專利名稱：釩液流電池一體化框板及其制備方法和用該框板制成的電堆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于釩液流電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種釩液流電池一體化框板及其制備方法，以及用該一體化框板制成的釩液流電池電堆。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有技術(shù)中的釩液流電池電堆都由多個(gè)電堆單元組成，而這些電堆單元包括導(dǎo)電電極板、框板、導(dǎo)流板和離子膜，其中，離子膜覆蓋在框板表面，與框板不連接固定， 僅依靠各電堆單元之間的壓力將離子膜貼合在所述框板表面，這樣，長(zhǎng)時(shí)間使用，離子膜容易發(fā)生褶皺、錯(cuò)位現(xiàn)象，就會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)流孔被離子膜封堵住，電池的釩液流不能通暢導(dǎo)流，造成電池電堆的功率下降，電池性能不穩(wěn)定，而且簿而脆的離子膜也會(huì)被損壞，影響密封效果，容易發(fā)生漏液和正負(fù)液串液現(xiàn)象，進(jìn)一步造成電池電堆功率下降，甚至還可能造成電池?fù)p毀，無法工作。

發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種與離子膜一體化結(jié)合的釩液流電池框板及該一體化框板的制備方法。本發(fā)明還提供了一種用該一體化框板制成的釩液流電池電堆。本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種釩液流電池一體化框板，所述框板平面設(shè)有離子膜，所述離子膜與所述框板一體化連接固定；所述離子膜形狀大小與所述框板平面一樣?！N釩液流電池一體化框板的制備方法，包括步驟將所述離子膜制作成與所述框板平面形狀大小一樣；將所述離子膜與所述框板一體化連接；所述離子膜通過粘接、熱熔、超聲波固定方法與所述框板一體化連接固定。一種用釩液流電池一體化框板制成的電堆，包括至少兩個(gè)釩液流電池電堆單元， 且各所述電堆單元相互疊加，所述釩液流電池電堆單元包括有導(dǎo)電電極板、第一框板、第二框板、第一導(dǎo)流板、第二導(dǎo)流板和離子膜；所述第一框板的上平面和所述第二框板的下平面均設(shè)有所述離子膜，并一體化連接固定；所述第一框板上的離子膜與所述第一導(dǎo)流板的上平面、所述導(dǎo)電電極板的上碳?xì)值纳掀矫嫣幱谕黄矫妫龅诙虬迳系碾x子膜與所述第二導(dǎo)流板的下平面、所述導(dǎo)電電極板的下碳?xì)值南缕矫嫣幱谕黄矫妫凰鲭姸褑卧牡诙?dǎo)流板與相鄰另一所述電堆單元的第一導(dǎo)流板之間相互接合一起；所述第一導(dǎo)流板的導(dǎo)流孔與所述第二導(dǎo)流板的導(dǎo)流孔孔心相對(duì)；所述導(dǎo)電電極板設(shè)于所述第二框板和第二框板之間，且所述導(dǎo)電電極板設(shè)有的上碳?xì)趾拖绿細(xì)址謩e設(shè)于所述第一框板和第二框板設(shè)有的通孔內(nèi)，并且所述導(dǎo)電電極板的邊長(zhǎng)均小于所述第一框板和第二框板的邊長(zhǎng)，所述第一導(dǎo)流板和第二導(dǎo)流板分別設(shè)于所述第一框板的上平面和第二框板的下平面兩側(cè)設(shè)有的導(dǎo)流槽內(nèi)；所述導(dǎo)流槽的形狀大小分別與所述第一導(dǎo)流板和第二導(dǎo)流板相適配，而且所述第一導(dǎo)流板上設(shè)有的導(dǎo)流孔和所述第二導(dǎo)流板上設(shè)有的導(dǎo)流孔分別與所述導(dǎo)流槽底部設(shè)有的進(jìn)液孔位置相對(duì)應(yīng)及孔心相對(duì)。本發(fā)明的通過上述技術(shù)方案，直接將離子膜設(shè)于(覆蓋)第一框板和第二框板上， 并一體化連接固定住，離子膜絕對(duì)平整，不褶皺，長(zhǎng)時(shí)間使用能保證平整，不容易發(fā)生褶皺， 而且離子膜位置對(duì)準(zhǔn)后牢牢固定住，完全避免發(fā)生錯(cuò)位的現(xiàn)象，即不會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)流孔被離子膜封堵住，保證電池的釩液流通暢流入，電池性能穩(wěn)定、有保障，而且簿而脆的離子膜也不易被損壞，密封效果更好，避免了漏液和正負(fù)液串液現(xiàn)象，性能更穩(wěn)定。

