(57)【要約】【課題】セルと給排板の組物の分解作業を低減できる電解液循環型電池を提供する。【解決手段】セルと給排板とを備える電解液循環型電池であって、給排板は、セルと対向する対向面を有する本体部と、本体部に一体かつ本体部の周縁よりも外側に突出して形成され、外部から電解液を供給する導管が接続される接続面を有する供給用突出部、及び外部に電解液を排出する導管が接続される接続面を有する排出用突出部と、供給用突出部から本体部に連通し、供給用突出部の接続面と対向面とに開口部を有する電解液供給路と、本体部から排出用突出部に連通し、対向面と排出用突出部の接続面とに開口部を有する電解液排出路とを備え、供給用突出部の厚さ及び排出用突出部の厚さは、本体部の厚さと実質的に等しく、供給用突出部の幅及び排出用突出部の幅は、本体部の厚さよりも大きい電解液循環型電池。【選択図】図１
2015053191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極電極、隔膜、及び負極電極を備えるセルと、前記セルに積層されて、前記セルの内部に電解液を供給し、前記セルの外部に電解液を排出する給排板とを備える電解液循環型電池であって、
前記給排板は、
前記セルと対向する対向面を有する本体部と、
前記本体部に一体かつ前記本体部の周縁よりも外側に突出して形成され、外部から前記電解液を供給する導管が接続される接続面を有する供給用突出部、及び外部に前記電解液を排出する導管が接続される接続面を有する排出用突出部と、
前記供給用突出部から前記本体部に連通し、前記供給用突出部の接続面と前記対向面とに開口部を有する電解液供給路と、
前記本体部から前記排出用突出部に連通し、前記対向面と前記排出用突出部の接続面とに開口部を有する電解液排出路とを備え、
前記供給用突出部の厚さ及び前記排出用突出部の厚さは、前記本体部の厚さと実質的に等しく、
前記供給用突出部の幅及び前記排出用突出部の幅は、前記本体部の厚さよりも大きい電解液循環型電池。
【請求項２】
前記供給用突出部の接続面及び前記排出用突出部の接続面は、前記対向面と同一側に設けられている請求項１に記載の電解液循環型電池。
【請求項３】
前記供給用突出部及び前記排出用突出部は、前記本体部端面の同一側に設けられている請求項１または請求項２に記載の電解液循環型電池。
【請求項４】
正極電極、隔膜、及び負極電極を備えるセルに積層されて、前記セルの内部に電解液を供給し、前記セルの外部に電解液を排出する電解液循環型電池の給排板であって、
前記セルと対向する対向面を有する本体部と、
前記本体部に一体かつ前記本体部の周縁よりも外側に突出して形成され、外部から前記電解液を供給する導管が接続される接続面を有する供給用突出部、及び外部に前記電解液を排出する導管が接続される接続面を有する排出用突出部と、
前記供給用突出部から前記本体部に連通し、前記供給用突出部の接続面と前記対向面とに開口部を有する電解液供給路と、
前記本体部から前記排出用突出部に連通し、前記対向面と前記排出用突出部の接続面とに開口部を有する電解液排出路とを備え、
前記供給用突出部の厚さ及び前記排出用突出部の厚さは、前記本体部の厚さと実質的に等しく、
前記供給用突出部の幅及び前記排出用突出部の幅は、前記本体部の厚さよりも大きい電解液循環型電池の給排板。
【請求項５】
請求項４に記載の電解液循環型電池の給排板と、
前記給排板の供給用突出部に接続されて外部から前記電解液を供給する供給用導管と、
前記給排板の排出用突出部に接続されて外部に前記電解液を排出する排出用導管とを備え、
前記供給用突出部と前記供給用導管、及び前記排出用突出部と前記排出用導管が直接接続されている電解液循環型電池の給排板と導管との接続構造。
【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などの電解液循環型電池、電解液循環型電池のセルの内外に電解液を給排するための電解液循環型電池の給排板、及びその給排板とセルの外部との間で電解液を流通させる導管との接続構造に関する。特に、セルと給排板の組物の分解作業を低減できる電解液循環型電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、地球温暖化への対策として、風力や太陽光などの再生可能エネルギーを利用した風力発電や太陽光発電の導入が世界的に推進されている。これらの発電出力は天候に影響されるため、再生可能エネルギーを利用した発電の大量導入は、電力系統の周波数や電圧の維持を困難にさせるという問題を招く。この問題の対策の一つとして、大容量の蓄電池を設置して、出力変動の平滑化、余剰電力の貯蓄、負荷平準化などを図ることが期待される。大容量の蓄電池の一つにレドックスフロー電池（ＲＦ電池）などの電解液循環型電池がある。ＲＦ電池は、正極電解液に含まれるイオンと負極電解液に含まれるイオンの酸化還元電位の差を利用して充放電を行う電池である。
【０００３】
図４のＲＦ電池の動作原理図に示すように、ＲＦ電池１は、水素イオンを透過させる隔膜１０１で正極セル１０２と負極セル１０３とに分離されたセル１００を備える。正極セル１０２には正極電極１０４が内蔵され、かつ正極電解液を貯留する正極電解液タンク１０６が供給用導管１０８、排出用導管１１０を介して接続されている。同様に、負極セル１０３には負極電極１０５が内蔵され、かつ負極電解液を貯留する負極電解液タンク１０７が供給用導管１０９、排出用導管１１１を介して接続されている。各タンク１０６、１０７に貯留される電解液は、ポンプ１１２、１１３により各セル１０２、１０３に循環される。
【０００４】
