KR101471886B1 - Stack for Redox Flow Battery with Electrolyte Duct - Google Patents

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KR101471886B1
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Abstract

The present invention relates to a stack (1) for a redox flow battery or a fuel battery, which is assembled by stacking a plurality of plates having a passage through which electrolyte passes and is characterized by including a plurality of electrolyte tubes (40) fitted in the passage; an ion exchange membrane (18); and flow frames (16) disposed at both sides of the ion exchange membrane (18), wherein each of the flow frames (16) has an electrolyte flow passage (16c), and a side end part (40a) of each of the electrolyte tubes (40) contacts the electrolyte flow passage (16c).

Description

전해질용 관을 포함하는 레독스 흐름 전지용스택{Stack for Redox Flow Battery with Electrolyte Duct}[0001] Stack for Redox Flow Battery with Electrolyte Duct [

본 발명은 레독스 흐름 전지 또는 연료전지의 스택에 관한 것으로, 특히 별도의 전해질용 관을 포함하도록 하여 스택의 조립 및 정렬을 용이하게 하고자 하는 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stack of a redox flow cell or a fuel cell, and more particularly, to include a separate electrolyte pipe to facilitate assembly and alignment of the stack.

레독스 흐름전지는 최근 전 세계적으로 가장 큰 관심을 불러일으키고 있는 신재생에너지, 온실가스 감축, 2차 전지, 스마트그리드 등과 긴밀하게 연관된 핵심 제품 중 하나이고, 연료전지는 환경오염 물질 배출이 없이 화석연료를 대체할 신에너지발전원으로써 전 세계적으로 급격한 시장의 확대가 진행중인 제품이다. 현재 대부분의 에너지를 화석 연료로부터 얻고 있으나, 이러한 화석 연료의 사용은 대기오염, 산성비 및 지구 온난화 같이 환경에 심각한 악영향을 미치고 있으며, 에너지 효율도 낮은 문제점이 있다.
The redox flow cell is one of the core products closely related to renewable energy, greenhouse gas reduction, rechargeable battery, and smart grid, which have been attracting the greatest attention in the world in recent years. As a new energy generation source to replace fuel, the market is rapidly expanding worldwide. Currently, most of the energy is derived from fossil fuels, but the use of these fossil fuels has a serious adverse impact on the environment such as air pollution, acid rain, and global warming, and low energy efficiency.

이러한 화석 연료의 사용에 따른 문제점을 해결하기 위해 근래에는 신재생에너지 및 연료전지에 대한 관심이 급속도로 높아졌다. 이러한 신재생에너지에 대한 관심 및 연구는 국내뿐만 아니라 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다.
In recent years, interest in renewable energy and fuel cells has rapidly increased in order to solve the problems associated with the use of such fossil fuels. Interest in and research on such renewable energy has been actively promoted not only in domestic but also in the world.

신재생에너지 시장의 경우 국내외적으로 성숙 단계에 접어들었다고는 하지만 재생에너지의 특성상 시간 및 날씨 등의 환경 영향에 따라 발생하는 에너지의 양이 크게 변화한다는 문제점이 있어, 이로 인해 신재생에너지 발전의 안정화를 위해 발생된 재생 에너지를 저장하는 에너지 저장 시스템(ESS: Energy Storage System)의 보급이 매우 필요한 상황이며, 이러한 대용량 에너지 저장 시스템으로 주목받고 있는 것이 레독스 흐름전지이다.
In the case of the renewable energy market, although it has entered the maturity stage both domestically and internationally, there is a problem that the amount of energy generated due to environmental influences such as time and weather changes greatly due to the nature of renewable energy. (ESS: Energy Storage System) that stores the renewable energy generated for the rechargeable battery, and it is a redox flow cell that is attracting attention as such a large capacity energy storage system.

연료전지는 친환경성 및 무제한적인 자원 공급량으로 인해 이미 많은 기술 개발이 진행되었고, 이를 이용한 연료전지 자동차, 발전기, 난방 공급기 등이 개발되어 판매 중에 있다. 하지만 아직까지 제작이 난해하고 조립 및 유지보수가 어렵다는 단점을 갖고 있다.
Fuel cells have already been developed due to environmental friendliness and unlimited supply of resources. Fuel cell cars, generators, and heaters are being developed and sold. However, it is still difficult to manufacture, and assembly and maintenance are difficult.

