氧化还原液流电池制造技术

一种氧化还原液流电池包括隔膜和电极，该电极在压缩状态下被设置在隔膜的两侧上，并且将隔膜夹在中间，其中，隔膜厚度x(μm)和电极可压缩性y(％)满足关系(A)或(B)。(A)当电极为碳毡时，满足y<x+60、30≤y≤85并且5≤x≤60。(B)当电极为碳布或碳纸时，满足y<1.2x+42、10≤y≤85并且5≤x≤60。y＝{1‑(压缩时的厚度/压缩之前的厚度)}×100。

Redox flow cell

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氧化还原液流电池
本专利技术涉及一种氧化还原液流电池。
技术介绍
一种已知的存储来自由太阳能光伏发电、风力发电等产生的自然能量的电力的大容量蓄电池是专利文献1中的氧化还原液流电池(RF电池)。专利文献1中的RF电池包括由石墨毡形成的正极电极和负极电极、置入这些电极之间的隔膜和设置在隔膜的表面上并且允许氢离子从中通过的中间膜。现有技术文献专利文献专利文献1：日本未审专利申请公开第2005-158383号
技术实现思路
根据本公开的氧化还原液流电池包括：隔膜；和电极，该电极在压缩状态下被设置在隔膜的两侧上，并且将隔膜夹在中间，其中，隔膜的厚度x(μm)和电极的压缩率y(％)满足以下关系(A)或(B)：(A)当电极由碳毡形成时，y<x+60、30≤y≤85并且5≤x≤60成立；(B)当电极由碳布或碳纸形成时，y<1.2x+42、10≤y≤85并且5≤x≤60成立，其中，y＝{1-(压缩期间的厚度/压缩之前的厚度)}×100。附图说明【图1】图1是根据实施例的氧化还原液流电池的操作原理图。【图2】图2是示出根据实施例的氧化还原液流电池的结构的概略示意图。【图3】图3是示出根据实施例的氧化还原液流电池中所包括的单体堆的概略示意图。【图4】图4是示出隔膜的厚度和碳毡电极的压缩率之间的关系的曲线图。【图5】图5是示出隔膜的厚度和碳布电极的压缩率之间的关系的曲线图。<br>【图6】图6是示出在测试实例中使用的断裂测试治具的结构的概略示意图。具体实施方式[本公开要解决的问题]当如上所述地设置中间膜时，能够容易地防止电极和隔膜之间的直接接触，从而即使隔膜较薄，也能够容易地防止通过与电极接触(刺穿)而导致的损坏，诸如断裂(刺破)。然而，有必要设置另外的构件，例如用于隔膜的保护构件，诸如中间膜。这可能导致增加内电阻和降低生产率。因此，本专利技术的目的是提供一种氧化还原液流电池，其中在不设置另外的构件的情况下，薄隔膜不太可能受到损坏。[本公开的有利的效果]在本公开中，在不设置另外的构件的情况下，薄隔膜不太可能受到损坏。《本专利技术的实施例的描述》本专利技术人已经对如何防止通过与电极接触(诸如电极刺穿)而导致的对隔膜的损坏进行了广泛的研究，并且发现，当隔膜的厚度和电极的压缩率满足特定关系时，能够防止对隔膜的损坏。本专利技术基于该发现。首先，将列举并且描述本专利技术的实施例。(1)根据本专利技术的实施例的一种氧化还原液流电池包括：隔膜；和电极，该电极在压缩状态下被设置在隔膜的两侧上，并且将隔膜夹在中间的电极，其中，隔膜的厚度x(μm)和电极的压缩率y(％)满足以下关系(A)或(B)：(A)当电极由碳毡形成时，y<x+60、30≤y≤85并且5≤x≤60成立；(B)当电极由碳布或碳纸形成时，y<1.2x+42、10≤y≤85并且5≤x≤60成立，其中，y＝{1-(压缩期间的厚度/压缩之前的厚度)}×100。利用以上结构，在不设置另外的构件的情况下，薄隔膜不太可能受到损坏。这是因为，当以上关系中的任何一个成立时，受压缩的电极的过大的排斥力不会作用在隔膜上，并且能够容易地防止隔膜与电极的接触(刺穿)。由于隔膜的厚度x为5μm以上，因此隔膜不会过薄，并且能够容易地防止由于与电极接触而导致的对隔膜的损坏。而且，能够容易地生产和容易地操纵隔膜。由于隔膜的厚度x为60μm以下，因此隔膜较薄，并且能够容易地降低电池的内电阻。由于压缩率y的下限等于或大于指定值，因此压缩率高，并且能够增加电极的导电性。因此，能够容易地降低单体电阻率。由于压缩率y为85以下，因此电极不被过度压缩，从而能够容易地防止由于电极的排斥力而对隔膜造成损坏。(2)在氧化还原液流电池的一个方面，电极可以由碳毡形成，并且隔膜的厚度x(μm)可以满足x≤50。在该结构中，由于隔膜的厚度更小，因此能够容易地降低电池的内电阻。