氧化还原液流电池制造技术

一种氧化还原液流电池(1、2、3、4、5)，通过设置于罐(106、107)的上方侧的泄漏防止孔(10h、20h、30h、40h)，在上游配管(11、21)等的事故时，经由容纳配管(10A、10B、10C、10D、30A、20A、20B、20C)和上游配管(11、21)的一部分所形成的倒U字状的配管，根据虹吸管的原理能够降低罐(106、107)内的电解液的泄漏量。

【技术实现步骤摘要】
氧化还原液流电池
本专利技术涉及氧化还原液流电池(以下，也称为“RF电池”)。特别是涉及能够降低事故时等罐内的电解液的泄漏量的RF电池。
技术介绍
近年来，作为地球温暖化的对策，在世界范围内推广太阳光发电和风力发电这样的新能源的引入。这些发电输出受到气候影响，因此若进行大量地引入，则预测存在频率或电压的维持变得困难这样的电力系统的运用时的问题。作为该问题的对策之一，期待设置大容量的蓄电池，从而谋求输出变动的平滑化、剩余电力的储存和负载平均化等。大容量的蓄电池之一是RF电池。图6表示专利文献1(日本特开2001-43884号公报)所示的现有的RF电池的形态。如图6所示，现有的RF电池100具有在内置正极电极104的正极电池单元102与内置负极电极105的负极电池单元103之间介入隔膜101的电池要素100c和循环机构(罐106、107；上游配管108、109；下游配管110、111；泵112、113)，利用循环机构，能够向电池要素100c循环供给正极电解液以及负极电解液而进行充放电。作为典型的电解液，利用含有通过氧化还原使价数变化的钒离子这样的金属离子的水溶液。此外，在图6中，罐106、107内的离子是一种例示。另外，在图6中，实线的箭头表示充电，虚线的箭头表示放电。在现有的RF电池100中，向电池要素100c供给正负各极的电解液的上游配管108、109的一端安装于罐106、107的底部侧(下方侧)，另一端安装于电池要素100c的底部侧(下方侧)。另外，在现有的RF电池100中，将来自电池要素100c的电解液返回到各极的罐106、107的下游配管110、111安装于罐106、107的上方侧。但是，在现有的RF电池100中，在发生了上游配管108、109和/或泵112、113破损等事故的情况下，存在正负各极的罐106、107内的电解液大部分泄漏的问题。用于RF电池的电解液是硫酸溶液等危险品，因此若大量泄漏，则担心损害作业者的安全性、对环境产生影响或者污损周边设备。另外，用于RF电池的电解液具有导电性，因此担心漏电、或者在正极电池单元与负极电池单元之间以及RF电池与周边设备之间发生短路。在将下游配管的一端安装于罐的下方的情况下也存在同样的问题。因此，希望即使在发生了RF电池的配管和/或泵的破损这样的事故的情况下，也能够尽可能地降低从罐泄漏的电解液的量。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种能够降低在事故时等的罐内的电解液的泄漏量的氧化还原液流电池。作为用于解决上述课题的方式考虑如下方式：将罐中的电解液的取出口设置于例如罐内的电解液的液面侧即罐的上方侧，从而将罐内的电解液供给到电池要素。根据该方式，即使在发生了上述事故的情况下，作为向罐的外部泄漏的电解液仅是罐内的电解液中比取出口位于上方的电解液。在该方式中，通过罐内的电解液的取出口的设置位置，能够限制罐内的电解液的泄漏量。因此，可以说罐内的电解液的取出口的设置位置越高于罐的底部、换言之越是罐内的电解液的液面附近，越能够降低来自罐的电解液的泄漏量。但是，在将电解液的取出口设置于罐的上方侧，并且将下游配管安装于罐的上方侧的情况下，将经由下游配管返回到罐的上方侧的电解液直接从设置于罐的上方侧的取出口供给到电池要素。由此，在罐内电解液不能充分对流，主要利用的仅是罐内的一部分的电解液(罐内的液面附近的电解液)，因此产生了实质上没有用于充放电的电解液。