본 발명이 적용되는 레독스 흐름전지의 일반적인 구조는 도 1과 같이 전기화학 반응이 일어나는 셀을 적층한스택(1), 전해질을 보관하는 탱크(3) 및 탱크에서 스택으로 전해질을 공급하는 펌프(4)로 구성되어 있다.
The general structure of the redox flow cell to which the present invention is applied is as shown in FIG. 1, in which a stack 1 in which cells for electrochemical reaction are stacked, a tank 3 for storing an electrolyte, and a pump 4).

도 2는 본 발명이 적용되는 스택(1)의 구조를 단순화하여 보여주고 있으며 좌측에서부터 엔드플레이트(11)-절연판(12)-전류 플레이트(13)-분리판(14)-가스켓(15)-플로우 프레임(16)-전극(17)-가스켓(15)-이온교환막(18)-가스켓(15)-전극(17)-플로우 프레임(16)-가스켓(15)-분리판(14)- 전류판(13)-절연판(12)-엔드 플레이트(11)를 도시하고 있고, 분리판(14) ~ 분리판(14)까지 단위 셀을 이루며 일반적으로 하나의 스택은 수십 ~ 수백 개의 단위 셀을 적층하여 이루어진다.
2 shows a simplified structure of the stack 1 to which the present invention is applied and shows the structure of the end plate 11, the insulating plate 12, the current plate 13, the separator plate 14, the gasket 15, Flow frame 16 electrode 17 gasket 15 ion exchange membrane 18 gasket 15 electrode 17 flow frame 16 gasket 15 separator 14 current The plate 13, the insulating plate 12, and the end plate 11 are shown and form a unit cell ranging from the separating plate 14 to the separating plate 14. Generally, one stack stacks several tens to several hundred unit cells. .

본원 발명에서 "플레이트"란 용어는 판 형상의 스택(1)을 이루는 앤드 플레이트(11), 절연판(12), 전류 플레이트(13), 분리판(14), 플로우 프레임(16)과 같은 구성을 지칭한다.
The term "plate" in the present invention means a structure such as an end plate 11, an insulating plate 12, a current plate 13, a separating plate 14 and a flow frame 16 constituting a plate- Quot;

레독스 흐름전지 스택을 조립하기 위해서는 스택 구성품인 각각의 플레이트들의 정렬(alignment)이 잘 이루어져야 한다.
In order to assemble the redox flow cell stack, each plate of the stack component must be well aligned.

또한, 레독스 흐름전지는 전기화학 반응 물질인 전해질로 유체를 사용하고 이 유체가 스택 내부에 흘러 들어가서 전기화학반응을 일으킨다. 따라서 스택을 구성하는 각각의 플레이트에는 전기 화학반응 물질인 전해질의 이동통로(flow hole)가 구성되어 있어야 하며, 스택 내부에 흐르는 전해질은 각각의 플레이트의 홀(hole)이 적층되어 생긴 통로를 따라 이동하도록 구성된다.
In addition, the redox flow cell uses a fluid as an electrolyte, which is an electrochemical reaction material, and flows into the stack to cause an electrochemical reaction. Therefore, a flow hole of an electrolyte, which is an electrochemical reaction material, should be formed in each plate constituting the stack, and an electrolyte flowing in the stack is moved along a passage formed by holes of each plate .

정렬(alignment)이 정확히 이루어지지 않으면 상기 홀(hole) 사이의 축이 어긋나게 되고 이로 인해 전해질이 원활하게 흐르지 않게 된다.
If the alignment is not accurately performed, the axes between the holes are shifted and the electrolyte does not flow smoothly.

또한, 스택의 플레이트들이 모두 적층된 후, 프레스와 같은 기구를 이용하여 스택을 압축한다. 셀 내부의 전극은 일반적으로 카본 펠트 재질을 사용한다. 그 이유는 전해질과 반응하는 전극의 반응 면적을 늘리기 위해서이다. 이러한 카본 펠트 재질은 전극 자체의 반응 면적은 넓지만 전자를 공급하는 분리판과의 접촉 면적이 작기 때문에 접촉 면적 증가를 위해 스택 적층 후 압축을 하여 분리판과의 접촉 면적을 증가시키는 것이다. 하지만 수 십~수 백 개의 플레이트가 적층되는 스택의 정렬(alignment)를 유지하며 카본 펠트 전극을 압축하는 것은 조립에 상당히 많은 시간이 소모되며 조립 후 압축시 정렬(alignment)을 유지하기 어렵다.
Further, after all the plates of the stack are stacked, the stack is compressed using a mechanism such as a press. The electrode inside the cell is generally made of carbon felt. The reason for this is to increase the reaction area of the electrode that reacts with the electrolyte. Since the contact area between the carbon felt material and the separator for supplying electrons is small although the reaction area of the electrode itself is wide, the stack area is compressed to increase the contact area with the separator plate to increase the contact area. However, compressing the carbon felt electrodes while maintaining the alignment of the stack where tens to hundreds of plates are stacked can take a considerable amount of time to assemble and it is difficult to maintain alignment during compression after assembly.

