(57)【要約】本発明により、セル抵抗の低いレドックスフロー電池が提供される。このレドックスフロー電池は、イオン交換膜と、集電板と、前記イオン交換膜と前記集電板との間に配置される電極とを備え、前記電極に電解液を流通させて充放電を行うレドックスフロー電池である。前記電極は、前記集電板側から順に、第１電極部と第２電極部とを有する。前記第２電極部は、前記イオン交換膜側から見て、前記第１電極部を全て覆い、前記第１電極部より面積が広い。前記集電板は、前記電極側の面に、前記第１電極部が嵌る収容領域を形成する周縁壁を有する。前記第２電極部は、前記周縁壁の前記イオン交換膜側の面の少なくとも一部を覆う。
2018026005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン交換膜と、集電板と、前記イオン交換膜と前記集電板との間に配置される電極とを備え、前記電極に電解液を流通させて充放電を行うレドックスフロー電池であって、
前記電極は、前記集電板側から順に、第１電極部と第２電極部とを有し、
前記第２電極部は、前記イオン交換膜側から見て、前記第１電極部を全て覆い、前記第１電極部より面積が広く、
前記集電板は、前記電極側の面に、前記第１電極部が嵌る収容領域を形成する周縁壁を有し、
前記第２電極部は、前記周縁壁の前記イオン交換膜側の面の少なくとも一部を覆う、レドックスフロー電池。
【請求項２】
前記第２電極部は、前記周縁壁のイオン交換膜側の全面を覆う、請求項１のレドックスフロー電池。
【請求項３】
前記第１電極部と前記第２電極部とが異なる導電性シートからなる、請求項１又は２のいずれかに記載のレドックスフロー電池。
【請求項４】
前記第２電極部の電解液の透過率は、前記第１電極部の電解液の透過率より低い、請求項１〜３のいずれか一項に記載のレドックスフロー電池。
【請求項５】
前記第２電極部は、繊維径が１μｍ以下のカーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブシートであり、
前記第１電極部は、繊維径が１μｍ以上の炭素繊維を含むカーボンフェルト又はカーボンペーパーである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のレドックスフロー電池。
【請求項６】
前記周縁壁で囲まれた領域が複数並列している、請求項１〜５のいずれか一項に記載のレドックスフロー電池。
【請求項７】
前記電極は、前記第２電極部の前記イオン交換膜側に、さらに導電性シートを有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のレドックスフロー電池。
【請求項８】
前記周縁壁は、前記第２電極部を支持する第１段部と、前記第２電極部の前記イオン交換膜側に設けられた導電性シートを支持する第２段部と、を有する、請求項７に記載のレドックスフロー電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レドックスフロー電池に関する。
本願は、２０１６年８月４日に、日本に出願された特願２０１６−１５３６９６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
大容量蓄電池として、レドックスフロー電池が知られている。一般に、レドックスフロー電池は、電解液を隔てるイオン交換膜と、そのイオン交換膜の両側に設けられた電極とを有する。レドックスフロー電池では、この電極で酸化反応と還元反応とを同時に進めることにより充放電が行われる。【０００３】
レドックスフロー電池は、全体のエネルギー効率を高めるために、内部抵抗（セル抵抗）の低減と、電解液を電極に透過させる際の圧力損失の低減とが求められている。【０００４】
例えば、下記特許文献１及び特許文献２は、集電板に電解液の流路となる溝部を形成することで、内部抵抗の低減を実現している。図１０Ａは、特許文献１及び特許文献２に記載のレドックスフロー電池に設けられた溝部の平面図である。図１０Ｂは、図１０Ａ中に示すＸ−Ｘ平面で切断した要部の断面図である。【０００５】
図１０Ａに示すレドックスフロー電池は、流入口に繋がる第１の櫛形溝部Ｍ１と、流出口に繋がる第２の櫛形溝部Ｍ２とを有する。流入口から供給された電解液は、第１の櫛形溝部Ｍ１を満たし（流れｆ１）、第２の櫛形溝部Ｍ２に流出し、第２の櫛形溝部Ｍ２に沿って流出口から排出される（流れｆ２）。第１の櫛形溝部Ｍ１と第２の櫛形溝部Ｍ２との間では、図１０Ｂに示すように、電解液は電極Ｅを介して流れる（流れｆ３）。【０００６】