ＲＦ電池１には、通常、図５に示すように、複数のセル１００を備えるサブセルスタック２０１を複数積層してなるセルスタック２００と呼ばれる構成が利用されている。各サブセルスタック２０１は、フレーム１２２に一体化された双極板１２１を備えるセルフレーム１２０、正極電極１０４、隔膜１０１、および負極電極１０５を、この順番で積層することで形成される積層体を備える。この構成の場合、隣接するセルフレーム１２０の双極板１２１の間に一つのセル１００が形成されることになる。更に、積層体の両側に配置され、各セル１００と各極電解液タンク１０６，１０７との間で各々の電解液を給排するための一対の給排板２０２とを備える。各セルフレーム１２０間、セルフレーム１２０と給排板２０２との間にＯリングや平パッキンなどの環状のシール部材１２７を配置した状態で、積層体を給排板２０２で挟み込んでサブセルスタック２０１を構成している。この複数のサブセルスタック２０１を積層し、その両側から２枚のエンドプレート２１０、２２０で挟み込んで締付機構により締め付けてセルスタック２００が構成される。これらの締め付けにより、セルスタック２００の構成部材をその積層方向に圧縮する内向きの圧力で締め付けることで、各セルフレーム１２０間、セルフレーム１２０と給排板２０２との間に隙間ができないようにしている。
【０００５】
給排板２０２には、図５に示すように、各導管１０８〜１１１に接続されるフランジ付パイプ２０３が取り付けられる（特許文献１の図４）。給排板２０２とフランジ付パイプ２０３との取り付けは、一般に、実質的に分離不可能となるように接着剤やフランジ付パイプ２０３（給排板２０２）と同種材料の溶接棒を用いて行う溶接などで行われる。隣接するサブセルスタック２０１同士は給排板２０２同士が接するため、互いに接する給排板２０２に接続されるフランジ付パイプ２０３同士が直線上に横並びして互いに干渉する。そのため、隣接するフランジ付パイプ２０３同士が互いに干渉しないように、隣接するフランジ付パイプ２０３の少なくとも一方に互いのフランジ付パイプ２０３同士を離隔させるための曲げ加工を施している。このフランジ付パイプ２０３を介してサブセルスタック２０１と各タンク１０６、１０７との間での各電解液の流通が行われる。つまり、各導管１０８〜１１１の先端にも同様のフランジ（図示略）が設けられており、両部材のフランジ同士を突き合わせてボルトなどで固定することで、フランジ付パイプ２０３と各導管１０８〜１１１とを接続している。
【０００６】
そして、正極側では、給排板２０２を流通した正極電解液がフレーム１２２に形成される給液用マニホールド１２３からフレーム１２２の一面側（紙面表側）に形成される溝を介して正極電極１０４に供給され、フレーム１２２の上部に形成される溝を介して排液用マニホールド１２５に排出される。同様に、負極側では、給排板２０２を流通した負極電解液が、給液用マニホールド１２４からフレーム１２２の他面側（紙面裏側）に形成される溝を介して負極電極１０５に供給され、フレーム１２２の上部に形成される溝を介して排液用マニホールド１２６に排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３６７６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
レドックスフロー電池は、実際の設置箇所で使用されるまでの間に、例えば、セルスタックの組立作業、セルスタックの電池反応試験、セルスタックの出荷点検作業、セルスタックの輸送、セルスタックの設置作業等が行われる。その過程で給排板に接続されるパイプに衝撃が加わってパイプが折損（損傷）する場合がある。上述のように給排板と導管とを接続するパイプは給排板に実質的に分離不可能に取り付けられているので、パイプが損傷すれば給排板自体を交換する必要がある。給排板の交換には、セルスタック及びサブセルスタックの分解作業及び再組立作業を行う必要があり、作業が煩雑になる。
【０００９】
一方、パイプを十分に太くすれば上記折損は回避できるが、給排板の厚さが厚くなり、サブセルスタックの大型化、ひいてはセルスタック、ＲＦ電池の大型化を招く。パイプの太さは給排板の厚さに制限され、給排板の厚さ以上には太くできないためである。
【００１０】
また、隣接するサブセルスタックの互いに接する給排板に接続されるパイプ同士及び各パイプに接続される導管同士が互いに干渉しないように、隣接するパイプの少なくとも一方に互いのパイプ同士を離隔するための曲げ加工を施す必要があり、その曲げ加工も煩雑になる。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、セルと給排板の組物の分解作業を低減できる電解液循環型電池を提供することにある。
【００１２】
本発明のもう一つの目的は、給排板の厚さを厚くすることなく、セルの外部との間で電解液を流通させる導管との接続箇所を折損し難くできる電解液循環型電池の給排板を提供することにある。
【００１３】
本発明の別の目的は、上記電解液循環型電池の給排板と導管との接続構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の電解液循環型電池は、正極電極、隔膜、及び負極電極を備えるセルと、セルに積層されて、セルの内部に電解液を供給し、セルの外部に電解液を排出する給排板とを備える。給排板は、本体部と、供給用突出部及び排出用突出部と、電解液供給路と、電解液排出路とを備える。本体部は、セルと対向する対向面を有する。供給用突出部は、本体部に一体かつ本体部の周縁よりも外側に突出して形成され、外部から電解液を供給する導管が接続される接続面を有する。排出用突出部は、本体部に一体かつ本体部の周縁よりも外側に突出して形成され、外部に電解液を排出する導管が接続される接続面を有する。電解液供給路は、供給用突出部から本体部に連通し、供給用突出部の接続面と対向面とに開口部を有する。電解液排出路は、本体部から排出用突出部に連通し、対向面と排出用突出部の接続面とに開口部を有する。そして、供給用突出部の厚さ及び排出用突出部の厚さは、本体部の厚さと実質的に等しく、供給用突出部の幅及び排出用突出部の幅は、本体部の厚さよりも大きい。
【００１５】
