[发明专利]氧化还原液流电池管、氧化还原液流电池管的制造方法、管单元以及氧化还原液流电池

说明书

该氧化还原液流电池管被设置在电池元件和储存电解液的箱体之间，并且电解液流动通过所述氧化还原液流电池管，所述氧化还原液流电池管包括曲折部，所述曲折部具有：平行布置的多个平行部；和将彼此相邻的平行部连接的多个弯曲部，并且其中，所述平行部和弯曲部被交替且连续形成，以成为一体，其中，当D表示外径，并且X表示相邻的平行部的中心间的距离时，所述中心间距离X与外径D的比值满足1.2‑2.5。

技术领域

本发明涉及一种氧化还原液流电池管、一种氧化还原液流电池管的制造方法、一种管单元以及一种氧化还原液流电池。

本申请要求2016年5月25日提交的日本专利申请2016-104716的优先权，并且该日本专利申请的全部内容通过引用被并入本文。

背景技术

近年来，为了应对全球变暖，全世界已经推广使用自然能源(所谓的可再生能源)来进行发电，例如太阳能光伏发电或风力发电。这种发电的输出取决于自然条件，例如天气。因此，预期的是，当大规模引入这种使用自然能源的发电时，在电力系统的运行期间可能出现例如难以维持频率和电压这样的问题。作为解决这些问题的对策，预期安装大容量二次电池，以便实现例如输出变化的平滑化、剩余电力的存储和电力短缺期间的电力供应。

大容量二次电池之一是氧化还原液流电池(RF电池)(参见专利文献1)。RF电池向包括电池单元的电池元件供应正极电解液和负极电解液，以进行充电和放电，所述电池单元包括正极电极、负极电极以及设置在正极电极和负极电极之间的隔膜。使用含有例如钒(V)离子这样的、其化合价通过氧化还原而改变的金属离子的水溶液作为电解液。图11是钒系RF电池300的工作原理图，其中，含有V离子的钒电解液用作正极电解液和负极电解液。在图11中所示的电池单元110中，实线箭头指示充电反应，虚线箭头指示放电反应。

所述RF电池300包括电池元件100。所述电池元件100包括电池单元110，所述电池单元110包括其中包含正极电极102a的正极电池单元112a、其中包含负极电极102b的负极电池单元112b以及设置在所述电极电池单元之间的隔膜101。所述RF电池300包括分别储存正极电解液和负极电解液的箱体120(正极电解液箱体120a和负极电解液箱体120b)和电解液流路130(正极电解液流路130a和负极电解液流路130b)，电解液通过所述电解液流路在箱体120和电池元件100(电池单元110)之间循环。所述电解液流路130包括管131和132，所述管131和132被设置在箱体120和电池元件100之间，并且电解液流动通过所述管131和132。所述箱体120和电池元件100通过位于其间的所述管131和132连接在一起。所述管131为供应管，电解液通过所述供应管从箱体120被供应到电池单元110(正极电池单元112a和负极电池单元112b)，所述管132为返回管，电解液通过所述返回管从所述电池单元110返回箱体120。所述电解液流路130(该示例中为管131)设置有泵140(正极电解液泵140a和负极电解液泵140b)，用于分别泵送其对应的电解液。

通常，所述电池元件100以电池单元堆的形式来使用，其中，多个电池单元110被堆叠在一起，每个电池单元均包括正极电极102a(正极电池单元112a)、负极电极102b(负极电池单元112b)和设置在所述电极之间的隔膜101。图12是电池单元堆的示意性结构图。在所述电池单元堆200中使用多个电池单元框架210，每个电池单元框架210均包括双极板211和设置在所述双极板211的外周上、以彼此成一体的框架体212。所述电池单元堆200通过如下方式形成：堆叠多个电池单元110，并且在其间设置电池单元框架210，每个电池单元110均包括叠置的正极电极102a、隔膜101和负电极102b；利用两个端板220从所得到的层叠体的两侧夹住所述层叠体，并紧固该层叠体。具体来说，相邻电池单元110的负极电极(负极电池单元)和正极电极(正极电池单元)被设置为夹持电池单元框架210(双极板211)。所述电池单元堆200上设置有供应/排出板(未示出)，每个所述供应/排出板设有供应电解液的供应口和排出电解液的排出口。形成电解液的电解液流路130(参见图11)的管131和132分别连接到所述供应口和排出口。