図１０Ａ及び図１０Ｂに示すレドックスフロー電池は、電極Ｅの面内において電解液の供給状態を均一にすることが本質的にできない。具体的には、図１０Ｂに示すように、第１の櫛形溝部Ｍ１の直上に位置する第１部Ｄ１と、第１の櫛形溝部Ｍ１と第２の櫛形溝部Ｍ２との間に位置する第２部Ｄ２とでは、電解液の供給状態が異なる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−１２２２３１号公報
【特許文献２】特表２０１５−５０５１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電極の面内における電解液の供給状態の違いは、レドックスフロー電池のセル抵抗の上昇の原因となる。これは、充放電時において電極全面を最大限利用することができなくなるためである。そこで、レドックスフロー電池において電極の面内方向に電解液を均一に供給できる構成が求められている。【０００９】
本発明の一つの態様は、上記問題に鑑みてなされたものであり、電解液の流れが不均一な部分を無くし、セル抵抗の低いレドックスフロー電池を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、電極を集電板に対し所定の配置とすることで、電解液が短絡する短絡路が形成されることを避け、電解液の流れを均一にできることを見出した。そして、電解液の流れが均一化することで、セル抵抗を小さくできることを見出した。
すなわち、本発明の一つの態様は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。【００１１】
（１）第１の態様にかかるレドックスフロー電池は、イオン交換膜と、集電板と、前記イオン交換膜と前記集電板との間に配置される電極とを備え、前記電極に電解液を流通させて充放電を行うレドックスフロー電池である。前記電極は、前記集電板側から順に、第１電極部と第２電極部とを有する。前記第２電極部は、前記イオン交換膜側から見て、前記第１電極部を全て覆い、前記第１電極部より面積が広い。前記集電板は、前記電極側の面に、前記第１電極部が嵌る収容領域を形成する周縁壁を有する。前記第２電極部は、前記周縁壁の前記イオン交換膜側の面の少なくとも一部を覆う。【００１２】
（２）上記態様にかかるレドックスフロー電池において、前記第２電極部は、前記周縁壁のイオン交換膜側の全面を覆っていてもよい。【００１３】
（３）上記態様にかかるレドックスフロー電池において、前記第１電極部と前記第２電極部とが異なる導電性シートからなっていてもよい。【００１４】
（４）上記態様にかかるレドックスフロー電池において、前記第２電極部の電解液の透過率は、前記幅狭部の電解液の透過率より低くてもよい。【００１５】
（５）上記態様にかかるレドックスフロー電池において、前記第２電極部は、繊維径が１μｍ以下のカーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブシートであり、前記第１電極部は、繊維径が１μｍ以上の炭素繊維を含むカーボンフェルト又はカーボンペーパーであってもよい。【００１６】
（６）上記態様にかかるレドックスフロー電池において、前記周縁壁で囲まれた領域が複数並列していてもよい。【００１７】
（７）上記態様にかかるレドックスフロー電池において、前記電極は、前記第２電極部の前記イオン交換膜側に、さらに導電性シートを有していてもよい。【００１８】
（８）上記態様にかかるレドックスフロー電池において、前記周縁壁は、前記第２電極部を支持する第１段部と、前記第２電極部の前記イオン交換膜側に設けられた導電性シートを支持する第２段部と、を有していてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の一態様に係るレドックスフロー電池は、不均一な電解液の流れの原因となる短絡路が形成されることを避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態にかかるレドックスフロー電池の断面模式図である。
【図２】第１実施形態にかかるレドックスフロー電池のセルフレーム内に収納された集電板を積層方向から平面視した図である。
【図３Ａ】第１実施形態にかかるレドックスフロー電池の集電体を図２中に示すＡ−Ａ面で切断した断面模式図である。
【図３Ｂ】第１実施形態にかかるレドックスフロー電池の集電体を図２中に示すＢ−Ｂ面で切断した断面模式図である。
