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特表2023-528225レドックスフロー電池システム及びオールアイアンフロー電池
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-07-04
(54)【発明の名称】レドックスフロー電池システム及びオールアイアンフロー電池
(51)【国際特許分類】
H01M 8/18 20060101AFI20230627BHJP
H01M 8/248 20160101ALI20230627BHJP
H01M 8/249 20160101ALI20230627BHJP
H01M 8/04186 20160101ALI20230627BHJP
【ＦＩ】
H01M8/18
H01M8/248
H01M8/249
H01M8/04 M
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022569172
(86)(22)【出願日】2021-05-13
(85)【翻訳文提出日】2023-01-12
(86)【国際出願番号】 US2021032317
(87)【国際公開番号】W WO2021231777
(87)【国際公開日】2021-11-18
(31)【優先権主張番号】63/025,222
(32)【優先日】2020-05-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】519297300
【氏名又は名称】イーエスエス テック インコーポレーテッド
【氏名又は名称原語表記】ＥＳＳ Ｔｅｃｈ，Ｉｎｃ．
【住所又は居所原語表記】２６４４０ ＳＷ Ｐａｒｋｗａｙ Ａｖｅｎｕｅ，Ｗｉｌｓｏｎｖｉｌｌｅ，Ｏｒｅｇｏｎ ９７０７０ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
(74)【代理人】
【識別番号】100103894
【弁理士】
【氏名又は名称】家入 健
(72)【発明者】
【氏名】ケイシー ショーン
(72)【発明者】
【氏名】エヴァンス クレイグ
【テーマコード（参考）】
5H126
5H127
【Ｆターム（参考）】
5H126AA14
5H126AA25
5H126BB10
5H127AA10
5H127AB03
5H127AB14
5H127AB17
5H127AC07
5H127BA28
5H127BB13
(57)【要約】
レドックスフロー電池システムのための方法及びシステムが提供される。一例では、レドックスフロー電池システムは、第１の加圧板と第２の加圧板との間に配置されたサブスタックセパレータプレートを備えた加圧板のセットと、第１の加圧板とサブスタックセパレータプレートとの間に配置された第１のセルスタックとを有する。レドックスフロー電池システムは、第２の加圧板とサブスタックセパレータプレートとの間に配置された第２のセルスタックをさらに含み得る。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
レドックスフロー電池システムであって、前記レドックスフロー電池システムの第１の端部の第１の加圧板と、前記レドックスフロー電池システムの第２の端部の第２の加圧板とを含む加圧板のセットであって、前記第２の端部は、前記レドックスフロー電池システムの長手方向軸に沿って前記第１の端部の反対側に位置する、前記加圧板のセットと、
前記第１の加圧板と前記第２の加圧板との間に配置され、前記長手方向軸に沿って前記加圧板のセットと整列するサブスタックセパレータプレートと、
前記第１の加圧板と前記サブスタックセパレータプレートとの間に配置された第１のセルスタックと、
前記第２の加圧板と前記サブスタックセパレータプレートとの間に配置された第２のセルスタックと
を含む、レドックスフロー電池システム。
【請求項2】
前記サブスタックセパレータプレートは、前記第１のセルスタックを前記第２のセルスタックから絶縁する、請求項１に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項3】
前記第１のセルスタック及び前記第２のセルスタックは、板ばねによって前記加圧板のセットに加えられた圧力により、前記加圧板のセットの間で圧縮される、請求項１に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項4】
前記加圧板のセット、前記第１のセルスタック、前記サブスタックセパレータプレート、及び前記第２のセルは、前記長手方向軸に沿って延在する複数のボルトによって所定の位置に維持される、請求項１に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項5】
前記レドックスフロー電池システムは、外部ハウジングを含まない自立型ユニットである、請求項４に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項6】
前記第１のセルスタック及び前記第２のセルスタックのそれぞれは、複数のセルで形成され、前記複数のセルの各セルは、負極、正極、双極板、及び膜セパレータを含む、請求項１に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項7】
前記第１のセルスタック及び前記第２のセルスタックのそれぞれにおける前記複数のセルの各セルは、フレームプレート内に支持され、各フレームプレートは、前記長手方向軸に沿って整列し、前記フレームプレートの１つの面に隣接するフレームプレートと接触する、請求項６に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項8】
前記第１のセルスタックの前記複数のセルの各セルは、前記第１のセルスタック内の前記複数のセルの他のセルに流体接続され、前記第２のセルスタックの前記複数のセルの各セルは、前記第２のセルスタック内の前記複数のセルの他のセルに流体接続される、請求項６に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項9】
前記第１のセルスタックと前記第２のセルスタックとの間の電解液の流れが、前記サブスタックセパレータプレートによって遮られる、請求項１に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項10】
電解液が、前記第１のセルスタックと前記第２のセルスタックとの間を、前記サブスタックセパレータプレートの開口部を通って流れる、請求項１に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項11】
オールアイアンフロー電池であって、第１の加圧板と第２の加圧板との間で圧縮された複数のセルを含み、前記複数のセルは、第１のセルスタック及び第２のセルスタックで形成され、前記第１のセルスタックは、前記オールアイアンフロー電池の長手方向軸に沿った中間点に配置されたサブスタックセパレータプレートによって前記第２のセルスタックから分離され、圧縮は、１以上の圧縮アセンブリによって行われる、
前記オールアイアンフロー電池。
【請求項12】
前記サブスタックセパレータプレートを介して前記第１のセルスタックへ、また、前記第２のセルスタックへ、電解液を流入させるように構成された前記第１の加圧板の入口ポートのセットと、前記第２のセルスタックから前記サブスタックセパレータプレートを介して、また、前記第１のセルスタックから、電解液を流出させるように構成された前記第１の加圧板の出口ポートのセットとをさらに含み、前記第２の加圧板は、孔を有しない非中空のプレートである、請求項１１に記載のオールアイアンフロー電池。
【請求項13】
前記第１の加圧板と前記サブスタックセパレータプレートとの間で前記第１のセルスタックを通って電解液を循環させるように構成された前記第１の加圧板の第１の入口ポートのセット及び第１の出口ポートのセットと、前記第２の加圧板と前記サブスタックセパレータプレートとの間で前記第２のセルスタックを通って電解液を循環させるように構成された前記第２の加圧板の第２の入口ポートのセット及び第２の出口ポートのセットとをさらに含む、請求項１１に記載のオールアイアンフロー電池。
【請求項14】
前記サブスタックセパレータプレートと前記第１のセルスタックとの間に配置された第１の負極集電体と、前記第１の加圧板と前記第１のセルスタックとの間に配置された第１の正極集電体とをさらに含み、前記第１の負極集電体は、前記第１のセルスタックの各セルの各負極に電気的に接続され、前記第１の正極集電体は、前記第２のセルスタックの各セルの各正極に電気的に接続される、請求項１１に記載のオールアイアンフロー電池。
【請求項15】
前記サブスタックセパレータプレートと前記第２のセルスタックとの間に配置された第２の負極集電体と、前記第２の加圧板と前記第２のセルスタックとの間に配置された第２の正極集電体とをさらに含み、前記第２の負極集電体は、前記第２のセルスタックの各セルの各負極に電気的に接続され、前記第２の正極集電体は、前記第２のセルスタックの各セルの各正極に電気的に接続される、請求項１４に記載のオールアイアンフロー電池。
【請求項16】
前記第１の加圧板は、前記第１の加圧板、前記第１のセルスタック、前記サブスタックセパレータプレート、前記第２のセルスタック、及び前記第２の加圧板を通って前記長手方向軸に沿って延在する複数のボルトによって、前記第２の加圧板に接続される、請求項１１に記載のオールアイアンフロー電池。
【請求項17】
前記１以上の圧縮アセンブリは、前記第１の加圧板の外側面を横切るように延在する第１の板ばねと、前記第２の加圧板の外側面を横切るように延在する第２の板ばねと、前記第１の板ばねと前記第２の板ばねとの間に延在するタイロッドとを含み、前記第１の板ばね及び前記第２の板ばねは、前記タイロッドの端部がナットと係合し、かつ、前記ナットを締めることにより、前記第１の加圧板及び前記第２の加圧板にそれぞれ、圧力を加えるように構成された、請求項１６に記載のオールアイアンフロー電池。
【請求項18】
レドックスフロー電池システムであって、前記レドックスフロー電池システムの長手方向軸に沿って第２のセルスタックと整列した第１のセルスタックであって、セパレータプレートによって前記第２のセルスタックから分離された前記第１のセルスタックと、
前記第１のセルスタックの端部に配置された第１の加圧板と、前記第２のセルスタックの端部に配置された第２の加圧板と、
前記第１の加圧板に第１の方向の圧力を加え、かつ、前記第２の加圧板に、反対の第２の方向の圧力を加えて、前記第１のセルスタック及び第２のセルスタックを、前記長手方向軸に沿って圧縮するように構成された圧縮アセンブリと
を含む、前記レドックスフロー電池システム。
【請求項19】
前記第１の加圧板及び第２の加圧板に配置され、前記長手方向軸に垂直な方向における第１のレドックスフロー電池と第２のレドックスフロー電池との積み重ねを可能にするように構成された入れ子戻り止めをさらに含む、請求項１８に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項20】
入れ子戻り止めは、前記第１の加圧板及び第２の加圧板の双方の上縁部に配置された前記入れ子戻り止めの第１の半体と、前記第１の加圧板及び第２の加圧板の双方の下縁部に配置された前記入れ子戻り止めの第２の半体とを含み、前記入れ子戻り止めの前記第１の半体及び前記第２の半体は、第１のレドックスフロー電池及び第２のレドックスフロー電池の積み重ねを維持する固定部品を受けるように構成された開口を含む、請求項１８又は１９に記載のレドックスフロー電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年５月１５日に出願された「ＤＯＵＢＬＥ－ＳＴＡＣＫ ＲＥＤＯＸ ＦＬＯＷ ＢＡＴＴＥＲＹ」という名称の米国仮出願第６３／０２５，２２２号についての優先権を主張する。上記出願の全ての内容が、あらゆる目的で、参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２０年５月１５日に出願された「ＤＯＵＢＬＥ－ＳＴＡＣＫ ＲＥＤＯＸ ＦＬＯＷ ＢＡＴＴＥＲＹ」という名称の米国仮出願第６３／０２５，２２２号についての優先権を主張する。上記出願の全ての内容が、あらゆる目的で、参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本説明は、一般に、レドックスフロー電池のための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【0003】
