本發(fā)明涉及電解液循環(huán)電池，例如，氧化還原液流電池。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及電解液循環(huán)電池，其中在該電解液循環(huán)電池中，可容易形成電解液的密封結(jié)構(gòu)，并且該電解液循環(huán)電池具有良好組裝工作能力。

背景技術(shù)：

存儲(chǔ)源自自然能量(例如，通過(guò)光伏發(fā)電或風(fēng)力發(fā)電而獲得)的電力的大容量蓄電池的示例是電解液循環(huán)電池，例如，氧化還原液流電池(rf電池)。rf電池通常連接在發(fā)電單元(例如，光伏發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)或典型發(fā)電廠)與負(fù)載(例如，電力消費(fèi)者)之間，而ac/dc轉(zhuǎn)換器處于兩者之間，通過(guò)充電存儲(chǔ)發(fā)電單元所產(chǎn)生的電力并通過(guò)放電而將所存儲(chǔ)的電力供應(yīng)到負(fù)載。

例如，如圖8的rf電池的操作原理圖所圖示，rf電池1包含電池芯100，其中電池芯100由允許氫離子滲透的隔膜101分離為正電極芯102和負(fù)電極芯103。正電極芯102在其中含有正電極104，并經(jīng)由供應(yīng)管道108和排放管道110而連接到存儲(chǔ)正電極電解液的正電極電解液箱106。類(lèi)似地，負(fù)電極芯103在其中含有負(fù)電極105，并經(jīng)由供應(yīng)管道109和排放管道111而連接到存儲(chǔ)負(fù)電極電解液的負(fù)電極電解液箱107。正電極電解液和負(fù)電極電解液分別由供應(yīng)管道108和109的中途位置中所設(shè)置的泵112和113從供應(yīng)管道108和109供應(yīng)到電極芯102和103，并且穿過(guò)排放管道110和111而從電極芯102和103排放到電極電解液箱106和107，因此分別循環(huán)穿過(guò)電極芯102和103。rf電池1以此方式使電解液循環(huán)，以通過(guò)使用正電極電解液中所含有的離子與負(fù)電極電解液中所含有的離子之間的氧化還原電位差來(lái)執(zhí)行充電和放電。在圖8中，釩離子被圖示為電極的電解液中所含有的離子，實(shí)線箭頭指示充電，并且虛線箭頭指示放電。

電池芯100通常形成在圖9的下圖所圖示的結(jié)構(gòu)(被稱(chēng)為芯堆200)內(nèi)。如圖9的上圖所圖示，芯堆200包含通過(guò)將芯框架120、正電極104、隔膜101和負(fù)電極105按此次序堆疊而形成的堆疊體。芯框架120包含雙極板121以及圍繞雙極板121的外圍邊緣的框架122。在此結(jié)構(gòu)的情況下，一個(gè)電池芯100形成在鄰近芯框架120的雙極板121之間，并且鄰近電池芯100的正電極104(正電極芯102)和負(fù)電極105(負(fù)電極芯103)設(shè)置在每一雙極板121的前側(cè)和后側(cè)上。

電池芯100中的電極中的每一個(gè)的電解液的流動(dòng)是穿過(guò)形成在框架122上的液體供應(yīng)歧管131和132以及液體排放歧管133和134來(lái)執(zhí)行。正電極電解液穿過(guò)框架122的一個(gè)表面?zhèn)?紙張的前側(cè))上所形成的導(dǎo)引溝槽而從液體供應(yīng)歧管131供應(yīng)到正電極104。如圖9的上圖中的箭頭所指示，正電極電解液從正電極104的下側(cè)傳遞到上側(cè)，并且穿過(guò)框架122上所形成的導(dǎo)引溝槽而排放到液體排放歧管133。類(lèi)似地，負(fù)電極電解液經(jīng)由框架122的另一表面?zhèn)?紙張的后側(cè))上所形成的導(dǎo)引溝槽而從液體供應(yīng)歧管132供應(yīng)到負(fù)電極105。負(fù)電極電解液從負(fù)電極105的下側(cè)傳遞到上側(cè)，并且經(jīng)由框架122上所形成的導(dǎo)引溝槽而排放到液體排放歧管134。例如o形環(huán)等環(huán)狀密封構(gòu)件140設(shè)置在框架122之間以抑制電解液從電池芯100泄漏。

例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)1描述通過(guò)如下方式來(lái)防止芯中的電解液的泄漏：在框架體(框架)的兩個(gè)表面上在面向彼此的位置處設(shè)置各自具有長(zhǎng)方形橫截面形狀的內(nèi)部外圍密封溝槽和外部外圍密封溝槽；以及分別將內(nèi)部外圍密封件和外部外圍密封件布置在內(nèi)部外圍密封溝槽和外部外圍密封溝槽中。o形環(huán)用作內(nèi)部外圍密封件和外部外圍密封件以在壓力下與隔膜接觸并密封電解液。

引用文獻(xiàn)列表

專(zhuān)利文獻(xiàn)

ptl1：第2002-367659號(hào)日本未審查專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問(wèn)題

例如由彈性材料形成的o形環(huán)等密封構(gòu)件是軟的，并且具有長(zhǎng)串狀形狀，并且因此o形環(huán)的形狀不容易確定。因此，即使當(dāng)o形環(huán)裝配在密封溝槽中時(shí)，o形環(huán)可容易脫離密封溝槽。抑制o形環(huán)的此脫離的示例方式是通過(guò)粘合劑將o形環(huán)固定到密封溝槽。然而，需要預(yù)先將粘合劑涂覆到密封溝槽，并且生產(chǎn)效率隨著生產(chǎn)步驟的數(shù)量的增加而降低。

