氧化还原液流电池制造技术

氧化还原液流型电池中所使用的正极电解液及负极电解液的pH值为2以上且8以下的范围内。对于正极电解液与负极电解液之间的隔膜，使用阴离子交换膜。阴离子交换膜是将具有阴离子交换性的取代基的单体接枝聚合至乙烯‑乙烯醇共聚物制的非多孔质基材而成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种氧化还原液流电池(redoxflowbattery)。
技术介绍
通常在氧化还原液流电池中使用强酸性的电解液。作为强酸性的电解液的例子，已将含有钒的氧化还原系物质的电解液加以实际应用。强酸性的电解液中的金属氧化还原离子即便为相对较高的浓度也稳定地溶解，因此可提高电池的能量密度。另外，强酸性的电解液中，离子传导的载体(carrier)为H+离子或OH-离子。由于H+离子的迁移率及OH-离子的迁移率均相对较高，因此强酸性的电解液具有高的导电率。由此，电池的电阻变小，结果电池的效率提高。但是，对于构成氧化还原液流电池的零件，要求可耐受强酸性的电解液的耐化学品性。作为氧化还原液流电池的零件，例如可列举正极电解液与负极电解液之间的隔膜。专利文献1中，作为氧化还原液流电池用的隔膜而揭示有亲水性膜与多孔质膜的复合膜。亲水性膜包含纤维素系聚合物或乙烯-乙烯醇共聚物。多孔质膜包含四氟乙烯或氯乙烯。另一方面，专利文献2中揭示有弱酸性的电解液。在使用弱酸性的电解液的情况下，与使用强酸性的电解液的情况相比，对正极电解液与负极电解液之间的隔膜所要求的耐化学品性得到缓和。另外，专利文献3中揭示有作为电解液的pH值为2以上且8以下的电力储存电池中所使用的隔膜的阳离子交换膜。该阳离子交换膜是将苯乙烯磺酸盐接枝聚合至以乙烯-乙烯醇共聚物为基体的树脂膜基材而成。再者，专利文献4中揭示有具备微多孔膜的离子透过性隔膜。该离子透过性隔膜为碱水的电解中所要求的特性优异者，并且对于使用水系电解液的电池而言也有用。另外，专利文献5中揭示有如下阴离子交换膜，所述阴离子交换膜是在包含聚烯烃的多孔质基材的细孔内填充氯甲基苯乙烯与二乙烯苯的共聚物，并在所述共聚物中导入四级铵基而成。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开昭62-223984号公报专利文献2：日本专利特开昭56-42970号公报专利文献3：国际公开第2014/030230号专利文献4：日本专利特开2014-12889号公报专利文献5：日本专利特开2009-144041号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题对于氧化还原液流电池而言，在使用pH值为2以上且8以下的范围内的电解液的情况下，对电池的零件所要求的耐化学品性得到缓和，因此能够避免使用昂贵的材料。因而，就能够实现设备的低成本化，因此促进氧化还原液流电池的进一步普及的观点而言有利。本专利技术是通过发现对于使用pH值为2以上且8以下的范围内的电解液的氧化还原液流电池而言适宜的隔膜而完成者。所述专利文献1～专利文献5对于在使用pH值为2以上且8以下的范围内的电解液的氧化还原液流电池中，将使用乙烯-乙烯醇共聚物制的非多孔质基材的阴离子交换膜用作隔膜的构成并未进行暗示。本专利技术的目的在于提供一种氧化还原液流电池，所述氧化还原液流电池具有适于使用pH值为2以上且8以下的范围内的电解液的情况的隔膜。解决问题的技术手段为了达成所述目的，本专利技术的一实施例中提供一种氧化还原液流电池，其是使用pH值为2以上且8以下的范围内的正极电解液及负极电解液的氧化还原液流电池，并且具有阴离子交换膜作为正极电解液与负极电解液之间的隔膜，所述阴离子交换膜是将具有阴离子交换性的取代基的单体接枝聚合至乙烯-乙烯醇共聚物制的非多孔质基材而成。在所述氧化还原液流电池中，所述非多孔质基材优选的是比重为1.17以上且1.23以下的乙烯-乙烯醇共聚物膜。在所述氧化还原液流电池中，所述非多孔质基材优选为单轴延伸或双轴延伸乙烯-乙烯醇共聚物膜。在所述氧化还原液流电池中，所述阴离子交换膜的接枝率优选为15％以上且47％以下。在所述氧化还原液流电池中，所述非多孔质基材的厚度优选为15μm以上且50μm以下。在所述氧化还原液流电池中，所述单体优选为含有乙烯基苄基三甲基铵盐。在所述氧化还原液流电池中，所述正极电解液优选为含有铁的氧化还原系物质、以及柠檬酸或乳酸。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式的氧化还原液流电池的概略图。