圖1是本發(fā)明所述釩液流電池電堆俯視圖。圖2是本發(fā)明所述釩液流電池電堆單元剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明所述釩液流電池電堆剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明請(qǐng)參閱說明書附1-3。圖中第一熱熔線101、第二熱熔線102、第三熱熔線103、 第四熱熔線104、第一五熱熔線105、導(dǎo)電電極板106(上碳?xì)?061、下碳?xì)?062)、第一框板 107 (通孔1071、導(dǎo)流槽1072、進(jìn)液孔1073)、第二框板108 (通孔1081、導(dǎo)流槽1082、進(jìn)液孔 1083)、第一導(dǎo)流板109 (導(dǎo)流孔1091)、第二導(dǎo)流板110(導(dǎo)流孔1101)和離子膜111。如圖1和圖2中所示本發(fā)明所述釩液流電池電堆的電堆單元包括有導(dǎo)電電極板106、第一框板107、第二框板108、第一導(dǎo)流板109和第二導(dǎo)流板110。其中，導(dǎo)電電極板106設(shè)于第二框板107和第二框板108之間，且導(dǎo)電電極板106上下板面設(shè)有的上碳?xì)?061和下碳?xì)?062分別設(shè)于第一框板107中間設(shè)有的通孔1071和第二框板108中間設(shè)有的通孔1081內(nèi)，并且導(dǎo)電電極板106的邊長(zhǎng)均小于第一框板107和第二框板108的邊長(zhǎng)，這樣使得導(dǎo)電電極板106的面積小于第一框板107和第二框板108的面積，可以有效的減小導(dǎo)電電極板106的受力面積， 還可以使第一框板107和第二框板108更為有效的實(shí)現(xiàn)通過熱熔線的連接固定，即能更好的對(duì)導(dǎo)電電極板106起到密封效果。第一框板107的上平面和第二框板108的下平面兩側(cè) (即通孔1071和通孔1081兩側(cè))均分別設(shè)有導(dǎo)流槽(1072、1082)，且導(dǎo)流槽(1072、1082) 的形狀大小與第一導(dǎo)流板109和第二導(dǎo)流板110相適配，第一導(dǎo)流板109和第二導(dǎo)流板110 分別設(shè)于導(dǎo)流槽1072和導(dǎo)流槽1082內(nèi)，而且第一導(dǎo)流板109上設(shè)有的導(dǎo)流孔1091和第二導(dǎo)流板110上設(shè)有的導(dǎo)流孔1101分別與導(dǎo)流槽(1072、1082)底部設(shè)有的進(jìn)液孔(1073、 1083)位置相對(duì)應(yīng)及孔心相對(duì)；第一框板107的上平面和第二框板108的下平面上還均設(shè)有離子膜111，離子膜111的形狀大小與第一框板107的上平面、第二框板108的下平面一樣，且通過粘接、熱熔、超聲波等固定方法與第一框板107、第二框板108 —體化連接，并且組裝完成后，第一框板107上的離子膜111與第一導(dǎo)流板109的上平面、導(dǎo)電電極板106的上碳?xì)?061的上平面處于同一平面，第二框板108上的離子膜111與第二導(dǎo)流板110的下平面、導(dǎo)電電極板106的下碳?xì)?062的下平面處于同一平面。所述導(dǎo)電電極板106、第一框板107、第二框板108、第一導(dǎo)流板109、第二導(dǎo)流板110、離子膜111形成一體式結(jié)構(gòu)的電堆單元。