双极板、单元框架、单元组和氧化还原液流电池制造技术

被布置在氧化还原液流电池的正极电极和负极电极之间的该双极板包括位于双极板的面向正极电极和负极电极中的至少一个的表面上的多个沟部和脊部，电解液流动通过多个沟部，该脊部位于相邻的沟部之间。在构成所述沟部的沟部内表面的至少一部分中，由算数平均粗糙度Ra表示的粗糙面的表面粗糙度是0.1μm或更大。

Bipolar plate, cell frame, cell group and redox flow battery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双极板、单元框架、单元组和氧化还原液流电池
本专利技术涉及双极板、单元框架、单元组和氧化还原液流电池。
技术介绍
专利文献1至4公开了氧化还原液流电池。这些氧化还原液流电池中的每个包括作为主要元件的电池单元，该电池单元包括：正极电极，正极电解液被供应到该正极电极；负极电极，负极电解液被供应到该负极电极；和隔膜，该隔膜介于正极电极和负极电极之间。正极电解液被供应到正极电极而负极电解液被供应到负极电极，以便使氧化还原液流电池充电和放电。通过以下方式构造电池单元：布置一组单元框架，使得包括正极电极、隔膜和负极电极的层叠构件介于单元框架之间。每个单元框架包括双极板和框架本体。正极电极和负极电极被布置在双极板的前和后表面上。框架本体被设置在双极板的外周处。专利文献1至4公开了相应的双极板。这些双极板中的每个具有多个沟部，电解液流动通过所述多个沟部，以充分地将电解液分布到电池单元中的正极电极和负极电极。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第2015-122230号专利文献2:日本未审专利申请公开第2015-122231号专利文献3:日本未审专利申请公开第2015-138771号专利文献4:日本未审专利申请公开第2015-210849号
技术实现思路
根据本公开的双极板被布置在氧化还原液流电池的正极电极和负极电极之间。在双极板的面向正极电极和负极电极中的至少一个的表面中，双极板具有多个沟部和脊部，电解液流动通过该多个沟部，该脊部位于相邻的沟部之间。双极板包括被布置在沟部内表面的至少一部分中的粗糙面，该沟部内表面限定相应的沟部，并且由算数平均粗糙度Ra表示的粗糙面的表面粗糙度是0.1μm或更大。根据本公开的单元框架包括根据本公开的双极板和设置在双极板的外周处的框架本体。根据本公开的单元组包括根据本公开的单元框架。根据本公开的氧化还原液流电池包括根据本公开的单元组。附图说明[图1]图1图示了根据第一实施例的氧化还原液流电池的操作原理。[图2]图2是根据第一实施例的氧化还原液流电池的示意性结构图。[图3]图3是根据第一实施例的单元组的示意性结构图。[图4]图4是从一个表面侧观看的根据第一实施例的单元框架的示意性结构图。[图5]图5是根据第一实施例的双极板的示意性截面图。[图6]图6是根据第二实施例的双极板的示意性截面图。[图7]图7是根据第三实施例的双极板的示意性平面图。[图8]图8是根据第四实施例的双极板的示意性平面图。[图9]图9是根据第五实施例的双极板的示意性平面图。[图10]图10是根据第六实施例的双极板的示意性平面图。[图11]图11是根据第七实施例的双极板的示意性平面图。具体实施方式[本公开将解决的问题]电解液在具有多个沟部的双极板中的流动包括：沿着沟部的流动；和跨过被定位于相邻沟部之间的脊部、以在沟部之间移动的流动。双极板的最外表面的大部分由脊部形成。因而，电解液的跨过脊部的流动使得易于电解液易于渗透到面向脊部的电极中，因此，易于在电极上进行电池反应。同时，由于电解液沿着沟部流动，靠近沟部底部流动的部分电解液不太可能渗透到电极中，并且可能在未被用于电池反应的情况下在未反应的状态下被排出。因此，本公开的一个目的在于提供双极板、单元框架、单元组和氧化还原液流电池，由此获得电解液的良好扩散，并且能够提高电池反应性。[本公开的有利效果]根据本公开，能够提供双极板、单元框架、单元组和氧化还原液流电池，由此获得电解液的良好扩散，并且能够提高电池反应性。[根据本专利技术的实施例的描述]首先，列出并描述根据本专利技术的实施例的内容项。(1)根据本专利技术的实施例的双极板被布置在氧化还原液流电池的正极电极和负极电极之间。在双极板的面向正极电极和负极电极中的至少一个的表面中，双极板具有多个沟部和脊部，电解液流动通过多个沟部，该脊部位于相邻的沟部之间。双极板包括被布置在沟部内表面的至少一部分中的粗糙面，该沟部内表面限定相应的沟部，并且由算数平均粗糙度Ra表示的粗糙面的表面粗糙度是0.1μm或更大。