レドックスフロー電池は、電力と容量を個別にスケーリングでき、また、従来の電池技術と比較して、性能損失を抑えながら数千サイクルの充電と放電を行うことができるため、グリッドスケールの蓄電の用途に適する。オールアイアンハイブリッドレドックスフロー電池は、低コストで、地球に豊富にある材料が組み込まれているため、特に魅力的である。オールアイアンレドックスフロー電池（ＩＦＢ）は、電解液として鉄、塩、及び水に依存しているため、シンプルで地球に豊富にある安価な材料を含み、刺激の強い化学物質の組み込みを除外することで、ＩＦＢに関する環境フットプリントを低減する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、本発明者らは、エネルギー需要を満たすために複数のＩＦＢが必要なとき、各ＩＦＢの部品のセットを含むことが必要なマルチＩＦＢシステムでは、部品のセットの重複のためにコストが増加し得ることを認識した。例えば、各ＩＦＢは、ＩＦＢごとに２つの加圧板を含む場合、ＩＦＢの数が増加すると、マルチＩＦＢシステムの重量が負担となり得る。さらに、ＩＦＢ構成に特有のハードウェアの製造コストにより、全体のコスト及び負担が増加し得る。
【課題を解決するための手段】
【0005】
一例では、上述した問題は、加圧板のセットを含むレドックスフロー電池システムによって解決することができる。加圧板のセットは、レドックスフロー電池システムの第１の端部の第１の加圧板とレドックスフロー電池システムの第２の端部の第２の加圧板とを含み、第２の端部は、レドックスフロー電池システムの長手方向軸に沿って第１の端部の反対側に位置する。レドックスフロー電池システムは、第１の加圧板と第２の加圧板との間に配置され、長手方向軸に沿って加圧板のセットと整列したサブスタックセパレータプレートをさらに含み、第１のセルスタックは、第１の加圧板とサブスタックセパレータプレートとの間に配置され、第２のセルスタックは、第２の加圧板とサブスタックセパレータプレートとの間に配置される。このように、オールアイアンレドックスフロー電池（ＩＦＢ）システムは、コストも負担も増加させずに、コンパクトで効率性を保つことができる。
【0006】
上記概要は、詳細な説明にさらに記載されている概念の一部を簡素化して伝えるためのものであることに留意すべきである。特許を請求する要旨の重要な特徴または必須の特徴を特定するものではなく、要旨の範囲は、詳細な説明に続く請求項によって一意に定義される。さらに、特許を請求する要旨は、上述した課題または本開示のいずれかの部分に記載した課題を解決する実施形態に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】電極及び膜セパレータを備えた電池セルを含むレドックスフロー電池システムの一例の概略図である。
【図2】ダブルスタックレドックスフロー電池システムの斜視図である。
【図4】圧縮アセンブリが設けられたレドックスフロー電池の切断図を示す。
【図5】ダブルスタックレドックスフロー電池システムの正面図である。
【図6】電解液流路を示す、ダブルスタックレドックスフロー電池システムの第１の側面図である。
【図7】集電体の位置を示す、ダブルスタックレドックスフロー電池システムの第２の側面図である。
【図8】複数のダブルスタックレドックスフロー電池のスタック構成を示す。
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下の説明は、貯蔵コストが低減されたレドックスフロー電池を製造するためのシステム及び方法に関する。別個の正の電解液チャンバと負の電解液チャンバを有する一体型マルチチャンバタンクを備えたレドックスフロー電池を、図１の概略図に示す。いくつかの例では、レドックスフロー電池は、ＩＦＢの負極と正極の双方で鉄レドックス化学を利用するオールアイアンフロー電池（ＩＦＢ）とし得る。電解液チャンバは、１以上の電池セルに接続することができ、各セルは負極及び正極を含む。複数のＩＦＢが組み込まれた場合のＩＦＢシステムのコスト及び重量を削減するために、ＩＦＢは、図２のＩＦＢの第１の実施形態で示すように、複数のセルスタックで構成することができる。ＩＦＢの第１の実施形態は、図３の分解図に示されている。図４のＩＦＢの第２の実施形態の切断図で示すように、１以上の電池セルを共通の軸に沿って積み重ねて、セルスタックを形成することができ、これは、加圧板の間に挟まれ、圧縮アセンブリによって圧縮することができる。ＩＦＢの第１の実施形態は、第１のセルスタックを第２のセルスタックから分離するサブスタックセパレータプレートを有するダブルスタックＩＦＢとし得る。電解液は、図５のダブルスタックＩＦＢの正面図に示すように、複数の加圧板の少なくとも１つにおいて、複数の入口及び出口を介して、ダブルスタックＩＦＢに電解液を流入し、また、ダブルスタックＩＦＢから電解液を流出することができる。ダブルスタックＩＦＢの各セルスタックを通る電解液流路が、図６にＩＦＢの側面図に示されており、また、ダブルスタックＩＦＢにおける集電体の配置が、図７に示されている。ダブルスタックＩＦＢは、図８及び図９に示すように、積み重ねできるように構成されるため、ＩＦＢシステム全体の設置面積をさらに低減し得る。
【0010】
図２～図９は、様々な部品の相対的な位置を有する構成例を示している。互いに直接接触しているように示されている場合、または、直接接続しているように示されている場合、そのような要素は、少なくとも１つの例では、それぞれ直接接触している、または直接接続していると表現することができる。同様に、互いに連続または隣接するように示された要素は、少なくとも１つの例では、それぞれ、互いに連続または隣接し得る。一例として、互いに面を共有して接触している部品は、面を共有して接触していると表現することができる。別の例として、少なくとも１つの例では、要素の間に空間だけがあり、他の部品がない状態で互いに離れて配置された要素は、そのように表現することができる。さらに別の例として、互いに上／下に示されている要素、互いに反対側に示されている要素、または互いに左／右に示されている要素は、互いに対してそのように表現することができる。さらに、図に示されるように、最も上の要素または要素の点は、少なくとも１つの例では、部品の「頂部」と表現され、最も下の要素または要素の点は、部品の「底部」と表現することができる。本明細書で使用される場合、頂部／底部、上部／下部、上／下は、図の垂直軸に対するものされることがあり、また、相対的な図の要素の位置を説明するために使用することができる。したがって、一例では、他の要素の上側に示される要素は、他の要素の垂直方向の上側に位置する。さらに別の例として、図面に示される要素の形状は、それらの形状（例えば、円形、直線形状、平面形状、湾曲形状、丸い形状、面取りされた形状、傾斜した形状など）を有すると表現することができる。さらに、少なくとも１つの例において、互いに交差するように示されている要素は、交差する要素または互いに交差すると表現することができる。さらに、一例では、別の要素の内側に示されている要素、または別の要素の外側に示されている要素は、そのように表現することができる。
【0011】
ハイブリッドレドックスフロー電池は、電極上の固体層としての１以上電気活性材料の堆積を特徴とするレドックスフロー電池である。ハイブリッドレドックスフロー電池は、例えば、電池充電プロセスの全体を通して、電気化学反応によって基板上に固体として被覆する化学物質を含み得る。電池の放電中、被覆物は、電気化学反応によってイオン化し、電解液に溶解し得る。ハイブリッド電池システムでは、レドックス電池の充電容量（例えば、蓄えられるエネルギーの最大量）は、電池充電中に被覆した金属の量によって制限される場合があるため、被覆のシステムの効率に依存すると共に、被覆に利用可能な体積及び表面積に依存し得る。
【0012】
図１に示すように、レドックスフロー電池システム１０では、負極２６は被覆電極と称され、正極２８はレドックス電極と称することができる第１の電池セル１８の被覆側（例えば、負極コンパートメント２０）内の負の電解液は、被覆電解液と称され、第１の電池セル１８のレドックス側（例えば、正極コンパートメント２２）の正の電解液は、レドックス電解液と称され得る。
【0013】
アノードは電気活性材料が電子を失う電極を指し、カソードは電気活性材料が電子を取得する電極を指す。電池の充電中、正の電解液は負極２６で電子を獲得する、したがって、負極２６は電気化学反応のカソードである。放電中、正の電解液は電子を失う、したがって、負極２６は電気化学反応のアノードである。代替的に、放電中、負の電解液及び負極は、それぞれ電気化学反応のアノード液及びアノードと称され、一方、正の電解液及び正極は、それぞれ電気化学反応のカソード液及びカソードと称することができる。充電中、負の電解液及び負極は、それぞれ電気化学反応のカソード液及びカソードと称され、一方、正の電解液及び正極は、それぞれ電気化学反応のアノード液及びアノードと称することができる。簡単にするために、正及び負という用語は、本明細書では、レドックス電池フローシステムの電極、電解液、及び電極コンパートメントを指して使用される。
【0014】
ハイブリッドレドックスフロー電池の一例は、オールアイアンレドックスフロー電池（ＩＦＢ）であり、ＩＦＢでは、電解液は鉄塩（例えば、ＦｅＣｌ２、ＦｅＣｌ３など）の形態の鉄イオンを含み、負極は金属鉄を含む。例えば、負極２６では、充電中に、第一鉄イオンＦｅ２＋が２つの電子を受け取り、鉄金属として負極２６を被覆し、放電中に、鉄金属Ｆｅ０が２つの電子を失い、Ｆｅ２＋として再溶解する。正極では、充電中にＦｅ２＋が電子を失って第二鉄イオンＦｅ３＋を形成し、放電中にＦｅ３＋が電子を獲得してＦｅ２＋を形成する。電気化学反応は、数式（１）及び数式（２）にまとめられる。ここで、正反応（左から右）は、充電中の電気化学反応を示し、逆反応（右から左）は、放電中の電気化学反応を示す。
【数1】
【数2】
【0015】
上記のように、ＩＦＢで使用される負の電解液は、充電中にＦｅ２＋が負極から２つの電子を受け取ってＦｅ０を形成して基板を被覆できるように、十分な量のＦｅ２＋を提供し得る。放電中、被覆したＦｅ０は２つの電子を失い、Ｆｅ２＋にイオン化し、溶解されて電解液内に戻る。上記の反応の平衡電位は－０．４４Ｖであるため、この反応は、所望のシステムに負極端子を提供する。ＩＦＢの正極側では、充電中に電解液がＦｅ２＋を提供し、これが電子を失い、Ｆｅ３＋に酸化する。放電中、電解液によって提供されたＦｅ３＋は、電極によって提供された電子を受け取ることによってＦｅ２＋になる。この反応の平衡電位は＋０．７７Ｖであるため、所望のシステムの正極端子を作成する。
【0016】
ＩＦＢは、非再生の電解液を利用する他の種類の電池とは異なり、電解液を充電及び再充電する能力を備える。充電は、端子４０及び４２を介して電極の間に電流を供給することによって実現される。負極２６は端子４０を介して電源の負極側に接続され、それにより、電子が正極を介して負の電解液に供給される（例えば、Ｆｅ２＋が、正極コンパートメント２２内の正の電解液中でＦｅ３＋に酸化される）。負極２６（例えば、被覆電極）に供給される電子は、負の電解液中のＦｅ２＋を還元して、被覆基板でＦｅ０を生成し、それを負極２６上に被覆することができる。
【0017】
酸化のためにＦｅ０が負の電解液で利用可能な状態であり、かつ、還元のためにＦｅ３＋が正の電解液で利用可能な状態である間、放電は継続することができる。例として、第１の電池セル１８の正極コンパートメント２２側への正の電解液の濃度または体積を増加させ、外部の正の電解液タンク５２などの外部の供給源を介して追加のＦｅ３＋イオンを供給することにより、Ｆｅ３＋の利用可能性を維持することができる。より一般的には、放電中のＦｅ０の利用可能性は、ＩＦＢシステムで問題になることがあり、放電に利用できるＦｅ０は、負極基板の表面積及び体積並びに被覆効率に比例し得る。充電容量は、負極コンパートメント２０内のＦｅ２＋の利用可能性に依存し得る。例として、Ｆｅ２＋の利用可能性は、外部の負の電解液チャンバ５０などの外部の供給源を介して追加のＦｅ２＋イオンを供給して、第１の電池セル１８の負極コンパートメント２０側への負の電解液の濃度または体積を増加させることによって維持することができる。
【0018】
ＩＦＢにおいて、正の電解液は、第一鉄イオン、第二鉄イオン、第二鉄錯体、またはそれらの任意の組み合わせを含み、一方、負の電解液は、ＩＦＢシステムの充電状態に応じて、第一鉄イオンまたは第一鉄錯体を含む。前述のように、負の電解液と正の電解液の双方で鉄イオンを利用すると、電池セルの両側で同じ電解種を利用することが可能になり、これにより、電解液の相互汚染（クロスコンタミネーション）を減らし、ＩＦＢシステムの効率を高めることができ、その結果、他のレドックスフロー電池システムと比較して、電解液の交換が少なくなる。