已鑒于上文所述的情形而做出本發(fā)明。本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種電解液循環(huán)電池，其中在該電解液循環(huán)電池中，可容易形成電解液的密封結(jié)構(gòu)，并且該電解液循環(huán)電池具有良好生產(chǎn)效率。

技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電解液循環(huán)電池包含：芯框架，芯框架包含與形成電池芯的電極接觸的雙極板以及圍繞雙極板的外圍邊緣的框架；以及密封構(gòu)件，密封構(gòu)件設(shè)置在框架上并防止供應(yīng)到電池芯的電解液從框架泄漏。框架具有密封構(gòu)件裝配在其中的密封溝槽。密封溝槽包含狹窄部，其中該狹窄部使密封構(gòu)件彈性變形以防止密封構(gòu)件脫離密封溝槽。狹窄部具有在密封溝槽的深度方向上均勻的寬度。

發(fā)明的有利效果

根據(jù)所述電解液循環(huán)電池，可容易形成電解液的密封結(jié)構(gòu)，并且實(shí)現(xiàn)良好生產(chǎn)效率。

附圖說(shuō)明

圖1是圖示根據(jù)實(shí)施例1的氧化還原液流電池中所包含的芯框架的示意性平面圖。

圖2是以放大方式圖示圖1所圖示的芯框架的密封溝槽的部分放大圖。

圖3是圖2所圖示的密封溝槽的(a)-(a)剖視圖。

圖4是以放大方式圖示根據(jù)實(shí)施例2的氧化還原液流電池中所包含的芯框架的密封溝槽的狹窄部的部分放大圖。

圖5是以放大方式圖示根據(jù)實(shí)施例3的氧化還原液流電池中所包含的芯框架的密封溝槽的狹窄部的部分放大圖。

圖6是以放大方式圖示根據(jù)實(shí)施例4的氧化還原液流電池中所包含的芯框架的密封溝槽的狹窄部的部分放大圖。

圖7是以放大方式圖示根據(jù)實(shí)施例5的氧化還原液流電池中所包含的芯框架的密封溝槽的狹窄部的部分放大圖。

圖8是氧化還原液流電池的操作原理圖。

圖9是氧化還原液流電池中所包含的芯堆的示意性結(jié)構(gòu)圖。

附圖標(biāo)記列表

1rf電池

2芯框架

3雙極板

4框架

41液體供應(yīng)側(cè)零件42液體排放側(cè)零件

43連接零件

44液體供應(yīng)歧管45液體排放歧管

44a、45a歧管密封溝槽

46液體供應(yīng)導(dǎo)引溝槽47液體排放導(dǎo)引溝槽

48密封溝槽

48i內(nèi)部外圍密封溝槽48o外部外圍密封溝槽

48l長(zhǎng)直線部48s短直線部48c彎曲部

49狹窄部49a、49b、49c、49d、49e突起零件

5密封構(gòu)件

100電池芯

101隔膜102正電極芯103負(fù)電極芯

104正電極105負(fù)電極

106正電極電解液箱107負(fù)電極電解液箱

108、109供應(yīng)管道110、111排放管道

112、113泵

120芯框架

121雙極板122框架

131、132液體供應(yīng)歧管133、134液體排放歧管

140密封構(gòu)件

200芯堆

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的實(shí)施例的描述

首先，將列舉且描述本發(fā)明的實(shí)施例的內(nèi)容。

(1)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電解液循環(huán)電池包含：芯框架，芯框架包含與形成電池芯的電極接觸的雙極板以及圍繞雙極板的外圍邊緣的框架；以及密封構(gòu)件，密封構(gòu)件設(shè)置在框架上并防止供應(yīng)到電池芯的電解液從框架泄漏。框架具有密封構(gòu)件裝配在其中的密封溝槽。密封溝槽包含狹窄部，其中該狹窄部使密封構(gòu)件彈性變形以防止密封構(gòu)件脫離密封溝槽。狹窄部具有在密封溝槽的深度方向上均勻的寬度。

根據(jù)上文所述的結(jié)構(gòu)，可通過(guò)簡(jiǎn)單地將密封構(gòu)件裝配在密封溝槽的狹窄部中來(lái)抑制密封構(gòu)件脫離密封溝槽。這是因?yàn)?，因?yàn)槊芊鉁喜郯姑芊鈽?gòu)件彈性變形的狹窄部，所以密封構(gòu)件被局部壓縮，并且摩擦力可在密封溝槽的縱向方向上以及深度方向上施加到壓縮部分。因此，不需要粘合劑將密封構(gòu)件固定到密封溝槽，并且涂覆粘合劑的步驟是不必要的?？稍诓辉黾由a(chǎn)步驟的數(shù)量的情況下形成電解液的密封結(jié)構(gòu)。因此，上文所述的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電解液循環(huán)電池的良好生產(chǎn)效率。