이러한 문제로 인하여 기존의 스택의 경우 일반적으로 도 3과 같이 가이드 핀(30)을 이용하여 정렬(alignment)을 맞추며 조립을 한다.
Due to such a problem, in the case of a conventional stack, generally, alignment is performed using a guide pin 30 as shown in FIG.

가이드 핀을 이용하여 적층하는 방법은 가장 쉽고 일반적인 방법이다. 하지만 스택이 대형화되고 적층되는 셀의 수가 많아질수록 조립이 불편해지는 단점이 있다. 또한 가이드 핀이 지나갈 수 있는 홀이 각각의 플레이트에 구성되어야 하고, 이러한 불필요한 공간에 의하여 스택의 부피가 커지고 조립이 어려운 단점을 지니게 된다.
Lamination using guide pins is the easiest and most common method. However, as the stack becomes larger and the number of cells stacked increases, assembly becomes inconvenient. Also, holes through which the guide pins can pass are required to be formed in the respective plates, and the unnecessary space causes the stack to be bulky and difficult to assemble.

국내 공개 특허 1020120078393에 공개된 연료 전지용 스택의 단위 셀 및 단위 셀을 포함하는 연료전지용 스택, 국내 공개 특허 1020030081502에 공개된 고체고분자형 연료전지 어셈블리, 연료전지스택 및 연료전지의 반응가스 공급방법에 다수의 플레이트가 적층되는 것이 도시되어 있으나, 위에서 설명한 것과 같이 대형화된 셀의 적층시 문제점에 대한 해결방안은 제시하고 있지 않다.A stack for a fuel cell including a unit cell and a unit cell of a fuel cell stack disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 1020120078393, a solid polymer type fuel cell assembly disclosed in Korean Patent Publication No. 1020030081502, a fuel cell stack, Are laminated. However, as described above, there is not proposed a solution to the problem of stacking large-sized cells.

본 발명은 수 십~수 백 개의 플레이트가 적층되는 스택의 정렬(alignment)을 유지하며 가이드 핀이 지나가는 불필요한 공간을 제거하고 스택 내부의 기밀성을 향상시킨 레독스 흐름 전지 또는 연료 전지용 스택을 제공하고자 한다.The present invention provides a redox flow cell or stack for a fuel cell that maintains alignment of stacks of several tens to several hundred plates and eliminates unnecessary space for passing guide pins and improves airtightness inside the stack .

본 발명은 전해질이 관통하여 지나가는 전해질 통로를 구비한 다수의 플레이트를 적층하여 조립하는 레독스 흐름전지 또는 연료 전지용 스택(1)에 있어서, 상기 스택(1)은 상기 전해질 통로에 끼워지는 다수의 전해질용 관(40); 이온 교환막(18); 상기 이온 교환막(18)의 양쪽에 배치되는 플로우 프레임(16) 및 상기 플로우 프레임(16)에 인접하는 분리판(14)을 포함하며, 상기 전해질용 관(40) 각각은 상기 분리판(14)의 전해질 통로(14a)에 삽입되는 부분과 플로우 프레임(16)의 전해질 통로(16a)에 삽입되는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지 또는 연료 전지용 스택에 관한 것이다.
A stack (1) for a redox flow cell or a fuel cell, which stacks and assembles a plurality of plates having an electrolyte passage through which an electrolyte passes, the stack (1) comprising a plurality of electrolytes (40); An ion exchange membrane 18; A flow frame 16 disposed on both sides of the ion exchange membrane 18 and a separation plate 14 adjacent to the flow frame 16. Each of the tubes 40 for electrolyte is connected to the separation plate 14, And a portion for inserting into the electrolyte passage (16a) of the flow frame (16).

