具体实施方式

下面将参考附图描述本发明的实施例。

(第一实施例)

图1A是根据本发明的第一实施例的氧化还原液流电池的示意性构造图。图1B是构成该实施例的氧化还原液流电池的电池单元堆的示意性构造图。

氧化还原液流电池1被构造用于通过电池单元10中的正电极活性物质和负电极活性物质的氧化还原反应而进行充电和放电，并且该氧化还原液流电池1包括具有多个叠置的电池单元10的电池单元堆2。电池单元堆2通过正电极侧输入管L1和正电极侧输出管L2连接到用于储存正电解质溶液的正电极侧罐3。正电极侧输入管L1设置有正电极侧泵4，该正电极侧泵4用于使正电解质溶液在正电极侧罐3与电池单元堆2之间循环。电池单元堆2通过负电极侧输入管L3和负电极侧输出管L4连接到用于储存负电解质溶液的负电极侧罐5。负电极侧输入管L3设置有负电极侧泵6，该负电极侧泵6用于使负电解质溶液在负电极侧罐5与电池单元堆2之间循环。可以使用含有活性物质的任何流体作为电解质溶液，例如通过在液相中悬浮和分散粒状活性物质所形成的浆液、或液体活性物质本身。因此，本文所述的电解质溶液不限于活性物质的溶液。

通过交替地叠置电池单元框架和隔膜单元来形成电池单元10，将在下文描述电池单元框架和隔膜单元这两者。下面将描述电池单元框架和隔膜单元的详细构造。尽管在图1B中示出了四个电池单元10，但是电池单元堆2中的电池单元10的数量不限于此。如将在下文详细描述的，每个电池单元10在垂直于电池单元堆2的叠置方向Z的方向上(即，在X方向上)被划分成三个区域。

电池单元10中的每个电池单元包括：容纳正电极11的正电池单元12、容纳负电极13的负电池单元14、和分隔正电池单元12和负电池单元14的隔膜15。正电池单元12通过分立供应流道P1和公共供应流道C1连接到正电极侧输入管L1，并且通过分立回流流道P2和公共回流流道C2连接到正电极侧输出管L2。这允许从正电极侧罐3向正电池单元12供应包含正电极活性物质的正电解质溶液。因此，在正电池单元12中，在充电过程期间发生氧化反应，其中正电极活性物质从还原态变化为氧化态，并且在放电过程期间发生还原反应，其中正电极活性物质从氧化态变化为还原态。另一方面，负电池单元14通过分立供应流道P3和公共供应流道C3连接到负电极侧输入管L3，并且通过分立回流流道P4和公共回流流道C4连接到负电极侧输出管L4。这允许从负电极侧罐5的向负电池单元14供应包含负电极活性物质的负电解质溶液。因此，在负电池单元14中，在充电过程期间发生还原反应，其中负电极活性物质从氧化态变化为还原态，并且在放电过程期间发生氧化反应，其中负电极活性物质从还原态变化为氧化态。

图2是本实施例的电池单元的分解平面图，示出了从电池单元堆的叠置方向观察的平面。在此，示出了构成该电池单元的电池单元框架和隔膜单元的纵向方向以水平定向的情况，但这并不限制电池单元在使用时的位置。

如上所述，通过交替地叠置电池单元框架20和隔膜单元30而形成电池单元10。电池单元框架20将相邻的电池单元10彼此分隔开，并且电池单元框架20包括矩形的框架本体21。框架本体21具有大致矩形的开口22，并且开口22沿着其纵向方向(第一方向)X被划分成三个小开口22a至22c。具体地，开口22被划分成三个矩形小开口22a至22c，使得小开口22a至22c中的每个小开口的纵向方向平行于开口22的纵向方向X。电池单元框架20包括矩形的双极板23。双极板23被划分成三个区域23a至23c，该三个区域23a至23c分别设置在开口22的小开口22a至22c内。因此，双极板23包括形成在该双极板的一个表面上(即，面向纸页外的一侧上)的三个凹部，并且在这三个凹部中分别接纳正电极11的三个被划分的区域11a至11c以与双极板23接触。双极板23还包括形成在该双极板的另一表面上(即，面向纸页内的一侧上)的三个凹部，并且在这三个凹部中分别接纳负电极13的三个被划分的区域(未示出)以与双极板23接触。