此外，因?yàn)楠M窄部的寬度在深度方向上是均勻的，所以可提高具有密封溝槽的框架的生產(chǎn)效率。這是因?yàn)榘M窄部的密封溝槽也可在生產(chǎn)框架的同時(shí)形成，并且因此生產(chǎn)步驟的數(shù)量不增加。如在上文所述的結(jié)構(gòu)中，能夠通過(guò)簡(jiǎn)單地將密封構(gòu)件裝配在密封溝槽中來(lái)抑制密封構(gòu)件從密封溝槽脫離的溝槽的形狀的示例是在深度方向上寬度逐漸增大的梯形形狀或?qū)嵸|(zhì)上梯形形狀，例如，燕尾槽。然而，在具有此燕尾槽的框架的情況下，無(wú)法在生產(chǎn)框架的同時(shí)形成密封溝槽，并且因此必須獨(dú)立執(zhí)行開(kāi)槽，從而使生產(chǎn)步驟的數(shù)量的增加。雖然框架通常通過(guò)例如注入成型來(lái)生產(chǎn)，但難以通過(guò)注入成型來(lái)形成具有燕尾槽等的形狀的溝槽。這是因?yàn)闉榱酥圃炀哂醒辔膊鄣目蚣埽谥圃觳痪哂醒辔膊鄣目蚣苤?，必須通過(guò)例如切割來(lái)形成溝槽，以使得溝槽具有梯形形狀或?qū)嵸|(zhì)上梯形形狀。

(2)在電解液循環(huán)電池的實(shí)施例中，狹窄部的寬度wn(mm)可以是0.60d或更大并且0.97d或更小，其中d表示密封構(gòu)件在非壓縮狀態(tài)下的直徑(mm)。

根據(jù)上文所述的結(jié)構(gòu)，因?yàn)楠M窄部的寬度wn(mm)是0.60d或更大，所以容易防止密封構(gòu)件在早期使用中由于壓碎或過(guò)度壓縮而退化。因?yàn)楠M窄部的寬度wn(mm)是0.97d或更小，所以容易防止密封構(gòu)件脫離密封溝槽。

(3)在電解液循環(huán)電池的實(shí)施例中，可在密封溝槽的縱向方向上以50mm或更大并且500mm或更小的間隔設(shè)置狹窄部。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，因?yàn)槎鄠€(gè)狹窄部以50mm或更大的間隔設(shè)置，所以狹窄部在密封溝槽的縱向方向上的間隔不過(guò)小。因此，將密封構(gòu)件裝配到密封溝槽中的操作不太可能復(fù)雜。因?yàn)槎鄠€(gè)狹窄部以500mm或更小的間隔設(shè)置，所以容易防止密封構(gòu)件的脫離。

(4)在電解液循環(huán)電池的實(shí)施例中，密封溝槽可包含在縱向方向上彎曲的彎曲部，并且狹窄部可設(shè)置在彎曲部中。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，因?yàn)楠M窄部設(shè)置在與密封溝槽的直線部相比密封構(gòu)件較容易脫離的密封溝槽的彎曲線部(彎曲部)中，所以有效地防止密封構(gòu)件的脫離。

本發(fā)明的實(shí)施例的細(xì)節(jié)

現(xiàn)將參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例。旨在本發(fā)明不限于這些實(shí)施例，而是由下文所述的權(quán)利要求書(shū)定義，并且本發(fā)明的范圍包含權(quán)利要求書(shū)的等同物以及處于權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)的所有修改的含義。本文中，將使用氧化還原液流電池(rf電池)作為電解液循環(huán)電池的示例來(lái)進(jìn)行描述。

【實(shí)施例1】

如參照?qǐng)D8和圖9所述的現(xiàn)有rf電池，根據(jù)實(shí)施例1的rf電池包含：芯堆200，芯堆200包含芯框架的堆疊體和電池芯100；正電極電解液箱106，正電極電解液箱106存儲(chǔ)循環(huán)穿過(guò)電池芯100的正電極芯102的正電極電解液；以及負(fù)電極電解液箱107，負(fù)電極電解液箱107存儲(chǔ)循環(huán)穿過(guò)電池芯100的負(fù)電極芯103的負(fù)電極電解液。正電極電解液和負(fù)電極電解液分別通過(guò)設(shè)置在對(duì)應(yīng)供應(yīng)管道與排放管道之間的泵112和113而循環(huán)穿過(guò)供應(yīng)管道108和109以及排放管道110和111。根據(jù)實(shí)施例1的rf電池的主要特征在于密封構(gòu)件到芯框架的固定結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠防止電解液泄漏。具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)實(shí)施例1的rf電池包含結(jié)構(gòu)不同于現(xiàn)有rf電池的芯框架120(圖9)的芯框架，并且因此下文將主要參照?qǐng)D1到圖3(視需要，圖8和圖9)來(lái)描述差異。與現(xiàn)有rf電池的部件相同的部件被指派與圖8和圖9中的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記，并且這些部件的描述被省略。

【芯框架】

芯框架2包含雙極板3以及圍繞雙極板3的外圍邊緣的框架4。存在兩種類(lèi)型的芯框架2，即，設(shè)置在堆疊體的鄰近電池芯100之間的中間芯框架以及設(shè)置在堆疊體的兩個(gè)端部上的端部芯框架。中間芯框架的雙極板3的前表面和后表面接觸一個(gè)電池芯100的正電極104以及另一電池芯100的負(fù)電極105。端部芯框架的雙極板3的一個(gè)表面接觸電池芯100的正電極和負(fù)電極中的一個(gè)。關(guān)于芯框架2的前表面和后表面(正電極側(cè)/負(fù)電極側(cè))的結(jié)構(gòu)，中間芯框架和端部芯框架具有相同結(jié)構(gòu)。

(雙極板)

