを含む。上記間隔Ｌ２１は、上記最大の円相当径の８倍以下、５倍以下、または３倍以下でもよい。第一板部材８１と第二板部材８２とが近接して並んでいる場合、第一板部材８１と第二板部材８２との間の空間は、内部空間４における区画された領域としてはカウントせず、無視する。
　本例では、第一板部材８１および第二板部材８２によって、内部空間４は、第一領域４１および第二領域４２の二つの領域に区画されている。第一領域４１は、第一端壁２１と第一板部材８１との間に構成されている。第二領域４２は、第二板部材８２と第二端壁２２との間に構成されている。第一領域４１には、入口５が設けられている。第二領域４２には、出口６が設けられている。
　実施形態２では、第一板部材８１と第二板部材８２とは、第一方向Ｄ１から見たとき、各孔９の位置が異なる。それ以外の構成は、実施形態１の構成を適用できる。
　第一板部材８１および第二板部材８２は、例えば、図４に示すように、内部空間４の第一方向Ｄ１の中央よりも入口５の近くに位置する。本例では、第一板部材８１および第二板部材８２の双方が、実施形態１で説明した第一板部材８１とほぼ同じ位置に配置されている。第一板部材８１および第二板部材８２の各厚さは、例えば、実施形態１で説明した第一板部材８１の厚さＴ８と同じである。第一板部材８１の厚さと第二板部材８２の厚さとは、同じでもよいし、異なっていてもよい。第一板部材８１と第二板部材８２とは、例えば、互いに平行に配置されている。第一板部材８１と第二板部材８２とは、例えば、第一板部材８１の表面および第二板部材８２の表面の双方が第一方向Ｄ１に直交するように配置されている。
　第一板部材８１および第二板部材８２の各々は、第一方向Ｄ１に貫通する複数の孔９を備える。各孔９は電解液の流路である。各孔９の形状および円相当径は、実施形態１で説明した孔９と同様である。第一板部材８１と第二板部材８２とは、各孔９の形状、各孔９の円相当径、および各板部材８１，８２の外周縁内の面積に対する複数の孔９の合計面積の割合が同じでもよいし、異なっていてもよい。
　第一板部材８１は、電解液が導入される第一開口部８１１、および電解液が排出される第二開口部８１２を備える。各孔９は、第一開口部８１１と第二開口部８１２とをつないでいる。電解液は、第一開口部８１１から第二開口部８１２に向かって流れる。第一板部材８１に設けられた各孔９は、例えば、第一開口部８１１から第二開口部８１２に向かう経路全体が第一方向Ｄ１に平行な直線状に設けられている。
　第二板部材８２は、電解液が導入される第一開口部８２１、および電解液が排出される第二開口部８２２を備える。各孔９は、第一開口部８２１と第二開口部８２２とをつないでいる。電解液は、第一開口部８２１から第二開口部８２２に向かって流れる。第二板部材８２に設けられた各孔９は、例えば、第一開口部８２１から第二開口部８２２に向かう経路全体が第一方向Ｄ１に平行な直線状に設けられている。
　第一板部材８１の第一開口部８１１と第二板部材８２の第二開口部８２２とは、第一方向Ｄ１から見たときにずれて配置されている。言い換えると、第一方向Ｄ１から見たとき、第一開口部８１１の周縁と第二開口部８２２の周縁とが重なり合わない部分を有する。本例では、第一開口部８１１の周縁と第二開口部８２２の周縁とが全周にわたって重ならずにずれている。第一開口部８１１と第二開口部８２２とは、第一方向Ｄ１から見たときに、完全にずれていてもよいし、わずかに重なる部分を有していてもよい。
　第一板部材８１と第二板部材８２とが近接して配置されており、かつ第一開口部８１１と第二開口部８２２とがずれて配置されている構造を第一の特定構造と呼ぶ。第一の特定構造を備えるタンク１は、第一開口部８１１から第二開口部８２２に向かう経路の途中で電解液の流れの方向が変えられる。経路の途中で電解液の流れの方向が変えられると、各第一開口部８１１に電解液が異なる速度で導入されても、経路の途中で電解液の速度の差が小さくなる。複数の孔９の半分以上または全部が第一の特定構造を構築するように設けられているとよい。第一の特定構造を備えるタンク１は、各第二開口部８２２から排出された電解液の流れが層流状態になり易い。