隔膜单元30包括被划分成三个区域15a至15c的隔膜15、和支撑隔膜15的支撑框架31。隔膜单元30叠置在电池单元框架20上，使得隔膜15的三个区域15a至15c分别面向双极板23的三个区域23a至23c，并且封闭如上所述的三个凹部。因此，在双极板23的一个表面与隔膜15之间形成被划分成三个区域的正电池单元12，并且在双极板23的另一表面与隔膜15之间形成被划分成三个区域的负电池单元14。结果，电池单元10在框架本体21的纵向方向X上被划分成三个区域。

框架本体21包括通孔24a至24d，该通孔24a至24d形成在该框架本体21的四个角附近，并且在该框架本体21的厚度方向Z上分别穿透框架本体21。类似地，支撑框架31包括通孔32a至32d，该通孔32a至32d形成在该支撑框架31的四个角附近，并且在该支撑框架31的厚度方向Z上分别穿透支撑框架31。一旦将电池单元框架20和隔膜单元30交替叠置以形成电池单元堆2，通孔24a至24d、32a至32d构成如上所述的公共流道C1至C4，电解质溶液流动通过该公共流道。具体地，在左下角的通孔24a、32a构成用于正电解质溶液的公共供应流道C1，并且在右上角的通孔24b、32b构成用于正电解质溶液的公共回流流道C2。在右下角的通孔24c、32c构成用于负电解质溶液的公共供应流道C3，并且在左上角的通孔24d和32d构成用于负电解质溶液的公共回流流道C4。

此外，框架本体21包括形成在该框架本体21的一个表面上(即，面向纸页外的一侧上)的两个流道凹槽25、26。两个流道凹槽25、26在与开口22的纵向方向X垂直的宽度方向(第二方向)Y上与开口22的两侧相邻，并且在开口22的纵向方向X上延伸。第一流道凹槽25构成用于正电解质溶液的分立供应流道P1，将通孔24a(公共供应流道C1)连接到正电池单元12的接纳正电极11的凹部。第二流道凹槽26构成用于正电解质溶液的分立回流流道P2，将正电池单元12的接纳正电极11的凹部连接到通孔24b(公共回流流道C2)。尽管未示出，但框架本体21还包括形成在该框架本体21的另一表面上(即，面向纸页内的一侧上)的两个流道凹槽。该流道凹槽中的一个构成用于负电解质溶液的分立供应流道P3，将通孔24c(公共供应流道C3)连接到负电池单元14的接纳负电极13的凹部。该流道凹槽中的另一个构成用于负电解质溶液的分立回流流道P4，将负电池单元14的接纳负电极13的凹部连接到通孔24d(公共回流流道C4)。

如上所述，在本实施例中，框架本体21的开口22被划分成三个小开口22a至22c，并且相应地，双极板23也被划分成三个区域23a至23c。因此，通过维持区域23a至23c的尺寸等于常规的双极板的尺寸，即使当双极板23的总尺寸增加时，也可以防止双极板23的整体机械强度降低。此外，框架本体21包括梁状部22d、22e，该梁状部22d、22e中的每个在宽度方向Y上延伸横跨开口22，以将开口22划分成三个小开口22a至22c，并且这些梁状部22d、22e用作加强部以增强框架本体21的刚度。这也可以使与框架本体21的尺寸增加相关的强度降低最小化。结果，可以实现电池单元10尺寸的增加，同时维持电池单元10或电池单元框架20的机械强度。

在图示的实施例中，双极板23的三个区域23a至23c彼此不电连接，并且因此电极电池单元10的三个被划分的区域也彼此不电连接。然而，如果担心电池单元10的被划分的区域之间的电位差变大——这会使得充电/放电性能劣化，则双极板23的三个区域23a至23c可以彼此电连接。为此目的，例如，框架本体21可以包括设置在梁状部22d、22e内部的导电元件，该导电元件电连接双极板23的三个区域23a至23c。框架本体21的开口22和双极板23中的每一者的数量在图示的实施例中为三个，但不限于此。根据电池单元10的期望尺寸，开口22和双极板23可以分别被划分成适当数量的区域。换言之，当需要进一步增加电池单元10的尺寸时，开口22和双极板23可以分别被划分成四个或更多个区域。