雙極板3原則上分隔鄰近電池芯100(圖8和圖9)。雙極板3是長(zhǎng)方形板。雙極板3可由允許電力經(jīng)過(guò)但不允許電解液經(jīng)過(guò)的材料形成。此外，雙極板優(yōu)選由具有耐酸性和適當(dāng)剛性的材料形成。此材料的示例包含含有碳的導(dǎo)電材料。其具體示例包含由石墨以及聚烯烴有機(jī)化合物或氯化有機(jī)化合物形成的導(dǎo)電塑料。雙極板可由其中石墨的一部分被替換為炭黑和類(lèi)鉆碳中的至少一種的導(dǎo)電塑料形成。聚烯烴有機(jī)化合物的示例包含聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯。氯化有機(jī)化合物的示例包含氯乙烯、氯化聚乙烯和氯化石蠟。通過(guò)使用上述材料形成雙極板3，可減小雙極板3的電阻并實(shí)現(xiàn)良好耐酸性。

(框架)

框架4形成充當(dāng)其內(nèi)部的電池芯100(圖8和圖9)的區(qū)域?？蚣?包含：液體供應(yīng)側(cè)零件41，液體供應(yīng)側(cè)零件41具有電解液借以供應(yīng)到電池芯100的內(nèi)部的液體供應(yīng)歧管44；以及液體排放側(cè)零件42，液體排放側(cè)零件42具有電解液借以排放到電池芯100的外部的液體排放歧管45。液體供應(yīng)側(cè)零件41的端部和液體排放側(cè)零件42的端部使用一對(duì)連接零件43而相互連接，其中該對(duì)連接零件43面向彼此并正交于液體供應(yīng)側(cè)零件41和液體排放側(cè)零件42?？蚣?具有長(zhǎng)方形框架形狀。液體供應(yīng)側(cè)零件41和液體排放側(cè)零件42形成長(zhǎng)方形框架的長(zhǎng)零件，并且連接零件43形成長(zhǎng)方形框架的短零件。在芯框架2的平面圖中，當(dāng)液體供應(yīng)側(cè)零件41和液體排放側(cè)零件42面向彼此的方向被定義為垂直方向并且正交于垂直方向的方向被定義為橫向方向時(shí)，液體供應(yīng)側(cè)零件41在垂直方向上定位在下側(cè)上并且液體排放側(cè)零件42定位在垂直方向的上側(cè)上。具體來(lái)說(shuō)，電解液在從框架4在垂直方向上的下側(cè)朝向框架4在垂直方向上的上側(cè)的方向上流動(dòng)。密封溝槽48形成在框架4的外圍邊緣中，以便位于液體供應(yīng)歧管44和液體排放歧管45的外部。圖1的中心處的箭頭指示密封構(gòu)件5裝配在密封溝槽48中。

<密封溝槽>

下文所述的密封構(gòu)件5裝配在密封溝槽48中。密封溝槽48形成在框架4的兩個(gè)表面上。替選地，密封溝槽48形成在一個(gè)表面?zhèn)?圖1的紙張的前表面?zhèn)?上，并且不形成在框架4的另一表面?zhèn)?圖1的紙張的后表面?zhèn)?上。在密封溝槽48形成在兩個(gè)表面上的情況下，當(dāng)芯框架2堆疊時(shí)，密封溝槽48中的密封構(gòu)件5由裝配在鄰近芯框架的另一表面上的密封溝槽中的密封構(gòu)件按壓并將芯框架相互密封。在此情況下，隔膜101(圖8和圖9)夾在密封構(gòu)件之間。在密封溝槽48形成在一個(gè)表面上并且不形成在另一表面上的情況下，當(dāng)芯框架2堆疊時(shí)，密封溝槽48中的密封構(gòu)件5由鄰近芯框架的框架的另一表面按壓并將芯框架相互密封。在此情況下，密封溝槽48形成在框架4的一個(gè)表面?zhèn)?圖1的紙張的前表面?zhèn)?上，并且不形成在框架4的另一表面?zhèn)?圖1的紙張的后表面?zhèn)?上。密封溝槽48包含內(nèi)部外圍密封溝槽48i和外部外圍密封溝槽48o。密封溝槽48可包含內(nèi)部外圍密封溝槽48i和外部外圍密封溝槽48o中的任一個(gè)。兩個(gè)密封溝槽48i和48o的結(jié)構(gòu)相同。

密封溝槽48形成為沿著框架4的外部形狀(沿著零件41到43的長(zhǎng)尺寸)具有環(huán)形形狀。密封溝槽48包含：長(zhǎng)直線部48l，長(zhǎng)直線部48l形成在液體供應(yīng)側(cè)零件41和液體排放側(cè)零件42中并且在縱向方向上呈線形；短直線部48s，短直線部48s形成在連接零件43中并且在縱向方向上呈線形；以及彎曲部48c，彎曲部48c形成在框架4的角落處，連接在長(zhǎng)直線部48l與短直線部48s之間，并且在密封溝槽48的縱向方向上彎曲。密封溝槽48包含狹窄部49。

