KR20200080950A - Redox flow battery using balancing flow path - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a redox flow battery using a balancing flow path, in which an electrolyte tank of each battery module is connected to the redox flow battery through the balancing flow path to decrease a pressure deviation between the battery modules. According to the present invention, the redox flow battery comprises: a battery cell having a positive electrode and a negative electrode disposed therein; an electrolyte tank including a positive electrode electrolyte storage unit storing a positive electrode electrolyte and a negative electrode electrolyte storage unit storing a negative electrode electrolyte; and an electrolyte flow path connecting the electrolyte tank and the battery cell to transfer the electrolyte. The redox flow battery comprises two or more battery modules and each of the battery modules comprises a balancing flow path allowing the electrolyte tanks of each battery module to communicate with each other.

Description

밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지 {Redox flow battery using balancing flow path}Redox flow battery using balancing flow path}

본 발명은 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수 개의 전지 모듈을 사용하는 레독스 흐름전지에서 각각의 전지 모듈의 전해액 탱크를 밸런싱 유로를 통해 연결함에 따라 전지 모듈 사이의 압력 편차를 낮출 수 있는 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지에 관한 것이다. The present invention relates to a redox flow battery using a balancing flow path, and more particularly, in a redox flow battery using a plurality of battery modules, the electrolyte tanks of each battery module are connected through a balancing flow path between the battery modules. Redox flow battery using a balancing flow path that can lower the pressure deviation of the.

최근 지구 온난화의 주요 원인인 온실가스 배출을 억제하기 위한 방법으로 태양광에너지나 풍력에너지 같은 재생에너지가 각광을 받고 있으며 이들의 실용화 보급을 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 재생에너지는 입지환경이나 자연조건에 의해 크게 영향을 받는다. 더욱이, 재생에너지는 출력 변동이 심하기 때문에 에너지를 연속적으로 고르게 공급할 수 없다는 단점이 있다. 따라서 재생에너지를 가정용이나 상업용으로 사용하기 위해서는 출력이 높을 때 에너지를 저장하고 출력이 낮을 때 저장된 에너지를 사용할 수 있는 시스템을 도입하여 사용하고 있다.Recently, renewable energy such as solar energy or wind energy has been spotlighted as a method for suppressing greenhouse gas emission, which is a major cause of global warming, and many studies have been conducted to spread their practical use. However, renewable energy is greatly affected by the location environment and natural conditions. Moreover, renewable energy has a disadvantage in that it cannot supply energy evenly and continuously because the output fluctuation is severe. Therefore, in order to use renewable energy for home or commercial use, a system capable of storing energy at high output and using stored energy at low output has been introduced and used.

이러한 에너지 저장 시스템으로는 대용량 이차전지가 사용되는데 상기 대용량의 전력저장을 위한 이차전지로는 레독스 흐름전지(RFB, redox flow battery) 가 사용되고 있다. A large-capacity secondary battery is used as the energy storage system, and a redox flow battery (RFB) is used as the secondary battery for the large-capacity power storage.

레독스 흐름전지는 연료전지와 유사하게 분리막(멤브레인), 전극 및 분리판(Bipolar plate)이 직렬(Series)로 배치되어 스택(Stack)을 구성함으로써, 전기에너지의 충방전이 가능한 이차전지(Secondary battery)의 기능을 가진다. 레독스 흐름전지는 분리막의 양측에 양극 및 음극 전해액 저장탱크에서 공급된 양극 전해액(Electrolyte)과 음극 전해액이 순환하면서 이온 교환이 이루어지고 이 과정에서 전자의 이동이 발생하여 충방전이 이루어진다. 이와 같은 레독스 흐름전지는 기존 이차전지에 비해 수명이 길고 kW 내지 MW급 중대형 시스템으로 제작할 수 있기 때문에 ESS(Energy storage system)에 가장 적합한 것으로 알려져 있다.Redox flow battery is a secondary battery (Secondary) capable of charging and discharging electric energy by forming a stack in which a separator (membrane), an electrode and a bipolar plate are arranged in series, similar to a fuel cell. battery). The redox flow battery undergoes ion exchange while circulating the anode electrolyte and the cathode electrolyte supplied from the anode and cathode electrolyte storage tanks on both sides of the separator, and in the process, electrons are generated and charged and discharged. Such a redox flow battery is known to be most suitable for an ESS (Energy storage system) because it has a longer life span than a conventional secondary battery and can be manufactured in a medium to large-sized system of kW to MW.

레독스 흐름전지는 화합물의 형태로 에너지를 저장하는 전해액과, 전해액을 보관하는 전해액 탱크, 전해액의 흐름을 유도하는 전해액 유로, 전해액이 화학 반응하는 전지셀을 포함하고 있는데, 레독스 흐름전지의 복잡한 구성과 배관의 복잡성을 개선하고자 전지셀, 전해액 탱크, 전해액 유로를 하나의 독립된 구성으로 묶어서 전지 모듈로 사용하고 있다. 레독스 흐름전지는 복수 개의 전지 모듈을 사용g할 수 있는데, 복수 개의 전지 모듈을 사용하는 레독스 흐름전지는 다음과 같은 문제점이 있다. The redox flow battery includes an electrolyte that stores energy in the form of a compound, an electrolyte tank that stores the electrolyte, an electrolyte flow path that induces the flow of the electrolyte, and a battery cell in which the electrolyte is chemically reacted. In order to improve the configuration and piping complexity, battery cells, electrolyte tanks, and electrolyte passages are bundled into one independent configuration and used as a battery module. Redox flow batteries may use a plurality of battery modules. Redox flow batteries using a plurality of battery modules have the following problems.

복수 개의 전지 모듈을 사용할 경우 독립된 형태의 전지 모듈의 성능을 최대로 유지하기 위해, 각각의 전지 모듈의 상태를 최대한 균일하게 유지하는 것이 중요하다. 그러나 각각의 전지 모듈 내부 구성의 미세한 편차로 인해, 각각의 전지 모듈의 전해액 탱크 또는 전해액 유로 내부의 압력이 변화하게 되고, 이에 따라 각각의 전지 모듈 상태가 서로 불균일하게 되는 문제가 발생한다. In the case of using a plurality of battery modules, it is important to maintain the state of each battery module as uniformly as possible in order to maintain the performance of independent battery modules to the maximum. However, due to a slight variation in the internal configuration of each battery module, the pressure inside the electrolyte tank or the electrolyte flow path of each battery module changes, and accordingly, a problem occurs in that the state of each battery module is non-uniform.