双极板23必须液密地附接到开口22，以防止电解质溶液从开口22与双极板23之间的间隙泄漏。双极板23被划分成多个区域的事实也是优选的，这因为其可以改善在这种附接期间的可工作性。从对电解质溶液有耐受性(耐化学性、耐酸性等)以及机械强度的观点来看，通常使用含碳的导电材料作为双极板23的材料。然而，如果需要更高的机械强度，则可以使用作为镀碳金属板的双极板23。另一方面，框架本体21由绝缘材料制成。作为框架本体21的材料，可以使用具有适当刚性、不与电解质溶液反应、并对电解质溶液具有耐受性的材料。这样的材料例如包括氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯。

隔膜15可以不必被划分成多个区域，并且例如可以设置在框架本体21的整个表面上。然而，框架本体21的除了开口22以外的区域不与电解质溶液接触，并且因此即使当作为离子交换隔膜的隔膜15设置在该区域上时，该区域也不会起到电池单元10的作用。这导致昂贵的离子交换隔膜的浪费。此外，还担心隔膜15的尺寸增大可能导致强度不足或操作性劣化。因此，隔膜15也优选地被划分成多个区域15a至15c。另外，如图所示，隔膜15的区域15a至15c中的每个区域更优选地被划分成小区域的矩阵。隔膜15的划分数量可以与开口22或双极板23的分区的数量不同。另一方面，支撑框架31优选地由具有比隔膜15的强度更高强度的材料形成。这样的材料例如包括塑料。

作为电极11、13的材料，优选地使用碳材料，并且该碳材料的形状包括毡状和片状。然而，从在电池单元12、14中均匀地安装所需量的电极材料的容易性和成本的角度来看，也可以使用团粒状的碳材料。团粒的具体形式例如包括球形、颗粒状、药片形和环形等形式、以及具有多叶形横截面的挤出形式。

同时，如果开口22在纵向方向X上的长度随着框架本体21的尺寸的增加而增加，则电池单元10在纵向方向X上的长度也可能增加，并且电解质溶液可能不均匀地流动通过电池单元10。通过形成在小开口22a至22c之间的梁状部22d、22e，可以在一定程度上防止这种不均匀流动，但是其效果是有限的。为此目的，在本实施例中，在第一流道凹槽25与开口22之间形成第一连通段27，该第一连通段27由将第一流道凹槽25与开口22连通的多个凹槽组成。此外，还在第二流道凹槽26与开口22之间形成第二连通段28，该第二连通段28由将第二流道凹槽26与开口22连通的多个凹槽组成。构成连通段27、28中的每个连通段的凹槽在开口22的纵向方向X上布置在每个流道凹槽25、26与开口22之间。由于如此设置的连通段27、28将电解质溶液供应到电池单元10，以在开口22的纵向方向X上分配电解质溶液，因此可以防止如上所述的不均匀流动的发生、并且可以使充电/放电性能最大化。为了更有效地防止不均匀流动，优选地在开口22的在纵向方向X的整个长度上形成连通段26、27。因此，流道凹槽25、26也优选地在开口22的在纵向方向X的整个长度上延伸。

用于防止电解质溶液不均匀地流动通过电池单元10的不均匀流动防止机构不限于如上所述的连通段27、28，并且可以另外采用其他构造。图3A是示出安装在电池单元框架中的这种附加的不均匀流动防止机构的平面图。图3B是在图3A所示的不均匀流动防止机构的透视图，以及图3C是该不均匀流动防止机构的分解透视图。

