本发明涉及双极板、单元框架、单元堆和氧化还原液流电池。
背景技术：
作为一种大容量存储电池，氧化还原液流电池(在下文中，可以称作“RF电池”)是已知的(参考专利文献1到专利文献4)。氧化还原液流电池包括通过堆叠多个单元框架、正极电极、隔膜和负极电极而获得的单元堆。单元框架包括布置在正极电极和负极电极之间的双极板和设置在双极板的外周上的框架本体。在单元堆中，正极电极、负极电极、布置在正极电极、负极电极之间的隔膜被布置在相邻单元框架的双极板之间，由此形成单个单元。RF电池通过使得电解质在其中布置电极的单元中流动并且循环而执行充电和放电。
专利文献1到专利文献4公开了这样的技术：通过在双极板的、面对电极的表面中形成构成电解质流动通道的多个凹槽，以减小RF电池的内阻，从而减小由于电解质在单元中的流阻引起的压力损失。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本未审专利申请公报No.2015-122230
专利文献2：日本未审专利申请公报No.2015-122231
专利文献3：日本未审专利申请公报No.2015-138771
专利文献4：日本未审专利申请公报No.2015-210849
技术实现要素：
本公开的一种双极板是
被设置在氧化还原液流电池的正极电极和负极电极之间的双极板，该双极板具有：
至少一个凹槽，所述凹槽位于所述双极板的、面对所述正极电极和所述负极电极中的至少一个的表面中，并且电解液通过所述凹槽流动，
其中，所述凹槽具有成对的侧壁，所述侧壁在正交于所述电解液的流动方向的截面中面对彼此，并且
所述凹槽具有窄部，在所述窄部处，所述侧壁之间的距离沿着所述凹槽的深度方向减小，并且所述窄部被设置在所述凹槽的深度方向上的至少一部分中。
本公开的一种单元框架包括本公开的双极板和设置在双极板的外周上的框架本体。
本公开的一种单元堆包括本公开的单元框架。
本公开的一种氧化还原液流电池包括本公开的单元堆。
附图简要说明
[图1]图1是根据实施例的氧化还原液流电池的操作原理图。
[图2]图2是示出根据实施例的氧化还原液流电池的构造的概略图。
[图3]图3是示出根据实施例的单元堆的构造的概略图。
[图4]图4是从其一个表面侧观察的包括根据实施例的双极板的单元框架的概略平面图。
[图5]图5是示出根据实施例1的双极板中的凹槽的截面形状的概略截面图。
[图6]图6是示出根据实施例2的双极板中的凹槽的截面形状的概略截面图。
[图7]图7是示出根据实施例3的双极板中的凹槽的截面形状的概略截面图。
[图8]图8是示出根据实施例4的双极板中的凹槽的截面形状的概略截面图。
[图9]图9是示出根据实施例5的双极板中的凹槽的截面形状的概略截面图。
[图10(a)]图10(a)是示出凹槽的截面形状的一个变型的概略截面图。
[图10(b)]图10(b)是示出凹槽的截面形状的另一个变型的概略截面图。
[图10(c)]图10(c)是示出凹槽的截面形状的再一个变型的概略截面图。
[图11]图11是示出凹槽的截面形状的另一个变型的概略截面图。
具体实施方式
[技术问题]
已经期望氧化还原液流电池的电池性能的进一步的改进。
在RF电池中，在一些情形下反复进行操作和待机。在操作期间，RF电池使得电解质在单元中流动，以进行充电和放电。在待机期间，RF电池停止电解质的流动。当在RF电池的待机时段期间，电解质的流动停止时，已充电的电解质在单元中发生自放电，由此电解质产生热量。随着温度的增加，可能在电解质中产生析出物，这可能导致电池性能降低，诸如电解质劣化。另外，电解质的温度的增加可能损坏双极板(单元框架)，例如，可能使双极板由于热量而软化并且变形。因此，为了抑制单元中的电解质的温度的增加，期望改善电解质的散热。
因此，本公开的目的在于提供这样一种双极板、单元框架和单元堆：在能够减小单元中的电解质的压力损失的同时，能够抑制电解质的温度的增加。本公开的另一个目的在于提供一种具有良好电池性能的氧化还原液流电池。