本発明の電解液循環型電池の給排板は、正極電極、隔膜、及び負極電極を備えるセルに積層されて、セルの内部に電解液を供給し、セルの外部に電解液を排出する。本発明の電解液循環型電池の給排板は、本体部と、供給用突出部及び排出用突出部と、電解液供給路と、電解液排出路とを備える。本体部は、セルと対向する対向面を有する。供給用突出部は、本体部に一体かつ本体部の周縁よりも外側に突出して形成され、外部から電解液を供給する導管が接続される接続面を有する。排出用突出部は、本体部に一体かつ本体部の周縁よりも外側に突出して形成され、外部に電解液を排出する導管が接続される接続面を有する。電解液供給路は、供給用突出部から本体部に連通し、供給用突出部の接続面と対向面とに開口部を有する。電解液排出路は、本体部から排出用突出部に連通し、対向面と排出用突出部の接続面とに開口部を有する。そして、供給用突出部の厚さ及び排出用突出部の厚さは、本体部の厚さと実質的に等しく、供給用突出部の幅及び排出用突出部の幅は、本体部の厚さよりも大きい。
【００１６】
本発明の電解液循環型電池の給排板と導管との接続構造は、本発明の電解液循環型電池の給排板と、給排板の供給用突出部に接続されて外部から電解液を供給する供給用導管と、給排板の排出用突出部に接続されて外部に電解液を排出する排出用導管とを備える。そして、供給用突出部と供給用導管、及び排出用突出部と排出用導管が直接接続されている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の電解液循環型電池は、給排板の導管との接続箇所の折損に伴うセルと給排板の組物の分解作業を低減できる。
【００１８】
本発明の電解液循環型電池の給排板は、厚さを厚くすることなく、導管との接続箇所を折損し難くできる。
【００１９】
本発明の電解液循環型電池の給排板と導管との接続構造は、実質的に分離不可能に取り付けられる部材を不要にできる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態に係るレドックスフロー電池に備わるセルスタックの概略構成図である。
【図２】実施形態に係るセルスタックに備わる給排板の概略斜視図である。
【図３】図１の破線円内を拡大して示しており、給排板と導管との接続構造の分解斜視図である。
【図４】レドックスフロー電池の動作原理図である。
【図５】従来のレドックスフロー電池に備わるセルスタックの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
《本発明の実施形態の説明》
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
【００２２】
（１）実施形態に係る電解液循環型電池は、正極電極、隔膜、及び負極電極を備えるセルと、セルに積層されて、セルの内部に電解液を供給し、セルの外部に電解液を排出する給排板とを備える。給排板は、本体部と、供給用突出部及び排出用突出部と、電解液供給路と、電解液排出路とを備える。本体部は、セルと対向する対向面を有する。供給用突出部は、本体部に一体かつ本体部の周縁よりも外側に突出して形成され、外部から電解液を供給する導管が接続される接続面を有する。排出用突出部は、本体部に一体かつ本体部の周縁よりも外側に突出して形成され、外部に電解液を排出する導管が接続される接続面を有する。電解液供給路は、供給用突出部から本体部に連通し、供給用突出部の接続面と対向面とに開口部を有する。電解液排出路は、本体部から排出用突出部に連通し、対向面と排出用突出部の接続面とに開口部を有する。そして、供給用突出部の厚さ及び排出用突出部の厚さは、本体部の厚さと実質的に等しく、供給用突出部の幅及び排出用突出部の幅は、本体部の厚さよりも大きい。
【００２３】
上記の構成によれば、セルと給排板の組物の分解作業を低減できる。導管との接続箇所である給排板の各突出部を給排板の本体部と一体に形成し、かつ各突出部の厚さを本体部の厚さと実質的に等しくし、各突出部の幅を本体部の厚さよりも大きくすることで、各突出部に外部から衝撃が加わったとしても、各突出部を損傷（折損）し難くできる。そのため、損傷に伴う給排板の交換を低減できるからである。即ち、上記組物の分解作業を低減できるため、上記組物の分解後のセルと給排板の再組立作業をも低減できる。特に、各突出部の幅を厚さよりも大きくすることで、給排板自体の厚さを厚くすることなく各突出部の折損を抑制できる。このように給排板の厚さを厚くすることなく各突出部の折損を抑制できるため、この給排板を用いてセルスタックを組むと、セルスタックの大型化、ひいては電解液循環型電池の大型化を招かない。また、給排板が各突出部を備えることで、パイプを介して各導管と給排板とを接続する場合、パイプを給排板に対して着脱自在に接続できる。そのため、パイプが折損した場合でも、パイプのみを交換するだけでよく、パイプの折損に伴う給排板の交換を不要にできる。即ち、セルと給排板の組物の分解作業及び再組立作業が不要である。
【００２４】
（２）上記電解液循環型電池の一形態として、供給用突出部の接続面及び排出用突出部の接続面は、対向面と同一側に設けられていることが挙げられる。
【００２５】
上記の構成によれば、各突出部における上記接続面を本体部の対向面と同一側に設けることで、この給排板を用いて電解液循環型電池を組むと、給排板におけるセルとの積層側に各導管の先端に設けられるフランジを固定できる。そのため、例えば、給排板とセルとの組物を複数（積層して）備える電解液循環型電池とする場合、隣接する組物の導管同士及びフランジ付パイプ同士の干渉が生じ得ないので、その干渉を考慮して隣接する導管同士を離間させる必要が無い。つまり、パイプに別途施す曲げ加工などを不要にできる。特に、セルを挟むように給排板を一対配置した組物を複数積層して電解液循環型電池を組むと、対をなす互いの給排板同士の互いに向き合う側に各導管の先端に設けられるフランジを固定できる。つまり、隣接する導管のフランジは互いに向き合うことになり、フランジが径方向に横並びして互いに干渉し合うほど近接することがない。そのため、従来の給排板に実質的に分離不可能に取り付けられるパイプを介する場合に比べて、導管同士及びフランジ付パイプ同士の干渉が生じ得ないので、その干渉を考慮して隣接する導管同士を離間させる必要が無い。つまり、パイプに別途施す曲げ加工などを不要にできる。
