(57)【要約】      （修正有）【課題】構成を大型化および複雑化することなく、シャントカレントロスを低減することができるセルフレームおよびレドックスフロー電池を提供する。【解決手段】セルフレーム２ａ，２ｂは、電解液供給用マニホールド６ａ，６ｂと、収容空間７ａ，７ｂとが設けられており、電解液供給用マニホールド６ａ，６ｂが収容空間７ａ，７ｂよりも上方に配置され、電解液供給用マニホールド６ａ，６ｂと収容空間７ａ，７ｂとの間には、第１およびと第２分散部８ａ，８ｂ，１１ａ，１１ｂが設けられる。第１分散部８ａ，８ｂは、電解液供給用マニホールド６ａ，６ｂから電解液が分散して流入する第１スリット９ａ，９ｂが向けられており、第１スリット９ａ，９ｂに流入した電解液が滴下しながら流出する。第１分散部８ａ，８ｂから滴下した電解液が第２スリット１２ａ，１２ｂに流入して収容空間７ａ，７ｂへ分散して流出する。【選択図】図１
2017134919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液が供給される電解液供給用マニホールドが上辺に設けられた、電極が収容される収容空間を規定する矩形枠状のセルフレームであって、
前記上辺の前記電解液供給用マニホールド下方に配設された第１分散部と、
前記第１分散部下方に配設された第２分散部とを含み、
前記上辺には、前記第１分散部と前記第２分散部との間に、空隙が設けられ、
前記第１分散部は、前記電解液供給用マニホールドから電解液が流入する第１スリットと、前記第１スリットの前記空隙側に設けられた開口部とを有し、
前記第２分散部は、前記第１分散部の開口部から滴下した電解液を受ける液滴受面である上面から下面まで延び、電解液を前記収容空間内に分散する複数の第２スリットと、該第２スリットの前記収容空間側に設けられた開口部とを有することを特徴とするセルフレーム。
【請求項２】
前記上面は、前記空隙に臨んで凹凸状に屈曲した屈曲面であることを特徴とする請求項１に記載のセルフレーム。
【請求項３】
前記上面の頂部と、前記頂部に隣接する底部との間に、少なくとも１つの前記第２スリットが設けられていることを特徴とする請求項２に記載のセルフレーム。
【請求項４】
イオン交換膜の一方側に、正極用のセルフレームと、前記正極用のセルフレームに収容される正極用の電極とが配置され、前記イオン交換膜の他方側に、負極用のセルフレームと、該負極用のセルフレームに収容される負極用の電極とが配置されたセルスタックを、少なくとも１つ備えるフロー電池であって、前記正極用のセルフレームおよび前記負極用のセルフレームが、請求項１に記載のセルフレームからなることを特徴とするフロー電池。
【請求項５】
正極用セルフレームと、前記正極用セルフレームに収容される正極電極と、イオン交換膜と、負極用セルフレームと、前記負極用セルフレームに収容される負極電極とを含むセルスタックを、少なくとも１つ備えるフロー電池であって、
前記正極用セルフレームは、正極電解液が供給される正極電解液供給用マニホールドが上辺に設けられた、前記正極電極が収容される正極収容空間を規定する矩形枠状であって、
前記上辺の前記正極電解液供給用マニホールド下方に配設された第１正極分散部と、
前記第１正極分散部下方に配設された第２正極分散部と、を含み、
前記上辺には、前記第１正極分散部と前記第２正極分散部との間に、正極側空隙が設けられ、
前記第１正極分散部は、前記正極電解液供給用マニホールドから正極電解液が流入する第１正極スリットと、前記第１正極スリットの前記第２正極分散部の側に設けられた開口部とを有し、
前記第２正極分散部は、前記第１正極分散部の開口部から滴下した正極電解液を受ける液滴受面である正極側上面から正極側下面まで延び、前記正極電解液を前記正極収容空間に分散する複数の第２正極スリットと、前記第２正極スリットの正極収容空間側に設けられた開口部とを有し、
前記負極用セルフレームは、負極電解液が供給される負極電解液供給用マニホールドが上辺に設けられた、前記負極電極が収容される負極収容空間を規定する矩形枠状であって、
前記上辺の前記負極電解液供給用マニホールド下方に配設された第１負極分散部と、
前記第１負極分散部下方に配設された第２負極分散部と、を含み、
前記上辺には、前記第１負極分散部と前記第２負極分散部との間に、負極側空隙が設けられ、