狹窄部49中的每一個(gè)使密封構(gòu)件5彈性變形以防止密封構(gòu)件5脫離密封溝槽48。術(shù)語(yǔ)“狹窄部49”表示在密封溝槽48的縱向方向上相比其它部分具有較窄溝槽的部分。狹窄部49的寬度wn小于密封構(gòu)件5在非壓縮狀態(tài)下的直徑d(mm)。換句話說(shuō)，除狹窄部49之外的每一寬闊部分的寬度等于或大于密封構(gòu)件5的直徑d。因此，在寬闊部分中，在密封構(gòu)件5與密封溝槽48之間形成空間。密封構(gòu)件5可容易裝配在寬闊部分中，并且可容易通過(guò)簡(jiǎn)單地將密封構(gòu)件5裝配在狹窄部49中來(lái)抑制密封構(gòu)件5脫離密封溝槽48。這是因?yàn)楠M窄部49可在密封構(gòu)件5的縱向方向上并在密封溝槽48的深度方向上將適當(dāng)摩擦力施加到密封構(gòu)件5。

狹窄部49中的每一個(gè)具有在密封溝槽48的深度方向上均勻的寬度wn(圖3)。此結(jié)構(gòu)可提高具有密封溝槽48的框架4的生產(chǎn)效率。此情況的原因如下?？蚣?通?？赏ㄟ^(guò)例如注入成型來(lái)制造。在狹窄部49的寬度wn在密封溝槽48的深度方向上均勻的情況下，也可在生產(chǎn)框架4的同時(shí)形成密封溝槽48。因此，不需要獨(dú)立執(zhí)行開(kāi)槽等，并且生產(chǎn)步驟的數(shù)量不增加。例如，如果密封溝槽具有在深度方向上寬度逐漸減小的梯形形狀或?qū)嵸|(zhì)上梯形形狀，那么如在燕尾槽的情況下，從將成型體從模具移除的觀點(diǎn)來(lái)看，無(wú)法在生產(chǎn)框架的同時(shí)形成密封溝槽。因此，需要獨(dú)立執(zhí)行開(kāi)槽，從而使生產(chǎn)步驟的數(shù)量的增加。這是因?yàn)樵谏a(chǎn)不具有燕尾槽的框架之后，需要通過(guò)例如切割來(lái)執(zhí)行開(kāi)槽，以便形成具有梯形形狀或?qū)嵸|(zhì)上梯形形狀的密封溝槽。

可根據(jù)密封構(gòu)件5在非壓縮狀態(tài)下的直徑d(mm)來(lái)適當(dāng)?shù)剡x擇狹窄部49的寬度wn(mm)，以使得狹窄部49不使密封構(gòu)件5過(guò)度彈性變形并且不使密封構(gòu)件5脫離。此處，狹窄部49的術(shù)語(yǔ)“寬度wn”表示密封溝槽48的一部分的寬度，該部分具有最窄寬度。狹窄部49的寬度wn優(yōu)選是0.60d或更大并且0.97d或更小，但取決于密封構(gòu)件5的材料。當(dāng)狹窄部49的寬度wn是0.60d或更大時(shí)，容易防止密封構(gòu)件5在早期使用中由于由狹窄部49壓碎或過(guò)度壓縮而退化。當(dāng)狹窄部49的寬度wn是0.97d或更小時(shí)，容易防止密封構(gòu)件5脫離密封溝槽48。狹窄部49的寬度wn更優(yōu)選是0.88d或更大并且0.97d或更小。狹窄部49的寬度wn滿足0.60d或更大并且0.97d或更小意味著密封構(gòu)件5在寬度方向上的壓縮率是3％或更大并且40％或更小。寬度方向上的壓縮率被定義為“{(密封構(gòu)件5的直徑d-狹窄部49的寬度wn)/(密封構(gòu)件5的直徑d)x100}”。

密封溝槽48的深度d(mm)優(yōu)選是0.6d或更大并且0.9d或更小，但取決于密封構(gòu)件5的材料。當(dāng)密封溝槽48的深度d是0.dd或更大時(shí)，容易防止密封構(gòu)件5脫離密封溝槽48。此外，因?yàn)閺拿芊鉁喜?8暴露的密封構(gòu)件5的區(qū)域不過(guò)大，所以容易防止密封構(gòu)件5被鄰近芯框架或鄰近芯框架上所設(shè)置的密封構(gòu)件(下文中，可被稱(chēng)為“鄰近構(gòu)件”)壓碎。當(dāng)密封溝槽48的深度d是0.9d或更小時(shí)，可適當(dāng)?shù)卮_保從密封溝槽48暴露的密封構(gòu)件5的區(qū)域，并且密封構(gòu)件5容易且充分被鄰近構(gòu)件壓縮。密封溝槽48的深度d更優(yōu)選是0.7d或更大并且0.8d或更小。密封溝槽48的深度d滿足0.6d或更大并且0.9d或更小意指密封構(gòu)件5在深度方向上的壓縮率是10％或更大并且40％或更小。深度方向上的壓縮率被定義為“{(密封構(gòu)件5的直徑d-密封溝槽48的深度d)/(密封構(gòu)件5的直徑d)x100}”。

狹窄部49的寬度wn與密封溝槽48的深度d的總和(wn+d)優(yōu)選是1.2d或更大并且1.8d或更小。當(dāng)狹窄部49的總和(wn+d)是1.2d或更大并且1.8d或更小時(shí)，充分容易壓縮密封構(gòu)件5，容易防止密封構(gòu)件5的壓碎，并且容易防止密封構(gòu)件5脫離密封溝槽48。狹窄部49的總和(wn+d)更優(yōu)選是1.6d或更大并且1.7d或更小。具體來(lái)說(shuō)，寬度方向上的壓縮率以及深度方向上的壓縮率的總和優(yōu)選滿足20％或更大并且80％或更小。壓縮率的此總和特別優(yōu)選滿足40％或更小。