【0019】
ＩＦＢにおける効率損失は、電解液がセパレータ２４（例えば、イオン交換膜バリア、微多孔膜など）を通過することによって生じ得る。例えば、正の電解液中の第二鉄イオンは、第二鉄イオン濃度勾配及びセパレータにおける電気泳動力によって負の電解液に向かって移動し得る。次に、第二鉄イオンが、膜バリアを透過し、負極コンパートメント２０に移動することにより、クーロン効率の損失が生じ得る。鉄イオンが、低ｐＨのレドックス側（例えば、より酸性度の高い正極コンパートメント２２）から高ｐＨの被覆側（例えば、より酸性度の低い負極コンパートメント２０）に移動することにより、Ｆｅ（ＯＨ）３が沈殿し得る。Ｆｅ（ＯＨ）３の沈殿は、セパレータ２４を劣化させ、永続的に電池性能及び効率の損失を引き起こす場合がある。例えば、Ｆｅ（ＯＨ）３の沈殿は、イオン交換膜の有機官能基を化学的に汚染したり、イオン交換膜の小さな微細孔を物理的に詰まらせる場合がある。いずれの場合も、Ｆｅ（ＯＨ）３の沈殿により、時間の経過とともに膜のオーム抵抗が上昇し、電池性能が低下し得る。沈殿物は電池を酸で洗浄することで除去し得るが、定期的なメンテナンスとダウンタイムは、商業的な電池の応用には不都合な場合がある。さらに、洗浄は電解液の定期的な調製に依存する場合があり、処理コストと複雑さが加わる原因となる。代替的に、電解液のｐＨの変化に応じて、特定の有機酸を正の電解液と負の電解液に添加すると、全体的なコストを押し上げることなく、電池の充電及び放電サイクル中の沈殿物の生成を抑制し得る。さらに、鉄イオンの通過を阻害する膜バリアを設けることにより、汚染も軽減し得る。
【0020】
Ｈ＋（例えば、プロトン）の還元とそれに続くＨ２（例えば、水素ガス）の生成により、また、負極コンパートメント２０内のプロトンと、被覆された鉄金属電極で供給される電子との反応による水素ガスの生成により、クーロン効率の損失がさらに生じる場合がある。
【0021】
ＩＦＢ電解液（例えば、ＦｅＣｌ２、ＦｅＣｌ３、ＦｅＳＯ４、Ｆｅ２（ＳＯ４）３など）は、容易に入手可能であり、低コストで製造することができる。ＩＦＢ電解液は、同じ電解液を負の電解液と正の電解液に利用できるため、より高い再生価値を提供し、その結果、他のシステムと比較して相互汚染の問題が減少する。さらに、鉄は、その電子配置により、負極基板への被覆中に、固化してほぼ均一な固体構造になる。ハイブリッドレドックス電池で一般的に使用される亜鉛やその他の金属の場合、被覆中に固体の樹枝状構造が形成される場合がある。ＩＦＢシステムの安定した電極形態は、他のレドックスフロー電池と比較して、電池の効率を高め得る。さらに、オールアイアンレドックスフロー電池は、有毒な原材料の使用を減らし、他のレドックスフロー電池の電解液と比較して相対的に中性のｐＨで動作することができる。したがって、ＩＦＢシステムは、現在生産されている他のすべての高度なレドックスフロー電池システムと比較して、環境への害を軽減する。
【0022】
引き続き図１を参照すると、レドックスフロー電池システム１０の概略図が示されている。レドックスフロー電池システム１０は、マルチチャンバ電解液貯蔵タンク１１０に流体接続された第１のレドックスフロー電池セル１８を含み得る。第１のレドックスフロー電池は一般に、負極コンパートメント２０と、セパレータ２４と、正極コンパートメント２２とを含み得る。セパレータ２４は、電気絶縁性イオン伝導バリアを含むことができ、これは、正の電解液と負の電解液とのバルク混合を防ぎ、特定のイオンの伝導を可能にする。例えば、セパレータ２４は、イオン交換膜及び／又は微多孔膜を含み得る。
【0023】
負極コンパートメント２０は、負極２６を含むことができ、負の電解液は、電気活性材料から少なくとも部分的に形成することができる。正極コンパートメント２２は、正極２８を含むことができ、正の電解液は、電気活性材料を含み得る。いくつかの例では、複数のレドックスフロー電池セル１８を直列または並列に組み合わせて、レドックスフロー電池システムにおいて、より高い電圧または電流を生成し得る。例えば、いくつかの例では、レドックスフロー電池システム１０は、図２～図９に示すように、２つのセルスタックを含むことができ、各セルスタックは複数の電池セルで形成される。例として、第１の電池セル１８と、第１の電池セル１８と同様に構成された第２の電池セル１９とを有するレドックスフロー電池システム１０を、図１に示す。したがって、第１の電池セル１８について本明細書に記載されたすべての部品及びプロセスは、第２の電池セル１９にも同様に見出することができる。
【0024】
第１の電池セル１８は、第１のセルスタックに含まれてよく、第２の電池セル１９は、第２のセルスタックに含まれ得る。第１のセル及び第２のセルは、互いに流体接続することができ、又は、流体接続しなくてもよいが、それぞれ電解液貯蔵タンク１１０及びリバランス反応器８０、８２に流体接続される。例えば、図１に示すように、第１の電池セル１８及び第２の電池セル１９は、それぞれ、第１の電池セル１８及び第２の電池セル１９のそれぞれに分岐する共通の通路を介して、負の電解液ポンプ３０及び正の電解液ポンプ３２に接続することができる。同様に、電池セルはそれぞれ、電池セルをリバランス反応器８０、８２に接続する共通の通路に合流する通路を有し得る。
【0025】
図１には、負の電解液ポンプ３０及び正の電解液ポンプ３２がさらに示されており、双方ともフロー電池システム１０を通して電解液溶液を汲み上げるために使用される。電解液は、セル外部の１以上のタンクに貯蔵され、負の電解液ポンプ３０及び正の電解液ポンプ３２を介して、それぞれ電池の負極コンパートメント２０側及び正極コンパートメント２２側を通して汲み上げられる。
【0026】
レドックスフロー電池システム１０はまた、第１の双極板３６及び第２の双極板３８を含むことができ、それぞれ、負極２６及び正極２８の後面側、例えば、セパレータ２４に面する側の反対側に沿って配置される。第１の双極板３６は、負極２６と接触することができ、第２の双極板３８は、正極２８と接触することができる。しかしながら、他の例では、双極板は、近接して配置することができるが、それぞれの電極コンパートメント内で電極から離して配置することができる。ＩＦＢ電解液は、双極板３６、３８の材料の導電特性に起因して、第１の双極板３６及び第２の双極板３８によって負極２６及び正極２８の反応部位に輸送することができる。電解液の流れはまた、負の電解液ポンプ３０及び正の電解液ポンプ３２によって補助され、第１のレドックスフロー電池セル１８を通る強制対流を促進し得る。反応した電気化学種はまた、強制対流と、第１の双極板３６及び第２の双極板３８の存在との組み合わせによって、反応部位から離れる方向に移動され得る。
【0027】
図１に示すように、第１のレドックスフロー電池セル１８は、負の電池端子４０及び正の電池端子４２をさらに含み得る。充電電流が電池端子４０及び４２に供給されると、正の電解液は正極２８で酸化され（１以上の電子を失う）、負の電解液は負極２６で還元される（１以上の電子を得る）。電池の放電中、電極で逆レドックス反応が生じる。換言すると、正の電解液は正極２８で還元され（１以上の電子を得る）、負の電解液は負極２６で酸化される（１以上の電子を失う）。電池全体の電位差は、正極コンパートメント２２及び負極コンパートメント２０における電気化学的レドックス反応によって維持され、反応が持続している間、集電体を通して電流を誘導し得る。レドックス電池に蓄えられるエネルギー量は、電解液の全体積と電気活性材料の溶解度に応じて、放電のために電解液内で利用可能な電気活性材料の量によって制限される。
【0028】
フロー電池システム１０は、一体型マルチチャンバ電解液貯蔵タンク１１０をさらに含み得る。マルチチャンバ貯蔵タンク１１０は、隔壁９８によって分割することができる。隔壁９８は、貯蔵タンク内に複数のチャンバを形成することができ、正の電解液及び負の電解液の双方を単一のタンク内に入れることができる。負の電解液チャンバ５０は、電気活性材料を含む負の電解液を保持し、正の電解液チャンバ５２は、電気活性材料を含む正の電解液を保持する。隔壁９８をマルチチャンバ貯蔵タンク１１０内に配置して、負の電解液チャンバ５０と正の電解液チャンバ５２とを所望の容積比とすることができる。一例では、隔壁９８は、負のレドックス反応と正のレドックス反応の間の化学量論比に従って、負の電解液チャンバ及び正の電解液チャンバの容積比を設定するように配置することができる。図は、貯蔵タンク１１０の充填高さ１１２をさらに示しており、これは、各タンクコンパートメント内の液体レベルを示し得る。図はまた、負の電解液チャンバ５０の充填高さ１１２の上に位置するガスヘッドスペース９０と、正の電解液チャンバ５２の充填高さ１１２の上に位置するガスヘッドスペース９２を示す。第１のレドックスフロー電池セル１８から電解液を戻すと共に、レドックスフロー電池の動作によって（例えば、プロトン還元及び腐食副反応により）生成され、かつ、マルチチャンバ貯蔵タンク１１０に運ばれた水素ガスを貯蔵するために、ガスヘッドスペース９２を用いることができる。水素ガスは、マルチチャンバ貯蔵タンク１１０内の気液界面（例えば、充填高さ１１２）で自然に分離され、それにより、レドックスフロー電池システムの一部として追加の気液分離器を備える必要がない。水素ガスは、電解液から分離されると、ガスヘッドスペース９０及び９２を満たし得る。このように、貯蔵された水素ガスは、マルチチャンバ貯蔵タンク１１０から他のガスを除去するのを助けることができるため、電解液種の酸化を低減する不活性ガスブランケットとして機能し、これにより、レドックスフロー電池容量の損失を低減するのを助けることができる。このように、一体型マルチチャンバ貯蔵タンク１１０を利用することにより、従来のレドックスフロー電池システムに共通の別個の負の電解液貯蔵タンク及び正の電解液貯蔵タンク、水素貯蔵タンク、及び気液分離器を備える必要がなく、これにより、システム設計を簡素化し、システムの物理的な設置面積を減らし、システムコストを削減し得る。
【0029】
図１はまた、ガスヘッドスペース９０と９２との間の隔壁９８に開口部を形成し、２つのチャンバの間のガスの圧力を等しくする手段を提供するスピルオーバーホール９６を示す。スピルオーバーホール９６は、充填高さ１１２よりも上の閾値高さに配置することができる。スピルオーバーホールはさらに、電池のクロスオーバーの際に、正の電解液チャンバ及び負の電解液チャンバのそれぞれの電解液の自己平衡化（セルフバランス）を可能にする。オールアイアンレドックスフロー電池システムの場合、同じ電解液（Ｆｅ２＋）が負極コンパートメント２０と正極コンパートメント２２の双方で使用されるため、負の電解液チャンバ５０と正の電解液チャンバ５２の間で電解液があふれ出て、システム全体の効率が低下し得るが、全体的な電解液の組成、電池モジュールの性能、及び電池モジュールの容量は維持される。マルチチャンバ貯蔵タンク１１０の入口及び出口のすべての配管の接続部にフランジ継手を用いて、漏れのない連続した加圧状態を維持することができる。マルチチャンバ貯蔵タンク１１０は、負の電解液チャンバ及び正の電解液チャンバのそれぞれからの少なくとも１つの出口と、負の電解液チャンバ及び正の電解液チャンバのそれぞれへの少なくとも１つの入口とを含み得る。さらに、水素ガスをリバランス反応器８０及び８２へ送るために、ガスヘッドスペース９０及び９２から１以上の出口接続を設けてもよい。
【0030】
図１には示されていないが、一体型マルチチャンバ電解液貯蔵タンク１１０は、負の電解液チャンバ５０及び正の電解液チャンバ５２のそれぞれに熱的に接続された１以上のヒータをさらに含み得る。代替例では、負の電解液チャンバ及び正の電解液チャンバの一方のみが、１以上のヒータを含み得る。正の電解液チャンバ５２のみが１以上のヒータを含む場合、負の電解液は、パワーモジュールの電池セルで生成された熱を負の電解液に伝達することによって加熱される。このようにして、パワーモジュールの電池セルが加熱し、負の電解液の温度調整を容易にし得る。１以上のヒータは、コントローラ８８によって作動されて、負の電解液チャンバ５０及び正の電解液チャンバ５２の温度を、別々にまたは一緒に調節することができる。例えば、電解液温度が閾値温度を下回ったことに応答して、コントローラ８８は、１以上のヒータに供給される電力を増加させ、電解液への熱流束を増加させることができる。電解液の温度は、センサ６０及び６２を含む、マルチチャンバ電解液貯蔵タンク１１０に取り付けられた１以上の温度センサによって示すことができる。例として、１以上のヒータは、電解液流体に浸されたコイル型ヒータもしくは他の液浸ヒータ、または、負の電解液チャンバ及び正の電解液チャンバの壁を通して熱を伝達して、その中の流体を加熱する表面マントル型ヒータを含み得る。本開示の範囲から逸脱することなく、他の既知の種類のタンクヒータを採用することができる。さらに、コントローラ８８は、液体レベルが固体の充填閾値レベルを下回ったことに応答して、負の電解液チャンバ５０及び正の電解液チャンバ５２内の１以上のヒータを停止することができる。換言すると、コントローラ８８は、液体レベルが固体の充填閾値レベルを上回ったことのみに応じて、負の電解液チャンバ５０及び正の電解液チャンバ５２内の１以上のヒータを作動することができる。このようにして、正の電解液チャンバ及び／又は負の電解液チャンバ内に十分な液体がない状態で１以上のヒータを作動することを回避し、それにより、ヒータの過熱または焼損のリスクを低減することができる。
