电池单元、电池堆、氧化还原液流电池及氧化还原液流电池系统技术方案

一种电池单元，具备正极电极、负极电极及介于两电极之间的隔膜，并用于氧化还原液流电池，上述隔膜在俯视观察上述隔膜时的至少中央侧具备离子透过部，该离子透过部具有氢离子透过性，上述正极电极和上述负极电极的平面面积均为250cm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池单元、电池堆、氧化还原液流电池及氧化还原液流电池系统
本专利技术涉及电池单元、电池堆、氧化还原液流电池及氧化还原液流电池系统。
技术介绍
在专利文献1、2中公开了具备在与电力系统之间进行充放电的电池、储存向电池供给的电解液的罐、使电解液在电池单元与罐之间循环的循环泵及配置于电池单元与电力系统之间的交流/直流转换器(电力转换器)的氧化还原液流电池系统。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-164530号公报专利文献2：日本特开2017-16788号公报
技术实现思路
本公开的电池单元具备正极电极、负极电极及介于两电极之间的隔膜，用于氧化还原液流电池，上述隔膜在俯视上述隔膜时的至少中央侧具备离子透过部，该离子透过部具有氢离子透过性，上述正极电极和上述负极电极的平面面积均为250cm2以上，且上述离子透过部的平面面积比上述正极电极和上述负极电极的平面面积小，而且上述离子透过部中的实际上与上述正极电极和上述负极电极对向的对向部的平面面积是上述正极电极和上述负极电极中较小一方的平面面积的50％以上且99.9％以下。本公开的电池堆具备：层叠多个本公开的电池单元而成的层叠体；及将上述层叠体从上述层叠体的层叠方向的两侧夹入的一对端板。本公开的氧化还原液流电池具备：本公开的电池堆；正极循环机构，使正极电解液在上述电池单元循环；及负极循环机构，使负极电解液在上述电池单元循环。本公开的氧化还原液流电池系统具备：本公开的氧化还原液流电池；检测装置，对与上述氧化还原液流电池连接的电力系统的停电进行检测；及控制部，基于上述检测装置的检测结果利用残留于上述电池单元内的上述正极电解液和上述负极电解液使上述正极循环机构及上述负极循环机构工作。附图说明图1是对氧化还原液流电池的工作原理进行说明的图。图2是实施方式1的电池单元的分解图。图3是实施方式1的电池单元的纵剖视图。图4是实施方式1的电池堆的纵剖视图。图5是具备实施方式1的氧化还原液流电池的氧化还原液流电池系统的概略结构图。图6是实施方式2的电池单元的分解图。图7是实施方式2的电池单元的纵剖视图。具体实施方式专利技术要解决的课题氧化还原液流电池系统在电力系统的停电时无法靠自身向电力系统放电。是因为在氧化还原液流电池系统中，当使电解液在电池单元内循环的循环泵停止时，无法继续地充放电。作为其对策，在专利文献1中，设置有在电力系统的停电时将循环泵驱动的不间断供电电源装置(UninterruptiblePowerSupply(不间断电力供应)：UPS)。然而，用于提供使循环泵工作的电力的UPS随着氧化还原液流电池的电池容量的增加而大型化，因此存在需要的设置空间大或耗费设置成本这样的问题。于是，本公开的目的之一在于提供能够构成在电力系统停电时能够靠自身向电力系统放电的氧化还原液流电池的电池单元及电池堆。本公开的目的之一还在于提供能够构成在电力系统停电时能够靠自身向电力系统放电的氧化还原液流电池及氧化还原液流电池系统。[本专利技术的实施方式的说明]首先，列出本申请专利技术的实施方式的内容并进行说明。<1>实施方式的电池单元具备正极电极、负极电极及介于两电极之间的隔膜，用于氧化还原液流电池，上述隔膜在俯视上述隔膜时的至少中央侧具备离子透过部，该离子透过部具有氢离子透过性，上述正极电极和上述负极电极的平面面积均为250cm2以上，且上述离子透过部的平面面积比上述正极电极和上述负极电极的平面面积小，而且上述离子透过部中的实际上与上述正极电极和上述负极电极对向的对向部的平面面积是上述正极电极和上述负极电极中较小一方的平面面积的50％以上且99.9％以下。根据上述结构的电池单元，能够在两电极内储存紧急用的电解液，因此能够构成在电力系统的停电时能够靠自身向电力系统放电的氧化还原液流电池。之所以能够在两电极内储存紧急用的电解液，是因为在俯视两电极时的平面面积为250cm2以上，且在正极电极、负极电极及隔膜的离子透过部的对向部的平面面积中，对向部的平面面积最小。