[本公开的有利效果]
本公开能够提供这样一种双极板、单元框架和单元堆：在能够减小单元中的电解质的压力损失的同时，能够抑制电解质的温度的增加。此外，本公开能够提供一种具有良好电池性能的氧化还原液流电池。
[本发明实施例的描述]
本发明的发明人对下述情况进行了探讨：通过在电解质流动的方向上在双极板的面对电极的表面中形成凹槽，从而构成流动通道来减小氧化还原液流电池的单元中的电解质的压力损失。此外，在具有电解质所流动通过的凹槽的双极板中，为了抑制单元中电解质成分析出，本发明的发明人研究了能够用于改善电解质的散热以抑制电解质的温度的增加的凹槽的截面形状。“凹槽的截面形状”意味着正交于电解质流动方向的截面的形状，并且在截面中由构成凹槽的壁表面所包围的闭合区域和开口示出。在以下说明中，除非另有声明，术语“凹槽的截面”指的是正交于电解质流动方向的截面。
在具有凹槽的双极板的情形中，当在RF电池操作期间使得电解质在单元中流动时，电解质流动通过凹槽，并且当在RF电池待机时段期间、电解质的流动停止时，电解质停留在凹槽中。其温度通过自放电增加的电解质(该电解质存在于凹槽中)的热量从与电解质相接触的凹槽的壁表面得以耗散，并且电解质被冷却。因此，在凹槽中的电解质的一部分(该部分与凹槽的壁表面相接触)中，通过热传导，电解质的温度降低，并且温差使得电解质对流。人们相信，如果这个对流能够被加速，则热量从凹槽中的电解质到凹槽的壁表面的移动也可被加速，从而提高电解质的散热效率。鉴于此，本发明的发明人研究了能够加速电解质对流的凹槽的各种截面形状。
凹槽的截面形状通常是基本正方形形状，并且是如下形状：其底壁平行于双极板表面，并且具有在垂直于底壁的方向上从双极板表面延伸并且平行地面对彼此的一对侧壁。在此情形中，在凹槽深度方向上，整个凹槽在侧壁之间的距离基本均匀，并且由每个侧壁和底壁形成的角度是直角(90°)。术语“凹槽深度方向”指的是在正交于电解质流动方向的截面中从凹槽开口朝向底部延伸并且垂直于双极板表面的方向(即，双极板的厚度方向)。
本发明的发明人设想，为了加速电解质对流，凹槽的截面形状具有这样的窄部：在该窄部处，侧壁之间的距离沿着深度方向减小。在所述凹槽中，侧壁中的至少一个侧壁相对于深度方向在窄部中倾斜。因此，人们相信，当凹槽中发生电解质对流时，这种结构加速沿着侧壁移动的电解质的对流。由此，在具有这种截面形状的凹槽中，与侧壁面对彼此并且在深度方向上平行布置的凹槽的情形相比，加速了电解质对流。因此可以推测的是，电解质的散热能够得以改善，从而抑制电解质的温度的增加。
本发明的发明人基于上述思想完成了本发明。首先，将列出并且描述本发明实施例的内容。
(1)根据实施例的一种双极板是
被设置在氧化还原液流电池的正极电极和负极电极之间的双极板，该双极板具有，
至少一个凹槽，所述凹槽位于所述双极板的、面对所述正极电极和所述负极电极中的至少一个的表面中，并且电解液通过所述凹槽流动，
其中，所述凹槽具有成对的侧壁，所述侧壁在正交于所述电解液的流动方向的截面中面对彼此，并且
所述凹槽具有窄部，在所述窄部处，所述侧壁之间的距离沿着所述凹槽的深度方向减小，并且所述窄部被设置在所述凹槽的深度方向上的至少一部分中。
根据该双极板，因为凹槽被设置在面对电极的表面中，所以通过减小单元中的电极流动的电解质的流阻以减小单元中的电解质的压力损失。因此，能够减小由于电解质压力损失引起的泵损失。另外，因为凹槽在其截面上具有这样的窄部：在该窄部处，侧壁之间的距离沿着深度方向减小，所以加速了电解质对流。具体地，在窄部处，侧壁中的至少一个侧壁相对于深度方向倾斜，并且能够加速沿着侧壁的倾斜表面移动的电解质的对流。因此，提高了由于对流引起的电解质的散热效果，因此能够改善电解质的散热，以抑制电解质的温度的增加。因此，能够抑制电解质成分的析出，并且能够抑制电解质的劣化。能够抑制由于电解质的热量影响而引起的双极板的软化和变形。因此，根据该双极板，在能够降低单元中的电解质的压力损失的同时，能够抑制电解质的温度的增加。因此，能够改善氧化还原液流电池的电池性能。
