[发明专利]氧化还原液流电池以及电芯框架

说明书

技术领域

本发明涉及氧化还原液流电池以及电芯框架，并且更具体而言，本发明涉及一种能够通过在粘附至彼此的一对单元框架之间包括电解液通道保护板来有效防止电芯框架中的电解液泄露的氧化还原液流电池以及电芯框架。

背景技术

近来由于环境污染和全球变暖，人们已经做出了为减少温室气体的全球性努力，并且作为这种努力的一部分，已经尝试了多种努力诸如引入扩大新的可再生能源、研发环境友好型车辆、研发用于改善电力需求的电力存储系统和供给系统。

在大多数电力供给系统中，热电力产生是杰出的，但是在热电力产生中，通过使用化石燃料，大量的二氧化碳气体被排放出来，并且由排放的二氧化碳气体引起的环境污染问题显著地严重了。为了解决这个问题，研发使用环境友好型能源(风力、太阳能、潮汐能等)的电力供给系统已经被快速地增加了。

由于大多数新的可再生能源使用产生在自然界的清洁能源，因此新的可再生能源不产生与环境污染相关的废气，这非常具有吸引力。然而，由于新的可再生能源受到自然环境显著的影响，因此取决于时间的输出变化宽度显著地大了，以使得在使用新的可再生能源中存在限制。

电力存储技术是一种重要的技术，其用于有效使用电力、改进电力供给系统的性能和可靠性、全面有效使用能源诸如扩大引入具有取决于时间的大变化宽度的新可再生能源等，并且电力存储技术发展的可能性和针对其社会贡献的需求已经逐步增加。尤其是，针对使用二次电池的期望在上述领域中已经被提高了。

氧化还原液流二次电池具有以下益处：其可以灵活地改变电解液槽的容量以及电池堆叠的数量以便容易地改变能量存储容量和输出并且该氧化还原液流二次电池可以是半永久性使用的，以使得该氧化还原液流二次电池为用于存储大容量电力的最杰出的二次电池，其中高容量和高效二次电池应该被应用到大容量电力。

氧化还原液流二次电池意味着使用其氧化数被改变的金属离子的氧化还原反应来充电放电的电池。作为一种阳极/阴极电解液，使用了诸如钒离子等金属离子溶于其中的酸性水溶液，并且阳极电解液和阴极电解液彼此被存储在不同的罐处。

在氧化还原液流二次电池中，电芯框架形成整个电池的轮廓，并且电池的中心部分被隔膜分隔开，并且阳极和阴极基于该隔膜被定位。此外，构造了用于电导的双极板和集电器，并且氧化还原液流二次电池的电解液进口部分和电解液出口部分被连接到电解液槽以执行电化学反应同时使电解液循环。

通过堆叠多个电芯框架构造了电池堆叠，并且可以通过重复地堆叠电芯框架、隔膜以及电芯框架来增加堆叠输出。

在电芯框架中，重要的是在其内接收电解液以及允许电解液被适合地供给和释放而没有电解液的泄露。保护板盖作为用于保护电解液通道的单元而存在于每个电芯框架之间。就保护板盖而言，阳极溶液和阴极溶液未被混合并且通过覆盖电芯框架来防止电解液的泄露，在电芯框架中，形成诸如电解液进口部分、电解液出口部分、分布通道等沟槽。例如，在日本专利注册号2005-3682244中公开的电芯框架的情况中，存在覆盖电解液通道的保护板，但是保护板被部分地定位在电芯框架的表面上。在这种情形下，由于电芯框架的处理是复杂的，并且保护板没有与电芯框架完全集成在一起，因此由于耐久性问题，保护板可能被分隔开，以致电解液的泄露不能被完全地防止。

由于在电解液被泄露的情形中，电池容量可能减少，并且可能产生系统耐久性的问题，因此，能够防止电解液泄露以及具有极佳耐久性的电芯框架应被迫切地研发。

发明内容

本发明致力于提供一种氧化还原液流电池以及能够防止电解液泄露以平稳操作的电芯框架。

此外，本发明致力于提供一种氧化还原液流电池以及能够防止堆叠输出被减少从而具有高效和改善装置可靠性的电芯框架。

进一步地，本发明致力于提供一种氧化还原液流电池以及能够由于彼此集成的保护板和单元框架而具有简单耦合工艺和极佳耐久性的电芯框架。

根据本发明的示例性实施例，提供一种氧化还原液流电池的电芯框架，该电芯框架包括彼此粘附的一对单元框架；由单元框架共享的保护板，其中每个单元框架包括形成在保护板与单元框架的接触区域上的电解液通道，以及电解液在其上流动的双极板，其中电解液通过电解液通道来供给。保护板和双极板的厚度可以彼此相同。