또한, 본 발명에서 상기 플로우 프레임(16) 각각에는 전해질용 유로(16c)가 형성되고 상기 다수의 전해질용 관(40) 각각은 상기 분리판(14)의 전해질 통로(14a)를 관통하여 상기 전해질용 관(40)의 한쪽 단부(40a)가 플로우 프레임(16)의 전해질용 유로(16c)에 접할 수 있다.
In the present invention, an electrolyte channel 16c is formed in each of the flow frames 16, and each of the plurality of electrolyte tubes 40 penetrates the electrolyte channel 14a of the separator plate 14, The one end portion 40a of the pipe 40 can be in contact with the electrolyte flow path 16c of the flow frame 16. [

또한, 본 발명에서 플로우 프레임의 전해질용 유로(16c)는 상기 이온교환막(18)과 접하지 않는 플로우프레임 면(16d)에 형성될 수 있다.
In the present invention, The electrolyte flow path 16c of the flow frame may be formed on the flow frame surface 16d not in contact with the ion exchange membrane 18. [

또한, 본 발명에서 전해질용 관(40)은 플로우 프레임(16)의 전해질 통로(16a)에 삽입되는 부분의 외주(40c)와 상기 분리판(14)의 전해질 통로(14a)에 삽입되는 부분의 외주(40f)의 직경이 다르게 할 수 있다.
In the present invention, The electrolyte pipe 40 is formed so as to extend from the outer periphery 40c of the portion of the flow frame 16 to be inserted into the electrolyte passage 16a and the outer periphery 40f of the portion of the separation plate 14 to be inserted into the electrolyte passage 14a Diameters can be different.

또한, 본 발명에서 상기 분리판(14)에 형성된 전해질 통로(14a)의 외경은 상기 전해질용 관(40)이 삽입되는 플로우 프레임(16)의 전해질 통로(16a)의 외경과 상이하게 할 수 있다.
In the present invention, the outer diameter of the electrolyte passage 14a formed in the separator plate 14 may be different from the outer diameter of the electrolyte passage 16a of the flow frame 16 into which the electrolyte tube 40 is inserted .

또한, 본 발명에서 상기 전해질용 관(40)의 상기 플로우 프레임(16)의 전해질 통로(16a)에 삽입되는 부분(40c)은 상기 플로우 프레임(16)의 단부면과 동일한 평면으로 끝나게 할 수 있다.
In the present invention, the portion 40c to be inserted into the electrolyte passage 16a of the flow frame 16 of the electrolyte tube 40 may be finished in the same plane as the end face of the flow frame 16 .

또한, 본 발명에서 상기 전해질용 관(40)은 상기 다수의 플레이트 중 어느 하나에 일체형으로 성형 가공되어 있을 수 있다.
In the present invention, The electrolyte tube 40 may be formed integrally with any one of the plurality of plates.

또한, 본 발명에서, 전해질용 관(40)의 일부가 삽입되는 플로우 프레임(16)의 전해질 통로(16a)에는 단(16f)이 형성되어 있어, 상기 전해질용 관의 단부(40b)가 상기 단(16f)과 접할 수 있다.In addition, in the present invention, an end 16f of the electrolyte pipe 16a is formed in the electrolyte passage 16a of the flow frame 16 into which a part of the electrolyte pipe 40 is inserted, (16f).

본원 발명은 전해질용 관(40)이 다수의 플레이트의 전해질 통로에 삽입되도록 하여 단위 셀을 구성하는 플레이트의 정렬을 맞추는 기준으로 작용하여, 스택의 정렬 맞추는 것을 용이하게 하였다.
The present invention facilitates alignment of the stack by allowing the electrolyte tube 40 to be inserted into the electrolyte passages of a plurality of plates so as to serve as a reference for aligning the plates constituting the unit cells.

또한, 상기 전해질용 관(40)에 의해 정렬을 맞추므로 별도의 가이드 핀이 없게 되고 이로 인하여 불필요한 공간을 제거하였으며, 단위 셀 단위로 정렬을 맞출 수 있도록 하여 취급 및 조립을 용이하게 하였다.
In addition, since the alignment is adjusted by the electrolyte tube 40, there is no separate guide pin, thereby eliminating an unnecessary space and facilitating handling and assembly by aligning the unit cells.