이와 같이 각각의 전지 모듈의 상태가 균일하게 되지 않으면 전지셀 성능에 영향을 주게 되고, 이에 따라 레독스 흐름전지의 효율이 저하되는 문제점이 있다. 종래의 레독스 흐름전지에는 복수 개의 전지 모듈 사이의 균형을 맞추기 위한 별도의 구성이 존재하지 않기에 이와 같은 문제점을 해결하지 못하고 있는 실정이다. As such, if the state of each battery module is not uniform, it affects battery cell performance, and accordingly, there is a problem that the efficiency of the redox flow battery is deteriorated. In the conventional redox flow battery, there is no separate configuration for balancing the plurality of battery modules.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 더욱 상세하게는 복수 개의 전지 모듈을 사용하는 레독스 흐름전지에서 각각의 전지 모듈의 전해액 탱크를 밸런싱 유로를 통해 연결함에 따라 전지 모듈 사이의 압력 편차를 낮출 수 있는 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지에 관한 것이다. The present invention was created to solve the above-mentioned problems, and more specifically, in a redox flow battery using a plurality of battery modules, the pressure between the battery modules as the electrolyte tank of each battery module is connected through a balancing flow path It relates to a redox flow battery using a balancing flow path that can lower the deviation.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지는, 내부에 양극 전극과 음극 전극을 포함하는 전지셀;과 양극 전해액이 저장되는 양극 전해액 저장부와 음극 전해액이 저장되는 음극 전해액 저장부를 포함하는 전해액 탱크;와 상기 전해액 탱크와 상기 전지셀을 연결하여 전해액이 이송되는 전해액 유로;를 구비하는 전지 모듈을 포함하며, 상기 전지 모듈은 2개 이상이 구비되며, 각각의 전지 모듈의 전해액 탱크를 서로 연통시키는 밸런싱 유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다. The redox flow battery using the balancing flow path of the present invention for solving the above-described problem, a battery cell including a positive electrode and a negative electrode therein; and a positive electrode electrolyte storage unit and a negative electrode electrolyte solution in which the positive electrode electrolyte is stored are stored And an electrolyte tank including a negative electrode electrolyte storage unit; and an electrolyte passage through which the electrolyte is transferred by connecting the electrolyte tank and the battery cell, and the battery module includes two or more cells, and each battery is provided. It is characterized in that it comprises; a balancing flow path for communicating the electrolyte tank of the module to each other.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지의 상기 전해액 탱크에 저장되는 전해액은 수면을 형성하며, 상기 밸런싱 유로는 수면의 상부에서 상기 전해액 탱크와 연통될 수 있다. The electrolyte stored in the electrolyte tank of the redox flow battery using the balancing flow path of the present invention for solving the above-described problems forms a water surface, and the balancing flow path can communicate with the electrolyte tank at the top of the water surface.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지의 상기 전해액 탱크에 저장되는 전해액은 수면을 형성하며, 상기 밸런싱 유로는 수면의 하부에서 상기 전해액 탱크와 연통될 수 있다. The electrolyte stored in the electrolyte tank of the redox flow battery using the balancing flow path of the present invention for solving the above-described problem forms a water surface, and the balancing flow path can communicate with the electrolyte tank at the bottom of the water surface.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지의 상기 전해액 탱크에 저장되는 전해액은 수면을 형성하며, 상기 밸런싱 유로는 수면에서 상기 전해액 탱크와 연통될 수 있다.The electrolyte stored in the electrolyte tank of the redox flow battery using the balancing flow path of the present invention for solving the above-described problem forms a water surface, and the balancing flow path can communicate with the electrolyte tank at the water surface.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지의 상기 밸런싱 유로는, 상기 밸런싱 유로의 개폐를 조절할 수 있는 조절 밸브를 포함할 수 있다. The balancing flow path of the redox flow battery using the balancing flow path of the present invention for solving the above-described problem may include a control valve capable of adjusting opening and closing of the balancing flow path.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지의 상기 밸런싱 유로는, 각각의 전지 모듈의 양극 전해액 저장부를 서로 연통시키는 제1밸런싱 유로와, 각각의 전지 모듈의 음극 전해액 저장부를 서로 연통시키는 제2밸런싱 유로를 포함할 수 있다. The balancing flow path of the redox flow battery using the balancing flow path of the present invention for solving the above-described problem, the first balancing flow path communicating each other with the positive electrode electrolyte storage portion of each battery module, and the negative electrode electrolyte of each battery module A second balancing flow path communicating with the storage units may be included.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지의 상기 밸런싱 유로는, 하나의 전지 모듈에서 양극 전해액 저장부와 음극 전해액 저장부를 연결하는 연결 유로를 포함할 수 있다. The balancing flow path of the redox flow battery using the balancing flow path of the present invention for solving the above-described problem may include a connection flow path connecting the positive electrode electrolyte storage portion and the negative electrode electrolyte storage portion in one battery module.

본 발명은 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지에 관한 것으로, 복수 개의 전지 모듈을 사용하는 레독스 흐름전지에서 각각의 전지 모듈의 전해액 탱크를 밸런싱 유로를 통해 연결함에 따라 기상 또는 액상의 유체가 전지 모듈 사이를 이동할 수 있고, 이를 통해 전지 모듈 사이의 압력 편차를 낮출 수 있는 장점이 있다. 본 발명은 각각의 전지 모듈 사이의 압력 편차를 낮춤에 따라 레독스 흐름전지의 충방전 용량 및 레독스 흐름 전지의 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. The present invention relates to a redox flow battery using a balancing flow path, and in a redox flow battery using a plurality of battery modules, a gaseous or liquid fluid is a battery as the electrolyte tanks of each battery module are connected through a balancing flow path. It has the advantage of being able to move between modules, thereby reducing the pressure variation between the battery modules. The present invention has an advantage of improving the charging and discharging capacity of the redox flow battery and the efficiency of the redox flow battery by lowering the pressure deviation between each battery module.

