專利名稱：一體歧管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液流電解質(zhì)電池的歧管。特別地，但不是專門地，本發(fā)明涉及一種形成 液流電解質(zhì)電池的電池疊用的一體歧管的方法。
背景技術(shù)：
獨立電源系統(tǒng)所用的電池通常是鉛酸電池。但是，鉛酸電池在表現(xiàn)上和環(huán)境安全 上存在限制。典型的鉛酸電池在氣候很熱的環(huán)境中通常只有很短的壽命，尤其當它們偶爾 完全放電時更甚。鉛酸電池亦對環(huán)境有害，因為鉛酸電池的一個主要成分為鉛，可能在生產(chǎn) 和棄置時引致嚴重的環(huán)境問題。液流電解質(zhì)電池，例如鋅溴電池、鋅氯電池、和釩液流電池等提供了克服上述鉛酸 電池的限制的潛能。特別地，液流電解質(zhì)電池的有用壽命不會受完全放電應用影響，而液流 電解質(zhì)電池的能量重量比高達鉛酸電池的六倍。但是，生產(chǎn)液流電解質(zhì)電池可能比生產(chǎn)鉛酸電池更為困難。液流電解質(zhì)電池跟鉛 酸電池一樣，均包括一疊電池以提供高過單獨電池電壓的某個電壓，但跟鉛酸電池不同的 是，流動電解質(zhì)電池中的電池是通過電解質(zhì)循環(huán)路徑液壓地連接的。這可能產(chǎn)生問題，因為 分路電流可以從一個串聯(lián)連接的電池經(jīng)過電解質(zhì)循環(huán)路徑流到另一個串聯(lián)連接的電池，引 致能量損耗和令個別電池的充電狀態(tài)失衡。要防止或減少這種分路電流，液流電解質(zhì)電池 在電池之間界定了足夠長的電解質(zhì)循環(huán)路徑，因此增加電池之間的電阻。電解質(zhì)通常通過外部的歧管供應到電池疊或從電池放出。各電池在電解質(zhì)循環(huán)路 徑的毛細管開口有多個入口及出口。各外部歧管采用精細的連接設(shè)備連接到電池疊的循環(huán) 路徑，連接設(shè)備包括彈性體連接管陣列。典型的M層電池疊需要216個彈性體連接管。這 種精細的連接設(shè)備不只難以生產(chǎn)，亦容易在組合和使用過程中損壞。參照圖1，這里說明了根據(jù)已知的先有技術(shù)的液流電解質(zhì)電池的電池疊10的透視 圖。電池疊10的電池通過彈性體連接管14陣列連接到外部的歧管身部12。因此有需要克服或減輕多種以上討論過的，關(guān)聯(lián)先有技術(shù)的液流電解質(zhì)電池的問 題。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目標因此，本發(fā)明的一個目的是克服或減輕先有技術(shù)的一或多個限制，包括提供液流 電解質(zhì)電池的改良歧管。本發(fā)明還有另一個目的，是提供一種形成電解質(zhì)電池的電池疊的一體歧管。發(fā)明概述在第一種形式，但不需要是唯一或真的是最闊的形式，本發(fā)明在于一種形成相鄰 液流電解質(zhì)電池的電池疊的一體歧管的通道的方法，該方法包括形成相鄰電池疊的型腔， 其中型腔對電池疊的電池的毛細管開口是開通的；在型腔內(nèi)放置多支針，其中針的末端跟毛細管開口相接；以物料填滿型腔；容許物料固化成模壓部分；和從模壓部分移除針，因此 在模壓部分中形成跟毛細管開口流體連接的通道。優(yōu)選地，該方法包括形成相鄰所述通道 的歧管腔，所述通道通向該歧管腔之內(nèi)。在一實施方案中，在以物料填滿所述型腔之前將界定所述歧管腔的歧管塞插入型 腔，而針穿過該歧管塞。在另一個實施例中，所述歧管腔通過機器加工歧管腔進入所述模壓 部分形成。優(yōu)選地，方法包括將所述通道在所述歧管腔和所述模壓部分的外部之間伸延的部 分封堵。優(yōu)選地，所述毛細管開口界定在毛細管伸延進半電池的管端。優(yōu)選地，所述多支針的各支針有在當所述物料固化時在所述型腔之外的頭和接收 在其中一個所述毛細管開口之內(nèi)的內(nèi)端。優(yōu)選地，所述各針的頭部的直徑比所述內(nèi)端大。優(yōu)選地，所述型腔通過在形成所述模壓部分之后移除的模架形成。優(yōu)選地，所述針 通過使用抽取面板從所述模壓部分移除。優(yōu)選地，所述模架之內(nèi)界定有細孔，而當將所述多支針的各支針插進所述型腔內(nèi) 時，各支針均放置在細孔內(nèi)。本發(fā)明還延伸到一種液流電解質(zhì)電池，其包括采用本發(fā)明的第 一種形式形成的一體歧管。
