一种液流电池堆及其压紧方法技术

本发明专利技术涉及液流电池领域，具体为一种新型液流电池堆及其压紧方法。该新型液流电池堆包括多个(多个指两个以上)集流体、多个电极、多个液流框、多个隔膜和多个加强钢板组成，所述电池堆包括多个电池基本单元，每个基本单元采用加强钢板与液流框组合的方式用螺栓将液流框和隔膜夹紧。利用螺栓组件穿过均布于加强钢板的通孔来夹紧和固定电池液流框和隔膜，使其成为一个基本单元，整个电池堆由若干个基本单元叠合组成。本发明专利技术可以简单方便的组装电池堆，同时有效地解决电池堆基本单元间的漏液问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液流电池领域，具体为一种新型液流电池堆及其压紧方法。
技术介绍
在现有技术中，电池堆中液流框、集流体和隔膜通过多组串联形成，它们借助紧固件压紧在一起实现密封，这就造成了单组之间压力分配不均匀，从而存在漏液的严重隐患。同时，在长期使用之后，液流框和密封件都会发生一些形变，造成局部或者大部分漏液。此外，现在电池堆的压紧方式多为人工拧紧或者液压机压紧，这存在一定的局限性。人工拧紧会造成压紧过程中受力不均匀，内部发生错位，存在串液的隐患。而液压机压紧成本较高，且电池堆装配位置和空间局限性大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型液流电池堆及其压紧方法，改变现有液流电池堆的密封结构和压紧方式，以解决电池堆的漏液、串液等现象，同时实现电池堆的简单有效组装。本专利技术的技术方案是：一种新型液流电池堆，包括多个集流体、多个电极、多个液流框、多个隔膜和多个加强钢板，所述电池堆包括多个电池基本单元，每个基本单元采用加强钢板与液流框组合的方式用螺栓将液流框和隔膜夹紧。所述的新型液流电池堆，在液流框流道侧四周设有矩形凹槽，用于放置加强钢板；凹槽深度与加强钢板厚度一致，加强钢板采用大小孔交替的布局，加强钢板的大小孔与液流框上的孔相对应，在液流框相应位置均采用大孔，液流框上的大孔与加强钢板上的大孔直径相同。所述的新型液流电池堆，在加强钢板通孔以外位置设有矩形凹槽，凹槽深度与U型箱夹壁厚一致。所述的新型液流电池堆，每个基本单元都是由2个液流框、1个隔膜和2个加强钢板组成，将加强钢板与液流框叠放在一起，然后两个液流框流道侧背面中间加入隔膜，隔膜外形尺寸与液流框外形尺寸一致，通孔尺寸与液流框中通孔尺寸大小和位置相一致，用相适合的螺栓穿进通孔配合螺母将液流框和隔膜拧紧为一基本单元。所述的新型液流电池堆，每个基本单元都采用U型箱夹包围四周，同时U型箱夹上配有四个固定耳，固定耳中心均为一定尺寸的圆孔，U型箱夹的厚度与2个液流框叠加厚度一致；U型箱夹材质为PP、PE或者PVC中的一种或者其他金属材质。所述的新型液流电池堆，在每个集流体两侧均有两张薄垫板，垫板上通孔位置与液流框一致，中间位置留有与电极外形尺寸相一致的矩形通孔，并且垫板和集流体在两侧面均设有与U型箱夹一致的固定耳，通过固定耳将基本单元与集流体进行定位。所述的新型液流电池堆，电池堆为全钒液流电池堆。一种新型液流电池堆的压紧方法，包括以下步骤：(1)将电极放入到固定好的电池单元内部液流框中；(2)按照垫板、集流体、垫板、电池单元、垫板、集流体、垫板的顺序依次逐个装到电池箱体内，通过将固定耳穿入箱体上的四根圆柱型导轨，以此来固定集流体、电池单元和箱体内部三者之间的距离；(3)按照上述顺序叠加到所需的组数之后，用带有方向盘式的侧面来封装电池堆，进行压紧。所述的新型液流电池堆的压紧方法，电池箱体内具有四根圆柱导轨，具体位置与U型箱夹上的固定耳一致，在圆柱导轨上采用热缩管进行绝缘保护。所述的新型液流电池堆的压紧方法，压紧通过方向盘式的螺杆转动产生的旋紧力封装。本专利技术的优点及有益效果是：1、本专利技术新型电池堆通过用螺栓将液流框和隔膜等固定在一起形成一个基本单元，保证每一个基本单元的独立性，可以克服单组之间压力分配不均匀的问题。2、本专利技术新型电池堆包含多个基本单元，每个基本单元均由加强钢板将液流框和隔膜用螺栓固定起来，通过增加加强钢板解决了液流框形变的隐患。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是根据本专利技术一个实施例的基本电池单元的分解图；图2是根据本专利技术一个实施例的装配示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的压紧过程示意图。图中，①液流框；②加强钢板；③隔膜；④电极；⑤凹槽；⑥U型箱夹；⑦集流体；⑧垫板；⑨固定导轨；⑩箱盖；推板；箱体；方向盘；固定耳。具体实施方式在具体实施方式中，本专利技术的新型液流电池堆，包括多个集流体、多个电极、多个液流框、多个隔膜和多个加强钢板组成，所述电池堆包括多个电池基本单元，每个基本单元采用加强钢板与液流框组合的方式用螺栓将液流框和隔膜夹紧，多个指两个以上。其中，在液流框流道侧四周设有矩形凹槽，用于放置加强钢板。凹槽深度与加强钢板厚度一致，加强钢板采用大小孔交替的布局，液流框在相应位置均采用大孔。在加强钢板通孔以外位置设有矩形凹槽，凹槽深度与U型箱夹壁厚一致。每个基本单元都是由2个液流框、1个隔膜和2个加强钢板组成，将加强钢板与液流框叠放在一起，然后两个液流框流道侧背面中间加入隔膜，隔膜外形尺寸与液流框外形尺寸一致，通孔尺寸与液流框通孔尺寸大小和位置相一致，用相适合的螺栓穿进通孔配合螺母将液流框和隔膜拧紧为一基本单元。每个基本单元都采用U型箱夹包围四周，同时，U型箱夹上配有四个固定耳，固定耳中心均为一定尺寸的圆孔，U型箱夹的厚度与2个液流框叠加厚度相一致。箱夹材质可以为PP、PE或者PVC中的一种或者其他金属材质。在每个集流体两侧均有两张薄垫板，垫板上通孔位置与液流框一致，中间位置留有与电极外形尺寸相一致的矩形通孔，并且垫板和集流体在两侧面均设有与U型箱夹一致的固定耳，通过固定耳将基本单元与集流体进行定位。在具体实施方式中，本专利技术液流电池堆的压紧方法，具体步骤为：(1)将电极放入到固定好的电池单元内部液流框中；(2)按照垫板、集流体、垫板、电池单元、垫板、集流体、垫板的顺序依次逐个装到电池箱体内，通过将固定耳穿入箱体上的四根圆柱型导轨，以此来固定集流体、电池单元和箱体内部三者之间的距离。(3)按照上述顺序叠加到所需的组数之后，用带有方向盘式的侧面来封装电池堆，进行压紧，该电池堆为全钒液流电池堆。下面将参考附图并结合实施例，对本专利技术进一步详细阐述。如图1所示，根据本专利技术一个具体实施例的基本电池单元分解图，在液流框①的流道侧设有凹槽⑤，凹槽⑤用于和加强钢板②配合。液流框厚度为4mm，凹槽⑤深度为2mm，在凹槽⑤内均匀分布有Φ18mm的通孔。加强钢板②四周具有与液流框同心的通孔，但通孔为大小交替分布，通孔直径分别为Φ18mm和Φ10mm。在加强钢板②四周通孔以外区域设有矩形凹槽，钢板厚度为2mm，矩形凹槽深度为1mm，从图1可以看出，将与液流框尺寸及通孔位置一致的隔膜③放置在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型液流电池堆，包括多个集流体、多个电极、多个液流框、多个隔膜和多个加强钢板，其特征在于，所述电池堆包括多个电池基本单元，每个基本单元采用加强钢板与液流框组合的方式用螺栓将液流框和隔膜夹紧。