這樣，本發(fā)明直接將離子膜111設(shè)于第一框板107的上平面和第二框板108的下平面上，并一體化連接固定住，離子膜111絕對(duì)平整，不褶皺，長(zhǎng)時(shí)間使用也能保證平整，不容易發(fā)生褶皺，而且離子膜111位置對(duì)準(zhǔn)后牢牢固定住，完全避免在組裝過程中或者使用過程中發(fā)生錯(cuò)位的現(xiàn)象，即不會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)流孔(1091、1101)被離子膜111封堵住，保證電池的釩液流通暢導(dǎo)流，電池性能穩(wěn)定、有保障，而且簿而脆的離子膜也不易被損壞，密封效果更好， 避免了漏液和正負(fù)液串液現(xiàn)象，電池性能更穩(wěn)定，使用壽命也會(huì)更長(zhǎng)。制備上述一體化第一框板107和第二框板108的方法包括步驟A.將離子膜111 制作成與第一框板107的上平面或第二框板108的下平面形狀大小一樣；B.將離子膜111 分別與第一框板107的上平面和第二框板108的下平面一體化。其中，將離子膜111分別與第一框板107的上平面和第二框板108的下平面一體化的方法是粘接固定方法，即先在第一框板107的上平面、第二框板108的下平面，和/或者離子膜111涂敷上離子膜粘合劑，然后將離子膜111分別平整地鋪覆在第一框板107的上平面、 第二框板108的下平面上，待粘合劑干掉即可。將離子膜111分別與第一框板107的上平面和第二框板108的下平面一體化的方法也可以是熱熔固定方法，即先將離子膜111分別平整地鋪覆在第一框板107的上平面、第二框板108的下平面上，然后分別通過熱熔平壓機(jī)對(duì)其進(jìn)行熱壓，使他們相互牢牢地結(jié)合
在一起。將離子膜111分別與第一框板107的上平面和第二框板108的下平面一體化的方法還可以是超聲波固定方法，即先將離子膜111分別平整地鋪覆在第一框板107的上平面、 第二框板108的下平面上，然后通過超聲波焊接機(jī)分別對(duì)離子膜111與第一框板107的上平面、離子膜111與第二框板108的下平面進(jìn)行加壓，使其表面相互摩擦，最終牢牢熔合一起。另外，導(dǎo)電電極板106的上板面和下板面分別設(shè)置有第一熱熔線101，第一框板 107的下平面和第二框板108的上平面均設(shè)置有第二熱熔線102和與第一熱熔線101相對(duì)的位置設(shè)置有第四熱熔線104，第一框板107的導(dǎo)流槽1072和第二框板108的導(dǎo)流槽1082 均內(nèi)設(shè)置有第三熱熔線103，第一導(dǎo)流板109的下平面和第二導(dǎo)流板110的上平面上均設(shè)置有與第三熱熔線103相對(duì)的第五熱熔線105 ；熱熔后，第一熱熔線101與第四熱熔線104 連接，第一框板107上設(shè)置的第二熱熔線102與第二框板108上設(shè)置的第二熱熔線102連接，第五熱熔線105與第三熱熔線103連接；也就是說，導(dǎo)電電極板106與第一框板107和第二框板108通過熱熔線連接固定，第一框板107與第一導(dǎo)流板109通過熱熔線連接固定， 第二框板108與第二導(dǎo)流板110通過熱熔線連接固定，在導(dǎo)電電極板106上、下設(shè)置的第一框板107和第二框板108通過熱熔線連接固定。所述第一熱熔線101設(shè)置在導(dǎo)電電極板106上、下板面的周邊，在導(dǎo)電電極板106 上、下板面的周邊形成一首尾相結(jié)的熱熔線圈；所述第二熱熔線102分別設(shè)置在第一框板107下平面周邊和第二框板108上平面周邊，并在第一框板107的下平面和第二框板108的上平面的周邊形成一首尾相結(jié)的熱熔線圈；所述第三熱熔線103設(shè)置在第一導(dǎo)流槽1072內(nèi)第一進(jìn)液孔1073的周邊和第二導(dǎo)流槽1082內(nèi)第二導(dǎo)流孔1083的周邊，分別形成一首尾相結(jié)的熱熔線圈；所述第四熱熔線104分別設(shè)置在第一框板107的下平面與第一熱熔線101相對(duì)的位置和第二框板108上平面與第一熱熔線101相對(duì)的位置，第四熱熔線104為一首尾相結(jié)的熱熔線圈，并被第二熱熔線102環(huán)繞；所述第五熱熔線105設(shè)置在第一導(dǎo)流板109下平面導(dǎo)流孔1091和第二導(dǎo)流板110 上平面導(dǎo)流孔1101的周邊，并與第三熱熔線103位置相對(duì)形成一首尾相結(jié)的熱熔線圈。