　実施形態２の第一板部材８１および第二板部材８２を備えるタンク１内の電解液の流速分布を図５のグラフに示す。このグラフは、図４に示すタンク本体２内に電解液が充満された状態における電解液の位置とその位置での流速との関係を示す。グラフの横軸は、図４に示す第一端壁２１から第一方向Ｄ１に沿って３ｍの位置において、第三方向Ｄ３に沿った位置を示している。第一板部材８１および第二板部材８２は、第一端壁２１から第一方向Ｄ１に沿って約２ｍの位置に設けられている。グラフの縦軸は、電解液の流速である。グラフにおいて、破線は平均流速を示し、実線は実際の流速を示す。図５に示すように、実施形態２の第一板部材８１および第二板部材８２を備えるタンク１では、電解液の第三方向Ｄ３の位置によらず、流速がほぼ一定に保たれていることが分かる。図示しないものの、第一端壁２１から第一方向Ｄ１に沿って約２ｍの位置に図２に示す第一板部材８１を一枚配置した場合には、タンク１に導入された電解液の流速が大きいと、流速にばらつきが見られた。つまり、実施形態２の第一板部材８１および第二板部材８２を備えるタンク１では、第一の特定構造を備えない図２に示す第一板部材８１を一枚配置した場合に比較して、大きな流速であっても、電解液を層流状態にできることが分かった。
　〔実施形態３〕
　図６を参照して、実施形態３に用いられた第一板部材８１を説明する。図６は、第一板部材８１の一部を拡大して示している。図６に示す第一板部材８１は、単一の板部材である。図６に示す第一板部材８１は、第一板部材８１の第一面に設けられた孔９の第一開口部８１１、第一板部材８１の第二面に設けられた孔９の第二開口部８１２、および第一開口部８１１と第二開口部８１２とをつなぐ連通部８１３を備える。第一開口部８１１および第二開口部８１２の各々は、第一方向Ｄ１に開口している。第一開口部８１１と第二開口部８１２とは、第一方向Ｄ１に近接して配置されており、かつ第一方向Ｄ１から見たときにずれて配置されている。第一開口部８１１と第二開口部８１２との第一方向Ｄ１に沿った間隔Ｌ２２は、複数の孔９の各円相当径のうち、最大の円相当径の１０倍以下である。間隔Ｌ２２は、第一板部材８１の厚さに等しい。本例では、第一開口部８１１の周縁と第二開口部８１２の周縁とは全周にわたって重ならずにずれている。図６に示す第一板部材８１は、第一板部材８１の内部で第一方向Ｄ１に直交する方向に延びた空間が設けられている。この空間は、連通部８１３の一部である。
　第一開口部８１１と第二開口部８１２とが第一方向Ｄ１に近接して配置されており、かつ第一方向Ｄ１から見たときにずれて配置されている構造を第二の特定構造と呼ぶ。第二の特定構造を備えるタンク１は、実施形態２と同様に、第一開口部８１１から第二開口部８１２に向かう経路の途中で電解液の流れの方向が変えられる。図６に示す矢印は電解液の流れ方向を示している。経路の途中で電解液の流れの方向が変えられると、各第一開口部８１１に電解液が異なる速度で導入されても、経路の途中で電解液の速度の差が小さくなる。
　図６に示す第一板部材８１は、第一開口部８１１と第二開口部８１２と上記空間とを有する板材、例えば公知の透水シートでもよい。図６に示す第一板部材８１は、例えば、二枚の板部材を接合することで構成されている。二枚の板部材の各々は、例えば、凹部と複数の孔とを備える。凹部は、二枚の板部材における互いに向かい合う面に設けられている。凹部は、板部材の周縁部を除く中央部に一つ設けられていてもよい。凹部は、第一方向Ｄ１と直交する方向に延びる複数の溝部でもよい。各孔は、凹部の底部に開口部を有する。各孔は、第一方向Ｄ１に沿って設けられている。二枚の板部材の溝同士を合わせて二枚の板部材を接合すると、図６に示す第一板部材８１となる。二枚の板部材に設けられた凹部同士が合わさることで、第一板部材８１の内部に上記空間が設けられる。二枚の板部材の一方が複数の孔を備え、二枚の板部材の他方が凹部と複数の孔とを備えていてもよい。第一板部材８１に第二の特定構造が設けられていると、電解液の流れの方向を変える構成が一つの板部材で構築されるため、第一板部材８１を取り扱い易い。
　実施形態１の第一板部材８１または第二板部材８２が、実施形態２で説明した第一の特定構造を構築するように設けられていてもよいし、実施形態３で説明した第二の特定構造を構築するように設けられていてもよい。実施形態１の第一板部材８１および第二板部材８２の双方が、上記第一の特定構造を構築するように設けられていてもよいし、上記第二の特定構造を構築するように設けられていてもよい。