또한, 본 발명은 밸런싱 유로를 통해 전지 모듈에서 필요 이상으로 압력이 상승하는 것을 방지할 수 있으며, 구동 중 전지 모듈 사이에서 동일한 수준의 압력을 유지함에 따라 펌프의 부하 소요를 낮추고 레독스 흐름전지의 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, the present invention can prevent the pressure from being increased more than necessary in the battery module through the balancing flow path, and lowers the load requirement of the pump and maintains the same level of pressure between the battery modules during operation, thereby reducing the redox flow battery. There is an advantage that can improve the efficiency.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전지 모듈을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 복수 개의 전지 모듈을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 전해액의 수면 상부에서 제1밸런싱 유로 및 제2밸런싱 유로가 연통되는 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 전해액의 수면 상부에서 연결 유로가 연통되는 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 전해액의 수면 상부에서 연결 유로를 포함하는 밸런싱 유로가 연통되는 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 전해액의 수면 하부에서 제1밸런싱 유로 및 제2밸런싱 유로가 연통되는 것을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 전해액의 수면 하부에서 연결 유로가 연통되는 것을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 전해액의 수면 하부에서 연결 유로를 포함하는 밸런싱 유로가 연통되는 것을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 전해액의 수면에서 제1밸런싱 유로 및 제2밸런싱 유로가 연통되는 것을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 전해액의 수면에서 연결 유로가 연통되는 것을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 전해액의 수면에서 연결 유로를 포함하는 밸런싱 유로가 연통되는 것을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a plurality of battery modules according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing that the first balancing flow path and the second balancing flow path are communicated at the upper surface of the electrolyte according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing that the connection flow path communicates at the upper surface of the electrolyte according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing that the balancing flow path including the connection flow path in the upper surface of the electrolyte according to an embodiment of the present invention is in communication.
6 is a view showing that the first balancing flow path and the second balancing flow path communicate with each other under the water surface of the electrolyte according to another embodiment of the present invention.
7 is a view showing that the connection flow path communicates with the lower surface of the electrolyte according to another embodiment of the present invention.
8 is a view showing that the balancing flow path including the connection flow path is connected to the lower surface of the electrolyte according to another embodiment of the present invention.
9 is a view showing that the first balancing flow path and the second balancing flow path are communicated at the surface of the electrolyte according to another embodiment of the present invention.
10 is a view showing that the connection flow path communicates with the water surface of the electrolyte according to another embodiment of the present invention.
11 is a view showing that a balancing flow path including a connecting flow path communicates at the water surface of the electrolyte according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면과 연관되어 기재된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나 이는 본 발명의 다양한 실시 예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 다양한 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in connection with the accompanying drawings. Various embodiments of the present invention may have various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and related detailed descriptions are described. However, this is not intended to limit the various embodiments of the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications and/or equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the various embodiments of the present invention. In connection with the description of the drawings, similar reference numerals have been used for similar elements.

본 발명의 다양한 실시 예에서 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 발명(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Expressions such as “comprises” or “can include” that may be used in various embodiments of the present invention indicate the existence of a corresponding function, operation, or component that has been invented, and additional one or more functions, operations, or The components and the like are not limited. Further, in various embodiments of the present invention, terms such as “include” or “have” are intended to designate the existence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, It should be understood that one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof are not excluded in advance.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.When it is stated that an element is "connected" to another element, the other element may be directly connected to the other element, but another new element between the other element and the other element It should be understood that may exist. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it will be understood that no other new component exists between the component and the other components. You should be able to.

본 발명의 다양한 실시 예에서 사용한 용어는 단지 특정일 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 다양한 실시 예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Terms used in various embodiments of the present invention are only used to describe specific day embodiments, and are not intended to limit the various embodiments of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 다양한 실시 예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which various embodiments of the present invention pertain.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 다양한 실시 예에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 본 발명에서 용어 ‘전지셀(battery cell)’은 전해액을 통해 충방전이 일어나는 최소 단위로, 이온 교환이 일어나는 분리막, 분리판 등을 포함하여 구성된다Terms, such as those defined in a commonly used dictionary, should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and are ideally or excessively formal unless explicitly defined in various embodiments of the present invention. It is not interpreted as meaning. In the present invention, the term'battery cell (battery cell)' is the smallest unit in which charging and discharging occurs through the electrolyte, and is composed of a separator, a separator, etc. in which ion exchange occurs

본 발명은 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지에 관한 것으로, 복수 개의 전지 모듈을 사용하는 레독스 흐름전지에서 각각의 전지 모듈의 전해액 탱크를 밸런싱 유로를 통해 연결함에 따라 전지 모듈 사이의 압력 편차를 낮출 수 있는 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지에 관한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.The present invention relates to a redox flow battery using a balancing flow path, and in a redox flow battery using a plurality of battery modules, the pressure difference between the battery modules is connected by connecting the electrolyte tank of each battery module through the balancing flow path. It relates to a redox flow battery using a balancing flow path that can be lowered. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시 예에 따른 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지는, 전지셀(100), 전해액 탱크(200), 전해액 유로(300)를 구비하는 전지 모듈(10)과 밸런싱 유로(500)를 포함할 수 있다. Redox flow battery using a balancing flow path according to an embodiment of the present invention, the battery cell 100, the electrolyte tank 200, the battery module 10 and the balancing flow path 500 having the electrolyte flow path 300 It can contain.

도 1을 참조하면, 상기 전지 모듈(10)의 상기 전지셀(100)은 내부에 양극 전극(110)과 음극 전극(120)을 포함하는 것으로, 상기 전지셀(100)은 상기 전해액 탱크(200)로부터 공급받은 전해액의 이동, 충전, 방전하면서 전기 화학적인 반응이 일어날 수 있는 곳이다. Referring to FIG. 1, the battery cell 100 of the battery module 10 includes an anode electrode 110 and a cathode electrode 120 therein, and the battery cell 100 includes the electrolyte tank 200 This is where electrochemical reactions can occur while moving, charging, and discharging the electrolyte supplied from ).

상기 전지셀(100)은 분리막(130), 분리판(140), 집전판(150)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 도 1을 참조하면, 상기 분리막(130)은 이온이 교환되면서 화학 반응이 일어날 수 있는 곳으로, 상기 양극 전극(110)과 상기 음극 전극(120) 사이에 구비된다. The battery cell 100 may further include a separator 130, a separator 140, and a current collector plate 150. Specifically, referring to FIG. 1, the separator 130 is a place where a chemical reaction may occur while ions are exchanged, and is provided between the anode electrode 110 and the cathode electrode 120.

상기 집전판(150)은 상기 양극 전극(110)과 상기 음극 전극(120)의 외측에 구비되는 것으로, 양극 집전판(151)과 음극 집전판(152)으로 이루어질 수 있다. 상기 양극 집전판(151)과 상기 음극 집전판(152)은 외부와 전기가 유통되도록 도전성 재질로 이루어질 수 있는 것으로, 상기 양극 집전판(151)과 상기 음극 집전판(152)은 각각 상기 양극 전극(110)과 상기 음극 전극(120)에 전기를 통하게 한다. The current collector plate 150 is provided outside the positive electrode 110 and the negative electrode 120, and may be formed of a positive electrode current collector plate 151 and a negative electrode current collector plate 152. The positive electrode current collector plate 151 and the negative electrode current collector plate 152 may be made of a conductive material so that electricity is distributed to the outside, and the positive electrode current collector plate 151 and the negative electrode current collector plate 152 are respectively the positive electrode. The 110 and the cathode electrode 120 are energized.