為協(xié)助明白本發(fā)明并容許本技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員將本發(fā)明造出實際的效果，本發(fā) 明的優(yōu)選實施例在以下通過使用例子并參照附圖來描述，其中圖1為根據(jù)已知的先有技術(shù)的，帶有外部歧管的液流電解質(zhì)電池的透視圖。圖2為放置在模架的底板上的液流電解質(zhì)電池的電池疊的一部分的透視圖。圖3為圖1的電池疊的部分和放置在模架底板上的歧管塞的透視圖。圖4為圖3的電池疊和歧管塞的透視圖，顯示伸延穿過歧管塞因而其內(nèi)端接受在 電池疊的毛細管開口之內(nèi)的針。圖5為圖4的電池疊、歧管塞和針的透視圖，還顯示模架的端板和頂板。圖6為跟圖5 —樣的透視圖，還顯示模架的側(cè)板。圖7為圖6的模架的另一個透視圖。圖8為電池疊的一角的透視圖，在此所有模板均被移除，顯示根據(jù)本發(fā)明形成的 一體歧管；和圖9顯示了形成圖8的一體歧管的方法中的針的側(cè)視圖。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例包括一種形成相鄰液流電解質(zhì)電池的電池疊的一體歧管的通道 的方法，和擁有一體歧管的液流電解質(zhì)電池。本發(fā)明的要素在附圖中以簡潔的概述形成說 明，只顯示理解本發(fā)明的實施例所必須的特定細節(jié)，但不會顯示過多對按照本描述的本領(lǐng) 域的技術(shù)人員明顯的細節(jié)，因而令公開變得雜亂。在此專利說明書內(nèi)，形容詞如第一和第二、左和右、前和后、頂和底等等只單單用 來從一個要素或方法步驟定義另一個要素或方法步驟，而不一定需要如形容詞所描述的特定相對位置或次序。詞語例如"包括"或"包含"并不是用來定義排他的一組要素或方法 步驟。相反的，這些詞語只定義本發(fā)明中特定實施例之內(nèi)包括的最基本的要素或方法步驟。一種形成液流電解質(zhì)電池的一體歧管的方法在此順序參照圖2，3和5-8描述。圖 中顯示了一體歧管在液流電解質(zhì)電池的電池疊的一角如何形成。應理解到類似的一體歧管 會在電池疊的所有四個角落或液流電解質(zhì)電池的其他位置形成。參照圖2，圖中說明了液流電解質(zhì)電池的電池疊20的一角的透視圖。作為形成一 體歧管的第一步，電池疊20放置在模板的底板22上。底板22的邊界定有定位孔23。電池疊20包括一疊以分隔板25分隔的電極板M來界定多個半電池。所述半電 池跟申請人在申請中的國際申請?zhí)朠CT/AU2008/000353，申請日2008年3月13日，公開號 W02008/116248中描述的半電池類似，并在此并入以作參考。各半電池包括電極板對，相鄰 的分隔板25和毛細管26。毛細管沈布置在各電極板M和相鄰的分隔板25之間形成的毛 細管通道中。如圖示，毛細管沈從電極板對和分隔板25的邊緣輕微向外伸延。半電池在 俯視圖中基本上為長方形，但在其角落有切開的區(qū)域觀。毛細管26可以用聚合材料或其他 可焊至注模塑料的物料制成。底板22為模架的一部分，底板連同模架一起界定相鄰電池疊20的角落的腔。腔 會參照圖5更詳細描述。參照圖3，歧管塞30放置在底板22之上。歧管塞30放置在切開的區(qū)域觀內(nèi)。歧 管塞30基本上為圓柱形，擁有底座32和上端34。底板22支撐著上面的底座32。