前記第１負極分散部は、前記負極電解液供給用マニホールドから負極電解液が流入する第１負極スリットと、前記第１負極スリットの前記第２負極部の側に設けられた開口部とを有し、
前記第２負極分散部は、前記第１負極分散部の開口部から滴下した負極電解液を受ける液滴受面である負極側上面から負極側下面まで延び、前記負極電解液を前記負極収容空間に分散する複数の第２負極スリットと、前記第２負極スリットの負極収容空間側に設けられた開口部とを有することを特徴とするフロー電池。
【請求項６】
前記正極電解液の液面および負極電解液の液面は、前記正極電極の上面および前記負極電極の上面よりもそれぞれ下方に位置することを特徴とする請求項５に記載のフロー電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルフレームおよびフロー電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、負荷の平準化、電力の瞬時低下、停電などの対策として、レドックスフロー電池を利用することが提案されている。レドックスフロー電池は、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大容量の蓄電池であって、特にバナジウムイオンを用いるレドックスフロー電池は、電解液が単一元素系であるため、正極の電解液と負極の電解液とが混合しても、充電によって再生することができる等の多くの利点を有している。
【０００３】
このようなレドックスフロー電池およびそれに用いられるセルフレームの従来技術は、たとえば特許文献１に記載されている。この従来技術のレドックスフロー電池は、水素イオンを透過させるイオン交換膜によって、正極セルと負極セルとに分離されたセルを備える。正極セルには、正極電極が内蔵され、正極電解液を貯留する正極電解液用タンクが導管を介して接続されている。また、負極セルには、負極電極が内蔵され、負極電解液を貯留する負極電解液用タンクが導管を介して接続され、各タンクからポンプによって電解液が供給され、各セルに循環される。
【０００４】
このようなセルは、複数積層されてセルスタックを構成する。このセルスタックは、枠体に一体化された双極板を備えるセルフレーム、正極電極、イオン交換膜および負極電極を複数積層し、その積層体を２枚のエンドプレートで挟み、各エンドプレートをボルトおよびナットで締め付けた構成とされ、隣接するセルフレームの間に１つのセルが形成される。
【０００５】
セルスタックには、枠体に形成される正極用給液マニホールド、負極用給液マニホールド、正極用排液マニホールドおよび負極用排液マニホールドによって電解液が循環して供給されるように構成される。具体的には、正極電解液は、正極用給液マニホールドから枠体の一方面側に形成されるスリットを介して正極電極に供給され、枠体の上部に形成されるスリットを介して正極用排液マニホールドに排出される。また、負極電解液は、負極用給液マニホールドから枠体の他方面側に形成されるスリットを介して負極電極に供給され、枠体の上部に形成されるスリットを介して負極用排液マニホールドに排出される。
【０００６】
このようなレドックスフロー電池では、セル間を正極電解液および負極電解液で接続しているため、これらの電解液を介して導通し、シャントカレントロスを生じる。この問題を解決するため、中心側に位置するセルフレームと端部側に位置するセルフレームの電解液用流路の構造を異ならせ、中心に位置するセルフレームから端部に位置するセルフレームになるにつれて、電解液用流路における電気抵抗が大きくなるようにして、シャントカレントロスを低減して、レドックスフロー電池のエネルギ効率の向上が図られている。
【０００７】
他の従来技術は、たとえば特許文献２に記載されている。この従来技術では、上記のシャントカレントロスを低減するために、セルスタックの外部で正極電解液供給用マニホールドおよび負極電解液供給用マニホールドに、正極電解液および負極電解液を滴下する構成を設けて、電解液の流路を電気的に遮断する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−８０６１１号公報