【図４Ａ】第１実施形態にかかるレドックスフロー電池を図２中に示すＡ−Ａ面で切断した断面模式図である。
【図４Ｂ】第１実施形態にかかるレドックスフロー電池を図２中に示すＢ−Ｂ面で切断した断面模式図である。
【図５Ａ】第１実施形態にかかるレドックスフロー電池の電解液の流れを積層方向から平面視した図である。
【図５Ｂ】図５Ａ中に示すＢ−Ｂ面で切断した断面図である。
【図６】第１実施形態にかかるレドックスフロー電池の要部を示した図である。
【図７】電極が幅広部を有さず、電極が周縁壁の頂面を覆っていないレドックスフロー電池の要部を示した図である。
【図８】電極が周縁壁の頂面を覆っているが、幅狭部を有さず、凹部に電極が嵌っていないレドックスフロー電池の要部を示した図である。
【図９】第２実施形態にかかるレドックスフロー電池の断面模式図である。
【図１０Ａ】特許文献１及び特許文献２に記載のレドックスフロー電池に設けられた溝部の平面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａ中に示すＸ−Ｘ平面で切断した要部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、レドックスフロー電池について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。
以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。また、以下の説明において例示される材質、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００２２】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかるレドックスフロー電池１００の断面模式図である。
図１に示すレドックスフロー電池１００は、イオン交換膜１０と、集電板２０と、電極３０とを有する。集電板２０と電極３０とは、セルフレーム４０によって外周を囲まれている。電極３０は、イオン交換膜１０と集電板２０とセルフレーム４０とによって形成された電極室Ｋ内に設けられている。セルフレーム４０は、電極室Ｋに供給される電解液が外部に漏れ出すのを防ぐ。
【００２３】
図１に示すレドックスフロー電池１００は、複数のセルＣＥが積層されたセルスタック構造を有する。セルＣＥの積層数は、用途に応じて適宜変更することができ、単セルのみとしてもよい。セルＣＥを複数直列接続することで、実用的な電圧が得られる。一つのセルＣＥは、イオン交換膜１０と、イオン交換膜１０を挟む正極及び負極として機能する二つの電極３０と、二つの電極３０を挟む集電板２０とを含む。
【００２４】
以下、セルＣＥが積層されるセルスタック構造の積層方向を単に「積層方向」、セルスタック構造の積層方向に垂直な面方向を「面内方向」と言うことがある。
【００２５】
「イオン交換膜」
イオン交換膜１０は、陽イオン交換膜を用いることができる。具体的な陽イオン交換膜の材料としては、スルホン酸基を有するパーフルオロカーボン重合体、スルホン酸基を有する炭化水素系高分子化合物、リン酸などの無機酸をドープさせた高分子化合物、一部がプロトン伝導性の官能基で置換された有機／無機ハイブリッドポリマー、高分子マトリックスにリン酸溶液や硫酸溶液を含浸させたプロトン伝導体等が挙げられる。これらのうち、スルホン酸基を有するパーフルオロカーボン重合体を用いることが好ましく、ナフィオン（登録商標）を用いることがより好ましい。
【００２６】
「集電板」
集電板２０は、電極３０に電子を授受する役割を持つ集電体である。集電板２０は、双極板と言われることもある。
【００２７】
集電板２０は、導電性を有する材質として、例えば炭素を含有する導電性材料を用いることができる。具体的な導電性材料としては、黒鉛と有機高分子化合物とからなる導電性樹脂、もしくは黒鉛の一部をカーボンブラックとダイヤモンドライクカーボンの少なくとも１つに置換した導電性樹脂、カーボンと樹脂とを混練成形した成形材等が挙げられる。これらのうち、カーボンと樹脂とを混練成形した成形材を用いることが好ましい。
【００２８】
図２は、セルフレーム４０内に収納された集電板２０を積層方向から平面視した図である。また、図３Ａは、セルフレーム４０内に収納された集電板２０を図２中に示すＡ−Ａ面に沿って切断した断面図である。図３Ｂは、セルフレーム４０内に収納された集電板２０を図２中に示すＢ−Ｂ面に沿って切断した断面図である。
【００２９】
