特開 2023-31990 レドックスフロー電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023031990

(43)【公開日】2023-03-09

(54)【発明の名称】レドックスフロー電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/18 20060101AFI20230302BHJP

   H01M 8/0258 20160101ALI20230302BHJP

【ＦＩ】

H01M8/18

H01M8/0258

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021137815

(22)【出願日】2021-08-26

(71)【出願人】

【識別番号】000222174

【氏名又は名称】東洋エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123788

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 昭夫

(74)【代理人】

【識別番号】100127454

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】中尾 公人

【テーマコード（参考）】

5H126

【Ｆターム（参考）】

5H126AA10

5H126BB10

5H126DD04

5H126EE24

5H126FF04

5H126GG06

5H126GG18

5H126JJ00

5H126RR01

(57)【要約】

【課題】高効率かつ高出力なレドックスフロー電池を提供する。
【解決手段】レドックスフロー電池１は、第１の方向Ｚに積層された複数の電池セル１０を有し、複数の電池セル１０のそれぞれが、シート状の正極電極１４を含み、正極活物質を含む正極流体が第１の方向Ｚに垂直な第２の方向Ｘに流通するように構成された正極セル１１と、シート状の負極電極１５を含み、負極活物質を含む負極流体が第２の方向Ｘに流通するように構成された負極セル１２と、正極セル１１と負極セル１２とを分離する隔膜１３とを有し、隔膜１３は、正極セル１１と負極セル１２との間を第１の方向Ｚに蛇行しながら第２の方向Ｘに延び、正極電極１４および負極電極１５は、第２の方向Ｘにおいて隔膜１３を挟んで少なくとも一部が対向するように、それぞれ正極セル１１および負極セル１２内に配置されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の方向に積層された複数の電池セルを有するレドックスフロー電池であって、
前記複数の電池セルのそれぞれが、
シート状の正極電極を含み、正極活物質を含む正極流体が前記第１の方向と直交する第２の方向に流通するように構成された正極セルと、
シート状の負極電極を含み、負極活物質を含む負極流体が前記第２の方向に流通するように構成された負極セルと、
前記正極セルと前記負極セルとを分離する隔膜とを有し、
前記隔膜は、前記正極セルと前記負極セルとの間を前記第１の方向に蛇行しながら前記第２の方向に延び、
前記正極電極および前記負極電極は、前記第２の方向において前記隔膜を挟んで少なくとも一部が対向するように、それぞれ前記正極セルおよび前記負極セル内に配置されている、レドックスフロー電池。

【請求項2】

前記正極電極および前記負極電極は、それぞれ前記第２の方向に垂直に配置されている、請求項１に記載のレドックスフロー電池。

【請求項3】

前記隔膜と共に前記第１の方向に積層されて前記複数の電池セルを構成し、かつ隣接する前記電池セルを区画する隔壁ユニットを有する、請求項２に記載のレドックスフロー電池。

【請求項4】

前記隔壁ユニットは、隣接する前記隔壁ユニットと前記第２の方向にずれて噛み合うように構成されている、請求項３に記載のレドックスフロー電池。

【請求項5】

前記隔壁ユニットが、隣接する前記電池セルの前記正極電極および前記負極電極を支持して電気的に接続するシート状の集電双極部と、前記集電双極部を介して前記第２の方向に積層された複数の隔壁部材とを有する、請求項４に記載のレドックスフロー電池。

【請求項6】

前記集電双極部が膨張黒鉛シートを含む、請求項５に記載のレドックスフロー電池。

【請求項7】

前記集電双極部が、前記正極電極および前記負極電極にそれぞれ対向する位置に、前記正極流体または前記負極流体を通過させる開口を有する、請求項６に記載のレドックスフロー電池。