상기 분리판(140)은 상기 양극 집전판(151)과 상기 양극 전극(110) 사이, 상기 음극 집전판(152)과 상기 음극 전극(120) 사이에 구비되는 것으로, 상기 양극 전극(110) 및 상기 음극 전극(120)으로 유입되는 전해액이 상기 양극 집전판(151) 및 상기 음극 집전판(152)에 직접 닿는 것을 방지하는 동시에 전기적으로 통전될 수 있도록 하는 것이다. The separation plate 140 is provided between the positive electrode current collecting plate 151 and the positive electrode 110, between the negative electrode current collecting plate 152 and the negative electrode 120, and the positive electrode 110 and The electrolytic solution flowing into the negative electrode 120 is prevented from directly contacting the positive electrode current collector plate 151 and the negative electrode current collector plate 152 so as to be electrically energized.

상기 전기 모듈(10)에는 하나의 상기 전지셀(100)이 포함될 수 있으며, 둘 이상의 상기 전지셀(100)이 포함될 수도 있다. 또한, 상기 전지셀(100)의 구동 환경에 따라 상기 양극 전극(110), 상기 음극 전극(120), 상기 분리막(130), 상기 분리판(140), 상기 집전판(150) 중 어느 하나 이상의 부품은 생략될 수 있으며, 상기 양극 전극(110), 상기 음극 전극(120), 상기 분리막(130), 상기 분리판(140), 상기 집전판(150)이 복수 개 사용될 수도 있다. One of the battery cells 100 may be included in the electric module 10, and two or more of the battery cells 100 may be included. In addition, one or more of the positive electrode 110, the negative electrode 120, the separator 130, the separator 140, and the current collector plate 150 according to the driving environment of the battery cell 100 Parts may be omitted, and a plurality of the anode electrode 110, the cathode electrode 120, the separator 130, the separator 140, and the current collector plate 150 may be used.

상기 전해액 탱크(200)는 양극 전해액 저장부(210)와 음극 전해액 저장부(220)를 포함하는 것이다. 상기 전해액 탱크(200)는 전해액을 저장할 수 있는 것으로, 상기 전해액 탱크(200)에 저장된 전해액은 전해액 유로(300)를 통해 상기 전지셀(100)로 공급된다. The electrolyte tank 200 includes a positive electrode electrolyte storage unit 210 and a negative electrode electrolyte storage unit 220. The electrolyte tank 200 is capable of storing the electrolyte solution, and the electrolyte solution stored in the electrolyte tank 200 is supplied to the battery cell 100 through the electrolyte passage 300.

구체적으로, 상기 양극 전해액 저장부(210)에 저장되어 있는 양극 전해액은 상기 전지셀(100)의 상기 양극 전극(110)으로 공급되며, 상기 음극 전해액 저장부(220)에 저장되어 있는 음극 전해액은 상기 전지셀(100)의 상기 음극 전극(120)으로 공급된다. Specifically, the positive electrode electrolyte stored in the positive electrode electrolyte storage unit 210 is supplied to the positive electrode 110 of the battery cell 100, and the negative electrode electrolyte stored in the negative electrode electrolyte storage unit 220 is It is supplied to the negative electrode 120 of the battery cell 100.

상기 전해액 탱크(200)에서부터 전해액 유로를 통해 상기 전지셀(100)에 공급된 전해액은, 상기 전지셀(100) 내부에서 반응한 이후에, 전해액 유로(300)를 통해 다시 상기 전해액 탱크(200)로 들어가 순환하게 된다. The electrolyte supplied from the electrolyte tank 200 to the battery cell 100 through the electrolyte flow path, after reacting inside the battery cell 100, through the electrolyte flow path 300 again the electrolyte tank 200 Go into and cycle.

상기 전해액 유로(300)는 상기 전지셀(100)과 상기 전해액 탱크(200)를 연결하는 것으로, 상기 전해액 유로(300)를 통해 상기 전지셀(100)로부터 상기 전해액 탱크(200)로 전해액이 이동하거나, 상기 전해액 탱크(200)로부터 상기 전지셀(100)로 전해액이 이동한다. 상기 전해액 유로(300)는, 상기 양극 전해액 저장부(210)와 상기 전지셀(100)의 상기 양극 전극(110)을 연결하는 양극 전해액 유로(310)와, 상기 음극 전해액 저장부(220)와 상기 음극 전극(120)을 연결하는 음극 전해액 유로(320)를 포함할 수 있다. The electrolyte flow path 300 connects the battery cell 100 and the electrolyte tank 200, and the electrolyte moves from the battery cell 100 to the electrolyte tank 200 through the electrolyte flow path 300. Or, the electrolyte moves from the electrolyte tank 200 to the battery cell 100. The electrolyte flow path 300 includes a positive electrode electrolyte flow path 310 connecting the positive electrode electrolyte storage unit 210 and the positive electrode 110 of the battery cell 100, and the negative electrode electrolyte storage unit 220. A cathode electrolyte passage 320 connecting the cathode electrode 120 may be included.

도 2를 참조하면, 상기 전해액 유로(300)에는 유체 제어부(400)가 포함될 수 있다. 상기 유체 제어부(400)는 전해액의 순환을 위해 사용되는 것으로, 전해액의 역류를 방지하고 전해액의 이송이 가능한 형태라면 다양한 구조가 적용될 수 있다. 가령, 상기 유체 제어부(400)는 펌프일 수 있으며, 상기 유체 제어부(400)는 외부에서 생성된 압력을 상기 전해액 유로(300)에 전달할 수 있는 장치일 수도 있다. Referring to FIG. 2, the electrolyte flow path 300 may include a fluid control unit 400. The fluid control unit 400 is used to circulate the electrolyte, and various structures may be applied as long as it prevents backflow of the electrolyte and transports the electrolyte. For example, the fluid control unit 400 may be a pump, and the fluid control unit 400 may be a device capable of transmitting pressure generated externally to the electrolyte flow path 300.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지는 2개 이상의 상기 전지 모듈(10)이 구비될 수 있는 것이다. 그러나 이와 같이 2개 이상의 상기 전지 모듈(10)을 사용하게 되면, 각각의 전지 모듈(10) 상태가 서로 불균일하게 되는 문제가 있다. Referring to FIG. 2, a redox flow battery using a balancing flow path according to an embodiment of the present invention may include two or more battery modules 10. However, when two or more of the battery modules 10 are used as described above, there is a problem in that the state of each battery module 10 becomes non-uniform.