参考图3A，正电极11的区域11a至11c中的每个区域在开口22的纵向方向X上被进一步划分成三个，并且在开口22的宽度方向Y上划分成两个，即，划分成六个小区域(电极件)11d。具有多个孔的穿孔片16设置在每个电极件11d的电解质溶液流入的一侧上，即设置在面向第一流道凹槽25的一侧上。另外，导流片17设置在与每个电极件11d的设置有穿孔片16的一侧相邻的两侧上。穿孔片16有利于电解质溶液在开口22的纵向方向X上的分配，并且导流片17防止电解质溶液在开口22的纵向方向X上的扩散。如此，可以进一步防止电解质溶液的穿过电池单元10的不均匀流动。为了防止电解质溶液在相邻的导流片17之间通过，优选地，将相邻的导流片17彼此结合。作为多孔片16和导流片17的材料，可以使用具有适用于电池单元10的内部形状的柔性并且对电解质溶液具有耐受性的材料。这样的材料例如包括塑料。

穿孔片16的安装位置和数量没有特别地限制，只要穿孔片16沿着电池单元10中的开口22的纵向方向X布置即可。因此，穿孔片16可以仅设置在正电极11的区域11a至11c中的每个区域的面向第一流道凹槽25的端部表面上。在这种情况下，可以不必在开口22的宽度方向Y上划分正电极11的区域11a至11c中的每个区域。另一方面，只要沿着电池单元10中的开口22的宽度方向Y布置导流片17，该导流片17就可以提供所期望的效果。然而，为此目的，正电极11的区域11a至11c中的每个区域都必须在开口22的纵向方向X上被划分成两个或更多个小区域(电极件)。

在上述实施例中，虽然开口22在电解质溶液的流动方向(即，在Y方向上)的长度维持等于常规情况下的长度，然而开口22在垂直于流动方向的方向上(即，在X方向上)的长度增加，这会导致电池单元10的尺寸增加。通过这种构造，还可以防止随着电池单元10的尺寸增加而可能出现的问题的发生。具体地，电极11、13的高度(即，在Y方向上的长度)的增加可能导致当电解质溶液经过电极11、13时的压降增加，以及电极11、13的厚度(即，在Z方向上的长度)的增加可能导致电池单元10的内部电阻增加，但是可以防止压降和内部电阻这两者的增加。另一方面，通过在框架本体21中沿着电解质溶液的流动方向(即，沿Y方向)形成多个开口22，可以增加电池单元10在流动方向上的尺寸，同时防止如上所述的压降和内部电阻的增加。图4是示出具有带这样的开口的框架本体的电池单元框架的示例性构造的平面图。

参考图4，沿着开口22的宽度方向Y布置开口22，使得开口22的纵向方向X彼此平行。第一流道凹槽25包括第一公共流道凹槽25a和多个第一分立流道凹槽25b，该第一公共流道凹槽25a在开口22的布置方向Y上延伸，该多个第一分立流道凹槽25b各自在开口22的纵向方向Y上延伸。类似地，第二流道凹槽26包括第二公共流道凹槽26a和多个第二分立流道凹槽26b，该第二公共流道凹槽26a在开口22的布置方向Y上延伸，该多个第二分立流道凹槽26b各自在开口22的纵向方向Y上延伸。第一公共流道凹槽25a从位于左下角的通孔24a向上延伸，并且第二公共流道凹槽26a从位于右上角的通孔24b向下延伸。第一分立流道凹槽25b和第二分立流道凹槽26b在布置方向Y上交替地布置在彼此相邻的开口22之间，并且各自分别连接到相邻的开口22。

如上所述，图4中所示的电池单元框架20不被构成通过在电解质溶液的流动方向上(即，在Y方向上)增加开口22的尺寸来增加电极11、13的尺寸，而是通过增加开口22的数量来增加电极11、13的数量。结果，通过增加电池单元10的总尺寸可以实现高输出功率，同时防止电极11、13的尺寸增加。因此，即使在图4所示的电池单元框架20中，也可以防止随着电池单元10的尺寸增加而可能发生的上述问题的发生。具体地，由于在电极11、13中的流道的(电解质溶液在高度方向Y上流动通过的)长度没有增加，因此可以防止电解质溶液的压降增加。此外，由于电极11、13的厚度(即，在Z方向上的长度)也没有增加，因此可以防止电极11、13的内部电阻增加。在图4所示的电池单元框架20中，在框架本体21中形成四个开口22，所述开口22中的每个开口被划分成四个小开口，但开口22的数量没有特别限制，并且小开口的数量也没有特别限制。因此，框架本体21可以包括两个、三个或五个或更多个开口22，并且每个开口22也可以被划分成两个、三个或五个或更多个小开口。