【請求項8】

前記複数の隔壁部材のそれぞれが、本体部と、前記第１の方向における前記本体部の両側にそれぞれ設けられ、前記第２の方向で前記集電双極部を支持するとともに前記第１の方向で前記隔膜を支持する支持部と有する、請求項５から７のいずれか１項に記載のレドックスフロー電池。

【請求項9】

前記支持部は、それぞれが前記第２の方向に沿って前記第１の方向に延びる複数の支持板からなる、請求項８に記載のレドックスフロー電池。

【請求項10】

前記複数の支持板のそれぞれが、前記第１の方向の端部に、前記隔膜を支持する台形状の切り欠きを有する、請求項９に記載のレドックスフロー電池。

【請求項11】

前記複数の隔壁部材がプラスチックからなる、請求項５から１０のいずれか１項に記載のレドックスフロー電池。

【請求項12】

前記隔壁ユニットは、隣接する前記電池セルの前記正極電極および前記負極電極と共にユニット化されている、請求項５から１１のいずれか１項に記載のレドックスフロー電池。

【請求項13】

前記正極電極および前記負極電極が、１．０×１０^－９ｍ^２以下の透過率を有する、請求項１から１２のいずれか１項に記載のレドックスフロー電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レドックスフロー電池に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、電力貯蔵用の二次電池として、電解液に含まれる活物質の酸化還元反応を利用して充放電を行うレドックスフロー電池が知られている。レドックスフロー電池は、大容量化が容易、長寿命、電池の充電状態が正確に監視可能であるなどの特徴を有している。このような特徴から、近年では、特に発電量の変動が大きい再生可能エネルギーの出力安定化や電力負荷平準化の用途としてレドックスフロー電池は大きな注目を集めている。

【0003】

一般に、レドックスフロー電池は、所定の電圧を得るために、複数の電池セルが積層されたセルスタックから構成されている。このようなレドックスフロー電池には、システム全体の高効率化を実現するために、電池セルの内部抵抗の低減と電解液が電池セルを通過する際の圧力損失の低減とが求められる。こうした要求を満たすものとして、特許文献１には、電池セルを構成する双極板に櫛歯流路を備えたレドックスフロー電池が記載されている。櫛歯流路は、双極板のうち電極に対向する面にそれぞれ櫛歯状に形成され、互いに噛み合うように配置された供給側と排出側の２種類の流路溝から構成されている。このような構成により、電解液は、供給側の流路溝から隣接する排出側の流路溝へと電極内を流れるため、電極の厚みを薄くして上記内部抵抗を低減し、かつ電極内の電解液の流れ抵抗を低減して上記圧力損失を低減することが期待される。また、特許文献１には、櫛歯流路を備えた構造に固有の問題に対処するために、電極を２層構造とし、隔膜側の層の透過率を双極板側の層の透過率よりも大きくする技術も記載されている。これにより、電極内での電解液の不均一な流れを軽減することができ、電極内での電解液の流れが不均一となり、電極全体が反応に有効に利用されないという問題を解決することが期待される。

【0004】

一方で、上述の要求を満たす別の構造として、特許文献２には、電解液が電極内を厚み方向に流れるように電解液を流通させる流路構造を備えたものが記載されている。このような流路構造により、電極の薄型化による上記内部抵抗の低減と上記圧力損失の低減が期待されることに加え、電極内での電解液の不均一な流れの低減も期待される。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１５－１２２２３０号公報

【特許文献2】特表２０１５－５３０７０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１，２に記載のレドックスフロー電池では、電解液が電極内をできるだけ均一に流れるようにするために電池セル内の流路構造を工夫する必要がある。したがって、電池セル内の流路構造は必然的に複雑になる。そのため、レドックスフロー電池の高出力化の要求に対して電池セルを大型化しようとすると、電池セル全体の電解液の流れ抵抗が大きくなり、結果的に、圧力損失が増大することになる。