密封構(gòu)件5在密封溝槽48中的體積占據(jù)比優(yōu)選是100％或更小。此體積占據(jù)比被定義為(vs/vg)x100，其中vg(mm³)表示密封溝槽48的體積，并且vs(mm³)表示密封構(gòu)件5在非壓縮狀態(tài)下的體積。當(dāng)體積占據(jù)比是100％或更小時(shí)，容易防止密封構(gòu)件5被壓碎，并且可以在密封構(gòu)件5被壓縮時(shí)抑制過(guò)大壓力施加到密封溝槽48上，并且因此也容易防止密封溝槽48的壓碎。因?yàn)轶w積占據(jù)比是100％或更小，所以當(dāng)密封構(gòu)件5被壓縮時(shí)，在除狹窄部49之外的部分(寬闊部分)中在密封構(gòu)件5與密封溝槽48之間形成空間。密封構(gòu)件5在密封溝槽48中的體積占據(jù)比優(yōu)選是50％或更大。在此情況下，更容易在框架4的整個(gè)外圍上防止電解液的泄漏。體積占據(jù)比特別優(yōu)選是50％或更大并且90％或更小。

在長(zhǎng)直線部48l、短直線部48s和彎曲部48c中的每一個(gè)中(圖1)形成狹窄部49。密封溝槽48可僅包含單個(gè)狹窄部49。替選地，如在此示例中，當(dāng)密封溝槽48在密封溝槽48的整個(gè)外圍上在適當(dāng)位置處包含多個(gè)狹窄部49時(shí)，容易防止密封構(gòu)件5的脫離。狹窄部49可設(shè)置在長(zhǎng)直線部48l、短直線部48s和彎曲部48c中的至少一個(gè)中。然而，如在此示例中，狹窄部49優(yōu)選設(shè)置在全部三個(gè)部分中。優(yōu)選在密封溝槽48中在相對(duì)位置和/或?qū)蔷€位置處設(shè)置多個(gè)狹窄部49。如在此示例中，更優(yōu)選在位于相對(duì)位置處的長(zhǎng)直線部48l和短直線部48s中以及位于對(duì)角線位置處的彎曲部48c中設(shè)置狹窄部49。在彎曲部48c中形成狹窄部49對(duì)于防止密封構(gòu)件5脫離來(lái)說(shuō)是有效的，這是因?yàn)榕c長(zhǎng)直線部48l和短直線部48s相比，密封構(gòu)件5容易脫離彎曲部48c。在彎曲部48c中，在縱向方向上在彎曲部48c的中心處或?qū)嵸|(zhì)上中心處(圓弧的中心或?qū)嵸|(zhì)上中心處)形成狹窄部49。

鄰近狹窄部49在密封溝槽48的縱向方向上的間隔被確定成使得例如可防止密封構(gòu)件5的脫離，并且將密封構(gòu)件5裝配到密封溝槽48中的操作不太可能復(fù)雜。具體來(lái)說(shuō)，間隔在密封溝槽48的縱向方向上優(yōu)選是50mm或更大并且500mm或更小，并且更優(yōu)選是100mm或更大并且200mm或更小。

鄰近狹窄部49的間隔可在密封溝槽48的整個(gè)外圍上是均勻的，或可在液體供應(yīng)側(cè)零件41、液體排放側(cè)零件42和連接零件43中的每一個(gè)中是均勻的。在后一種情況下，只要狹窄部49之間在長(zhǎng)直線部48l中的間隔l1是均勻的并且在短直線部48s中狹窄部49之間的間隔l2是均勻的，間隔l1便不需要與間隔l2相同(圖2)。間隔l3和間隔l4優(yōu)選是均勻的，間隔l3是彎曲部48c的狹窄部49與長(zhǎng)直線部48l的狹窄部49中與彎曲部48c的狹窄部49鄰近的狹窄部49之間的距離，并且間隔l4是彎曲部48c的狹窄部49與短直線部48s的狹窄部49中與彎曲部48c的狹窄部49鄰近的狹窄部49之間的距離。然而，間隔l3和間隔l4可由于使間隔l1和間隔l2均勻而變得不均勻。間隔l3和間隔l4分別被定義為縱向方向上的長(zhǎng)直線部48l的長(zhǎng)度以及短直線部48s的長(zhǎng)度。

在此實(shí)施例中，長(zhǎng)直線部48l中在狹窄部49之間的間隔l1是150mm的規(guī)則間隔，并且在短直線部48s中狹窄部49之間的間隔l2是120mm的規(guī)則間隔。間隔l3是約115mm，并且間隔l4是約90mm。

狹窄部49的形式不受特定限制，只要狹窄部49的寬度比密封溝槽48的其它部分的寬度窄即可。在此實(shí)施例中，如以放大方式在圖2中的單點(diǎn)虛線所示出的圓形所圖示的，狹窄部49由突起零件49a形成，其中突起零件49a在密封溝槽48的寬度方向上面向彼此并且在突起零件49a面向彼此的方向上以圓弧形狀突起。在圖2的部分放大圖中，為了便于說(shuō)明，省略密封構(gòu)件5。在圖中的單點(diǎn)虛線所示出的圓形中，密封構(gòu)件5由雙點(diǎn)虛線指示。