또한, 다수의 플레이트에 직접 전해질 통로가 형성되지 않고 전해질용 관(40)에 의하여 전해질이 통과하므로 플레이트 사이에서 전해질이 누수되는 것을 방지할 수 있게 되었다.In addition, since the electrolyte passes through the electrolyte tube 40 without forming the electrolyte passage directly on the plurality of plates, it is possible to prevent the electrolyte from leaking between the plates.

도 1은 본 발명이 적용되는 레독스 흐름전지의 개략도이다.
도 2는 종래 레독스 흐름전지 스택의 분해 사시도이다.
도 3은 종래 가이드 핀을 이용한 레독스 흐름전지의 조립도이다.
도 4는 본 발명의 레독스 흐름 전지 스택의 단위 셀 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다수의 셀이 조립된 상태의 스택 하부쪽 도면이다.
도 6은 본 발명의 다수의 셀이 조립된 상태의 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예의 전해질용 관을 포함하는 다수의 셀이 조립된 상태의 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예의 전해질용 관의 입체 사시도이다.1 is a schematic view of a redox flow cell to which the present invention is applied.
2 is an exploded perspective view of a conventional redox flow cell stack.
3 is an assembled view of a redox flow cell using a conventional guide pin.
4 is an exploded perspective view of a unit cell of the redox flow cell stack of the present invention.
FIG. 5 is a bottom view of a stack in which a plurality of cells of the present invention are assembled. FIG.
6 is a view showing a state in which a plurality of cells of the present invention are assembled.
7 is a view showing a state in which a plurality of cells including an electrolyte tube according to another embodiment of the present invention are assembled.
8 is a three-dimensional perspective view of a tube for an electrolyte according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.

본 발명의 레독스 흐름전지 또는 연료전지용스택은 반복적으로 적층되는 구조로서 도 4는 본 발명의 단위 셀(unit cell)의 구성을 도시한다. 상기 단위 셀은 좌측부터 전해질용 관(40, 2개) - 플로우프레임(16) - 전극(17) - 가스켓(15) - 이온교환막(18) - 가스켓(15) - 전극(17) - 플로우프레임(16) - 가스켓(15) - 분리판(14)- 가스켓(15) -전해질용 관(40, 2개)을 도시하고 있다.
The redox flow cell or the fuel cell stack of the present invention is repeatedly stacked. FIG. 4 shows the structure of a unit cell of the present invention. The unit cell includes an electrolyte pipe 40 from the left side, a flow frame 16, an electrode 17, a gasket 15, an ion exchange membrane 18, a gasket 15, an electrode 17, A gasket 15, a separator plate 14, a gasket 15, and an electrolyte tube 40 (two pieces).

도 5은 본 발명에 의한 전해질 관이 다수의 셀에 조립된 상태를 보여준다.
5 shows a state in which the electrolyte tube according to the present invention is assembled into a plurality of cells.

이온교환막(18)은 플로우프레임(16)과 플로우프레임(16)사이에 위치하여 양극과 음극의 전해질을 구분하며, 수소 이온은 통과하고 전해질을 통과하지 못하는 특징을 통해 전해질의 산화/환원 반응이 일어날 수 있도록 한다.
The ion exchange membrane 18 is located between the flow frame 16 and the flow frame 16 to distinguish the anodes of the anode and the cathode. The hydrogen ion passes through and the electrolyte does not pass through the electrolyte, Let it happen.

전해질은 탱크(3)에서 다수의 플레이트에 형성된 전해질 통로(14a, 15a, 16a)를 통하여 플로우 프레임(16)에 형성된 전해질 유로(16c)까지 공급된 후, 상기 전해질 유로(16c)를 통해 이온 교환막(18)에 공급되어 상기 이온 교환막(18)을 사이에 두고 산화/환원 반응을 한 후, 다시 다수의 플레이트에 형성된 전해질 통로를 통하여 탱크(3)로 보내진다.
The electrolyte is supplied from the tank 3 to the electrolyte passage 16c formed in the flow frame 16 through the electrolyte passages 14a, 15a and 16a formed in a plurality of plates, Is supplied to the tank 18 and is subjected to the oxidation / reduction reaction with the ion exchange membrane 18 therebetween, and then sent to the tank 3 through the electrolyte passage formed in the plurality of plates.