【0007】

そこで、本発明の目的は、高効率かつ高出力なレドックスフロー電池を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した目的を達成するために、本発明のレドックスフロー電池は、第１の方向に積層された複数の電池セルを有し、複数の電池セルのそれぞれが、シート状の正極電極を含み、正極活物質を含む正極流体が第１の方向に垂直な第２の方向に流通するように構成された正極セルと、シート状の負極電極を含み、負極活物質を含む負極流体が第２の方向に流通するように構成された負極セルと、正極セルと負極セルとを分離する隔膜とを有し、隔膜は、正極セルと負極セルとの間を第１の方向に蛇行しながら第２の方向に延び、正極電極および負極電極は、第２の方向において隔膜を挟んで少なくとも一部が対向するように、それぞれ正極セルおよび負極セル内に配置されている。

【0009】

このようなレドックスフロー電池によれば、電池セル内の流路構造を複雑にすることなく、電解液（活物質を含む流体）をシート状の電極の厚み方向に通過させることができる。そのため、電池セルのサイズを大きくしても、電解液の流れ抵抗が著しく大きくなることがなく、電解液が電池セルを通過する際の圧力損失が大幅に増大することもない。また、電極間の距離が大きく離れることがないため、電解液の偏流を抑制することと合わせて、充放電性能を最大限に発揮させることができる。

【発明の効果】

【0010】

以上、本発明によれば、高効率かつ高出力なレドックスフロー電池を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係るレドックスフロー電池の概略構成図である。

【図2】本実施形態の電池セルの内部構造を示す概略図である。

【図3】本実施形態の隔壁部材の概略平面図および断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

【0013】

図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係るレドックスフロー電池の概略構成図である。図１（ｂ）は、本実施形態のレドックスフロー電池を構成するセルスタックの概略構成図である。

【0014】

レドックスフロー電池１は、電池セル１０内での正極活物質および負極活物質の酸化還元反応を利用して充放電を行うものであり、積層された複数の電池セル１０を有するセルスタック２を備えている。図１（ｂ）には、４つの電池セル１０が示されているが、セルスタック２を構成する電池セル１０の個数はこれに限定されるものではない。

【0015】

セルスタック２は、正極側往路配管Ｌ１および正極側復路配管Ｌ２を介して、正極電解液を貯留する正極側タンク３に接続されている。正極側往路配管Ｌ１には、正極側タンク３とセルスタック２との間で正極電解液を循環させる正極側ポンプ４が設けられている。また、セルスタック２は、負極側往路配管Ｌ３および負極側復路配管Ｌ４を介して、負極電解液を貯留する負極側タンク５に接続されている。負極側往路配管Ｌ３には、負極側タンク５とセルスタック２との間で負極電解液を循環させる負極側ポンプ６が設けられている。なお、電解液としては、液相中に粒状の活物質を懸濁・分散させて形成されたスラリーや、液状になった活物質そのものなど、活物質を含むあらゆる流体を用いることができる。したがって、ここでいう電解液は、活物質の溶液に限定されるものではない。

【0016】

各電池セル１０は、正極セル１１と、負極セル１２と、正極セル１１と負極セル１２とを分離する隔膜１３とを有している。正極セル１１は、正極電極１４を含み、正極電解液（正極流体）が正極セル１１内をセルスタック２の積層方向と直交する方向に流通するように構成されている。負極セル１２は、負極電極１５を含み、負極電解液（負極流体）が負極セル１２内をセルスタック２の積層方向と直交する方向に流通するように構成されている。以下、セルスタック２の積層方向（第１の方向）をＺ方向とし、電池セル１０内での電解液の流通方向（第２の方向）をＸ方向とする。