【００２６】
（３）上記電解液循環型電池の一形態として、供給用突出部及び排出用突出部は、本体部端面の同一側に設けられていることが挙げられる。
【００２７】
上記の構成によれば、供給用突出部と排出用突出部とを同一側に形成することで、両突出部と両突出部に接続される導管との接続箇所が同一側となる。そのため、集電板の端子部分を上記接続箇所とは反対側に引き出せば、仮に電解液が上記接続箇所から漏れた場合でも、漏れた電解液は端子部分とが本体部を挟んで端子部分と反対側に位置しているため端子部分に接触することを抑制できる。
【００２８】
（４）実施形態に係る電解液循環型電池の給排板は、正極電極、隔膜、及び負極電極を備えるセルに積層されて、セルの内部に電解液を供給し、セルの外部に電解液を排出する。本発明の電解液循環型電池の給排板は、本体部と、供給用突出部及び排出用突出部と、電解液供給路と、電解液排出路とを備える。本体部は、セルと対向する対向面を有する。供給用突出部は、本体部に一体かつ本体部の周縁よりも外側に突出して形成され、外部から電解液を供給する導管が接続される接続面を有する。排出用突出部は、本体部に一体かつ本体部の周縁よりも外側に突出して形成され、外部に電解液を排出する導管が接続される接続面を有する。電解液供給路は、供給用突出部から本体部に連通し、供給用突出部の接続面と対向面とに開口部を有する。電解液排出路は、本体部から排出用突出部に連通し、対向面と排出用突出部の接続面とに開口部を有する。そして、供給用突出部の厚さ及び排出用突出部の厚さは、本体部の厚さと実質的に等しく、供給用突出部の幅及び排出用突出部の幅は、本体部の厚さよりも大きい。
【００２９】
上記の構成によれば、導管と接続する各突出部を本体部と一体に形成し、かつ各突出部の厚さを本体部の厚さと実質的に等しくし、各突出部の幅を本体部の厚さよりも大きくすることで、各突出部に外部から衝撃が加わったとしても、各突出部を損傷（折損）し難くできる。特に、各突出部の幅を厚さよりも大きくすることで、給排板自体の厚さを厚くすることなく各突出部の折損を抑制できる。また、給排板が上記接続面を有する各突出部を備えることで、従来のような実質的に分離不可能なパイプなどの部材が不要である。
【００３０】
（５）実施形態に係る電解液循環型電池の給排板と導管との接続構造は、本発明の電解液循環型電池の給排板と、給排板の供給用突出部に接続されて外部から電解液を供給する供給用導管と、給排板の排出用突出部に接続されて外部に電解液を排出する排出用導管とを備える。そして、供給用突出部と供給用導管、及び排出用突出部と排出用導管が直接接続されている。
【００３１】
上記の構成によれば、給排板が導管と接続面を有する突出部を一体に備えることで、実質的に分離不可能に取り付けられるパイプなどの部材を不要にでき、部品点数を低減できる。
【００３２】
《本発明の実施形態の詳細》
本発明の実施形態の詳細を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。ここでは、電解液循環型電池としてレドックスフロー電池（ＲＦ電池）を例に説明する。
【００３３】
〔レドックスフロー電池〕
実施形態に係るＲＦ電池は、図４、５を用いて説明した従来のＲＦ電池と同様、セルスタック２００と、セルスタック２００に正極用電解液を循環させる正極用循環機構（タンク１０６、供給用導管１０８、排出用導管１１０、ポンプ１１２）と、セルスタックに負極用電解液を循環させる負極用循環機構（タンク１０７、供給用導管１０９、排出用導管１１１、ポンプ１１３）とを備える。実施形態に係るＲＦ電池の主たる特徴とするところは、ＲＦ電池のセルの内外に各極の電解液を給排するための給排板の構成にある。即ち、実施形態に係るＲＦ電池は、給排板の構成が従来のＲＦ電池とは異なるため、以下の実施形態では、その給排板を中心に説明する。以下、従来と同様の構成については、図４、５と同一符号を付してその説明を省略する。なお、図４の実線矢印は充電反応を、破線矢印は放電反応をそれぞれ示している。また、図４では、正負極の電解液にバナジウムイオン水溶液を用いたバナジウム系ＲＦ電池の場合を例に示しているが、電解液はバナジウムイオン水溶液に限定されるわけではない。
【００３４】
［給排板］
図１、２に示す給排板１０は、正極電極１０４、隔膜１０１、及び負極電極１０５を備える少なくとも１つのセル１００（図５参照）に積層されて、セル１００の内部に電解液を供給し、セル１００の外部に電解液を排出する。ここでは、給排板１０は、フレーム１２２に一体化された双極板１２１を備えるセルフレーム１２０、正極電極１０４、隔膜１０１、および負極電極１０５を、この順番で積層することで形成される積層体を挟むように一対配置されている（図１）。そして、一方の給排板１０には、一方の極（正極（負極））の電解液を供給して他方の極（負極（正極））の電解液を排出させ、一方の給排板１０と対をなす他方の給排板１０には、他方の極の電解液を供給して一方の極の電解液を排出させる。給排板１０は、本体部１１と、供給用突出部１２ｉ及び排出用突出部１２ｏと、電解液供給路１３ｉ及び電解液排出路１３ｏとを備える。なお、一方の給排板１０と他方の給排板１０とは、一方の給排板１０の後述する電解液供給路１３ｉの本体部側給液用開口部１３ｉｂ及び電解液排出路１３ｏの本体部側排液用開口部１３ｏｂの開口箇所に対して、他方の給排板１０の後述する電解液供給路１３ｉの本体部側給液用開口部１３ｉｂ及び電解液排出路１３ｏの本体部側排液用開口部１３ｏｂの開口箇所がそれぞれの電解液供給路（排出路）１３ｉ（１３ｏ）の軸方向にずれている点を除き、その他の構成は同様であるため、ここでは一方の給排板１０を例に説明する。
【００３５】
（本体部）