兩組交 錯的孔36界定在歧管塞30內(nèi)?？?6跟電池疊20的毛細管沈的開口對準。圖4顯示了針38插進歧管塞30的孔36內(nèi)。針38以穿過歧管塞30的配置插進 孔36內(nèi)。針38的內(nèi)端跟毛細管沈的開口相接，以將毛細管沈封堵。圖4說明了針38相 對于歧管塞30和電池疊20的排列，但并不說明形成一體歧管的方法中的步驟。圖5顯示形成一體歧管的下一個步驟。模架的頂板40放置在電池疊20的上方， 而模架的端板42將電池疊20的端封合。型腔44被界定在底板22，頂板40，端板42和側(cè) 板50(在圖6指出)之間。端板42有一組穿越端板的交錯的孔，這組孔跟歧管塞30的孔 36對準。頂板40有向型腔44開著的填充洞48。在使用時，加熱的模物料經(jīng)過填充洞48 注射進型腔44之內(nèi)。加熱的模物料可以是任何有效地連接到電極板M和毛細管沈的聚 合材料。加熱的模物料連接到電極板M的露出的邊緣，并在電極板M之間形成密閉的封 口。再者，加熱的模物料連接到從電極板M的邊緣向外延伸的各毛細管沈的外表面的圓 周附近，并在此形成密閉的封口。頂板40還包括跟歧管塞30對準的孔46，歧管塞30的上端34接收在孔中。針38 經(jīng)過端板42的孔插進型腔內(nèi)。針38穿過歧管塞30而針38的內(nèi)端接收在毛細管沈的開 口之內(nèi)，如上述參照圖4所示。圖6和圖7顯示被模架覆蓋的電池疊20的一角的不同視點的視圖。模架包括側(cè) 板50，側(cè)板50有穿過側(cè)板的埋頭孔52，埋頭孔跟頂板40和底板22的定位孔23對準。側(cè) 板50通過扣件扣緊，扣件伸延穿過埋頭孔52以連接到定位孔23。如圖標，針38亦伸延穿 過位置在端板42外側(cè)的抽取面板43的交錯的孔。在電池疊20被模架覆蓋之后，如圖6和圖7所示，型腔44被模物料填充。例如， 這模物料可以是聚乙烯，聚丙烯或其他適合的物料。在此之后容許模物料成形。參照圖8，當模物料成形之后，將模架固定的扣件被移除，而針38和相對的板22，40，42和50亦被移 除。針38通過將抽取面板43從端板42拉開而移除。最后，歧管塞30亦被移除。結(jié)果的 模壓部分M有在歧管腔58和毛細管沈之間伸延的通道56，所述歧管腔58界定為先前歧 管塞30毛細管的位置。從模壓部分M的外邊引導到歧管腔58的通道59之后被封堵。因 此液流電解質(zhì)電池的一體歧管包括歧管腔58和在模壓部分M之內(nèi)形成的通道56。通道 56流體連接歧管腔58到毛細管26。另外，歧管腔可以通過當在組合板22，40，42和50以形成模時從型腔44略去歧管 塞30而形成。當模物料在模內(nèi)成形而模板22，40，42和50被移除之后，歧管腔通過鉆孔進 模壓部分M而形成。在形成本發(fā)明的一體歧管之后，側(cè)板(未顯示)可以焊接到電池疊20的側(cè)邊，包 括在模壓部分M的側(cè)邊，以有效地將電池疊封口。連接這些側(cè)板的多種焊接技術(shù)對本領(lǐng)域 的技術(shù)人員是已知的。參照圖9，針38有內(nèi)端60，頭62和在內(nèi)端60和頭62之間伸延的柄64。內(nèi)端60 的尺寸被制定以接收在毛細管26的開口之內(nèi)，因而將毛細管沈封密并在填充型腔44時防 止液態(tài)模物料阻塞毛細管26的開口。柄64的尺寸被制定以接收在歧管塞30的孔36內(nèi)， 因而將歧管腔58封密并在填充型腔44時防止液態(tài)模物料進入型腔58之內(nèi)。頭52的直徑 的尺寸被制定為大過抽取面板43的孔。如此，通過將抽取面板43拉離端板42時就可以將 針38從型腔44抽離。用上述方法制成的一體歧管比起先有技術(shù)的外部歧管比較不易損毀，并在液流電 解質(zhì)電池的電池疊的歧管和毛細管之間提供改良的封口。一套形成一體歧管的工具包括歧管塞30，針38，和板22，40，42和50。以上對本發(fā)明不同實施例的描述是被提供作為對本領(lǐng)域的技術(shù)人員的描述的。這 描述不打算是徹底的或限制本發(fā)明至一個公開了的實施例的。如以上提到，多種對本發(fā)明 的替代或改變對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是明顯的。因此，也許有些替代的實施例被特別的 討論過，但其他實施例對本領(lǐng)域的技術(shù)人員是明顯或相對容易開發(fā)的。此專利說明書打算 包含所有本發(fā)明在此討論過的替代，改動或改變，和其他落入上述發(fā)明的精神的范圍的實 施例。
