[发明专利]电池单元堆和氧化还原液流电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种其中堆叠了多个双极板和多个单元电池的电池单元堆，以及一种使用该电池单元堆的氧化还原液流电池。

背景技术

氧化还原液流电池(RF电池)是一种存储通过太阳能发电、风力发电等获得的新能源的大容量蓄电池。RF电池使用正电极电解质中包含的离子和负电极电解质中包含的离子之间的氧化还原电势差来执行充电和放电。如在关于RF电池1的、图6的操作原理图表中所示，RF电池1包括单元电池100，该单元电池100被隔膜101分离成正电极单元电池102和负电极单元电池103，越过该隔膜101输送氢离子。正电极单元电池102包含正电极104并且经由管道108和110连接到存储正电极电解质的正电极电解质箱体106。类似地，负电极单元电池103包含负电极105并且经由管道109和111连接到存储负电极电解质的负电极电解质箱体107。在充电和放电期间，利用泵112和113，存储在箱体106和107中的电解质在单元电池102和103内循环。在不执行充电和放电的情形中，泵112和113停止，并且电解质不被循环。

单元电池100通常形成在图7所示称作电池单元堆200的结构内部。电池单元堆200被构成为使得称作子堆200s的分层结构被夹在两个端板210和220之间并且被紧固机构230紧固(在图中所示构造中，使用多个子堆200s)。如在图7的上部中所示，子堆200s具有如下结构，其中包括集成到类似画框地成形的框架122中的双极板121的单元电池框架120、正电极104、隔膜101和负电极105按依次堆叠，并且所形成的堆叠体被夹在给排板190之间(参考图7的下部)。在这种结构中，电池单元100形成在相邻的单元电池框架120的双极板121之间。

在子堆200s中，通过使用设置在框架122上的液体供应歧管123和124以及液体排放歧管125和126来执行电解质通过给排板190进入到单元电池100中的循环。正电极电解质通过在框架122的一个表面侧(纸张前侧)上形成的通道被从液体供应歧管123供应到正电极104，并且通过在框架122的上部上形成的通道排放到液体排放歧管125。类似地，负电极电解质通过在框架122的另一个表面侧(纸张后侧)上形成的通道被从液体供应歧管124供应到负电极105，并且通过在框架122的上部上形成的通道排放到液体排放歧管126。环形密封部件127，诸如O形环和扁平衬垫被设置在各个单元电池框架120之间使得能够防止电解质从子堆200s的泄漏。

通过使用由导电材料构成的集电板的集电结构来执行在设置在子堆200s中的电池单元100和外部装置之间的电力的输入和输出。为每一个子堆200s提供一对集电板。集电板电连接到在被堆叠的多个单元电池框架120中的在堆叠方向上位于两端处的单元电池框架120的对应的双极板(在下文中，称作端部双极板)121。

在RF电池中，电解质在充电和放电期间循环。然而，当不执行充电和放电时，电解质的循环停止。相应地，电池单元100中的压力改变，并且在某些情形中，因为压力的改变，在集电板和端部双极板121之间的电连接可能变得不足。作为克服这个问题的技术，例如，专利文献1公开了一项技术，其中将能够在厚度方向上变形的垫层(垫件)设置在集电板和端部双极板121之间，并且将金属层设置在端部双极板121的垫件侧表面上。专利文献1描述了优选地将镀锡铜网用作垫件，并且通过锡的热喷涂形成金属层。

引用列表

专利文献

PTL 1：日本未审定专利申请公报No.2012-119288

发明内容

技术问题

然而，即使在使用设置有上述垫件的电池单元堆的电池中，在某些情形中，随着重复充电和放电，集电板和端部双极板之间的电阻仍会增加，从而降低了电池性能。

已经在上述情况下实现了本发明。本发明的一个目的在于提供一种能够抑制由于重复充电和放电而导致集电板和端部双极板之间的电阻增加的电池单元堆。本发明的另一个目的在于提供一种使用该电池单元堆的氧化还原液流电池。

解决问题的方案