【0017】

正極セル１１は、個別供給流路Ｐ１および共通供給流路Ｃ１を介して、正極側往路配管Ｌ１に接続され、個別回収流路Ｐ２および共通回収流路Ｃ２を介して、正極側復路配管Ｌ２に接続されている。これにより、正極セル１１には、正極側タンク３から正極活物質を含む正極電解液が供給される。こうして、正極セル１１では、充電動作時に還元状態の正極活物質が酸化状態に変化する酸化反応が起こり、放電動作時に酸化状態の正極活物質が還元状態に変化する還元反応が起こる。一方、負極セル１２は、個別供給流路Ｐ３および共通供給流路Ｃ３を介して、負極側往路配管Ｌ３に接続され、個別回収流路Ｐ４および共通回収流路Ｃ４を介して、負極側復路配管Ｌ４に接続されている。これにより、負極セル１２には、負極側タンク５から負極活物質を含む負極電解液が供給される。こうして、負極セル１２では、充電動作時に酸化状態の負極活物質が還元状態に変化する還元反応が起こり、放電動作時に還元状態の負極活物質が酸化状態に変化する酸化反応が起こる。

【0018】

図２は、本実施形態の電池セルの内部構造を示す概略図であり、セルスタックの積層方向と電池セル内での電解液の流通方向とに直交する方向から見た構造を示している。なお、以下の説明における「上」および「下」という用語は、相対的なものであり、電池セルの使用時における姿勢を限定するものではない。

【0019】

複数の電池セル１０は、隔壁ユニット２０と隔膜１３とがＺ方向に交互に積層されることで構成され、したがって、隣接する電池セル１０は、図中に一点鎖線で示すように、隔壁ユニット２０によって区画されている。換言すると、正極セル１１は、隔壁ユニット２０とこれに一方の側で対向する隔膜１３との間に形成され、負極セル１２は、隔壁ユニット２０とこれに他方の側で対向する隔膜１３との間に形成されている。また、隔壁ユニット２０は、隣接する隔壁ユニット２０とＸ方向にずれて噛み合うように構成されている。これにより、隔膜１３は、互いに噛み合う隔壁ユニット２０に挟まれることで、正極セル１１と負極セル１２との間をＺ方向に蛇行しながらＸ方向に延びている。

【0020】

正極電極１４は、シート状に形成され、Ｘ方向（正極電解液の流通方向）に対して交差するように、好ましくは垂直に正極セル１１内に配置されている。同様に、負極電極１５も、シート状に形成され、Ｘ方向（負極電解液の流通方向）に対して交差するように、好ましくは垂直に負極セル１２内に配置されている。図示した例では、正極セル１１内に５つの正極電極１４が配置され、負極セル１２内に５つの負極電極１５が配置されているが、各セル１１，１２内の電極１１，１３の数は、これに限定されるものではない。加えて、正極電極１４と負極電極１５は、Ｘ方向において、蛇行する隔膜１３を挟んで少なくとも一部が対向するように、好ましくは全体が対向するように、それぞれ正極セル１１および負極セル１２内に配置されている。電極１４，１５の材料としては、炭素材料を用いることが好ましく、例えば、カーボンペーパー、カーボンクロス、またはカーボンフェルトからなる電極１４，１５を用いることができる。

【0021】

隔壁ユニット２０は、シート状の集電双極部２１と、集電双極部２１を介してＸ方向に積層された複数の隔壁部材２２とを有している。集電双極部２１は、導電性材料からなり、隣接する電池セル１０の正極電極１４および負極電極１５を支持して電気的に接続する機能を有している。一方、複数の隔壁部材２２は、絶縁性材料からなり、集電双極部２１を支持するとともに、蛇行する隔膜１３を支持する機能を有している。隔壁部材２２の具体的な構成例については後述する。

【0022】

集電双極部２１は、複数の隔壁部材２２により、Ｘ方向に対して交差するように、好ましくは垂直に支持され、正極電極１４および負極電極１５は、集電双極部２１の表面に配置されている。これにより、正極電極１４および負極電極１５をそれぞれＸ方向に対して交差するように、好ましくは垂直に配置することができる。集電双極部２１の表面には、正極電極１４と負極電極１５との間に生じるＺ方向の隙間を埋めるように、導電性または非導電性材料からなる凸部が形成または配置されていてもよい。なお、正極電極１４および負極電極１５は、集電双極部２１の上下どちらの面に配置されていてもよく、すなわち、集電双極部２１は、上下どちらの面で正極電極１４および負極電極１５を支持していてもよい。あるいは、集電双極部２１は、正極電極１４および負極電極１５を上下両側から挟んで支持する一対のシート部材からなっていてもよい。この場合、Ｚ方向における電極１４，１５の隙間を埋めるために、一対のシート部材の間に導電性または非導電性材料からなるスペーサが設けられていてもよい。また、集電双極部２１は、正極電極１４に対向する位置に正極電解液を通過させる開口を備え、負極電極１５に対向する位置に負極電解液を通過させる開口を備えている。

【0023】

集電双極部２１の材料としては、高い導電性と電解液に対する耐性（耐薬品性、耐酸性など）を有する炭素材料を用いることが好ましい。本実施形態では、集電双極部２１は隣接する隔壁部材２２に挟まれて支持されるため、集電双極部２１にはそれほどの機械的強度が要求されない。したがって、集電双極部２１の材料は、上述した観点に加え、量産化の観点から選択されることが好ましい。そのような材料としては、例えば、ロール状に製造可能で、穿孔などの加工が容易な膨張黒鉛が挙げられる。なお、集電双極部２１の材料によっては、電解液を通過させるための機構として、集電双極部２１に多数の細孔が形成されていてもよい。ただし、集電双極部２１が膨張黒鉛シートからなる場合には、製作の容易性やコスト面から、上述したように開口（打ち抜き孔）が形成されていることが好ましい。一方、隔壁部材２２の材料としては、適度な剛性を有するとともに、電解液と反応せず、電解液に対する耐性を有するものを用いることができる。そのような材料として、例えば、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのプラスチックが挙げられる。

【0024】

また、隔壁ユニット２０は、隔壁ユニット２０のＸ方向の両端部に配置され、セルスタック２の上面および下面を構成する一対の端壁（図示せず）を有している。各端壁は、複数の貫通孔および連通孔を備え、これらは、隔壁ユニット２０と隔膜１３とが交互に積層されてセルスタック２を構成したときに共通流路Ｃ１～Ｃ４および個別流路Ｐ１～Ｐ４を構成する。ただし、共通流路Ｃ１～Ｃ４および個別流路Ｐ１～Ｐ４の構成はこれに限定されず、例えば、共通流路Ｃ１～Ｃ４は、それぞれがセルスタック２とは独立した別個の配管部材として構成されていてもよい。また、個別流路Ｐ１～Ｐ４も、それぞれが独立した配管部材としてセルスタック２に接続され、電池セル１０の内部に連通していてもよい。

【0025】

上述した隔壁ユニット２０は、隣接する電池セル１０の正極電極１４および負極電極１５と共にユニット化されている。これにより、セルスタック２の組立時に、電極１４，１５を含む隔壁ユニット２０を単一部品として扱うことができ、部品点数の削減と製造工程の簡略化とを実現し、低コストでの量産化を実現することができる。

【0026】

ここで、図３を参照して、本実施形態の隔壁部材の具体的な構成例について説明する。図３（ａ）は、本実施形態の隔壁部材の概略平面図であり、電池セル内での電解液の流通方向から見た平面を示している。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ－Ａ線に沿った断面図であり、図３（ｃ）は、図３（ａ）のＢ－Ｂ線に沿った断面図である。なお、図示した隔壁部材の構成例は、あくまで一例であり、本発明を限定するものではない。

【0027】

隔壁部材２２は、本体部２３と、一対の支持部２４と、一対の側壁部２５とから構成されている。本体部２３は、セルスタック２の積層方向（Ｚ方向）と電池セル１０内での電解液の流通方向（Ｘ方向）とに直交するＹ方向に延びている。支持部２４は、Ｚ方向における本体部２３の両側に設けられ、それぞれがＸ方向に沿ってＺ方向に延びる複数の支持板２６からなる。側壁部２５は、Ｙ方向における本体部２３の両側に設けられ、セルスタック２の側面を構成する。隔壁部材２２は、Ｘ方向の両側に、側壁部２５の一部で構成された接合面２２ａを有している。隔壁部材２２は、例えば、接着剤またはレーザ溶着により、Ｘ方向に隣接する隔壁部材２２と接合面２２ａで接合されている。

【0028】

また、隔壁部材２２は、Ｘ方向の両側に、集電双極部２１を支持する支持面２２ｂを有している。支持面２２ｂは、本体部２３、支持部２４、および側壁部２５の残りの部分で構成されている。したがって、支持部２４は、本体部２３と側壁部２５の残りの部分と共に、Ｘ方向で集電双極部２１を支持することができる。なお、電極１４，１５間の隙間を埋めるための上記凸部は、集電双極部２１の表面ではなく、隔壁部材２２の支持面２２ｂに形成されていてもよい。また、支持部２４の各支持板２６は、Ｚ方向の端部に台形状の切り欠き２６ａを有し、これに応じて、側壁部２５も、Ｚ方向に開口してＹ方向に延び、断面が同様に台形状の凹溝２５ａを有している。したがって、支持部２４は、側壁部２５と共に、Ｚ方向で隔膜１３を支持することもできる。側壁部２５の凹溝２５ａ内には、Ｘ方向に沿ってシール部材（図示せず）を配置するためのシール溝２５ｂが形成されている。シール部材は、電池セル１０の内部から電解液が漏れるのを抑制するとともに、隣接する隔壁ユニット２０間で隔膜１３を保持して固定する機能を有している。

【0029】

なお、ここでは詳細に説明しないが、上述のような構成例では、隔壁ユニット２０と隔膜１３とが交互に積層されてセルスタック２を構成したときに、セルスタック２をＹ方向に挟持して固定するために一対の金属プレートが用いられていてもよい。

【0030】

以上、本実施形態によれば、シート状の電極１４，１５が、セル１１，１２内での電解液の流通方向（Ｘ方向）に対して交差するように、好ましくは垂直に配置されている。このとき、電解液が電極１４，１５を通過する際の圧力損失は、セル１１，１２内のその他の領域を通過する際の圧力損失に比べて非常に大きい。そのため、セル１１，１２内の流路構造を複雑にすることなく、電極１４，１５内での偏流の発生も抑制しつつ、電極１４，１５の厚み方向に電解液を通過させることができる。その結果、電池セル１０のサイズを大きくしても、電解液の流れ抵抗が著しく大きくなることがなく、電解液が電池セル１０を通過する際の圧力損失が大幅に増加することもない。さらに、正極電極１４と負極電極１５は蛇行する隔膜１３を挟んで少なくとも一部が対向しているため、電池セル１０内での電極１４，１５間の距離が大きく離れることがなく、電池セル１０の内部抵抗が大きく増大することもない。その結果、電解液の偏流を抑制することと合わせて、充放電性能を最大限に発揮させることができる。こうして、高効率かつ高出力なレドックスフロー電池１を実現することができる。

【0031】

正極電極１４は、表裏いずれかの側だけでなく両側で、隔膜１３を挟んで負極電極１５に対向し、負極電極１５も、表裏いずれかの側だけでなく両側で、隔膜１３を挟んで正極電極１４に対向している。そのため、本実施形態は、例えば、特許文献１，２に記載のレドックスフロー電池に比べて、電池セル１０内での電極１４，１５間の距離が大きくなる点では好ましくないが、充放電動作に伴う水素イオンの移動が各電極１４，１５の表裏両側で可能になる点で有利である。電池セル１０内での電極１４，１５間の距離を近づけるために、集電双極部２１の片面だけでなく両面に正極電極１４および負極電極１５が配置されていてもよい。すなわち、１つの集電双極部２１に対して２つの正極電極１４が設けられ、それらが集電双極部２１の両面に配置されていてもよい。同様に、１つの集電双極部２１に対して２つの負極電極１５が設けられ、それらが集電双極部２１の両面に配置されていてもよい。

【0032】

図３に示す構成例では、上述したように、それぞれがＸ方向に沿って配置された複数の支持板２６が隔壁部材２２に設けられている。そのため、Ｘ方向に流れる電解液がＹ方向に偏って流れることを抑制することができ、上述した偏流の抑制効果をさらに高めることができる。電解液の偏流をより効果的に抑制するという観点から、正極電極１４と負極電極１５は、電解液を通過させにくくなっていることが好ましく、具体的には、１．０×１０^－９ｍ^２以下の透過率を有していることが好ましい。正極電極１４と負極電極１５の透過率は同じであってもよいが、正極電解液と負極電解液の粘度や正極電極１４と負極電極１５に求められる特性の違いによっては、異なっていてもよい。

【0033】

上述した実施形態では、正極セル１１内の複数の正極電極１４は、互いに電気的に接続されておらず、負極セル１２内の複数の負極電極１５も、互いに電気的に接続されていない。ただし、各セル１１，１２において内部の電位の不均一性が著しく、充放電効率の低下が問題になることがある。その場合には、内部電位の均一化を図るために、複数の正極電極１４は、互いに電気的に接続されていてもよく、複数の負極電極１５も、互いに電気的に接続されていてもよい。そのために、隔壁部材２２の内部に、その隔壁部材２２に支持された２つの集電双極部２１を電気的に接続する導電部材が設置されていてもよい。

【0034】

また、上述した実施形態では、複数の電池セル１０は、各電解液が複数の電池セル１０を並列に流れるように互いに接続されているが、複数の電池セル１０の接続形態はこれに限定されるものではない。例えば、複数の電池セル１０は、各電解液が複数の電池セル１０を直列に流れるように互いに接続されていてもよく、すなわち、直列流路を構成していてもよい。あるいは、複数の電池セル１０は、並列流路と直列流路が組み合わされた階層的な流路構成、具体的には、複数の直列流路が並列に接続された流路構成を有していてもよい。すなわち、セルスタック２が複数のセルグループに分割され、各セルグループを構成する複数の電池セル１０が直列流路を構成し、各セルグループが並列流路を構成していてもよい。

【0035】

なお、複数の直列流路が並列に接続された流路構成を有する場合、正極側タンク３を配管Ｌ１に接続されたタンクと配管Ｌ２に接続されたタンクの２つに分け、これら２つのタンクに、還元状態の活物質濃度と酸化状態の活物質濃度の割合が異なる２種類の正極電解液を別々に貯留してもよい。すなわち、充放電動作時に酸化還元反応の前後で正極電解液が別々のタンクに貯留されてもよい。同様に、負極側タンク５を配管Ｌ３に接続されたタンクと配管Ｌ４に接続されたタンクの２つに分け、これら２つのタンクに、還元状態の活物質濃度と酸化状態の活物質濃度の割合が異なる２種類の負極電解液を別々に貯留してもよい。すなわち、充放電動作時に酸化還元反応の前後で負極電解液が別々のタンクに貯留されてもよい。

【符号の説明】

【0036】

１ レドックスフロー電池
１０ 電池セル
１１ 正極セル
１２ 負極セル
１３ 隔膜
１４ 正極電極
１５ 負極電極
２０ 隔壁ユニット
２１ 集電双極部
２２ 隔壁部材
２２ａ 接合面
２２ｂ 支持面
２３ 本体部
２４ 支持部
２５ 側壁部
２５ａ 凹溝
２５ｂ シール溝
２６ 支持板
２６ａ 切り欠き

【図1】

【図2】

【図3】