集電板２０のイオン交換膜１０側の面には、凹部２０Ａを囲む周縁壁２１が設けられている。周縁壁２１で囲まれた凹部２０Ａの内側には、周縁壁２１の開口部２１ｉから電解液が供給される。凹部２０Ａのうち、電極３０の一部が収容される領域が収容領域２０Ｂである。図３Ａ及び図３Ｂにおいては、収容領域２０Ｂは、周縁壁２１と内部壁２２によって形成されている。
【００３０】
周縁壁２１で囲まれた凹部２０Ａの内側には、内部壁２２が設けられている。内部壁２２は、流入部において電解液が流れる流路Ｃを構成する。内部壁２２によって形成される流路Ｃは、特に限定されない。
【００３１】
図２に示す内部壁２２は、流路Ｃが開口部２１ｉから一方向に延在する第１流路Ｃ１と、第１流路Ｃ１に繋がり第１流路Ｃ１から交差する方向に分岐する第２流路Ｃ２とを有する。当該構成は、供給された電解液が第１流路Ｃ１に沿って流れると共に、第２流路Ｃ２に広がるように流れる。すなわち、電解液が凹部２０Ａの面内方向に広がりやすい。
【００３２】
ここで、集電板２０の構成は、図２の構成に限られず、種々の構成をとることができる。
【００３３】
「電極」
図４Ａは、第１実施形態にかかるレドックスフロー電池１００を図２中に示すＡ−Ａ面で切断した断面模式図である。図４Ｂは、第１実施形態にかかるレドックスフロー電池１００を図２中に示すＢ−Ｂ面で切断した断面模式図である。
【００３４】
電極３０は、集電板２０側から順に、第１電極部３１と、第２電極部３２とを有する。第２電極部３２は、イオン交換膜１０側から見て、第１電極部３１を全て覆う。第２電極部３２の面積は、第１電極部３１より広い。以下、「第１電極部」を「幅狭部」、「第２電極部」を「幅広部」と言う。
【００３５】
図４Ａ及び図４Ｂにおいて、幅狭部３１は、集電板２０の収容領域２０Ｂに嵌る部分であり、周縁壁２１の頂面２１ａより集電板２０側の部分である。幅広部３２は、電極３０から幅狭部３１を除く部分であり、周縁壁２１の頂面２１ａよりイオン交換膜１０側の部分である。
【００３６】
幅狭部３１と幅広部３２とは、一体化されていてもよいし、異なる複数の導電性シートが積層されたものであってもよい。
【００３７】
幅広部３２は、周縁壁２１の頂面２１ａ上に載置されている。幅広部３２は、頂面２１ａの少なくとも一部を覆えばよく、全面を覆っていることが好ましい。幅広部３２が頂面２１ａを覆うことで、後述する電解液の流れに、短絡路が形成されることを抑制できる。
【００３８】
電極３０には、炭素繊維を含む導電性シートを用いることができる。ここで言う炭素繊維とは、繊維状炭素であり、例えばカーボンファイバー、カーボンナノチューブ等が挙げられる。電極３０が炭素繊維を含むことで、電解液と電極３０との接触面積を増し、レドックスフロー電池１００の反応性が高まる。特に、径が１μｍ以下のカーボンナノチューブを電極３０が含む場合、電解液との接触面積を大きくできる点が好ましい。これは、カーボンナノチューブの繊維径が小さいためである。また、径が１μｍ以上のカーボンファイバーを電極３０が含む場合、その導電性シートが強く、破れにくくなる点が好ましい。炭素繊維を含む導電性のシートとしては、例えば、カーボンフェルト、カーボンペーパー、カーボンナノチューブシート等を用いることができる。
【００３９】
幅狭部３１は、幅広部３２より通液性が高いことが好ましい。幅狭部３１の通液性が幅広部３２の通液性より高いと、電極室Ｋ内に流入した電解液の流れが幅広部３２によって阻まれ、電解液が面内方向に広がる。電解液が凹部２０Ａの面内方向の全面に広がると、電極３０の全面を用いて充放電反応を行うことができ、セル抵抗が低下し、充放電容量が向上する。
【００４０】
通液性は、ダルシー則の透過率（以下、単に透過率と言うことがある。）により評価できる。ダルシー則は、多孔性媒体の透過率を表すのに用いられるのが一般的であるが、便宜上、多孔性材料以外の部材にも適用する。その際、不均一で異方性のある部材については、最も低い透過率となる方向の透過率を採用する。
【００４１】
ダルシー則の透過率ｋ（ｍ２）は、粘度μ（Ｐａ・ｓｅｃ）の液を通液させる部材の断面積Ｓ（ｍ２）、部材の長さＬ（ｍ）と、流量Ｑ（ｍ３／ｓｅｃ）を通液した際の部材の液流入側と液流出側との差圧ΔＰ（Ｐａ）から、次式で表される液体の透過流束（ｍ／ｓｅｃ）の関係より算出される。
【００４２】
【数１】
2018026005.tif 000003
【００４３】
