一种液流电池用压力平衡阀制造技术

本发明专利技术公开了一种液流电池用压力平衡阀，包括：两对称设置的阀体，阀体分别具有一开口状的腔室，两腔室的开口呈相对设置；电解液流道，其设置于腔室两端侧，分别包括设置于一腔室两端侧的正极电解液进口和正极电解液出口，以及设置于另一腔室两端侧的负极电解液进口和负极电解液出口；和柔性隔膜，其密封设置于两阀体之间，以将两相对设置的腔室进行封闭隔离。本发明专利技术的液流电池用压力平衡阀结构简单、工艺可行、安装方便、性能稳定、成本低廉，可有效地提高液流电池运行的安全性，保证其功能的稳定与可靠，延长了液流电池的使用寿命。

Pressure balance valve for liquid flow battery

The invention discloses a pressure balance valve, liquid flow battery comprises a valve body two arranged symmetrically, the valve chamber having an opening respectively, opening two chambers arranged correspondingly; an electrolyte channel, which is arranged in the chamber at the two ends, respectively is arranged in a cavity at the two ends of the cathode electrolyte inlet and cathode electrolyte export, and arranged on both ends of the other chamber side of the cathode electrolyte inlet and cathode electrolyte outlet; and a flexible diaphragm, the sealing between the valve body is arranged on the two, to the chamber two opposite closed isolation. The invention of the flow battery for pressure balance valve has the advantages of simple structure, feasible process, easy installation, stable performance, low cost, safety can effectively improve the flow battery operation, ensure the stable and reliable function, prolong the service life of the liquid flow battery.