双极板在限定沟部的沟部内表面中包括具有0.1μm或更大的算术平均粗糙度Ra的粗糙面。因而，当电解液沿着沟部流动时，由于粗糙面的较小的高低差，因此电解液的流动速率变化。这可以在电解液中生成湍流。电解液中的湍流的出现能够提高沿着沟部流动的电解液的扩散，并且靠近沟部的底部流动的电解液也易于被供应到电极。因而，因为沿着沟部流动的电解液被供应到并且渗透到电极中，因此能够提高电池反应性，并且能够抑制在未反应状态下的电解液的排出。(2)双极板的示例可以是以下形式，其中，由算数平均粗糙度Ra表示的粗糙面的表面粗糙度是25μm或更小。布置在双极板的表面上的电极通常包括多孔材料，该多孔材料包括纤维。当双极板包括粗糙面时，被包括在电极中的纤维易于被捕捉在粗糙面的小高度差上。当电极由于各极之间的压力差而被压缩时，在电极的纤维被捕捉在沟部的内部上的情况下，电极进入沟部。这减小了沟部的体积，并且增大了压力损失。同时，当由算术平均粗糙度Ra表示的粗糙面的表面粗糙度是25μm或更小时，能够减小电极的纤维被捕捉在沟部的内侧上的可能性。这允许沟部的体积易于得到确保并且压力损失的增大被抑制。此外，当由算术平均粗糙度Ra表示的粗糙面的表面粗糙度是25μm或更小时，甚至在电池单元的组装期间电极的纤维被捕捉在沟部的内部上的情形中，被捕捉的纤维易于被释放。此外，当由算术平均粗糙度Ra表示的粗糙面的表面粗糙度是25μm或更小时，能够抑制沿着沟部流动的电解液的流动阻力的增大，并且也能够抑制由于电解液和粗糙面之间生成的摩擦热而导致的电解液的温度的增大。(3)双极板的示例可以是以下形式：双极板进一步包括粗糙面，粗糙面被布置在脊部的表面的至少一部分中，并且由算术平均粗糙度Ra表示的粗糙面的表面粗糙度是0.1μm或更大。当除了沟部以外、脊部也设置有粗糙面时，在流动跨过脊部的电解液中也能够生成湍流，并且能够提高电解液到面向脊部的电极中的扩散。因而，能够进一步提高电池反应性。此外，当粗糙面被设置在沟部和脊部的全部中时，粗糙面易于形成在双极板中。(4)本专利技术的单元框架包括根据上述(1)至(3)中的任一项的双极板和被设置在双极板的外周处的框架本体。单元框架包括根据本专利技术的实施例的双极板。因而，沿着沟部流动的电解液易于被供应到和渗透到电极中，因此能够提高电池反应性。(5)根据本专利技术的实施例的单元组包括根据上述(4)的单元框架。单元组包括根据本专利技术的实施例的单元框架。因而，沿着沟部流动的电解液易于被供应到和渗透到电极中，因此能够提高电池反应性。(6)根据本专利技术的实施例的氧化还原液流电池包括根据上述(5)的单元组。氧化还原液流电池包括根据本专利技术的实施例的单元组。因而，沿着沟部流动的电解液易于被供应到和渗透到电极中，因此能够提高电池反应性。[根据本专利技术的实施例的细节]以下将参考附图描述根据本专利技术的实施例的双极板、单元框架、单元组和氧化还原液流电池。图中相同的附图标记指示相同名称的元件。应理解的是本专利技术不限于这些示例。本专利技术由权利要求书的范围指示并且旨在包含权利要求书的范围内以及等同物的意义和范围内的所有改型。《第一实施例》本实施例的一个特征是，双极板具有以下结构：利用该结构获得电解液的良好扩散，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双极板，其中，所述双极板被布置在氧化还原液流电池的正极电极和负极电极之间，其中，在所述双极板的面向所述正极电极和所述负极电极中的至少一个的表面中，所述双极板具有多个沟部和脊部，电解液流动通过所述多个沟部，所述脊部位于相邻的所述沟部之间，并且其中，所述双极板包括被布置在沟部内表面的至少一部分中的粗糙面，所述沟部内表面限定相应的所述沟部，并且由算数平均粗糙度Ra表示的所述粗糙面的表面粗糙度是0.1μm或更大。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种双极板，其中，所述双极板被布置在氧化还原液流电池的正极电极和负极电极之间，其中，在所述双极板的面向所述正极电极和所述负极电极中的至少一个的表面中，所述双极板具有多个沟部和脊部，电解液流动通过所述多个沟部，所述脊部位于相邻的所述沟部之间，并且其中，所述双极板包括被布置在沟部内表面的至少一部分中的粗糙面，所述沟部内表面限定相应的所述沟部，并且由算数平均粗糙度Ra表示的所述粗糙面的表面粗糙度是0.1μm或更大。2.根据权利要求1所述的双极板，其中，由所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤田勇人，本井见二，
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