(第二实施例)

图5是构成根据本发明的第二实施例的氧化还原液流电池的电池单元堆的示意性构造图。该实施例是第一实施例的变型，与第一实施例的不同之处在于没有设置双极板。在下文中，与第一实施例的部件相同的部件将在附图中用相同的附图标记表示，将省略对其的描述，并且将仅描述与第一实施例的部件不同的部件。

在本实施例中，电池单元10包括扁平长方体形状的电池单元壳(壳体)40。因此，通过叠置多个电池单元壳40来形成电池单元堆2。电池单元壳40包括一对隔板41、42，该一对隔板41、42在电池单元堆2的叠置方向Z上是彼此对置的，并且在该一对隔板41、42之间设置有隔膜15。因此，在第一隔板41与隔膜15之间形成正电池单元12，并且在第二隔板42与隔膜15之间形成负电池单元14。作为电池单元壳40的材料，优选地使用具有适当刚性、不与电解质溶液反应、并且对电解质溶液有耐受性的材料。这样的材料例如可以是类似于第一实施例的框架本体21的绝缘材料。电池单元堆2中的电池单元10的数量不限于图示的数量。

正电极11被容纳在正电池单元12中，同时通过如下所述的电极保持件而被保持为板的形状。正电极11在该正电极11的两个相反的表面(第一表面和第二表面)的一侧上与第一隔板41间隔开并且面向该第一隔板41，并且在另一侧与隔膜15间隔开并且面向该隔膜15。因此，正电池单元12包括在第一隔板41与正电极11的一个表面之间形成的空间S1、以及在正电极11的另一表面与隔膜15之间形成的空间S2。负电极13也被容纳在负电池单元14中，同时通过如下所述的电极保持件而被保持为板的形状。负电极13在该负电极13的两个相反的表面(第一表面和第二表面)的一侧上与第二隔板42间隔开并且面向该第二隔板42，并且在另一侧上与隔膜15间隔开并且面向该隔膜15。因此，负电池单元14包括在第二隔板42与负电极13的一个表面之间形成的空间S3、以及在负电极13的另一表面与隔膜15之间形成的空间S4。作为电极11、13的材料，不仅可以使用毡状或片状的碳材料，也可以使用团粒状碳材料，如在第一实施例中那样。

分立流道P1至P4(每个分立流道被构造成独立的管道构件)连接到电池单元壳40，并且与电池单元10的内部连通。用于正电解质溶液的分立供应流道P1连接到正电池单元12中的空间S1，以及分立回流流道P2连接到正电池单元12中的空间S2。因此，正电解质溶液从分立供应流道P1通过空间S1被供应到正电极11，在厚度方向Z上流动通过正电极11，并且然后从空间S2回流到分立回流流道P2。换言之，空间S1用作用于向正电极11供应正电解质溶液的流体供应器，并且空间S2用作用于从正电极11收集正电解质溶液的流体收集器，从而构成允许正电解质溶液流动通过正电极11的流体流动机构。用于负电解质溶液的分立供应流道P3连接到负电池单元14中的空间S3，以及分立回流流道P4连接到负电池单元14中的空间S4。因此，负电解质溶液从分立供应流道P3通过空间S3被供应到负电极13，在厚度方向Z上流动通过负电极13，并且然后从空间S4回流到分立回流流道P4。换言之，空间S3用作用于向负电极13供应负电解质溶液的流体供应器，并且空间S4用作用于从负电极13收集负电解质溶液的流体收集器，从而构成允许负电解质溶液流动通过负电极13的流体流动机构。在该实施例中，类似于分立流道P1至P4，公共流道C1至C4中的每个也被构造成独立于电池单元壳40的单独的管道构件。