본 발명에서는, 도 4에 도시된 전해질용 관(40)을 추가로 포함하여 상기 다수의 플레이트에 형성된 전해질 통로에 삽입하고, 전해질은 전해질용 관(40)을 통하여 공급되도록 한 것이다.
In the present invention, the electrolyte tube 40 shown in FIG. 4 is further inserted into the electrolyte passage formed in the plurality of plates, and the electrolyte is supplied through the electrolyte tube 40.

본 발명에서는 도 5에 도시된 것과 같이, 스택(1)의 단위 셀은 분리판(14) ~ 분리판(14)까지 이며, 상기 단위셀의 전해질 통로 각각에는 하나의 전해질용 관(40)이 삽입되어 있다.
In the present invention, as shown in FIG. 5, the unit cell of the stack 1 extends from the separation plate 14 to the separation plate 14, and one electrolyte pipe 40 is provided in each of the electrolyte passages of the unit cell. Respectively.

또한, 플로우 프레임(16)은 이온 교환막(18)의 양쪽에 배치되고, 도 4에서처럼 프레임(16) 각각에는 이온 교환막(18)을 향하지 않는 면(16d)에 전해질용 유로(16c)가 형성되어 있으며 이온 교환막(18)을 향하는 면(16e)에는 전해질 유로(16c)가 형성되어 있지 않다.
The flow frame 16 is disposed on both sides of the ion exchange membrane 18 and an electrolytic flow path 16c is formed in each of the frames 16 on the surface 16d not facing the ion exchange membrane 18 And the electrolyte passage 16c is not formed on the surface 16e facing the ion exchange membrane 18. [

또한, 상기 다수의 전해질용 관(40) 각각은 분리판(14)을 관통하며 각각의 일측 단부(40a)는 상기 전해질용 유로(16c)에 접하게 된다.
Each of the plurality of electrolyte tubes 40 penetrates through the separator plate 14 and one end portion 40a of each of the plurality of electrolyte tubes 40 contacts the electrolyte passage 16c.

다수의 전해질용 관(40) 각각의 나머지 단부(40b)는 전해질 유로(16c)가 형성되지 않은 플로우 프레임(16)의 전해질 통로(16a)에 삽입되어 있으며, 상기 전해질 통로(16a)에는 단(16f)이 형성되어 있어 상기 전해질용 관(40)의 단부(40b)의 면과 접하게 되어 전해질용 관(40)의 위치를 설정하게 된다.
The other end portion 40b of each of the plurality of electrolytic tubes 40 is inserted into the electrolyte passage 16a of the flow frame 16 in which the electrolyte passage 16c is not formed and the electrolyte passage 16a is provided with an end 16f are formed to contact the surface of the end portion 40b of the electrolyte tube 40 to set the position of the electrolyte tube 40. [

또한, 상기 전해질 용 관(40)은 상기 다수의 플레이트 중 어느 하나에 일체형으로 성형 가공되어 있을 수 있다.
In addition, the electrolyte tube 40 may be formed integrally with any one of the plurality of plates.

본 발명에 추가된 전해질용 관(40)을 통과하는 전해질은 상기 전해질용 관(40)의 한쪽 단부(40a)에 접하는 플로우 프레임(16)의 전해질 유로(16c)를 통해 이온 교환막에 도달되며 산화/환원 반응이 이루어지는 것이다.
The electrolyte passing through the electrolyte pipe 40 added to the present invention reaches the ion exchange membrane through the electrolyte flow path 16c of the flow frame 16 in contact with the one end portion 40a of the electrolyte pipe 40, / Reduction reaction occurs.

도 6의 왼쪽 도면은 다수의 셀이 적층된 스택에서 전해질 통로에 전해질용 관(40)이 삽입된 구성을 보여주고 있으며, 이온 교환막(18)을 사이에 두고 양쪽에 배치되는 플로우플레임(16)에는 이온 교환막(18)의 반대측 면(16d)에 전해질용 유로(16c)가 형성되어 있다.
6 shows a structure in which a tube 40 for an electrolyte is inserted into an electrolyte passage in a stack in which a plurality of cells are stacked, and a flow flame 16 disposed on both sides of the ion exchange membrane 18, An electrolyte flow path 16c is formed on the opposite side surface 16d of the ion exchange membrane 18. [

도 6의 오른쪽 도면은 전해질 유로(16c)가 형성된 플로우 프레임을 도시하고 있으며, 플로우 프레임의 전해질 통로가 형성되는 부분(16G, 16H)은 왼쪽 도면의 전해질 통로와 각각 대응된다.
The right drawing of Fig. 6 shows the flow frame in which the electrolyte flow path 16c is formed, and the portions 16G and 16H in which the electrolyte flow path of the flow frame is formed correspond to the electrolyte paths in the left drawing, respectively.

