单元框架、单元组和氧化还原液流电池制造技术

技术编号:22174659 阅读:92 留言:0更新日期:2019-09-21 15:18
提供了一种包括双极板和框架本体的单元框架,该单元框架还包括:连接到入口狭缝并在单元框架的宽度方向上延伸的引入侧流动控制沟;连接到出口狭缝并在宽度方向上延伸的排放侧流动控制沟;和使引入侧流动控制沟部和排放侧流动控制沟部相互连通的扩散沟单元。扩散沟单元包括:引入侧纵向沟,其从引入侧流动控制沟分支,朝向排放侧流动控制沟延伸,并且不与排放侧流动控制沟直接连通;排放侧纵向沟,其从排放侧流动控制沟分支,朝向引入侧流动控制沟延伸,并且不与引入侧流动控制沟直接连通;和与引入侧纵向沟和排放侧纵向沟连通的一个或多个横向沟。

Unit Frame, Unit Group and Redox Flow Battery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】单元框架、单元组和氧化还原液流电池
本专利技术涉及一种单元框架、一种单元组和一种氧化还原液流电池。
技术介绍
专利文献(PTL)1至4描述了一种单元组和使用该单元组的一种氧化还原液流电池,该单元组通过如下方法形成:堆叠多组单元框架、正极电极、隔膜、负极电极和单元框架,并将所得的层叠体夹在供应/排放板之间。单元框架包括:双极板,该双极板夹在正极电极和负极电极之间;和框架本体,该框架本体被构造成从双极板的外边缘支撑双极板。在这种构造中,相邻的单元框架的双极板之间形成一个单元。专利文献1至4公开了一种构造,其中,为了使得电解液充分分布在单元中的正极电极和负极电极上,在双极板的面向正极电极的一个表面和双极板的面向负极电极的另一个表面中形成有多个通道。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
本公开的目的是提供能够改善氧化还原液流电池的电池性能的一种单元框架和一种单元组。本公开的另一个目的是提供一种具有高电池性能的氧化还原液流电池。问题的解决方案根据本公开的单元框架包括:双极板,所述双极板被置于氧化还原液流电池的正极电极和负极电极之间;和框架本体,该框架本体被构造成从双极板的外边缘支撑双极板。框架本体具有:用于将电解液引入到双极板中的入口狭缝;和用于将电解液从双极板排出的出口狭缝。单元框架具有:引入侧导流通道,该引入侧导流通道连接到入口狭缝,并在单元框架的宽度方向上延伸;排放侧导流通道,该排放侧导流通道连接到出口狭缝,并在宽度方向上延伸;和扩散通道单元,该扩散通道单元被构造成允许引入侧导流通道与排放侧导流通道相连通。扩散通道单元包括:引入侧竖直通道,该引入侧竖直通道从引入侧导流通道分支出来,并且朝向排放侧导流通道延伸,但不与排放侧导流通道直接连通;排放侧竖直通道,该排放侧竖直通道从排放侧导流通道分支出来,并且朝向引入侧导流通道延伸,但不与引入侧导流通道直接连通;和一个或多个水平通道,该一个或多个水平通道与引入侧竖直通道和排放侧竖直通道均连通。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是示出根据一个实施例的氧化还原液流电池的操作原理的说明图。[图2]图2是根据该实施例的氧化还原液流电池的示意图。[图3]图3是根据一个实施例的单元组的示意图。[图4]图4是从一侧观察的根据第一实施例的单元框架的平面图。[图5]图5是从一侧观察的根据第二实施例的单元框架的平面图。具体实施方式本专利技术所要解决的问题近年来,要求开发环保能源系统。作为这种系统的一部分,已经预计将开发具有改进的电池性能的氧化还原液流电池。通过将重点放在被包括在氧化还原液流电池的单元框架中的双极板中的通道上,本专利技术人已经研究了能够改善氧化还原液流电池的电池性能的构造。本申请专利技术的实施例的描述。首先,将总结本申请的专利技术的实施例。<1>根据一个实施例的单元框架包括:双极板,所述双极板被置于氧化还原液流电池的正极电极和负极电极之间;和框架本体,该框架本体被构造成从双极板的外边缘支撑双极板。框架本体具有:用于将电解液引入到双极板中的入口狭缝;和用于将电解液从双极板排出的出口狭缝。单元框架具有:引入侧导流通道,该引入侧导流通道连接到入口狭缝,并在单元框架的宽度方向上延伸;排放侧导流通道,该排放侧导流通道连接到出口狭缝,并在宽度方向上延伸;和扩散通道单元,该扩散通道单元被构造成允许引入侧导流通道与排放侧导流通道相连通。扩散通道单元包括:引入侧竖直通道,该引入侧竖直通道从引入侧导流通道分支出来,并且朝向排放侧导流通道延伸,但不与排放侧导流通道直接连通;排放侧竖直通道,该排放侧竖直通道从排放侧导流通道分支出来,并且朝向引入侧导流通道延伸,但不与引入侧导流通道直接连通;和一个或多个水平通道,该一个或多个水平通道与引入侧竖直通道和排放侧竖直通道均连通。利用单元框架中的扩散通道单元,电解液能够在单元框架的双极板的整个表面上迅速分布,并且在与双极板相重叠的电极的整个表面上均匀地供应。而且,利用单元框架中的扩散通道单元,能够从电极的整个表面迅速并且均匀地收集被供应到电极并且活性材料的价位发生变化的电解液。单元框架中的扩散通道单元允许引入侧导流通道与排放侧导流通道相连通。通过这样允许引入侧导流通道与排放侧导流通道相连通,由电解液的电池反应产生的气体、最初夹带在电解液中的气体,或者当电解液循环时在电解液罐中从气相混入电解液中的气体能够易于从氧化还原液流电池的单元内部释放。