(3)在包括有由碳毡形成的电极的氧化还原液流电池的一个方面，电极的压缩率y(％)可以满足40≤y。在该结构中，由于压缩率更高，因此能够增加电极的导电性。因此，能够容易地降低单体电阻率。(4)在氧化还原液流电池的一个方面，电极可以由碳布或碳纸形成，并且隔膜的厚度x(μm)可以满足x≤50。在该结构中，由于隔膜的厚度更小，所以能够容易地降低电池的内电阻。(5)在包括有由碳布或碳纸形成的电极的氧化还原液流电池的一个方面，电极的压缩率y(％)可以满足20≤y。在该结构中，由于压缩率更高，因此能够增加电极的导电性。因此，能够容易地降低单体电阻率。(6)在氧化还原液流电池的一个方面，电极可以具有0.02g/cm3以上并且0.5g/cm3以下的比重。当电极的比重为0.02g/cm3以上时，导电组分的量较大，因此能够容易地降低电池的内电阻。当电极的比重为0.5g/cm3以下时，电极的排斥力不会过高，因此能够容易地防止对隔膜的损坏。<<本专利技术的实施例的细节>>将参考附图描述本专利技术的实施例的细节。然而，本专利技术不限于这些示例性实施例。本专利技术由权利要求的范围限定，并且旨在包括在与权利要求的范围等同的含义和范围内的任何改型。首先参考图1到图3，将描述根据实施例的氧化还原液流电池(RF电池)1的概要和基本结构，然后将参考图1到图5详细描述根据实施例1的RF电池的部件。[RF电池的概要]通常，如图1中所示，RF电池1通过交流/直流转换器连接到发电单元(诸如太阳能光伏发电机、风力发电机或通常的发电站)和负载(诸如，消耗器)，充电以存储由发电单元产生的电力，并且放电以供应所存储的电力。所述充电和放电使用正极电解液和负极电解液、并且利用正极电解液中包含的离子和负极电解液中包含的离子之间的氧化还原电势差来执行，所述正极电解液和负极电解液含有作为活性材料的金属离子，其化合价通过氧化/还原而发生改变。在图1中，钒离子被例示为包含在电解液中的离子。实线箭头表示充电，而虚线箭头表示放电。RF电池1例如用于负载均衡应用、用于瞬时电压降补偿和紧急电源等的应用和用于来自正在广泛引入的太阳能光伏发电和风力发电的自然能量的输出均衡应用。[RF电池的基本结构]RF电池1包括电池单体10，每个电池单体10包括正极单体12和负极单体13，该正极单体12和负极单体13由允许氢离子从中通过的隔膜11彼此分离。正极电极14被安装在正极单体12中，并且正极电解液循环机构10P将正极电解液循环通过正极单体12。正极电解液循环机构10P包括：存储正极电解液的正极电解液罐16；将正极单体12和正极电解液罐16彼此连接的供应管道161和排出管道162；和设置在供应管道161中的中间点处的泵163。类似地，负极电极15被安装在负极单体13中，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化还原液流电池，包括：/n隔膜；和/n电极，所述电极在压缩状态下被设置在所述隔膜的两侧上，并且将所述隔膜夹在中间，/n其中，所述隔膜的厚度x(μm)和所述电极的压缩率y(％)满足以下关系(A)或(B)：/n(A)当所述电极由碳毡形成时，y<x+60、30≤y≤85并且5≤x≤60成立；/n(B)当所述电极由碳布或碳纸形成时，y<1.2x+42、10≤y≤85并且5≤x≤60成立，/n这里，y＝{1-(压缩期间的厚度/压缩之前的厚度)}×100。/n

【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，包括：
隔膜；和
电极，所述电极在压缩状态下被设置在所述隔膜的两侧上，并且将所述隔膜夹在中间，
其中，所述隔膜的厚度x(μm)和所述电极的压缩率y(％)满足以下关系(A)或(B)：
(A)当所述电极由碳毡形成时，y<x+60、30≤y≤85并且5≤x≤60成立；
(B)当所述电极由碳布或碳纸形成时，y<1.2x+42、10≤y≤85并且5≤x≤60成立，
这里，y＝{1-(压缩期间的厚度/压缩之前的厚度)}×100。


2.根据权利要求1所述的氧化还原液流电池，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：白木高辅，寒野毅，
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