　＜タンク構造＞
　図７を参照して、実施形態のタンク構造１０Ｐ，１０Ｎを説明する。図７の左下に図示する方向は、タンク１の配置方向を示している。図７の左下に図示する方向は、電池セル１００Ｃの配置方向を示しているのではない。タンク構造１０Ｐは正極電解液１０６を循環させる。タンク構造１０Ｎは負極電解液１０７を循環させる。
　タンク構造１０Ｐは、上述したタンク１、第一配管１１Ｐ、第二配管１２Ｐ、およびポンプ１３Ｐを備える。図７に示すタンク１は、図３に示すタンク１である。タンク１には、正極電解液１０６が貯留されている。以下、正極電解液１０６が貯留されたタンク１を正極タンク１０４と呼ぶ。
　第一配管１１Ｐは、電池セル１００Ｃから正極タンク１０４に正極電解液１０６を戻すための配管である。本例の第一配管１１Ｐは、第一配管１１Ｐの開口端部１１Ａがタンク本体２の内部に配置されるように、タンク本体２に接続されている。正極タンク１０４内への正極電解液１０６の入口５は、第一配管１１Ｐの開口端部１１Ａである。本例の入口５は、タンク本体２の第三方向Ｄ３の中央よりも上壁２３に近い位置に配置されている。本例の入口５は、正極電解液１０６に浸からないように配置されている。
　第二配管１２Ｐは、正極タンク１０４から電池セル１００Ｃに正極電解液１０６を送るための配管である。本例の第二配管１２Ｐは、第二配管１２Ｐの開口端部１２Ｂがタンク本体２の内部に配置されるように、タンク本体２に接続されている。正極タンク１０４内からの正極電解液１０６の出口６は、第二配管１２Ｐの開口端部１２Ｂである。本例の出口６は、タンク本体２の第三方向Ｄ３の中央よりも下壁２４に近い位置に配置されている。本例の出口６は、正極電解液１０６に浸かるように配置されている。
　ポンプ１３Ｐは、第二配管１２Ｐの途中に設けられている。ポンプ１３Ｐは、正極タンク１０４内の正極電解液１０６を電池セル１００Ｃに圧送する。
　タンク構造１０Ｎは、上述したタンク１、第一配管１１Ｎ、第二配管１２Ｎ、およびポンプ１３Ｎを備える。タンク構造１０Ｎは、タンク構造１０Ｐと流れる電解液が異なるだけで、構成は同じである。タンク構造１０Ｎにおける第一配管１１Ｎ、第二配管１２Ｎ、およびポンプ１３Ｎは、タンク構造１０Ｐにおける第一配管１１Ｐ、第二配管１２Ｐ、およびポンプ１３Ｐと同じ構成である。タンク構造１０Ｎにおけるタンク１には、負極電解液１０７が貯留されている。以下、負極電解液１０７が貯留されたタンク１を負極タンク１０５と呼ぶ。
　第一配管１１Ｐ，１１Ｎ、第二配管１２Ｐ，１２Ｎ、およびポンプ１３Ｐ，１３Ｎの基本構成は、公知の構成を適宜利用できる。
　＜ＲＦ電池システム＞
　図７および図８を参照して、実施形態のＲＦ電池システム１００を説明する。ＲＦ電池システム１００は、図７に示すように、電池セル１００Ｃ、上述したタンク構造１０Ｐ、および上述したタンク構造１０Ｎを備える。図７では、電池セル１００Ｃを簡略化して、電池セル１００Ｃの正極を「＋」、負極を「－」で示す。電池セル１００Ｃの具体的な構成は図８に示す。
　ＲＦ電池システム１００は、発電部で発電した電力を充電して蓄え、蓄えた電力を放電して負荷に供給する。ＲＦ電池システム１００は、代表的には、電力変換装置と変電設備とを挟んで発電部と負荷とに接続される。発電部の一例は、太陽光発電装置、風力発電装置、またはその他一般の発電所である。負荷の一例は、電力の需要家である。ＲＦ電池システム１００の用途の一例は、負荷平準化、瞬低補償、非常用電源、または自然エネルギーの出力平滑化である。
　電池セル１００Ｃは、図８に示すように、隔膜１０１で正極セル１００Ｐと負極セル１００Ｎとに分離されている。正極セル１００Ｐには、正極電極１０２が内蔵されている。正極セル１００Ｐには、正極電解液１０６が供給される。負極セル１００Ｎには、負極電極１０３が内蔵されている。負極セル１００Ｎには、負極電解液１０７が供給される。電池セル１００Ｃは、一組のセルフレーム１１０に挟まれて構成されている。セルフレーム１１０は、双極板１１２と枠体１１１とを備える。双極板１１２の第一面に正極電極１０２が配置され、双極板１１２の第二面に負極電極１０３が配置されている。枠体１１１は、双極板１１２の外周に設けられている。枠体１１１は、双極板１１２を支持している。枠体１１１間には、電池セル１００Ｃからの正極電解液１０６および負極電解液１０７の漏洩を抑制するために、シール部材１１３が配置されている。
