电池和密封构件制造技术

本发明专利技术的目的是提供：一种电池，所述电池能够容易确保对电池流体进行密封，并且具有优异的组装性；以及一种密封构件，所述密封构件可以容易确保对所述电池流体进行密封。提供了一种电池，其包括：框架主体，所述框架主体包括用作所述电池流体的通道的歧管；至少一对单元框架，所述至少一对单元框架相互叠置，并且包括布置在所述框架主体的内侧上的双极板；正极电极和负极电极，所述正极电极和所述负极电极被布置成在成对的单元框架的双极板之间面向彼此；以及隔膜，所述隔膜被置于叠置在一起的框架主体之间以及电极之间，并且包括对应于歧管的贯通孔。所述电池包括：环状基部和分叉状环状脚部，所述环状基部被布置在所述贯通孔的内周上，所述分叉状环状脚部从所述环状基部朝向所述贯通孔的外侧延伸，以夹持所述隔膜；并且所述电池设置有密封构件，所述密封构件被置于叠置在一起的所述框架主体之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池和密封构件
本专利技术涉及液体流通型电池，比如燃料电池或氧化还原液流电池，并且本专利技术还涉及在液体流通型电池中使用的密封构件。
技术介绍
液体流通型电池的典型示例包括氧化还原液流电池(该氧化还原液流电池在下文可以称为RF电池)。RF电池通过将正极电解液和负极电解液供应到单元来充电和放电，该单元包括隔膜和彼此相对布置的正极电极和负极电极，其中隔膜介于正极电极和负极电极之间。包含金属离子(活性材料)(金属离子的原子价通过氧化-还原来改变)的水溶液通常作为电解液。图4示出了使用钒电解液的钒基RF电池100的工作原理，该钒电解液包含作为用于正极电解液和负极电解液的活性材料的钒(V)离子。RF电池100包括电池单元100C，该电池单元100C通过隔膜101分成正极单元102和负极单元103，隔膜101允许氢离子从中通过。正极单元102中包括正极电极104，并且正极电解液箱106通过管108和110连接到正极单元102，所述正极电解液箱106配置成在其中存储正极电解液。类似地，负极单元103中包括负极电极105，并且负极电解液箱107通过管109和111连接到负极单元103，所述负极电解液箱107配置成在其中存储负极电解液。在充电和放电期间，存储在箱106和107中的电解液通过泵112和113在单元102和103中流通。在图4中，电池单元100C中的实箭头表示充电反应，电池单元100C中的虚箭头表示放电反应。电池单元100C通常与其它电池单元堆叠在一起，并且以称为单元堆200的结构的形式使用，如图5的下部所示。单元堆200具有通过堆叠多个电池单元100C形成的多层结构，如图5的上部所示，每个电池单元包括被堆叠且夹在单元框架120之间的正极电极104、隔膜101和负极电极105。在电池单元100C的堆叠方向上、位于单元堆200的两端处的电极104和105设置有相应的集电板(未显示)，而不是单元框架120。端板201在电池单元100C的堆叠方向上布置在单元堆200的两端处。一对端板201通过其间的联接构件202(比如，长螺栓)联接在一起，并且被组合成单个结构。每个单元框架120包括由塑性碳(例如，包含石墨的树脂)制成的双极板121和由塑料制成并且沿着双极板121的外周形成的框架主体122。框架主体122设置有用于将电解液供应到每个电池单元100C的液体供应歧管131和132和液体供应狭缝131s和132s，以及用于排放电解液的液体排放歧管133和134和液体排放狭缝133s和134s。正极电解液通过形成在框架主体122的一侧上(即，附图的前侧上)的液体供应狭缝131s从液体供应歧管131供应到正极电极104，并且然后通过液体排放狭缝133s排放到液体排放歧管133。类似地，负极电解液通过形成在框架主体122的另一侧上(即，附图的后侧上)的液体供应狭缝132s从液体供应歧管132供应到负极电极105，然后通过液体排放狭缝134s排放到液体排放歧管134。单元堆200通过连续且重复地堆叠一个单元框架120、正极电极104、隔膜101、负极电极105、另一个单元框架120等而形成。这允许歧管131至134在单元堆200中沿着电池单元100C的堆叠方向形成电解液流动路径。隔膜101具有与单元框架120大体上相同的面积，并且设置有在面向形成在每个单元框架120的框架主体122中的相应的歧管131至134的部分处的通孔101h(参见PTL1和2)。为了防止电解液在正极单元102和负极单元103之间通过通孔101h泄漏，并且也防止电解液通过通孔101h泄漏到单元堆200的外侧，隔膜101中的通孔101h通常各自设置有围绕该通孔101h的O形环(未显示)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本未审专利申请公开No.2001-155758专利文献2：日本未审专利申请公开No.2002-367660
