JP6448165B2 - 集電板及びレドックスフロー電池 - Google Patents
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Description
本願は、2016年12月6日に、日本に出願された特願2016−236720号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
すなわち、本発明は、上記課題を解決するため、以下の集電板及びレドックスフロー電池を提供する。
図1は、第1実施形態にかかるレドックスフロー電池の断面模式図である。
図1に示すレドックスフロー電池100は、イオン交換膜10と、集電板20と、電極30とを有する。集電板20と電極30とは、セルフレーム40によって外周を囲まれている。電極30は、イオン交換膜10と集電板20とセルフレーム40によって形成された電極室K内に設けられている。セルフレーム40は、電極室Kに供給される電解液が、外部に漏れだすのを防ぐ。
イオン交換膜10は、好ましくは陽イオン交換膜を用いることができる。具体的には、スルホ基を有するパーフルオロカーボン重合体、スルホ基を有する炭化水素系高分子化合物、リン酸などの無機酸をドープさせた高分子化合物、一部がプロトン伝導性の官能基で置換された有機/無機ハイブリッドポリマー、高分子マトリックスにリン酸溶液や硫酸溶液を含浸させたプロトン伝導体等が挙げられる。これらのうち、スルホ基を有するパーフルオロカーボン重合体が好ましく、ナフィオン(登録商標)がより好ましい。
集電板20は、電極30に電子を授受する役割を持つ集電板である。集電板20は、その両面が集電体として使用できるものである場合、双極板と言われることもある。本実施形態にかかる集電板は、レドックスフロー電池により好ましく用いられる。
集電板20の構成は、図2の構成に限られず、種々の構成をとることができる。
表面粗さの測定長は、内部壁22の幅W方向の場合は幅Wの1/2とし、長さL方向の場合は2mmとする。いずれも任意の5点を測定して得られた表面粗さの平均値とする。
溝22sの長さ、幅、深さを前述した範囲にすることにより、電解液がより溝22sに入りやすく、また溝22sの中に広がりやすくなる、その結果、後述する内部壁22の直上の電極30の第1領域D3にも電解液を供給しやすくなる。
図6は、第1実施形態にかかるレドックスフロー電池を図2におけるA−A面で切断した断面模式図である。
図7を用いて、レドックスフロー電池100の動作の一例を説明する。図7は、第1実施形態にかかるレドックスフロー電池100の電解液の流れを示した図である。
Claims (7)
- イオン交換膜と、集電板と、前記イオン交換膜と前記集電板との間に配置される電極と、を備えるレドックスフロー電池に備えられる集電板であって、
電解液が流通可能な複数の流路を少なくとも一面に有し、
前記複数の流路の間に規定される内部壁の第1面において、
前記内部壁の幅方向に沿って測定した表面粗さ(RaT)が、前記内部壁の長さ方向に沿って測定した表面粗さ(RaL)より小さく、
前記集電板は、レドックスフロー電池に用いる場合に、前記第1面を前記電極側に向けて配置される、集電板。 - 前記内部壁の第1面において、前記内部壁の幅方向に沿って測定した表面粗さ(RaT)が0.1〜10μmである請求項1に記載の集電板。
- 前記内部壁の第1面には、前記電解液の流れを促す凹凸が設けられ、前記凹凸は前記内部壁の幅方向と交差する方向に形成されている、請求項1又は2のいずれかに記載の集電板。
- 前記凹凸が、前記内部壁の幅方向に延在する複数の拡散促進溝である請求項3に記載の集電板。
- 前記拡散促進溝の深さが、50〜500μmである請求項4に記載の集電板。
- 前記拡散促進溝の幅が、50〜500μmである請求項4または5に記載の集電板。
- イオン交換膜と、
請求項1〜6のいずれか一項に記載の集電板と、
前記イオン交換膜と前記集電板との間に配置される電極とを備え、
前記集電板は、前記第1面を電極側に向けて配置される、レドックスフロー電池。
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