【特許文献２】特開昭６３−１６４１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の特許文献１に記載される従来技術では、中心に位置するセルフレームから端部に位置するセルフレームになるにつれて、電解液用流路における電気抵抗が大きくなるように、中心側に位置するセルフレームと端部側に位置するセルフレームの電解液用流路の構造を異ならせる構成であり、セル間は正極電解液および負極電解液で接続されているので、未だシャントカレントロスが生じるという問題がある。
【００１０】
また、上記の特許文献２に記載される従来技術では、セルスタックの外部で正極電解液供給用マニホールドおよび負極電解液供給用マニホールドに、正極電解液および負極電解液を滴下する構成が設けられるので、構成が大型化および複雑化するという問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、構成を大型化および複雑化することなく、シャントカレントロスを低減することができるセルフレームおよびフロー電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のセルフレームは、電解液が供給される電解液供給用マニホールドが上辺に設けられた、電極が収容される収容空間を規定する矩形枠状のセルフレームであって、
前記上辺の前記電解液供給用マニホールド下方に配設された第１分散部と、
前記第１分散部下方に配設された第２分散部とを含み、
前記上辺には、前記第１分散部と前記第２分散部との間に、空隙が設けられ、
前記第１分散部は、前記電解液供給用マニホールドから電解液が分散して流入する第１スリットと、該前記第１スリットの前記空隙側に設けられた開口部とを有し、
前記第２分散部は、前記第１分散部の開口部から滴下した電解液を受ける液滴受面である上面から下面まで延び、電解液を前記収容空間内に分散する複数の第２スリットと、該第２スリットの前記収容空間側に設けられた開口部とを有することを特徴とする。
【００１３】
また本発明のフロー電池は、正極用セルフレームと、前記正極用セルフレームに収容される正極電極と、イオン交換膜と、負極用セルフレームと、前記負極用セルフレームに収容される負極電極とを含むセルスタックを、少なくとも１つ備えるレドックスフロー電池であって、
前記正極用セルフレームは、正極電解液が供給される正極電解液供給用マニホールドが上辺に設けられた、前記正極電極が収容される正極収容空間を規定する矩形枠状であって、
前記上辺の前記正極電解液供給用マニホールド下方に配設された第１正極分散部と、
前記第１正極分散部下方に配設された第２正極分散部と、を含み、
前記上辺には、前記第１正極分散部と前記第２正極分散部との間に、正極側空隙が設けられ、
前記第１正極分散部は、前記正極電解液供給用マニホールドから正極電解液が分散して流入する第１正極スリットと、該前記第１正極スリットの前記正極側空隙第２正極分散部の側に設けられた開口部とを有し、
前記第２正極分散部は、前記第１正極分散部の開口部から滴下した正極電解液を受ける液滴受面である正極側上面から正極側下面まで延び、前記正極電解液を前記正極収容空間に分散する複数の第２正極スリットと、該前記第２正極スリット側の第２正極収容空間側に設けられた開口部とを有し、
前記負極用セルフレームは、負極電解液が供給される負極電解液供給用マニホールドが上辺に設けられた、前記負極電極が収容される負極収容空間を規定する矩形枠状であって、
前記上辺の前記負極電解液供給用マニホールド下方に配設された第１負極分散部と、
前記第１負極分散部下方に配設された第２負極分散部と、を含み、
前記上辺には、前記第１負極分散部と前記第２負極分散部との間に、負極側空隙が設けられ、
前記第１負極分散部は、前記負極電解液供給用マニホールドから負極電解液が分散して流入する第１負極スリットと、該前記第１負極スリットの前記正第２負極部の側に設けられた開口部とを有し、