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式的氧化还原液流电池进行说明。<氧化还原液流电池的结构>如图1所示，氧化还原液流电池具备充放电单元11、储存正极电解液22的第1储槽23、及储存负极电解液32的第2储槽33。进而，氧化还原液流电池具备将正极电解液22供给至充放电单元11的第1供给管24、及将负极电解液32供给至充放电单元11的第2供给管34。充放电单元11的内部由隔膜12分隔成正极侧单元21与负极侧单元31。在正极侧单元21中，以彼此接触的状态配置有正极21a与正极侧集电板21b。在负极侧单元31中，以彼此接触的状态配置有负极31a与负极侧集电板31b。正极21a及负极31a例如包含碳制的毡(felt)。正极侧集电板21b及负极侧集电板31b例如包含玻璃状碳板。正极侧集电板21b及负极侧集电板31b电性连接于充放电装置10。在氧化还原液流电池中，视需要而设置有调节充放电单元11周边的温度的温度调节装置。在正极侧单元21上，经由第1供给管24及第1回收管25而连接着第1储槽23。在第1供给管24上装配着第1泵26。通过第1泵26的工作，第1储槽23内的正极电解液22经过第1供给管24而被供给至正极侧单元21。此时，正极侧单元21内的正极电解液22经过第1回收管25而被回收到第1储槽23中。如此，正极电解液22在第1储槽23与正极侧单元21之间循环。在负极侧单元31上，经由第2供给管34及第2回收管35而连接着第2储槽33。在第2供给管34上装配着第2泵36。通过第2泵36的工作，第2储槽33内的负极电解液32经过第2供给管34而被供给至负极侧单元31。此时，负极侧单元31内的负极电解液32经过第2回收管35而被回收到第2储槽33中。如此，负极电解液32在第2储槽33与负极侧单元31之间循环。在第1储槽23及第2储槽33上，连接着第1气体管13a。第1气体管13a将由惰性气体产生装置所供给的惰性气体供给至第1储槽23内的正极电解液22中及第2储槽33内的负极电解液32中。由此，抑制正极电解液22及负极电解液32与大气中的氧的接触。第1储槽23内及第2储槽33内的气相中的氧浓度是通过调整惰性气体的供给量而保持为大致一定。作为惰性气体，例如可使用氮气。此外，作为可使用的惰性气体的例子，除了氮气以外，例如可列举二氧化碳气体、氩气、氦气。供给至第1储槽23及第2储槽33的惰性气体经过排气管14而被排出。在排气管14的排出侧的顶端，设置有将排气管14的顶端开口加以水封的水封部15。水封部15防止大气逆流到排气管14内，并且将第1储槽23内及第2储槽33内的压力保持为一定。本实施方式的氧化还原液流电池具备壳体41。壳体41将充放电单元11、第1储槽23、及第2储槽33包围。在壳体41上连接着第2气体管13b。第2气体管13b将由惰性气体产生装置所供给的惰性气体供给至充放电单元11的周围。由此，抑制充放电单元11与大气中的氧的接触。壳体41内的氧浓度是通过调整惰性气体的供给量而保持为大致一定。充电时，在与正极21a接触的正极电解液22中进行氧化反应，并且在与负极31a接触的负极电解液32中进行还原反应。即，正极21a释出电子，并且负极31a接受电子。此时，正极侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化还原液流电池，其是使用pH值为2以上且8以下的范围内的正极电解液及负极电解液的氧化还原液流电池，其特征在于：具有阴离子交换膜作为正极电解液与负极电解液之间的隔膜，所述阴离子交换膜是将具有阴离子交换性的取代基的单体接枝聚合至乙烯‑乙烯醇共聚物制的非多孔质基材而成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种氧化还原液流电池，其是使用pH值为2以上且8以下的范围内的正极电解液及负极电解液的氧化还原液流电池，其特征在于：具有阴离子交换膜作为正极电解液与负极电解液之间的隔膜，所述阴离子交换膜是将具有阴离子交换性的取代基的单体接枝聚合至乙烯-乙烯醇共聚物制的非多孔质基材而成。2.根据权利要求1所述的氧化还原液流电池，其中所述非多孔质基材是比重为1.17以上且1.23以下的乙烯-乙烯醇共聚物膜。3.根据权利要求1或2所述的氧化还原液流电池，其中所述非多孔质基材为...

【专利技术属性】
技术研发人员：山内昌，出口洋成，黄岚，宫﨑俊博，山之内昭介，
申请(专利权)人：日新电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP