氧化还原液流电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种氧化还原液流（redoxflow)电池。
【背景技术】
[0002] 通常在氧化还原液流电池中使用强酸性的电解液。关于强酸性的电解液的例子， 已将含有饥的氧化还原系物质的电解液加W实际应用。强酸性的电解液中的金属氧化还原 离子即便为相对较高的浓度也稳定地溶解，因此可提高电池的能量密度。另外，强酸性的电 解液中，离子传导的载体（carrier)成为H+离子或OH离子。由于H+离子的迁移率及OH离 子的迁移率均相对较高，因此强酸性的电解液具有高的导电率。由此，电池的电阻变小，结 果电池的效率提高。但是，对于构成氧化还原液流电池的材料，要求可耐受强酸性的电解液 的耐化学品性。
[0003] 相对于此，在专利文献1及专利文献2中公开了弱酸性的电解液。在专利文献1 中，公开了一种含有铁的氧化还原系物质与巧樣酸的负极电解液。在专利文献2中，公开了 一种含有铁的氧化还原系物质与巧樣酸的负极电解液。且在专利文献1及专利文献2中， 公开了表示负极电解液的抑值与电位的关系的图。在使用弱酸性的电解液的情况下，与使 用强酸性的电解液的情况相比，对构成氧化还原液流电池的材料所要求的耐化学品性得到 缓和。
[0004] 此外，为了抑制氧化还原液流电池中所用的电解液与氧的反应，已知具有将空气 置换为氮气的结构的电解液储槽（参照专利文献3及专利文献4)。
[0005] 现有技术文献 [000引专利文献
[0007] 专利文献1 :日本专利特开昭56-42970号公报
[0008] 专利文献2 :日本专利特开昭57-9072号公报
[0009] 专利文献3 :日本专利特开2002-175825号公报
[0010] 专利文献4 :日本专利特开昭62-15770号公报
【发明内容】
[0011] 发明所要解决的问题
[0012] 像上文所述那样，在使用弱酸性的电解液的氧化还原液流电池中，对构成电池的 材料所要求的耐化学品性得到缓和，因此可避免使用昂贵的材料。因此，在可实现设备的低 成本化的方面有利。
[0013] 另外，弱酸性的电解液是由作为丰富且廉价的资源的铁、铁及巧樣酸所构成。由 此，可实现电解液的稳定供给，因此从促进氧化还原液流电池的进一步普及的观点来看有 利。
[0014] 但是，使用弱酸性的电解液的氧化还原液流电池尚未加W实际应用。弱酸性的电 解液中，在使用特定电解液的情况下，有时极其难W获得电池所必需的循环寿命及库仑效 率。
[0015] 本发明是鉴于此种实际情况而成，其目的在于提供一种氧化还原液流电池，该氧 化还原液流电池即便在使用特定电解液的情况下，也容易提高循环寿命及库仑效率。
[0016] 解决问题的技术手段
[0017] 为了达成所述目的，本发明的一实施方式中提供一种氧化还原液流电池，其具备 充放电单元、储存正极电解液的第1储槽、储存负极电解液的第2储槽、将所述正极电解液 供给至所述充放电单元的第1供给管及将所述负极电解液供给至所述充放电单元的第2供 给管，并且所述正极电解液含有铁的氧化还原系物质与酸，所述正极电解液中的酸为巧樣 酸或乳酸，所述负极电解液为含有铁的氧化还原系物质与酸的电解液、或含有铜的氧化还 原系物质与胺的电解液，所述负极电解液中的酸为巧樣酸及乳酸的至少一种酸，所述胺是 由通式（1)所表示：
[001引[化U
[0020] (其中，n表示0~4的任一整数，Ri、R2、R3及R4独立地表示氨原子、甲基或乙基），
[0021] 所述第2储槽内的所述负极电解液中的溶解氧量为1. 5mg/LW下。
[0022] 所谓本申请中记载的"氧化还原系物质"，是指金属的氧化还原反应中生成的金属 离子、金属络合离子或金属。
[0023] 所述氧化还原液流电池也可具备包围所述充放电单元的盒体（case),所述盒体内 的氧浓度优选10体积％W下。
[0024] 所述氧化还原液流电池中，所述第2储槽内的气相中的氧浓度优选1体积％W下。 [00巧]所述氧化还原液流电池中，所述正极电解液及所述负极电解液的抑值优选1W 上、7W下的范围内。
【附图说明】
[0026] 图1为表示本发明的实施形态的氧化还原液流电池的概略图。
[0027] 图2为表示氧化还原液流电池的变更例的概略图。
[002引图3为实施例1的充放电试验的结果，为表示时间与电压的关系的图表。
[0029] 图4为实施例2的充放电试验的结果，为表示时间与电压的关系的图表。
