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原理と構造

レドックス電池の構成

レドックスフロー電池は、出力部分に該当するセルと、容量部分に該当する電解液タンク(電解液)が独立しており、それをポンプと配管から成る循環装置で接続して構成します。

充放電の原理

セル内部で、電解液中に含まれる活物質(バナジウムイオン)が酸化還元をすることで充放電を行います。電解液タンク内に貯留している電解液をポンプによってセルに送り出すことで循環させます。

現在は正極、負極共にバナジウムイオンを活物質とする全バナジウムレドックスフロー電池が主流であり、正極側では4価ー5価系、負極側では2価ー3価系が用いられ、標準起電力は約1.26Vとなります。

セルの構造例

①エンドプレート ②集電板
③双極板(炭素板) ④セルフレーム
⑤電極(炭素フェルト) ⑥イオン交換膜

レドックスフロー電池の出力部分であるセルは、イオン交換膜を中心として片側が正極、もう一方が負極となります。それぞれの電極には炭素繊維フェルトが用いられ、含浸した電解液中の活物質に酸化還元反応が起こります。

単セルあたりの起電力はさほど大きくないため、複数のセルを直列に積層したセルスタックという形状で用いられることが一般的です。