“窄部”指的是这样的部分：在所述窄部处，侧壁之间的距离连续地改变，从而朝向凹槽的深度方向(从开口侧到底侧)逐渐地变窄。在窄部中，侧壁中的至少一个侧壁相对于深度方向倾斜。侧壁中的一个侧壁可以相对于深度方向倾斜，并且另一个侧壁可以沿着深度方向定向。该两个侧壁可以相对于深度方向倾斜。表述“沿着深度方向”意味着基本平行于深度方向(即，从开口侧朝向底侧垂直于双极板的表面)。术语“双极板的表面”指的是面对电极并且与电极相接触的表面。窄部被设置在凹槽的深度方向上的至少一部分中。窄部可以形成在在深度方向上的一部分上，并且其它部分可以在侧壁之间具有基本均匀的距离。例如，从开口到深度方向上的中间位置，可以存在这样的部分：侧壁之间的距离基本均匀，并且等于开口宽度。窄部的数目可以是一个，或两个或更多个。窄部优选地在深度方向上形成在整个凹槽上。
(2)在双极板的一个实施例中，凹槽具有底壁，并且该底壁具有平行于双极板的表面的平坦面。
当底壁具有平行于双极板的表面的平坦面时，在假设这些凹槽具有相同截面面积的情形中，能够使得凹槽的周长大于具有正方形截面形状的凹槽的周长。凹槽的周长的增加相应地增加了与电解质的接触面积，并且增加了从电解质到凹槽壁表面的热传递，由此改善由于热传导引起的电解质的散热效果。因此，能够进一步改善电解质的散热，从而进一步抑制电解质的温度的增加。术语“凹槽的周长”指的是正交于电解质流动方向的截面的周长，并且在截面上由构成凹槽的壁表面的周长的全长(侧壁和底壁的全长)和开口的宽度表示。
(3)在根据以上(2)的双极板的一个实施例中，
由侧壁中的至少一个侧壁和底壁形成的角度是91°或更大并且120°或更小。
当如在具有正方形截面形状的凹槽中那样由侧壁和底壁形成的角度是直角(90°)时，不太可能发生沿着侧壁和底壁之间的角部的对流，并且难以在角部附近加速由于对流引起的电解质的散热。当由侧壁和底壁形成的角度是91°或以上时，在侧壁和底壁之间的角部中，电解质的对流易于沿着侧壁的倾斜表面发生，以在角部附近加速电解质的散热。在120°或以下的由侧壁和底壁形成的角度下，当假设凹槽具有特定截面面积时，凹槽的周长不是过长的，并且能够抑制在电解质流动期间压力损失的过度增加。凹槽截面面积越大，或凹槽周长越短，压力损失越低。由此，当假设截面面积相同时，更短的周长能够降低压力损失。此外，当由侧壁和底壁形成的角度是120°或以下时，凹槽不具有过浅的深度以便形成凹槽。例如，凹槽可以当形成双极板时同时地形成。可替代地，凹槽可以通过切割形成。另外，当由侧壁和底壁形成的角度是120°或以下时，凹槽的开口不具有过宽的宽度。因此，在多个凹槽在双极板中平行地形成的情形中，能够形成更多的凹槽。由侧壁和底壁形成的角度优选地例如是95°或更大并且110°或更小。
(4)在根据以上(2)或(3)的双极板的一个实施例中，
位于侧壁中的至少一个侧壁和底壁之间的角部被形成为具有曲面。
当侧壁和底壁之间的角部被形成为具有曲面时，电解质对流易于沿着角部发生，以在角部附近加速电解质的散热。例如，角部的曲率半径可以是0.1mm或更大并且10mm或更小，并且进而，0.2mm或更大并且5mm或更小。
(5)在双极板的一个实施例中，
在所述窄部中，所述侧壁中的至少一个具有相对于所述深度方向倾斜的倾斜面，并且所述倾斜面是平坦面。
当窄部中的侧壁的倾斜表面是平坦面时，例如在通过切割形成凹槽的情形中，能够易于以高准确度形成凹槽。
(6)在双极板的一个实施例中，
在所述窄部中，所述侧壁中的至少一个具有相对于所述深度方向倾斜的倾斜面，并且所述倾斜面是曲面。
当窄部中的侧壁的倾斜表面是曲面时，更易于加速沿着倾斜表面移动的电解质的对流，以进一步提高由于对流引起的电解质的散热效率。
(7)在双极板的一个实施例中，
凹槽具有底壁，
并且该底壁具有沿着凹槽的深度方向突出的曲面。