구체적으로, 각각의 상기 전지 모듈(10)의 상기 전해액 탱크(200) 내부 압력은 레독스 흐름전지의 운영에 따라 서로 다르게 상승할 수 있으며, 이로 인해 전해액의 흐름이 느려지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 하나의 전지 모듈(10)에서 성능의 변화가 발생하면, 하나의 전지 모듈(10)에 의해 레독스 흐름전지 전체의 효율이 떨어지게 되는 문제가 있다. Specifically, the pressure inside the electrolyte tank 200 of each of the battery modules 10 may rise differently depending on the operation of the redox flow battery, which may cause a problem that the flow of the electrolyte is slowed down. In addition, when a change in performance occurs in one battery module 10, there is a problem that the efficiency of the entire redox flow battery is deteriorated by one battery module 10.

상기 밸런싱 유로(500)는 이를 방지하기 위해 구비되는 것이다. 도 3을 참조하면, 상기 밸런싱 유로(500)는 각각의 전지 모듈(10)의 전해액 탱크(200)를 서로 연통시킬 수 있는 것이다. The balancing flow path 500 is provided to prevent this. Referring to FIG. 3, the balancing flow path 500 is capable of communicating electrolyte tanks 200 of each battery module 10 with each other.

구체적으로, 상기 밸런싱 유로(500)는 하나의 전지 모듈(10)에 구비된 전해액 탱크(200)와 다른 하나의 전지 모듈(10)에 구비된 전해액 탱크(200)를 연통시키는 것으로, 동일한 방법으로 복수 개의 상기 전지 모듈(10)의 전해액 탱크(200)를 서로 연통시키는 것이다. Specifically, the balancing flow path 500 communicates the electrolyte tank 200 provided in one battery module 10 and the electrolyte tank 200 provided in the other battery module 10 in the same way. The electrolyte tanks 200 of the plurality of battery modules 10 are in communication with each other.

본 발명의 실시 예에 따라 각각의 전지 모듈(10)의 전해액 탱크(200)를 서로 연통시킬 수 있는 상기 밸런싱 유로(500)를 구비하면, 전지 모듈(10)의 내부 압력이 변화하는 상황에서도 상기 밸런싱 유로(500)를 통해 이를 균등하게 보정할 수 있게 되고, 이를 통해 전지 모듈(10) 사이의 압력 편차를 낮출 수 있게 된다. According to an embodiment of the present invention, when the balancing flow path 500 capable of communicating the electrolyte tank 200 of each battery module 10 with each other is provided, the internal pressure of the battery module 10 is also changed. Through the balancing flow path 500, it can be evenly corrected, and through this, the pressure deviation between the battery modules 10 can be lowered.

상기 전해액 탱크(200)에 저장되는 전해액은 수면을 형성할 수 있는데, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 밸런싱 유로(500)는 상기 수면의 상부에 형성될 수도 있으며, 상기 수면의 하부에 형성될 수도 있다. The electrolyte solution stored in the electrolyte tank 200 may form a water surface. According to an embodiment of the present invention, the balancing flow path 500 may be formed on the upper surface of the water surface, or may be formed on the lower surface of the water surface. It might be.

도 3 내지 도 5는 상기 전해액 탱크(200)에 저장되는 전해액이 수면을 형성할 때, 상기 밸런싱 유로(500)가 상기 수면의 상부에서 상기 전해액 탱크(200)와 연통되는 것을 나타내는 것이다. 도 3 내지 도 5와 같이 상기 밸런싱 유로(500)가 상기 수면의 상부에서 복수의 전지 모듈(10)의 전해액 탱크(200)를 연통시키면, 기상의 유체를 이동시킴에 따라 전지 모듈(10) 간의 압력 편차를 낮출 수 있게 된다. 3 to 5 illustrate that when the electrolyte stored in the electrolyte tank 200 forms a water surface, the balancing flow path 500 communicates with the electrolyte tank 200 at an upper portion of the water surface. 3 to 5, when the balancing flow path 500 communicates the electrolyte tanks 200 of the plurality of battery modules 10 at the upper portion of the water surface, the battery modules 10 are moved as the fluid in the gas phase is moved. The pressure deviation can be lowered.

도 6 내지 도 8은 상기 전해액 탱크(200)에 저장되는 전해액이 수면을 형성할 때, 상기 밸런싱 유로(500)가 상기 수면의 하부에서 상기 전해액 탱크(200)와 연통되는 것을 나타내는 것이다. 도 6 내지 도 8과 같이 상기 밸런싱 유로(500)가 상기 수면의 하부에서 복수의 전지 모듈(10)의 전해액 탱크(200)를 연통시키면, 액상의 유체를 이동시킴에 따라 전지 모듈(10) 간의 압력 편차를 낮출 수 있게 된다. 6 to 8 illustrate that when the electrolyte solution stored in the electrolyte tank 200 forms a water surface, the balancing flow path 500 communicates with the electrolyte tank 200 at a lower portion of the water surface. 6 to 8, when the balancing flow path 500 communicates the electrolyte tanks 200 of the plurality of battery modules 10 at the bottom of the water surface, the battery modules 10 are moved as the liquid fluid moves. The pressure deviation can be lowered.

레독스 흐름전지는 충방전에 따라 양극 및 음극 전해액이 전기적 중성을 기점으로 산화와 환원을 반복하게 되나, 일부 부반응으로 인하여 일부 전해액이 산화수가 정상적인 범주를 벗어나는 경우가 존재할 수 있다. 이 때 이상이 발생한 전해액의 이온의 일부를 서로 교환하게 되면 다시 정상적인 산화수로 회복이 될 수 있다. In the redox flow battery, the anode and cathode electrolytes repeat oxidation and reduction based on electrical neutrality depending on charging and discharging, but there may be cases in which some electrolytes fall outside the normal range due to some side reactions. At this time, if a part of the ions of the electrolytic solution having an abnormality are exchanged with each other, normal oxidized water may be recovered again.

본 발명의 실시 예에 따라 상기 전해액 탱크(200)에 저장되는 전해액이 수면을 형성할 때, 상기 밸런싱 유로(500)가 상기 수면의 하부에서 상기 전해액 탱크(200)와 연통되면, 상기 밸런싱 유로(500)를 통하여 일부 이온의 유통이 가능하게 된다. 이를 통해 상기 부반응에 의한 산화수 변화를 회복하는 것이 가능하게 되어 레독스 흐름전지의 수명을 현저하게 증가시킬 수 있는 장점이 있다. When the electrolyte solution stored in the electrolyte tank 200 forms a water surface according to an embodiment of the present invention, when the balancing flow path 500 communicates with the electrolyte tank 200 at the bottom of the water surface, the balancing flow path ( 500) enables the distribution of some ions. Through this, it is possible to recover the oxidation water change due to the side reaction, and thus, there is an advantage of significantly increasing the life of the redox flow battery.