通过使离子透过部的对向部的平面面积比两电极的平面面积小，从而在两电极形成不接触离子透过部的非接触部分，能够抑制处于该非接触部分的电解液的电池反应。抑制了该电池反应的电解液在停电时能够作为紧急用的电解液来使用。在此，通过使两电极的平面面积为250cm2以上，从而在两电极流通的电解液量变多，能够确保足够的量的紧急用的电解液。如果离子透过部的对向部的平面面积是小的一方的电极的平面面积的99.9％以下，则能够将足够的量的电解液储存于各电极用于氧化还原液流电池的再启动。另一方面，如果离子透过部的平面面积是小的一方的电极的平面面积的50％以上，则能够抑制电池反应面积过小而氧化还原液流电池的电池容量过低。离子透过部的平面面积进一步优选为小的一方的电极的平面面积的60％以上且95％以下，更优选为70％以上且90％以下。<2>作为实施方式的电池单元的一种方式，可以举出以下方式：上述隔膜的平面面积比上述正极电极和上述负极电极的平面面积小。由于隔膜的平面面积比两电极小，因此能够可靠地确保紧急用的电解液，并且能够减少隔膜的材料。<3>作为上述隔膜的平面面积比上述正极电极和上述负极电极的平面面积小的实施方式的电池单元的一种方式，可以举出以下方式：上述电池单元具备：第一电池单元框架及第二电池单元框架，具有双极板和框体，将上述隔膜从所述隔膜的一面侧和另一面侧夹入；正极空间，形成于上述隔膜与上述第一电池单元框架的上述双极板之间，收纳上述正极电极；负极空间，形成于上述隔膜与上述第二电池单元框架的上述双极板之间，收纳上述负极电极；及框密封件，具有不与上述隔膜接触而与上述框体的内周缘的整周接触的外周部及与上述隔膜的外周缘的整周接触的内周部。利用第一电池单元框架和第二电池单元框架夹入隔膜，利用框密封件支承隔膜，由此能够有效地抑制电池单元内的隔膜偏移。此外，通过框密封件将隔膜的外周缘和框体的内周缘密封，由此能够抑制正极电解液和负极电解液在电池单元内混合。<4>作为实施方式的电池单元的一种方式，可以举出以下方式：上述隔膜具备上述离子透过部及包围上述离子透过部的外周的框状的离子非透过部，上述隔膜的平面面积比上述正极电极和上述负极电极中的任一个的平面面积大。通过使隔膜的平面面积比两电极的平面面积大，能够有效地防止两电极的接触。此外，当增大隔膜的平面面积时，通过由离子透过部和离子非透过部形成隔膜，能够削减用于构成离子透过部的材料。<5>作为隔膜的平面面积比两电极的平面面积大的实施方式的电池单元的一种方式，可以举出以下方式：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池单元，具备正极电极、负极电极及介于两电极之间的隔膜，用于氧化还原液流电池，其中，/n所述隔膜在俯视所述隔膜时的至少中央侧具备离子透过部，该离子透过部具有氢离子透过性，/n所述正极电极和所述负极电极的平面面积均为250cm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电池单元，具备正极电极、负极电极及介于两电极之间的隔膜，用于氧化还原液流电池，其中，
所述隔膜在俯视所述隔膜时的至少中央侧具备离子透过部，该离子透过部具有氢离子透过性，
所述正极电极和所述负极电极的平面面积均为250cm2以上，且所述离子透过部的平面面积比所述正极电极和所述负极电极的平面面积小，
而且所述离子透过部中的实际上与所述正极电极和所述负极电极对向的对向部的平面面积是所述正极电极和所述负极电极中较小一方的平面面积的50％以上且99.9％以下。


2.根据权利要求1所述的电池单元，其中，
所述隔膜的平面面积比所述正极电极和所述负极电极的平面面积小。


3.根据权利要求2所述的电池单元，其中，具备：
第一电池单元框架及第二电池单元框架，具有双极板和框体，将所述隔膜从所述隔膜的一面侧和另一面侧夹入；
正极空间，形成于所述隔膜与所述第一电池单元框架的所述双极板之间，收纳所述正极电极；
负极空间，形成于所述隔膜与所述第二电池单元框架的所述双极板之间，收纳所述负极电极；及
框密封件，具有不与所述隔膜接触而与所述框体的内周缘的整周接触的外周部及与所述隔膜的外周缘的整周接触的内周部。


4.根据权利要求1所述的电池单元，其中，
所述隔膜具备所述离子透过部及包围所述离子透过部的外周的框状的离子非透过部，
所述隔膜的平面面积比所述正极电极和所述负极电极中的任一个的平面面积大。

【专利技术属性】
技术研发人员：久畑满，桑原雅裕，
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