【0031】
さらに、フィールドハイドレーションシステム（図示せず）から負の電解液チャンバ５０、及び正の電解液チャンバ５２のそれぞれに１以上の入口接続を設けることができる。これにより、フィールドハイドレーションシステムは、最終使用場所でのシステムの設置、充填、及び水の供給を含む、レドックスフロー電池システムの作動を容易にすることができる。さらに、最終使用場所での作動の前に、レドックスフロー電池システムは、システムを充填及びシステムに水を供給することなく、最終使用場所とは異なる電池製造施設で乾いた状態で組み立てられた後、最終使用場所に配送される。一例では、最終使用場所は、レドックスフロー電池システム１０が設置され、かつ、現場でのエネルギー貯蔵のために利用される場所に相当する。換言すると、最終使用場所に設置され、水が供給されると、レドックスフロー電池システム１０の位置は固定され、レドックスフロー電池システム１０は、もはや可搬型ドライシステムとは見なされなくなると考えられる。したがって、レドックスフロー電池システムのエンドユーザの観点では、可搬型ドライレドックスフロー電池システム１０が現場に配送され、その後、レドックスフロー電池システム１０が設置され、水が供給され、作動される。水が供給される前のレドックスフロー電池システム１０は、可搬型ドライシステムと称され、レドックスフロー電池システム１０は、水及び湿った電解液を含まない、または、水及び湿った電解液が無い。水が供給されると、レドックスフロー電池システム１０は、非可搬型ウェットシステムと称され、レドックスフロー電池システム１０は、湿った電解液を含む。
【0032】
図１にさらに示されるように、フロー電池システム１０では、マルチチャンバ貯蔵タンク１１０に通常貯蔵される電解液溶液が、負の電解液ポンプ３０及び正の電解液ポンプ３２によって汲み上げられる。負の電解液チャンバ５０に貯蔵された電解液は、負の電解液ポンプ３０によって負極コンパートメント２０側を通って汲み上げられ、また、正の電解液チャンバ５２に貯蔵された電解液は、正の電解液ポンプ３２によって電池の正極コンパートメント２２側を通って汲み上げられる。
【0033】
２つの電解液リバランス反応器８０及び８２は、レドックスフロー電池システム１０において、それぞれ第１の電池セル１８の負極側及び正極側で電解液の再循環流路と直列または並列に接続することができる。電池の負極側及び正極側において、１以上のリバランス反応器を電解液の再循環流路と直列に接続することができ、また、冗長性のために（例えば、電池及びリバランス処理を中断することなく、リバランス反応器を修理することができる）、かつ、再平衡（リバランス）の能力を高めるために、他のリバランス反応器を並列に接続することができる。一例では、電解液リバランス反応器８０及び８２は、それぞれ正極コンパートメント２０及び負極コンパートメント２２から正の電解液チャンバ５０及び負の電解液チャンバ５２への戻り流路に配置することができる。電解液リバランス反応器８０及び８２は、本明細書に記載されるように、副反応、イオンクロスオーバーなどによって生じるレドックスフロー電池システムにおける電解液の電荷の不均衡を均衡にするのに役立つ。一例では、電解液リバランス反応器８０及び８２は、トリクルベッド反応器を含むことができ、電解液のリバランス反応を行うために、水素ガスと電解液が充填床の触媒表面で接触する。他の例では、リバランス反応器８０及び８２は、水素ガス及び電解液と接触し、かつ、充填触媒床が存在しない状態でリバランス反応を行うことが可能なフロースルータイプの反応器を含み得る。
【0034】
レドックスフロー電池システム１０の動作中、センサ及びプローブは、電解液のｐＨ、濃度、充電状態などの電解液の化学的特性を監視及び制御することができる。例えば、図１に示すように、それぞれ、正の電解液チャンバ５２及び負の電解液チャンバ５０における正の電解液及び負の電解液の状態を監視するように、センサ６２及び６０を配置できる。別の例では、センサ６２及び６０はそれぞれ、正の電解液チャンバ５２及び負の電解液チャンバ５０内の電解液のレベルをそれぞれ示す１以上の電解液レベルセンサを含み得る。別の例として、図１にさらに示すように、センサ７２及び７０は、それぞれ、正極コンパートメント２２及び負極コンパートメント２０における正の電解液及び負の電解液の状態を監視することができる。センサ７２、７０は、ｐＨプローブ、光プローブ、圧力センサ、電圧センサなどとし得る。複数のセンサをレドックスフロー電池システム１０における他の位置に配置して、電解液の化学的特性及び他の特性を監視してもよい。
【0035】
例えば、センサを外部の酸タンク（図示せず）に配置して、外部の酸タンクの酸量またはｐＨを監視することができ、外部の酸タンクからの酸は、外部ポンプ（図示せず）を介してレドックスフロー電池システム１０に供給され、電解液中の沈殿物の形成を減少させる。追加の外部タンク及びセンサを設置して、レドックスフロー電池システム１０に他の添加剤を供給してもよい。例えば、フィールドハイドレーションシステムの温度センサ、導電率センサ、及びレベルセンサを含む様々なセンサが、コントローラ８８に信号を送信することができる。さらに、コントローラ８８は、レドックスフロー電池システム１０への水の供給中に、フィールドハイドレーションシステムのバルブ及びポンプなどのアクチュエータに信号を送信することができる。一例として、センサ情報はコントローラ８８に送信され、次いで、コントローラ８８は、ポンプ３０及び３２を作動させて、第１の電池セル１８を通る電解液の流れを制御し、または、他の制御機能を実行し得る。このようにして、コントローラ８８は、センサ及びプローブの１つまたは組み合わせに応答することができる。
【0036】
レドックスフロー電池システム１０は、水素ガス供給源をさらに含み得る。一例では、水素ガス供給源は、別個の専用水素ガス貯蔵タンクを含み得る。図１の例では、水素ガスは、一体型マルチチャンバ電解液貯蔵タンク１１０に貯蔵され、そこから供給することができる。一体型マルチチャンバ電解液貯蔵タンク１１０は、追加の水素ガスを正の電解液チャンバ５２及び負の電解液チャンバ５０に供給することができる。一体型マルチチャンバ電解液貯蔵タンク１１０は、追加の水素ガスを、電解液リバランス反応器８０及び８２の入口に交互に供給し得る。一例として、質量流量計または他の流量制御装置（コントローラ８８によって制御することができる）は、一体型マルチチャンバ電解液貯蔵タンク１１０からの水素ガスの流れを調節し得る。一体型マルチチャンバ電解液貯蔵タンク１１０は、レドックスフロー電池システム１０で生成された水素ガスを補給することができる。例えば、レドックスフロー電池システム１０でガス漏れが検出された場合、または、水素分圧が低いために還元反応速度が非常に遅い場合、一体型マルチチャンバ電解液貯蔵タンク１１０から水素ガスを供給して、正の電解液と負の電解液における電気活性種の電荷の状態を再び平衡させることができる。一例として、コントローラ８８は、測定されたｐＨの変化に応じて、または、測定された電解液もしくは電気活性種の電荷の状態の変化に応じて、一体型マルチチャンバ電解液貯蔵タンク１１０から水素ガスを供給することができる。
【0037】
例えば、負の電解液チャンバ５０または負極コンパートメント２０のｐＨの上昇は、水素がレドックスフロー電池システム１０から漏れていること、及び／又は利用可能な水素分圧による反応速度が遅すぎることを示す場合があり、コントローラ８８は、ｐＨの上昇に応じて、一体型マルチチャンバ電解液貯蔵タンク１１０からレドックスフロー電池システム１０への水素ガスの供給を増加させることができる。他の例として、コントローラ８８は、ｐＨの変化に応じて、一体型マルチチャンバ電解液貯蔵タンク１１０から水素ガスを供給することができ、この場合、ｐＨは、第１の閾値ｐＨよりも高くなり、または、第２の閾値ｐＨよりも低くなる。ＩＦＢの場合、コントローラ８８は、追加の水素を供給して、第二鉄イオンの還元速度及びプロトンの生成速度を増加させ、これにより、正の電解液のｐＨを下げることができる。さらに、負の電解液のｐＨは、正の電解液から負の電解液にクロスオーバーする第二鉄イオンの水素還元によって下げることができ、または、正極側で生成されたプロトンがプロトン濃度勾配及び電気泳動力によって負の電解液にクロスオーバーすることによって下げることができる。これにより、負の電解液のｐＨを安定した範囲に維持できると共に、Ｆｅ（ＯＨ）３のような（正極コンパートメントからクロスオーバーする）第二鉄イオンの沈殿のリスクを低減することができる。
【0038】
酸素還元電位（ＯＲＰ）メータまたは光学センサなどの他のセンサによって検出される、電解液のｐＨの変化または電解液の電荷状態の変化に応じて、一体型マルチチャンバ電解液貯蔵タンク１１０からの水素ガスの供給速度を制御するための他の制御スキームを実装することができる。さらに、コントローラ８８の動作を開始させるｐＨまたは電荷状態の変化は、一定期間において測定された変化率または変化に基づいてよい。変化率の期間は、予め決定することができ、または、レドックスフロー電池システム１０の時定数に基づいて調整することができる。例えば、再循環率が高い場合、期間を短縮することができ、また、時定数が小さいため、（例えば、副反応またはガス漏れによる）濃度の局所的な変化は、素早く測定することができる。
【0039】
上述のように、ＩＦＢシステム、例えば、図１のフロー電池システム１０は、図１の第の１電池セル１８及び第２の電池セル１９等、共通の軸に沿って積み重ねられ、１以上のセルスタックを形成する複数の電池セルを含み得る。ＩＦＢシステムのＩＦＢは、ＩＦＢを構造的に支持し、かつ、ハードウェア及びセルスタックを可搬ユニットに組み立てることを可能にする様々なハードウェアをさらに含み得る。いくつかの例では、複数のＩＦＢを使用してエネルギー需要に対応してよく、複数のＩＦＢは、スタックに接続され、共通のエネルギー消費装置に接続される。しかしながら、ＩＦＢシステム内のＩＦＢの数が増加するにつれ、ＩＦＢごとの２つの加圧板及び４つの管状板ばねなどの部品の重量及びコストが、望ましくないほど高くなる可能性がある。コストと重量の負担は、２つのＩＦＢを組み合わせて、単一のダブルスタックＩＦＢにすることによって少なくとも部分的に解決することができる。ダブルスタックＩＦＢは、２つの別個のシングルスタックＩＦＢに比べて、備えるハードウェア部品の数が少なくなる。
【0040】
ダブルスタックＩＦＢ２０２の例が、図２に斜視図２００で、図３に分解図３００で示されている。これらの図の間の比較のために、１組の基準軸２０１が提供されている。一例では、ｚ軸は、ＩＦＢ２０２の長手方向軸と平行である。ＩＦＢ２０２は、ＩＦＢ２０２の第１の端部２０６に第１の加圧板２０４を有し、ＩＦＢ２０２の第２の端部２１０に第２の加圧板２０８を有する。
【0041】
第１のセルスタック２１２及び第２のセルスタック２１４は、第１の加圧板２０４と第２の加圧板２０８との間に配置することができる。第１のセルスタック２１２の各セル及び第２のセルスタック２１４の各セルは、図１の第１の電池セル１８及び第２の電池セル１９と同様とし得る。一例では、第１のセルスタック２１２は、５０個のセルで形成することができ、第２のセルスタック２１４もまた、５０個のセルで形成することができる。しかしながら、他の例は、様々な数のセルを有するセルスタックを含むことができ、これらのセルスタックは、同じ数のセルを有することができ、または、同じ数のセルを有することができる。さらに他の例では、セルスタックは、５０個を超えるセルまたは５０個未満のセルを有することができる。さらに、ＩＦＢの他の例は、ＩＦＢに組み込まれた異なる数のセルスタックを含み得る。例えば、ＩＦＢは、１つのセルスタックまたは３つのセルスタックを有することができる。
【0042】