可適當(dāng)?shù)剡x擇突起零件49a中的每一個(gè)的輪廓形狀。在此實(shí)施例中，突起零件49a具有與頂點(diǎn)彎曲的圓弧的形狀對(duì)應(yīng)的輪廓。因?yàn)橥黄鹆慵?9a的頂點(diǎn)彎曲，所以摩擦力可施加到密封構(gòu)件5，而不損壞密封構(gòu)件5?？蛇m當(dāng)?shù)剡x擇突起零件49a的彎曲半徑。例如，突起零件49a的彎曲半徑優(yōu)選是1mm或更大并且50mm或更小，并且特別優(yōu)選的是5mm或更大并且20mm或更小。

框架4的材料的實(shí)施例包含滿足耐酸性、電絕緣和機(jī)械性質(zhì)的材料。這些材料的示例包含氟樹(shù)脂(例如，聚四氟乙烯)、聚丙烯樹(shù)脂、聚乙烯樹(shù)脂以及氯化乙烯樹(shù)脂。在此實(shí)施例中，框架4由剛性氯化乙烯樹(shù)脂形成。

【密封構(gòu)件】

密封構(gòu)件5防止供應(yīng)到電池芯100(圖8和圖9)的電解液從框架4(圖1)泄漏。具體來(lái)說(shuō)，密封構(gòu)件5中的每一個(gè)設(shè)置在密封溝槽48中，并且當(dāng)芯框架2如上所述而堆疊時(shí)，由裝配在鄰近芯框架的框架的另一表面上的密封溝槽中的密封構(gòu)件或由鄰近芯框架的框架的另一表面按壓密封構(gòu)件5，因此密封構(gòu)件5將芯框架2相互密封。

例如，使用o形環(huán)作為密封構(gòu)件5。密封構(gòu)件5的橫截面形狀在非壓縮狀態(tài)下是圓形形狀。如圖3示意性地示出，當(dāng)密封構(gòu)件5裝配在密封溝槽48中時(shí)，密封構(gòu)件52的橫截面形狀在狹窄部49中是其主軸在深度方向上延伸的橢圓形形狀，并且在除狹窄部49之外的部分中是與非壓縮狀態(tài)下的圓形形狀類(lèi)似的圓形形狀。

密封構(gòu)件5的材料的示例包含具有良好耐酸性的彈性材料。密封構(gòu)件5的材料的適當(dāng)示例包含橡膠，例如，乙烯-丙烯-二烯橡膠(epdm)、氟橡膠、和硅酮橡膠。

【其它】

液體供應(yīng)側(cè)零件41具有液體供應(yīng)導(dǎo)引溝槽46，其中液體供應(yīng)導(dǎo)引溝槽46中的每個(gè)在對(duì)應(yīng)液體供應(yīng)歧管44與雙極板3之間延伸，以將電解液從液體供應(yīng)歧管44導(dǎo)引到雙極板3。類(lèi)似地，液體排放側(cè)零件42具有液體排放導(dǎo)引溝槽47，其中液體排放導(dǎo)引溝槽47中的每個(gè)在對(duì)應(yīng)液體排放歧管45與雙極板3之間延伸，以將電解液從雙極板3導(dǎo)引到液體排放歧管45。當(dāng)形成堆疊體時(shí)，以塑料保護(hù)板(未示出)覆蓋液體供應(yīng)導(dǎo)引溝槽46和液體排放導(dǎo)引溝槽47。通過(guò)此結(jié)構(gòu)，允許電解液在不從液體供應(yīng)導(dǎo)引溝槽46和液體排放導(dǎo)引溝槽47泄漏的情況下，在液體供應(yīng)歧管44與雙極板3以及液體排放歧管45與雙極板3之間流動(dòng)。

其中裝配了密封構(gòu)件(未示出)的歧管密封溝槽44a和45a(圖1)優(yōu)選形成在分別將電解液供應(yīng)和排放到另一表面?zhèn)?圖1中的圖紙的后表面?zhèn)?的液體供應(yīng)歧管44和液體排放歧管45的外部外圍中。歧管密封溝槽44a和45a優(yōu)選具有類(lèi)似于上文所述的狹窄部49的狹窄部(未示出)。在此情況下，可抑制電解液從液體供應(yīng)歧管44和液體排放歧管45泄漏。

【操作和效果】

根據(jù)實(shí)施例1的rf電池，因?yàn)槊芊鉁喜?8包含使密封構(gòu)件5彈性變形的狹窄部49，所以可通過(guò)簡(jiǎn)單地將密封構(gòu)件5裝配在密封溝槽48的狹窄部49中來(lái)抑制密封構(gòu)件5脫離密封溝槽48。這是因?yàn)榭稍诿芊鉁喜?8的縱向方向和深度方向上將摩擦力施加到由狹窄部49變形的密封構(gòu)件5的局部位置。因此，不需要粘合劑將密封構(gòu)件5固定到密封溝槽48，并且涂覆粘合劑的步驟是不必要的?？稍诓辉黾由a(chǎn)步驟的數(shù)量的情況下形成電解液的密封結(jié)構(gòu)。此外，因?yàn)楠M窄部49的寬度在深度方向上是均勻的，所以可提高具有密封溝槽48的框架4的生產(chǎn)效率。這是因?yàn)橐部稍谏a(chǎn)框架4的同時(shí)形成包含狹窄部49的密封溝槽48，并且因此生產(chǎn)步驟的數(shù)量不增加。因此，上文所述的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)rf電池的良好生產(chǎn)效率。