本体部１１は、セル１００と対向する対向面１１ｆを有する（図２、３）。本体部１１の輪郭形状は、ここでは矩形状であるが、その他、円形状や正方形状など適宜選択できる。本体部１１の大きさは、セルフレーム１２０のフレーム１２２（図５）の輪郭が形成する大きさと同じである（図１参照）。本体部１１の対向面１１ｆの反対側面は、サブセルスタック２０１を複数積層してセルスタック２００を組み立てた際、セルスタック２００の積層方向の端部に配置される給排板１０の場合はエンドプレート２１０，２２０と接触し、上記端部を除く箇所に配置される給排板１０の場合は隣接する他のサブセルスタック２０１に備わる給排板１０の本体部１１の反対側面と接触する。
【００３６】
（供給用突出部）
供給用突出部１２ｉは、本体部１１に一体かつ本体部１１の周縁よりも外側に突出して形成され、外部（電解液タンク１０６（１０７））から一方の極の電解液を供給する供給用導管１０８（１０９）が接続される接続面１２ｉｆを有する。
【００３７】
供給用突出部１２ｉの形状は、ここでは矩形状である。供給用突出部１２ｉの厚さは、本体部１１の厚さと実質的に等しく、供給用突出部１２ｉの幅は、本体部１１の厚さよりも大きい、即ち、供給用突出部１２ｉの厚さよりも大きい。そうすれば、ＲＦ電池１のセルスタック２００の組立時から実際の設置箇所に設置するまでの間に供給用突出部１２ｉに衝撃が加わったとしても、供給用突出部１２ｉが折損し難い。ここで供給用突出部１２ｉの幅とは、供給用突出部１２ｉのうち本体部１１の端面１１ｅに沿った方向の長さを言う。特に、供給突出部１２ｉの幅は、接続面１２ｉｆを本体部１１の対向面１１ｆと同一側（内側）に設ける場合、供給用導管１０８（１０９）の先端に設けられるフランジ１０８ｆ（１０９ｆ）の直径よりも少し大きい程度とすることが挙げられる。そうすれば、フランジ１０８ｆ（１０９ｆ）をボルト（図示略）などで固定し易い上に、供給突出部１２ｉの幅が大きくなり過ぎない。供給用突出部１２ｉの突出長さは、適宜選択できる。ここで供給用突出部１２ｉの突出長さとは、供給用突出部１２ｉのうち本体部１１の側面１１ｓに沿った方向の長さを言う。接続面１２ｉｆを対向面１１ｆと同一側に設ける場合、供給用突出部１２ｉの突出長さは、供給用導管１０８（１０９）のフランジ１０８ｆ（１０９ｆ）の直径よりも少し長い程度とすることが挙げられる。そうすれば、供給用導管１０８（１０９）のフランジ１０８ｆ（１０９ｆ）をボルトなどで固定できる上に、供給用突出部１２ｉの突出長さが長くなりすぎず折損し難い。
【００３８】
供給用突出部１２ｉの形成箇所は、本体部１１の端面１１ｅのうち、外部機器と電気を入出力させる集電板の端子部分（図示略）の引出方向とは反対側とすることが好ましい。そうすれば、仮に供給用突出部１２ｉと供給用導管１０８（１０９）との接続箇所から電解液が漏れた場合でも、漏れた電解液と上記集電板の端子部分とが本体部１１を挟んで反対側に位置しているため、両者を接触し難くできる。供給用突出部１２ｉの形成箇所は、本体部１１の端面１１ｅにおいて、後述する電解液供給路１３ｉが本体部１１の側面１１ｓに対して平行となる箇所とすることが好ましい。即ち、電解液供給路１３ｉの後述する突出部側給液用開口部１３ｉｔと本体部側給液用開口部１３ｉｂとを結ぶ直線上に供給用突出部１２ｉを設けることが好ましい。そうすれば、電解液供給路１３ｉを直線状に形成できるため、電解液を流通させやすい上に、電解液供給路１３ｉを形成し易い。
【００３９】
接続面１２ｉｆを設ける箇所は、本体部１１の反対側面と同一側を除く箇所、例えば、供給用突出部１２ｉの端面１２ｉｅ、側面、又は本体部１１の対向面１１ｆと同一側とすることが挙げられる。接続面１２ｉｆを設ける箇所を本体部１１の反対側面（外側面）と同一側とすれば、セルスタック２００を組んだ際、隣接するサブセルスタック２０１の給排板１０の供給用突出部１２ｉに接続される導管同士が干渉するからである。特に、接続面１２ｉｆは本体部１１の対向面１１ｆと同一側に設けることが好ましい。上述のように供給用突出部１２ｉの幅が供給用突出部１２ｉの厚さよりも大きいので、供給用突出部１２ｉの端面１２ｉｅや側面に比べて供給用導管１０８（１０９）との接続領域を広くとることができる。そのため、供給用導管１０８（１０９）のフランジ１０８ｆ（１０９ｆ）を固定し易く、供給用突出部１２ｉに供給用導管１０８（１０９）を直接接続できるからである。接続面１２ｉｆには、フランジ１０８ｆ（１０９ｆ）をボルト（図示略）で固定する場合、そのボルトを挿通させるためのボルト穴２０（図２、３）を設けておく。
【００４０】
（排出用突出部）
排出用突出部１２ｏは、供給用突出部１２ｉと同様に本体部１１に一体かつ本体部１１の周縁よりも外側に突出して形成され、外部（電解液タンク１０７（１０６））に他方の極の電解液を排出する排出用導管１１１（１１０）が接続される接続面１２ｏｆを有する。排出用突出部１２ｏの形状、厚さ、幅、突出長さは、上述した供給用突出部１２ｉと同様の形状、厚さ、幅、突出長さである。即ち、排出用突出部１２ｏの形状は矩形状であり、厚さは本体部１１の厚さと実質的に同様で、幅は本体部１１の厚さよりも厚く、突出長さは供給用突出部１２ｉと同程度である。そうすれば、上述と同様、排出用突出部１２ｏに衝撃が加わったとしても、排出用突出部１２ｏが折損し難い上に、排出用導管１１１（１１０）のフランジ１１１ｆ（１１０ｆ）をボルト（図示略）などで固定し易い。ここで排出用突出部１２ｏの幅及び突出長さはそれぞれ、供給用突出部１２ｉの幅及び突出長さと同様、突出部１２ｏのうち本体部１１の端面１１ｅに沿った方向の長さ及び側面１１ｓに沿った方向の長さを言う。
【００４１】
排出用突出部１２ｏの形成箇所は、供給用突出部１２ｉと同一側（図２の紙面左側）でもよいし、本体部１１を挟んで供給用突出部１２ｉとは反対側（図２の紙面右側）でもよい。前者の場合、両突出部１２ｉ、１２ｏと両導管１０８（１０９）、１１１（１１０）との接続箇所が同一側に設けられるため、上記集電板の端子部分を上記接続箇所とは反対側に引き出すことで、仮に電解液が接続箇所から漏れた場合でも、漏れた電解液と上記集電板の端子部分とが本体部１１を挟んで反対側に位置しているため、両者を接触し難くできる。後者の場合、各突出部１２ｉ、１２ｏと各導管１０８（１０９）、１１１（１１０）との接続箇所が互いに反対側であり、各突出部１２ｉ、１２ｏと各導管１０８（１０９）、１１１（１１０）との接続作業用のスペースを広くとり易いため、接続作業を容易に行える。ここでは、前者の供給用突出部１２ｉと排出用突出部１２ｏを本体部端面の同一側に設けている。