在第一实施例中，通过双极板23建立正电极11与负电极13之间的电连接，但是在本实施例中，设置导电构件18来代替这种双极板。导电构件18设置在电池单元壳40的外部，并且功能是用于电连接相邻的电池单元10的正电极11和负电极13。具体地，导电构件18通过形成在电池单元壳40的一侧上的开口(未示出)连接到如下所述的电极保持件的集流部，以便电连接到正电极11或负电极13。导电构件18的使用是不令人满意的，这是因为与使用双极板23的情况相比，导电构件的电路径长度较长且导电构件的横截面积较小，但是导电构件的优点在于因为不与电解质溶液接触而不需要考虑对电解质溶液的耐受性。因此，作为导电构件18的材料，可以使用具有高导电性的金属材料。另一方面，与双极板23不同，导电构件18不需要如此高的机械强度，并且因此也可以选择高导电性的碳材料作为导电构件18的材料。导电构件18可以设置在电池单元壳40的高达四个侧部上，以便进一步降低正电极11和负电极13之间的电阻。

因此，在本实施例中，不存在当电池单元10的尺寸增加时可能导致机械强度降低的问题的双极板。结果，可以在不大幅降低机械强度的情况下实现电池单元10的尺寸增加。另外，由独立于电池单元壳40的单独的管道构件C1至C4、P1至P4来执行对电池单元10的供应电解质溶液和使电解质溶液回流。因此，不需要在电池单元壳40本身中形成用作电解质溶液的流道的凹槽，并且可以进一步预期由于规模经济而产生的成本降低的效果。此外，由于电解质溶液在厚度方向Z上流动通过电极11、13，所以即使电池单元10的尺寸增加，也可以防止当电解质溶液经过电极11、13时压降的大幅增加。如上所述，还担心隔膜15的尺寸增大可能导致强度不足或操作性劣化。对此，如在第一实施例中那样，本实施例的隔膜15可以被划分成多个区域，并且替代地或附加地，隔膜15可以被划分成多个小区域。在这种情况下，区域或小区域可以被支撑在由例如塑料制成的支撑框架上。

如果电极11、13的平面尺寸(即，电极在XY平面内的尺寸)随着电池单元10的尺寸的增加而增加，则电解质溶液可能在厚度方向Z上不均匀地流动通过电极11、13。对此，在本实施例中，在供应空间S1、S3中设置分配板19以面向电极11、13。分配板19具有如下所述的孔矩阵。因此，已经被供应到供应空间S1、S3中的电解质溶液被均匀地分配在电极11、13的表面上。结果，可以防止如上所述的不均匀流动的发生，并且可以使充电/放电性能最大化。分配板19也可以设置在收集空间S2、S4中。

电解质溶液经过电极11、13中的每个电极的方向可以与图示的方向相反。具体地，在正电池单元12中，正电解质溶液可以从与隔膜15相邻的空间S2流向与隔板41相邻的空间S1。换言之，分立供应流道P1可以连接到与隔膜15相邻的空间S2，并且分立回流流道P2可以连接到与隔板41相邻的空间S1。此外，在负电池单元14中，负电解质溶液可以从与隔膜15相邻的空间S4流向与隔板41相邻的空间S3。换言之，分立供应流道P3可以连接到与隔膜15相邻的空间S4，并且分立回流流道P4可以连接到与隔板42相邻的空间S3。在这种情况下，分配板19优选地设置在与隔膜15相邻的空间S2、S4中。

电解质溶液经过电极11、13中的每个电极的方向在充电过程与放电过程之间可以是不同的。作为示例，可以在正电极侧输入管L1与正电极侧输出管L2之间、以及在负电极侧输入管L3与负电极侧输出管L4之间设置管切换装置，以便在充电过程与放电过程之间切换时改变电解质溶液的流动方向。在这种情况下，优选地，分配板19不仅设置在与隔板41、42相邻的空间S1、S3中，而且还设置在与隔膜15相邻的空间S2、S4中。

此处将描述被容纳在电池单元壳中并且将每个电极保持为板状的电极保持件的构造。保持正电极的电极保持件和保持负电极的电极保持件具有相同的构造。因此，下面将仅描述保持正电极的电极保持件的构造。图6A是保持正电极的电极保持件和与该电极保持件结合设置的分配板的透视图。图6B至图6D是构成电极保持件的集流部和加强部的截面图，图6B是沿图6A中的线A-A截取的截面图，图6C是沿图6A中的线B-B截取的截面图，以及图6D是沿图6A中的线C-C截取的截面图。