前記第２負極分散部は、前記第１負極分散部の開口部から滴下した負極電解液を受ける液滴受面である負極側上面から負極側下面まで延び、前記負極電解液を前記負極収容空間に分散する複数の第２負極スリットと、前記第２負極スリット側の第２負極収容空間側に設けられた開口部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、セルフレームは、電解液が供給される電解液供給用マニホールドと、電極が収容される収容空間とを有し、電解液供給用マニホールドが収容空間よりも上方に配置された状態で用いられる。このセルフレームは、電解液供給用マニホールドと収容空間との間に配設される第１分散部であって、電解液供給用マニホールドから電解液が流入する第１スリットが設けられており、第１スリットに流入した電解液が滴下しながら流出する第１分散部と、第１分散部から収容空間側に空隙をあけて配設される第２分散部であって、空隙と収容空間とを連通する複数の第２スリットが設けられ、第１分散部から滴下した電解液が各第２スリットから分散して収容空間へ流出する第２分散部とを備える。これによって、電解液の流路に絶縁区間を介在させ、大型化および複雑化することなく簡単な構成でシャントカレントの発生を抑制し、シャントカレントロスを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態のレドックスフロー電池の概略的構成を示す分解斜視図である。
【図２】レドックスフロー電池に備えられる正極用セルフレームの一部およびその付近の断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態のセルフレームの一部およびその付近の拡大断面図である。
【図４】本発明のさらに他の実施形態のセルフレームの一部およびその付近の断面図である。
【図５】図４のＡ部の拡大図である。
【図６】本発明の他の実施形態のセルフレームの一部およびその付近の断面図である。
【図７】図６の切断面線ＶＩＩ−ＶＩＩから見た拡大断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態の第１分散部および第２分散部付近の拡大斜視図である。
【図９】本発明のさらに他の実施形態の第１分散部および第２分散部付近の拡大斜視図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態の第１分散部および第２分散部付近の拡大斜視図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態の第１分散部および第２分散部付近の拡大斜視図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態の第１分散部の一部を示す拡大斜視図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施形態の第１分散部および第２分散部付近の拡大断面図である。
【図１４】本発明のさらに他の実施形態の第１分散部および第２分散部付近の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態のレドックスフロー電池１の概略的構成を示す分解斜視図であり、図２はレドックスフロー電池１に備えられる正極用セルフレーム２ａの一部およびその付近の断面図である。以下の説明において、正極用の構成には添え字“ａ”を付した参照符を用い、負極用の構成には添え字“ｂ”を付した参照符を用いる。なお、総称する場合には、用語「正極」、「負極」を省略する場合がある。本実施形態のレドックスフロー電池１は、矩形枠状の正極用セルフレーム２ａと、正極電極３ａと、イオン交換膜４と、負極電極３ｂと、矩形枠状の負極用セルフレーム２ｂとが積層される１または複数のセルを含んで構成される。
【００１７】
正極用セルフレーム２ａは、該正極用セルフレーム２ａの上辺に、正極電解液が供給される正極電解液供給用マニホールド６ａが設けられ、正極電極３ａが収容される正極収容空間７ａを規定し、正極電解液供給用マニホールド６ａが正極収容空間７ａよりも上方に配置される。
【００１８】
具体的には、正極用セルフレーム２ａの上辺には、正極電解液供給用マニホールド６ａと正極収容空間７ａとの間に第１正極分散部８ａが配設され、正極電解液供給用マニホールド６ａから正極電解液が分散して流入する複数の第１正極スリット９ａが設けられている。第１正極スリット９ａは単数でも良いが、電解液供給量および電解液の液滴化の点から、複数あることが望ましい。
【００１９】