【００４２】
排出用突出部１２ｏの接続面１２ｏｆは、供給用突出部１２ｉの接続面１２ｉｆと同様、本体部１１の反対側面と同一側を除く箇所、例えば、排出用突出部１２ｏの端面１２ｏｅ、側面、又は本体部１１の対向面１１ｆと同一側とすることが挙げられる。ここでは、本体部１１の対向面１１ｆと同一側に設けられている。即ち、排出用突出部１２ｏの接続面１２ｏｆと供給用突出部１２ｉの接続面１２ｉｆとは同一側に設けられている。
【００４３】
（電解液供給路）
電解液供給路１３ｉは、供給用突出部１２ｉから本体部１１に連通し、供給用突出部１２ｉの接続面１２ｉｆに開口する突出部側給液用開口部１３ｉｔと、本体部１１の対向面１１ｆに開口する本体部側給液用開口部１３ｉｂとを有する。本体部側給液用開口部１３ｉｂの形成箇所及び数は、本体部１１の対向面１１ｆにおいて、給排板１０に挟まれるセルフレーム１２０のフレーム１２２に設けられる給液用マニホールド１２３（１２４）の形成箇所及び数に合わせる。つまり、本体部側給液用開口部１３ｉｂの数は、給液用マニホールド１２３（１２４）の数が単数であれば単数とし、給液用マニホールド１２３（１２４）の数が複数であれば複数とする。ここでは、本体部側給液用開口部１３ｉｂの数を２個としている。
【００４４】
（電解液排出路）
電解液排出路１３ｏは、本体部１１から排出用突出部１２ｏに連通し、本体部１１の対向面１１ｆと排出用突出部１２ｏの接続面１２ｏｆのそれぞれに開口する本体部側排液用開口部１３ｏｂと突出部側排液用開口部１３ｏｔとを有する。本体部側排液用開口部１３ｏｂの形成箇所及び数は、上述の本体部側給液用開口部１３ｉｂの形成箇所及び数と同様、排液用マニホールド１２６（１２５）の形成箇所及び数に合わせる。ここでは、本体部側排液用開口部１３ｏｂの数を２個としている。
【００４５】
（給排板の材質）
給排板１０の材質は、各極の電解液に対して化学反応しない材料で、耐食性に優れる上に、耐衝撃性に優れる材質が挙げられる。例えば、ポリテトラフルオロエチレンなどの種々のフッ素系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニル（耐衝撃性硬質塩化ビニル）などの樹脂とすることが好ましい。
【００４６】
（給排板の作製）
給排板１０の作製は、押出成型した矩形板を切削加工することで行える。例えば、押出成型した矩形板を切削加工により本体部１１と供給用突出部１２ｉ及び排出用突出部１２ｏとを形成する。また、両突出部１２ｉ、１２ｏの端面１２ｉｅ、１２ｏｅを切削加工（穴あけ加工）により本体部１１の所定位置にまで達する所定の長さの穴を形成する。更に、供給用突出部１２ｉの接続面１２ｉｆと排出用突出部１２ｏの接続面１２ｏｆとにおける上記穴上の所定箇所を切削加工して各接続面１２ｉｆ、１２ｏｆから上記穴に連通させて突出部側給液用開口部１３ｉｔと突出部側排液用開口部１３ｏｔとを形成する。同様に、本体部１１の対向面１１ｆの上記穴状の所定箇所を切削加工して対向面１１ｆから上記穴に連通させて所定の数の本体部側給液用開口部１３ｉｂ及び本体部側排液用開口部１３ｏｂを形成する。そして、供給用突出部１２ｉの端面１２ｉｅと排出用突出部１２ｏの端面１２ｏｅとに形成した開口部を塞ぐことで、電解液供給路１３ｉ及び電解液排出路１３ｏを形成できる。なお、上記切削加工の順番は問わない。例えば、電解液供給路１３ｉ及び電解液排出路１３ｏをまず形成し、その後、本体部１１及び各突出部１２ｉ、１２ｏを形成してもよい。以上により、上述した本体部１１と、供給用突出部１２ｉ及び排出用突出部１２ｏと、電解液供給路１３ｉ及び電解液排出路１３ｏとを備える給排板１０が得られる。
【００４７】
［給排板と導管との接続構造］
給排板１０と各導管１０８〜１１１との接続構造は、いずれも同じであるため、ここでは図３を用いて、給排板１０の排出用突出部１２ｏと排出用導管１１１との接続を例に説明する。図３は、図１の破線円内を拡大して示しているが、説明の便宜上、給排板１０と排出用導管１１１を除く部材（エンドプレート２２０、セル１００、セルフレーム１２０など）は省略して示している。
【００４８】
給排板１０と排出用導管１１１との接続には、排出用突出部１２ｏの接続面１２ｏｆの突出部側排液用開口部１３ｏｔとボルト穴２０のそれぞれに排出用導管１１１の開口部とフランジ１１１ｆの挿通孔２１を合わせるように、接続面１２ｏｆとフランジ１１１ｆとを接触させてボルト（図示略）で固定することが挙げられる。その際、接続面１２ｏｆとフランジ１１１ｆとの間には、電解液の漏れを防止するためのＯリングや平パッキンなど環状のシール部材（図示略）を介在させることが好ましい。
【００４９】
また、例えば、セルスタック２００の積層方向両端を除く箇所に配置される給排板１０と各導管１０８〜１１１とを接続する際、隣接する給排板１０同士を一連の長いボルト又は寸切りボルトで固定することもできる。その場合、給排板１０の接続面１２ｏｆには、その反対側面に貫通する貫通孔を設けておく。そして、隣接する給排板１０の一方の給排板１０における接続面１２ｏｆに導管１１１（１１０）を配置し、他方の給排板１０における接続面１２ｏｆに導管１１０（１１１）を配置する。その状態で、一方の給排板１０の接続面１２ｏｆに配置されるフランジ１１１ｆ（１１０ｆ）から他方の給排板の接続面１２ｏｆに配置されるフランジ１１０ｆ（１１１ｆ）までの長さよりも少し長めのボルト又は寸切りボルトを用意する。そして、そのボルト又は寸切りボルトを、フランジ１１１ｆ（１１０ｆ）の挿通孔２１と、一方の給排板１０の接続面１２ｏｆの貫通孔と、他方の給排板１０の接続面１２ｏｆの貫通孔と、フランジ１１０ｆ（１１１ｆ）の挿通孔２１とに挿通させる。上記ボルトを用いる場合は、片側からナットを締めて固定すればよく、寸切りボルトを用いる場合、その両端側からナットを締めて固定すればよい。