本發(fā)明釩液流電池電堆密封方法工藝簡(jiǎn)單，通過該密封方法獲得的電堆單元和釩液流電池電堆密封效果好，穩(wěn)定性高，長(zhǎng)時(shí)間使用不會(huì)出現(xiàn)釩液流電池內(nèi)正負(fù)液的串液現(xiàn)象，大大提高了釩液流電池的正常工作時(shí)間。在本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述第一熱熔線101形成一方形的熱熔線圈；所述第二熱熔線102形成一方形的熱熔線圈；所述第三熱熔線103形成一圓形的熱熔線圈；所述第四熱熔線104形成一方形的熱熔線圈；所述第五熱熔線105形成一圓形的熱熔線圈，在使所述各線圈熱熔固定時(shí)，可以通過熱熔平壓機(jī)，將熱熔線進(jìn)行熱壓使熱熔線相互融固連接在一起，起到密封的效果。如圖3中所示本發(fā)明還提供了一種運(yùn)用上述釩液流電池電堆單元制成的釩液流電池電堆，所述釩液流電池電堆包括至少兩個(gè)釩液流電池電堆單元，且各電堆單元相互疊加，所述釩液流電池電堆單元包括導(dǎo)電電極板106、第一框板107、第二框板108、第一導(dǎo)流板109、第二導(dǎo)流板110和離子膜111 ；其中，導(dǎo)電電極板106的邊長(zhǎng)小于第一框板107和第二框板108的邊長(zhǎng)，導(dǎo)電電極板106與第一框板106和第二框板108之間、第一框板107與第二框板108 之間、第一框板107與第一導(dǎo)流板109之間、第二框板108與第二導(dǎo)流板110之間均通過熱熔線連接固定。而且，所述釩液流電池電堆單元的第二導(dǎo)流板110與相鄰另一所述電堆單元的第一導(dǎo)流板109之間相互接合一起，密封效果好，不易發(fā)生漏液、串液，他們?cè)O(shè)有的導(dǎo)流孔1091與導(dǎo)流孔1101孔心相對(duì)，釩液流通暢流入，電池性能穩(wěn)定。在圖3中由于空間有限，只畫了四組釩液流電池電堆單元，實(shí)踐中可以根據(jù)需要將多塊釩液流電池電堆單元相互疊加。疊加成型后的所述釩液流電池電堆俯視圖可以參閱圖1，為了方便觀察所述釩液流電池電堆俯視圖結(jié)構(gòu)，圖1中已經(jīng)將所述離子膜111去除。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選技術(shù)方案對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種釩液流電池一體化框板，其特征在于所述框板表面設(shè)有離子膜，所述離子膜與所述框板表面一體化連接固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述釩液流電池一體化框板，其特征在于所述離子膜形狀大小與所述框板平面一樣。
3.—種如權(quán)利要求1或2所述釩液流電池一體化框板的制備方法，包括有以下步驟 將所述離子膜制作成與所述框板平面形狀大小一樣；將所述離子膜與所述框板一體化固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述釩液流電池一體化框板的制備方法，其特征在于所述離子膜通過粘接、熱熔、超聲波固定方法與所述框板一體化連接固定。