また、正極用セルフレーム２ａの上辺には、各第１正極スリット９ａに流入した正極電解液が滴下して流出する第１正極分散部８ａと、第１正極分散部８ａから正極収容空間７ａ側に正極側空隙１０ａをあけて配設される第２正極分散部１１ａとが設けられており、正極側空隙１０ａと正極収容空間７ａとを連通する複数の第２正極スリット１２ａが設けられている。このような構成により、第１正極分散部８ａの第１正極スリット９ａから滴下した正極電解液が各第２正極スリット１２ａから分散して正極収容空間７ａへ流出する。
【００２０】
正極用セルフレーム２ａの下辺には、第２正極分散部１１ａと、正極収容空間７ａよりも下方に正極電解液排出用マニホールド１３ａが設けられ、正極電解液排出用マニホールド１３ａおよび正極収容空間７ａを連通する正極電解液排出用スリット１８ａ（図２の符号修正して下さい）が設けられる。これらの第１正極スリット９ａおよび第２正極スリット１２ａは、正極用セルフレーム２ａの一方の主面に形成された凹溝から成り、セルスタック５として組立てられた状態では、後述の正極パッキン２４ａによって液密な状態で覆われ、正極電解液の流路を構成する。
【００２１】
なお、本発明において「スリット」とは、一般的な意味でのスリット、すなわちセルフレーム２ａ，２ｂの両主面を厚み方向に貫通する構成であっても良い。この場合には、例えば、第１正極スリット９ａを後述の正極パッキン２４ａ，２５ａで挟み込むことにより流路を形成することができる。
【００２２】
負極用セルフレーム２ｂは、該負極用セルフレーム２ｂの上辺に、負極電解液が供給される負極電解液供給用マニホールド６ｂが設けられ、負極電極３ｂが収容される負極収容空間７ｂを規定し、負極電解液供給用マニホールド６ｂが負極収容空間７ｂよりも上方に配置される。このような負極用セルフレーム２ｂは、上記の正極用セルフレーム２ａと中心軸線Ｌに関して回転対称に構成されている。
【００２３】
具体的には、負極用セルフレーム２ｂの上辺には、負極電解液供給用マニホールド６ｂと負極収容空間７ｂとの間に第１負極分散部８ｂが配設され、この第１負極分散部８ｂには、負極電解液供給用マニホールド６ｂから負極電解液が流入する複数の第１負極スリット９ｂが設けられている。第１負極スリット９ｂは単数でも良いが、電解液供給量および電解液の液滴化の点から、複数あることが望ましい。
【００２４】
また、負極用セルフレーム２ｂの上辺には、各第１負極スリット９ｂに流入した負極電解液が滴下しながら流出する第１負極分散部８ｂと、第１負極分散部８ｂから負極収容空間７ｂ側に負極側空隙１０ｂをあけて配設される第２負極分散部１１ｂが設けられており、第２負極分散部１１ｂには、負極側空隙１０ｂと負極収容空間７ｂとを連通する複数の第２負極スリット１２ｂが設けられている。正極電解液の液面および負極電解液の液面は、正極電極３ａの上面および負極電極３ｂの上面よりもそれぞれ下方に位置している。
【００２５】
このような構成により、第１負極分散部８ｂから滴下した負極電解液が各第２負極スリット１２ｂから分散して負極収容空間７ｂへ流出する。負極用セルフレーム２ｂの下辺には、負極収容空間７ｂよりも下方に負極電解液排出用マニホールド１３ｂが設けられ、負極電解液排出用マニホールド１３ｂおよび負極収容空間７ｂを連通する負極電解液排出用スリット１８ｂが設けられている。
【００２６】
これらの第１負極スリット９ｂおよび第２負極スリット１２ｂは、負極用セルフレーム２ｂにおいて正極用セルフレーム２ａに対向する一方の主面に形成された凹溝から成り、セルスタック５として組立てられた状態では、後述の負極パッキン２４ｂによって液密な状態で覆われ、負極電解液の流路を構成する。
【００２７】
第２正極分散部１１ａは、第１正極分散部８ａから滴下した正極電解液の液滴を受ける液滴受面である上面２０ａと、正極収容空間７ａに臨む水平な下面２１ａとを有し、第２負極分散部１１ｂは、第１負極分散部８ｂから滴下した負極電解液の液滴を受ける液滴受面である上面２０ｂと、負極収容空間７ｂに臨む水平な下面２１ｂとを有する。これらの上面２０ａ，２０ｂは、前記空隙１０ａ，１０ｂに臨んで凹凸状に屈曲した屈曲面とされる。
【００２８】
複数の第２正極スリット１２ａおよび第２負極スリット１２ｂは、上面２０ａ，２０ｂの頂部ｍ１と、底部ｍ２との間に、少なくとも１つ、本実施例では複数に分散した液滴流入口を有する。第１スリット９ａ，９ｂの液滴流出口（開口部）は、第２スリット１２ａ，１２ｂの液滴流入口の間に電解液が滴下されるように、平面視において第２スリット１２ａ，１２ｂの液滴流入口間に位置するように形成されている。
