一種液流電池用液流框及其單電池制造技術

本發(fā)明專利技術公開了一種液流電池用液流框及其單電池，該液流框包括正極液流框和負極液流框，正極液流框的正面四角分別布置有兩處呈中心對稱的正極共享流道和兩處呈中心對稱的負極共享流道；正極液流框的反面和負極液流框的正面分別左右中心對稱布置有隔離膜蓋板槽，隔離膜蓋板槽內依次布置有第一翻轉孔、二級限流通道和八字形均流通道、均流擋臺和均流槽。本發(fā)明專利技術的液流電池用液流框具有電堆安裝成功率高、無內外漏、有效保護隔離膜、能夠采集單池電壓、安裝方便、壽命長、便于維護等優(yōu)點，可以極大地促進液流電池的大規(guī)模批量化生產和應用。

Liquid flow frame and single cell for liquid flow cell

The invention discloses a flow battery box and single cell for fluid flow, the fluid flow box frame includes positive and negative fluid flow box, anode liquid flow box are respectively provided with four positive angle two is center symmetric positive and two channel sharing a centrosymmetric negative positive sharing channel; the positive and negative side of the liquid flow frame flow frame are respectively arranged around a central symmetric membrane plate groove isolation membrane cover groove are arranged with the first flip hole, two level current limiting channel and eight were flow channel, and block the flow equalizing channel. Install the stack frame has high success rate, no internal and external leakage, effectively protect the isolation membrane, can capture single pool voltage, convenient installation, long service life, convenient maintenance and other advantages of the present invention for fluid flow battery, can be mass production and application greatly promote the flow battery.