　ＲＦ電池システム１００は、代表的には、複数の電池セル１００Ｃが積層されたセルスタック１２０と呼ばれる形態で利用されている。セルスタック１２０は、あるセルフレーム１１０、正極電極１０２、隔膜１０１、負極電極１０３、別のセルフレーム１１０が繰り返し積層された積層体と、積層体を挟む二つのエンドプレート１２１と、図示しない締結部材とを備える。締結部材は、例えば長ボルトおよびナットである。二つのエンドプレート１２１は、締結部材によって締め付けられている。この締め付けによって、上記積層体の積層状態が保持されている。セルスタック１２０は、代表的には、所定数の電池セル１００Ｃを図示しないサブスタックとし、複数のサブスタックを積層した形態で利用されている。サブスタックまたはセルスタック１２０における電池セル１００Ｃの積層方向の両端に位置するセルフレーム１１０の外面には、図示しない給排板が接して配置されている。
　正極セル１００Ｐには、図７に示すように、タンク構造１０Ｐにより正極電解液１０６が循環されている。正極電解液１０６は、ポンプ１３Ｐの圧送によって正極タンク１０４から第二配管１２Ｐを通って図８に示す正極電極１０２に供給される。正極電極１０２を流通した正極電解液１０６は、第一配管１１Ｐを通って正極タンク１０４に戻される。正極電解液１０６は、正極タンク１０４内では、図３の実線で示すように入口５から出口６に向かって層流状態で流れる。ポンプ１３Ｐが停止しているときは、正極電解液１０６は循環されない。
　負極セル１００Ｎには、図７に示すように、タンク構造１０Ｎにより負極電解液１０７が循環されている。負極電解液１０７は、ポンプ１３Ｎの圧送によって負極タンク１０５から第二配管１２Ｎを通って図８に示す負極電極１０３に供給される。負極電極１０３を流通した負極電解液１０７は、第一配管１１Ｎを通って負極タンク１０５に戻される。負極電解液１０７は、負極タンク１０５内では、図３の実線で示すように入口５から出口６に向かって層流状態で流れる。ポンプ１３Ｎが停止しているときは、負極電解液１０７は循環されない。
　ＲＦ電池システム１００は、正極電極１０２に正極電解液１０６が循環されると共に、負極電極１０３に負極電解液１０７が循環されることで、各極の電解液中の活物質イオンの価数変化反応に伴って充電および放電を行う。
　正極電解液１０６は、正極活物質として、例えば、マンガンイオン、バナジウムイオン、鉄イオン、ポリ酸、キノン誘導体、およびアミンからなる群より選択される１種以上を含有する。負極電解液１０７は、負極活物質として、例えば、チタンイオン、バナジウムイオン、クロムイオン、ポリ酸、キノン誘導体、およびアミンからなる群より選択される１種以上を含有する。正極電解液１０６および負極電解液１０７の溶媒は、例えば、硫酸、リン酸、硝酸、塩酸からなる群より選択される１種以上の酸または酸塩を含む水溶液である。具体例は、正極電解液１０６および負極電解液１０７の双方がバナジウムイオンを含む。正極活物質の濃度、および負極活物質の濃度は適宜選択できる。
　上述したＲＦ電池システム１００の基本構成は、公知の構成を適宜利用できる。
　実施形態のタンク１および実施形態のタンク構造１０Ｐ，１０Ｎでは、入口５から流入した電解液で渦が形成されたとしても、渦の形成領域を第一領域４１内に抑えることができる。本例の第一領域４１は、内部空間４の第一方向Ｄ１の中央よりも入口５に近い領域、さらには内部空間４の第一方向Ｄ１の長さＬ４の３０％以下の領域にある。そのため、実施形態のタンク１およびタンク構造１０Ｐ，１０Ｎでは、上記渦の形成領域を内部空間４における小さい領域内に抑えることができる。電解液は、第一領域４１から第二領域４２に流れ込む際、および第二領域４２から第三領域４３に流れ込む際には、複数の孔９を通る。各孔９が第一方向Ｄ１に貫通していることから、第二領域４２から出口６に向かう電解液の流れが第一方向Ｄ１に沿った層流状態になり易い。電解液の流れが層流であることで、電解液に乱流が生じたり、流れのショートカットが生じたり、淀みが生じたりし難い。電解液の流れにショートカットが生じるとは、電池セル１００Ｃから戻った電解液が元からタンク１内にある電解液と殆ど混合されることなく、再度タンク１から電池セル１００Ｃに供給されることである。電解液に淀みが生じるとは、例えば、タンク１内の隅の領域における電解液が他の領域の電解液と殆ど混合されることなく、タンク１内に滞留することである。電解液の流れが層流であることで、タンク１内の電解液を効率的に利用できる。