【００２９】
上記のようにレドックスフロー電池１は、水素イオンを透過させるイオン交換膜４によって、正極収容空間７ａと負極収容空間７ｂとに分離されたセルを備える。正極収容空間７ａには、正極電極３ａが内蔵され、かつ正極電解液を貯留する正極電解液用タンク（図示せず）とは、導管、正極電解液供給用マニホールド６ａを介して接続される。同様に、負極収容空間７ｂには、負極電極３ｂが内蔵され、かつ負極電解液を貯留する負極電解液用タンク（図示せず）とは、導管、負極電解液供給用マニホールド６ｂを介して接続される。各タンクに貯留される電解液は、ポンプによって収容空間７ａ，７ｂに供給されて循環される。電解液としては、たとえば硫酸バナジウム溶液が用いられ、前述のポンプによって、濃度１．８ｍｏｌ／リットルの正極電解液Ｖ４＋および負極電解液Ｖ３＋がそれぞれ供給される。
【００３０】
このようなレドックスフロー電池１は、複数のセルが積層されたセルスタック５が利用されるが、１つのセルだけによって構成されてもよい。セルスタック５は、図１に示すように、双極板１４ａ，１４ｂおよび集電板１５ａ，１５ｂが分液板１６ａ，１６ｂを介して、エンドプレート１７ａ，１７ｂによって挟み込まれ、２枚のエンドプレート１７ａ，１７ｂをボルトおよびナットによって締付けて接合されたブロック状の組立て体として構成される。
【００３１】
セルスタック５は、隣接するセルフレーム２ａ，２ｂの間に１つのセルが形成されることになる。セルスタック５において、正極電解液は、正極電解液供給用マニホールド６ａ、正極収容空間７ａ、および正極電解液排出用マニホールド１３ａを経て流下するように構成される。すなわち、正極電解液は、正極電解液供給用マニホールド６ａから正極用セルフレーム２ａの一方主面に形成される第１正極スリット９ａ、正極側空隙１０ａおよび第２正極スリット１２ａを介して正極電極３ａに供給され、正極用セルフレーム２ａの下部に形成される正極排出用スリット１８ａを介して正極電解液排出用マニホールド１３ａに排出される。
【００３２】
同様に、負極電解液は、負極電解液供給用マニホールド６ｂ、負極収容空間７ｂ、および負極電解液排出用マニホールド１３ｂを経て流下するように構成される。すなわち、負極電解液は、負極電解液供給用マニホールド６ｂから負極用セルフレーム２ｂの他方主面に形成される第１負極スリット９ｂ、負極側空隙１０ｂおよび第２負極スリット１２ｂを介して負極電極３ｂに供給され、負極用セルフレーム２ｂの下部に形成される負極排出用スリット１８ｂを介して負極電解液排出用マニホールド１３ｂに排出される。
【００３３】
なお、正極排出用スリット１８ａおよび負極排出用スリット１８ｂについても、セルフレーム２ａ，２ｂの幅方向に複数設けても良い。この場合には、電極３ａ，３ｂ内の電解液の流れを均一化できる。
【００３４】
上記の正極用セルフレーム２ａとイオン交換膜４との間には、正極パッキン２４ａが介在され、正極用セルフレーム２ａと正極分液板１６ａとの間には、正極パッキン２５ａが介在され、また負極用セルフレーム２ｂとイオン交換膜４との間には、負極パッキン２４ｂが介在され、負極用セルフレーム２ｂと負極分液板１６ｂとの間には、負極パッキン２５ｂが介在されて、正極電解液および負極電解液の漏れが防がれている。これらのイオン交換膜４、パッキン２４，２５、分液板１６ａ，１６ｂには、正極電解液供給用マニホールド６ａ、負極電解液供給用マニホールド６ｂ、正極電解液排出用マニホールド１３ａ、および負極電解液排出用マニホールド１３ｂのそれぞれに連通する透孔が形成され、電解液の流路が構成されている。
【００３５】
上記のように本実施形態では、セルフレーム２ａ，２ｂは、電解液が供給される電解液供給用マニホールド６ａ，６ｂと、電極３ａ，３ｂが収容される収容空間７ａ，７ｂとを有し、電解液供給用マニホールド６ａ，６ｂが収容空間７ａ，７ｂよりも上方に配置された状態で用いられる。このセルフレーム２ａ，２ｂは、電解液供給用マニホールド６ａ，６ｂと収容空間７ａ，７ｂとの間に配設される第１分散部８ａ，８ｂであって、電解液供給用マニホールド６ａ，６ｂから電解液が分散して流入する複数の第１スリット９ａ，９ｂを有し、各第１スリット９ａ，９ｂに流入した電解液が滴下しながら流出する第１分散部８ａ，８ｂと、第１分散部８ａ，８ｂから収容空間７ａ，７ｂ側に空隙１０ａ，１０ｂをあけて配設される第２分散部１１ａ，１１ｂであって、空隙１０ａ，１０ｂと収容空間７ａ，７ｂとを連通する複数の第２スリット１２ａ，１２ｂが設けられており、第１分散部８ａ，８ｂから滴下した電解液が各第２スリット１２ａ，１２ｂから分散して収容空間７ａ，７ｂへ流出する第２分散部１１ａ，１１ｂとを備える。