【技術實現步驟摘要】
一種液流電池用液流框及其單電池
本專利技術屬于液流電池
，尤其涉及一種液流電池用液流框及其單電池。
技術介紹
國家的“十三五”規(guī)劃提出：推進能源革命，加強儲能建設。液相流體儲能電池，簡稱液流電池，是一種高效可靠的能量儲存設備，充電時可以將電能儲存在電解質溶液中，放電時可以將儲存的能量釋放出來。作為新一代智能電網核心技術之一，液流電池的應用可以實現風電、光伏電力輸出的連續(xù)和穩(wěn)定，也可以平衡傳統(tǒng)電網的電力供給與負載運行，有效地改善電能的質量并提高利用率。與其他的能量儲存技術相比，液流電池的能量密度和轉化效率高，而且其充放電反應迅捷。電池堆作為液流電池儲能系統(tǒng)中的核心部件，直接決定系統(tǒng)的充放電性能，以及系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、可靠性、運行壽命和運行成本等。電池堆主要是由兩對及以上的單電池組成，每對單電池由正負電極、電解質隔離膜、導電雙極板和正負極液流框構成。同時，液流框又作為單電池的核心零件，承接著支撐電極和導電雙極板，以及實現電解液的密封、均流等作用。現有液流電池用液流框專利技術中，首先，暫無長期工作溫度大于70℃液流框；其次，電極兩側的液流框之間存在內漏現象，導致部分電解液不經過電極，也稱電極內漏，同時電解液均流效果差，直接影響電堆各項性能，甚至導致局部過熱燒壞隔離膜、導電塑料板和電極，進而損壞電堆，宏觀上影響系統(tǒng)的整體性能和運營成本；再次，液流框與液流框之間直接接觸，對夾在液流框之間的隔離膜存在過壓現象，容易對其造成直接損傷或者疲勞損傷；另外，液流框未設置導電雙極板對外抽頭，無法采集電堆各單電池的電壓。
技術實現思路
為解決現有技術中的上述問題，本專利技術提出一種液流電池用液流框及其單電池。本專利技術第一個方面是提供了一種液流電池用液流框，液流框材料采用CPVC氯化聚氯乙烯、PP加玻纖、CPVC加PVC聚氯乙烯混料，可用于長期工作溫度為-20℃～80℃條件下，以上混料比例不受限。單電池采用負極液流框和正極液流框組合結構，均流通道采用“八”字形結構，具有性能高、均流性好、無內外漏、保護隔離膜無損傷、能夠采集單池電壓等優(yōu)點，同時加工或者注塑簡單，便于安裝，抗震性強。本專利技術第二個方面是提供了一種采用所述液流電池用液流框的單電池，液流框和隔離膜蓋板均采用比例不受限的CPVC、PP加玻纖或者CPVC加PVC混料材質，可長期工作于-20℃～80℃的溫度條件下；均流通道采用八字形結構，內設流道口和擋臺，以及均流槽，均流一致性大于99％；采用隔離膜蓋板，將液流框上的均流通道特征內置本體內，起到保護隔離膜作用；通過設置的隔離膜安裝槽，有效保護了隔離膜不受損傷；設有導電雙極板抽頭槽，外界能夠采集各單電池電壓；設有防止液流框之間內漏的密封槽，防止電解液不過電極；設有定位孔，有效減小液流框之間錯位，減小剪切力，提高電堆性能。為實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案：本專利技術的第一個方面是提供一種液流電池用液流框，包括正極液流框和負極液流框，所述正極液流框的正面四角分別布置有兩處呈中心對稱的正極共享流道和兩處呈中心對稱的負極共享流道；所述正極液流框的反面和所述負極液流框的正面分別左右中心對稱布置有隔離膜蓋板槽，所述隔離膜蓋板槽內依次布置有第一翻轉孔、二級限流通道和八字形均流通道、均流擋臺和均流槽；所述正極共享流道和所述負極共享流道分別通過所述第一翻轉孔、二級限流通道、八字形均流通道和均流槽連通電極槽。進一步地，所述正極液流框和負極液流框四角軸對稱布置有定位孔。進一步地，所述隔離膜蓋板槽和電極槽四周布置有隔離膜密封槽和內漏槽，所述內漏槽呈軸對稱布置在所述隔離膜密封槽上以防止液流框之間產生內漏，所述的內漏槽布置間距20～200mm，數量不受限制。進一步地，所述電極槽周邊的液流框上布置有導電雙極板槽和雙極板抽頭槽，所述雙極板抽頭槽與所述導電雙極板槽連通。進一步地，所述正極共享流道和所述負極共享流道分別由依次連通的電解液共享通道、蛇形限流通道和第二翻轉孔組成；以及圍繞所述電解液共享通道、蛇形限流通道和第二翻轉孔四周布置有限流通道密封槽。進一步地，所述正極共享流道中的第二翻轉孔與所述正極液流框反面的第一翻轉孔打穿相通；所述負極共享流道中的第二翻轉孔在所述正極液流框上不打穿，其與在所述負極液流框正反面上打穿的第一翻轉孔相配合布置；使得所述電極槽一側的正極共享流道和/或負極共享流道分別通過第一翻轉孔、第二翻轉孔、二級限流通道、八字形均流通道、均流槽與所述電極槽上的電極連通，然后再經所述電極槽另一側的均流槽、八字形均流通道、二級限流通道、第二翻轉孔、第一翻轉孔與相應的正極共享流道和/或負極共享流道的相通，形成過正極電解液和/或負極電解液的回流通道。進一步地，所述隔離膜蓋板槽上設有定位凸臺。本專利技術的第二個方面是提供一種采用所述液流電池用液流框的單電池，其包括布置于所述正極液流框和/或所述負極液流框與隔離膜之間的隔離膜蓋板。進一步地，所述正極液流框、負極液流框和所述隔離膜蓋板采用CPVC，PP與玻纖混料或CPVC與PVC混料的材質。進一步地，所述隔離膜蓋板上軸對稱布置有寬度方向限位橢圓形卡槽、長度方向限位橢圓形卡槽和輔助圓形卡槽。進一步地，包括正極液流框1、負極液流框2，所述正極液流框1和負極液流框2之間中部位置布置有導電雙極板密封圈7和導電雙極板8，所述正極液流框1和負極液流框2之間左右兩側位置布置有限流通道密封圈6，所述正極液流框1反面和所述負極液流框2正面分別布置有電極5、隔離膜密封圈4、隔離膜蓋板3、電解液共享通道密封圈9和隔離膜10。本專利技術的第三個方面是提供一種所述液流電池用液流框的單電池的組裝方法，包括以下步驟：(1)將限流通道密封圈6放置在正極液流框1正面上，隔離膜密封圈4和隔離膜蓋板3放置在正極液流框1反面上，組成正極液流框組件；(2)將共享通道密封圈9、隔離膜密封圈4和隔離膜蓋板3放置在負極液流框2正面上，組成負極液流框組件；(3)將導電雙極板密封圈7放置在導電雙極板8上，組成導電雙極板組件；(4)依次安裝正極液流框組件、電極5、導電雙極板組件、負極液流框組件、電極5、隔離膜10，即一對單電池組裝完畢，重復以上步驟，進行下一對單電池組裝。本專利技術采用上述技術方案，與現有技術相比，具有如下技術效果：本專利技術的用于液流電池核心部件電池堆上的液流框，具有性能好、電堆安裝成功率高、無內外漏、有效保護隔離膜、可以采集各單電池電壓、安裝方便、壽命長、便于維護等優(yōu)點，可以極大地促進液流電池的大規(guī)模批量化生產和應用；采用本專利技術液流框的單電池，均流一致性大于99％，且可工作于70℃以上溫度條件下；通過隔離膜蓋板將液流框上的均流通道特征內置本體內，有效保護了隔離膜不受損傷；設有導電雙極板抽頭槽，外界能夠采集各單電池電壓；設有防止液流框之間內漏的密封槽，防止電解液不過電極；設有定位孔，有效減小液流框之間錯位，減小剪切力，提高電堆性能。附圖說明圖1是采用本專利技術液流框的單電池的結構示意圖；圖2是本專利技術液流電池用液流框中正極液流框的正面結構示意圖；圖3是本專利技術液流電池用液流框中正極液流框的反面結構示意圖；圖4是本專利技術液流電池用液流框中負極液流框的結構示意圖；圖5是采用本專利技術液流框的單電池中隔離膜蓋板結構示意圖；圖6是采用本專利技術液流框的兩對單電池中翻轉孔的剖面結構示意本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種液流電池用液流框，其特征在于，包括正極液流框和負極液流框，所述正極液流框的正面四角布置有兩處呈中心對稱的正極共享流道和兩處呈中心對稱的負極共享流道；所述正極液流框的反面和所述負極液流框的正面分別左右中心對稱布置有隔離膜蓋板槽，所述隔離膜蓋板槽內依次布置有第一翻轉孔、二級限流通道和八字形均流通道、均流擋臺和均流槽；所述正極共享流道和所述負極共享流道分別通過所述第一翻轉孔、二級限流通道、八字形均流通道和均流槽連通電極槽。