当底壁具有在凹槽的深度方向上突出的曲面时，电解质的对流易于沿着底壁的曲面发生，以在底壁附近加速电解质的散热。
(8)在根据以上(7)的双极板的一个实施例中，
侧壁和底壁的全部表面被形成为具有曲面。
当侧壁和底壁的全部表面被形成为具有曲面，即，凹槽的全部壁表面被形成为具有曲面时，电解质对流易于沿着凹槽的壁表面(侧壁和底壁)发生，以进一步提高由于对流引起的电解质的散热效率。
(9)在双极板的一个实施例中，
在所述凹槽的深度方向的任何位置处的、所述侧壁之间的距离等于或者小于比所述位置更靠近开口的位置处的、所述侧壁之间的距离。
在此情形中，在所述凹槽的整个深度方向上，侧壁之间的距离等于或小于开口的宽度，并且在侧壁之间的距离在开口处最宽，在底部处最窄。侧壁之间的距离从开口朝向底部降低，并且不存在侧壁之间的距离在深度方向上的中途位置增加的任何部分。因此，易于形成凹槽。例如，在对应于从底部起凹槽深度一半的位置处的侧壁之间的距离可以小于开口处的侧壁之间的距离。可替代地，在比对应于从底部起凹槽深度1/4的位置更靠近底部的部分处，侧壁之间的距离可以逐渐降低。
(10)根据实施例的一种单元框架包括根据以上(1)至(9)中的任一项的双极板和布置在双极板的外周上的框架本体。
因为该单元框架包括根据上述实施例的双极板，所以在能够降低单元中的电解质的压力损失的同时，能够抑制电解质的温度的增加。因此，氧化还原液流电池的电池性能能够得到改善。
(11)根据实施例的一种单元堆包括根据以上(10)的单元框架。
因为单元堆包括根据上述实施例的单元框架，所以在能够降低单元中的电解质的压力损失的同时，能够抑制电解质的温度的增加。因此，氧化还原液流电池的电池性能能够得到改善。
(12)根据实施例的一种氧化还原液流电池包括根据以上(11)的单元堆。
因为氧化还原液流电池包括上述单元堆，所以在能够降低单元中的电解质的压力损失的同时，能够抑制电解质的温度的增加。因此，该氧化还原液流电池具有良好的电池性能。
[本发明实施例的细节]
将在下面参考绘图描述根据本发明实施例的双极板、单元框架、单元堆和氧化还原液流电池(RF电池)的具体实例。在绘图中相同的附图标记表示相同或相应的部分。本发明不限于实例。本发明的范围由所附权利要求限定，并且旨在涵盖在等价于权利要求的那些的含义和范围内的所有的变型。
<<RF电池>>
将参考图1和2描述根据实施例的氧化还原液流电池(在下文中，称作“RF电池”)的一个实例。RF电池1使用正极电解质和负极电解质，每种电解质包含作为活性物质的、其价态通过氧化还原而改变的金属离子，并且使用在包含于正极电解质中的离子的氧化还原势和包含于负极电解质中的离子的氧化还原势之间的差异来执行充电和放电。这里描述的RF电池1的一个实例是钒基RF电池，该钒基RF电池使用包含用作活性物质的V离子的钒电解质作为正极电解质和负极电解质中的每一种。在图1中示意的单元100中，实线箭头示意充电反应，虚线箭头示意放电反应。例如，RF电池1用于负载均衡、用于电压下降补偿和应急电源，并且用于平滑化自然能量，诸如正被大规模引入的太阳能发电或风力发电的输出。
RF电池1包括单元100，单元100被隔膜101分隔成正极单元102和负极单元103，所述隔膜允许氢离子由此透过。正极单元102包含正极电极104，并且经由导管108和110连接到存储正极电解质的正极电解质箱106。导管108设置有泵112，用于将正极电解质压送到正极单元102。部件106、108、110和112构成用于循环正极电解质的正电解质循环机构100P。类似地，负极单元103包含负极电极105，并且经由导管109和111连接到存储负极电解质的负极电解质箱107。导管109设置有泵113，用于将负极电解质压送到负极单元103。部件107、109、111和113构成用于循环负极电解质的负电解质循环机构100N。在执行充电和放电的操作期间，存储在箱106和107中的电解质被泵112和113在单元100(正极单元102和负极单元103)内循环。在不执行充电和放电的待机时段期间，泵112和113停止，并且存储在箱106和107中的电解质不被循环。