【００３６】
このような構成によって、電解液の流路に電気的絶縁区間を介在させ、簡単な構成でシャントカレントの発生を抑制し、シャントカレントロスを低減することができる。
【００３７】
図３は、本発明の他の実施形態の正極用セルフレーム２ａ１の一部およびその付近の拡大断面図である。なお、負極用セルフレームは正極用セルフレーム２ａ１と中心軸線Ｌに関して左右対称に構成されるので、前述の実施形態と対応する部分には、同一の参照符を付し、重複する説明は省略する。本実施形態では、前述の実施形態の上面２０ａ，２０ｂの頂部ｍ１と底部ｍ２とが逆に形成されてもよい。このような構成によっても、前述の実施形態と同様に、第１スリット９ａ，９ｂから滴下した電解液を、複数の第２スリット１２ａ，１２ｂにほぼ均等に供給することができる。
【００３８】
図４は、本発明のさらに他の実施形態の正極用セルフレーム２ａ２の一部およびその付近の断面図であり、図５は図４のＡ部の拡大図である。なお、負極用セルフレームは正極用セルフレーム２ａ２と中心軸線Ｌに関して左右対称に構成されるので、前述の実施形態と対応する部分には、同一の参照符を付し、重複する説明は省略する。本実施形態では、各第１スリット９ａ，９ｂの液滴流出口（開口部）には、流路断面積が絞られたオリフィス部３０が形成される。このようなオリフィス部３０を設けることによって、液滴化し易くできるとともに、液滴の滴下する流量を調整することができ、適切な流量で電解液を第２分散部１１ａ，１１ｂの上面２０ａ，２０ｂに供給することができる。
【００３９】
図６は、本発明の他の実施形態の正極用セルフレーム２ａ３の一部およびその付近の断面図であり、図７は図６の切断面線ＶＩＩ−ＶＩＩから見た拡大断面図である。なお、負極用セルフレームは正極用セルフレーム２ａ３と中心軸線Ｌに関して左右対称に構成されるので、前述の実施形態と対応する部分には、同一の参照符を付し、重複する説明は省略する。本実施形態では、第１分散部８ａ，８ｂの下部に凹所３１が形成され、この凹所３１に向かって下方、すなわち第２分散部１１ａ，１１ｂに近接する方向に傾斜した液案内面３２が形成される。このような構成によって、液案内面３２と凹所３１を規定する内面とが交差する角部３３に電解液を導き、液滴を生成することができる。これによって、液滴の大きさまたは重量の均一化を図り、滴下される電解液の供給量を安定させて、より高精度で調整することができる。
【００４０】
図８は、本発明の他の実施形態の正極用セルフレーム８ａの第１分散部８ａおよび第２分散部１１ａ付近の拡大斜視図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には、同一の参照符を付し、重複を避けて、正極用セルフレーム８ａの構成について説明し、負極用セルフレーム８ｂは正極用セルフレーム８ａと軸線Ｌに関して回転対称の構成であるものとする。本実施形態では、電解液供給用マニホールド６ａ内の電解液が、１つの第１スリット９ａを経て空隙１０ａの中央部に供給される。空隙１０ａ内の電解液は、図９に示されるように、第２分散部１１ａの上端から両側に傾斜した案内面４０上を矢符４１で示されるように流れながら、各第２スリット１２ａへ流入し、各第２スリット１２ａから分散して収容空間７ａ内に流入させることができる。
【００４１】
本発明のさらに他の実施形態では、図１０に示されるように、各第２スリット１２ａの幅ｂが案内面４０の上端から下流側になるにつれて、たとえば１つおきに幅広に形成されてもよく、図１１に示されるように、第２分散部１２ａの一方の主面と他方の主面とに交互に形成されてもよい。なお、前述の実施形態と対応する部分には、同一の参照符を付す。
【００４２】