【技术实现步骤摘要】
一种液流电池用压力平衡阀
本专利技术属于电化学液流电池
，具体涉及一种液流电池用压力平衡阀。
技术介绍
液流电池是通过反应活性物质的价位变化实现存储功能，即通过电荷穿越正负极间的电解质隔膜的方式来实现电池充放电。电解质隔膜是一种具有离子选择透过的高分子功能膜，隔膜的材料性能要求通过其两侧的流体压力差不能超过某一数值，需要对流经隔膜两侧的流体压力进行平衡处理。增加压力平衡阀后，可以有效地对电池电解液进口压力进行平衡，消除压力尖点，补偿压力低点，保证电池两侧压力差在可接受范围内波动，起到平衡电池两侧压力的作用，以及保护正负极昂贵的离子交换膜的作用。常规的流体压力平衡方式可采用稳压阀结构，稳压阀是采用控制阀体内的启闭件的开度来调节介质的流量，将介质的压力稳定于一定范围内，在进口压力不断变化的情况下，保持出口压力在设定的范围内。常规的稳压阀主要由调节弹簧、膜片、活塞、阀座、阀瓣等零件组成，利用膜片驱动阀瓣，控制阀瓣开度完成流体的减压稳压功能。除此之外，中国专利CN201010604524.3中也提供了一种压力平衡阀，主要用于冷热水管路的压力平衡。该结构在冷热水之间增加一个可移动滑块，冷热进水管的压力变化促使滑块在冷热水管之间移动，以此来实现冷热水之间的压力平衡。但该压力平衡阀主要用于对的出口压力进行减压平衡，不能实现两路管路间的压力实时平衡，稳压阀一般结构较复杂，成本较高，且通常不能应用于高温酸性环境中。专利CN201010604524.3的结构主要用于冷热水压力平衡，不能应用于酸碱性环境中，且通过滑块的移动来试验压力的平衡有一定的滞后性，不能满足压力实时平衡要求。滑块移动摩擦会降低其使用寿命，且摩擦产生的粉末及颗粒物会污染电池堆的电解液，进而堵塞电池堆的流道。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中的上述问题，提出一种结构简单、性能安全可靠且生产成本低的液流电池用压力平衡阀。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种液流电池用压力平衡阀，包括：两对称设置的阀体，所述阀体分别具有一腔室，两腔室的开口呈相对设置；电解液流道，其设置于所述腔室两端侧，分别包括设置于一腔室两端侧的正极电解液进口和正极电解液出口，以及设置于另一腔室两端侧的负极电解液进口和负极电解液出口；和柔性隔膜，其密封设置于两阀体之间，以将两相对设置的腔室进行封闭隔离，使得所述正极电解液进口、一阀体、柔性隔膜和正极电解液出口形成正极电解液流道，所述负极电解液进口、另一阀体、柔性隔膜和负极电解液出口形成负极电解液流道；使用时，所述正极电解液流道和负极电解液流道中的电解液流体相隔所述柔性隔膜柔性接触，当柔性隔膜两侧的电解液流体出现流体压力差时，高压侧的电解液流体迫使所述柔性隔膜向低压侧发生形变，直至所述柔性隔膜两侧的电解液流体压力平衡。进一步地，在所述液流电池用压力平衡阀上，所述正极电解液进口和所述负极电解液进口分别位于所述阀体的同一侧，所述正极电解液出口和所述负极电解液出口分别位于所述阀体的另一侧。进一步地，在所述液流电池用压力平衡阀上，所述柔性隔膜与两阀体之间通过环形密封件进行密封连接。进一步地，在所述液流电池用压力平衡阀上，所述两对称设置的阀体之间通过紧固件连接。进一步地，在所述液流电池用压力平衡阀上，所述柔性隔膜采用三元乙丙橡胶材质。进一步地，在所述液流电池用压力平衡阀上，所述柔性隔膜的厚度为0.8-1.0mm。进一步地，在所述液流电池用压力平衡阀上，所述柔性隔膜的中部为波纹状结构，构成所述柔性隔膜的变形区。进一步地，在所述液流电池用压力平衡阀上，所述正极电解液出口对应连通于液流电池的正极电解液进液口；以及所述负极电解液出口对应连通于液流电池的负极电解液进液口。进一步地，在所述液流电池用压力平衡阀上，所述正极电解液进口通过循环泵与正极电解液储罐连通；以及所述负极电解液进口通过循环泵与负极电解液储罐连通。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：本专利技术液流电池用压力平衡阀通过对常规的压力平衡阀的改进创新，率先使用于液流电池中，能较好地满足液流电池对流体压力需要瞬时平衡的要求，同时能够提高电池性能，延长电池寿命；首先，将柔性隔膜与两组腔室之间分别通过环形密封件密封，腔室之间通过紧固件紧固，可以完全实现两组腔室间的隔绝密封，同时还能保证腔室与外界密封要求，确保电解液无泄漏无渗漏；其次，柔性隔膜中间区域的波纹状结构能够保证平衡阀腔室体积随流体压力变化进行快速地跟随变化，流体压力变化瞬时转化为体积变化，进一步再转化为平衡阀的出口压力变化，可以真正地瞬时做到对正负极流体压力进行平衡，确保液流电池结构及性能不受进口的流体压力变化影响；最后，采用三元乙丙橡胶等材质的柔性隔膜能够完全适用于液流电池中具有酸碱性质的流体介质环境，同时也适用于其它常规无腐蚀性流体介质环境，以及适用于-20～100℃温度环境要求。此外，经过100小时运行测试，压力平衡阀实现液流电池的正负极两侧压力基本平衡，满足液流电池堆正负极进口压差不超过15kPa要求，电池充放电性能稳定。综上所述，本专利技术的液流电池用压力平衡阀结构简单、工艺可行、安装方便、性能稳定、成本低廉，可以有效地提高液流电池运行的安全性，保证其功能的稳定与可靠，延长使用寿命，有利于液流电池的大规模工业生产和运营。附图说明图1为本专利技术一种液流电池用压力平衡阀的外形结构示意图；图2为采用本专利技术液流电池用压力平衡阀的液流电池系统布局示意图；图3为本专利技术一种液流电池用压力平衡阀的剖面结构示意图；图4为本专利技术一种液流电池用压力平衡阀中柔性隔膜的结构示意图。其中，11-正极电解液进口，12-负极电解液进口，13-正极电解液出口，14-负极电解液出口，15-阀体，16-紧固件；20-压力平衡阀，201a-正极电解液进口，201b-负极电解液进口，202a-正极电解液出口，202b-负极电解液出口，22-阀体，221a-正极平衡腔室，221b-负极平衡腔室，222a-上环形密封件，222b-下环形密封件，223-柔性隔膜，223a-平面区，223b-波纹面区；101a-正极电解液储罐，101b-负极电解液储罐，102a-正极循环泵，102b-负极循环泵，301a-液流电池正极，301b-液流电池负极，301c-液流电池电解质隔膜。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本专利技术，但是下述实施例并不限制本专利技术范围。实施例1如图1所示的液流电池用压力平衡阀，包括两对称设置的阀体15，，并通过紧固件16连接；阀体15分别具有一腔室，分别为正极压力平衡腔室221a和负极压力平衡腔室221b，两腔室221a和221b的开口呈相对设置；电解液流道，其设置于腔室两端侧，分别包括设置于一腔室两端侧的正极电解液进口11和正极电解液出口13，以及设置于另一腔室两端侧的负极电解液进口12和负极电解液出口14，并将正极电解液进口11和负极电解液进口12分别位于阀体的同一侧设置，以及将正极电解液出口13和负极电解液出口14分别位于阀体的另一侧设置；还包括柔性隔膜(图中未示出)，其密封设置于两阀体15之间，以将两相对设置的腔室进行封闭隔离，使得正极电解液进口11、一阀体15、柔性隔膜和正极电解液出口1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液流电池用压力平衡阀，其特征在于，包括：两对称设置的阀体，所述阀体分别具有一开口状的腔室，两腔室的开口呈相对设置；电解液流道，其设置于所述腔室两端侧，分别包括设置于一腔室两端侧的正极电解液进口和正极电解液出口，以及设置于另一腔室两端侧的负极电解液进口和负极电解液出口；和柔性隔膜，其密封设置于两阀体之间，以将两相对设置的腔室进行封闭隔离，使得所述正极电解液进口、一腔室、柔性隔膜和正极电解液出口形成正极电解液流道，所述负极电解液进口、另一腔室、柔性隔膜和负极电解液出口形成负极电解液流道。

【技术特征摘要】
1.一种液流电池用压力平衡阀，其特征在于，包括：两对称设置的阀体，所述阀体分别具有一开口状的腔室，两腔室的开口呈相对设置；电解液流道，其设置于所述腔室两端侧，分别包括设置于一腔室两端侧的正极电解液进口和正极电解液出口，以及设置于另一腔室两端侧的负极电解液进口和负极电解液出口；和柔性隔膜，其密封设置于两阀体之间，以将两相对设置的腔室进行封闭隔离，使得所述正极电解液进口、一腔室、柔性隔膜和正极电解液出口形成正极电解液流道，所述负极电解液进口、另一腔室、柔性隔膜和负极电解液出口形成负极电解液流道。2.根据权利要求1所述的液流电池用压力平衡阀，其特征在于，所述正极电解液进口和所述负极电解液进口分别位于所述阀体的同一侧，所述正极电解液出口和所述负极电解液出口分别位于所述阀体的另一侧。3.根据权利要求1所述的液流电池用压力平衡阀，其特征在于，所述柔性隔膜与两阀体之间之间通过环形密...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志啟，谭长永，王聪康，田清，
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