<<单元堆>>
如在图2和3所示，单元100通常形成在称作单元堆2的结构的内部。单元堆2被如此构造，使得称作子堆200(参考图3)的层叠体被夹在两个端板220之间，并且两侧上的端板220利用紧固机构230而被紧固(作为一个实例在图3中示意的构造中设置了多个子堆200)。子堆200具有如下构造，其中多个单元框架3、正极电极104、隔膜101和负极电极105被堆叠，并且供应/排放板210(参考在图3下部中示意的视图；在图2中省略)被布置在所得到的层叠体的两端上。
<<单元框架>>
如图2和3中所示，单元框架3包括布置在正极电极和负极电极之间的双极板31和设置在双极板31的外周上的框架本体32。正极电极104被布置成与双极板31的一个表面侧相接触，并且负极电极105被布置成与双极板31的另一个表面侧相接触。在子堆200(单元堆2)中，一个单元100在分别的相邻的单元框架3的双极板31之间形成。
双极板31由例如碳塑料等形成。框架本体32由例如塑料诸如氯乙烯树脂(PVC)、聚丙烯、聚乙烯、氟树脂或环氧树脂形成。双极板31由已知方法诸如注射模制、压制模制或真空模制形成。在单元框架3中，框架本体32通过注射模制等被集成在双极板31的外周上。
利用被设置成穿过在图3所示的单元框架3的框架本体32的液体供应歧管33、34与液体排放歧管35、36以及形成在框架本体32中的液体供应狭槽33s和34s与液体排放狭槽35s和36s(还参考图4)，使得电解质通过供应/排放板210(参考在图3下部中示意的视图)流动到单元100。在这个实例中，正极电解质通过在框架本体32的一个表面侧(纸张的前侧)上形成的液体供应狭槽33s从液体供应歧管33供应到正极电极104，并且通过在框架本体32的上部中形成的液体排放狭槽35s排放到液体排放歧管35。类似地，负极电解质通过在框架本体32的另一个表面侧(纸张的后侧)上形成的液体供应狭槽34s从液体供应歧管34供应到负极电极105，并且通过在框架本体32的上部中形成的液体排放狭槽36s排放到液体排放歧管36。诸如O形环和扁平填充物这样的环形密封部件37(参考图2和3)被布置在单元框架3的框架本体32之间，从而抑制电解质的泄漏。框架本体32设置有用于布置密封部件37的密封凹槽38(参考图4)。
<<双极板>>
将主要参考图4描述根据实施例的双极板31的一个实例。双极板31具有基本矩形的平面形状。图4中示意的双极板31的一个表面侧(纸张的前侧)是面对正极电极104的表面(参考图3)。双极板31的另一个表面侧(纸张的后侧)是面对负极电极105的表面(参考图3)。在图4中示意的双极板31中，连接到液体供应狭槽33s的下边缘部分对应于正极电解质的供应侧，连接到液体排放狭槽35s的上边缘部分对应于正极电解质的排放侧。具体地，双极板31被如此构造，使得电解质从双极板31的下侧供应，并且电解质从双极板31的上侧排放。因此，电解质从双极板31的下边缘部分朝向其上边缘部分流动。在图4中，纸张的左侧上的箭头示意电解质在双极板31中流动的总体方向。
如图4中所示，双极板31包括在其一个表面侧上具有多个凹槽400的流动通道40。在图4中，为了易于理解，不形成流动通道40(凹槽400)的部分由阴影标记。凹槽400沿着电解质流动的方向形成，并且以规则间隔平行地布置。在这个实例中，作为凹槽400，引入凹槽410和排放凹槽420平行地交替布置，其中，每个引入凹槽410的一端与双极板31的下边缘部分连通，每个引入凹槽410的另一端被布置成在该另一端和上边缘部分之间留出特定间隙，并且每个排放凹槽420的一端与双极板31的上边缘部分连通，并且每个排放凹槽420的另一端被布置成在该另一端和下边缘部分之间留出特定间隙。包括引入凹槽410的引入通道41和包括排放凹槽420的排放通道42被设置成流动通道40。