幅狭部３１の透過率は、幅広部３２の透過率と比べて、１００倍以上であることが好ましく、３００倍以上であることがより好ましく、１０００倍以上であることがさらに好ましい。当該関係を実現できる具体的な例としては、幅狭部３１として、繊維径が１μｍ以上の炭素繊維等により構成されたカーボンフェルト、カーボンペーパー等を用い、幅広部３２として、繊維径が１μｍ以下のカーボンナノチューブ等により構成されたカーボンナノチューブシート等を用いる場合が挙げられる。なお、幅狭部３１の透過率は、面内方向の透過率を意味する。一方、幅広部３２の透過率は、積層方向（面内方向の法線方向）の透過率を意味する。
【００４４】
「レドックスフロー電池の動作」
図５Ａ及び図５Ｂを用いて、レドックスフロー電池１００の動作の一例を説明する。図５Ａは、第１実施形態にかかるレドックスフロー電池１００の電解液の流れを積層方向から平面視した図である。図５Ｂは、図５Ａ中に示すＢ−Ｂ面で切断した断面図である。図５Ｂでは、理解を容易にするために内部壁２２を点線で図示している。
【００４５】
レドックスフロー電池１００の電極室Ｋには、セルフレーム４０に設けられた流入口から電解液が供給される。電極室Ｋ内に供給された電解液は、電極室Ｋ内の電極３０と反応する。反応時に生じたイオンは、イオン交換膜１０を介して電極３０間を流通し、充放電を行う。反応後の電解液は、セルフレーム４０に設けられた流出口から排出される。
【００４６】
電極室Ｋの内側においては、電解液が周縁壁２１の開口部２１ｉから凹部２０Ａ内に供給される（流れｆ１１）。供給された電解液は、内部壁２２に沿って流れ凹部２０Ａの面内方向に広がる（流れｆ１２）。そして、電解液は、電極３０を通って排出路２３から排出される（流れｆ１３）。
【００４７】
以下、凹部２０Ａから排出路２３に至る電解液の流れについて具体的に説明する。
図６は、本実施形態にかかるレドックスフロー電池１００の要部を示した図である。図６に示すように、幅狭部３１は、凹部２０Ａの収容領域２０Ｂに嵌合する。そのため、電極室Ｋ内に供給された電解液は、電極３０内を通過せずに排出路２３に至ることはできない。
【００４８】
ここで、周縁壁２１と幅狭部３１との界面を通過した後に、電極３０内を通過せずに、周縁壁２１の頂面と幅広部３２との界面を電解液が通過する短絡路が形成されることも考えられる。しかしながら、セルの積層方向には圧力が加わっているため、電極３０と周縁壁２１との間の隙間は少なく、この部分に短絡路はできにくい。さらに、周縁壁２１と幅狭部３１との界面を通過する電解液の流れ方向と、周縁壁２１の頂面と幅広部３２との界面を通過する電解液の流れ方向とは、交差しており、このような短絡路はほとんど形成されない。
【００４９】
これに対し、図７は、電極３５が幅広部を有さず、電極３５が周縁壁２１の頂面を覆っていないレドックスフロー電池の要部における電解液の流れを示した図である。図７では、図６との対応をとるために、電極３５を２層で図示している。すなわち、２層の電極３５は、集電体２０側から第１電極層３５Ａ、第２電極層３５Ｂとする。
【００５０】
図７に示すように、周縁壁２１の頂面を電極３５が覆っていない場合は、凹部２０Ａと電極３５との間の界面を介して電解液が排出路２３に至る。この流路は、電極３５内を通過せず、反応に寄与しない短絡路である。
【００５１】
短絡路の通液抵抗は、電極３５を介して排出路２３に至る流路より通液抵抗が低い。そのため、多くの電解液は短絡路を経由して排出路２３に流れる。短絡路に多くの電解液が流れると、電解液の流れが不均一になり、電極３５の面内全面に均一に電解液が行き渡らなくなる。その結果、電極全面が反応に寄与することができず、セル抵抗が上昇する。
【００５２】
また、図８は、電極３６が周縁壁２１の頂面を覆っているが、幅狭部３１を有さず、凹部２０Ａに電極が嵌っていないレドックスフロー電池の要部における電解液の流れを示した図である。図８でも、図６との対応をとるために、電極３６を２層で図示している。すなわち、２層の電極３６は、集電体２０側から第１電極層３６Ａ、第２電極層３６Ｂとする。
【００５３】
図８に示すレドックスフロー電池では、凹部２０Ａに電極３６が嵌合していない。そのため、電極３６と周縁壁２１の頂面との間を介して通液する短絡路が形成される。セルの積層方向には圧力が加わっているため、電極３６と周縁壁２１との間の隙間は少ない。しかしながら、流体である電解液にとっては隙間が全くないことはない。また、図６の場合と異なり、電解液の流れが一方向であり、流れが阻害され難い。
【００５４】