第１のセルスタック２１２は、ｚ軸に沿って整列した複数のセルを有することができ、同様に、第２のセルスタック２１４は、ｚ軸に沿って整列した複数のセルを含むことができる。第１のセルスタック２１２はまた、ｚ軸に沿って第２のセルスタック２１４と整列しており、セルスタックは、複数のセルスタックを絶縁するサブスタックセパレータプレート２１６によって分離することができる。換言すると、第１のセルスタック２１２は、第１の加圧板２０４とサブスタックセパレータプレート２１６の第１の面との間に挟まれ、第２のセルスタック２１４は、サブスタックセパレータプレート２１６の第２の面と第２の加圧板２０８との間に挟まれ得る。サブスタックセパレータプレート２１６の詳細については、以下にさらに記載する。
【0043】
ここで図３を参照して、ダブルスタックＩＦＢ２０２の構成要素を、第１の端部２０６から第２の端部２１０の方向に沿って説明する。ＩＦＢ２０２の内部３０２とは、第１の加圧板２０４と第２の加圧板２０８との間の領域を指す。第１のセルスタック２１２は、第１の加圧板２０４の内側に配置され、第１の加圧板２０４の内側面と面を共有して接触している第１のエンドプレート３０４を含む。換言すると、ＩＦＢ２０２の内部３０２に面する第１の加圧板２０４の表面は、ＩＦＢ２０２の内部３０２から離れる方に対向する第１のエンドプレート３０４の表面と接触している。電流を流すように構成された第１の集電体３０６は、第１のエンドプレート３０４と第１の加圧板２０４との間に配置することができる。
【0044】
第１の双極板アセンブリ３０８が、第１のセルスタック２１２の第１のエンドプレート３０４と第２のエンドプレート３１０との間に配置される。この双極板アセンブリ３０８は、ｚ軸に沿って積み重ねられた複数のフレームプレート３１２を含み、複数のフレームプレート３１２は、第１のセルスタック２１２及び第２のセルスタック２１４を構造的に支持する。複数のフレームプレート３１２の各フレームプレートは、同様に、第１のセルスタック２１２及び第２のセルスタック２１４のセルをフレームで囲むように構成される。各セルは、各フレームプレートの少なくとも１つの開口部に挿入された少なくとも１つの双極板３１４を含む。さらに、双極板３１４は、各セルの負極と正極との間に配置され（図３に図示せず）、電極は、双極板の対向する面に沿って配置される。さらに、負極は、双極板３１４と膜セパレータ（例えば、図１のセパレータ２４）の間に配置される。このように、各フレームプレートは、膜セパレータ、負極、双極板３１４、及び正極を含む部品のスタックを有しており、部品のスタックは、第１のセルスタック２１２及び第２のセルスタック２１４の連続するフレームプレートアセンブリごとに繰り返される。
【0045】
第１のセルスタック２１２の第２のエンドプレート３１０は、サブスタックセパレータプレート２１６の第１の表面と面を共有して接触することができ、第１の表面は、ＩＦＢ２０２の第１の端部２０６に面している。換言すると、ＩＦＢ２０２の第２の端部２１０に面する第２のエンドプレート３１０の表面は、サブスタックセパレータプレート２１６の第１の表面と接触する。第２の集電体３１６は、第２のエンドプレート３１０とサブスタックセパレータプレート２１６との間に配置することができる。
【0046】
第２のセルスタック２１４は、同様に、エンドプレートの間でｚ軸に沿って延在することができる。例えば、図７に示すように、第２のセルスタック２１４は、ＩＦＢ３０２の第２の端部３１０にある第３のエンドプレート３３０と、サブスタックセパレータプレート２１６に隣接する第４のエンドプレート３３２とを有することができる。第４のエンドプレート３３２は、第２のエンドプレート３１０からサブスタックセパレータプレート２１６の反対側に配置することができる。したがって、ＩＦＢ２０２の第１の端部２０６に面する第４のエンドプレート３３２の表面は、サブスタックセパレータプレート２１６の第２の側面と面を共有して接触し、第２の側面は、ＩＦＢ２０２の第２の端部２１０に対向する。
【0047】
第２のセルスタック２１４は、第１の双極アセンブリ３０８と同様の第２の双極アセンブリを含む。さらに、第２のセルスタック２１４は、第１のセルスタック２１２がｙ軸を中心に１８０度回転される場合、第１のセルスタック２１２と同等に構成することができる。第３の集電体は、サブスタックセパレータプレート２１６と、サブスタックセパレータプレート２１６に近接する第２のセルスタック２１４のエンドプレートとの間に配置することができる。第２の加圧板２０８に近接する第２のセルスタック２１４のエンドプレートの表面は、ＩＦＢ２０２の第１の端部２０６に対向する第２の加圧板２０８の表面と面を共有して接触することができる。
【0048】
セルスタックのエンドプレートは、セルスタック内の電解液などの流体を封止するための硬質の端壁を提供し得る。第１のセルスタック２１２及び第２のセルスタック２１４は、例えば、タイロッド３１８、ナット３２０、及び管状板ばね３２２を含む、様々なハードウェアによって、第１の加圧板２０４及び第２の加圧板２０８の間に固定することができ、また、それらに固定することができる。管状板ばね３２２は、ｙ軸に沿って第１の加圧板２０４及び第２の加圧板２０８の外側面を横切るように延在する長方形の管を含み得る。次に、管状板ばね３２２の詳細について、図４を参照して説明する。
【0049】
上述のハードウェアによるＩＦＢの圧縮が、図４のＩＦＢ４０２の代替的な実施形態の切断図４００に示されている。ＩＦＢ４０２は、ｙ－ｚ平面に沿って切断される。図４は、簡潔にするために、単一のスタックを有するＩＦＢ４０２を示しているが、ＩＦＢ４０２の圧縮を可能にするハードウェアは、ダブルスタックＩＦＢにも同様に適用することができる。上述のように、ハードウェアは、ＩＦＢ４０２に圧縮機構を提供する圧縮アセンブリ４０４を含む。圧縮アセンブリ４０４の各々は、第１の加圧板４０８を横切るようにｘ軸に沿って延在する第１の板ばね４０６と、第２の加圧板４１２を横切るようにｘ軸に沿って延在する第２の板ばね４１０と、ｚ軸に沿って延びて、第１の板ばね４０６と第２の板ばね４１０の双方と係合するタイロッド４１４で形成される。
【0050】
例えば、タイロッド４１４は、第１の板ばね４０６及び第２の板ばね４１２のそれぞれの開口部を通して挿入され、ねじ切りによってタイロッド４１４と係合可能なナット４１６を使用して締められる。ナット４１６がタイロッド４１４の周りで締め付けられると、矢印４１８によって示されるように、第１の板ばね４０６及び第２の板ばね４１２によって第１の加圧板４０８及び第２の加圧板４１２に圧縮力が加えられる。第１の板ばね４０６及び第２の板ばね４１２のそれぞれは、第１の加圧板４０８及び第２の加圧板４１２に形成された、破線の円４２０によって示される支点を有しており、板ばねによって加圧板に加えられる荷重を、加圧板全体に均一に分散させる。このようにして、圧縮アセンブリ４０４は、ＩＦＢ４０２が圧縮されたときのＩＦＢセルスタック（複数可）の撓みを低減する。
【0051】
図２～図３に示されるダブルスタックＩＦＢ２０２などのダブルスタックＩＦＢの構成、すなわち、各セルスタックの各セルが、複数のフレームプレートによって支持され、セルスタックが、第１の加圧板と第２の加圧板によって支えられ、加圧板が、締結部品によって互いに接続され、上述した圧縮アセンブリによってＩＦＢを圧縮することにより、ダブルスタックＩＦＢを自立させることができる。換言すると、ダブルスタックＩＦＢは、ダブルスタックＩＦＢの重量及びコストを増加させ得る、ＩＦＢの部品を維持する外部ハウジングに依存しない。したがって、ダブルスタックＩＦＢは、撓みを減らして圧縮されるように構成された、丈夫で容易に運搬可能なユニットである。
【0052】
ダブルスタックＩＦＢの動作は、電解液がダブルスタックＩＦＢを流れるようにする方法によって異なる。ダブルスタックＩＦＢを通る電解液の流れの例示的な構成を図５に示す。図５には、図２のダブルスタックＩＦＢ２０２の第１の加圧板２０４を示す正面図５００が示されている。別の例では、図５に示される図は、第２の加圧板２０８を示すダブルスタックＩＦＢ２０２の背面図とし得る。換言すると、第１の加圧板２０４及び第２の加圧板２０８は、同様に構成することができ、第１の加圧板２０４の態様と、ダブルスタックＩＦＢ２０２の第１のセルスタック２１２を通る電解液の流れについての説明は、第２の加圧板２０８及び第２のセルスタック２１４に適用することができる。
【0053】
ＩＦＢ２０２の第１の端部２０６に配置された第１の加圧板２０４は、図２に示すように、第１の加圧板２０４の厚さを通して延在する複数のポート５０２を有することができ、この場合、この厚さは、ｚ軸に沿って規定される。一例では、ＩＦＢ２０２の第１の端部２０６は、ＩＦＢ２０２の第１のセルスタック２１２の正極端部とし得る。複数のポート５０２の第１のポート５０４は、負の電解液をＩＦＢ２０２に流入させる負極入口とし得る。複数のポート５０２の第２のポート５０６は、正の電解液をＩＦＢ２０２に流入させる正極入口とし得る。複数のポート５０２の第３のポート５０８は、ＩＦＢ２０２から負の電解液を流出させる負極出口ポートとすることができ、複数のポート５０２の第４のポート５１０は、負の電解液をＩＦＢ２０２から流出させる正極出口ポートとし得る。したがって、ＩＦＢ２０２の第１のセル２１２に入るすべての電解液は、第１の加圧板２０４を通って入ることができ、ＩＦＢ２０２を出るすべての電解液も、第１の加圧板２０４を通って出ることができる。一例では、電解液は、第１の加圧板２０４のみを通って第１のセル２１２に出入りする。
【0054】
第１のポート５０４及び第２のポート５０６の双方が、ｙ軸についてＩＦＢ２０２の下端５１２に配置され、ｘ軸に沿って整列される。第３のポート５０８及び第４のポート５１０は、ｙ軸についてＩＦＢ２０２の上端５１４に配置され、同様にｘ軸に沿って整列される。したがって、ＩＦＢ２０２の第１の側面図６００で図６に示され、かつ、矢印６０２によって示されるように、負の電解液は、第１の方向に沿って、第１の加圧板２０４からサブスタックセパレータプレート２１６へ、負極流路を流れ、第１のポート５０４でＩＦＢ２０２の第１のセルスタック２１２に入る。負極流路は、（図５に示す正面図５００に関して）左に曲がり、第１の加圧板２０４とサブスタックセパレータプレート２１６との間のｚ軸に沿った複数の箇所で、矢印６０４で示すように（ｙ軸に沿って）上方に曲がることができる。この流路は、再び、垂直に曲がり、矢印６０６で示すように、第２の方向に沿って、サブスタックセパレータプレート２１６から第１の加圧板２０４へ流れ、第３のポート５０８から出ることができる。
【0055】
同様に、図６の矢印６０２で示すように、正の電解液は、第１の方向に沿って、正極流路を流れ、第２のポート５０６でＩＦＢ２０２の第１のセルスタック２１２に入り、正極流路は、（図５に示す正面図５００に関して）右に曲がり、第１の加圧板２０４とサブスタックセパレータプレート２１６との間のｚ軸に沿った箇所で（ｙ軸に沿って）上方に曲がる。この流路は再び、垂直に曲がり、図６の矢印６０６で示すように、第２の方向に沿って、サブスタックセパレータプレート２１６から第１の加圧板２０４へ流れ、第４のポート５１０から出る。
【0056】
図６に示すように、類似の電解液の流路を、ＩＦＢ２０２の第２のセルスタック２１４に実装することができる。例えば、正の電解液または負の電解液は、矢印６１０で示すように、第２の加圧板２０８に配置された第５のポート６０８に流入し、第２の加圧板２０８とサブスタックセパレータプレート２１６との間の様々な位置で、矢印６１２で示すように、上向きに流れ、矢印６１６で示すように、第６のポート６１４を通って出る。第２の加圧板２０８はまた、ｘ軸に沿って第５のポート６０８と整列した第７のポートと、ｘ軸に沿って第６のポート６１４と整列した第８のポートとを有することができ、これらもまた、負の電解液または正の電解液が第２のセルスタック２１４を通って流れるように構成される。
【0057】
第１のセルスタック２１２と第２のセルスタック２１４との間の電解液の流れがサブスタックセパレータプレート２１６によって妨げられると、セルスタックの独立した動作が可能になるようにできる。例えば、第１のセルスタック２１２は、第１のセルスタック２１２を通る電解液の流れを発生させるように構成された第１の電解液ポンプをオンにすることによって作動することができる。同時に、第２のセルスタック２１４は、第２のセルスタック２１４内に電解液を留めて維持することによって停止することができる。第２のセルスタック２１４を通る電解液の流れを発生させるように構成された第２の電解液ポンプがオフにされたとき、または、オフのままにされたとき、第２のセルスタック２１４内に電解液が留まる。同様に、第１のセルスタック２１２は、第１の電解液ポンプをオフにすることによって停止することができ、第２のセルスタック２１４は、第２の電解液ポンプをオンにすることによって作動される。このようにして、ダブルスタックＩＦＢ２０２から可変量の電力を供給することができる。ダブルスタックＩＦＢ２０２は、完全に停止することができ、電解液が双方のセルスタックを流れるように完全に作動することができ、または、電解液が一方のセルスタックを流れ、かつ、他方のセルスタックに流れないようにダブルスタックＩＦＢ２０２を動作させることにより、少量の電力を提供するように構成できる。