在这个实例中，引入通道41包括沿着双极板31的下边缘部分形成的引入整流凹槽411，并且每个引入凹槽410的一端与引入整流凹槽411连通。排放通道42包括沿着双极板31的上边缘部分形成的排放整流凹槽421，并且每个排放凹槽420的一端与排放整流凹槽421连通。引入整流凹槽411将从液体供应狭槽33s供应的电解质分配到引入凹槽410。排放整流凹槽421将从排放凹槽420排放的电解质收集到液体排放狭槽35s。在这个实例中，引入整流凹槽411和排放整流凹槽421被设置在双极板31中。可替代地，引入整流凹槽411和排放整流凹槽421可以被设置在框架本体32中。
在这个实例中，凹槽400(引入凹槽410和排放凹槽420)中的每一个具有相同宽度和相同深度，并且凹槽400的截面形状在长度方向上基本相同并且均匀。凹槽400的宽度和深度和在相邻凹槽400之间的间隙能够根据双极板31的尺寸、厚度等被适当地选择，并且不受特别限制。例如，相邻凹槽400之间的间隙可以是0.5mm或更大并且30mm或更小，并且进而是1mm或更大并且5mm或更小。凹槽400的宽度(开口宽度)、深度和截面形状将在下文描述。
引入通道41是用于向正极电极供应正极电解质的流动通道(参考图3)。排放通道42是用于排放正极电解质的流动通道。因为设置了引入通道41和排放通道42，所以所供应的正极电解质易于在正极电极的全部表面之上均匀地展开(参考图3)。从液体供应狭槽33s供应到双极板31的一个表面侧的正极电解质通过引入通道41的引入整流凹槽411流动通过引入凹槽410，并且在双极板31的全部表面之上展开。流动通过引入凹槽410的正极电解质渗透通过布置在双极板31的表面上的正极电极(参考图3)、越过双极板31的表面流动并且流入邻近于对应的引入凹槽410的排放凹槽420中。流动通过排放通道42的排放凹槽420的正极电解质通过排放整流凹槽421从液体排放狭槽35s排放。
虽然这里示意了双极板31的仅仅一个表面侧，但是用于向负极电极105(参考图3)供应负极电解质的引入通道和用于排放负极电解质的排放通道在双极板31的另一个表面侧上形成。在双极板31的另一个表面侧上的用于负极电解质的引入通道和排放通道的构造与在图4中描述的用于正极电解质的引入通道41和排放通道42的那些相同，因此省略其说明。
[实施例1]
(凹槽的截面形状)
根据实施例的双极板31的一个特征在于凹槽400的截面形状。图5示出根据实施例1的双极板31中的凹槽400的截面形状。凹槽400在正交于电解质流动方向的截面上具有面对彼此的一对侧壁51，并且在凹槽400在深度方向上的至少一部分中具有窄部510，在该窄部处，侧壁51之间的距离沿着深度方向减小。此后，将更加详细地描述实施例1的凹槽400的截面形状。
实施例1的凹槽400具有将该一对侧壁51的下端(底侧)相互连接的底壁52。底壁52具有平行于双极板31的表面的平坦面。该一对侧壁51相对于深度方向倾斜，并且侧壁51之间的距离朝向深度方向(从开口53到底壁52)逐渐减小。侧壁51的全部表面中的每一个表面是从开口53到底壁52倾斜的表面，并且该倾斜表面是平坦面。侧壁51(倾斜表面)相对于深度方向的倾斜角度β基本彼此相等。因此，在实施例1的凹槽400中，窄部510沿着深度方向形成在整个凹槽400上，并且凹槽400的截面形状是梯形(具体地，等腰梯形)，该梯形具有用作长边的开口53和用作短边的底壁52。
在这个凹槽400中，深度方向上的任何位置处的、侧壁51之间的距离均等于或小于在比该位置更靠近开口53的位置处的、侧壁51之间的距离。即，在深度方向上的整个凹槽400上，侧壁51之间的距离等于或小于开口53的宽度，并且在开口53处最宽，在底壁52处最窄。
在凹槽400中，由每个侧壁51和底壁52形成的角部54的角度α大于90°并且小于180°，并且可以是例如91°或更大并且120°或更小，并且优选地是95°或更大并且110°或更小。每个侧壁51(倾斜表面)相对于深度方向的倾斜角度β可以是例如1°或更大并且45°或更小并且进而是30°或更小，并且优选地是5°或更大并且20°或更小。开口53的宽度w可以是例如是0.5mm或更大并且10mm或更小，并且进而是1mm或更大并且5mm或更小。深度h(在深度方向上从开口53到底壁52的长度)可以是例如0.5mm或更大并且10mm或更小，并且进而是1mm或更大并且5mm或更小。
{操作和效果}
因为根据实施例1的双极板31具有凹槽400，所以双极板31使得电解质能够沿着凹槽400流动。因此，减小电解质的流阻以减小电解质的压力损失。另外，双极板31在每个凹槽400在深度方向上的至少一部分中具有窄部510，因此能够加速沿着侧壁51的倾斜表面移动的电解质的对流。因为由于对流引起的电解质的散热效率提高，所以凹槽400中的电解质的散热能够得到改善，并且能够抑制电解质的温度的增加。从而，能够抑制电解质成分的析出。特别地，侧壁51相对于深度方向倾斜，侧壁51的全部表面是倾斜表面，并且窄部510在深度方向上形成在整个凹槽400上，因此电解质的对流易于沿着侧壁51发生，并且实现了由于对流引起的电解质的高散热效果。此外，因为由每个侧壁51和底壁52形成的角度α是91°或更大并且120°或更小，所以电解质的对流易于沿着侧壁51的倾斜表面在角部54中发生，并且能够加速在角部54的附近从电解质的散热。
实施例1的每个凹槽400的截面形状是梯形(具体地，等腰梯形)。因此，当假设这些凹槽400具有相同截面面积时，凹槽400的周长大于具有正方形截面形状的凹槽400的周长。由此，与电解质的接触面积较大，并且由于热传导引起的电解质的散热效率提高。
另外，侧壁51之间的距离从开口53朝向底壁52降低，因此不存在侧壁51之间的距离在深度方向上的中途位置增加的任何部分。因此，易于形成凹槽400。
[变型]
在实施例1中，已经对于其中凹槽400的截面形状是等腰梯形、形成窄部510的一对侧壁51相对于深度方向彼此倾斜并且在侧壁51之间的距离朝向深度方向降低的实施例进行了说明。关于实施例1的变型，该一对侧壁51中的一个侧壁51可以相对于深度方向倾斜，并且另一个侧壁51可以沿着深度方向布置。侧壁51的倾斜角度β可以相互不同。
接着，将参考图6到9描述凹槽400的截面形状的其它实施例。此后，关于凹槽400，与在上述实施例1中的那些相同的构造被赋予相同的附图标记，并且省略其说明。将主要描述与实施例1的差异。
[实施例2]
在图6中示意的实施例2中，每个侧壁51和底壁52之间的角部54形成为具有曲面。
在实施例2的凹槽400中，因为每个角部54被形成为具有曲面，所以电解质的对流易于沿着角部54发生，并且电解质的散热在角部54的附近加速。每一个角部54的曲率半径r可以是例如0.1mm或更大并且10mm或更小，并且进而是0.2mm或更大并且5mm或更小。
[实施例3]
在图7中示意的实施例3中，形成窄部510的侧壁51的倾斜表面是曲面。
在实施例3的凹槽400中，因为侧壁51的倾斜表面是曲面，所以能够进一步加速沿着倾斜表面移动的电解质的对流，并且进一步提高由于对流引起的电解质的散热效率。曲面的形状的实例包括圆弧形状和椭圆弧形状。
[实施例4]
在图8中示意的实施例4中，底壁52具有在深度方向上突出的曲面。
在实施例4的凹槽400中，因为底壁52具有曲面，所以电解质的对流易于沿着底壁52的曲面发生，并且在底壁52的附近，电解质的散热加速。
[实施例5]
在图9中示意的实施例5中，侧壁51和底壁52的全部表面被形成为具有曲面。
因为侧壁51和底壁52的全部表面被形成为具有曲面，即，凹槽400的全部壁表面被形成为具有曲面，所以电解质的对流易于沿着壁表面(侧壁51和底壁52)发生，并且进一步提高由于对流引起的电解质的散热效率。凹槽400的截面形状的实例包括半圆形形状和半椭圆形形状。在图9中示意的凹槽400的情形中，凹槽400的截面形状是半椭圆形形状。
(其它)