[0030] 图5为实施例3的充放电试验的结果，为表示时间与电压的关系的图表。
[0031] 图6为比较例1的充放电试验的结果，为表示时间与电压的关系的图表。
[0032] 图7为比较例2的充放电试验的结果，为表示时间与电压的关系的图表。
[0033] 图8为比较例3的充放电试验的结果，为表示时间与电压的关系的图表。
[0034] 图9为实施例6的充放电试验的结果，为表示时间与电压的关系的图表。
[003引图10为实施例7的充放电试验的结果，为表示时间与电压的关系的图表。
[0036] 图11为实施例8的充放电试验的结果，为表示时间与电压的关系的图表。
【具体实施方式】
[0037] W下，对本发明的实施形态的氧化还原液流电池加m兑明。
[003引 < 氧化还原液流电池的结构〉
[003引像图1所示那样，氧化还原液流电池具备充放电单元11、储存正极电解液22的第 1储槽23及储存负极电解液32的第2储槽33。进而，氧化还原液流电池具备将正极电解 液22供给至充放电单元11的第1供给管24、及将负极电解液32供给至充放电单元11的 第2供给管34。
[0040] 充放电单元11的内部是通过隔膜12而被分隔成正极侧单元21与负极侧单元31。
[0041] 在正极侧单元21中，W相接触的状态而配置有正极21a与正极侧集电板2化。在 负极侧单元31中，W相接触的状态而配置有负极31a与负极侧集电板3化。正极21a及负 极31a例如是由碳制拉（felt)所构成。正极侧集电板2化及负极侧集电板3化例如是由 玻璃状碳板所构成。各集电板2化、集电板3化电连接于充放电装置10。在氧化还原液流 电池中，视需要而设置有调节充放电单元11周边的溫度的溫度调节装置。
[0042] 正极侧单元21上，经由第1供给管24及第1回收管25而连接着第1储槽23。在 第1供给管24上配备着第1累26。通过第1累26的工作，第1储槽23内的正极电解液 22经过第1供给管24而被供给至正极侧单元21。此时，正极侧单元21内的正极电解液22 经过第1回收管25而被回收到第1储槽23中。像运样，正极电解液22在第1储槽23与 正极侧单元21之间循环。
[0043] 负极侧单元31上，经由第2供给管34及第2回收管35而连接着第2储槽33。在 第2供给管34上配备着第2累36。通过第2累36的工作，第2储槽33内的负极电解液 32经过第2供给管34而被供给至负极侧单元31。此时，负极侧单元31内的负极电解液32 经过第2回收管35而被回收到第2储槽33中。像运样，负极电解液32在负极电解液储槽 33与负极侧单元31之间循环。
[0044] 在第1储槽23及第2储槽33上，连接着第1气体管13a。第1气体管13a将由惰 性气体产生装置所供给的惰性气体供给至第1储槽23内的正极电解液22中及第2储槽33 内的负极电解液32中。由此，抑制正极电解液22及负极电解液32与大气中的氧的接触。 第1储槽23内及第2储槽33内的气相中的氧浓度是通过调整惰性气体的供给量而保持于 大致一定。
[0045] 惰性气体例如可使用氮气。此外，可使用的惰性气体的例子除了氮气W外，例如可 举出二氧化碳气体、氣气、氮气。供给至第1储槽23及第2储槽33的惰性气体经过排气管 14而被排出。在排气管14的排出侧的顶端，设有将排气管14的顶端开口加W水封的水封 部15。水封部15防止大气逆流到排气管14内，并且将第1储槽23内及第2储槽33内的 压力保持于一定。
[0046] 本实施形态的氧化还原液流电池具备盒体41。盒体41将充放电单元11、第1储 槽23及第2储槽33包围。盒体41上连接着第2气体管13b。第2气体管13b将由惰性气 体产生装置所供给的惰性气体供给至充放电单元11的周围。由此抑制充放电单元11与大 气中的氧的接触。盒体41内的氧浓度是通过调整惰性气体的供给量而保持于大致一定。
[0047] 充电时，在与正极21a接触的正极电解液22中进行氧化反应，并且在与负极31a接触的负极电解液32中进行还原反应。目P，正极21a释出电子，并且负极31a接受电子。 此时，正极侧集电板2化将由正极21a所释出的电子供给至充放电装置10。负极侧集电板 3化将从充放电装置10所接受的电子供给至负极31曰。
[0048] 放电时，在与正极21a接触的正极电解液22中进行还原反应，并且在与负极31a接触的负极电解液32中进行氧化反应。