また、図８に示すレドックスフロー電池において、集電板２０側の第１電極層３６Ａの通液性がイオン交換膜１０側の第２電極層３６Ｂの通液性より高い場合、電解液の多くは第１電極層３６Ａを通液する。すなわち、第２電極層３６Ｂが反応に寄与することができず、セル抵抗が上昇する。
【００５５】
上述のように、第１実施形態にかかるレドックスフロー電池１００によれば、電解液が電極３０内を通過しない短絡路が形成されることを避けることができる。そのため、第１実施形態にかかるレドックスフロー電池１００は、電解液を面内方向に均一に供給でき、セル抵抗が低減する。
【００５６】
（第２実施形態）
図９は、第２実施形態にかかるレドックスフロー電池の要部を拡大した拡大模式図である。第２実施形態にかかるレドックスフロー電池は、電極３０が三層構造で、周縁壁２１が２段構成となっている点が、第１実施形態にかかるレドックスフロー電池１００と異なる。その他の構成は同様であり、同一の構成には同一の符号を付している。また図９では、イオン交換膜１０を挟んで一方の電極３７の構成のみを図示している。実際には、イオン交換膜１０を挟んで、同様の構成が形成されている。
【００５７】
図９に示すレドックスフロー電池の電極３７は、幅広部３２のイオン交換膜１０側に、さらに導電性シート３３を有する。
【００５８】
また、導電性シート３３の透過率は、幅広部３２の透過率と比べて、１００倍以上であることが好ましく、３００倍以上であることがより好ましく、１０００倍以上であることがさらに好ましい。当該関係を実現できる具体的な例としては、幅広部３２として、繊維径が１μｍ以下のカーボンナノチューブ等により構成されたカーボンシート等を用い、導電性シート３３として、繊維径が１μｍ以上の炭素繊維等により構成されたカーボンフェルト、カーボンペーパー等を用いる場合が挙げられる。なお、導電性シート３３の透過率は、面内方向の透過率を意味する。一方、幅広部３２の透過率は、積層方向（面内方向の法線方向）の透過率を意味する。
【００５９】
導電性シート３３の透過率が、幅広部３２の透過率と比較して十分高いと、幅広部３２を通過した電解液は、導電性シート３３内で滞留することなく、速やかに流出部側に流れる。導電性シート３３に電解液が滞留しないということは、この導電性シート３３を電解液が通過するために必要な圧力が、幅広部３２を電解液が通過するために必要な圧力に比べ十分低いことを意味する。
【００６０】
すなわち、導電性シート３３内から電解液が効率的に排出されることで、幅広部３２内を流れる電解液の厚み方向（積層方向）への流れを乱すことを抑制できる。
【００６１】
また、図９に示すレドックスフロー電池は、周縁壁２１が第１段部２１Ａと第２段部２１Ｂとを有する。第１段部２１Ａは、幅広部３２を支持する。第２段部２１Ｂは、導電性シート３３を支持する。
【００６２】
そのため、イオン交換膜１０側から見て、幅狭部３１と第１段部２１Ａとの界面は幅広部３２で塞がれ、幅広部３２と第２段部２１Ｂとの界面は導電性シート３３で塞がれる。また、第１段部２１Ａ及び第２段部２１Ｂの表面に沿って電解液が流れる場合も、進行方向を変えながら電解液が流れる必要がある。
【００６３】
上述のように、第２実施形態にかかるレドックスフロー電池は、第１段部２１Ａ及び第２段部２１Ｂによって、短絡路が形成されることを防いでいる。その結果、電解液を面内方向に均一に供給でき、レドックスフロー電池のセル抵抗を低減できる。
【００６４】
第１実施形態にかかるレドックスフロー電池１００と第２実施形態にかかるレドックスフロー電池は、用途、使用する部材によって適宜使い分けることができる。第１実施形態にかかるレドックスフロー電池１００は、第２実施形態にかかるレドックスフロー電池より加工の容易さと言う点で優れる。
【００６５】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１０…イオン交換膜、２０…集電板、２０Ａ…凹部、２０Ｂ…収容領域、２１…周縁壁、２１ａ…頂面、２１Ａ…第１段部、２１Ｂ…第２段部、２２…内部壁、２３…排出路、３０，３５，３６，３７…電極、３５Ａ，３６Ａ…第１電極層、３５Ｂ，３６Ｂ…第２電極層、３１…第１電極部（幅狭部）、３２…第２電極部（幅広部）、３３…導電性シート、４０…セルフレーム、１００…レドックスフロー電池、ＣＥ…セル、Ｋ…電極室、Ｃ…流路、Ｃ１…第１流路、Ｃ２…第２流路、Ｅ…電極
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【国際調査報告】
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