【實(shí)施例2】

在實(shí)施例2中，如圖4所圖示，狹窄部49可由其中每個(gè)具有與尖括號(hào)(>)的形狀對(duì)應(yīng)的輪廓的突起零件49b形成。在尖括號(hào)(>)形狀中，鄰近于頂點(diǎn)的兩條邊形成角。兩條邊的長(zhǎng)度彼此相等。兩條邊所形成的角度θ可適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇，并且可以例如是銳角。具體地說(shuō)，角度θ優(yōu)選是鈍角。當(dāng)兩條邊所形成的角度θ是鈍角時(shí)，不可能損壞密封構(gòu)件5，并且可通過(guò)將摩擦力施加到密封構(gòu)件5來(lái)防止密封構(gòu)件5脫離密封溝槽48。例如，兩條邊所形成的角度θ優(yōu)選是60°或更大并且160°或更小，并且特別優(yōu)選的是100°或更大并且140°或更小。

【實(shí)施例3】

在實(shí)施例3中，如圖5所圖示，狹窄部49可由其中每個(gè)具有與括號(hào)(])的形狀對(duì)應(yīng)的輪廓的突起零件49c形成。在括號(hào)(])形狀中，在密封溝槽48的縱向方向上密封溝槽48的寬度不改變。當(dāng)突起零件49c具有與括號(hào)(])的形狀對(duì)應(yīng)的輪廓時(shí)，可增大狹窄部49與密封構(gòu)件5之間的接觸面積，并且容易防止密封構(gòu)件5脫離密封溝槽48。括號(hào)(])形狀在密封溝槽48的縱向方向上的長(zhǎng)度α優(yōu)選是5mm或更大并且50mm或更小。當(dāng)括號(hào)(])形狀的長(zhǎng)度α是5mm或更大時(shí)，可增大突起零件49c與密封構(gòu)件5之間的接觸面積。當(dāng)括號(hào)(])形狀的長(zhǎng)度α是50mm或更小時(shí)，狹窄部49的長(zhǎng)度不會(huì)過(guò)長(zhǎng)，并且將密封構(gòu)件5裝配在狹窄部49中的操作不太可能復(fù)雜。括號(hào)(])形狀的長(zhǎng)度α特別優(yōu)選是10mm或更大并且20mm或更小。

【實(shí)施例4】

在實(shí)施例4中，如圖6所圖示，可通過(guò)僅在密封溝槽48在寬度方向上的一個(gè)表面上設(shè)置從一個(gè)表面朝向另一表面突起的突起零件49d并在密封溝槽48的另一表面上設(shè)置平坦表面來(lái)形成狹窄部49。突起零件49d中的每一個(gè)的輪廓形狀的示例包含分別類(lèi)似于實(shí)施例1到3中的突起零件49a到49c的形狀的圓弧形狀(圖2)、尖括號(hào)(>)形狀(圖4)以及括號(hào)(])形狀(圖5)。在此實(shí)施例中，突起零件49a具有與類(lèi)似于實(shí)施例1中的突起零件49a的圓弧的圓弧的形狀對(duì)應(yīng)的輪廓。在密封溝槽48的縱向方向上在鄰近突起零件49d之間的間隔l5優(yōu)選地滿足與實(shí)施例1中的突起零件49a之間的間隔l1類(lèi)似的范圍，并且優(yōu)選是均勻的。

【實(shí)施例5】

在實(shí)施例5中，如圖7所圖示，狹窄部49可由以位移方式在密封溝槽48的縱向方向上交替形成的突起零件49e以及面向突起零件49e的平坦表面形成。突起零件49e中的每一個(gè)的輪廓形狀的示例包含圓弧形狀(圖2)、尖括號(hào)(>)形狀(圖4)以及括號(hào)(])形狀(圖5)。在此實(shí)施例中，突起零件49e具有與類(lèi)似于實(shí)施例1中的突起零件49a的圓弧的圓弧的形狀對(duì)應(yīng)的輪廓。交替設(shè)置的突起零件49e之間的間隔l6優(yōu)選滿足與實(shí)施例1中的突起零件49a之間的間隔l1類(lèi)似的范圍，并且優(yōu)選是均勻的。具體來(lái)說(shuō)，密封溝槽48的一個(gè)表面上的突起零件49e在寬度方向上的間隔l7以及密封溝槽48的另一表面上的突起零件49e在寬度方向上的間隔l8各自優(yōu)選約兩倍于實(shí)施例1中的突起零件49a之間的間隔l1，即，優(yōu)選是100mm或更大并且1,000mm或更小，并且優(yōu)選是200mm或更大并且400mm或更小。此外，間隔l7和間隔l8各自優(yōu)選是均勻的。

【修改】

密封溝槽48中所設(shè)置的所有狹窄部49可具有相同形狀，如實(shí)施例1所述。替選地，密封溝槽48可具有狹窄部49，而狹窄部49具有實(shí)施例1到5中所述的各種形狀的組合。

工業(yè)適用性

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電解液循環(huán)電池可適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行應(yīng)用，以針對(duì)新能源發(fā)電(例如，光伏發(fā)電或風(fēng)力發(fā)電)而為了使電力輸出的變化穩(wěn)定、在供過(guò)于求時(shí)存儲(chǔ)所產(chǎn)生的電力、實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡等。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電解液循環(huán)電池也可另外設(shè)置在普通發(fā)電廠中并適當(dāng)?shù)赜米鞔笕萘啃铍姵貋?lái)作為瞬時(shí)電壓降落/電力故障的對(duì)抗措施并為了負(fù)載均衡的目的。