上述电解液的利用率的降低导致RF电池的特性的降低。因此，本专利技术人研究了在罐内设置配管，以将取出口设置于罐内的电解液的液面侧，并且不仅能够取出该取出口附近的电解液还能够取出罐的底部侧的电解液。另外，例如图6所示的现有的RF电池100，在采用地面等支撑上游配管108、109的一部分和泵112、113的方式的情况下，不仅能够不需要支架等支撑部件，还容易进行上游配管108、109和泵112、113的维护。因此，本专利技术人研究了在罐内容纳配管并且将上游配管的一部分和泵设置于罐内的电解液的底部侧的方式。在该方式中，容纳于罐内的配管的一端在罐的底部侧开口，上游配管的一部分设置于比罐内所容纳的配管的开口部高的位置，并且上游配管的其他的一部分设置于比罐内的电解液的液面低的位置。于是，在该方式中，容纳于罐内的配管和上游配管的一部分形成倒U字状，因此由于上述事故，担心罐内的电解液根据虹吸管的原理，经由倒U字状部分向罐的外部泄漏。另外，本专利技术人研究了将容纳于罐内的配管与下游配管连接从而将来自电池要素的电解液返回到罐的底部侧的方式。具体而言，在罐的上方侧设置电解液的返回口(下游配管的开口部)，将容纳于罐的配管连接到该返回口，进而使容纳于罐内的配管在罐的底部侧开口。在该方式中，在将罐内的电解液的取出口设置于罐的上方侧的情况下，能够提高罐内的电解液的利用率。但是，在该方式中，如上述那样在采用地面等支撑泵等的情况下，上游配管的一部分设置于比罐内的电解液的液面低的位置。因此，在该方式中，容纳于罐内的配管和上游配管的一部分经由电池要素设置成倒U字状。因此，在该方式中，由于上述事故，担心罐内的电解液根据虹吸管的原理，经由倒U字状部分向罐的外部泄漏。研究了以上点的结果，本专利技术提案：(1)将上游配管或下游配管在罐内的电解液的液面侧开口；(2)在罐内设置配管；(3)将罐内的配管在罐的底部侧开口并且与上游配管或下游配管连接；以及(4)在罐内的配管的特定的位置设置贯通孔。本专利技术的RF电池将罐内的电解液供给到电池要素从而进行充放电，具有将罐内的电解液供给到电池要素的上游配管、和将来自电池要素的电解液返回到罐的下游配管。另外，由上游配管、电池要素和下游配管构成的电解液流路的一部分成为设置于比罐内的电解液的液面低的位置的低位置部。另外，本专利技术的RF电池具有设置于罐内且与上游配管或下游配管连接的容纳配管。与容纳配管的一端连接的上游配管或下游配管的一端在罐内的电解液的液面附近的位置或液面的上方空间开口。容纳配管的另一端在罐的底部附近的位置开口。在容纳配管中罐内的电解液的液面附近的位置设置有泄漏防止孔。而且，泄漏防止孔小于容纳配管的另一端侧的开口部。本专利技术中“液面附近的位置”是指：在没有发生上述事故的状态下，在将从罐的底部到该罐内的电解液的液面的距离设为L时，离罐的底部大于(L/2)且小于L的位置。另外，本专利技术中“底部附近的位置”是指离罐的底部(L/2)以下的位置。另外，在本专利技术的RF电池中，在容纳配管与上游配管连接的情况下，在罐内的电解液的液面附近的位置或液面的上方侧，即，罐的上方侧设置罐内的电解液的取出口(上游配管的一端侧的开口部)，将来自该取出口的电解液供给到电池要素。另外，在本专利技术的RF电池中，在容纳配管与下游配管连接的情况下，在罐的上方侧设置电解液的返回口(下游配管的一端侧的开口部)，将来自电池要素的电解液从返回口返回到罐内。另外，本专利技术的RF电池在罐内具有在罐的底部附近开口的容纳配管，并且具有设置于比罐内的电解液的液面低的位置的低位置部。本专利技术的RF电池具有上述结构，因此连接容纳配管和设置于罐外的电解液流路的一部分(包括低位置部的部分)而成的形状成为向上凸的形状(例如，倒U字状、倒V字状或Π字状)。因此，本专利技术的RF电池在流通电解液的路径上包括向上凸的形状。