【技術特征摘要】
1.一種液流電池用液流框，其特征在于，包括正極液流框和負極液流框，所述正極液流框的正面四角布置有兩處呈中心對稱的正極共享流道和兩處呈中心對稱的負極共享流道；所述正極液流框的反面和所述負極液流框的正面分別左右中心對稱布置有隔離膜蓋板槽，所述隔離膜蓋板槽內依次布置有第一翻轉孔、二級限流通道和八字形均流通道、均流擋臺和均流槽；所述正極共享流道和所述負極共享流道分別通過所述第一翻轉孔、二級限流通道、八字形均流通道和均流槽連通電極槽。2.根據權利要求1所述的液流電池用液流框，其特征在于，所述隔離膜蓋板槽和電極槽四周布置有隔離膜密封槽和內漏槽，所述內漏槽呈軸對稱布置在所述隔離膜密封槽上以防止液流框之間產生內漏。3.根據權利要求2所述的液流電池用液流框，其特征在于，所述電極槽周邊的液流框上布置有導電雙極板槽和雙極板抽頭槽，所述雙極板抽頭槽與所述導電雙極板槽連通。4.根據權利要求1所述的液流電池用液流框，其特征在于，所述正極共享流道和所述負極共享流道分別由依次連通的電解液共享通道、蛇形限流通道和第二翻轉孔組成；以及圍繞所述電解液共享通道、蛇形限流通道和第二翻轉孔四周布置有限流通道密封槽。5.根據權利要求4所述的液流電池用液流框，其特征在于，所述正極共享流道中的第二翻轉孔與所述正極液流框反面的第一翻轉孔打穿相通；所述負極共享流道中的第二翻轉孔在所述正極液流框上不打穿，其與在所述負極液流框正反面上打穿的第一翻轉孔相配合布置；使得所述電極槽一側的所述正極共享流道和/或所述負極共享流道分別通過第一翻轉孔、第二翻轉孔、二級限流通道、八字形均流通、均流槽與所述電極槽上的電極連通，然后再經所述電極槽另一側的均流槽、八字形均流通、二級限流通道、第二翻轉孔、第一翻轉孔與相應的正極共享流道和/或負極共享流道的相通，形成過正極電解液...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：王聰康，馬志啟，郭煌，田清，譚長永，
申請(專利權)人：蘇州久潤能源科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇,32