电极保持件43被形成为扁平的长方体形状，并且包括框架构件44和格栅构件45，该框架构件44构成长方体的四个侧部，该格栅构件45构成长方体的剩余的两个侧部。电极保持件43在该电极保持件中容纳正电极11，并且电极保持件43被容纳在电池单元壳40中，使得一对相对的格栅构件45面向第一隔板41和隔膜15。这允许正电解质溶液通过格栅构件45中的一个格栅构件而流动进入正电极11，在厚度方向Z上流动通过正电极11，并且然后通过格栅构件45中的另一个格栅构件而流出正电极11。

框架构件44和格栅构件45分别包括集流部46和加强部47。集流部46由导电材料制成，并且形成框架构件44和格栅构件45的内表面，即面向正电极11且接触正电极11的表面。作为集流部46的材料，优选地使用具有高导电性的碳材料。加强部47的功能是用于加强集流部46，并且优选地由具有比隔膜15的强度更高强度的材料形成。这样的材料例如包括塑料。加强部47形成框架构件44和格栅构件45的外表面，但未设置在框架构件44的外表面的一部分上。因此，集流部46通过该部分被暴露在框架构件44的外表面上，并且导电构件18连接到如此暴露的部分。这允许导电构件18与正电极11之间的电连接。集流部46被暴露的位置不限于图示的位置，只要该集流部46通过框架构件44的至少一部分暴露于外部即可。当具有一定水平的机械强度的材料(例如，镀碳金属板)被用作集流部46的材料时，则不必设置加强部47。

如上所述，分配板19具有孔19a的矩阵，并且该分配板19被设置成面向电极保持件43的格栅构件45。这样的分配板19可以将已经穿过孔19a的正电解质溶液均匀地分配到正电极11的表面上，从而防止电解质溶液在厚度方向Z上不均匀地流动通过正电极11。然而，在本实施例中用于电解质溶液的不均匀流动防止机构不限于这种分配板19，并且可以采用其他构造。图7A和图7B是示出这种不均匀流动防止机构的其他示例的透视图。

在图7A所示的示例中，没有设置分配板19，取而代之的是电极保持件43本身设置有不均匀流动防止机构。具体地，电极保持件43包括分配板构件48，该分配板构件48设置在电极保持件43的面向隔板41的一侧上。分配板构件48包括孔48a的矩阵，该孔48a的矩阵可以产生与由分配板19所产生的效果相同的效果。与框架构件44一样，分配板构件48包括形成电极保持件43的内表面的集流部46、和形成电极保持件43的外表面的加强部47。分配板构件48也可以设置在电极保持件43的面向隔膜15的一侧上。

另一方面，在图7B中所示的示例中，代替分配板19，设置多个电解质溶液引入管(流体引入管)50，每个电解质溶液引入管50具有多个供应口50a。电解质溶液引入管50连接到分立供应流道P1，并且功能是用作用于通过供应口50a向正电极11供应正电解质溶液的流体供应器。另一方面，由于每个电解质溶液引入管50的供应口50a朝向隔板41(即，沿Z轴的负方向)敞开，因此电解质溶液引入管50还用于将正电解质溶液均匀地分配在正电极11上。因此，也是在该示例中，可以产生与由分配板19所产生的效果相同的效果。

在本实施例中，即使被叠置的电池单元10的数量与第一实施例中的相同，由于电池单元框架20与电池单元壳40之间的结构不同，电池单元堆2在叠置方向Z上的尺寸大于第一实施例中的尺寸。因此，在第一实施例中，作为固定电池单元堆2的方法，通常使用将分别包括电池单元框架20和隔膜单元30的叠置体固定在一起的方法，但是在本实施例中，每对相邻的电池单元壳40可以被单独地固定。当期望进一步增加电池单元10的尺寸时，从维持机械强度的角度来看，电池单元壳40可以包括两个半壳，每个半壳构成正电池单元12和负电池单元14。也是在这种情况下，每对的两个半壳彼此相邻，隔膜15插入在该两个半壳之间，该每对的两个半壳可以被单独地固定，并且因此每个电池单元壳40可以单独地固定到相邻的电池单元壳40。这种方法是优选的，因为与第一实施例中的整体固定电池单元堆2的方法相比，可以更容易地组装电池单元堆2。