図１２は、本発明のさらに他の実施形態の第１分散部の一部を示す拡大斜視図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には、同一の参照符を付す。本実施形態では、図１２に示されるように、第１分散部８ａ，８ｂの下端部に、厚み方向両側から近接するにつれて下方に傾斜し、かつ凹所４１に向かって下方に傾斜した液案内面３２が形成されてもよい。これによって電解液の液滴を第１分散部８ａ，８ｂからより落下しやすくし、電気的に遮断状態を維持しながら、電解液の供給量をより多くすることができる、
【００４３】
図１３は、本発明のさらに他の実施形態の第１分散部および第２分散部付近の拡大断面図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には、同一の参照符を付す。本実施形態では、第１分散部８ａ，８ｂに１本の第１スリット９ａを介して幅方向に中央部で下方に開放した流出口から電解液を滴下させる。第２分散部１１ａ，１１ｂは、幅方向中央部に底部ｍ２を有し、幅方向両側に頂部ｍ１を有する、正面視で略Ｖ字状の上面２０ａ，２０ｂを有する。第２分散部１１ａ，１１ｂは、底部ｍ２に１つの流入口が設けられ、内部において１つの流入口から複数に分岐させた第２スリット１２ａ，１２ｂが形成されてもよい。
【００４４】
図１４は、本発明のさらに他の実施形態の第１分散部および第２分散部付近の拡大断面図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には、同一の参照符を付す。本実施形態では、第１分散部８ａ，８ｂの第１スリット９ａ，９ｂから分岐させ、下方に開放した２つの流出口から電解液を滴下させる。第２分散部１１ａ，１１ｂは、２つの流出口の下方に位置する２つの頂部ｍ１と、２つの頂部ｍ１の間の１つの底部ｍ２とを備える上面２０ａ，２０ｂを有する。第２分散部１１ａ，１１ｂは、頂部ｍ１と底部ｍ２との間および頂部ｍ１よりも外方に設けられた複数の第２スリット１２ａ，１２ｂを有する。第１分散部８ａ，８ｂの２つの流出口から電解液を２つの頂部ｍ１にそれぞれ滴下させ、該第２分散部８ａ，８ｂに形成された複数の第２スリット１２ａ，１２ｂから均一に収容空間内に滴下させるように構成されてもよい。
【００４５】
上記の各実施形態では、セルフレーム２ａ，２ｂと、第１分散部８ａ，８ｂと、第２分散部１１ａ，１１ｂとを別部材で構成したが、さらに他の実施形態では、一体化した構成であっても良い。
【００４６】
また、上記の各実施形態では、電極３ａ，３ｂの側面と、収容空間７ａ，７ｂとの間には、隙間があるように構成したが、電極３ａ,３ｂの側面は収容空間を規定する壁面に当接していることが望ましい。
【００４７】
また、第２分散部１１ａ，１１ｂに設けられた第２スリット１２ａ，１２ｂは、電極３ａ，３ｂの幅方向中央部の上方に形成したが、電極３ａ，３ｂの幅方向の両端部の上方にも形成することが望ましい。これにより、電解液を電極３ａ，３ｂ上面に、幅方向全体に供給することができる。
【００４８】
さらに、第２分散部１１ａ，１１ｂと電極３ａ，３ｂの上面との間に空間を設け、第２スリット１２ａ，１２ｂから電極３ａ，３ｂに電解液を滴下することが望ましい。これにより、さらに、シャントカレントロスを低減することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１  レドックスフロー電池
２ａ，２ｂ  セルフレーム
３ａ，３ｂ  電極
４  イオン交換膜
５  セルスタック
６ａ，６ｂ  電解液供給用マニホールド
７ａ，７ｂ  収容空間
８ａ，８ｂ  第１分散部
９ａ，９ｂ  第１スリット
１０ａ，１０ｂ  空隙
１１ａ，１１ｂ  第２分散部
１２ａ，１２ｂ  第２スリット
１３ａ，１３ｂ  電解液排出用マニホールド
１４ａ，１４ｂ  双極板
１５ａ，１５ｂ  集電板
１６ａ，１６ｂ  分液板
１７ａ，１７ｂ  エンドプレート
１８ａ，１８ｂ  電解液排出用スリット
２０ａ，２０ｂ  上面
２１ａ，２１ｂ  下面
ｍ１  頂部
ｍ２  底部
【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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【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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