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化还原液流电池(1、2、3、4、5)，将罐(106、107)内的电解液供给到电池要素(100c)从而进行充放电，上述氧化还原液流电池(1、2、3、4、5)的特征在于，具有：上游配管(11、21)，将上述罐(106、107)内的电解液供给到上述电池要素(100c)；下游配管(12、22)，将来自上述电池要素(100c)的电解液返回到上述罐(106、107)；以及容纳配管(10A、10B、10C、10D、30A、20A、20B、20C、20D、40A)，设置于上述罐(106、107)内，与上述上游配管(11、21)或上述下游配管(12、22)连接，由上述上游配管(11、21)、上述电池要素(100c)、和上述下游配管(12、22)构成的电解液流路的一部分成为设置于比上述罐(106、107)内的电解液的液面低的位置的低位置部(11L、21L)，与上述容纳配管(10A、10B、10C、10D、30A、20A、20B、20C、20D、40A)的一端连接的上述上游配管(11、21)或上述下游配管(12、22)的一端在上述罐(106、107)内的电解液的液面附近的位置或上述液面的上方空间开口，上述容纳配管(10A、10B、10C、10D、30A、20A、20B、20C、20D、40A)的另一端在上述罐(106、107)的底部附近的位置开口，在上述容纳配管(10A、10B、10C、10D、30A、20A、20B、20C、20D、40A)中，在上述罐(106、107)内的电解液的液面附近的位置设置有泄漏防止孔(10h、20h、30h、40h)，上述泄漏防止孔(10h、20h、30h、40h)小于上述容纳配管(10A、10B、10C、10D、30A、20A、20B、20C、20D、40A)的另一端侧的开口部(10o、20o、30o、40o)。...

【技术特征摘要】
1.一种氧化还原液流电池(1、2、3、4、5)，将罐(106、107)内的电解液供给到电池要素(100c)从而进行充放电，上述氧化还原液流电池(1、2、3、4、5)的特征在于，具有：上游配管(11、21)，将上述罐(106、107)内的电解液供给到上述电池要素(100c)；下游配管(12、22)，将来自上述电池要素(100c)的电解液返回到上述罐(106、107)；以及容纳配管(10A、10B、10C、10D、30A、20A、20B、20C、20D、40A)，设置于上述罐(106、107)内，与上述上游配管(11、21)或上述下游配管(12、22)连接，由上述上游配管(11、21)、上述电池要素(100c)、和上述下游配管(12、22)构成的电解液流路的一部分成为设置于比上述罐(106、107)内的电解液的液面低的位置的低位置部(11L、21L)，与上述容纳配管(10A、10B、10C、10D、30A、20A、20B、20C、20D、40A)的一端连接的上述上游配管(11、21)或上述下游配管(12、22)的一端在上述罐(106、107)内的电解液的液面附近的位置或上述液面的上方空间开口，上述容纳配管(10A、10B、10C、10D、30A、20A、20B、20C、20D、40A)的另一端在上述罐(106、107)的底部附近的位置开口，在上述容纳配管(10A、10B、10C、10D、30A、20A、20B、20C、20D、40A)中，在上述罐(106、107)内的电解液的液面附近的位置设置有泄漏防止孔(10h、20h、30h、40h)，上述泄漏防止孔(10h、20h、30h、40h)小于上述容纳配管(10A、10B、10C、10D、30A、20A、20B、20C、20D、40A)的另一端侧的开口部(10o、20o、30o、40o)，在将从上述罐(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：隈元贵浩，
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