상기 전해질용 관(40)은 다수의 플레이트의 전해질 통로에 삽입되므로 단위셀을 구성하는 프레임들의 정렬을 맞추는 기준으로서 작용하며, 전해질이 다수의 플레이트와 집적 접촉하여 통과하지 않고 별도의 전해질용 관(40)을 통해 통과하므로 기밀성을 유지할 수 있도록 하였다.
Since the electrolyte tube 40 is inserted into the electrolyte passages of the plurality of plates, the electrolyte tubes serve as a reference for aligning the frames constituting the unit cells, and the electrolyte does not pass through the plurality of plates, 40) so that airtightness can be maintained.

상기 전해질용 관(40)은 조립을 용이하게 하기 위해 바람직하게는 다수의 플레이트의 전해질 통로에 헐거운 끼워 맞춤 또는 중간 끼워 맞춤을 한다.
The electrolyte tube 40 preferably loosely or intermittently fits the electrolyte passages of a plurality of plates to facilitate assembly.

또한, 본 발명의 전해질용 관(40)의 또 다른 실시예는 도 7 내지 도 8에 도시되어 있다.
Further, another embodiment of the tube 40 for an electrolyte of the present invention is shown in Figs. 7 to 8. Fig.

도 7 및 도 8에 도시된 전해질용 관(40)은 분리판(14)의 전해질 통로(14a)에 끼워지는 외주(40f)와 플로우 프레임(16)의 전해질 통로(16a)에 끼워지는 외주(40c)의 사이에 단(4d)이 형성되며 직경을 달리 하였다.
The electrolytic tube 40 shown in Figs. 7 and 8 has an outer periphery 40f fitted to the electrolyte passage 14a of the separation plate 14 and an outer periphery 40f fitted to the electrolyte passage 16a of the flow frame 16 40c are formed with different diameters.

또한, 상기 전해질용 관(40)의 외주의 직경의 변화에 맞추어 플로우 프레임(16)의 전해질 통로(16a)와 분리판(14)의 전해질 통로(14)의 직경도 달리 하였다.
The diameter of the electrolyte passage 16a of the flow frame 16 and the diameter of the electrolyte passage 14 of the separation plate 14 were also changed in accordance with the change in the diameter of the outer periphery of the electrolyte pipe 40. [

또한, 전해질용 관(40)의 한쪽 단부(40a)는 도 5 내지 도 6의 전해질용 관(40)과 같이 전해질 유로(16c)에 접하도록 하였다는 점에서는 동일하나, 나머지 단부(40b)는 플로우 프레임(16)의 전해질용 관(16a)의 단부면와 맞추어지도록 하였다.The one end portion 40a of the electrolyte tube 40 is the same as the electrolyte tube 40c of FIGS. 5 to 6 in that it is in contact with the electrolyte passage 16c, and the other end portion 40b So as to conform to the end face of the electrolyte pipe (16a) of the flow frame (16).

11: 엔드플레이트 12: 절연판
13: 전류 플레이트 14: 분리판
15: 가스켓 16: 플로우 프레임
16a: 전해질 통로 16c: 전해질 유로
16d: 플로우 프레임의 이온 교환막 반대방향 면
16e: 플로우 프레임의 이온 교환막 방향 면
16f: 전해질 통로의 단
17: 전극 18: 이온교환막
40: 전해질용 관 40a, 40b: 전해질용 관의 단부11: end plate 12: insulating plate
13: current plate 14: separator plate
15: gasket 16: flow frame
16a: electrolyte passage 16c: electrolyte channel
16d: face of the flow frame opposite to the ion exchange membrane
16e: direction of the ion exchange membrane of the flow frame
16f: stage of the electrolyte passage
17: Electrode 18: ion exchange membrane
40: electrolytic tubes 40a, 40b: ends of the electrolytic tubes

Claims (8)