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题为了对通过隔膜中的通孔的电解液进行密封，在隔膜的前表面和后表面中的任一个或两者上设置O形环。如果仅是隔膜的前表面和后表面其中之一上具有O形环，则其上没有O形环的另一侧上的密封可能不足。而且，如果仅是隔膜的前表面和后表面其中之一上具有O形环，则隔膜可能由于来自O形环的压力被施加到隔膜的仅一侧而断裂。然而，为了在隔膜的前表面和后表面中的每个上设置O形环，不仅有必要准备两个O形环，而且还以如下方式进行定位：使得隔膜的前表面和后表面上的O形环彼此面对。O形环的这种定位是复杂的，因为如果在隔膜的前表面和后表面上的O形环彼此移位，则来自O形环的压力被施加到前表面和后表面的不同区域，这可能造成隔膜的断裂。因此，对通过隔膜中的通孔的电解液进行密封需要以少量的部件可靠地实现。鉴于上述情况已经做出了本专利技术。本专利技术的目的是提供可以容易地确保对电池流体进行密封并且容易组装的电池。本专利技术的另一个目的是提供可以容易确保对电池流体进行密封的密封构件。问题解决方案根据本专利技术的一方面的电池包括：至少一对单元框架，所述至少一对单元框架被堆叠在一起，并且每个所述单元框架包括框架主体和双极板，所述框架主体具有用作电池流体的流动路径的歧管，所述双极板被布置在所述框架主体的内侧；正极电极和负极电极，所述正极电极和所述负极电极在成对的所述单元框架的所述双极板之间彼此对向地布置；以及隔膜，所述隔膜被置于堆叠在一起的所述框架主体之间以及所述电极之间，所述隔膜具有对应于所述歧管的通孔。电池包括密封构件，所述密封构件包括环状基部和分叉状环状脚部，所述环状基部沿着所述通孔的内周布置，所述分叉状环状脚部以如下方式从所述环状基部朝向所述通孔的外侧延伸：所述隔膜被夹在所述分叉状环状脚部之间；所述密封构件被置于堆叠在一起的所述框架主体之间。根据本专利技术的另一方面的密封构件是如下的密封构件，通过所述密封构件，对具有通孔的单元构件相对于电池流体进行密封，所述通孔允许电池流体从中通过。密封构件包括：环状基部和分叉状环状脚部，所述环状基部沿着通孔的内周布置，所述分叉状环状脚部以如下方式从环状基部朝向通孔的外侧延伸：单元构件被夹在所述分叉状环状脚部之间。专利技术的有益效果上述的电池可以容易地确保对电池流体进行密封并且容易组装。上述的密封构件可以容易地确保对电池流体进行密封。附图说明图1是用于解释包括在根据第一实施例的氧化还原液流电池中的电池单元的局部放大的示意性截面图。图2是用于解释在根据第一实施例的氧化还原液流电池中使用的密封构件的局部放大截面图。图3是在根据第一实施例的氧化还原液流电池中使用的密封构件在未压缩状态下的局部截面立体图。图4是氧化还原液流电池的示意图。图5是包括在氧化还原液流电池中的单元堆的示意图。具体实施方式[本专利技术的实施例说明]将列出本专利技术的第一实施例。(1)根据本专利技术的实施例的电池包括：至少一对单元框架，所述至少一对单元框架被堆叠在一起，并且每个所述单元框架包括框架主体和双极板，框架主体具有用作电池流体的流动路径的歧管，双极板被布置在框架主体的内侧；正极电极和负极电极，所述正极电极和所述负极电极在成对的所述单元框架的双极板之间彼此对向地布置；和隔膜，所述隔膜被置于堆叠在一起的框架主体之间和电极之间，隔膜具有对应于歧管的通孔。电池包括密封构件，该密封构件包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池，包括：至少一对单元框架，所述至少一对单元框架被堆叠在一起，并且每个所述单元框架包括框架主体和双极板，所述框架主体具有用作电池流体的流动路径的歧管，所述双极板被布置在所述框架主体的内侧；正极电极和负极电极，所述正极电极和负极电极在成对的所述单元框架的所述双极板之间彼此对向地布置；以及隔膜，所述隔膜被置于堆叠在一起的所述框架主体之间以及所述电极之间，所述隔膜具有对应于所述歧管的通孔，其中，所述电池包括密封构件，所述密封构件包括环状基部和分叉状环状脚部，所述环状基部沿着所述通孔的内周布置，所述分叉状环状脚部以如下方式从所述环状基部朝向所述通孔的外侧延伸：所述隔膜被夹在所述分叉状环状脚部之间；所述密封构件被置于堆叠在一起的所述框架主体之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.26 JP 2016-0128361.一种电池，包括：至少一对单元框架，所述至少一对单元框架被堆叠在一起，并且每个所述单元框架包括框架主体和双极板，所述框架主体具有用作电池流体的流动路径的歧管，所述双极板被布置在所述框架主体的内侧；正极电极和负极电极，所述正极电极和负极电极在成对的所述单元框架的所述双极板之间彼此对向地布置；以及隔膜，所述隔膜被置于堆叠在一起的所述框架主体之间以及所述电极之间，所述隔膜具有对应于所述歧管的通孔，其中，所述电池包括密封构件，所述密封构件包括环状基部和分叉状环状脚部，所述环状基部沿着所述通孔的内周布置，所述分叉状环状脚部以如下方式从所述环状基部朝向所述通孔的外侧延伸：所述隔膜被夹在所述分叉状环状脚部之间；所述密封构件被置于堆叠在一起的所述框架主体之间。2.根据权利要求1所述的电池，其中，每个所述环状脚部的、面向对应的一个所述框架主体的表面上具有突起。3.根据权利要求1或2所述的电池，其中，每个所述环状脚部的、面向所述隔膜的表面是平面。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池，其中，所述环状基部的、面向对应的一个所述框架主体的表面上具有突起。5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池，其中，所述隔膜的厚度是1.0mm或更小。6.根据权利要求1至5中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：中石博之，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP