ホーム > 特許ランキング > 株式会社岐阜多田精機
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】P2024048218
(43)【公開日】2024-04-08
(54)【発明の名称】セルフレーム、セルスタック、及びレドックスフロー電池
(51)【国際特許分類】
H01M 8/18 20060101AFI20240401BHJP
H01M 8/0258 20160101ALI20240401BHJP
【ＦＩ】
H01M8/18
H01M8/0258
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022154136
(22)【出願日】2022-09-27
(71)【出願人】
【識別番号】505389547
【氏名又は名称】株式会社岐阜多田精機
(74)【代理人】
【識別番号】110000615
【氏名又は名称】弁理士法人Ｖｅｓｔａ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】多田 憲生
【テーマコード（参考）】
5H126
【Ｆターム（参考）】
5H126AA10
5H126BB10
5H126EE11
(57)【要約】
【課題】循環させる電解液の圧力損失の低減化とシャント電流損失の低減化を両立できること。
【解決手段】セルフレーム１は、枠体５に形成されマニホールド１１,１２，２１，２２と電極配設部１０５とを連通し電解液が流通する流路３１，３２，４１，４２を、マニホールド１１,１２，２１，２２側から電極配設部１０５の周囲の枠体５の内周の幅に向かって幅広くし、その途中に電解液の逆流を防止する逆流防止部６０，７０を設けたものである。
【選択図】図３
【解決手段】セルフレーム１は、枠体５に形成されマニホールド１１,１２，２１，２２と電極配設部１０５とを連通し電解液が流通する流路３１，３２，４１，４２を、マニホールド１１,１２，２１，２２側から電極配設部１０５の周囲の枠体５の内周の幅に向かって幅広くし、その途中に電解液の逆流を防止する逆流防止部６０，７０を設けたものである。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電極が配設する電極配設部と、
前記電極配設部の周囲に形成され、表裏面を貫通し電解液が流通するマニホールドを設けた枠体と、
前記枠体に形成され、前記電極配設部と前記マニホールドを連通し、前記マニホールド側から前記電極配設部の周囲の前記枠体の内周の幅に向かって幅広とした前記電解液が流通する流路と、
前記流路の途中に設けられ、前記電解液の逆流を防止する逆流防止部と
を具備することを特徴とするセルフレーム。
前記電極配設部の周囲に形成され、表裏面を貫通し電解液が流通するマニホールドを設けた枠体と、
前記枠体に形成され、前記電極配設部と前記マニホールドを連通し、前記マニホールド側から前記電極配設部の周囲の前記枠体の内周の幅に向かって幅広とした前記電解液が流通する流路と、
前記流路の途中に設けられ、前記電解液の逆流を防止する逆流防止部と
を具備することを特徴とするセルフレーム。
【請求項2】
前記流路は、前記枠体の内周の幅方向と並行する前記枠体の下辺側から前記電極配設部に向かって溝底を上昇させていることを特徴とする請求項１に記載のセルフレーム。
【請求項3】
前記流路は、前記マニホールドとの接続側にリブを設けたことを特徴とする請求項１に記載のセルフレーム。
【請求項4】
前記逆流防止部は、前記枠体の面から切り起こされた起立片を形成することにより、その起立片の前記枠体との接続側の基端部とは反対側の自由端部側を開口し前記起立片の下方に行き止まり部を形成したものであることを特徴とする請求項１に記載のセルフレーム。
【請求項5】
前記流路は、前記マニホールドから前記枠体の内周に設けた前記電極配設部の幅方向と並行に延びる直線流路と前記直線流路から前記枠体の内周の幅に向かって幅広とした幅広流路とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載のセルフレーム。
【請求項6】
電極が配設する電極配設部及び前記電極配設部の周囲に形成され、表裏面を貫通し電解液が流通するマニホールドを設けた枠体からなるセルフレームと隔膜とを有する電池セルを複数積層してなるセルスタックであって、
前記セルフレームは、
前記枠体に形成され、前記電極配設部と前記マニホールドを連通し、前記マニホールド側から前記電極配設部の周囲の前記枠体の内周の幅に向かって幅広とした前記電解液が流通する流路と、
前記流路の途中に設けられ、前記電解液の逆流を防止する逆流防止部と
を具備することを特徴とするセルスタック。
前記セルフレームは、
前記枠体に形成され、前記電極配設部と前記マニホールドを連通し、前記マニホールド側から前記電極配設部の周囲の前記枠体の内周の幅に向かって幅広とした前記電解液が流通する流路と、
前記流路の途中に設けられ、前記電解液の逆流を防止する逆流防止部と
を具備することを特徴とするセルスタック。
【請求項7】
電極が配設する電極配設部及び前記電極配設部の周囲に形成され、表裏面を貫通し電解液が流通するマニホールドを設けた枠体からなるセルフレームと隔膜とを有する電池セルを複数積層してなるセルスタックを有するレドックスフロー電池であって、
前記セルフレームは、
前記枠体に形成され、前記電極配設部と前記マニホールドを連通し、前記マニホールド側から前記電極配設部の周囲の前記枠体の内周の幅に向かって幅広とした前記電解液が流通する流路と、
前記流路の途中に設けられ、前記電解液の逆流を防止する逆流防止部と
を具備することを特徴とするレドックスフロー電池。
前記セルフレームは、
前記枠体に形成され、前記電極配設部と前記マニホールドを連通し、前記マニホールド側から前記電極配設部の周囲の前記枠体の内周の幅に向かって幅広とした前記電解液が流通する流路と、
前記流路の途中に設けられ、前記電解液の逆流を防止する逆流防止部と
を具備することを特徴とする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、電解液を流通させるセルフレーム、それを使用したセルスタック及びレドックスフロー電池に関するもので、特に、循環させる電解液の圧力損失を少なくでき、かつ、シャント電流損失を低減できるセルフレーム、セルスタック及びレドックスフロー電池に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、地球温暖化の抑制、地球環境の保護から、太陽光発電や風力発電等の再生可能な自然エネルギを利用した発電技術の関心が急速に高まりその導入が推進されているところ、このような発電方法においては出力変動が生じることから、その出力変動を吸収し電力系統を安定化させる技術として電力貯蔵技術（蓄電技術）が注目されている。そして、その蓄電装置と一つとして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、活物質を溶媒に溶解させた電解液をポンプで循環させ、電解液中のイオンの酸化還元反応によって充放電を行う蓄電池であり、電極や電解液が長寿命で安全性が高いものであるが、その普及のためには低コスト化が望まれており、コスト低減のためには高出力化が重要になってくる。
レドックスフロー電池は、活物質を溶媒に溶解させた電解液をポンプで循環させ、電解液中のイオンの酸化還元反応によって充放電を行う蓄電池であり、電極や電解液が長寿命で安全性が高いものであるが、その普及のためには低コスト化が望まれており、コスト低減のためには高出力化が重要になってくる。
【0003】
このレドックスフロー電池においては、所定の電圧を得るために、複数の電池セル（単セル）を積層したセルスタックの構成を有するのが一般的である。概略的には、隣接するセルフレーム間に正負の電極が隔膜を介して配置されることで１つの電池セル（単セル）が構成され、かかる単セルを複数積層してセルスタックが構成される。
そして、セルスタックの電池セルの正極側には、正極電解液を収容した正極電解液タンクから正極電解液が供給され、また、負極側には、負極電解液を収容した負極電解液タンクから負極電解液が供給され、正負の電極上で酸化反応と還元反応が同時に進められることで充放電が行われる。このとき、正負の電解液は、循環ポンプを使用し電解液タンクと電池セルとの間で循環させている。
こうして、レドックスフロー電池は、電池セルへ循環ポンプで電解液を送給する構成であり、高出力化のためには、電池の内部抵抗が小さく、また、電極へ電解液を送液する際の圧力損失を小さくするのが望ましい。
そして、セルスタックの電池セルの正極側には、正極電解液を収容した正極電解液タンクから正極電解液が供給され、また、負極側には、負極電解液を収容した負極電解液タンクから負極電解液が供給され、正負の電極上で酸化反応と還元反応が同時に進められることで充放電が行われる。このとき、正負の電解液は、循環ポンプを使用し電解液タンクと電池セルとの間で循環させている。
こうして、レドックスフロー電池は、電池セルへ循環ポンプで電解液を送給する構成であり、高出力化のためには、電池の内部抵抗が小さく、また、電極へ電解液を送液する際の圧力損失を小さくするのが望ましい。
【0004】
ここで、セルスタックにおける電極への電解液の供給は、電極を配設したセルフレームに電解液が流通する流路を形成することにより行われている。
例えば、特許文献１や特許文献２で開示されているように、セルフレームに貫通して形成されたマニホールド、及び、セルフレームの面に形成されたスリットによってセルフレームにおいて電解液の流路を構成している。
例えば、特許文献１や特許文献２で開示されているように、セルフレームに貫通して形成されたマニホールド、及び、セルフレームの面に形成されたスリットによってセルフレームにおいて電解液の流路を構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開ＷＯ２０１９／２３４８６７号公報
【特許文献2】特開２０２０－１２９５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところが、特許文献１や特許文献２に開示されているセルフレームにおける流路構造では、マニホールドより小径な流路幅の略Ｌ字状のスリットに電解液を流通させるものである。特許文献１や特許文献２のように電解液の流路となるスリットを小径としたり、また、スリット長を長くしたりするものでは、スリット内における電解液の電気抵抗を大きくできることによりシャント電流の損失の低減化が可能となる。しかしながら、スリットを小径とし、また、スリット長を長くすると、圧力損失が大きくなるから、循環ポンプの損失が大きくなり、電池効率、エネルギ効率が低下する。
【0007】
そこで、本発明は、循環させる電解液の圧力損失の低減化とシャント電流損失の低減化を両立できるセルフレーム、セルスタック及びレドックスフロー電池の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
請求項１の発明のセルフレームは、電極が配設する電極配設部の周囲に設けた枠体において表裏を貫通するマニホールド、及び、当該マニホールドと前記電極配設部との間を連通し電解液が流通する流路を有し、前記流路を前記マニホールド側から前記電極配設部の周囲の前記枠体の内周の幅に向かって幅広に形成し、その途中に前記電解液の逆流を防止する逆流防止部を設けたものである。
【0009】
ここで、上記電極配設部は、双極板を介して正負の電極を収容する構造であってもよいし、電極を枠体一体に設けている構造であってもよい。
また、上記枠体は、電極配設部の周囲に設けられ、通常、全体が略矩形状を成し、例えば、塩化ビニル等で形成されるものである。
上記枠体のマニホールドは、互いに対向する２辺を同一長とした４辺を有する略長方形状に形成されたセルフレームの枠体において厚み（表裏）を貫通して形成された貫通孔であり、４箇所の貫通孔、即ち、正極電解液を正極に供給する正極電解液供給用の貫通孔、正極を通過した正極電解液を外部に排出する正極電解液排出用の貫通孔、負極電解液を負極に供給する負極電解液供給用の貫通孔、及び、負極を通過した負極電解液を外部に排出する負極電解液排出用の貫通孔である。例えば、枠体の角部、即ち、隣接する２辺が交差することによって形成される一方の対向する２角部と他方の対向する２角部との計４角部に設けられ、一方の対向する２角部に設けられたマニホールドには、正負の電解液の一方が流通し、他方の対向する２角部に設けられたマニホールドには正負の電解液の他方が流通する。その形状は特に問われないが、通常、真円等の円形状に形成されるものである。
また、上記枠体は、電極配設部の周囲に設けられ、通常、全体が略矩形状を成し、例えば、塩化ビニル等で形成されるものである。
上記枠体のマニホールドは、互いに対向する２辺を同一長とした４辺を有する略長方形状に形成されたセルフレームの枠体において厚み（表裏）を貫通して形成された貫通孔であり、４箇所の貫通孔、即ち、正極電解液を正極に供給する正極電解液供給用の貫通孔、正極を通過した正極電解液を外部に排出する正極電解液排出用の貫通孔、負極電解液を負極に供給する負極電解液供給用の貫通孔、及び、負極を通過した負極電解液を外部に排出する負極電解液排出用の貫通孔である。例えば、枠体の角部、即ち、隣接する２辺が交差することによって形成される一方の対向する２角部と他方の対向する２角部との計４角部に設けられ、一方の対向する２角部に設けられたマニホールドには、正負の電解液の一方が流通し、他方の対向する２角部に設けられたマニホールドには正負の電解液の他方が流通する。その形状は特に問われないが、通常、真円等の円形状に形成されるものである。
【0010】
上記流路は、マニホールドと電極配設部側との間を連通して電解液が流通する溝状の凹部であり、枠体の正極電解液が流通する正極側及び負極電解液が流通する負極側に形成され、電極配設部を介して枠体の上下に形成されるものである。そして、この流路は、流路の枠体のマニホールド側から電極配設部を設けた内周の幅に向かって幅広に形成されたものである。
上記流路の枠体のマニホールド側から電極配設部を設けた内周の幅に向かって幅広とは、電極配設部の周囲の枠体の内周の幅と一致する幅に流路が徐々に拡幅されていることにより、電極への供給側ではマニホールドからの電解液が拡散されて電極配設部の電極に供給され、また、それと対向側の電極を通過した電解液の排出側では、電極を通過した電解液が収束されてマニホールドに案内されることを意味し、枠体の内周の幅に向かってその両幅と一致する幅に流路が拡張されていれば、マニホールドと電極配設部との連通間で連続的に拡幅されていることまでは要求されず、マニホールド側で幅が一定の部分があってもよい。ここで、上記枠体の内周の幅とは、枠体の内周の対向する１対の内周端縁間を意味し、換言すると、枠体の内周に設けた電極配設部の横幅である。なお、この幅は、セルフレームを電解液が下から上に流通するときのその上下方向に対して直角方向である左右方向の幅を意味する。
上記流路の枠体のマニホールド側から電極配設部を設けた内周の幅に向かって幅広とは、電極配設部の周囲の枠体の内周の幅と一致する幅に流路が徐々に拡幅されていることにより、電極への供給側ではマニホールドからの電解液が拡散されて電極配設部の電極に供給され、また、それと対向側の電極を通過した電解液の排出側では、電極を通過した電解液が収束されてマニホールドに案内されることを意味し、枠体の内周の幅に向かってその両幅と一致する幅に流路が拡張されていれば、マニホールドと電極配設部との連通間で連続的に拡幅されていることまでは要求されず、マニホールド側で幅が一定の部分があってもよい。ここで、上記枠体の内周の幅とは、枠体の内周の対向する１対の内周端縁間を意味し、換言すると、枠体の内周に設けた電極配設部の横幅である。なお、この幅は、セルフレームを電解液が下から上に流通するときのその上下方向に対して直角方向である左右方向の幅を意味する。
【0011】
また、上記逆流防止部は、流路の途中に設けられ電解液の逆流を防止するものであればよく、例えば、その流路の溝内に弁膜や逆止弁を設けてもよいし、流路に段差、溝、傾斜等を設けるものであってもよいし、枠体の面から切り起こして起立片を形成し、その起立片の枠体との接続側の基端部とは反対側の自由端部側が開口し、起立片の下方に行き止まり部を形成することで構成してもよい。
【0012】
請求項２の発明のセルフレームの前記流路は、前記枠体の内周の幅方向と並行する前記枠体の下辺側から前記電極配設部に向かって溝底を上昇させているものであり、隣接する隔膜との間の電解液供給側における電解液を下から上に流通させる流路の断面積を、下側から電極配設部との境界の内周端縁部に向かって細くするものである。
上記流路の溝底を上昇とは、電解液供給側の流路の溝底が徐々に浅くなるように傾斜していることを意味する。なお、枠体の辺の上下方向は、電解液が下から上に流通するその上下方向に一致する。
上記流路の溝底を上昇とは、電解液供給側の流路の溝底が徐々に浅くなるように傾斜していることを意味する。なお、枠体の辺の上下方向は、電解液が下から上に流通するその上下方向に一致する。
【0013】
請求項３の発明のセルフレームの前記流路は、前記マニホールドとの接続側にリブが形成されているものである。
上記リブは、マニホールド付近に位置し、セルフレーム１の補強機能や、マニホールドを流通する電解液等の内圧で隣接する隔膜が流路に入り込むのを防止する機能や、隔膜を押える機能を有するものであれば、その形状、形態は特に問われず、例えば、直線状の突条に形成され、１つであってもよいし、複数設けてもよい。
上記リブは、マニホールド付近に位置し、セルフレーム１の補強機能や、マニホールドを流通する電解液等の内圧で隣接する隔膜が流路に入り込むのを防止する機能や、隔膜を押える機能を有するものであれば、その形状、形態は特に問われず、例えば、直線状の突条に形成され、１つであってもよいし、複数設けてもよい。
【0014】
請求項４の発明のセルフレームの前記逆流防止部は、前記枠体の面から切り起こして起立片を形成することにより、その起立片の前記枠体との接続側の基端部とは反対側の自由端部側が開口して前記起立片の下方に行き止まり部を形成したものである。
上記逆流防止部は、前記枠体の面から切り起こして形成し、前記枠体と繋がっている一方の端部を基端部とし、反対側の他端部を自由端部とした起立片と、起立片の下方に形成された行き止まり部とから構成され、例えば、基端部側を折曲して基端部側から自由端部側に向かって上方に傾斜するように塑性変形させることにより、基端部から傾斜した起立片が形成され、その自由端部側が開口して起立片の下方に行き止まり部が形成される。これにより、電解液を電極に供給する供給側流路においては、起立片の一端部側の基端部が上流側、他端部側の自由端部側が下流側に対応し、マニホールド側から電極側に向かって電解液が供給される電解液の流通方向では、起立片の一端部側の基端部が枠体に接続していることにより、その起立片の上面を電解液が流通する。一方で、電極配設部側から逆流しようとする電解液は、起立片の自由端部側が開口していることにより、その開口に電解液が流れ込み、そこで行き止まるから、電解液の逆流が防止される。電解液を排出する排出側流路においては、起立片の一端部側の基端部が上流側、他端部側の自由端部側が下流側に対応し、電極側からマニホールド側に向かって電解液が排出される電解液の流通方向では、起立片の一端部側の基端部が枠体に接続していることにより、その起立片の上面を電解液が流通する。一方で、マニホールド側から逆流しようとする電解液は、起立片の自由端部側が開口していることにより、その開口に電解液が流れ込み、そこで行き止まるから、電解液の逆流が防止される。
上記逆流防止部は、前記枠体の面から切り起こして形成し、前記枠体と繋がっている一方の端部を基端部とし、反対側の他端部を自由端部とした起立片と、起立片の下方に形成された行き止まり部とから構成され、例えば、基端部側を折曲して基端部側から自由端部側に向かって上方に傾斜するように塑性変形させることにより、基端部から傾斜した起立片が形成され、その自由端部側が開口して起立片の下方に行き止まり部が形成される。これにより、電解液を電極に供給する供給側流路においては、起立片の一端部側の基端部が上流側、他端部側の自由端部側が下流側に対応し、マニホールド側から電極側に向かって電解液が供給される電解液の流通方向では、起立片の一端部側の基端部が枠体に接続していることにより、その起立片の上面を電解液が流通する。一方で、電極配設部側から逆流しようとする電解液は、起立片の自由端部側が開口していることにより、その開口に電解液が流れ込み、そこで行き止まるから、電解液の逆流が防止される。電解液を排出する排出側流路においては、起立片の一端部側の基端部が上流側、他端部側の自由端部側が下流側に対応し、電極側からマニホールド側に向かって電解液が排出される電解液の流通方向では、起立片の一端部側の基端部が枠体に接続していることにより、その起立片の上面を電解液が流通する。一方で、マニホールド側から逆流しようとする電解液は、起立片の自由端部側が開口していることにより、その開口に電解液が流れ込み、そこで行き止まるから、電解液の逆流が防止される。
【0015】
請求項５の発明のセルフレームの前記流路は、前記マニホールドから前記枠体の内周の幅方向に並行に延び前記マニホールドの径よりも幅狭な直線流路と、前記直線流路から前記枠体の内周の幅に向かって幅広くした幅広流路とから構成されているものである。
【0016】
請求項６の発明のセルスタックは、正負の電極と、前記政府の電極の間に配置される隔膜と、前記正負の電極が配設する電極配設部及び前記電極配設部の周囲に設けた枠体からなるセルフレームとから構成される電池セルを複数積層してなり、前記セルフレームは、前記電極配設部の周囲に設けた前記枠体において表裏を貫通するマニホールド、及び、当該マニホールドと前記電極配設部との間を連通し電解液が流通する流路を有し、前記流路を前記マニホールド側から前記電極配設部の周囲の前記枠体の内周の幅に向かって幅広に形成し、その途中に前記電解液の逆流を防止する逆流防止部を設けたものである。
【0017】
請求項７の発明のレドックスフロー電池は、正負の電極と、前記政府の電極の間に配置される隔膜と、前記正負の電極が配設する電極配設部及び前記電極配設部の周囲に設けた枠体からなるセルフレームとから構成される電池セルを複数積層してなるセルスタックを有し、前記電極配設部の周囲に設けた前記枠体において表裏を貫通するマニホールド、及び、当該マニホールドと前記電極配設部との間を連通し電解液が流通する流路を有し、前記流路を前記マニホールド側から前記電極配設部の周囲の前記枠体の内周の幅に向かって幅広に形成し、その途中に前記電解液の逆流を防止する逆流防止部を設けたものである。
【発明の効果】
【0018】
請求項１の発明に係るセルフレームによれば、電極配設部の周囲に設けた枠体に形成されマニホールド及び前記電極配設部間を連通し電解液を流通させる溝状の流路は、前記マニホールド側から前記電極部配設部の周囲の前記枠体の内周の幅に向かって拡げられている。
したがって、マニホールドと電極配設部と間で電解液が流通する流路は、マニホールド側から電極配設部の周囲の枠体の内周の幅と一致する幅広に拡幅されていることにより、流路幅がマニホールドより径大となり、また、流路長も短くなるから、そこを流通する電解液の流体抵抗を小さくすることができ、セルフレームに流通させる電解液の圧力損失の低減化を可能とする。そのうえ、その流路の途中には電解液の逆流を防止する逆流防止部を設けたことで、電解液を通じでの電流損失（シャントカレントロス）を小さくすることができる。
したがって、循環させる電解液の圧力損失の低減化とシャント電流損失の低減化を両立できる。
したがって、マニホールドと電極配設部と間で電解液が流通する流路は、マニホールド側から電極配設部の周囲の枠体の内周の幅と一致する幅広に拡幅されていることにより、流路幅がマニホールドより径大となり、また、流路長も短くなるから、そこを流通する電解液の流体抵抗を小さくすることができ、セルフレームに流通させる電解液の圧力損失の低減化を可能とする。そのうえ、その流路の途中には電解液の逆流を防止する逆流防止部を設けたことで、電解液を通じでの電流損失（シャントカレントロス）を小さくすることができる。
したがって、循環させる電解液の圧力損失の低減化とシャント電流損失の低減化を両立できる。
【0019】
請求項２の発明に係るセルフレームによれば、前記流路が、前記枠内の内周の幅方向と並行する前記枠体の下辺側から前記電極配設部に向かって徐々に溝底を上昇させていることから、電解液を電極に供給する供給側流路において、隣接する隔膜と間で電解液を流通させる流路の断面積が枠体の下辺側から電極配設部に向かって細くなる。よって、請求項１に記載の効果に加えて、電極に供給する電解液の拡散性を高めることができ、電極へ効率的に電解液を供給できる。
【0020】
請求項３の発明に係るセルフレームによれば、前記流路に、前記マニホールドとの接続側にリブが形成されていることから、マニホールドの周囲が補強され、マニホールドを流通する電解液の内圧によるセルフレームの変形が防止される。また、セルスタックにおいて隣接するセルフレーム間に配置される隔膜を押えて隔膜の位置ずれを防止することが可能となる。更に、マニホールドを流通する電解液の内圧により隣接する隔膜が流路に落ち込むのを防止できる。よって、請求項１に記載の効果に加えて、セルスタックの耐久性を向上できる。
【0021】
請求項４の発明に係るセルフレームによれば、前記逆流防止部は、前記枠体の面から切り起こして起立片を形成することにより、その起立片の前記枠体との接続側の基端部とは反対側の自由端部側を開口し前記起立片の下方に行き止まり部を形成したものであることから、上流から下流に向かって流通する電解液の重み等で起立片の起立状態を変化させることができ、上流から下流に向かって電解液が多く流れるとき起立片の起立状態が抑えられて流体抵抗を小さくできる一方、起立片の自由端部側が開口していることで、逆流しようとする電解液はその開口に流れ込んでそこで行き止まるから電解液の逆流を阻止できる。よって、請求項１に記載の効果に加えて、循環させる電解液の圧力損失の低減化とシャント電流損失の低減化の両立効果を向上できる。
【0022】
請求項５の発明に係るセルフレームによれば、前記流路は、前記マニホールドから前記枠体の内周の幅方向に並行に延び前記マニホールドの径よりも幅狭な直線流路と前記直線流路から前記枠体の内周の幅に向かって幅広とした幅広流路とから構成されていることから、請求項１に記載の効果に加えて、マニホールドを流通する電解液の内圧等によるマニホールド周囲のセルフレームの変形や、電解液の漏れを抑えることができる。また、直線流路に逆流防止部を設けることによって、電解液流通時の流体抵抗を小さく抑えながら逆流防止部を形成できる。
【0023】
請求項６の発明に係るセルスタックによれば、それを構成する各セルフレームにおいて、電極配設部の周囲に設けた枠体に形成されマニホールド及び前記電極配設部間を連通し電解液を流通させる溝状の流路は、前記マニホールド側から前記電極部配設部の周囲の前記枠体の内周の幅に向かって拡げられている。
したがって、マニホールドと電極配設部と間で電解液が流通する流路は、マニホールド側から電極配設部の周囲の枠体の内周の幅と一致する幅広に拡幅されていることにより、流路幅がマニホールドより径大となり、また、流路長も短くなるから、そこを流通する電解液の流体抵抗を小さくすることができ、セルフレームに流通させる電解液の圧力損失の低減化を可能とする。そのうえ、その流路の途中には電解液の逆流を防止する逆流防止部を設けたことで、電解液を通じでの電流損失（シャントカレントロス）を小さくすることができる。
したがって、循環させる電解液の圧力損失の低減化とシャント電流損失の低減化を両立できる。
したがって、マニホールドと電極配設部と間で電解液が流通する流路は、マニホールド側から電極配設部の周囲の枠体の内周の幅と一致する幅広に拡幅されていることにより、流路幅がマニホールドより径大となり、また、流路長も短くなるから、そこを流通する電解液の流体抵抗を小さくすることができ、セルフレームに流通させる電解液の圧力損失の低減化を可能とする。そのうえ、その流路の途中には電解液の逆流を防止する逆流防止部を設けたことで、電解液を通じでの電流損失（シャントカレントロス）を小さくすることができる。
したがって、循環させる電解液の圧力損失の低減化とシャント電流損失の低減化を両立できる。
【0024】
請求項７の発明に係るレドックスフロー電池は、それを構成するセルスタックの各セルフレームにおいて、電極配設部の周囲に設けた枠体に形成されマニホールド及び前記電極配設部間を連通し電解液を流通させる溝状の流路は、前記マニホールド側から前記電極部配設部の周囲の前記枠体の内周の幅に向かって拡げられている。
したがって、マニホールドと電極配設部と間で電解液が流通する流路は、マニホールド側から電極配設部の周囲の枠体の内周の幅と一致する幅広に拡幅されていることにより、流路幅がマニホールドより径大となり、また、流路長も短くなるから、そこを流通する電解液の流体抵抗を小さくすることができ、セルフレームに流通させる電解液の圧力損失の低減化を可能とする。そのうえ、その流路の途中には電解液の逆流を防止する逆流防止部を設けたことで、電解液を通じでの電流損失（シャントカレントロス）を小さくすることができる。
したがって、循環させる電解液の圧力損失の低減化とシャント電流損失の低減化を両立できる。
したがって、マニホールドと電極配設部と間で電解液が流通する流路は、マニホールド側から電極配設部の周囲の枠体の内周の幅と一致する幅広に拡幅されていることにより、流路幅がマニホールドより径大となり、また、流路長も短くなるから、そこを流通する電解液の流体抵抗を小さくすることができ、セルフレームに流通させる電解液の圧力損失の低減化を可能とする。そのうえ、その流路の途中には電解液の逆流を防止する逆流防止部を設けたことで、電解液を通じでの電流損失（シャントカレントロス）を小さくすることができる。
したがって、循環させる電解液の圧力損失の低減化とシャント電流損失の低減化を両立できる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、実施の形態において、図示の同一記号及び同一符号は、同一または相当する機能部分であるから、ここではその重複する説明を省略する。
なお、実施の形態において、図示の同一記号及び同一符号は、同一または相当する機能部分であるから、ここではその重複する説明を省略する。
【0027】
［実施の形態］
まず、レドックスフロー電池の概略構成について説明する。
レドックスフロー電池は、活物質イオンが溶解した電解液のタンク、正負の電極と正負極を隔てる隔膜１０３とを備え電解液を反応させて充放電を行う電池セル部（流通型電解槽）、及び、タンクと電池セル部との間で電解液を循環させるポンプ、配管等から構成されており、正極側の電極に正極電解液を供給すると共に、負極側の電極に負極電解液を供給し、それら正負の電極上で酸化反応と還元反応を同時に進めることによって充放電を行うものである。
まず、レドックスフロー電池の概略構成について説明する。
レドックスフロー電池は、活物質イオンが溶解した電解液のタンク、正負の電極と正負極を隔てる隔膜１０３とを備え電解液を反応させて充放電を行う電池セル部（流通型電解槽）、及び、タンクと電池セル部との間で電解液を循環させるポンプ、配管等から構成されており、正極側の電極に正極電解液を供給すると共に、負極側の電極に負極電解液を供給し、それら正負の電極上で酸化反応と還元反応を同時に進めることによって充放電を行うものである。
【0028】
電池反応を行う電池セル部は、実用的な電圧を得るために、電池セル（単セル）が複数個積層されたスタックから構成される。電池セルは、負極と正極の電極によりイオン交換膜からなる隔膜１０３を挟んで構成されおり、それぞれの電極に活物質を含んだ電解液がポンプによってタンクから供給されることにより、酸化還元反応を生じることで充放電を行う。
【0029】
電解液としては、特に限定されず、酸化還元反応を行うイオン性活物質を電気伝導する水系または非水系の溶媒に溶解させた溶液（懸濁、分散液を含み、液状またはスラリー状を問わない）が使用され、例えば、鉄－クロム系（Ｆｅ／Ｃｒ系）、バナジウム系（Ｖ／Ｖ系）、チタン－マンガン系（Ｔｉ／Ｍｎ系）等の金属イオン活物質を水系溶媒（例えば、硫酸、塩酸等の無機溶媒）に含んだ溶液や、臭素、ヨウ素、キノン系の有機物等の非金属イオンを活物質として水系溶媒（例えば、硫酸、塩酸等の無機溶媒）に含んだ溶液や、金属錯体系、ポリ酸等の金属イオン活物質を非水系溶媒（例えば、有機物溶媒）に含んだ溶液や、ラジカル系、キノン系の有機物等を活物質として水系溶媒（例えば、有機物溶媒）に含んだ溶液が使用できる。
【0030】
活物質がバナジウム系（Ｖ／Ｖ系）の電解液としては、例えば、硫酸バナジウム水溶液を用いることができ、バナジウム系電解液の場合には、充電時に正極に電流が流入して正極電解液の４価のＶイオンが５価に酸化され、負極側の負極電解液の３価のＶイオンが２価に還元されることにより充電される。放電時には、その逆の反応が生じ、電力として取り出される。
【0031】
電池セル部を形成するセルスタックは、図１に示すように、正負の電極１０１と、正負の電極１０１に供給する電解液を流通させる流路を形成したセルフレーム１と、正負の電極１０１間に介在する隔膜１０３とを有する電池セル（最小単位の単セル）を繰り返し積層することにより構成されている。
【0032】
隔膜１０３を挟んで正極と負極に分けられる電極１０１は、不活性電極であり、炭素材料（カーボン材）が使用され、例えば、カーボンクロス、カーボンフェルト、カーボンペーパー等の多孔質の炭素繊維集合体が用いられる。炭素繊維としては、例えば、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、フェノール系炭素繊維等が使用される。しかし、粒状、球状、タブレット状、ペレット状等の炭素材料を使用することも可能である。
【0033】
セルフレーム１は、後述するように、内周に正極及び負極の電極１０１が配設される電極配設部１０５を有し、電極配設部１０５の周囲に樹脂製の枠体５が形成されたものであり、その枠体５には、正負の電極に供給する電解液を流通させる流路を設けている。
隔膜１０３としては、例えば、イオン交換膜が使用される。隔膜１０３は、電極１０１の面積以上であればよいが、セルフレーム１の面積と略同等面積に対応させる場合には、セルフレーム１のマニホールド１１，１２，２１，２２に対応して電解液が流通する孔が設けられる。なお、セルフレーム１の面積と略同等面積に対応させる場合には、隔膜１０３の周囲に図示しない保護材（支持材）を配置し、セルフレーム１の流路を保護してもよい。
隔膜１０３としては、例えば、イオン交換膜が使用される。隔膜１０３は、電極１０１の面積以上であればよいが、セルフレーム１の面積と略同等面積に対応させる場合には、セルフレーム１のマニホールド１１，１２，２１，２２に対応して電解液が流通する孔が設けられる。なお、セルフレーム１の面積と略同等面積に対応させる場合には、隔膜１０３の周囲に図示しない保護材（支持材）を配置し、セルフレーム１の流路を保護してもよい。
【0034】
なお、通常、電池セル部を形成するセルスタックにおいては、電池セル（単セル）を複数積層したときの積層方向の両側には、正負の電極１０１と導通される１対の集電板が配置される。集電板は、電池セルと外部機器との間で電気の入出力を行うための導電部材である。なお、この集電板には、例えば、インバータ等の外部機器にリード線等を介して接続し、セルスタックと外部電源を電気的に接続するための通電端子（図示せず）が設けられる。
また、電池セルを複数積層し、その積層方向の両側に１対の集電板を配置した積層体は、例えば、１対のエンドプレートで挟み込み、締付治具を用いて締め付けることによりまとめることが可能である。このときの締付治具としては、例えば、積層した電池セルの周囲で１対のエンドプレート相互間を接続する締付軸と、その締付軸の両端に螺合されるナット等から構成される。そして、このような締め付けによってセルスタックを組み立てる場合には、通常、各セルフレーム１間に、電解液の漏洩を抑制するため、Ｏリングや平パッキン等の環状のシール部材が配置される。また、タンクから圧送されてきた電解液をセルフレーム１に送給し、また、セルフレーム１から排出された電解液をタンクに送排する給排板が適宜積層間に介在される。
しかし、本発明を実施する場合には、積層した電池セルを一体に組み立てることができれば、その手段は特に限定されない。
また、電池セルを複数積層し、その積層方向の両側に１対の集電板を配置した積層体は、例えば、１対のエンドプレートで挟み込み、締付治具を用いて締め付けることによりまとめることが可能である。このときの締付治具としては、例えば、積層した電池セルの周囲で１対のエンドプレート相互間を接続する締付軸と、その締付軸の両端に螺合されるナット等から構成される。そして、このような締め付けによってセルスタックを組み立てる場合には、通常、各セルフレーム１間に、電解液の漏洩を抑制するため、Ｏリングや平パッキン等の環状のシール部材が配置される。また、タンクから圧送されてきた電解液をセルフレーム１に送給し、また、セルフレーム１から排出された電解液をタンクに送排する給排板が適宜積層間に介在される。
しかし、本発明を実施する場合には、積層した電池セルを一体に組み立てることができれば、その手段は特に限定されない。
【0035】
ここで、こうしたレドックスフロー電池の電池セルを構成しているセルフレーム１の詳細を、図２乃至図５を参照して、説明する。
本実施の形態に係るセルフレーム１は、枠体５の中央部に電極１０１が配設する電極配設部１０５を有するものであり、全辺の対向する２辺を同一長さとした４辺Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４を有する略矩形状に形成されたものである。
本実施の形態に係るセルフレーム１は、枠体５の中央部に電極１０１が配設する電極配設部１０５を有するものであり、全辺の対向する２辺を同一長さとした４辺Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４を有する略矩形状に形成されたものである。
【0036】
電極配設部１０５は、正極及び負極の電極１０１を配設し、正極及び負極間で電解液を混合させない構成であれば特に問われず、例えば、双極板を介して正負の電極１０１を配設する構造とすることもできるし、枠体５に電極１０１を一体に設けてもよい。
セルフレーム１の枠体５は、例えば、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素、エポキシ等の樹脂やゴム等の絶縁材料からなり、電解液に対する耐性（耐薬品性、耐酸性等）を有するものが使用される。
セルフレーム１の枠体５は、例えば、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素、エポキシ等の樹脂やゴム等の絶縁材料からなり、電解液に対する耐性（耐薬品性、耐酸性等）を有するものが使用される。
【0037】
本実施の形態のセルフレーム１は、電極配設部１０５の周囲の枠体５において、その矩形状の四隅の角部に、表裏を貫通した（厚みを貫通した）円形状の貫通孔であるマニホールド１１，１２，２１，２２が形成されている。具体的には、正極電解液が流通する正極側給液用マニホールド１１及び正極側排液用マニホールド２１と、負極電解液が流通する負極側給液用マニホールド１２及び負極側排液用マニホールド２２とを設けている。
これより、複数のセルフレーム１を積層した状態では、各セルフレーム１の枠体５のマニホールド１１，１２，２１，２２が連続した状態となることで、これらマニホールド１１，１２，２１，２２により積層方向に電解液の流路が形成される。
これより、複数のセルフレーム１を積層した状態では、各セルフレーム１の枠体５のマニホールド１１，１２，２１，２２が連続した状態となることで、これらマニホールド１１，１２，２１，２２により積層方向に電解液の流路が形成される。
【0038】
なお、本実施の形態において、正極側給液用マニホールド１１、負極側給液用マニホールド１２、正極側排液用マニホールド２１、負極側排液用マニホールド２２は、何れも同一寸法形状に形成され、また、セルフレーム１の仮想縦中心線（図示せず）及び仮想横中心線（図示せず）を対称軸として、互いに左右及び上下の対称位置関係にある。正極側給液用マニホールド１１及び正極側排液用マニホールド２１はセルフレーム１の対角関係にあり、負極側給液用マニホールド１２及び負極側排液用マニホールド２２もセルフレーム１の他の対角関係にある。
【0039】
即ち、矩形状のセルフレーム１の対角する２角部（互いに隣接する２辺Ｅ１及びＥ４が交差することによって形成される角部と、互いに隣接する２辺Ｅ２とＥ３とが交差することによって形成される角部）に正極側給液用マニホールド１１及び正極側排液用マニホールド２１が位置し、別の対角する２角部（互いに隣接する２辺Ｅ１及びＥ２が交差することによって形成される角部と、互いに隣接する２辺Ｅ３とＥ４とが交差することによって形成される角部）に負極側給液用マニホールド１２及び負極側排液用マニホールド２２が位置する。
矩形状のセルフレーム１の下部において左右に対向する２角部に正極側給液用マニホールド１１及び負極側給液用マニホールド１２が位置し、上部において対向する２角部に正極側排液用マニホールド２１及び負極側排液用マニホールド２２が位置する。即ち、正極側給液用マニホールド１１と負極側給液用マニホールド１２とはセルフレーム１の縦中心線（図示しない）を対称軸として対称位置関係にあり、正極側排液用マニホールド２１及び負極側排液用マニホールド２２もセルフレーム１の縦中心線（図示しない）を対称軸として対称位置関係にある。
矩形状のセルフレーム１の左右の一方で上下に対向する２角部に正極側給液用マニホールド１１及び負極側排液用マニホールド２２が位置し、左右の他方で上下に対向する２角部に負極側給液用マニホールド１２及び正極側排液用マニホールド２１が位置する。
矩形状のセルフレーム１の下部において左右に対向する２角部に正極側給液用マニホールド１１及び負極側給液用マニホールド１２が位置し、上部において対向する２角部に正極側排液用マニホールド２１及び負極側排液用マニホールド２２が位置する。即ち、正極側給液用マニホールド１１と負極側給液用マニホールド１２とはセルフレーム１の縦中心線（図示しない）を対称軸として対称位置関係にあり、正極側排液用マニホールド２１及び負極側排液用マニホールド２２もセルフレーム１の縦中心線（図示しない）を対称軸として対称位置関係にある。
矩形状のセルフレーム１の左右の一方で上下に対向する２角部に正極側給液用マニホールド１１及び負極側排液用マニホールド２２が位置し、左右の他方で上下に対向する２角部に負極側給液用マニホールド１２及び正極側排液用マニホールド２１が位置する。
【0040】
また、セルフレーム１の枠体５の正極側の面には、電極配設部１０５と正極側給液用マニホールド１１と間でそれらを連通する溝状（凹部状）の正極側導入流路３１が形成され、更に、電極配設部１０５と正極側排液用マニホールド２１との間にもそれらを連通する溝状（凹部）の正極側排出流路４１が形成されている。
同様に、枠体５の負極側の面にも、電極配設部１０５と負極側給液用マニホールド１２との間でそれらを連通する溝状（凹部状）の負極側導入流路３２が形成され、また、電極配設部１０５と負極側排液用マニホールド２２との間でそれらを連通する溝状の負極側排出流路４２が形成されている。
同様に、枠体５の負極側の面にも、電極配設部１０５と負極側給液用マニホールド１２との間でそれらを連通する溝状（凹部状）の負極側導入流路３２が形成され、また、電極配設部１０５と負極側排液用マニホールド２２との間でそれらを連通する溝状の負極側排出流路４２が形成されている。
【0041】
これより、正極電解液を収容した正極電解液タンクからポンプによって送給される正極電解液は、管を介して、セルスタックの両側端部に設けられる電解液入出力部の流入口を通って各セルフレーム１の枠体５に形成された正極側給液用マニホールド１１からなる流路を流通し、更に、その正極側給液用マニホールド１１から各セルフレーム１の枠体５に形成された正極側給液用マニホールド１１と電極配設部１０５とを連通する溝状の正極側導入流路３１に流れ込み、正極側導入流路３１を流通する。そして、正極側導入流路３１を流通した正極電解液は、セルフレーム１の電極配設部１０５に配設する正極電極１０１に流れ込み、正極電極１０１上で電池反応する。また、正極電極１０１を下側から上側に通過した正極電解液は、各セルフレーム１の枠体５に形成された正極側排液用マニホールド２１と電極配設部１０５とを連通する溝状の正極側排出流路４１を流通し、正極側排液用マニホールド２１から排出される。正極側排液用マニホールド２１から排出された正極電解液は各セルフレーム１の枠体５に形成された正極側排液用マニホールド２１からなる流路を流通し、電解液入出力部の流出口を通って正極電解液タンクに戻される。
【0042】
同様に、負極電解液を収容した負極電解液タンクからポンプによって送給される負極電解液においても、管を介して、セルスタックの両側端部に設けられる電解液入出力部の流入口を通って各セルフレーム１の枠体５に形成された負極側給液用マニホールド１２からなる流路を流通し、更に、その負極側給液用マニホールド１２から、各セルフレーム１の枠体５に形成された負極側給液用マニホールド１２と電極配設部１０５とを連通する溝状の負極側導入流路３２に流れ込み、負極側導入流路３２を流通する。そして、負極側導入流路３２を流通した負極電解液は、セルフレーム１の電極配設部１０５に配設する負極電極１０１に流れ込み、負極電極１０１上で電池反応する。また、負極電極１０１を下側から上側に通過した電解液は、各セルフレーム１の枠体５に形成された負極側排液用マニホールド２２と電極配設部１０５とを連通する溝状の負極側排出流路４２を流通し、負極側排液用マニホールド２２から排出される。負極側排液用マニホールド２２から排出された負極電解液は各セルフレーム１の枠体５に形成された負極側排液用マニホールド２２からなる流路を流通し、電解液入出力部の流出口を通って負極電解液タンクに戻される。
【0043】
なお、正極側給液用マニホールド１１と負極側給液用マニホールド１２とは、正極電解液か負極電解液の流路の違いであり、基本的構造は同一であるから、以下、特段に区別しないときは、単に給液用マニホールド１１，１２とする。正極側排液用マニホールド２１と負極側排液用マニホールド２２についても、同様であるから、以下、特段に区別しないときは、単に排液用マニホールド２１，２２とする。
また、正極側導入流路３１と負極側導入流路３２についても、正極電解液か負極電解液の流路の違いであり、基本的構造は同一であるから、以下、特段に区別しないときは、単に導入流路３１，３２とする。正極側排出流路４１と負極側排出流路４２についても、同様であるから、以下、特段に区別しないときは、単に排出流路４１，４２とする。
また、正極側導入流路３１と負極側導入流路３２についても、正極電解液か負極電解液の流路の違いであり、基本的構造は同一であるから、以下、特段に区別しないときは、単に導入流路３１，３２とする。正極側排出流路４１と負極側排出流路４２についても、同様であるから、以下、特段に区別しないときは、単に排出流路４１，４２とする。
【0044】
ここで、給液用マニホールド１１，１２と電極配設部１０５の間を連通する溝状の導入流路３１，３２、及び、排液用マニホールド２１，２２と電極配設部１０５の間を繋ぐ溝状の排出流路４１，４２について更に詳しく説明する。
【0045】
本実施の形態の枠体５の正極及び負極の両面に形成された溝状の導入流路３１，３２は、給液用マニホールド１１，１２から電極配設部１０５の幅方向に並行に延びる導入直線流路３３と、直線流路３３から連続し電極配設部１０５の横幅、即ち、電極配設部１０５を設けた枠体５の内周の対向する内周端縁５３間の横幅まで下側から上側に向かって略テーパ状に流路を幅広くした導入幅広流路７１とから形成されている。
【0046】
本実施の形態において、給液用マニホールド１１，１２と繋がる溝状の導入直線流路３３は、その流路を形成する両側の１対の流路形成壁３３ａ，３３ｂが、電極配設部１０５の幅方向と並行に直線状に延びているもの、即ち、一方の給液用マニホールド１１，１２側から対向する他方の給液用マニホールド１２，１１側に向かって互いに平行して水平方向（横方向）に直線状に延びているものであり、略一定の流路幅のものである。
これより、給液用マニホールド１１，１２から導入直線流路３３に流入した電解液は、一方の給液用マニホールド１１，１２側から対向する他方の給液用マニホールド１２，１１側に向かって案内される。
これより、給液用マニホールド１１，１２から導入直線流路３３に流入した電解液は、一方の給液用マニホールド１１，１２側から対向する他方の給液用マニホールド１２，１１側に向かって案内される。
【0047】
なお、本実施の形態の導入直線流路３３の長さ、即ち、一方の給液用マニホールド１１，１２側から対向する他方の給液用マニホールド１２，１１側に向かって延びている長さは、電極配設部１０５を設けた枠体５の対向する内周端縁５３間の横幅Ｗ２の１／１０～１／５、好ましくは、１／９～１／６程度の長さである。
また、導入直線流路３３の幅、即ち、その流路を形成する両側の１対の流路形成壁３３ａ，３３ｂ間の幅は、給液用マニホールド１１，１２の径よりも小さく幅狭に形成されている。
また、導入直線流路３３の幅、即ち、その流路を形成する両側の１対の流路形成壁３３ａ，３３ｂ間の幅は、給液用マニホールド１１，１２の径よりも小さく幅狭に形成されている。
【0048】
ここで、本実施の形態の導入直線流路３３には、給液用マニホールド１１，１２との接続端部に複数本のリブ１５１を形成している。これにより、給液用マニホールド１１，１２の周囲を補強し、給液用マニホールド１１，１２に流通する電解液の内圧によるセルフレーム１の変形を防止する。また、複数本のリブ１５１によって、セルスタック１００において隣接するセルフレーム１間に配置される隔膜１０３を押え隔膜１０３の位置ずれを防止する。更に、電解液の内圧で流路３１，３２,４１，４２の凹部に隔膜１０３が落ち込むのを防止し、隔膜１０３の落ち込みよる損傷を防止し隔膜１０３を長持ちさせることができる。
【0049】
具体的に、本実施の形態のリブ１５１は、図５（ｂ）で示すように、導入直線流路３３を複数に分割して突条に形成されており、給液用マニホールド１１、１２の周囲面よりも低い位置に形成された溝底に突設している。これより、導入直線流路３３には、突条のリブ１５１による分割によって互いに平行な複数の分岐溝３３ｃが形成されている。
このため、本実施の形態の導入直線流路３３においては、給液用マニホールド１１，１２から導入された電解液が分岐溝３３ｃに分岐して流通することで整流される。
なお、図３乃至図５においては、導入直線流路３３を形成する流路形成壁３３ａ，３３ｂと略同じ高さで３本の突条のリブ１５１が導入直線流路３３に形成されていることにより、給液用マニホールド１１、１２を形成する周囲壁の高さの１／２以下の深さの分岐溝３３ｃが互いに並行に４本形成されている。よって、給液用マニホールド１１，１２から導入された電解液が四股に分岐して導入直線流路３３の分岐溝３３ｃに流通することになる。しかし、本発明を実施する場合には、３本のリブ１５１に限定されず、１本または２本、或いは４本以上であってもよい。
このため、本実施の形態の導入直線流路３３においては、給液用マニホールド１１，１２から導入された電解液が分岐溝３３ｃに分岐して流通することで整流される。
なお、図３乃至図５においては、導入直線流路３３を形成する流路形成壁３３ａ，３３ｂと略同じ高さで３本の突条のリブ１５１が導入直線流路３３に形成されていることにより、給液用マニホールド１１、１２を形成する周囲壁の高さの１／２以下の深さの分岐溝３３ｃが互いに並行に４本形成されている。よって、給液用マニホールド１１，１２から導入された電解液が四股に分岐して導入直線流路３３の分岐溝３３ｃに流通することになる。しかし、本発明を実施する場合には、３本のリブ１５１に限定されず、１本または２本、或いは４本以上であってもよい。
【0050】
そして、本実施の形態の導入直線流路３３には、リブ１５１が設けられた給液用マニホールド１１、１２側とは反対側で、電解液の逆流を阻止する導入側逆流防止部６０が設けられている。
導入側逆流防止部６０は、図２及び図５（ａ）で示すように、分岐溝３３ｃよりも更に深い溝底の深溝６６と、その深溝６６を覆うように形成された起立片６５とから構成されている。起立片６５は、枠体５の一部をスリット状に切り欠いて切り起こしたものであり、溝６５の深さ分の厚みよりも薄厚の矩形状に形成されたものである。この起立片６５は、矩形状の一辺の端部が枠体５に繋がったままの薄い厚みの切片であり、枠体５との接続側の基端部６５ａ側を折曲して基端部６５ａ側からそれとは反対側の自由端部６５側に向かって上方に傾斜するように塑性変形させることにより、しかも、基端部６５ａ側より自由端部６５ｂ側の厚みを若干薄くしていることにより、自由端部６５ｂ側が基端部６５ａ側よりも立ち上がり（起立し）、基端部６５ａ側から自由端部６５ｂ側に向かって上方に傾斜して起立する。
導入側逆流防止部６０は、図２及び図５（ａ）で示すように、分岐溝３３ｃよりも更に深い溝底の深溝６６と、その深溝６６を覆うように形成された起立片６５とから構成されている。起立片６５は、枠体５の一部をスリット状に切り欠いて切り起こしたものであり、溝６５の深さ分の厚みよりも薄厚の矩形状に形成されたものである。この起立片６５は、矩形状の一辺の端部が枠体５に繋がったままの薄い厚みの切片であり、枠体５との接続側の基端部６５ａ側を折曲して基端部６５ａ側からそれとは反対側の自由端部６５側に向かって上方に傾斜するように塑性変形させることにより、しかも、基端部６５ａ側より自由端部６５ｂ側の厚みを若干薄くしていることにより、自由端部６５ｂ側が基端部６５ａ側よりも立ち上がり（起立し）、基端部６５ａ側から自由端部６５ｂ側に向かって上方に傾斜して起立する。
【0051】
ここで、起立片６５の基端部６５ａ側は給液用マニホールド１１，１２側から電極部配設部１０５側に向かって電解液が流れるときの上流側であってリブ１５１形成側であり、反対側の自由端部６５ｂ側は下流側であって導入幅広流路３４側である。
そして、本実施の形態の導入側逆流防止部６０は、その深溝６６の溝底が、深溝６６及び起立片６５を設けた導入直線流路３３に続く導入側幅広流路３４の溝底３４ｃよりも深く、深溝６６の溝底の上方には導入側幅広流路３４側に向かって上方に傾斜している起立片６５が配設している。このとき、深溝６６の溝底の上方に配設した起立片６５は、その基端部６５側が深溝６６を形成する周壁に接続している一方、反対側の自由端部６５ｂ側は、導入側幅広流路３４とは接触することなく、起立片６５と深溝６６間で開口６７が形成されている。
そして、本実施の形態の導入側逆流防止部６０は、その深溝６６の溝底が、深溝６６及び起立片６５を設けた導入直線流路３３に続く導入側幅広流路３４の溝底３４ｃよりも深く、深溝６６の溝底の上方には導入側幅広流路３４側に向かって上方に傾斜している起立片６５が配設している。このとき、深溝６６の溝底の上方に配設した起立片６５は、その基端部６５側が深溝６６を形成する周壁に接続している一方、反対側の自由端部６５ｂ側は、導入側幅広流路３４とは接触することなく、起立片６５と深溝６６間で開口６７が形成されている。
【0052】
こうして、本実施の形態では、導入直線流路３３において、枠体５から導入側幅広流路３４側に向かって斜め上方に切り起こして起立片６５を形成し、また、その下方に、導入側幅広流路３４の溝底３４ｃよりも深い深溝６６を設け、起立片６５の基端部６５ａでは深溝６６を形成している周囲壁と連続し起立片６５によって溝の開口が閉じられていることにより、分岐溝３３ｃから導入側逆流防止部６０に流れ込んだ電解液は、起立片６５の上面を流通し、続く導入幅広流路３４に流れ込む。
【0053】
一方で、起立片６５の自由端部６５ｂ側、即ち、導入側幅広流路３４側では、起立片６５と深溝６６間で開口６７を形成したことにより、導入側幅広流路３４側からの逆流する電解液は、導入直線流路３３の起立片６５の上面を通過して給液用マニホールド１１，１２側に流れることなく、起立片６５と深溝６６間の開口６７に流れ、深溝６６で行き止まることから、導入側幅広流路３４側から給液用マニホールド１１，１２側に電解液が逆流するのが防止される。
【0054】
また、本実施の形態において、略一定の流路幅の導入直線流路３３から連続して形成された導入幅広流路３４は、導入直線流路３３よりも流路幅を広くして、電極配設部１０５の周囲の枠体５の内周の対向する内周端縁５３間の横幅まで広げ、導入直線流路３３からの電解液を拡散させて電極配設部１０５の電極１０１に導く拡散路である。
【0055】
本実施の形態の溝状（凹部状）の導入幅広流路３４は、それを形成する両側の１対の流路形成壁３４ａ，３４ｂのうちの一方の流路形成壁３４ａが、導入直線流路３３を形成する両側の１対の流路形成壁３３ａ，３３ｂのうちの電極配設部１０５側から遠い方の流路形成壁３３ａと連続し、他方の流路形成壁３４ｂが、導入直線流路３３において電極配設部１０５側に近い方の他方の流路形成壁３３ｂに連続している。
【0056】
導入幅広流路３４の一方の流路形成壁３４ａは、電極配設部１０５の幅と並行し、一方の給液用マニホールド１１、１２側からその反対側の他方の給液用マニホールド１２、１１側に向かって導入直線流路３３の流路形成壁３３ａから連続して直線状に延びる水平部３４ａｓと、水平部３４ａｓからカーブし、更に電極配設部１０５の周囲の枠体５の内周において左右方向で対向する１対の内周端縁５３の一方に向かって直線状に延びる傾斜部３４ａｃとからなる。
【0057】
また、他方の流路形成壁３４ｂは、導入直線流路３３の流路形成壁３３ｂに対して鋭角状に形成されて、即ち、導入直線流路３３の流路形成壁３３ｂから鋭角状に折れ、電極配設部１０５の周囲の枠体５の内周において左右方向で対向する１対の内周端縁５３の他方に向かって直線状に延びたものであり、電極配設部１０５の幅と並行に水平に延びる流路形成壁３３ｂに対して斜めに形成したものである。
そして、導入幅広流路３４の一方の流路形成壁３４ａの傾斜部３４ａｃと、他方の流路形成壁３４ｂとは、互いに対向し、電極配設部１０５側に向かってそれら対向間隔を徐々に拡げたテーパ状を形成している。即ち、導入幅広流路３４では、電極配設部１０５の幅方向と並行する枠体５の下辺Ｅ１側から電極配設部１０５側に向かって１対の流路形成壁３４ａ，３４ｂ間の流路幅が幅広に形成されている。
そして、導入幅広流路３４の一方の流路形成壁３４ａの傾斜部３４ａｃと、他方の流路形成壁３４ｂとは、互いに対向し、電極配設部１０５側に向かってそれら対向間隔を徐々に拡げたテーパ状を形成している。即ち、導入幅広流路３４では、電極配設部１０５の幅方向と並行する枠体５の下辺Ｅ１側から電極配設部１０５側に向かって１対の流路形成壁３４ａ，３４ｂ間の流路幅が幅広に形成されている。
【0058】
更に、本実施の形態では、図５（ｃ）に示すように、導入幅広流路３４は、その溝底３４ｃが電極配設部１０５の幅方向と並行する枠体５の下辺Ｅ１側から電極配設部１０５側の内周端縁に向かって上昇、即ち、電極配設部１０５側の内周端縁で溝底が最も浅くなるように傾斜している。これより、セルフレーム１と隔膜１３０の間でセルフレーム１の導入流路３３，３４を流通する電解液の流路の断面積が枠体５の下辺Ｅ１側から電極配設部１０５側に向かって徐々に細くなることから、電解液の流速が徐々に速くなることにより電極配設部１０５の電極１０１に供給される電解液の拡散性を高めることができる。故に、電極１０１に電解液を均一に供給できることになり、電池効率を高めることが可能となる。
【0059】
なお、例えば、導入幅広流路３４は、その縦方向の最大長さＬ１、即ち、電極配設部１０５の左右方向に平行な水平部３４ａｓ及び電極配設部１０５間の距離Ｌ１が、電極配設部１０５の周囲の枠体５の内周の左右方向に直角な上下方向で対向する１対の内周端縁間の縦幅Ｌ２の０．２～０．６倍、好ましくは、０．２～０．５倍の範囲内であり、また、枠体５の縦方向（上下方向）のフレーム幅の０．５～０．９倍、好ましくは、０．６～０．８倍の範囲内であり、更に、枠体５の内周の左右方向で対向する１対の内周端縁５３間の幅Ｗ２の０．１倍～０．４倍の範囲内である。なお、導入幅広流路３４を形成する互いに対向してテーパを形成する流路形成壁３４ａの傾斜部３４ａｃと流路形成壁３４ｂとの間で構成される導入幅広流路３４の最大幅は、電極配設部１０５の周囲の枠体５の内周の左右方向で対向する１対の内周端縁５３間の幅Ｗ２と一致する。
【0060】
したがって、導入幅広流路３４では、その流路の縦方向の最大幅Ｌ１が、例えば、枠体５の縦方向のフレーム幅の０．５～０．９倍、好ましくは、０．６～０．８倍の範囲内で短い流路長さであるも、その流路幅は、給液用マニホールド１１，１２の径よりも大きく広がって電極配設部１０５側に向かって略テーパ状に幅広であり、その最大幅が、枠体５の１対の内周端縁５３間の幅Ｗ２と一致するから、導入直線流路３３から流れ込んだ電解液が電極配設部１０５側に向かって拡散し、そこを流通する電解の流体抵抗は小さいものとなる。
【0061】
こうした導入直線流路３３及び導入幅広流路３４からなる導入流路３１，３２の構成によって、給液用マニホールド１１，１２から流入した電解液は、まず、導入流路３１,３２における給液用マニホールド１１，１２の径よりも狭い一定幅の導入直線流路３３の分岐溝３３ｃで分岐して流通し、続く導入側逆流防止部６０に流れ込む。なお、給液用マニホールド１１，１２から導入直線流路３３に流入した電解液の流れは、分岐してから、それらがまとめて導入側逆流防止部６０に流れ込むことになる。導入側逆流防止部６０においては深溝６６の上側に起立片６５が設けられ、給液用マニホールド１１，１２側とは反対側の端部、即ち、導入幅広流路３４側の起立片６５の自由端部６５ｂ側では深溝６６と起立片６５の間に開口６７があるも、給液用マニホールド１１，１２側の起立片６５の基端部６５ａ側では、深溝６６に起立片６５が接続し、溝が閉じられている。これより、分岐溝３３ｃから導入側逆流防止部６０に流れ込んだ電解液は、起立片６５の上面を流通し導入幅広流路３４に流れ込む。なお、切り起こして形成された起立片６５では、そこに流れ込む電解液の重み、流量、流速、内圧等で、起立状態を変化できるから、電解液は起立片６５の上面をスムーズに通過して導入幅広流路３４に流れ込むことができる。
【0062】
そして、導入直線流路３３に続く導入幅広流路３４では、それを形成している一方の流路形成壁３４ａが、導入直線流路３３の流路形成壁３３ａから連続して電極配設部１０５の幅方向と並行に延びる水平部３４ａｓ及び水平部３４ａｓからカーブして電極配設部１０５の周囲の枠体５の内周の左右方向で対向する１対の内周端縁５３の一方に向かって直線状に延びる傾斜部３４ａｃから構成され、また、他方の流路形成壁３４ｂが、導入直線流路３３の流路形成壁３３ｂから連続して鋭角状に折れ枠体５の内周面の１対の内周端縁５３の他方に向かって直線状に延びている。これより、導入幅広流路３４では、給液用マニホールド１１，１２の径よりも狭い一定幅の導入直線流路３３よりも流路幅が広がっていることにより、導入直線流路３３の起立片６５を通過して導入幅広流路３４に流れ込んだ電解液は、枠体５の幅方向、即ち、下から上に向かって流れる電解液の流通方向である上下方向に対して直角な幅方向で拡散して、電極配設部１０５に向かって流れ込む。
【0063】
こうして、本実施の形態のセルフレーム１では、導入幅広流路３４が、最大で枠体５の左右方向で対向する１対の内周端縁５３間の幅まで広げられ、給液用マニホールド１１，１２の径よりも幅広な流路幅で、電極配設部１０５の幅方向に電解液を拡散して流通させるものであり、短い流路長であることから、少ない流体抵抗で電解液を流通させることができる。
また、導入側幅広流路３４においてその流路形成壁３４ｂの傾斜部３４ａｃがカーブしていることでも、電解液の向きを円滑に変えることができるから、流体抵抗を少なくてできる。
よって、少ない圧力損失でセルスタックと電解液タンクの間で電解液を循環でき、電解液タンクからセルスタックに電解液を送給するポンプの負荷も低減できる。故に、少ないポンプ負荷で電解液の流速を高めて電解液の反応効率を向上し、エネルギ効率を高めることができる。
また、導入側幅広流路３４においてその流路形成壁３４ｂの傾斜部３４ａｃがカーブしていることでも、電解液の向きを円滑に変えることができるから、流体抵抗を少なくてできる。
よって、少ない圧力損失でセルスタックと電解液タンクの間で電解液を循環でき、電解液タンクからセルスタックに電解液を送給するポンプの負荷も低減できる。故に、少ないポンプ負荷で電解液の流速を高めて電解液の反応効率を向上し、エネルギ効率を高めることができる。
【0064】
特に、本実施の形態では、導入幅広流路３４の溝底３４ｃを電極配設部１０５の幅方向と並行する枠体５の下辺Ｅ１側から電極配設部１０５側に向かって上昇させていることにより、セルフレーム１と隔膜１３０の間でセルフレーム１の導入流路３３，３４を流通する電解液の流路の断面積を枠体５の下辺Ｅ１側から電極配設部１０５側に向かって徐々に細くしている。これより、枠体５の下辺Ｅ１側から電極配設部１０５側に向かって電解液の流速を徐々に速くすることができるから、電極配設部１０５の電極１０１に供給する電解液の拡散性を高めることができ、電極配設部１０５の幅方向に電解液をより拡散させることが可能となる。即ち、電極１０１の幅方向に電解液をムラなく均一に供給できることになる。故に、電解液の反応効率を高めることが可能となる。
【0065】
しかも、導入幅広流路３４では電極配設部１０５側に向かって電解液が拡散し、その最大幅が電極配設部１０５の周囲の枠体５の左右方向で対向する１対の内周端縁５３間の幅Ｗ２と一致していることで、電極配設部１０５の電極１０１の幅方向に対して均一に供給できることで、電極１０１の広範囲に均一に拡散、浸透させることが可能となる。そして、電極の広範囲で電池反応が均一に行われやすいので、電解液の反応効率を高くでき、また、内部抵抗を少なくできる。
したがって、レドックスフロー電池の出力を向上できる。
したがって、レドックスフロー電池の出力を向上できる。
【0066】
更に、本実施の形態のセルフレーム１では、導入直線流路３３に設けた導入側逆流防止部６０において、枠体５から導入側幅広流路３４側に向かって斜め上方に切り起こして起立片６５を形成し、また、その下方に、導入側幅広流路３４の溝底３４ｃよりも深い深溝６６を設け、導入幅広流路３４側の起立片６５の自由端部６５ｂでは深溝６６と起立片６５の間に開口６７が形成されていることにより、導入側幅広流路３４側から逆流しようとする電解液は、深溝６６と起立片６５の間の開口６７から深溝６６に落ち込みそこで行き止まりとなり、起立片６５の上面を通って給液用マニホールド１１，１２側に逆流することはない。特に、本実施の形態では、起立片６５の反対側の自由端部６５ｂは、その水平状態でも導入側幅広流路３４とは接触することなくそれとの間に僅かに間隙を設けることで、導入側幅広流路３４側から逆流しようとする電解液の流速、圧力が大きくなっても、起立片６５の上面を逆流する電解液が流れないようにしている。
【0067】
よって、こうした導入側逆流防止部６０の形成により、循環ポンプの圧力が低くなっても導入側幅広流路３４側からの電解液が給液用マニホールド１１，１２側に逆流する事態は防止される。更に、起立片６５の下方では、導入側幅広流路３４の導入直線流路３３側の溝底３４ｃよりも深さのある深溝６６が形成されていることで流路外に電解液が漏れる事態も防止される。
こうして本実施の形態では、電解液の逆流が防止できることで、シャント電流損失も少なく、逆流により短絡電流が電池セル間に流れにくいものでもある。
こうして本実施の形態では、電解液の逆流が防止できることで、シャント電流損失も少なく、逆流により短絡電流が電池セル間に流れにくいものでもある。
【0068】
そして、本実施の形態のセルフレーム１において、給液用マニホールド１１，１２から流入し、導入直線流路３３及び導入幅広流路３４からなる導入流路をセルフレーム１の下側から上側に流通して、電極配設部１０５の電極１０１の下部に流れ込んだ電解液は、電極１０１をその下側から上側に流通し、電極１０１の上部から導入流路３１，３２と対向する排出流路４１，４２に流れ込む。
【0069】
ここで、本実施の形態の排出流路４１，４２は、導入流路３１，３２と対称的な流路構造となっている。即ち、枠体５の表裏面に形成され、排液用マニホールド２１，２２と電極配設部１０５側とを連通する溝状の排出流路４１，４２は、排液用マニホールド２１，２２から電極配設部１０５の幅方向に並行に延びる排出直線流路３３と、排出直線流路３３から連続し電極配設部１０５の周囲の枠体５の内周の対向する内周端縁５３間の横幅まで、即ち、上側から下側に向かって略テーパ状に流路を幅広くした排出幅広流路４４とから形成されている。電解液の流通方向からすれば、下側から上側に向かってテーパ状に流路を幅狭く収束した排出幅広流路４４と、排出幅広流路４４から連続し、排出幅広流路４４からの電解液を排液用マニホールド２１，２２に導く排出直線流路４３とから形成されている。
【0070】
枠体５の表裏面に形成された溝状の排出幅広流路４４は、電極配設部１０５周囲の枠体５の左右方向で対向する１対の内周端縁５３間の横幅Ｗ２に対応する最大の流路幅から上側に向かって、即ち、枠体の上辺Ｅ３側に向かって徐々に幅狭くして、電極配設部１０５の電極１０１を通過した電解液を収束させて略一定の流路幅の排出直線流路４３側に導く流路である。
【0071】
本実施の形態の排出幅広流路４４においても、それを形成する両側の１対の流路形成壁４４ａ，４４ｂのうちの一方の流路形成壁４４ａが、排出直線流路４３を形成する両側の１対の流路形成壁４３ａ，４３ｂのうちの電極配設部１０５側から遠い方の流路形成壁４３ａと連続し、他方の流路形成壁４４ｂが、排出直線流路４３において電極配設部１０５側に近い方の他方の流路形成壁４４ｂと連続したものである。
【0072】
導入側幅広流路３４のときと同様に、排出幅広流路４４の一方の流路形成壁４４ａは、電極配設部１０５の幅と並行し、一方の排液用マニホールド２１，２２側からその反対側の他方の給液用マニホールド２２、２１側に向かって排出直線流路４３の流路形成壁４３ａから連続して直線状に延びる水平部４４ａｓと、水平部４４ａｓからカーブし更に電極配設部１０５の周囲の枠体５の内周において左右方向で対向する１対の内周端縁５３の一方に向かって直線状に延びる傾斜部４４ａｃとからなる。
即ち、排出幅広流路４４の一方の流路形成壁４４ａは、電極配設部１０５の周囲の枠体５の左右方向で対向する１対の内周端縁５３の一方側から上側に延び左右方向の中中央側に向かって直線状に斜めに延びてからカーブした傾斜部４４ａｃと、傾斜部４４ａｃから連続し、排液用マニホールド２１，２２側に向かって横方向に直線状に延びた水平部４４ａｓとからなる。
即ち、排出幅広流路４４の一方の流路形成壁４４ａは、電極配設部１０５の周囲の枠体５の左右方向で対向する１対の内周端縁５３の一方側から上側に延び左右方向の中中央側に向かって直線状に斜めに延びてからカーブした傾斜部４４ａｃと、傾斜部４４ａｃから連続し、排液用マニホールド２１，２２側に向かって横方向に直線状に延びた水平部４４ａｓとからなる。
【0073】
また、排出幅広流路４４の他方の流路形成壁４４ｂは、排出直線流路４３の流路形成壁４３ｂに対して鋭角状に形成され、即ち、排出直線流路４３の流路形成壁４３ｂから鋭角状に折れ、電極配設部１０５の周囲の枠体５の内周において左右方向で対向する１対の内周端縁５３の他方に向かって直線状に延びたものであり、電極配設部１０５の幅と並行に水平に延びる流路形成壁４３ｂに対して斜めに形成したものである。
即ち、排出幅広流路４４の他方の流路形成壁４４ｂは、電極配設部１０５の横方向の他端部側から幅方向中中央側に向かって上側に直線状に斜めに延び、排出直線流路４３の流路形成壁４３ｂに対し鋭角状に形成されたものである。
即ち、排出幅広流路４４の他方の流路形成壁４４ｂは、電極配設部１０５の横方向の他端部側から幅方向中中央側に向かって上側に直線状に斜めに延び、排出直線流路４３の流路形成壁４３ｂに対し鋭角状に形成されたものである。
【0074】
そして、排出幅広流路４４の一方の流路形成壁４４ａの傾斜部４４ａｃと、他方の流路形成壁４４ｂとは、互いに対向し、電極配設部１０５側に向かってそれら対向間隔を徐々に幅広くしたテーパ状を形成している。即ち、排出幅広流路４４では、電極配設部１０５側から電極配設部１０５の幅方向と並行する枠体５の上辺Ｅ３側に向かって１対の流路形成壁４４ａ，４４ｂ間の流路幅が徐々に幅狭くしたテーパ状に形成されている。なお、排出幅広流路４４の流路幅も、導入幅広流路３４の寸法と同様とされる。
【0075】
したがって、排出幅広流路４４では、その最大幅が枠体５の１対の内周端縁５３間の幅に対応し、電極配設部１０５側とは反対側の枠体５の上辺Ｅ３側に向かって略テーパ状に徐々に幅狭に形成されていることにより、電極配設部１０５の電極１０１の上部から排出幅広流路４４に流れ込んだ電解液は、収束して排出直線流路４３側に流れ込むことになるが、その最大幅が枠体５の１対の内周端縁５３間の幅に対応し、流路が幅広であることで、また、流路が短いことにより、そこを流通する電解液の流体抵抗は小さいものとなる。
【0076】
また、本実施の形態において、排出幅広流路４４から連続して形成され、排液用マニホールド２１，２２に接続する排出直線流路４３は、その流路を形成する両側の１対の流路形成壁４３ａ，４３ｂが、電極配設部１０５の幅方向と並行に直線状に延びている、即ち、一方の排液用マニホールド２１，２２側から対向する他方の排液用マニホールド２２，２１側に向かって互いに平行して水平方向（横方向）に直線状に延びているものであり、略一定の流路幅のものである。
これより、排出幅広流路４４から排出直線流路４３に流入した電解液は、排液用マニホールド２１，２２側に向かって案内される。
これより、排出幅広流路４４から排出直線流路４３に流入した電解液は、排液用マニホールド２１，２２側に向かって案内される。
【0077】
なお、本実施の形態の排出直線流路４３の長さも、導入直線流路３３の長さと同様であり、一方の排液用マニホールド２１，２２側から対向する他方の排液用マニホールド２２，２１側に向かって延びている長さは、電極配設部１０５を設けた枠体５の対向する内周端縁５３間の横幅Ｗ２の１／１０～１／５、好ましくは、１／９～１／６程度の長さである。
また、排出直線流路４３の幅、即ち、その流路を形成する両側の１対の流路形成壁４３ａ，４３ｂ間の幅は、排液用マニホールド２１，２２の径よりも小さく幅狭に形成されている。
また、排出直線流路４３の幅、即ち、その流路を形成する両側の１対の流路形成壁４３ａ，４３ｂ間の幅は、排液用マニホールド２１，２２の径よりも小さく幅狭に形成されている。
【0078】
ここで、本実施の形態の排出直線流路４３も、導入直線流路３３と同様に、電解液の逆流を阻止する排出側逆流防止部７０が設けられている。
排出側逆流防止部７０は、導入側逆流防止部６０と同様の構成であり、図２及び図５（ａ）で示すように、分岐溝４３ｃよりも更に深い溝底の深溝７６と、その深溝７６を覆うように形成された起立片７５とから構成されている。この起立片７５も、枠体５の一部をスリット状に切り欠いて切り起こしたものであり、溝７５の深さ分の厚みよりも薄厚の矩形状に形成されたものである。この起立片７５は、矩形状の一辺の端部が枠体５に繋がったままの薄い厚みの切片であり、枠体５との接続側の基端部７５ａ側を折曲して基端部７５ａ側からそれとは反対側の自由端部７５側に向かって上方に傾斜するように塑性変形させることにより、しかも、基端部７５ａ側より自由端部７５ｂ側の厚みを若干薄くしていることにより、自由端部７５ｂ側が基端部７５ａ側よりも立ち上がり（起立し）、基端部７５ａ側から自由端部７５ｂ側に向かって上方に傾斜して起立する。
排出側逆流防止部７０は、導入側逆流防止部６０と同様の構成であり、図２及び図５（ａ）で示すように、分岐溝４３ｃよりも更に深い溝底の深溝７６と、その深溝７６を覆うように形成された起立片７５とから構成されている。この起立片７５も、枠体５の一部をスリット状に切り欠いて切り起こしたものであり、溝７５の深さ分の厚みよりも薄厚の矩形状に形成されたものである。この起立片７５は、矩形状の一辺の端部が枠体５に繋がったままの薄い厚みの切片であり、枠体５との接続側の基端部７５ａ側を折曲して基端部７５ａ側からそれとは反対側の自由端部７５側に向かって上方に傾斜するように塑性変形させることにより、しかも、基端部７５ａ側より自由端部７５ｂ側の厚みを若干薄くしていることにより、自由端部７５ｂ側が基端部７５ａ側よりも立ち上がり（起立し）、基端部７５ａ側から自由端部７５ｂ側に向かって上方に傾斜して起立する。
【0079】
排出側逆流防止部７０において、起立片７５の基端部６５ａ側は、電極配設部１０５側から排液用マニホールド２２，２１側に向かって電解液が流れるときの上流側でであって排出幅広流路４４側であり、反対側の自由端部７５ｂ側は下流側であってリブ１５１形成側である。
そして、本実施の形態の排出側逆流防止部７０は、その深溝７６の溝底が、排出側幅広流路４４の排出直線流路４３側の溝底よりも深く、深溝７６の溝底の上方には排液用マニホールド２２，２１側に向かって上方に傾斜している起立片７５が配設している。このとき、深溝７６の上方に配設した起立片７５は、その基端部７５側が深溝７６を形成する周壁に接続している一方、反対側の自由端部７５ｂ側は、リブ１５１形成側の分岐溝４３ｃ側とは接触することなく、起立片７５と深溝７６間で開口７７が形成されている。
そして、本実施の形態の排出側逆流防止部７０は、その深溝７６の溝底が、排出側幅広流路４４の排出直線流路４３側の溝底よりも深く、深溝７６の溝底の上方には排液用マニホールド２２，２１側に向かって上方に傾斜している起立片７５が配設している。このとき、深溝７６の上方に配設した起立片７５は、その基端部７５側が深溝７６を形成する周壁に接続している一方、反対側の自由端部７５ｂ側は、リブ１５１形成側の分岐溝４３ｃ側とは接触することなく、起立片７５と深溝７６間で開口７７が形成されている。
【0080】
こうして、本実施の形態では、排出直線流路４３において、枠体５から排液用マニホールド２２，２１側に向かって斜め上方に切り起こして起立片７５を形成し、また、その下方に、下流の分岐溝４３ｃの溝底よりも深い深溝７６を設け、起立片７５の基端部７５ａでは深溝７６を形成している周囲壁と連続し起立片７５によって溝の開口が閉じられていることにより、排出側幅広流路４４から排出直線流路４３に流れ込んだ電解液は、起立片７５の上面を流通し、続く分岐溝４３ｃに流れ込む。
【0081】
一方で、排出側幅広流路４４側とは反対側の起立片７５の自由端部７５ｂ側では、起立片７５と深溝７６間で開口７７を形成したことにより、排液用マニホールド２２，２１側からの逆流する電解液は、排出直線流路４３の起立片７５の上面を通過して排出側幅広流路４４側に流れることなく、起立片７５と深溝７６間の開口７７に流れ、深溝７６で行き止まることから、排液用マニホールド２２，２１側から排出側幅広流路４４側に電解液が逆流するのが防止される。
【0082】
また、本実施の形態の排出直線流路４３においても、排液用マニホールド２２，２１と排出側逆流防止部７０との間で、即ち、排液用マニホールド２２，２１との接続端部側で複数のリブ１５１を形成している。これにより、排液用マニホールド２２，２１の周囲を補強し、排液用マニホールド２２，２１を流通する電解液の内圧によるセルフレーム１の変形を防止している。また、セルスタックにおいて隣接するセルフレーム１間に配置される隔膜１０３が、電解液等の内圧で排出直線流路４３の凹部に落ち込むことによる損傷を防止し隔膜１０３を長持ちさせることができる。更に、セルスタックにおいて隣接するセルフレーム１間に配置される隔膜１０を押えて隔膜１０３の位置ずれを防止することができることにより、正負の電解液の混合による充放電率の低下を防止できる。
【0083】
排出直線流路４３においても、リブ１５１は、図５（ｂ）で示すように、排出直線流路４３を複数に分割して突条に形成されており、排液用マニホールド２２，２１の周囲面よりも低い位置に形成された溝底に突設している。これより、排出直線流路４３には、突条のリブ１５１による分割によって互いに平行な複数の分岐溝４３ｃが形成されている。
このため、本実施の形態の排出直線流路４３においては、排出側逆流防止部７０の起立片７５の上面を通過した電解液が分岐溝４３ｃに分岐して流通することで整流され、排液用マニホールド２２，２１から排出される。
なお、図３乃至図５においては、排出直線流路４３を形成する流路形成壁４３ａ，４３ｂと略同じ高さで３本の突条のリブ１５１が排出直線流路４３に形成されていることにより、排液用マニホールド２２，２１を形成する周囲壁の高さの１／２以下の深さの分岐溝４３ｃが互いに並行に４本形成されている。よって、排出側逆流防止部７０の起立片７５の上面を通過した電解液が四股に分岐して排出直線流路４３の分岐溝４３ｃに流通することになる。
このため、本実施の形態の排出直線流路４３においては、排出側逆流防止部７０の起立片７５の上面を通過した電解液が分岐溝４３ｃに分岐して流通することで整流され、排液用マニホールド２２，２１から排出される。
なお、図３乃至図５においては、排出直線流路４３を形成する流路形成壁４３ａ，４３ｂと略同じ高さで３本の突条のリブ１５１が排出直線流路４３に形成されていることにより、排液用マニホールド２２，２１を形成する周囲壁の高さの１／２以下の深さの分岐溝４３ｃが互いに並行に４本形成されている。よって、排出側逆流防止部７０の起立片７５の上面を通過した電解液が四股に分岐して排出直線流路４３の分岐溝４３ｃに流通することになる。
【0084】
こうしたセルフレーム１の表裏面に形成された排出側幅広流路４４及び排出直線流路４３からなる排出流路４１，４２の構成によって、電極配設部１０５の電極１０１を下側から上側に向かって通過した電解液は、最大幅が枠体５の１対の内周端縁５３間の幅Ｗ２に対応する排出側幅広流路４４に流れ込む。
排出側幅広流路４４では、枠体５の１対の内周端縁５３の一方から枠体５の上辺Ｅ３側に向かって斜めに直線状に延びてからカーブした傾斜部４４ａｃと傾斜部４４ａｃから連続して電極配設部１０５の幅方向と並行に延びる水平部４４ａｓとから構成され、また、他方の流路形成壁４４ｂが、枠体５の１対の内周端縁５３の他方から斜めに直線状に延びて排出直線流路４３の流路形成壁４３ａに対して鋭角状に形成されている。これより、排出側幅広流路４４では、排液用マニホールド２２，２１の径よりも幅広であるが、枠体５の１対の内周端縁５３間の幅から枠体５の上辺Ｅ３側に向かって徐々に幅狭とする流路であることにより、電極１０１を通過した電解液は、排出側幅広流路４４において収束しながら電極配設部１０５側から上側に向かって案内され、排出側幅広流路４４に連続し排液用マニホールド２２，２１の径よりも狭い一定幅の排出直線流路４３の排出側逆流防止部７０に流れ込む。
排出側幅広流路４４では、枠体５の１対の内周端縁５３の一方から枠体５の上辺Ｅ３側に向かって斜めに直線状に延びてからカーブした傾斜部４４ａｃと傾斜部４４ａｃから連続して電極配設部１０５の幅方向と並行に延びる水平部４４ａｓとから構成され、また、他方の流路形成壁４４ｂが、枠体５の１対の内周端縁５３の他方から斜めに直線状に延びて排出直線流路４３の流路形成壁４３ａに対して鋭角状に形成されている。これより、排出側幅広流路４４では、排液用マニホールド２２，２１の径よりも幅広であるが、枠体５の１対の内周端縁５３間の幅から枠体５の上辺Ｅ３側に向かって徐々に幅狭とする流路であることにより、電極１０１を通過した電解液は、排出側幅広流路４４において収束しながら電極配設部１０５側から上側に向かって案内され、排出側幅広流路４４に連続し排液用マニホールド２２，２１の径よりも狭い一定幅の排出直線流路４３の排出側逆流防止部７０に流れ込む。
【0085】
排出側逆流防止部７０においては、深溝７６の上方に起立片７５が設けられ、排液用マニホールド２２，２１側の起立片７５の自由端部７５ｂ側では深溝７６と起立片７５の間に開口７７があるも、排出側幅広流路４４側の基端部７５ａ側では、深溝７６に起立片７５が接続し、溝が閉じられている。これより、排出側幅広流路４４からの電解液は、起立片７５の上面を流通し分岐溝４３ｃ側に流れ込む。なお、切り起こして形成された起立片７５では、そこに流れ込む電解液の重み、流量、流速、内圧等で、起立状態を変化できるから、電解液は起立片７５の上面をスムーズに通過して分岐溝４３ｃ側に流れ込むことができる。
そして、排出直線流路４３の起立片７５の上面を通過した電解液は、続く分岐溝４３ｃで分岐し、それらがまとめて排液用マニホールド２２，２１から排出される。
そして、排出直線流路４３の起立片７５の上面を通過した電解液は、続く分岐溝４３ｃで分岐し、それらがまとめて排液用マニホールド２２，２１から排出される。
【0086】
こうして、本実施の形態のセルフレーム１では、排出側幅広流路４４においても、その最大幅が、電極配設部１０５の周囲の枠体５の内周の左右方向で対向する１対の内周端縁５３間の幅に対応し、排液用マニホールド２２，２１の径よりも幅広な流路幅で、また、短い流路長で、電極配設部１０５側から排液用マニホールド２１，２２に向かって流通させるものであることから、少ない流体抵抗で電解液を流通させることができる。
また、排出側幅広流路４４でもその流路形成壁４４ｂの傾斜部４４ａｃがカーブしていることで電解液の向きを円滑に変えることができるから、流体抵抗を少なくてできる。
また、排出側幅広流路４４でもその流路形成壁４４ｂの傾斜部４４ａｃがカーブしていることで電解液の向きを円滑に変えることができるから、流体抵抗を少なくてできる。
【0087】
よって、少ない圧力損失でセルスタックと電解タンクの間で電解液を循環でき、電解液タンクからセルスタックに電解液を送給するポンプの負荷も低減できる。故に、少ないポンプ負荷で電解液の流速を高めて電解液の反応効率を向上し、エネルギ効率を高めることができる。
【0088】
しかも、排出側幅広流路４４ではその最大幅が電極配設部１０５の周囲の枠体５の左右方向で対向する１対の内周端縁５３間の幅Ｗ２と一致していることで、電極１０１での電池反応後の電解液が排出側幅広流路４４に速やかに排出されることになるから充放電効率が向上する。
【0089】
更に、本実施の形態のセルフレーム１では、排出直線流路４３に設けた排出側逆流防止部７０において、枠体５から排液用マニホールド２１，２２側に向かって斜め上方に切り起こして起立片７５を形成し、また、その下方に、分岐溝４３ｃの溝底よりも深い深溝７６を設け、排液用マニホールド２１，２２側の起立片７５の自由端部７５ｂでは深溝７６と起立片７５の間に開口７７が形成されていることにより、排液用マニホールド２１，２２側から逆流しようとする電解液は、深溝７６と起立片７５の間の開口７７から深溝７６に落ち込みそこで行き止まりとなり、起立片７５の上面を通って排出側幅広流路４４側に逆流することはない。特に、本実施の形態では、起立片７５の反対側の自由端部７５ｂは、その水平状態でも分岐溝４３ｃとは接触することなくそれとの間に僅かに間隙を設けることで、排液用マニホールド２１，２２側から逆流しようとする電解液の流速、圧力が大きくなっても、起立片７５の上面を逆流する電解液が流れないようにしている。
【0090】
よって、こうした排出側逆流防止部７０の形成により、循環ポンプの圧力が低くなっても排液用マニホールド２１，２２側からの電解液が排出側幅広流路４４側に逆流する事態は防止される。更に、起立片７５の下方では、分岐溝４３ｃの溝底よりも深さのある深溝７７が形成されていることで流路外に電解液が漏れる事態も防止される。
こうして、本実施の形態では、電解液の逆流が防止できることで、シャント電流損失も少ないものとなり、逆流により短絡電流が電池セル間に流れにくいものでもある。
こうして、本実施の形態では、電解液の逆流が防止できることで、シャント電流損失も少ないものとなり、逆流により短絡電流が電池セル間に流れにくいものでもある。
【0091】
このように、本実施の形態のセルフレーム１によれば、電極配設部１０５の周囲の枠体５の表裏の各面に形成され、枠体５の四隅の角部に設けたマニホールド１１,１２，２１，２２と電極配設部１０５との間を連通し電解液を流通させる溝状の導入流路３１，３２及び排出流路４１，４２は、マニホールド１１,１２，２１，２２側から電極配設部１０５の周囲の枠体５の内周の幅に向かって拡げられている。よって、導入流路３１，３２では、給液用マニホールド１１，１２の径よりも幅広な流路幅で、給液用マニホールド１１，１２から流入した電解液を電極配設部１０５の幅方向に向かって拡散して流通させるものであることから、少ない流体抵抗で電解液を流通させることができる。また、排出流路４１，４２でも、その最大幅が電極配設部１０５周囲の枠体５の内周の幅に対応し、排液用マニホールド２２，２１の径よりも幅広な流路幅で、電極配設部１０５側から排液用マニホールド２１，２２に向かって流通させるものであることから、少ない流体抵抗で電解液を流通させることができる。
よって、少ない圧力損失でセルスタック１００の各セルフレーム１と電解液タンクの間で電解液を循環でき、電解液タンクからセルスタックに電解液を送給するポンプの負荷も少なくできる。故に、少ないポンプ負荷で電解液の流速を高めて電解液の反応効率を向上し、エネルギ効率を高めることができる。
よって、少ない圧力損失でセルスタック１００の各セルフレーム１と電解液タンクの間で電解液を循環でき、電解液タンクからセルスタックに電解液を送給するポンプの負荷も少なくできる。故に、少ないポンプ負荷で電解液の流速を高めて電解液の反応効率を向上し、エネルギ効率を高めることができる。
【0092】
そして、導入流路３１，３２及び排出流路４１，４２の途中には、枠体５の面から切り起こして形成し、枠体５との接続側の基端部６５ａ，７５ａとは反対側の自由端部６５ｂ，７５ｂ側が開口６７，７７し起立片６５、７５の下方に行き止まり部としての深溝６６，７６を形成してなる逆流防止部６０，７０を設けている。これにより、導入流路３１，３２においては、給液用マニホールド１１，１２から電極配設部１０５の電極１０１に供給する電解液の流通方向では、起立片６５の上面を基端部６５ａ側から自由端部６５ｂ側に向かって電解液を流通させることができる一方で、起立片６５の自由端部６５ｂ側で開口６７して起立片６５の下方に行き止まり部６６，７６を形成していることにより、逆流しようとする電解液は、その開口６７に流れこんで起立片６５の下方の行き止まり部６６で行き止まることから、起立片６５の上面の自由端部６５ｂ側から基端部６５ａ側に向かって流れることはなく、電解液の逆流が防止される。また、排出流路４１，４２においても、電極１０１を通過した電解液が排液用マニホールド２１，２２に向かって排出される電解液の流通方向では、起立片７５の自由端部７５ｂ側を排液用マニホールド２１，２２側に設定することで起立片７５の上面を基端部７５ａ側から自由端部７５ｂ側に向かって電解液を流通させることができる一方で、起立片７５の自由端部７５ｂ側で開口７７して起立片７５の下方に行き止まり部７６を形成していることにより、逆流しようとする電解液は、その開口７７から電解液が流れこみ、そこで行き止まることから、起立片７５の上面の自由端部７５ｂ側から基端部７５ａ側に向かって流れることはなく、逆流が防止される。特に、本実施の形態では、起立片６５，７５の基端部６５ａ，７５ａ側から傾斜する方向の塑性変形によって、起立片６５，７５の自由端部６５ｂ，７５ｂ側の開口６７，７７が閉じられ難いものであり、負圧下でも逆流しようとする電解液が起立片６６，７５の下方の開口６７，７７から深溝６６，７６に流れ込み、起立片６５，７５の上面を自由端部６５ａ，７５ａ側から基端部６５ａ，７５ａ側に通過するのを確実に防止できる。
よって、電解液を通じでの電流損失（シャントカレントロス）を小さくすることができる。
よって、電解液を通じでの電流損失（シャントカレントロス）を小さくすることができる。
【0093】
更に、本実施の形態の行き止まり部６６は、起立片６５の自由端部６５ｂ側の導入幅広流路３４の溝底３４ｃよりも深い深溝６６からなり、また、行き止まり部７６においても、起立片７５の自由端部７５側の分岐溝４３ｃよりも溝底が深い深溝７６で構成されていることにより、逆流しようとする電解液が逆流防止部６０，７０において流路外から漏れ難いものとなっている。
【0094】
こうして、本実施の形態のセルフレーム１によれば、循環させる電解液の圧力損失を少なくでき、かつ、シャント電流損失を少なくできるものである。
そして、このように導入流路３１,３２及び排出流路４１，４２を流通させる電解液の流体抵抗を少なくできることで、ポンプを高出力としなくとも電解液の高い流量を確保でき、また、導入流路３１,３２及び排出流路４１，４２が電極配設部１０５の幅に対応する幅まで拡幅されていることで電解液の供給側では電解液が拡散し、また、電解液の排出側では、電池反応後の電解液が排出流路４１，４２に速やかに排出されることになるから、
電極１０１を通る電解液の流れを均一にでき、電池の反応効率を高めることができる。故に、電池の高出力化が可能となる。更に、ポンプを高出力としなくともよいことでレドックスフロー電池としての全体のエネルギ効率を向上できる。
そして、このように導入流路３１,３２及び排出流路４１，４２を流通させる電解液の流体抵抗を少なくできることで、ポンプを高出力としなくとも電解液の高い流量を確保でき、また、導入流路３１,３２及び排出流路４１，４２が電極配設部１０５の幅に対応する幅まで拡幅されていることで電解液の供給側では電解液が拡散し、また、電解液の排出側では、電池反応後の電解液が排出流路４１，４２に速やかに排出されることになるから、
電極１０１を通る電解液の流れを均一にでき、電池の反応効率を高めることができる。故に、電池の高出力化が可能となる。更に、ポンプを高出力としなくともよいことでレドックスフロー電池としての全体のエネルギ効率を向上できる。
【0095】
加えて、本実施の形態のセルフレーム１によれば、電解液を流通させる導入流路３１，３２において、電極配設部１０５の幅方向と並行する枠体５の下辺Ｅ１側から電極配設部１０５側に向かって溝底を上昇させていることにより、セルフレーム１と隔膜１３０の間でセルフレーム１の導入流路３３，３４を流通する電解液の流路の断面積が枠体５の下辺Ｅ１側から電極配設部１０５側に向かって徐々に細くなる。これより、枠体５の下辺Ｅ１側から電極配設部１０５側に向かって電解液の流速を徐々に速くすることができるから、電極配設部１０５の電極１０１に供給する電解液の拡散性を高めることができ、電極配設部１０５の幅方向に電解液をより拡散させることができる。よって、電極１０１の幅方向に電解液をムラなく均一に供給でき、電解液の反応効率を高めることが可能となる。
【0096】
以上説明してきたように、上記実施の形態のセルフレーム１は、正負の電極を配設する電極配設部１０５と、電極配設部１０５の周囲に設けた枠体５とからなるセルフレーム１であって、枠体５は、その４隅の角部に貫通して形成されたマニホールド１１,１２，２１，２２と電極配設部１０５とを連通し電解液が流通する流路３１，３２，４１，４２を有し、流路３１，３２，４１，４２は、枠体のマニホールド１１,１２，２１，２２側から電極配設部１０５を設けた内周の幅に向かって幅広くし、その途中に電解液の逆流を防止する逆流防止部６０，７０を設けたものである。
【0097】
上記実施の形態のセルフレーム１によれば、電極配設部１０５の周囲に設けた枠体５に形成され、マニホールド１１,１２，２１，２２と電極配設部１０５との間を連通し電解液を流通する溝状の流路３１，３２，４１，４２は、前記マニホールド１１,１２，２１，２２から電極配設部１０５の周囲の枠体５の内周の幅に向かって拡げられている。
このようにマニホールド１１,１２，２１，２２と電極配設部１０５と間で電解液を流通させる流路３１，３２，４１，４２は、マニホールド１１,１２，２１，２２側から電極配設部１０５の周囲の枠体５の内周の幅と一致する幅広に拡幅されていることにより、流路３１，３２，４１，４２の幅がマニホールド１１,１２，２１，２２より径大であり、また、流路長も短いものであるから、そこを流通する電解液の流体抵抗を小さくでき、セルフレーム１に送給する電解液の圧力損失の低減化を可能とする。そのうえ、その流路３１，３２，４１，４２の途中には電解液の逆流を防止する逆流防止部６０，７０を設けたことで、電解液を通じでの電流損失（シャントカレントロス）を小さくすることができる。
したがって、電解液を低圧力損失で電極に供給でき、かつ、シャント電流損失も低減化できる。よって、レドックスフロー電池の高出力化を可能とする。
このようにマニホールド１１,１２，２１，２２と電極配設部１０５と間で電解液を流通させる流路３１，３２，４１，４２は、マニホールド１１,１２，２１，２２側から電極配設部１０５の周囲の枠体５の内周の幅と一致する幅広に拡幅されていることにより、流路３１，３２，４１，４２の幅がマニホールド１１,１２，２１，２２より径大であり、また、流路長も短いものであるから、そこを流通する電解液の流体抵抗を小さくでき、セルフレーム１に送給する電解液の圧力損失の低減化を可能とする。そのうえ、その流路３１，３２，４１，４２の途中には電解液の逆流を防止する逆流防止部６０，７０を設けたことで、電解液を通じでの電流損失（シャントカレントロス）を小さくすることができる。
したがって、電解液を低圧力損失で電極に供給でき、かつ、シャント電流損失も低減化できる。よって、レドックスフロー電池の高出力化を可能とする。
【0098】
また、上記実施の形態のセルフレーム１によれば、流路３１，３２は、枠体５の内周の幅方向と並行する枠体５の下辺Ｅ１側から電極配設部１０５に向かって溝底を上昇させていることから、電解液を電極１０１に供給する導入流路３１，３２において、隣接する隔膜１０３と間で電解液を流通させる流路の断面積が枠体５の下辺Ｅ１側から電極配設部１０５に向かって細くなる。よって、請求項１に記載の効果に加えて、電極１０１に供給する電解液の拡散性を高めることができ、電極へ効率的に電解液を供給できる。
【0099】
更に、上記実施の形態のセルフレーム１によれば、流路３１，３２，４１，４２には、マニホールド１１,１２，２１，２２との接続側にリブ１５１が形成されていることにより、マニホールド１１,１２，２１，２２の周囲が補強され、マニホールド１１,１２，２１，２２を流通する電解液の内圧等によるセルフレーム１の変形が防止される。また、マニホールド１１,１２，２１，２２を流通する電解液の内圧等により隣接する隔膜１０３が流路３１，３２，４１，４２に落ち込んで損傷するのを防止できる。よって、セルスタックの耐久性を向上できる。更に、セルスタックにおいて隣接するセルフレーム１間に配置される隔膜１０３を押えて隔膜１０３の位置ずれを防止することが可能となる。よって、正負の電解液の混合による充放電率の低下を防止できる。更に、異物が電極１０１に到達するのを阻止できる。
【0100】
加えて、上記実施の形態のセルフレーム１によれば、逆流防止部６０，７０は、枠体５の面から切り起こして起立片６５，７５を形成することにより、その起立片６５，７５の枠体５との接続側の基端部６５ａ，７５ａとは反対側の自由端部６５ｂ，７５ｂ側を開口し起立片６５，７５の下方に行き止まり部としての深溝６６，６７を形成したものであることから、上流から下流に向かって流通する電解液の重み等で起立片６５７５の起立状態を変化させることができ、上流から下流に向かって電解液が多く流れるとき起立片６５，７５の起立状態が抑えられて流体抵抗を小さくできる一方、起立片６５，７５の自由端部６５ｂ，７５ｂ側が開口６７，７７を形成していることで、逆流しようとする電解液はその開口６７，７７に流れ込んでそこで行き止まるから電解液の逆流を阻止できる。よって、循環させる電解液の圧力損失の低減化とシャント電流損失の低減化の両立効果を向上できる。
【0101】
また、上記実施の形態のセルフレーム１によれば、流路３１，３２，４１，４２は、マニホールド１１,１２，２１，２２から枠体５の内周の幅方向に並行に延びマニホールド１１,１２，２１，２２の径よりも幅狭な直線流路３３，４３と直線流路３３，４３から枠体５の内周の幅に向かって幅広とした幅広流路３４，４４とから構成されていることから、マニホールド１１,１２，２１，２２を流通する電解液の内圧等によるマニホールド１１,１２，２１，２２周囲のセルフレーム１の変形や、電解液の漏れを押えることができる。また、直線流路３３，４３に逆流防止部６０，７０を設けることによって、電解液流通時の流体抵抗を小さく抑えながら逆流防止部６０を形成できる。
【0102】
上記実施の形態は、正負の電極１０１が配設する電極配設部１０５及び電極配設部１０５の周囲に設けた枠体５からなるセルフレーム１と隔膜１０３を有する電池セルを複数積層してなるセルスタックであって、セルフレーム１の枠体５は、その４隅の角部に貫通して形成されたマニホールド１１,１２，２１，２２と電極配設部１０５とを連通し電解液が流通する流路３１，３２，４１，４２を有し、流路３１，３２，４１，４２は、枠体のマニホールド１１,１２，２１，２２側から電極配設部１０５を設けた内周の幅に向かって幅広くし、その途中に電解液の逆流を防止する逆流防止部６０，７０を設けたセルスタックの発明と捉えることもできる。
【0103】
上記実施の形態のセルスタックによれば、それを構成するセルフレーム１において、電極配設部１０５の周囲に設けた枠体５に形成され、マニホールド１１,１２，２１，２２と電極配設部１０５との間を連通し電解液を流通する溝状の流路３１，３２，４１，４２は、前記マニホールド１１,１２，２１，２２から電極配設部１０５の周囲の枠体５の内周の幅に向かって拡げられている。
このようにマニホールド１１,１２，２１，２２と電極配設部１０５と間で電解液を流通させる流路３１，３２，４１，４２は、マニホールド１１,１２，２１，２２側から電極配設部１０５の周囲の枠体５の内周の幅と一致する幅広に拡幅されていることにより、流路３１，３２，４１，４２の幅がマニホールド１１,１２，２１，２２より径大であり、また、流路長も短いものであるから、そこを流通する電解液の流体抵抗を小さくでき、セルフレーム１に送給する電解液の圧力損失の低減化を可能とする。そのうえ、その流路３１，３２，４１，４２の途中には電解液の逆流を防止する逆流防止部６０，７０を設けたことで、電解液を通じでの電流損失（シャントカレントロス）を小さくすることができる。
したがって、循環させる電解液の圧力損失の低減化とシャント電流損失の低減化を両立できる。よって、レドックスフロー電池の高出力化を可能とする。
このようにマニホールド１１,１２，２１，２２と電極配設部１０５と間で電解液を流通させる流路３１，３２，４１，４２は、マニホールド１１,１２，２１，２２側から電極配設部１０５の周囲の枠体５の内周の幅と一致する幅広に拡幅されていることにより、流路３１，３２，４１，４２の幅がマニホールド１１,１２，２１，２２より径大であり、また、流路長も短いものであるから、そこを流通する電解液の流体抵抗を小さくでき、セルフレーム１に送給する電解液の圧力損失の低減化を可能とする。そのうえ、その流路３１，３２，４１，４２の途中には電解液の逆流を防止する逆流防止部６０，７０を設けたことで、電解液を通じでの電流損失（シャントカレントロス）を小さくすることができる。
したがって、循環させる電解液の圧力損失の低減化とシャント電流損失の低減化を両立できる。よって、レドックスフロー電池の高出力化を可能とする。
【0104】
また、上記実施の形態は、正負の電極１０１が配設する電極配設部１０５及び電極配設部１０５の周囲に設けた枠体５からなるセルフレーム１と隔膜１０３を有する電池セルを複数積層してなるセルスタックを有するレドックスフロー電池であって、セルフレーム１の枠体５は、その４隅の角部に貫通して形成されたマニホールド１１,１２，２１，２２と電極配設部１０５とを連通し電解液が流通する流路３１，３２，４１，４２を有し、流路３１，３２，４１，４２は、枠体のマニホールド１１,１２，２１，２２側から電極配設部１０５を設けた内周の幅に向かって幅広くし、その途中に電解液の逆流を防止する逆流防止部６０，７０を設けたレドックスフロー電池の発明と捉えることもできる。
【0105】
上記実施の形態のレドックスフロー電池によれば、それを構成するセルスタックのセルフレーム１において、電極配設部１０５の周囲に設けた枠体５に形成され、マニホールド１１,１２，２１，２２と電極配設部１０５との間を連通し電解液を流通する溝状の流路３１，３２，４１，４２は、前記マニホールド１１,１２，２１，２２から電極配設部１０５の周囲の枠体５の内周の幅に向かって拡げられている。
このようにマニホールド１１,１２，２１，２２と電極配設部１０５と間で電解液を流通させる流路３１，３２，４１，４２は、マニホールド１１,１２，２１，２２側から電極配設部１０５の周囲の枠体５の内周の幅と一致する幅広に拡幅されていることにより、流路３１，３２，４１，４２の幅がマニホールド１１,１２，２１，２２より径大であり、また、流路長も短いものであるから、そこを流通する電解液の流体抵抗を小さくでき、セルフレーム１に送給する電解液の圧力損失の低減化を可能とする。そのうえ、その流路３１，３２，４１，４２の途中には電解液の逆流を防止する逆流防止部６０，７０を設けたことで、電解液を通じでの電流損失（シャントカレントロス）を小さくすることができる。
したがって、循環させる電解液の圧力損失の低減化とシャント電流損失の低減化を両立できる。よって、レドックスフロー電池の高出力化を可能とする。
このようにマニホールド１１,１２，２１，２２と電極配設部１０５と間で電解液を流通させる流路３１，３２，４１，４２は、マニホールド１１,１２，２１，２２側から電極配設部１０５の周囲の枠体５の内周の幅と一致する幅広に拡幅されていることにより、流路３１，３２，４１，４２の幅がマニホールド１１,１２，２１，２２より径大であり、また、流路長も短いものであるから、そこを流通する電解液の流体抵抗を小さくでき、セルフレーム１に送給する電解液の圧力損失の低減化を可能とする。そのうえ、その流路３１，３２，４１，４２の途中には電解液の逆流を防止する逆流防止部６０，７０を設けたことで、電解液を通じでの電流損失（シャントカレントロス）を小さくすることができる。
したがって、循環させる電解液の圧力損失の低減化とシャント電流損失の低減化を両立できる。よって、レドックスフロー電池の高出力化を可能とする。
【0106】
ところで、本発明を実施する場合には、逆流防止部６０，７０の構成は、電解液の逆流を防止するものであれば上記実施の形態に限定されるものでなく、その流路３１，３２，４１，４２の溝内に弁膜や逆止弁を設けてもよいし、流路に段差、溝、傾斜等を設けるものであってもよい。
例えば、電解液が流通する上流側の一端部側から反対側の下流側の他端部側に向かって上方に傾斜している傾斜部（段差部）を設けることによって、電解液の逆流を防止してもよい。この場合は、枠体５の厚みを変化させる簡単な構成で安価に形成できる。
例えば、電解液が流通する上流側の一端部側から反対側の下流側の他端部側に向かって上方に傾斜している傾斜部（段差部）を設けることによって、電解液の逆流を防止してもよい。この場合は、枠体５の厚みを変化させる簡単な構成で安価に形成できる。
【0107】
また、上記実施の形態では、導入流路３１，３２及び排出流路４１，４２は、その断面が略凹部状であるが、それを形成する流路壁、溝底は、平面状（直線状）に限定されず、曲面状（曲線状）であってもよいし、対向する流路壁が並行状であってもよいし、テーパ状に形成されていてもよい。流路壁と溝底との角部を略直角状に限定されず、Ｒ状に形成してもよい。
【0108】
上記実施の形態では、複数の電池セルは、電解液が各電池を並列に流れるように互いに接続されている説明としたが、本発明を実施する場合には、複数の電気セルの接続形態はこれに限定されず、例えば、電解液が複数の電池セルを直列に流れるように互いに接続されていてもよい。
そして、上記説明では、本発明のセルスタックについて、レドックスフロー電池に適用する例で説明したが、本発明を実施する場合には、レドックスフロー電池に限定されるものではなく、その他の蓄電池や燃料電池に適用することができる。
そして、上記説明では、本発明のセルスタックについて、レドックスフロー電池に適用する例で説明したが、本発明を実施する場合には、レドックスフロー電池に限定されるものではなく、その他の蓄電池や燃料電池に適用することができる。
【0109】
なお、本発明を実施する場合には、セルフレーム１、セルスタック、レドックスフロー電池のその他の部分の構成、材料、製造工程等について、上記実施の形態の説明に限定されるものではない。また、上記実施の形態で上げている数値は、実施に好適な適正値を示すものであるから、上記数値を若干変更しても実施を否定するものではない。
【符号の説明】
【0110】
１ セルフレーム
５ 枠体
１１ 正極側給液用マニホールド
１２ 負極側給液用マニホールド
１３ 正極側排液用マニホールド
１４ 負極側排液用マニホールド
３１ 正極側導入流路
３２ 負極側導入流路
３３ 導入直線流路
３４ 導入幅広流路
４１ 正極側排出流路
４２ 負極側排出流路
４３ 排出直線流路
４４ 排出幅広流路
６０ 導入側逆流防止部
６６，７６ 深溝（行き止まり部）
６７，７７ 開口
６５，７５ 起立片
６５ａ，７５ａ 基端部
６５ｂ，７５ｂ 自由端部
７０ 排出側逆流防止部
１０１ 電極
１０３ 隔膜
１０５ 電極配設部
１５１ リブ
５ 枠体
１１ 正極側給液用マニホールド
１２ 負極側給液用マニホールド
１３ 正極側排液用マニホールド
１４ 負極側排液用マニホールド
３１ 正極側導入流路
３２ 負極側導入流路
３３ 導入直線流路
３４ 導入幅広流路
４１ 正極側排出流路
４２ 負極側排出流路
４３ 排出直線流路
４４ 排出幅広流路
６０ 導入側逆流防止部
６６，７６ 深溝（行き止まり部）
６７，７７ 開口
６５，７５ 起立片
６５ａ，７５ａ 基端部
６５ｂ，７５ｂ 自由端部
７０ 排出側逆流防止部
１０１ 電極
１０３ 隔膜
１０５ 電極配設部
１５１ リブ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】