　以下の条件（１）から（４）のうち少なくとも一つを満たせば、タンク内の電解液に乱流が生じたり、流れのショートカットが生じたり、淀みが生じたりし易い。（１）タンク本体２が横長である。（２）直方体形状を有するタンク本体２の内部空間４の長辺に沿った方向が第一方向Ｄ１である。（３）重力が働く方向に垂直な方向が第一方向Ｄ１である。（４）入口５の軸、つまり電解液の流入する方向が第一方向Ｄ１と交差している。実施形態のタンク１および実施形態のタンク構造１０Ｐ，１０Ｎでは、上記条件を満たしていたとしても、電解液の流れが第一方向Ｄ１に沿った層流状態になり易い。つまり、実施形態のタンク１および実施形態のタンク構造１０Ｐ，１０Ｎでは、上記条件を満たしていたとしても、電解液を効率的に利用できるという効果をより顕著に発揮することができる。
　実施形態のＲＦ電池システム１００は、実施形態のタンク構造１０Ｐ，１０Ｎを備えることで、正極タンク１０４内の正極電解液１０６を効率的に利用できると共に、負極タンク１０５内の負極電解液１０７を効率的に利用できる。よって、実施形態のＲＦ電池システム１００は、エネルギー密度が高い。
　１　タンク
　２　タンク本体
　２１　第一端壁、２２　第二端壁、２３　上壁、２４　下壁、２５　側壁
　２１０　第一面、２２０　第二面
　３１　第一端部、３２　第二端部
　４　内部空間、４１　第一領域、４２　第二領域、４３　第三領域
　５　入口、６　出口
　８１　第一板部材、８１１　第一開口部、８１２　第二開口部、８１３　連通部
　８２　第二板部材、８２１　第一開口部、８２２　第二開口部
　９　孔
　Ｄ１　第一方向、Ｄ２　第二方向、Ｄ３　第三方向
　Ｌ１，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６　長さ、Ｌ２１，Ｌ２２　間隔
　Ｗ４　幅、Ｈ４　高さ、Ｔ８　厚さ
　１０Ｐ，１０Ｎ　タンク構造
　１１Ｐ，１１Ｎ　第一配管、１１Ａ　開口端部
　１２Ｐ，１２Ｎ　第二配管、１２Ｂ　開口端部
　１３Ｐ，１３Ｎ　ポンプ
　１００　レドックスフロー電池システム（ＲＦ電池システム）
　１００Ｃ　電池セル
　１０１　隔膜
　１００Ｐ　正極セル、１００Ｎ　負極セル
　１０２　正極電極、１０３　負極電極
　１０４　正極タンク、１０５　負極タンク
　１０６　正極電解液、１０７　負極電解液
　１１０　セルフレーム、１１１　枠体、１１２　双極板、１１３　シール部材
　１２０　セルスタック、１２１　エンドプレート

Claims (19)

  1. 　レドックスフロー電池システムの電解液が貯留されるタンクであって、
    　タンク本体と、
    　前記タンク本体の内部空間を第一方向に並ぶ複数の領域に区画する第一板部材と、を備え、
    　前記タンク本体は、
    　　前記タンク本体の前記第一方向の第一端部に設けられた前記電解液の入口と、
    　　前記タンク本体の前記第一方向の第二端部に設けられた前記電解液の出口と、を備え、
    　前記第一板部材は、前記第一方向に貫通する複数の孔を備える、
    　タンク。
  2. 　前記タンク本体は、前記第一方向に一様な断面形状を備える、請求項１に記載のタンク。
  3. 　前記タンク本体の形状は、直方体であり、
    　前記第一方向は、前記タンク本体の長辺に沿った方向である、請求項１または請求項２に記載のタンク。
  4. 　前記複数の孔の各々の円相当径は、前記第一板部材の厚さの１倍以上１０倍以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のタンク。
  5. 　前記第一板部材の厚さは、２ｍｍ以上１００ｍｍ以下である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のタンク。