즉, 본 발명의 실시 예에 따라 상기 전해액 탱크(200)에 저장되는 전해액이 수면을 형성할 때, 상기 밸런싱 유로(500)가 상기 수면의 하부에서 상기 전해액 탱크(200)와 연통되면, 전지 모듈(10) 간의 압력 편차를 낮추는 동시에 상기 부반응에 의한 산화수 변화를 회복할 수 있는 장점이 있다. That is, when the electrolyte stored in the electrolyte tank 200 according to an embodiment of the present invention forms a water surface, when the balancing flow path 500 communicates with the electrolyte tank 200 at the bottom of the water surface, the battery module (10) There is an advantage in that it is possible to restore the change in the oxidation number due to the side reaction while lowering the pressure deviation between.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 밸런싱 유로(500)는 상기 수면에 형성될 수도 있다. 도 9 내지 도 11은 상기 전해액 탱크(200)에 저장되는 전해액이 수면을 형성할 때, 상기 밸런싱 유로(500)가 상기 수면에서 상기 전해액 탱크(200)와 연통되는 것을 나타내는 것이다. 도 9 내지 도 11과 같이 상기 밸런싱 유로(500)가 상기 수면에서 복수의 전지 모듈(10)의 전해액 탱크(200)를 연통시키면, 기상의 유체 및 액상의 유체를 동시에 이동시킴에 따라 전지 모듈(10) 간의 압력 편차를 낮출 수 있게 되고, 동시에 상기 부반응에 의한 산화수 변화를 회복할 수도 있다. According to another embodiment of the present invention, the balancing flow path 500 may be formed on the water surface. 9 to 11 illustrate that when the electrolyte stored in the electrolyte tank 200 forms a water surface, the balancing flow path 500 communicates with the electrolyte tank 200 at the water surface. As illustrated in FIGS. 9 to 11, when the balancing flow path 500 communicates the electrolyte tanks 200 of the plurality of battery modules 10 at the water surface, the battery modules ( 10) It is possible to lower the pressure deviation between livers, and at the same time, it is possible to recover the change in oxidation number due to the side reaction.

도 3, 도 6, 도 9를 참조하면, 상기 밸런싱 유로(500)는 제1밸런싱 유로(510)와 제2밸런싱 유로(520)를 포함할 수 있다. 상기 제1밸런싱 유로(510)는 각각의 전지 모듈(10)의 양극 전해액 저장부(210)를 서로 연통시키는 것이며, 상기 제2밸런싱 유로(520)는 각각의 전지 모듈(10)의 음극 전해액 저장부(220)를 서로 연통시킬 수 있는 것이다. 3, 6, and 9, the balancing flow path 500 may include a first balancing flow path 510 and a second balancing flow path 520. The first balancing flow passage 510 communicates the positive electrode electrolyte storage portion 210 of each battery module 10 with each other, and the second balancing flow passage 520 stores the negative electrode electrolyte solution of each battery module 10. It is to be able to communicate with each other 220.

즉, 상기 제1밸런싱 유로(510)는 복수의 전지 모듈(10)의 양극 전해액 저장부(210) 만을 서로 연통시킬 수 있는 것이며, 상기 제2밸런싱 유로(520)는 복수의 전지 모듈(10)의 음극 전해액 저장부(220) 만을 서로 연통시킬 수 있는 것이다. 이와 같이 양극 전해액 저장부(210)와 음극 전해액 저장부(220)를 구별하여, 상기 제1밸런싱 유로(510)와 상기 제2밸런싱 유로(520)를 형성시키면, 양극 전해액과 음극 전해액이 혼합되는 것을 방지하면서 전지 모듈(10) 간의 압력 편차를 낮출 수 있게 된다. That is, the first balancing flow path 510 is capable of communicating only the positive electrode electrolyte storage portion 210 of the plurality of battery modules 10 with each other, and the second balancing flow path 520 has a plurality of battery modules 10. Only the negative electrode electrolyte storage portion 220 of the can communicate with each other. Thus, when the positive electrode electrolyte storage unit 210 and the negative electrode electrolyte storage unit 220 are distinguished to form the first balancing channel 510 and the second balancing channel 520, the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte are mixed. It is possible to lower the pressure deviation between the battery module 10 while preventing it.

상기 제1밸런싱 유로(510)와 상기 제2밸런싱 유로(520)는 도 3과 같이 상기 밸런싱 유로(500)가 전해액의 수면 상부에서 전해액 탱크를 연통시킬 때와, 도 6과 같이 상기 밸런싱 유로(500)가 전해액의 수면 하부에서 전해액 탱크를 연통시킬 때와, 도 9와 같이 상기 밸런싱 유로(500)가 전해액의 수면에서 전해액 탱크를 연통시킬 때 모두 사용될 수 있다. The first balancing flow path 510 and the second balancing flow path 520 are shown in FIG. 3 when the balancing flow path 500 communicates with the electrolyte tank at the upper surface of the electrolyte, and the balancing flow path as shown in FIG. 500) may be used both when communicating the electrolyte tank at the bottom of the water surface of the electrolyte, and when the balancing flow path 500 communicates the electrolyte tank at the water surface of the electrolyte as shown in FIG. 9.

상술한 바와 같이 양극 전해액 저장부(210)와 음극 전해액 저장부(220)의 혼합을 방지하기 위해 상기 제1밸런싱 유로(510)와 상기 제2밸런싱 유로(520)를 구별하여 사용할 수도 있지만, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 밸런싱 유로(500)는 하나의 전지 모듈(10)에서 양극 전해액 저장부(210)와 음극 전해액 저장부(220)를 연결하는 연결 유로(530)를 포함할 수도 있다. As described above, in order to prevent mixing of the positive electrode electrolyte storage unit 210 and the negative electrode electrolyte storage unit 220, the first balancing flow path 510 and the second balancing flow path 520 may be used separately. The balancing flow path 500 according to an embodiment of the present invention may include a connection flow path 530 connecting the positive electrode electrolyte storage portion 210 and the negative electrode electrolyte storage portion 220 in one battery module 10.