5.一種用權(quán)利要求1或2所述釩液流電池一體化框板制成的電堆，其特征在于所述電堆包括至少兩個(gè)釩液流電池電堆單元，且各所述電堆單元相互疊加，所述釩液流電池電堆單元包括有導(dǎo)電電極板(106)、第一框板(107)、第二框板(108)、第一導(dǎo)流板(109)、第二導(dǎo)流板(110)和離子膜(111)，所述第一框板(107)的上平面和所述第二框板(108)的下平面均設(shè)有所述離子膜(111)，并一體化連接固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述釩液流電池一體化框板制成的電堆，其特征在于所述第一框板(107)上的離子膜(111)與所述第一導(dǎo)流板(109)的上平面、所述導(dǎo)電電極板(106)的上碳?xì)?1061)的上平面處于同一平面，所述第二框板(108)上的離子膜(111)與所述第二導(dǎo)流板(110)的下平面、所述導(dǎo)電電極板(106)的下碳?xì)?1062)的下平面處于同一平面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述釩液流電池一體化框板制成的電堆，其特征在于所述電堆單元的第二導(dǎo)流板(110)與相鄰另一所述電堆單元的第一導(dǎo)流板(109)之間相互接合一起。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述釩液流電池一體化框板制成的電堆，其特征在于所述第一導(dǎo)流板(109)的導(dǎo)流孔(1091)與所述第二導(dǎo)流板(110)的導(dǎo)流孔(1101)孔心相對(duì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述釩液流電池一體化框板制成的電堆，其特征在于所述導(dǎo)電電極板(106)設(shè)于所述第二框板(107)和第二框板(108)之間，且所述導(dǎo)電電極板(106)設(shè)有的上碳?xì)?1061)和下碳?xì)?1062)分別設(shè)于所述第一框板(107)和第二框板(108)設(shè)有的通孔(1071、1081)內(nèi)，并且所述導(dǎo)電電極板(106)的邊長(zhǎng)均小于所述第一框板(107)和第二框板(108)的邊長(zhǎng)，所述第一導(dǎo)流板(109)和第二導(dǎo)流板(110)分別設(shè)于所述第一框板(107)的上平面和第二框板(108)的下平面兩側(cè)設(shè)有的導(dǎo)流槽(1072、1082)內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述釩液流電池一體化框板制成的電堆，其特征在于所述導(dǎo)流槽 (1072,1082)的形狀大小分別與所述第一導(dǎo)流板(109)和第二導(dǎo)流板(110)相適配，而且所述第一導(dǎo)流板(109)上設(shè)有的導(dǎo)流孔(1091)和所述第二導(dǎo)流板(110)上設(shè)有的導(dǎo)流孔 (1101)分別與所述導(dǎo)流槽(1072、1082)底部設(shè)有的進(jìn)液孔(1073、1083)位置相對(duì)應(yīng)及孔心相對(duì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種釩液流電池一體化框板，所述框板表面設(shè)有形狀大小與其一樣的離子膜，離子膜通過熱熔、粘接、超聲波等方法與框板一體化連接。采用該一體化框板制成的電堆包括多個(gè)釩液流電池電堆單元，所述電堆單元包括導(dǎo)電電極板、第一框板、第二框板、第一導(dǎo)流板、第二導(dǎo)流板和離子膜；所述第一框板和第二框板均一體化連接離子膜。直接將離子膜覆蓋第一框板和第二框板上，并一體化連接固定住，離子膜絕對(duì)平整，不褶皺，長(zhǎng)時(shí)間使用能保證平整，不容易發(fā)生褶皺，而且離子膜位置對(duì)準(zhǔn)后牢牢固定住，不會(huì)發(fā)生錯(cuò)位的現(xiàn)象，導(dǎo)流孔不會(huì)被封堵住，保證釩液流通暢流入，電池性能穩(wěn)定、有保障，而且薄而脆的離子膜也不易被損壞，不漏液、不串液，性能更穩(wěn)定。
文檔編號(hào)H01M8/24GK102324535SQ201110266829
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者鄭東冬 申請(qǐng)人:深圳市金釩能源科技有限公司