【技术特征摘要】
1.一种新型液流电池堆，包括多个集流体、多个电极、多个液流框、多个隔
膜和多个加强钢板，其特征在于，所述电池堆包括多个电池基本单元，每个基本
单元采用加强钢板与液流框组合的方式用螺栓将液流框和隔膜夹紧。
2.根据权利要求1所述的新型液流电池堆，其特征在于，在液流框流道侧四
周设有矩形凹槽，用于放置加强钢板；凹槽深度与加强钢板厚度一致，加强钢板
采用大小孔交替的布局，加强钢板的大小孔与液流框上的孔相对应，在液流框相
应位置均采用大孔，液流框上的大孔与加强钢板上的大孔直径相同。
3.根据权利要求1所述的新型液流电池堆，其特征在于，在加强钢板通孔以
外位置设有矩形凹槽，凹槽深度与U型箱夹壁厚一致。
4.根据权利要求1所述的新型液流电池堆，其特征在于，每个基本单元都是
由2个液流框、1个隔膜和2个加强钢板组成，将加强钢板与液流框叠放在一起，
然后两个液流框流道侧背面中间加入隔膜，隔膜外形尺寸与液流框外形尺寸一致，
通孔尺寸与液流框中通孔尺寸大小和位置相一致，用相适合的螺栓穿进通孔配合
螺母将液流框和隔膜拧紧为一基本单元。
5.根据权利要求1所述的新型液流电池堆，其特征在于，每个基本单元都采
用U型箱夹包围四周，同时U型箱夹上配有四个固定耳，固定耳中心均为一定尺
寸的圆孔，U型箱夹的厚度与2个液流...

【专利技术属性】
技术研发人员：高海，王绍亮，范新庄，张建国，刘建国，严川伟，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21