【0058】
別の例として、ダブルスタックＩＦＢ２０２は、一方の加圧板にポートを有するが、他方の加圧板にはポートを有しない場合がある。例えば、第１の加圧板２０４は、第１のポート５０４と、第２のポート５０６と、第３のポート５０８と、第４のポート５１０とを有し、第２の加圧板２０８は、ポートを有しない。したがって、サブスタックセパレータプレート２１６は、ダブルスタックＩＦＢ２０２の第１のセルスタック２１２に入る電解液が、サブスタックセパレータプレート２１６を通って第２のセルスタック２１４に流入し続けることを可能にする開口部を備えるように構成できる。電解液は、第２のセルスタック２１４を通って循環し、サブスタックセパレータプレート２１６の開口部を通って第１のセルスタック２１２に戻り、第１の加圧板２０４を通って第１のセルスタック２１２から出ることができる。このような構成では、セルスタックは別々に作動することができ、したがって、ＩＦＢ２０２の動作は、第１のセルスタック２１２及び第２のセルスタック２１４の双方に同時に電解液を流すことを含む。サブスタックセパレータプレート２１６が、第２のセルスタック２１４を第１のセルスタック２１２に流体接続するように構成された場合、電力の供給は変化しない一方、動作の制御は、第１のセルスタック２１２と第２のセルスタック２１４の独立した動作と比較して単純化することができる。
【0059】
当然ながら、図２～図３、及び図５～図７に示されるＩＦＢ２０２は、非限定的な例であり、他の例は、本開示の範囲を逸脱することなく、電解液流路の変形例を含み得る。例えば、電解液流路は、代わりに、ＩＦＢの上部領域でＩＦＢに入り、ＩＦＢの下部領域でＩＦＢを出てもよく、または、電解液流路は、上部と下部の間の中間領域で出入りしてもよい。
【0060】
ダブルスタックＩＦＢの正極及び負極で電解液の促進反応が起こると、電子は、各電極の各端子、例えば、図１の端子４０及び４２と電流導電体との間に延在する金属ワイヤなどの導電線を介して、集電体に導かれる可能性がある。セルスタックの各セルの各正極は、正極集電体に電気的に接続することができ、セルスタックの各セルの各負極は、負極集電体に電気的に接続することができる。正極集電体及び負極集電体は、電子を外部回路に輸送して、例えば、電動装置にエネルギーを提供でき、それ自体は、ＩＦＢのレドックス化学に関与しない。
【0061】
集電体は、金属または樹脂などの導電性材料から形成することができ、集電体の寸法、例えば、長さ、幅、厚さなどは、電動装置に送られる電流密度に影響を及ぼし得る。正極集電体は、セルスタックの負極集電体の反対側に配置することができる。例えば、図７のダブルスタックＩＦＢ２０２の第２の側面図７００に示すように、第１のセルスタック３１２（図３にも示す）の第１の集電体３０６は、第１の加圧板２０４と第１のエンドプレート３０４との間に配置された第１の正極集電体３０６とし得る。第１のセルスタック２１２の第２の集電体３１６は、第２のエンドプレート３１０とサブスタックセパレータプレート２１６との間に配置された第１の負極集電体３１６とし得る。
【0062】
第２のセルスタック２１４は、ダブルスタックＩＦＢ２０２の第２の加圧板２０８と第３のエンドプレート３３０との間に配置された第３の集電体７０２を有することができる。第３の集電体７０２は、第２の正極集電体７０２とし得る。第４の集電体７０４は、サブスタックセパレータプレート２１６と第２のセルスタック２１４の第４のエンドプレート３３２との間に配置された第２の負極集電体７０４とし得る。
【0063】
したがって、第１のセルスタック２１２及び第２のセルスタック２１４のそれぞれは、サブスタックセパレータプレート２１６によって互いに絶縁された個別の電気回路となるように構成される。各集電体は、外部装置に電流を送るために外部回路に容易に接続することができる。
【0064】
上述のように、サブスタックセパレータプレート２１６は、ダブルスタックＩＦＢ２０２のセルスタックを電気的に分離することができる。電解液は、ＩＦＢ２０２の電解液フローチャネルの構成に応じて、サブスタックセパレータプレート２１６を介して、複数のセルスタックの間で連通される場合と、連通されない場合がある。例えば、サブスタックセパレータプレート２１６は、図６に示すように、複数のセルスタックの間の流れを遮断する硬質のプレートとし得る。あるいは、サブスタックセパレータプレート２１６は、複数のセルスタックの間の電解液フローチャネルを収容するための開口部またはポートを含み得る。
【0065】
上述のように、ＩＦＢシステムに少なくとも１つのダブルスタックＩＦＢを実装することにより、１以上の外部装置への可変的な電力供給を可能にする。例えば、ダブルスタックＩＦＢの動作は、検出された電力需要に基づいて、ダブルスタックＩＦＢによって生成される電力量を増加または減少させるように、図１のコントローラ８８などのコントローラによって調整することができる。例えば、電力需要が低い場合、コントローラ８８は、ダブルスタックＩＦＢの第２のセルスタックを動作させながら、ダブルスタックＩＦＢの第１のセルスタックを停止することができる。これにより、電力は、第２のセルスタックのみによって供給される。しかし、電気的に接続された外部装置による高いエネルギーの取り出しがあると判断された場合、コントローラは、第１のセルスタック及び第２のセルスタックの双方を作動して、ダブルスタックＩＦＢによって供給される電力量を増加させてよい。
【0066】
いくつかの例では、ＩＦＢシステムに複数のダブルスタックＩＦＢを実装することができる。そのようなシステムでは、複数のダブルスタックＩＦＢは、ＩＦＢシステムのコンパクトな設置面積を維持するために、安全な方法で互いの上に積み重なるように構成することができる。複数のダブルスタックＩＦＢを有するＩＦＢシステム８００の例を図８に示す。ＩＦＢシステム８００は、第１のダブルスタックＩＦＢ８０２と、第２のダブルスタックＩＦＢ８０４とを含み、第２のダブルスタックＩＦＢ８０４は、第１のダブルスタックＩＦＢ８０２の上に積み重ねられる。
【0067】
第１のダブルスタックＩＦＢ８０２及び第２のダブルスタックＩＦＢ８０４のそれぞれは、図２～図３、及び図５～図７のダブルスタックＩＦＢ２０２と同様に構成することができる。第１のダブルスタックＩＦＢ８０２は、第１のダブルスタックＩＦＢ８０２の第１の加圧板のセット８０６と第１のサブスタックセパレータプレート８０８がｙ軸と整列するように、配向することができる。同様に、第２のダブルスタックＩＦＢ８０４も、第２のダブルスタックＩＦＢ８０４の第２の加圧板のセット８１０と第２のサブスタックセパレータプレート８１２がｙ軸と整列するように、配向することができる。第２のダブルスタックＩＦＢ８０４は、第１の加圧板のセット８０６の上縁部８１４が第２の加圧板のセット８１０の下縁部８１６と接触するように、ｙ軸に沿って第１のダブルスタックＩＦＢ８０２よりも上に配置される。
【0068】
加圧板のセットは、積み重ねられたダブルスタックＩＦＢを整列させ、積み重ねられたダブルスタックＩＦＢの整列を維持するために、入れ子戻り止め（nesting detent）を備えるように構成することができる。例えば、図９に破線領域８１８の拡大図８５０で示すように、第１の加圧板のセット８０６の上縁部８１４は、ｙ軸に沿って上向きに突出する入れ子戻り止め８５４の第１の雄型半体８５２を含み得る。第２の加圧板のセット８１０の下縁部８１６は、入れ子戻り止め８５４の第２の雌型半体８５６を含むことができ、入れ子戻り止め８５４の第２の半体８５６は、ｙ軸に沿って下方に突出する。
【0069】
入れ子戻り止め８５４の第１の半体８５２の直径８５８は、入れ子戻り止め８５４の第２の半体８５６の直径８６０よりもわずかに小さくして、第１の半体８５２が第２の半体８５６内に容易にスライド可能にすることができる。したがって、第２のダブルスタックＩＦＢ８０４が第１のダブルスタックＩＦＢ８０２の上に積み重ねられると、入れ子戻り止め８５４の第１の半体８５２は、入れ子戻り止め８５４の第２の半体８５６内に入れ子状に収容され、第１のダブルスタックＩＦＢ８０２と第２のダブルスタックＩＦＢ８０４が互いに横方向のスライドするのが妨げられる。また、入れ子戻り止め８５４の第１の半体８５２と第２の半体８５６との係合により、ダブルスタックＩＦＢがｙ軸に沿って整列する。
【0070】
さらに、入れ子戻り止め８５４は、入れ子戻り止め８５４の第１の半体８５２と第２の半体８５６の双方を通ってｙ軸に沿って延在する開口８６２を有することができる。開口８６２は、ピン穴またはボルト穴とすることができ、これは、開口８６２を通してピンまたはボルトが挿入される場合、入れ子戻り止め８５４の第１の半体８５２を入れ子戻り止め８５４の第２の半体８５６に固定するため、第１のダブルスタックＩＦＢ８０２及び第２のダブルスタックＩＦＢ８０４が互いに固定される。
【0071】
複数のダブルスタックＩＦＢをＩＦＢシステムに組み込むことにより、ＩＦＢシステムによって供給される電力の範囲を広げることができる。例えば、図８に示すＩＦＢシステム８００において、電力需要が低いとき、ダブルスタックＩＦＢのうちの１つのセルスタックが動作し、他のセルスタックは停止される。一例として、図８に示す第１のダブルスタックＩＦＢ８０２の第１のセルスタックは、電解液ポンプを作動させ、電解液を第１のセルスタックに循環させることによって動作することができる。第１のダブルスタックＩＦＢ８０２の第２のセルスタックは、電解液ポンプをオフにし、または、当該ポンプをオフに維持することによって停止することができ、その結果、電解液が第２のセルスタック内に滞留する。第２のダブルスタックＩＦＢ８０４の第１のセルスタック及び第２のセルスタックに接続された電解液ポンプは、同様に停止される。したがって、エネルギーは、第１のダブルスタックＩＦＢ８０２の第１のセルスタックによってのみ提供される。
【0072】
電力需要が高いとき、双方のダブルスタックＩＦＢのすべてのセルスタックを動作させて、エネルギー需要を満たすことができる。あるいは、電力需要が中程度のとき、ダブルスタックＩＦＢの一方が動作して電力を生成することができ、他方はオフにされる。その結果、例えば、要求よりも多くの電力を提供するなどの、ＩＦＢシステムの無駄な動作が抑制され、効率的な使用によってＩＦＢ部品の寿命を延長することができる。
【0073】
このようにして、ＩＦＢシステムのエネルギー貯蔵容量は、ハードウェア部品の数を相対的に増加させることなく、ＩＦＢシステム内のＩＦＢの数を増加させることによって増強することができる。加圧板と、例えば、ボルト、ナットなどの締結アセンブリの数を少なくとも半分に削減して、ＩＦＢシステムの全体的なコストを低減することができる。一例として、２つの個々のセルスタックを組み合わせて単一のダブルスタックＩＦＢを構成し、これを、１組の加圧板と１つの締結アセンブリによって共に保持することができる。複数のセルスタックの間の電気的な絶縁は、複数のセルスタックの間にサブスタックセパレータプレートを配置することによって維持できる。
【0074】
ＩＦＢシステムのＩＦＢをダブルスタックＩＦＢとして構成することの技術的な効果は、ＩＦＢのエネルギー貯蔵容量を増加させることができることであり、併せて製造コストを削減することができる。
【0075】