도 4, 도 7, 도 10을 참조하면, 상기 연결 유로(530)는 하나의 전지 모듈(10) 내부에서 양극 전해액 저장부(210)와 음극 전해액 저장부(220)를 연결하는 것으로, 상기 연결 유로(530)는 양극 전해액 저장부(210)와 음극 전해액 저장부(220)의 전해액 밸런스를 유지하기 위해 구비되는 것이다. 여기서, 전해액의 밸런스라 함은 물리적(수위, 부피, 비중 또는 질량 등) 또는 화학적 (농도 또는 산화수 등) 밸런스를 의미한다.4, 7, and 10, the connection flow path 530 is to connect the positive electrode electrolyte storage unit 210 and the negative electrode electrolyte storage unit 220 in one battery module 10, the connection The flow path 530 is provided to maintain the electrolyte balance between the anode electrolyte storage unit 210 and the cathode electrolyte storage unit 220. Here, the balance of the electrolytic solution means a physical (water level, volume, specific gravity or mass, etc.) or chemical (concentration or oxidation water, etc.) balance.

상기 연결 유로(530)를 사용하면, 양극 전해액 저장부(210)와 음극 전해액 저장부(220)의 압력 차이에 의한 유량 변화로 인한 성능 변화를 억제할 수 있어 전지 모듈(10)의 효율을 상승시킬 수 있다. 특히, 양극 전해액 저장부(210) 또는 음극 전해액 저장부(220)에서 어느 하나의 유량이 다른 하나에 비해 현저하게 느려질 경우에 발생하는 전지의 용량 저하 또는 출력 저하의 문제 등을 억제할 수 있게 된다. When the connection flow path 530 is used, performance change due to a flow rate change due to a pressure difference between the positive electrode electrolyte storage unit 210 and the negative electrode electrolyte storage unit 220 can be suppressed, thereby increasing the efficiency of the battery module 10 I can do it. In particular, it is possible to suppress a problem such as a decrease in capacity or a decrease in output of a battery that occurs when a flow rate of one of the positive electrode electrolyte storage units 210 or the negative electrode electrolyte storage units 220 is significantly slower than the other. .

도 5, 도 8, 도 11을 참조하면, 상기 밸런싱 유로(500)는 이와 같은 상기 연결 유로(530)를 포함하면서, 각각의 전지 모듈(10)의 전해액 탱크(200)를 서로 연통시킬 수 있는 것이다. 즉, 상기 밸런싱 유로(500)는 하나의 전지 모듈(10)의 양극 전해액 저장부(210) 및 음극 전해액 저장부(220)와 동시에 연통되면서, 다른 하나의 전지 모듈(10)의 양극 전해액 저장부(210) 및 음극 전해액 저장부(220)와 동시에 연통될 수 있는 것이다. 5, 8, and 11, the balancing flow path 500 may include the connection flow path 530 and communicate the electrolyte tanks 200 of each battery module 10 with each other. will be. That is, while the balancing flow path 500 communicates simultaneously with the positive electrode electrolyte storage unit 210 and the negative electrode electrolyte storage unit 220 of one battery module 10, the positive electrode electrolyte storage unit of the other battery module 10 It is possible to communicate with the 210 and the cathode electrolyte storage 220 at the same time.

상기 연결 유로(530)를 포함하는 상기 밸런싱 유로(500)를 사용하면, 양극 전해액 저장부(210)와 음극 전해액 저장부(220)의 전해액 밸런스를 유지함과 동시에, 전지 모듈(10) 간의 압력 편차를 낮출 수 있는 장점이 있다. When the balancing flow path 500 including the connection flow path 530 is used, while maintaining the electrolyte balance of the positive electrode electrolyte storage portion 210 and the negative electrode electrolyte storage portion 220, the pressure deviation between the battery modules 10 It has the advantage of lowering.

상기 연결 유로(530)를 포함하는 상기 밸런싱 유로(500)는 도 5와 같이 상기 밸런싱 유로(500)가 전해액의 수면 상부에서 전해액 탱크를 연통시킬 때와, 도 8과 같이 상기 밸런싱 유로(500)가 전해액의 수면 하부에서 전해액 탱크를 연통시킬 때와, 도 11과 같이 상기 밸런싱 유로(500)가 전해액의 수면에서 전해액 탱크를 연통시킬 때 모두 사용될 수 있다. The balancing flow path 500 including the connection flow path 530 is when the balancing flow path 500 communicates with the electrolyte tank at the upper surface of the electrolyte as shown in FIG. 5, and the balancing flow path 500 as shown in FIG. A may be used both when communicating the electrolyte tank at the bottom of the surface of the electrolyte, and when the balancing flow path 500 communicates the electrolyte tank at the surface of the electrolyte as shown in FIG.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 밸런싱 유로(500)는, 상기 밸런싱 유로(500)의 개폐를 조절할 수 있는 조절 밸브(미도시)를 포함할 수도 있다. 상기 조절 밸브는 상기 밸런싱 유로(500)를 개폐할 수 있다면 다양한 장치가 사용될 수 있는 것으로, 상기 조절 밸브는 전해액의 산성에 의해 손상되지 않도록 내화학성을 갖는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. The balancing flow path 500 according to an embodiment of the present invention may include a control valve (not shown) that can adjust opening and closing of the balancing flow path 500. The control valve may be a variety of devices that can be used to open and close the balancing flow path 500, the control valve is preferably made of a material having chemical resistance so as not to be damaged by the acidity of the electrolyte.

상기 조절 밸브는 레독스 흐름전지의 운영 조건에 따라 상기 밸런싱 유로(500)를 개폐할 수 있는 것으로, 레독스 흐름전지의 운영 조건에 따라 상기 밸런싱 유로(500)의 다양한 지점에 설치되면서, 상기 밸런싱 유로(500)를 개폐할 수 있다. 상기 조절 밸브는 하나만 사용될 수 있으며, 복수 개의 조절 밸브가 사용될 수도 있다. The regulating valve is capable of opening and closing the balancing flow path 500 according to the operating conditions of the redox flow battery, and is installed at various points of the balancing flow path 500 according to the operating conditions of the redox flow battery, and the balancing The flow path 500 can be opened and closed. Only one regulating valve may be used, and a plurality of regulating valves may be used.

상술한 본 발명의 실시 예에 따른 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지는 다음과 같은 효과가 있다. The redox flow battery using the balancing flow path according to the embodiment of the present invention described above has the following effects.

본 발명의 실시 예에 따른 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지는 복수 개의 전지 모듈(10)을 사용하는 레독스 흐름전지에서 각각의 전지 모듈(10)의 전해액 탱크(200)를 밸런싱 유로(500)를 통해 연결함에 따라 기상 또는 액상의 유체가 전지 모듈 사이를 이동하게 할 수 있고, 이를 통해 전지 모듈(10) 사이의 압력 편차를 낮출 수 있는 장점이 있다. Redox flow batteries using a balancing flow path according to an embodiment of the present invention in a redox flow battery using a plurality of battery modules 10, the electrolyte tank 200 of each battery module 10 in the balancing flow path 500 ), it is possible to allow the gaseous or liquid fluid to move between the battery modules, thereby lowering the pressure deviation between the battery modules 10.

