一种液流电池用液流框及其单电池制造技术

本发明专利技术公开了一种液流电池用液流框及其单电池，该液流框包括正极液流框和负极液流框，正极液流框的正面四角分别布置有两处呈中心对称的正极共享流道和两处呈中心对称的负极共享流道；正极液流框的反面和负极液流框的正面分别左右中心对称布置有隔离膜盖板槽，隔离膜盖板槽内依次布置有第一翻转孔、二级限流通道和八字形均流通道、均流挡台和均流槽。本发明专利技术的液流电池用液流框具有电堆安装成功率高、无内外漏、有效保护隔离膜、能够采集单池电压、安装方便、寿命长、便于维护等优点，可以极大地促进液流电池的大规模批量化生产和应用。

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.

【技术实现步骤摘要】
一种液流电池用液流框及其单电池
本专利技术属于液流电池
，尤其涉及一种液流电池用液流框及其单电池。
技术介绍
国家的“十三五”规划提出：推进能源革命，加强储能建设。液相流体储能电池，简称液流电池，是一种高效可靠的能量储存设备，充电时可以将电能储存在电解质溶液中，放电时可以将储存的能量释放出来。作为新一代智能电网核心技术之一，液流电池的应用可以实现风电、光伏电力输出的连续和稳定，也可以平衡传统电网的电力供给与负载运行，有效地改善电能的质量并提高利用率。与其他的能量储存技术相比，液流电池的能量密度和转化效率高，而且其充放电反应迅捷。电池堆作为液流电池储能系统中的核心部件，直接决定系统的充放电性能，以及系统运行的稳定性、可靠性、运行寿命和运行成本等。电池堆主要是由两对及以上的单电池组成，每对单电池由正负电极、电解质隔离膜、导电双极板和正负极液流框构成。同时，液流框又作为单电池的核心零件，承接着支撑电极和导电双极板，以及实现电解液的密封、均流等作用。现有液流电池用液流框专利技术中，首先，暂无长期工作温度大于70℃液流框；其次，电极两侧的液流框之间存在内漏现象，导致部分电解液不经过电极，也称电极内漏，同时电解液均流效果差，直接影响电堆各项性能，甚至导致局部过热烧坏隔离膜、导电塑料板和电极，进而损坏电堆，宏观上影响系统的整体性能和运营成本；再次，液流框与液流框之间直接接触，对夹在液流框之间的隔离膜存在过压现象，容易对其造成直接损伤或者疲劳损伤；另外，液流框未设置导电双极板对外抽头，无法采集电堆各单电池的电压。
技术实现思路
为解决现有技术中的上述问题，本专利技术提出一种液流电池用液流框及其单电池。本专利技术第一个方面是提供了一种液流电池用液流框，液流框材料采用CPVC氯化聚氯乙烯、PP加玻纤、CPVC加PVC聚氯乙烯混料，可用于长期工作温度为-20℃～80℃条件下，以上混料比例不受限。单电池采用负极液流框和正极液流框组合结构，均流通道采用“八”字形结构，具有性能高、均流性好、无内外漏、保护隔离膜无损伤、能够采集单池电压等优点，同时加工或者注塑简单，便于安装，抗震性强。本专利技术第二个方面是提供了一种采用所述液流电池用液流框的单电池，液流框和隔离膜盖板均采用比例不受限的CPVC、PP加玻纤或者CPVC加PVC混料材质，可长期工作于-20℃～80℃的温度条件下；均流通道采用八字形结构，内设流道口和挡台，以及均流槽，均流一致性大于99％；采用隔离膜盖板，将液流框上的均流通道特征内置本体内，起到保护隔离膜作用；通过设置的隔离膜安装槽，有效保护了隔离膜不受损伤；设有导电双极板抽头槽，外界能够采集各单电池电压；设有防止液流框之间内漏的密封槽，防止电解液不过电极；设有定位孔，有效减小液流框之间错位，减小剪切力，提高电堆性能。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的第一个方面是提供一种液流电池用液流框，包括正极液流框和负极液流框，所述正极液流框的正面四角分别布置有两处呈中心对称的正极共享流道和两处呈中心对称的负极共享流道；所述正极液流框的反面和所述负极液流框的正面分别左右中心对称布置有隔离膜盖板槽，所述隔离膜盖板槽内依次布置有第一翻转孔、二级限流通道和八字形均流通道、均流挡台和均流槽；所述正极共享流道和所述负极共享流道分别通过所述第一翻转孔、二级限流通道、八字形均流通道和均流槽连通电极槽。进一步地，所述正极液流框和负极液流框四角轴对称布置有定位孔。