一例では、レドックスフロー電池システムは、加圧板のセットであって、レドックスフロー電池システムの第１の端部にある第１の加圧板と、レドックスフロー電池システムの第２の端部にある第２の加圧板とを含み、第２の端部はレドックスフロー電池システムの長手方向軸に沿って第１の端部の反対側に位置する、加圧板のセットと、第１の加圧板と第２の加圧板との間に配置され、長手方向軸に沿って加圧板のセットと整列するサブスタックセパレータプレートと、第１の加圧板とサブスタックセパレータプレートとの間に配置された第１のセルスタックと、第２の加圧板とサブスタックセパレータプレートとの間に配置された第２のセルスタックとを含む。レドックスフロー電池システムの第１の例は、サブスタックセパレータプレートが第１のセルスタックを第２のセルスタックから絶縁することをさらに含む。レドックスフロー電池システムの第２の例は、任意でレドックスフロー電池システムの第１の例を含み、第１のセルスタック及び第２のセルスタックが、板ばねによって加圧板のセットに加えられる圧力によって加圧板のセットの間で圧縮されることをさらに含む。レドックスフロー電池システムの第３の例は、任意でレドックスフロー電池システムの第１の例及び第２の例の１以上を含み、加圧板のセット、第１のセルスタック、サブスタックセパレータプレート、及び第２のセルが、長手方向軸に沿って延在する複数のボルトによって所定の位置に維持されることをさらに含む。レドックスフロー電池システムの第４の例は、任意でレドックスフロー電池システムの第１～第３の例のうちの１以上を含み、レドックスフロー電池システムが、外部ハウジングを含まない自立型ユニットであることをさらに含む。レドックスフロー電池システムの第５の例は、任意でレドックスフロー電池システムの第１～第４の例のうちの１以上を含み、第１のセルスタック及び第２のセルスタックのそれぞれが複数のセルで形成され、複数のセルの各セルは、負極、正極、双極板、及び膜セパレータを含むことをさらに含む。レドックスフロー電池システムの第６の例は、任意でレドックスフロー電池システムの第１～第５の例のうちの１以上を含み、第１のセルスタック及び第２のセルスタックのそれぞれにおける複数のセルの各セルが、フレームプレート内に支持され、各フレームプレートは、長手方向軸に沿って整列され、フレームプレートの面に隣接するフレームプレートと接触していることをさらに含む。レドックスフロー電池システムの第７の例は、任意でレドックスフロー電池システムの第１～第６の例のうちの１以上を含み、第１のセルスタックの複数のセルの各セルは、第１のセルスタックの複数のセルのうちの他のセルに流体接続され、第２のセルスタックの複数のセルの各セルは、第２のセルスタックの複数のセルのうちの他のセルに流体接続されることをさらに含む。レドックスフロー電池システムの第８の例は、任意でレドックスフロー電池システムの第１～第７の例のうちの１以上を含み、第１のセルスタックと第２のセルスタックとの間の電解液の流れが、サブスタックセパレータプレートによって遮られることをさらに含む。レドックスフロー電池システムの第９の例は、任意でレドックスフロー電池システムの第１～第８の例のうちの１以上を含み、電解液が、第１のセルスタックと第２のセルスタックとの間をサブスタックセパレータプレートの開口部を通って流れることをさらに含む。
【0076】
別の例では、オールアイアンフロー電池は、第１の加圧板と第２の加圧板との間で圧縮された複数のセルであって、第１のセルスタックと第２のセルスタックから形成される複数のセルを含み、第１のセルスタックは、オールアイアンフロー電池の長手方向軸に沿った中間点に配置されたサブスタックセパレータプレートによって第２のセルスタックから分離され、圧縮は、１以上の圧縮アセンブリによって行わる。オールアイアンフロー電池の第１の例は、電解液を、サブスタックセパレータプレートを介して第１のセルスタックに流入させ、かつ、第２のセルスタックに流入させるように構成された第１の加圧板の入口ポートのセットと、電解液を、サブスタックセパレータプレートを介して第２のセルスタックから流出させ、かつ、第１のセルスタックから流出させるように構成された第１の加圧板の出口ポートのセットとをさらに含み、第２の加圧板は、孔を有しない非中空のプレートである。オールアイアンフロー電池の第２の例は、任意でオールアイアンフロー電池の第１の例を含み、第１の加圧板とサブスタックセパレータプレートとの間で電解液が第１のセルスタックを循環するように構成された第１の加圧板の第１の入口ポートのセット及び第１の出口ポートのセットと、第２の加圧板とサブスタックセパレータプレートとの間で電解液が第２のセルスタックを循環するように構成された第２の加圧板の第２の入口ポートのセット及び第２の出口ポートのセットとをさらに含む。オールアイアンフロー電池の第３の例は、任意でオールアイアンフロー電池の第１の例及び第２の例のうちの１以上を含み、サブスタックセパレータプレートと第１のセルスタックとの間に配置された第１の負極集電体と、第１の加圧板と第１のセルスタックとの間に配置された第１の正極集電体とをさらに含み、第１の負極集電体は、第１のセルスタックの各セルの各負極に電気的に接続され、第１の正極集電体は、第２のセルスタックの各セルの各正極に電気的に接続される。オールアイアンフロー電池の第４の例は、任意でオールアイアンフロー電池の第１～第３の例のうちの１以上を含み、サブスタックセパレータプレートと第２のセルスタックとの間に配置された第２の負極集電体と、第２の加圧板と第２のセルスタックとの間に配置された第２の正極集電体とをさらに含み、第２の負極集電体は、第２のセルスタックの各セルの各負極に電気的に接続され、第２の正極集電体は、第２のセルスタックの各セルの各正極に電気的に接続される。オールアイアンフロー電池の第５の例は、任意でオールアイアンフロー電池の第１～第４の例の１以上を含み、第１の加圧板、第１のセルスタック、サブスタックセパレータプレート、第２のセルスタック、及び第２の加圧板を通って長手方向軸に沿って延在する複数のボルトによって、第１の加圧板が第２の加圧板に接続されることをさらに含む。オールアイアンフロー電池の第６の例は、任意でオールアイアンフロー電池の第１～第５の例の１以上を含み、１以上の圧縮アセンブリが第１の加圧板の外側面を横切るように延在する第１の板ばねと、第２の加圧板の外側面を横切るように延在する第２の板ばねと、第１の板ばねと第２の板ばねとの間に延在するタイロッドとを含み、第１の板ばね及び第２の板ばねは、タイロッドの端部をナットに係合し、ナットを締めることによって、第１の加圧板及び第２の加圧板にそれぞれ圧力を加えるように構成されることをさらに含む。
【0077】
さらに別の例では、レドックスフロー電池システムは、レドックスフロー電池システムの長手方向軸に沿って第２のセルスタックと整列する第１のセルスタックであって、セパレータプレートによって第２のセルスタックから分離された第１のセルスタックと、第１のセルスタックの端部に配置された第１の加圧板及び第２のセルスタックの端部に配置された第２の加圧板と、圧縮アセンブリとを含み、圧縮アセンブリは、第１の加圧板に第１の方向の圧力を加え、第２の加圧板に第２の反対方向に圧力を加えることにより、第１のセルスタック及び第２のセルスタックを長手方向軸に沿って圧縮するように構成される。レドックスフロー電池システムの第１の例は、第１のレドックスフロー電池の第２のレドックスフロー電池との長手方向軸に垂直な方向における積み重ねを可能にするように構成された第１の加圧板及び第２の加圧板に配置された入れ子戻り止めをさらに含む。レドックスフロー電池システムの第２の例は、任意でレドックスフロー電池システムの第１の例を含み、入れ子戻り止めが、第１の加圧板及び第２の加圧板の双方の上縁部に配置された入れ子戻り止めの第１の半体と、第１の加圧板及び第２の加圧板の双方の下縁部に配置された入れ子戻り止めの第２の半体とを含み、入れ子戻り止めの第１の半体及び第２の半体は、第１のレドックスフロー電池及び第２のレドックスフロー電池の積み重ねられた配置を維持するための固定部品を受けるように構成された開口を有することをさらに含む。
【0078】
以下の特許請求の範囲は、新規かつ非自明であると見なされる特定の組み合わせ及びサブコンビネーションを特に示す。これらの請求項は、「ある」要素または「第１の」要素、またはそれらの均等物を指す場合がある。そのような請求項は、２以上のそのような要素を要求も排除もせず、１以上のそのような要素の組み込みを含むと理解されるべきである。開示された特徴、機能、要素、及び／又は特性の他の組み合わせ及びサブコンビネーションは、現在の請求項の補正を通じて、または本出願もしくは関連出願における新しい請求項の提示を通じて請求することができる。そのような請求項は、元の特許請求の範囲より広いか、狭いか、等しいか、または異なるかに関係なく、本開示の要旨に含まれるものとみなされる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【手続補正書】
【提出日】2023-01-24
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
レドックスフロー電池システム（１０）であって、前記レドックスフロー電池システムの第１の端部の第１の加圧板（２０４）と、前記レドックスフロー電池システムの第２の端部の第２の加圧板（２０８）とを含む加圧板のセットであって、前記第２の端部は、前記レドックスフロー電池システムの長手方向軸に沿って前記第１の端部の反対側に位置する、前記加圧板のセットと、
前記第１の加圧板と前記第２の加圧板との間に配置され、前記長手方向軸に沿って前記加圧板のセットと整列するサブスタックセパレータプレート（２１６）と、
前記第１の加圧板と前記サブスタックセパレータプレートとの間に配置された第１のセルスタック（２１２）と、
前記第２の加圧板と前記サブスタックセパレータプレートとの間に配置された第２のセルスタック（２１４）と
を含む、レドックスフロー電池システム（１０）。
【請求項2】
前記サブスタックセパレータプレートは、前記第１のセルスタックを前記第２のセルスタックから絶縁し、前記第１のセルスタック及び前記第２のセルスタックは、板ばね（３２２）によって前記加圧板のセットに加えられた圧力により、前記加圧板のセットの間で圧縮される、請求項１に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項3】
前記加圧板のセット、前記第１のセルスタック、前記サブスタックセパレータプレート、及び前記第２のセルスタックは、前記長手方向軸に沿って延在する複数のボルトによって所定の位置に維持され、前記レドックスフロー電池システムは、外部ハウジングを含まない自立型ユニットである、請求項１に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項4】
前記第１のセルスタック及び前記第２のセルスタックのそれぞれは、複数のセルから形成され、前記複数のセルの各セルは、負極（２６）、正極（２８）、双極板（３６、３８）、及び膜セパレータ（２４）を含む、請求項１に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項5】
前記第１のセルスタック及び前記第２のセルスタックのそれぞれにおける前記複数のセルの各セルは、フレームプレート（３１２）内に支持され、各フレームプレートは、前記長手方向軸に沿って整列し、前記フレームプレートの１つの面に隣接するフレームプレートと接触する、請求項４に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項6】
前記第１のセルスタックの前記複数のセルの各セルは、前記第１のセルスタック内の前記複数のセルの他のセルに流体接続され、前記第２のセルスタックの前記複数のセルの各セルは、前記第２のセルスタック内の前記複数のセルの他のセルに流体接続される、請求項４に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項7】
前記第１のセルスタックと前記第２のセルスタックとの間の電解液の流れが、前記サブスタックセパレータプレートによって遮られ、または、前記サブスタックセパレータプレートの開口部によって可能にされる、請求項１に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項8】
オールアイアンフロー電池（２０２）であって、第１の加圧板（２０４）と第２の加圧板（２０８）との間で圧縮された複数のセルを含み、
前記複数のセルは、第１のセルスタック（２１２）及び第２のセルスタック（２１４）で形成され、
前記第１のセルスタックは、前記オールアイアンフロー電池の長手方向軸に沿った中間点に配置されたサブスタックセパレータプレート（２１６）によって前記第２のセルスタックから分離され、
圧縮は、１以上の圧縮アセンブリ（４０４）によって行われる、
オールアイアンフロー電池（２０２）。
【請求項9】
前記サブスタックセパレータプレートを介して前記第１のセルスタックへ、また、前記第２のセルスタックへ、電解液を流入させるように構成された前記第１の加圧板の入口ポートのセット（５０４、５０６）と、前記第２のセルスタックから前記サブスタックセパレータプレートを介して、また、前記第１のセルスタックから、電解液を流出させるように構成された前記第１の加圧板の出口ポートのセット（５０８、５１０）とをさらに含み、前記第２の加圧板は、孔を有しない非中空のプレートである、請求項８に記載のオールアイアンフロー電池。
【請求項10】
前記第１の加圧板と前記サブスタックセパレータプレートとの間で前記第１のセルスタックを通って電解液を循環させるように構成された前記第１の加圧板の第１の入口ポートのセット及び第１の出口ポートのセットと、前記第２の加圧板と前記サブスタックセパレータプレートとの間で前記第２のセルスタックを通って電解液を循環させるように構成された前記第２の加圧板の第２の入口ポートのセット（６０８）及び第２の出口ポートのセット（６１４）とをさらに含む、請求項８に記載のオールアイアンフロー電池。