전해질 통로를 구비한 다수의 플레이트를 적층하여 조립하는 레독스 흐름 전지용 스택(1)에 있어서,
상기 스택(1)은
상기 전해질 통로에 끼워지는 다수의 전해질용 관(40);
이온 교환막(18);
상기 이온 교환막(18)의 양쪽에 배치되는 플로우 프레임(16) 및
상기 플로우 프레임(16)에 인접하는 분리판(14)을 포함하며,
상기 전해질용 관(40) 각각은 상기 분리판(14)의 전해질 통로(14a)에 삽입되는 부분과 플로우 프레임(16)의 전해질 통로(16a)에 삽입되는 부분을 포함하고, 전해질은 상기 다수의 전해질용 관(40)의 내부에서 흐르는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 스택.A stack (1) for a redox flow battery in which a plurality of plates having electrolyte passages are stacked and assembled,
The stack (1)
A plurality of electrolytic tubes (40) sandwiched between the electrolyte passages;
An ion exchange membrane 18;
A flow frame 16 disposed on both sides of the ion exchange membrane 18,
And a separation plate (14) adjacent to the flow frame (16)
Each of the electrolyte tubes 40 includes a portion to be inserted into the electrolyte passage 14a of the separator plate 14 and a portion to be inserted into the electrolyte passage 16a of the flow frame 16, Wherein the electrolyte solution flows in the interior of the electrolyte tube (40). 제1항에 있어서,
상기 플로우 프레임(16) 각각에는 전해질용 유로(16c)가 형성되고 상기 다수의 전해질용 관(40) 각각은 상기 분리판(14)의 전해질 통로(14a)를 관통하여 상기 전해질용 관(40)의 한쪽 단부(40a)가 플로우 프레임(16)의 전해질용 유로(16c)에 접하는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 스택.The method according to claim 1,
Each of the flow frames 16 is provided with an electrolyte flow path 16c and each of the plurality of electrolyte tubes 40 penetrates the electrolyte passage 14a of the separation plate 14, Wherein one end portion (40a) of the flow passage (16) is in contact with the electrolyte passage (16c) of the flow frame (16). 제2항에 있어서,
상기 플로우 프레임의 전해질용 유로(16c)는 상기 이온교환막(18)과 접하지 않는 플로우프레임 면(16d)에 형성되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 스택.3. The method of claim 2,
Characterized in that the electrolyte flow path (16c) of the flow frame is formed on the flow frame surface (16d) not in contact with the ion exchange membrane (18). 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,
상기 전해질용 관(40)은 플로우 프레임(16)의 전해질 통로(16a)에 삽입되는 부분의 외주(40c)와 상기 분리판(14)의 전해질 통로(14a)에 삽입되는 부분의 외주(40f)의 직경이 다른 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 스택.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The electrolyte tube 40 is formed in the outer periphery 40c of the portion to be inserted into the electrolyte passage 16a of the flow frame 16 and the outer periphery 40f of the portion to be inserted into the electrolyte passage 14a of the separation plate 14, Wherein the diameter of the redox flow cell is different. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,
상기 분리판(14)에 형성된 전해질 통로(14a)의 외경은 상기 전해질용 관(40)이 삽입되는 플로우 프레임(16)의 전해질 통로(16a)의 외경과 상이한 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 스택.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the outer diameter of the electrolyte passage formed in the separator plate is different from the outer diameter of the electrolyte passage in the flow frame into which the electrolyte tube is inserted. . 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,
상기 전해질용 관(40)의 상기 플로우 프레임(16)의 전해질 통로(16a)에 삽입되는 부분(40c)은 상기 플로우 프레임(16)의 단부면과 동일한 평면으로 끝나는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 스택.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein a portion (40c) of the electrolyte tube (40) inserted into the electrolyte passage (16a) of the flow frame (16) ends in the same plane as the end surface of the flow frame (16) stack. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,
상기 전해질용 관(40)은 상기 다수의 플레이트 중 어느 하나에 일체형으로 성형가공되어 있는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 스택.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the electrolyte tube (40) is formed integrally with any one of the plurality of plates. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항 에 있어서,
상기 전해질용 관(40)의 일부가 삽입되는 플로우 프레임(16)의 전해질 통로(16a)에는 단(16f)이 형성되어 있어, 상기 전해질용 관의 단부(40b)가 상기 단(16f)과 접하는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름 전지용 스택.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
An end portion 16b of the electrolyte pipe is inserted into the electrolyte passage 16a of the flow frame 16 into which a part of the electrolyte pipe 40 is inserted so that the end portion 40b of the electrolyte pipe is in contact with the end 16f ≪ / RTI >
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