또한, 본 발명의 실시 예에 따라 밸런싱 유로(500)를 전해액 탱크(200)의 수면 하부에서 전해액 탱크(200)와 연통시키면, 전지 모듈(10) 간의 압력 편차를 낮춤과 동시에 레독스 흐름전지의 운영도중 발생할 수 있는 부반응에 의한 산화수 변화를 회복할 수 있다. 이와 같이 각각의 전지 모듈(10) 사이의 압력 편차를 낮춤에 따라 레독스 흐름전지의 충방전 용량 및 레독스 흐름 전지의 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, when the balancing flow path 500 communicates with the electrolyte tank 200 at the bottom of the water surface of the electrolyte tank 200, the pressure deviation between the battery modules 10 is lowered and the redox flow battery It is possible to recover the change in oxidized water caused by side reactions that may occur during operation. As described above, as the pressure deviation between each battery module 10 is lowered, there is an advantage of improving the charge/discharge capacity of the redox flow battery and the efficiency of the redox flow battery.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지는 밸런싱 유로(500)를 통해 전지 모듈(10)에서 필요 이상으로 압력이 상승하는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해 구동 중 전지 모듈(10) 사이에서 동일한 수준의 압력을 유지할 수 있게 되고, 전지 모듈(10) 사이에서 동일한 수준의 압력이 유지됨에 따라 펌프의 부하 소요를 낮춰 레독스 흐름전지의 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, the redox flow battery using the balancing flow path according to the embodiment of the present invention can prevent the pressure from being increased more than necessary in the battery module 10 through the balancing flow path 500. Through this, it is possible to maintain the same level of pressure between the battery modules 10 during operation, and as the pressure of the same level is maintained between the battery modules 10, the load requirement of the pump is lowered to improve the efficiency of the redox flow battery. There is an advantage that can be made.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 많은 변형이 제공될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위를 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be provided without departing from the scope of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

10...전지 모듈 100...전지셀
110...양극 전극 120...음극 전극
130...분리막 140...분리판
150...집전판 151...양극 집전판
152...음극 집전판 200...전해액 탱크
210...양극 전해액 저장부 220...음극 전해액 저장부
300...전해액 유로 310...양극 전해액 유로
320...음극 전해액 유로 400...유체 제어부
500...밸런싱 유로 510...제1밸런싱 유로
520...제2밸런싱 유로 530...연결 유로10...Battery module 100...Battery cell
110...Positive electrode 120...Positive electrode
130...separator 140...separator
150... current collector 151... positive electrode current collector
152...cathode current collector 200...electrolyte tank
210... positive electrode electrolyte storage unit 220... negative electrode electrolyte storage unit
300...Electrolyte flow path 310...Positive electrolyte flow path
320...cathode electrolyte flow path 400...fluid control
500...balancing euro 510...first balancing euro
520...second balancing euro 530...connection euro

Claims (7)

내부에 양극 전극과 음극 전극을 포함하는 전지셀;과
양극 전해액이 저장되는 양극 전해액 저장부와 음극 전해액이 저장되는 음극 전해액 저장부를 포함하는 전해액 탱크;와
상기 전해액 탱크와 상기 전지셀을 연결하여 전해액이 이송되는 전해액 유로;를 구비하는 전지 모듈을 포함하며,
상기 전지 모듈은 2개 이상이 구비되며,
각각의 전지 모듈의 전해액 탱크를 서로 연통시키는 밸런싱 유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지.Battery cell including an anode electrode and a cathode electrode therein; And
An electrolyte tank including an anode electrolyte storage unit in which the anode electrolyte is stored and a cathode electrolyte storage unit in which the anode electrolyte is stored; and
And an electrolyte passage through which the electrolyte is transferred by connecting the electrolyte tank and the battery cell;
The battery module is provided with two or more,
Redox flow battery using a balancing flow path, characterized in that it comprises; a balancing flow path for communicating the electrolyte tank of each battery module to each other. 제1항에 있어서,
상기 전해액 탱크에 저장되는 전해액은 수면을 형성하며,
상기 밸런싱 유로는 수면의 상부에서 상기 전해액 탱크와 연통되는 것을 특징으로 하는 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지.According to claim 1,
The electrolyte solution stored in the electrolyte tank forms a water surface,
The balancing flow path is a redox flow battery using a balancing flow path, characterized in that communicating with the electrolyte tank at the top of the water surface. 제1항에 있어서,
상기 전해액 탱크에 저장되는 전해액은 수면을 형성하며,
상기 밸런싱 유로는 수면의 하부에서 상기 전해액 탱크와 연통되는 것을 특징으로 하는 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지.According to claim 1,
The electrolyte solution stored in the electrolyte tank forms a water surface,
The balancing flow path is a redox flow battery using a balancing flow path, characterized in that communicating with the electrolyte tank at the bottom of the water surface. 제1항에 있어서,
상기 전해액 탱크에 저장되는 전해액은 수면을 형성하며,
상기 밸런싱 유로는 수면에서 상기 전해액 탱크와 연통되는 것을 특징으로 하는 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지.According to claim 1,
The electrolyte solution stored in the electrolyte tank forms a water surface,
The balancing flow path is a redox flow battery using a balancing flow path, characterized in that communicating with the electrolyte tank at the water surface. 제1항에 있어서,
상기 밸런싱 유로는, 상기 밸런싱 유로의 개폐를 조절할 수 있는 조절 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지.According to claim 1,
The balancing flow path, a redox flow battery using a balancing flow path, characterized in that it comprises a control valve for adjusting the opening and closing of the balancing flow path. 제1항에 있어서,
상기 밸런싱 유로는,
각각의 전지 모듈의 양극 전해액 저장부를 서로 연통시키는 제1밸런싱 유로와,
각각의 전지 모듈의 음극 전해액 저장부를 서로 연통시키는 제2밸런싱 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지.According to claim 1,
The balancing flow path,
A first balancing flow path communicating with the anode electrolyte storage portion of each battery module,
Redox flow battery using a balancing flow path, characterized in that it comprises a second balancing flow path to communicate with each other negative electrode electrolyte storage portion of each battery module. 제1항에 있어서,
상기 밸런싱 유로는,
하나의 전지 모듈에서 양극 전해액 저장부와 음극 전해액 저장부를 연결하는 연결 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸런싱 유로를 사용하는 레독스 흐름전지.According to claim 1,
The balancing flow path,
Redox flow battery using a balancing flow path, characterized in that it comprises a connecting flow path connecting the anode electrolyte storage section and the cathode electrolyte storage section in one battery module.
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