【請求項11】
前記サブスタックセパレータプレートと前記第１のセルスタックとの間に配置された第１の負極集電体（３１６）と、前記第１の加圧板と前記第１のセルスタックとの間に配置された第１の正極集電体（３０６）とをさらに含み、
前記第１の負極集電体は、前記第１のセルスタックの各セルの各負極に電気的に接続され、
前記第１の正極集電体は、前記第２のセルスタックの各セルの各正極に電気的に接続される、請求項８に記載のオールアイアンフロー電池。
【請求項12】
前記サブスタックセパレータプレートと前記第２のセルスタックとの間に配置された第２の負極集電体（７０４）と、前記第２の加圧板と前記第２のセルスタックとの間に配置された第２の正極集電体（７０２）とをさらに含み、
前記第２の負極集電体は、前記第２のセルスタックの各セルの各負極（２６）に電気的に接続され、
前記第２の正極集電体は、前記第２のセルスタックの各セルの各正極（２８）に電気的に接続される、請求項１１に記載のオールアイアンフロー電池。
【請求項13】
前記第１の加圧板は、前記第１の加圧板、前記第１のセルスタック、前記サブスタックセパレータプレート、前記第２のセルスタック、及び前記第２の加圧板を通って前記長手方向軸に沿って延在する複数のボルトによって、前記第２の加圧板に接続され、
前記１以上の圧縮アセンブリは、前記第１の加圧板の外側面を横切って延在する第１の板ばね（４０６）と、前記第２の加圧板の外側面を横切って延在する第２の板ばね（４１０）と、前記第１の板ばねと前記第２の板ばねとの間に延在するタイロッドとを含み、
前記第１の板ばね及び前記第２の板ばねは、前記タイロッドの端部がナットと係合し、かつ、前記ナットを締めることにより、前記第１の加圧板及び前記第２の加圧板にそれぞれ、圧力を加えるように構成される、請求項８に記載のオールアイアンフロー電池。
【請求項14】
レドックスフロー電池システム（１０）であって、前記レドックスフロー電池システムの長手方向軸に沿って第２のセルスタック（２１４）と整列した第１のセルスタック（２１２）であって、セパレータプレート（２１６）によって前記第２のセルスタックから分離された前記第１のセルスタックと、
前記第１のセルスタックの端部に配置された第１の加圧板（２０４）と、
前記第２のセルスタックの端部に配置された第２の加圧板（２０８）と、
前記第１の加圧板に第１の方向の圧力を加え、かつ、前記第２の加圧板に、前記第１の方向と反対の第２の方向の圧力を加えて、前記長手方向軸に沿って前記第１のセルスタック及び第２のセルスタックを圧縮するように構成された圧縮アセンブリ（４０４）と
を含む、前記レドックスフロー電池システム（１０）。
【請求項15】
前記第１の加圧板及び第２の加圧板に配置され、前記長手方向軸に垂直な方向における第１のレドックスフロー電池（８０２）と第２のレドックスフロー電池（８０４）との積み重ねを可能にするように構成された入れ子戻り止め（８５４）をさらに含み、
前記入れ子戻り止めは、
前記第１の加圧板及び第２の加圧板の双方の上縁部に配置された前記入れ子戻り止めの第１の半体（８５２）と、
前記第１の加圧板及び第２の加圧板の双方の下縁部に配置された前記入れ子戻り止めの第２の半体（８５６）とを含み、
前記入れ子戻り止めの前記第１の半体及び前記第２の半体は、前記第１のレドックスフロー電池及び第２のレドックスフロー電池の積み重ね配置を維持する固定部品を受けるように構成された開口（８６２）を含む、請求項１４に記載のレドックスフロー電池システム。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0033】
２つの電解液リバランス反応器８０及び８２は、レドックスフロー電池システム１０において、それぞれ第１の電池セル１８の負極側及び正極側で電解液の再循環流路と直列または並列に接続することができる。電池の負極側及び正極側において、１以上のリバランス反応器を電解液の再循環流路と直列に接続することができ、また、冗長性のために（例えば、電池及びリバランス処理を中断することなく、リバランス反応器を修理することができる）、かつ、再平衡（リバランス）の能力を高めるために、他のリバランス反応器を並列に接続することができる。一例では、電解液リバランス反応器８０及び８２は、それぞれ正極コンパートメント２２及び負極コンパートメント２０から正の電解液チャンバ５２及び負の電解液チャンバ５０への戻り流路に配置することができる。電解液リバランス反応器８０及び８２は、本明細書に記載されるように、副反応、イオンクロスオーバーなどによって生じるレドックスフロー電池システムにおける電解液の電荷の不均衡を均衡にするのに役立つ。一例では、電解液リバランス反応器８０及び８２は、トリクルベッド反応器を含むことができ、電解液のリバランス反応を行うために、水素ガスと電解液が充填床の触媒表面で接触する。他の例では、リバランス反応器８０及び８２は、水素ガス及び電解液と接触し、かつ、充填触媒床が存在しない状態でリバランス反応を行うことが可能なフロースルータイプの反応器を含み得る。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0046】
第２のセルスタック２１４は、同様に、エンドプレートの間でｚ軸に沿って延在することができる。例えば、図７に示すように、第２のセルスタック２１４は、ＩＦＢ３０２の第２のエンドプレート３１０にある第３のエンドプレート３３０と、サブスタックセパレータプレート２１６に隣接する第４のエンドプレート３３２とを有することができる。第４のエンドプレート３３２は、第２のエンドプレート３１０からサブスタックセパレータプレート２１６の反対側に配置することができる。したがって、ＩＦＢ２０２の第１の端部２０６に面する第４のエンドプレート３３２の表面は、サブスタックセパレータプレート２１６の第２の側面と面を共有して接触し、第２の側面は、ＩＦＢ２０２の第２の端部２１０に対向する。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0050】
例えば、タイロッド４１４は、第１の板ばね４０６及び第２の板ばね４１０のそれぞれの開口部を通して挿入され、ねじ切りによってタイロッド４１４と係合可能なナット４１６を使用して締められる。ナット４１６がタイロッド４１４の周りで締め付けられると、矢印４１８によって示されるように、第１の板ばね４０６及び第２の板ばね４１０によって第１の加圧板４０８及び第２の加圧板４１２に圧縮力が加えられる。第１の板ばね４０６及び第２の板ばね４１０のそれぞれは、第１の加圧板４０８及び第２の加圧板４１２に形成された、破線の円４２０によって示される支点を有しており、板ばねによって加圧板に加えられる荷重を、加圧板全体に均一に分散させる。このようにして、圧縮アセンブリ４０４は、ＩＦＢ４０２が圧縮されたときのＩＦＢセルスタック（複数可）の撓みを低減する。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0053】
ＩＦＢ２０２の第１の端部２０６に配置された第１の加圧板２０４は、図２に示すように、第１の加圧板２０４の厚さを通して延在する複数のポート５０２を有することができ、この場合、この厚さは、ｚ軸に沿って規定される。一例では、ＩＦＢ２０２の第１の端部２０６は、ＩＦＢ２０２の第１のセルスタック２１２の正極端部とし得る。複数のポート５０２の第１のポート５０４は、負の電解液をＩＦＢ２０２に流入させる負極入口とし得る。複数のポート５０２の第２のポート５０６は、正の電解液をＩＦＢ２０２に流入させる正極入口とし得る。複数のポート５０２の第３のポート５０８は、ＩＦＢ２０２から負の電解液を流出させる負極出口ポートとすることができ、複数のポート５０２の第４のポート５１０は、負の電解液をＩＦＢ２０２から流出させる正極出口ポートとし得る。したがって、ＩＦＢ２０２の第１のセルスタック２１２に入るすべての電解液は、第１の加圧板２０４を通って入ることができ、ＩＦＢ２０２を出るすべての電解液も、第１の加圧板２０４を通って出ることができる。一例では、電解液は、第１の加圧板２０４のみを通って第１のセルスタック２１２に出入りする。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0061】
集電体は、金属または樹脂などの導電性材料から形成することができ、集電体の寸法、例えば、長さ、幅、厚さなどは、電動装置に送られる電流密度に影響を及ぼし得る。正極集電体は、セルスタックの負極集電体の反対側に配置することができる。例えば、図７のダブルスタックＩＦＢ２０２の第２の側面図７００に示すように、第１のセルスタック２１２（図３にも示す）の第１の集電体３０６は、第１の加圧板２０４と第１のエンドプレート３０４との間に配置された第１の正極集電体３０６とし得る。第１のセルスタック２１２の第２の集電体３１６は、第２のエンドプレート３１０とサブスタックセパレータプレート２１６との間に配置された第１の負極集電体３１６とし得る。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0075】
一例では、レドックスフロー電池システムは、加圧板のセットであって、レドックスフロー電池システムの第１の端部にある第１の加圧板と、レドックスフロー電池システムの第２の端部にある第２の加圧板とを含み、第２の端部はレドックスフロー電池システムの長手方向軸に沿って第１の端部の反対側に位置する、加圧板のセットと、第１の加圧板と第２の加圧板との間に配置され、長手方向軸に沿って加圧板のセットと整列するサブスタックセパレータプレートと、第１の加圧板とサブスタックセパレータプレートとの間に配置された第１のセルスタックと、第２の加圧板とサブスタックセパレータプレートとの間に配置された第２のセルスタックとを含む。レドックスフロー電池システムの第１の例は、サブスタックセパレータプレートが第１のセルスタックを第２のセルスタックから絶縁することをさらに含む。レドックスフロー電池システムの第２の例は、任意でレドックスフロー電池システムの第１の例を含み、第１のセルスタック及び第２のセルスタックが、板ばねによって加圧板のセットに加えられる圧力によって加圧板のセットの間で圧縮されることをさらに含む。レドックスフロー電池システムの第３の例は、任意でレドックスフロー電池システムの第１の例及び第２の例の１以上を含み、加圧板のセット、第１のセルスタック、サブスタックセパレータプレート、及び第２のセルスタックが、長手方向軸に沿って延在する複数のボルトによって所定の位置に維持されることをさらに含む。レドックスフロー電池システムの第４の例は、任意でレドックスフロー電池システムの第１～第３の例のうちの１以上を含み、レドックスフロー電池システムが、外部ハウジングを含まない自立型ユニットであることをさらに含む。レドックスフロー電池システムの第５の例は、任意でレドックスフロー電池システムの第１～第４の例のうちの１以上を含み、第１のセルスタック及び第２のセルスタックのそれぞれが複数のセルで形成され、複数のセルの各セルは、負極、正極、双極板、及び膜セパレータを含むことをさらに含む。レドックスフロー電池システムの第６の例は、任意でレドックスフロー電池システムの第１～第５の例のうちの１以上を含み、第１のセルスタック及び第２のセルスタックのそれぞれにおける複数のセルの各セルが、フレームプレート内に支持され、各フレームプレートは、長手方向軸に沿って整列され、フレームプレートの面に隣接するフレームプレートと接触していることをさらに含む。レドックスフロー電池システムの第７の例は、任意でレドックスフロー電池システムの第１～第６の例のうちの１以上を含み、第１のセルスタックの複数のセルの各セルは、第１のセルスタックの複数のセルのうちの他のセルに流体接続され、第２のセルスタックの複数のセルの各セルは、第２のセルスタックの複数のセルのうちの他のセルに流体接続されることをさらに含む。レドックスフロー電池システムの第８の例は、任意でレドックスフロー電池システムの第１～第７の例のうちの１以上を含み、第１のセルスタックと第２のセルスタックとの間の電解液の流れが、サブスタックセパレータプレートによって遮られることをさらに含む。レドックスフロー電池システムの第９の例は、任意でレドックスフロー電池システムの第１～第８の例のうちの１以上を含み、電解液が、第１のセルスタックと第２のセルスタックとの間をサブスタックセパレータプレートの開口部を通って流れることをさらに含む。
【手続補正9】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図8】
【国際調査報告】