(第三实施例)

图8是示出构成根据本发明的第三实施例的氧化还原液流电池的电池单元的一部分的示意性侧视图，具体地是正电池单元的示意性侧视图。图9A是沿图8中的线D-D截取的截面图，图9B是沿图8中的线E-E截取的截面图，以及图9C是沿图8中的线F-F截取的截面图。本实施例是第二实施例的变型，并且与第二实施例不同的方面在于允许电解质溶液流动通过电极的流体流动机构。在下文中，与第二实施例的部件相同的部件在附图中将用相同的附图标记表示，将省略对其的描述，并且将仅描述与第二实施例的部件不同的部件。需要注意的是，由于正电池单元和负电池单元具有基本上相同的构造，因此以下对正电池单元的描述同样也适用于负电池单元。

从防止电池单元10的内部电阻增加的观点来看，正电极11与隔膜15之间的距离优选地尽可能短。对此，在该实施例中，电极保持件43被构造用于使被容纳在该电极保持件中的正电极11与隔膜15接触。具体地，电极保持件43具有面向隔膜15的开口侧，并且电极保持件43被容纳在电池单元壳40中，使得被容纳在其中的正电极11与隔膜15接触。因此，在正电极11与隔膜15之间不形成空间S2。因此，分立回流流道P2连接到形成在正电极11与第一隔板41之间的空间S1。另外，在本实施例中，设置与第二实施例相似的电解质溶液引入管50，作为向正电极11供应正电解质溶液的流体供应器。然而，电解质溶液引入管50没有插入到形成在正电极11与第一隔板41之间的空间S1中，而是进入正电极11的内部。因此，每个电解质溶液引入管50的供应口50a朝向正电极11侧(即，沿X轴的正方向或负方向)敞开。此外，电极保持件43包括分配板构件48，除了孔48a的形状和布置之外，该分配板构件48类似于第二实施例，该分配板构件48设置在面向第一隔板41的一侧。当沿电池单元堆2的叠置方向Z观察时，分配板构件48的孔48a设置在电解质溶液引入管50之间。

通过该构造，正电解质溶液从分立供应流道P1通过每个电解质溶液引入管50的孔50a流动到正电极11中。然后，正电解质溶液沿与厚度方向Z垂直的方向(即，沿X轴的正方向或负方向)流动通过正电极11，通过分配板构件48的孔48a流动到空间S1中，并且然后从空间S1回流到分立回流流道P2。因此，在本实施例中，空间S1的功能是用作用于从正电极11收集正电解质溶液的流体收集器。

如上所述，根据本实施例，可以显著缩短正电极11与隔膜15之间的距离，并且因此除了在第二实施例中所获得的效果之外，还可以降低电池单元10的内部电阻。已经从电解质溶液引入管50供应的正电解质溶液最初沿与厚度方向Z垂直的方向(即，沿X方向)流动通过正电极11，但是最终沿厚度方向Z流动通过正电极11，并且回流到空间S1。因此，与第二实施例相比，当正电解质溶液穿过正电极11时发生的压降不会显著地增加。如第一实施例中那样，本实施例的隔膜15可以被划分成多个区域，并且替代地或附加地，隔膜15可以被划分成多个小区域。在这种情况下，区域或小区域可以被支撑在由例如塑料制成的支撑框架上。

附图标记列表

1 氧化还原液流电池

10 电池单元

11、11a至11c 正电极

12 正电池单元

13 负电极

14 负电池单元

15、15a至15c 隔膜

16 穿孔片

17 导流片

18 导电构件

19 分配板

20 电池单元框架

21 框架本体

22 开口

22a至22c 小开口

22d、22e 梁状部

23、23a至23c 双极板

25、26 流道凹槽

27、28 连通段

30 隔膜单元

31 支撑框架

40 电池单元壳

41、42 隔板

43 电极保持件

44 框架构件

45 格栅构件

46 集流部

47 加强部

48 分配板构件

50 电解质溶液引入管

50a 供应口

S1-S4 空间

X (开口的)纵向方向

Y (开口的)宽度方向。