【００５０】
［電解液の流れ］
このようにして給排板１０と各導管１０８〜１１１とを接続したら、セル１００の内外で各極の電解液を循環させる。一方の極（正極（負極））の電解液は、図１に示す供給用導管１０８（１０９）から突出部側給液用開口部１３ｉｔ（図２）へ流入して、電解液供給路１３ｉ内を供給用突出部１２ｉから本体部１１に流通し、本体部側給液用開口部１３ｉｂから流出して給排板１０に隣接するフレーム１２２（図５）に供給される。続いて、一方の極の電解液は、フレーム１２２に形成される給液用マニホールド１２３からフレーム１２２の一面側（紙面表側）に形成される溝を介して一方の電極（正極電極１０４（負極電極１０５））に供給される。その後、フレーム１２２の上部に形成される溝を介して排液用マニホールド１２５に排出されて、一方の給排板１０（一方の極の電解液が供給される給排板）と対をなす他方の給排板１０（他の極の電解液が供給される給排板１０）へ排出される（図１）。そして、一方の極の電解液は、他方の給排板１０の本体部側排液用開口部１３ｏｂから流入して、電解液排出路１３ｏ内を本体部１１から排出用突出部１２ｏに流通し、突出部側排液用開口部１３ｏｔから排出用導管１１０（１１１）へ排出される。
【００５１】
他方の極（負極（正極））の電解液は、図１に示す供給用導管１０９（１０８）から上記他方の給排板１０の突出部側給液用開口部１３ｉｔへ流入して、電解液供給路１３ｉ内を供給用突出部１２ｉから本体部１１に流通し、本体部側給液用開口部１３ｉｂから流出して給排板１０に隣接するフレーム１２２（図５）に供給される。続いて、他方の極の電解液は、フレーム１２２に形成される給液用マニホールド１２４からフレーム１２２の他面側（紙面裏側）に形成される溝を介して他方の電極（負極電極１０５（正極電極１０４））に供給される。その後、フレーム１２２の上部に形成される溝を介して排液用マニホールド１２６に排出されて他方の給排板１０と対をなす一方の給排板１０（一方の極の電解液が供給される給排板１０）へ排出される（図２）。そして、他方の極の電解液は、一方の給排板１０の本体部側排液用開口部１３ｏｂから流入して、電解液排出路１３ｏ内を本体部１１から排出用突出部１２ｏに流通し、突出部側排液用開口部１３ｏｔから排出用導管１１１（１１０）へ排出される（図１）。
【００５２】
各排出用導管１１０、１１１へ排出された各極の電解液は、各導管１１０，１１１を通って各極の電解液タンク１０６，１０７へ流通される（図４）。そして、ポンプ１１２、１１３により各極の電解液タンク１０６，１０７から各極の電解液が各供給用導管１０８、１０９を介して給排板１０（図１）へと送られる。このようにしてＲＦ電池１は、セル１００の外部と内部とで電解液を循環させ、各極の電解液に含まれるイオンの酸化還元電位の差を利用して充放電を行うことができる。
【００５３】
〔作用効果〕
上述したＲＦ電池によれば、各導管との接続箇所である給排板の各突出部を給排板の本体部と一体に形成すると共に、各突出部の厚さを本体部と実質的に同一とし、各突出部の幅を本体部の厚さよりも大きくすることで、各突出部に外部から衝撃が加わっても折損し難い。そのため、損傷に伴う給排板の交換を低減でき、セルスタック及びサブセルスタックの分解作業及び再組立作業を低減できる。特に、給排板の厚さを厚くすることなく従来の給排板の厚さと同程度の厚さで、各突出部を折損し難くできるため、サブセルスタックの大型化、ひいてはセルスタックの大型化、ＲＦ電池の大型化を招かない。
【００５４】
また、給排板が各突出部を備えることで、パイプを介して各導管と給排板とを接続する場合、パイプを給排板の各突出部に対して着脱自在に接続できる。そのため、パイプが折損した場合でも、パイプのみを交換するだけでよく、パイプの折損に伴う給排板の交換を不要にできる。即ち、セルスタックの分解作業及び再組立作業が不要である。
【００５５】
接続面を本体部の対向面と同一側に設けることで、各突出部の幅が本体部の厚さよりも大きいので、各導管との接続領域を広くとることができ、給排板の各突出部に各導管を直接接続し易い。そのため、従来のような給排板に対して実質的に分離不可能に取り付けられるパイプを不要にできる。また、接続面を本体部の対向面と同一側に設けることで、この給排板を用いてサブセルスタックを組んだ際、対をなす給排板の各突出部の互いに向き合う側に各導管のフランジを固定できる。つまり、サブセルスタックを複数積層してセルスタックを構成した際、隣接する給排板の各突出部に接続される導管同士のフランジは厚さの小さい軸方向に互いに向き合うことになり、フランジが径方向に横並びして互いに干渉し合うほど近接することがない。そのため、従来の実質的に分離不可能に取り付けられるパイプを介する場合に比べて、各導管のフランジ及びフランジ付パイプによる隣接する導管同士及びフランジ付パイプ同士の干渉が生じ得ないので、その干渉を考慮して隣接する導管同士を離間させる必要が無い。つまり、パイプに別途施す曲げ加工などが不要にできる。
【００５６】
なお、上述の実施形態では、供給用突出部と排出用突出部の両方を本体部と一体に形成した給排板としたが、供給用突出部や排出用突出部の一方のみを本体部と一体に形成した給排板とすることもできる。
【００５７】
また、上述の実施形態では、一つの給排板で供給される電解液と排出する電解液とを異ならせたが、一つの給排板で供給される電解液と排出する電解液とを同じとすることができる。即ち、上述の実施形態では、一方の給排板には、一方の極の電解液を供給して他方の極の電解液を排出させ、一方の給排板と対をなす他方の給排板には、他方の極の電解液を供給して一方の極の電解液を排出させた。これに対して、一方の給排板には、一方の極の電解液を供給して一方の極の電解液を排出させ、他方の給排板には、他方の極の電解液を供給して他方の極の電解液を排出させることもできる。