这能够减少与单元中的气体滞留相关联的问题,诸如由在单元中滞留的气体引起的、在电解液和电极之间的接触面积的减小,并且还能够减少由这样的问题引起的、氧化还原液流电池的单元电阻的增加。<2>在根据实施例的单元框架的一个方面中,该多个水平通道可以包括:第一水平通道,该第一水平通道从引入侧竖直通道的端部朝向排放侧竖直通道延伸;和第二水平通道,该第二水平通道从排放侧竖直通道的端部朝向引入侧竖直通道延伸。增加第一水平通道能够减少直接流动通过引入侧竖直通道的端部朝向排放侧导流通道的电解液量,并且能够增加沿着单元框架的宽度方向(即,沿着第一水平通道)从引入侧竖直通道的端部流动的电解液量。增加第二水平通道除了促进形成电解液的从引入侧导流通道朝向引入侧竖直通道的流动之外,增加第二水平通道还促进形成电解液的从引入侧导流通道朝向第二水平通道的电解液的流动。利用第一水平通道和第二水平通道,能够促进将电解液分布在由于不存在通道而不易接近的区域上。因此,电解液能够易于分布在双极板的整个表面上,或者换句话说,电解液能够易于分布在重叠在双极板上的电极的整个表面上。<3>在根据实施例的单元框架的另一个方面中,水平通道的宽度可以小于引入侧竖直通道的宽度和排放侧竖直通道的宽度。使水平通道比竖直通道更窄促进了电解液从水平通道溢出。从水平通道溢出的电解液可以在双极板的平面方向上铺开。因此,电解液易于分布在双极板的整个表面上,或者换句话说,电解液易于分布在重叠在双极板上的电极的整个表面之上。<4>在根据其中水平通道比竖直通道更窄的实施例的单元框架的一个方面中,水平通道的宽度可以大于或等于引入侧竖直通道的宽度的1/10和排放侧竖直通道的宽度的1/10,但小于引入侧竖直通道的宽度和排放侧竖直通道的宽度。使水平通道的宽度大于或等于竖直通道的宽度的1/10能够提高电解液在双极板的平面方向上的扩散。使水平通道的宽度小于竖直通道的宽度能够防止过量的液体通过水平通道,并且能够减少在没有对电池反应做出贡献就被排放到出口狭缝中的电解液量。因此,通过将水平通道的宽度和竖直通道的宽度之间的比率设定在上述范围内,能够有效地使用覆盖在双极板上的电极的整个表面。<5>在根据实施例的单元框架的另一个方面中,水平通道的深度可以小于引入侧竖直通道和排放侧竖直通道的深度。使水平通道比竖直通道更浅促进了电解液从水平通道溢出。从水平通道溢出的电解液能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单元框架,所述单元框架包括双极板和框架本体,所述双极板被置于氧化还原液流电池的正极电极和负极电极之间,所述框架本体被构造成从所述双极板的外边缘支撑所述双极板,所述框架本体具有入口狭缝和出口狭缝,所述入口狭缝用于将电解液引入到所述双极板中,所述出口狭缝用于将所述电解液从所述双极板排出,其中,所述单元框架具有:引入侧导流通道,所述引入侧导流通道被连接到所述入口狭缝,并且在所述单元框架的宽度方向上延伸,排放侧导流通道,所述排放侧导流通道被连接到所述出口狭缝,并且在所述宽度方向上延伸,和扩散通道单元,所述扩散通道单元被构造成允许所述引入侧导流通道与所述排放侧导流通道相连通;并且所述扩散通道单元包括:引入侧竖直通道,所述引入侧竖直通道从所述引入侧导流通道分支出来,并且朝向所述排放侧导流通道延伸,但不与所述排放侧导流通道直接连通,排放侧竖直通道,所述排放侧竖直通道从所述排放侧导流通道分支出来,并且朝向所述引入侧导流通道延伸,但不与所述引入侧导流通道直接连通,和一个或多个水平通道,所述一个或多个水平通道与所述引入侧竖直通道和所述排放侧竖直通道均连通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种单元框架,所述单元框架包括双极板和框架本体,所述双极板被置于氧化还原液流电池的正极电极和负极电极之间,所述框架本体被构造成从所述双极板的外边缘支撑所述双极板,所述框架本体具有入口狭缝和出口狭缝,所述入口狭缝用于将电解液引入到所述双极板中,所述出口狭缝用于将所述电解液从所述双极板排出,其中,所述单元框架具有:引入侧导流通道,所述引入侧导流通道被连接到所述入口狭缝,并且在所述单元框架的宽度方向上延伸,排放侧导流通道,所述排放侧导流通道被连接到所述出口狭缝,并且在所述宽度方向上延伸,和扩散通道单元,所述扩散通道单元被构造成允许所述引入侧导流通道与所述排放侧导流通道相连通;并且所述扩散通道单元包括:引入侧竖直通道,所述引入侧竖直通道从所述引入侧导流通道分支出来,并且朝向所述排放侧导流通道延伸,但不与所述排放侧导流通道直接连通,排放侧竖直通道,所述排放侧竖直通道从所述排放侧导流通道分支出来,并且朝向所述引入侧导流通道延伸,但不与所述引入侧导流通道直接连通,和一个或多个水平通道,所述一个或多个水平通道与所述引入侧竖直通道和所述排放侧竖直通道均连通。2.根据权利要求1所述的单元框架,其中,所述多个水平通道包括:第一水平通道,所述第一水平通道从所述引入侧竖直通道的端部朝向所述排放侧竖直通道延伸;和第二水平通道,所述第二水平通道从...

【专利技术属性】
技术研发人员:藤田勇人丰田晴久
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

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