在以上实施例中，已经描述了其中设置底壁52的实施例。可替代地，实施例可以包括其中不设置底壁的实施例。例如，凹槽的截面形状可以是具有用作顶点的底部和用作底边的开口的三角形(具体实例，等腰三角形)。
在以上实施例中，已经描述了其中侧壁51的全部表面是倾斜表面并且窄部510被在深度方向上设置在全部凹槽之上的实施例。可替代地，每个侧壁51的一部分可以是倾斜表面，窄部510可以形成在深度方向上的一部分中，并且其它部分可以在侧壁51之间具有基本均匀的距离。其它实施例包括：例如，如图10(a)中所示，侧壁51的上端(开口53侧)倾斜，并且窄部510被设置在开口53侧上；和如图10(b)中所示，侧壁51的下端(底壁52侧)倾斜，并且窄部510设置在底壁52侧上。在图10(a)中示意的情形中，在比窄部510更靠近底壁52的部分中，侧壁51之间的距离是均匀的。在图10(b)中示意的情形中，在从开口53延伸到窄部510的部分中，侧壁51之间的距离等于开口53的宽度。可替代地，如在图10(c)中示意的，每个侧壁51的中心可以倾斜，以在深度方向上的中途位置形成窄部510。
此外，窄部510的数目不限于一个，并且可以是两个或更多个。其实例如图11中所示，其中窄部510被设置在开口53侧和底壁52侧上。在此情形中，在窄部510中侧壁51(倾斜表面)的倾斜角度可以相同或不同。
[测试实例1]
从双极板的下边缘部分到上边缘部分连通的多个凹槽在双极板的一个表面侧和另一个表面侧每一个上形成，以生产具有流动通道的双极板，所示流动通道具有竖直凹槽结构。这里，如表格1中所示，生产了具有不同凹槽截面形状(开口的宽度w、深度h、由侧壁和底壁形成的角度α和角部的曲率半径r)的多个双极板(参考图5和6)。通过使用双极板生产单元框架，并且通过使用单元框架组装了多个RF电池(测试样本A到I)。测试样本的RF电池每一个被充电，然后泵停止，以使得电解质进行自放电。随后，RF电池被拆解，并且双极板(单元框架)被移除，并且检查和评价每个测试样本的电解质的析出状态。表格1示出结果。在表格1所示“析出物存在与否”的评价中，“A”表示未观察到任何析出物的情形，“B”表示虽然存在非常小的析出物但是凹槽未被堵塞的情形，“C”表示虽然存在稍大数量的析出物但是析出物未导致凹槽堵塞的情形，并且“D”表示存在大量的析出物并且凹槽被堵塞的情形。
[表格1]
表格1中的结果示出，在其中宽度w在1mm到5mm的范围中、深度h在1mm到5mm的范围中、角度α在95°到110°的范围中并且曲率半径r在0.2mm到5mm的范围中的测试样本A和B中，未观察到任何析出物，并且获得了良好的结果。在其中宽度h在0.5mm到10mm的范围中、深度h在0.5mm到10mm的范围中、角度α在91°到120°的范围中并且曲率半径r在0.1mm到10mm的范围中的测试样本C到F中，虽然存在非常小的析出物，但是凹槽未被堵塞，这表明测试样本能够足够使用。在其中角度α是91°或以上的测试样本G和H中，虽然存在稍大数量的析出物，但是析出物未导致凹槽堵塞，这表明未发生任何实际问题。
附图标记列表
1 氧化还原液流电池(RF电池)
2 单元堆
3 单元框架
31 双极板
32 框架本体
33、34 液体供应歧管
35、36 液体排放歧管
33s、34s 液体供应狭槽
35s、36s 液体排放狭槽
37 密封部件
38 密封凹槽
40 流动通道
41 引入通道
42 排放通道
400 凹槽
410 引入凹槽
411 引入整流凹槽
420 排放凹槽
421 排放整流凹槽
51 侧壁
510 窄部
52 底壁
53 开口
54 角部
100 单元
101 隔膜
102 正极单元
103 负极单元
100P 正电解质循环机构
100N 负电解质循环机构
104 正极电极
105 负极电极
106 正极电解质箱
107 负极电解质箱
108、109、110、111 导管
112、113 泵
200 子堆
210 供应/排放板
220 端板
230 紧固机构