【００５８】
さらに、上述の実施形態では、一方の給排板と他方の給排板とに異なる給排板を用いたが、一方の給排板と他方の給排板とに同じ給排板を用いることができる。即ち、上述の実施形態では、一方の給排板の電解液供給路の本体部側給液用開口部及び電解液排出路の本体部側排液用開口部の開口箇所に対して、他方の給排板の電解液供給路の本体部側給液用開口部及び電解液排出路の本体部側排液用開口部の開口箇所がそれぞれの電解液路の軸方向にずれている一方の給排板と他方の給排板とを用いた。これに対して、一方の給排板と他方の給排板とに同じ給排板を用いる場合、一方の給排板及び他方の給排板は、電解液供給路の本体部側給液用開口部及び電解液排出路の本体部側排液用開口部の開口箇所をそれぞれの電解液供給路（排出路）に対して軸方向にずらすために、両突出部が互いの給排板同士で反対側に向くように配置すればよい。
【００５９】
そして、上述の実施形態では、一方の給排板と他方の給排板とがそれぞれ、供給用突出部と排出用突出部を一つずつ備えたが、一方の給排板が、供給用突出部と排出用突出部とをそれぞれ二つずつ備える形態とすることができる。このとき、電解液供給路と電解液排出路もそれぞれ二つずつ備える。具体的には、本体部の一方の端面に、一方の電解液の供給用突出部と一方（他方）の電解液の排出用突出部とを形成し、本体部を挟んで一方の端面とは反対側の他方の端面に、他方の電解液の供給用突出部と、他方（一方）の電解液の排出用突出部とを形成することが挙げられる。そして、一方の供給用突出部から本体部に連通し、一方の供給用突出部と本体部とに開口部を有する一方の電解液供給路と、一方の電解液供給路とは独立して形成され、他方の供給用突出部から本体部に連通し、他方の供給用突出部と本体部とに開口部を有する他方の電解液供給路と備える。同様に、本体部から一方（他方）の排出用突出部に連通し、本体部と一方（他方）の排出用突出部とに開口部を有する一方（他方）の電解液排出路と、一方（他方）の電解液排出路とは独立して形成され、本体部から他方（一方）の排出用突出部に連通し、本体部と他方（一方）の排出用突出部とに開口部を有する他方（一方）の電解液排出路とを備える。この給排板では、正負極の両方の電解液を供給し、正負極の両方の電解液を排出することができる。即ち、少なくとも一つのセルに対して一つの給排板で正負極の両方の電解液を供給及び排出できるため、セルと給排板の組物又はサブセルスタックを小型化でき、ひいてはセルスタック、及びＲＦ電池（電解液循環型電池）を小型化できる。なお、このとき、セルを挟んで給排板との反対側には、セルとの対向面に各極の電解液路を備えない押え板を配置することもできる。また、サブセルスタックを複数積層する場合には、隣接するサブセルスタックの給排板を上記押え板とすることもできる。
【００６０】
その他、一対の給排板を上記積層体の両側に配置し、導管の先端に設けられるフランジを各給排板の両突出部に接続する場合、以下の構成とすることができる。これらの構成によれば、上記積層体の厚さがフランジ付き導管の設置スペースを確保し難いほど薄い場合でも、各給排板に取り付けられるフランジ付き導管同士の干渉を防止できる。
（１）一方の給排板の各突出部と他方の給排板の各突出部をセルの積層方向に見て重ならないように配置する。その場合、フランジ付き導管は、各突出部の内側（他の給排板側）でも外側でもどちらに設けても良い。
（２）一方の給排板の各突出部と他方の給排板の各突出部のうち、セルの積層方向に見て互いに重なる突出部を備える場合、その重なる突出部に対しては、フランジ付き導管を各突出部の外側（互いに対向する側と反対側）に設ける。この構成は、特に、隣接するサブセルスタックがない場合に有効である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明電解液循環型電池は、太陽光発電、風力発電などの新エネルギーの発電に対して、発電出力の変動の安定化、発電電力の余剰時の蓄電、負荷平準化などを目的とした用途に好適に利用することができる。また、本発明電解液循環型電池は、一般的な発電所に併設されて、瞬低・停電対策や負荷平準化を目的とした大容量の蓄電池としても好適に利用することができる。そして、本発明の電解液循環型電池の給排板は、本発明の電解液循環型電池、例えばＲＦ電池に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００６２】
１  レドックスフロー（ＲＦ）電池
１０  給排板
１１  本体部  １１ｆ  対向面  １１ｓ  側面  １１ｅ  端面
１２ｉ  供給用突出部  １２ｉｆ  接続面  １２ｉｅ  端面
１２ｏ  排出用突出部  １２ｏｆ  接続面  １２ｏｅ  端面
１３ｉ  電解液供給路
１３ｉｂ  本体部側給液用開口部    １３ｉｔ  突出部側給液用開口部
１３ｏ  電解液排出路
１３ｏｂ  本体部側排液用開口部    １３ｏｔ  突出部側排液用開口部
２０  ボルト穴  ２１  挿通孔
１００  セル
１０１  隔膜
１０２  正極セル  １０３  負極セル
１０４  正極電極  １０５  負極電極
１０６  正極電解液タンク  １０７  負極電解液タンク
１０８、１０９  供給用導管  １１０、１１１  排出用導管
１０８ｆ、１０９ｆ、１１０ｆ、１１１ｆ  フランジ
１１２、１１３  ポンプ
１２０  セルフレーム  １２１  双極板  １２２  フレーム
１２３、１２４  給液用マニホールド  １２５、１２６  排液用マニホールド
１２７  シール部材
２００  セルスタック  ２０１  サブセルスタック
２０２  給排板
２０３  フランジ付パイプ
２１０、２２０  エンドプレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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