Assembly method for redox flow battery
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SOLUTION: The battery comprises a process of dipping the diaphragm in the preservative liquid beforehand and a process of laminating the diaphragm dipped in the preservative liquid, a cell frame and electrodes. The preservative liquid, which makes same level of contraction to the diaphragm when the diaphragm is dipped in the preservative liquid as the contraction made when the diaphragm is dipped in an electrolyte, is used. As the preservative liquid, the electrolyte itself and sulfuric acid are provided.
COPYRIGHT: (C)2003,JPO，下面是Assembly method for redox flow battery专利的具体信息内容。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レドックスフロー電池の組立方法に関するものである。 特に、電池組立後の隔膜に破れの生じ難いレドックスフロー電池の組立方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図1は従来のレドックスフロー2次電池の動作原理を示す説明図である。 この電池は、イオンが通過できる隔膜103で正極セル100Aと負極セル100Bとに分離されたセル100を具える。 正極セル100Aと負極セル100
Bの各々には正極電極104と負極電極105とを内蔵している。 正極セル100Aには、正極用電解液を供給及び排出する正極用タンク101が導管106、107を介して接続されている。 同様に負極セル100Bには、負極用電解液を供給及び排出する負極用タンク102が導管109、110を介して接続されている。 各電解液は、バナジウムイオンなどの価数が変化するイオンの水溶液を用い、ポンプ108、111で循環させ、正極電極104及び負極電極105におけるイオンの価数変化反応に伴って充放電を行う。
【０００３】図2は、上記の電池に用いるセルスタックの概略構成図である。 通常、上記の電池には、複数のセルが積層されたセルスタック200と呼ばれる構成が利用される。 各セルは、隔膜103の両側にカーボンフェルト製の正極電極104および負極電極105を具える。 そして、
正極電極104と負極電極105の各々の外側には、セルフレーム210が配置される。
【０００４】セルフレーム210は、プラスチック製のフレーム枠212と、その内側に固定されるプラスチックカーボン製の双極板211とを具える。 正極電極104および負極電極105は双極板211に接着剤で固定されている。
【０００５】このようなセルフレーム210と電極104、10
5の積層体は、その両端部にエンドプレート201を配置し、両エンドプレート201を棒状体202で貫通して、棒状体202の端部にナット203をねじ込むことで締め付けている。
【０００６】一般に、セルスタックを組み立てる際、隔膜103は予め水などに浸漬して保存しておく。 そして、
組立時に水から取り出して電極104、105やセルフレーム
210と積層される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、水に浸漬して保存されている隔膜でセルフレームを構成すると、運転時、隔膜に電解液が浸透されると、隔膜には大きな収縮が生じる。 そのため、隔膜に破れが生じることがあり、
その破れ目から正極電解液と負極電解液の流通が生じて電池効率が低下したり、破れ目の大きさによっては電池として使用できないといった問題があった。
【０００８】従って、本発明の主目的は、電池組立後の隔膜に破れの生じ難いレドックスフロー電池の組立方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明レドックスフロー電池の組立方法は、隔膜を予め保存液に浸漬する工程と、保存液に浸漬された隔膜とセルフレームおよび電極を積層する工程とを具え、前記保存液に隔膜を浸漬した際に生じる収縮と、電解液に隔膜を浸漬した場合に生じる収縮とを同程度としたことを特徴とする。
【００１０】電解液に隔膜を浸漬した場合に生じる収縮と同程度の収縮が起こる保存液に予め隔膜を浸漬しておき、保存液から取り出した隔膜で電池を組み立てると、
運転時に隔膜が電解液に浸漬されても大きな収縮を生じることがなく、隔膜の破れを抑制することができる。
【００１１】保存液は、実際の運転に用いられる電解液自体であることが好ましい。 レドックスフロー電池の電解液にはバナジウム系や鉄・クロム系のものが知られており、これらの電解液が利用できる。
【００１２】また、電解液自体ではなくても隔膜に対して電解液と同程度の収縮を生じさせるものであれば利用できることは明らかである。 ただし、電解液と接触しても反応しないものが好ましい。 電解液には硫酸が含まれることが多く、硫酸も保存液として利用が期待される。
【００１３】隔膜を保存液に浸漬しておく時間は、隔膜が十分に収縮しきる程度の時間とすることが望ましい。
例えば、塩化ビニル製の隔膜の場合10時間程度以上浸漬しておくことが好適である。
【００１４】さらに、保存液から取り出した隔膜は、長時間放置して乾燥しないよう、直ちにセルスタックに組み立てて電解液を接触させることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明する。 図1、2に示したレドックスフロー電池を作製し、
電解液流通時に隔膜の収縮に伴う破れが生じているかどうかを調べた。
【００１６】（実施例１）塩化ビニル製フィルムからなる厚さ150μmの隔膜を保存液に15時間浸漬しておき、この隔膜を用いてレドックスフロー電池を組み立てた。 保存液は、バナジウムイオン濃度：2.0モル/L、フリーの硫酸濃度：2.0モル/L、添加燐酸濃度：0.14モル/Lからなる液体を用いた。 この保存液は電解液と同じ組成である。
【００１７】（実施例２）実施例１の保存液の代わりに
2.0モル/Lの硫酸を用いた。 他の条件は実施例１と同様である。
【００１８】（比較例1）実施例１の保存液の代わりに純水を用いた。 他の条件は実施例１と同様である。
【００１９】実施例1、2および比較例１で組み立てたレドックスフロー電池に、バナジウムイオン濃度：2.0モル/L、フリーの硫酸濃度：2.0モル/L、添加燐酸濃度：
0.14モル/Lからなる電解液を流通し、後に隔膜に破れが生じていないかどうかを調べた。
【００２０】その結果、実施例１、2では隔膜に何ら問題はなかったが、比較例１では隔膜に部分的な破れが認められた。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明方法によれば、電解液に隔膜を浸漬した場合に生じる収縮と同程度の収縮が起こる保存液に予め隔膜を浸漬しておくことで、運転時に電解液と接触した隔膜に大きな収縮が生じることはなく、破れを防止することができる。
【図１】レドックスフロー電池の動作原理を示す説明図である。
【図２】セルスタックの説明図である。
100 セル 100A 正極セル 100B 負極セル 101 正極用タンク 102 負極用タンク 103 隔膜 104 正極電極 105
負極電極 106、107、109、110 導管 108、111 ポンプ 200 セルスタック 201 エンドプレート 201A 矩形板 201B 格子枠 202 棒状体 203 ナット 210 セルフレーム 211 双極板 212 フレーム枠
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寒野 毅 大阪府大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 荻野 誠司 大阪府大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 伊藤 岳文 大阪府大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 重松 敏夫 大阪府大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 徳田 信幸 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 Ｆターム(参考） 5H026 AA10 BB00 BB03 CX05 EE11 RR01
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