进一步地，所述隔离膜盖板槽和电极槽四周布置有隔离膜密封槽和内漏槽，所述内漏槽呈轴对称布置在所述隔离膜密封槽上以防止液流框之间产生内漏，所述的内漏槽布置间距20～200mm，数量不受限制。进一步地，所述电极槽周边的液流框上布置有导电双极板槽和双极板抽头槽，所述双极板抽头槽与所述导电双极板槽连通。进一步地，所述正极共享流道和所述负极共享流道分别由依次连通的电解液共享通道、蛇形限流通道和第二翻转孔组成；以及围绕所述电解液共享通道、蛇形限流通道和第二翻转孔四周布置有限流通道密封槽。进一步地，所述正极共享流道中的第二翻转孔与所述正极液流框反面的第一翻转孔打穿相通；所述负极共享流道中的第二翻转孔在所述正极液流框上不打穿，其与在所述负极液流框正反面上打穿的第一翻转孔相配合布置；使得所述电极槽一侧的正极共享流道和/或负极共享流道分别通过第一翻转孔、第二翻转孔、二级限流通道、八字形均流通道、均流槽与所述电极槽上的电极连通，然后再经所述电极槽另一侧的均流槽、八字形均流通道、二级限流通道、第二翻转孔、第一翻转孔与相应的正极共享流道和/或负极共享流道的相通，形成过正极电解液和/或负极电解液的回流通道。进一步地，所述隔离膜盖板槽上设有定位凸台。本专利技术的第二个方面是提供一种采用所述液流电池用液流框的单电池，其包括布置于所述正极液流框和/或所述负极液流框与隔离膜之间的隔离膜盖板。进一步地，所述正极液流框、负极液流框和所述隔离膜盖板采用CPVC，PP与玻纤混料或CPVC与PVC混料的材质。进一步地，所述隔离膜盖板上轴对称布置有宽度方向限位椭圆形卡槽、长度方向限位椭圆形卡槽和辅助圆形卡槽。进一步地，包括正极液流框1、负极液流框2，所述正极液流框1和负极液流框2之间中部位置布置有导电双极板密封圈7和导电双极板8，所述正极液流框1和负极液流框2之间左右两侧位置布置有限流通道密封圈6，所述正极液流框1反面和所述负极液流框2正面分别布置有电极5、隔离膜密封圈4、隔离膜盖板3、电解液共享通道密封圈9和隔离膜10。本专利技术的第三个方面是提供一种所述液流电池用液流框的单电池的组装方法，包括以下步骤：(1)将限流通道密封圈6放置在正极液流框1正面上，隔离膜密封圈4和隔离膜盖板3放置在正极液流框1反面上，组成正极液流框组件；(2)将共享通道密封圈9、隔离膜密封圈4和隔离膜盖板3放置在负极液流框2正面上，组成负极液流框组件；(3)将导电双极板密封圈7放置在导电双极板8上，组成导电双极板组件；(4)依次安装正极液流框组件、电极5、导电双极板组件、负极液流框组件、电极5、隔离膜10，即一对单电池组装完毕，重复以上步骤，进行下一对单电池组装。本专利技术采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：本专利技术的用于液流电池核心部件电池堆上的液流框，具有性能好、电堆安装成功率高、无内外漏、有效保护隔离膜、可以采集各单电池电压、安装方便、寿命长、便于维护等优点，可以极大地促进液流电池的大规模批量化生产和应用；采用本专利技术液流框的单电池，均流一致性大于99％，且可工作于70℃以上温度条件下；通过隔离膜盖板将液流框上的均流通道特征内置本体内，有效保护了隔离膜不受损伤；设有导电双极板抽头槽，外界能够采集各单电池电压；设有防止液流框之间内漏的密封槽，防止电解液不过电极；设有定位孔，有效减小液流框之间错位，减小剪切力，提高电堆性能。附图说明图1是采用本专利技术液流框的单电池的结构示意图；图2是本专利技术液流电池用液流框中正极液流框的正面结构示意图；图3是本专利技术液流电池用液流框中正极液流框的反面结构示意图；图4是本专利技术液流电池用液流框中负极液流框的结构示意图；图5是采用本专利技术液流框的单电池中隔离膜盖板结构示意图；图6是采用本专利技术液流框的两对单电池中翻转孔的剖面结构示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液流电池用液流框，其特征在于，包括正极液流框和负极液流框，所述正极液流框的正面四角布置有两处呈中心对称的正极共享流道和两处呈中心对称的负极共享流道；所述正极液流框的反面和所述负极液流框的正面分别左右中心对称布置有隔离膜盖板槽，所述隔离膜盖板槽内依次布置有第一翻转孔、二级限流通道和八字形均流通道、均流挡台和均流槽；所述正极共享流道和所述负极共享流道分别通过所述第一翻转孔、二级限流通道、八字形均流通道和均流槽连通电极槽。

