一種液流電池板及電池組的制作方法
【專利摘要】一種液流電池板及電池組，包含：殼體、電極板，具有這樣的特征，所述殼體和所述電極板為一體化結(jié)構(gòu)；其中，所述殼體緊密包覆在所述電極板的外部，且所述殼體一側(cè)表面設(shè)有延伸至所述電極板的凹槽，使所述電極板通過(guò)所述凹槽暴露在外；所述側(cè)表面還設(shè)有流入口、流出口、液流通道，且所述流入口和所述流出口分別通過(guò)液流通道與所述凹槽連通。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的液流電池板省去了電極板與流道板之間的密封件，在減少50％的制造成本的同時(shí)也降低了50％的滲漏液風(fēng)險(xiǎn)，能有效減少滲漏隱患并提高電池效能，替代價(jià)格昂貴的氟材料密封件，降低制造成本，簡(jiǎn)化安裝程序，實(shí)現(xiàn)電堆產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種液流電池板及電池組
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電池領(lǐng)域，特別涉及一種液流電池板及電池組。
【背景技術(shù)】
[0002]液流電池板多用于f凡電池(全f凡氧化還原電池，VRB，Vanadium Redox Battery)中，它是一種以不同價(jià)態(tài)的釩離子電解液進(jìn)行氧化還原的電化學(xué)反應(yīng)裝置，能夠高效地實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化。
[0003]具體的，它是以f凡離子V4+/V5+和V2+/V3+作為電池的正負(fù)極氧化還原對(duì)，將正負(fù)極電解液分別儲(chǔ)存于兩個(gè)儲(chǔ)液罐中，由耐酸液體栗驅(qū)動(dòng)活性電解液至反應(yīng)場(chǎng)所再回至儲(chǔ)液罐中形成循環(huán)液流回路，以實(shí)現(xiàn)充放電過(guò)程。在整個(gè)全釩氧化還原液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中，電池組性能的好壞決定著整個(gè)系統(tǒng)的充放電性能，尤其是充放電功率。電池組是由多片單電池依次疊放壓緊，串聯(lián)而成。電池容量可以隨著儲(chǔ)液罐體積的增加而提高，電池的輸出功率則由電池組控制，功率和容量相互獨(dú)立，可以分開(kāi)靈活設(shè)計(jì)，且電池使用壽命長(zhǎng)，能深度放電而不損壞電池，它具有功率大、容量大、效率高、成本低、壽命長(zhǎng)、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因此在風(fēng)能太陽(yáng)能儲(chǔ)能、UPS電源、電網(wǎng)調(diào)峰等領(lǐng)域有很好的發(fā)展前景。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，釩電池主要包含作為電極材料使用的碳?xì)只蛘呤珰帧⒆鳛榱鞯雷饔玫囊毫骺?、以及作為集流體使用的電極板，而上述三者是通過(guò)裝配壓緊力來(lái)實(shí)現(xiàn)連接的，并設(shè)置密封墊，以確保不會(huì)泄露電解液。
[0005]然而，對(duì)于傳統(tǒng)的液流框來(lái)說(shuō)，其側(cè)面具有一個(gè)整體的定位平面，因而，即便使用了作為密封措施的密封墊，密封墊多由價(jià)格昂貴的氟材料制成，如果其密封效果也不理想，則會(huì)造成電池內(nèi)外漏液的情況。當(dāng)電池內(nèi)部漏液時(shí)，在電池工作時(shí)會(huì)發(fā)出熱量，并在各流道出析出釩晶體，從而造成堵塞，影響電解液的流通，使電池癱瘓。當(dāng)電池外部漏液時(shí)，則電解液會(huì)造成環(huán)境污染。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種不需要內(nèi)部密封墊而能實(shí)現(xiàn)優(yōu)異密封性能的液流電池板。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的實(shí)施方式提供了一種液流電池板，包含:殼體、電極板，具有這樣的特征，所述殼體和所述電極板為一體化結(jié)構(gòu)；
[0008]其中，所述殼體緊密包覆在所述電極板的外部，且所述殼體一側(cè)表面設(shè)有延伸至所述電極板的凹槽，使所述電極板通過(guò)所述凹槽暴露在外；
[0009]所述側(cè)表面還設(shè)有流入口、流出口、液流通道，且所述流入口和所述流出口分別通過(guò)液流通道與所述凹槽連通。
[0010]本實(shí)用新型的實(shí)施方式還提供了一種液流電池組，具有這樣的特征，所述液流電池組由至少兩塊上述中任一的液流電池板拼接而成。
[0011]本實(shí)用新型實(shí)施方式相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，通過(guò)內(nèi)置密封的結(jié)構(gòu)，對(duì)液流電池的密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，使整個(gè)結(jié)構(gòu)的密封性能有了大幅度的提高，可保證其長(zhǎng)期安全、可靠地運(yùn)行。
[0012]進(jìn)一步的，所述液流通道內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)呈正三棱柱形的分流凸臺(tái)。
[0013]進(jìn)一步的，所述各分流凸臺(tái)呈矩形陣列設(shè)置。
[0014]進(jìn)一步的，所述流入口和流出口處設(shè)有凸出的引流槽，且所述引流槽位于所述液流通道內(nèi)。
[0015]進(jìn)一步的，所述液流電池板還包括氈板，所述氈板的形狀配合所述凹槽的形狀，使所述氈板嵌入在所述凹槽內(nèi)并連接所述電極板。
[0016]進(jìn)一步的，所述殼體相對(duì)的另一側(cè)表面與所述側(cè)表面互為鏡像設(shè)置。
[0017]進(jìn)一步的，所述殼體由聚乙稀材料制成。
[0018]進(jìn)一步的，所述液流電池組還包含設(shè)置在所述液流電池板之間的離子交換膜。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中液流電池板的具體俯視圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中電極板的簡(jiǎn)易位置示意圖；
[0021 ]圖3為本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中凹槽的簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中氈板的簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5為本實(shí)用新型第二實(shí)施方式中液流電池組的簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本實(shí)用新型各實(shí)施方式中，為了使讀者更好地理解本申請(qǐng)而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒(méi)有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。
[0025]本實(shí)用新型的第一實(shí)施方式涉及一種液流電池板，如圖1-4所示，包含殼體I和電極板2，值得指出的是，該殼體I和電極板2是通過(guò)注塑成型的方法制成的一體化結(jié)構(gòu)。具體的，殼體I緊密包覆在電極板2的外部，且所述殼體I上下兩側(cè)表面分別設(shè)有延伸至所述電極板2表面的凹槽3，由于電極板2的橫截面積大于凹槽3的開(kāi)口面積，使得電極板2穩(wěn)定地固定在殼體I內(nèi)并且通過(guò)凹槽3暴露在外，用以連接氈板7。其中，電極板和殼體的位置可參見(jiàn)圖2所示，凹槽、殼體、電極板的位置參見(jiàn)圖3所示，氈板的位置參見(jiàn)圖4所示，圖2-圖4僅為清楚表達(dá)實(shí)施方式中液流電池板的部分簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)，而并非具體的液流電池板整體。
[0026]同時(shí)，參見(jiàn)圖1所示，在殼體I上下兩側(cè)表面還設(shè)有流入口4、流出口 5、液流通道6，且流入口 4和流出口 5分別通過(guò)液流通道6與凹槽3連通，液流通道6也為下凹結(jié)構(gòu)，以供電解液的流通。根據(jù)上述內(nèi)容不難發(fā)現(xiàn)，該種一體化結(jié)構(gòu)，省去了現(xiàn)有技術(shù)中，電極板2液流框之間的密封件，在減少50%的制造成本的同時(shí)也降低了50%的滲漏液風(fēng)險(xiǎn)，能有效減少滲漏隱患并提高電池效能，替代價(jià)格昂貴的氟材料密封件，降低制造成本，簡(jiǎn)化安裝程序，實(shí)現(xiàn)電堆產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。也進(jìn)一步提高電池的可靠性和穩(wěn)定性、提高電池效能，具有使用壽命長(zhǎng)、儲(chǔ)能規(guī)模大、安全可靠、生命周期性價(jià)比高、生命周期環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，使得本實(shí)用新型提供的液流電池可廣泛應(yīng)用于光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、電網(wǎng)調(diào)峰、分布電站、通信基站、UPS或EPS、電動(dòng)公交、軍用蓄電等領(lǐng)域。
[0027]需要說(shuō)明的是，本實(shí)施方式中，殼體選用立方體結(jié)構(gòu)，流入口4和流出口5設(shè)置在上下兩側(cè)矩形的頂角附近，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉，本實(shí)施方式不對(duì)殼體I的形狀或流入口
4、流出口 5的設(shè)置位置起到限制，其他近似形狀或位置亦可實(shí)現(xiàn)相同的技術(shù)效果。
[0028]另外，值得說(shuō)明的是，本實(shí)施方式中，如圖1所示，液流通道6內(nèi)設(shè)有18個(gè)呈正三棱柱形的分流凸臺(tái)61，且各分流凸臺(tái)61之間呈矩形陣列設(shè)置于靠近凹槽邊緣的位置，起到分流的效果。由于三棱柱的形狀，能有效地提高電解液的流動(dòng)能力。進(jìn)一步的，在流入口 4和流出口 5處設(shè)置凸出的引流槽62，且該引流槽62位于在液流通道6內(nèi)，使流入口 4、流出口 5分別和液流通道6之間形成若干個(gè)細(xì)小的分流通道，且每個(gè)分流通道將電解液引導(dǎo)至不同位置，讓電解液在液流通道6內(nèi)能均勻分布、均勻流動(dòng)，提高了分流效果。
[0029]值得一提的是，本實(shí)施方式中，所選的電極板2的腐蝕電流密度為ΙμΑ/cm2，電導(dǎo)率=1033.01—1，透氣率=2110—60113/(3.0112)，彎曲強(qiáng)度=62.010^;克服了傳統(tǒng)的碳塑電池板的機(jī)械強(qiáng)度低、導(dǎo)電性能差、工藝難度大、制造成本高等缺點(diǎn)。
[0030]值得說(shuō)明的是，液流電池板還包括氈板7，氈板7的形狀配合凹槽3的形狀，使氈板7嵌入在凹槽3內(nèi)并連接電極板2，以滿足液流電池板的上下兩側(cè)均設(shè)有氈板7，以便將其拼接為電池組。
[0031]另外，值得指出的是，殼體I的上下側(cè)表面互為鏡像設(shè)置，不僅便于生產(chǎn)，還便于在電池組中的替換。本實(shí)施方式選用的殼體I由聚乙烯(PE)材料制成。
[0032]本實(shí)用新型的第二實(shí)施方式涉及一種液流電池組，如圖5所示，由多塊液流電池板首尾拼接而成，并且流入口 4和流出口 5之間相互配合，連通，以增加電池的充放電能力。
[0033]值得指出的是，液流電池組還包含設(shè)置在液流電池板之間的離子交換膜8，液流電池組還包含電解液容器和栗，電解液容器通過(guò)栗與上述任一流入口 4或所述流出口 5連通，將正負(fù)極電解液分別儲(chǔ)存于兩個(gè)儲(chǔ)液罐中，由耐酸液體栗驅(qū)動(dòng)活性電解液至反應(yīng)場(chǎng)所(電池組)再回至儲(chǔ)液罐中形成循環(huán)液流回路，以實(shí)現(xiàn)充放電過(guò)程。
[0034]通過(guò)上述內(nèi)容不難發(fā)現(xiàn)，本實(shí)施方式提供的液流電池組，避免了相互泄露，另一方面，也避免了多個(gè)電堆組裝時(shí)，中間的電堆組件向下沉的情況，從而避免了由于流道孔相互錯(cuò)位而導(dǎo)致正負(fù)液相互滲漏造成放電現(xiàn)象，更加安全。流道板的流道設(shè)計(jì)提高了流場(chǎng)分配增強(qiáng)電池效能，提高了電池的使用壽命，降低電池后期的維護(hù)周期和維護(hù)費(fèi)用。
[0035]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上述各實(shí)施方式是實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，而在實(shí)際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作各種改變，而不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種液流電池板，包含:殼體(I)、電極板(2)，其特征在于，所述殼體(I)和所述電極板(2)為一體化結(jié)構(gòu)； 其中，所述殼體(I)緊密包覆在所述電極板(2)的外部，且所述殼體(I)一側(cè)表面設(shè)有延伸至所述電極板(2)的凹槽(3)，使所述電極板(2)通過(guò)所述凹槽(3)暴露在外； 所述側(cè)表面還設(shè)有流入口(4)、流出口(5)、液流通道(6)，且所述流入口(4)和所述流出口(5)分別通過(guò)液流通道(6)與所述凹槽(3)連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液流電池板，其特征在于，所述液流通道(6)內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)呈正三棱柱形的分流凸臺(tái)(61)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液流電池板，其特征在于，所述各分流凸臺(tái)(61)呈矩形陣列設(shè)置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液流電池板，其特征在于，所述流入口(4)和流出口(5)處設(shè)有凸出的引流槽(62)，且所述引流槽(62)位于所述液流通道(6)內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液流電池板，其特征在于，所述液流電池板還包括氈板(7)，所述氈板(7)的形狀配合所述凹槽(3)的形狀，使所述氈板(7)嵌入在所述凹槽(3)內(nèi)并連接所述電極板(2)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液流電池板，其特征在于，所述殼體(I)相對(duì)的另一側(cè)表面與所述側(cè)表面互為鏡像設(shè)置。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液流電池板，其特征在于，所述殼體(I)由聚乙烯材料制成。8.—種液流電池組，其特征在于，所述液流電池組由至少兩塊權(quán)利要求1-7中任一所述的液流電池板拼接而成。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液流電池組，其特征在于，所述液流電池組還包含設(shè)置在所述液流電池板之間的離子交換膜(8)。
【文檔編號(hào)】H01M8/0202GK205609673SQ201620064152
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年1月22日
【發(fā)明人】袁家曦, 袁傳榮
【申請(qǐng)人】上海申荻科技有限公司