  6. 　前記第一板部材の厚さは、前記内部空間の前記第一方向の長さの０．１％以上１％以下である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のタンク。
  7. 　前記内部空間の前記第一方向の長さは、４．５ｍ以上１２ｍ以下である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のタンク。
  8. 　前記入口と前記出口との間の前記第一方向の長さは、３．２ｍ以上１１．５ｍ以下である、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のタンク。
  9. 　前記入口と前記出口との間の前記第一方向の長さは、前記内部空間の前記第一方向の長さの７５％以上９５％以下である、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のタンク。
  10. 　前記第一板部材の外周縁内の面積に対する前記複数の孔の開口部の合計面積の割合は、３０％以上７０％以下である、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のタンク。
  11. 　前記第一方向は、重力が働く方向に垂直な方向である、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のタンク。
  12. 　前記入口の軸および前記出口の軸の各々は、前記第一方向と交差している、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のタンク。
  13. 　前記タンク本体は、前記第一方向に向かい合う第一面と第二面とを備え、
    　前記第一面は、前記第一端部に位置し、
    　前記第二面は、前記第二端部に位置し、
    　前記第一板部材と前記第一面との間の長さは、前記第一板部材と前記第二面との間の長さよりも小さい、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のタンク。
  14. 　前記第一板部材と前記第一面との間の長さは、前記第一面と前記第二面との間の長さの１０％以上３０％以下である、請求項１３に記載のタンク。
  15. 　さらに、前記第一板部材によって区画された前記内部空間を前記第一方向に並ぶ複数の領域に区画する第二板部材を備え、
    　前記第二板部材は、
    　　前記第一板部材の位置よりも前記出口に近い位置に配置されており、
    　　前記第一方向に貫通する複数の孔を備える、請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載のタンク。
  16. 　前記第一板部材と前記第二板部材とは、前記第一方向に近接して並んでおり、
    　前記第一板部材は、前記電解液が導入される前記孔の第一開口部を備え、
    　前記第二板部材は、前記電解液が排出される前記孔の第二開口部を備え、
    　前記第一開口部と前記第二開口部とは、前記第一方向から見たときにずれて配置されている、請求項１５に記載のタンク。
  17. 　前記第一板部材は、
    　　前記第一板部材の第一面に設けられた前記孔の第一開口部と、
    　　前記第一板部材の第二面に設けられた前記孔の第二開口部と、
    　　前記第一開口部と前記第二開口部とをつなぐ連通部と、を備え、
    　前記第一開口部と前記第二開口部とは、前記第一方向に近接して配置されており、かつ前記第一方向から見たときにずれて配置されている、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載のタンク。
  18. 　請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載のタンクと、
    　前記入口に接続された第一配管と、
    　前記出口に接続された第二配管と、
    　前記第二配管に設けられたポンプと、を備える、
    　タンク構造。
  19. 　請求項１８に記載のタンク構造を備える、
    　レドックスフロー電池システム。
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