權(quán)利要求
1.一種形成相鄰液流電解質(zhì)電池的電池疊的一體歧管的通道的方法，方法包括形成 相鄰電池疊的型腔，其中型腔對電池疊的電池的毛細管開口是開通的；在型腔內(nèi)放置多支 針，其中針的末端跟毛細管開口相接；以物料填滿型腔；容許物料固化成模壓部分；和從模 壓部分移除針，因此在模壓部分中形成跟毛細管開口流體連接的通道。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括形成相鄰所述通道的歧管腔，所述通道通向該歧 管腔之內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在以物料填滿所述型腔之前將界定所述歧管腔的歧 管塞插入型腔，而針穿過該歧管塞。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述歧管腔通過機器加工所述歧管腔入所述模壓部 分形成。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括將所述通道在所述歧管腔和所述模壓部分的外部 之間伸延的部分封堵。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述毛細管開口界定在毛細管伸延進半電池的管端。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多支針的各支針有在當所述物料固化時在所述 型腔之外的頭和接收在其中一個所述毛細管開口之內(nèi)的內(nèi)端。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述各針的頭部的直徑比所述內(nèi)端大。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述型腔通過在形成所述模壓部分之后移除的模架 形成。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述模架之內(nèi)界定有細孔，而當將所述多支針的各 支針插進所述型腔內(nèi)時，各支針均放置在細孔內(nèi)。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述針通過使用抽取面板從所述模壓部分移除。
12.一種液流電解質(zhì)電池的電池疊迭用的一體歧管，其中該歧管包括根據(jù)權(quán)利要求1 所述的方法形成的通道。
全文摘要
一種形成相鄰液流電解質(zhì)電池的電池疊(20)的一體歧管的信道，在歧管和電池疊(20)的毛細管之間提供改良的封堵。方法包括形成相鄰電池疊(20)的型腔(44)，其中型腔(44)對電池疊的電池的毛細管開口是開通的。多支針(38)被放置在型腔(44)內(nèi)，其中針(38)的末端跟毛細管開口相接。型腔(44)之后以物料填滿并容許物料固化成模壓部分。之后將針(38)從模壓部分移除，因此在模壓部分中形成跟毛細管開口流體連接的信道。
文檔編號H01M2/38GK102124593SQ200980131481
公開日2011年7月13日 申請日期2009年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月22日
發(fā)明者亞歷山大·魯?shù)婪颉靥?申請人:紅流有限公司