【技术特征摘要】
1.一种液流电池用液流框，其特征在于，包括正极液流框和负极液流框，所述正极液流框的正面四角布置有两处呈中心对称的正极共享流道和两处呈中心对称的负极共享流道；所述正极液流框的反面和所述负极液流框的正面分别左右中心对称布置有隔离膜盖板槽，所述隔离膜盖板槽内依次布置有第一翻转孔、二级限流通道和八字形均流通道、均流挡台和均流槽；所述正极共享流道和所述负极共享流道分别通过所述第一翻转孔、二级限流通道、八字形均流通道和均流槽连通电极槽。2.根据权利要求1所述的液流电池用液流框，其特征在于，所述隔离膜盖板槽和电极槽四周布置有隔离膜密封槽和内漏槽，所述内漏槽呈轴对称布置在所述隔离膜密封槽上以防止液流框之间产生内漏。3.根据权利要求2所述的液流电池用液流框，其特征在于，所述电极槽周边的液流框上布置有导电双极板槽和双极板抽头槽，所述双极板抽头槽与所述导电双极板槽连通。4.根据权利要求1所述的液流电池用液流框，其特征在于，所述正极共享流道和所述负极共享流道分别由依次连通的电解液共享通道、蛇形限流通道和第二翻转孔组成；以及围绕所述电解液共享通道、蛇形限流通道和第二翻转孔四周布置有限流通道密封槽。5.根据权利要求4所述的液流电池用液流框，其特征在于，所述正极共享流道中的第二翻转孔与所述正极液流框反面的第一翻转孔打穿相通；所述负极共享流道中的第二翻转孔在所述正极液流框上不打穿，其与在所述负极液流框正反面上打穿的第一翻转孔相配合布置；使得所述电极槽一侧的所述正极共享流道和/或所述负极共享流道分别通过第一翻转孔、第二翻转孔、二级限流通道、八字形均流通、均流槽与所述电极槽上的电极连通，然后再经所述电极槽另一侧的均流槽、八字形均流通、二级限流通道、第二翻转孔、第一翻转孔与相应的正极共享流道和/或负极共享流道的相通，形成过正极电解液...

【专利技术属性】
技术研发人员：王聪康，马志啟，郭煌，田清，谭长永，
申请(专利权)人：苏州久润能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32