一种液流储能电池结构制造技术

本申请公开了一种液流储能电池结构，用以解决现有液流储能电池功率密度较低的问题。包括：隔膜、端板、正电极、负电极以及液体分布器；其中：所述正电极和所述负电极分别位于所述隔膜两侧；所述端板上开有进/出液孔，所述端板分别位于所述正/负电极远离所述隔膜的一侧；所述液体分布器分别位于所述端板靠近所述正/负电极的一侧，且所述液体分布器与所述端板的进/出液孔紧密连接，所述液体分布器用于分散向所述正/负电极输入的电解液。

A liquid energy storage battery structure

The present application discloses a liquid - flow energy storage battery structure to solve the problem of low power density of the existing liquid - flow energy storage battery. Including: the diaphragm and the end plate, a positive electrode and a negative electrode and a liquid distributor; wherein the positive electrode and the negative electrode are respectively positioned on the both sides of the diaphragm; the end plate is provided with an inlet / outlet hole, the end plates are respectively positioned on the positive / negative electrode from the diaphragm one side; the liquid distributor are respectively positioned on the end plate close to the positive / negative electrode side, and the liquid distributor and the end plate of the inlet / outlet hole is closely connected to the liquid distributor for electrolyte dispersion to the positive / negative electrode input.

【技术实现步骤摘要】
一种液流储能电池结构
本技术涉及电化学储能
，尤其涉及一种液流储能电池结构。
技术介绍
储能技术作为多个
的关键技术，储能技术的发展将直接影响其他相关领域的技术发展。例如，在交通领域，电动车因为零排放和环保等优势被认为是目前广泛使用的内燃机车替代者，但是由于电动车电池储能的问题，导致电动车续航能力较差，进而导致大规模推广电动车仍然举步维艰。因此，有关储能技术的改进是目前一个比较热门的研究方向。目前，比较常见的储能技术主要有抽水蓄能、相变储能、飞轮储能以及电化学储能。其中，液流电池是一种比较常见的电化学储能技术，一般利用充放电过程中正极和负极液相中活性物质价态的变化实现能量的储存和释放。液流电池具有独立的能量单元和功率单元。其中，能量单元一般是指电池的正极电解液和负极电解液，电解液中活性物质的浓度和体积决定了液流电池的能量上限。而功率单元一般是指单电池或者电池堆，电解液流过电池堆内的电极，活性物质在电极表面发生反应，从而将化学能转化为电能，或者将电能转化为化学能。一般来说，电池的功率密度直接决定了电池的体积、重量以及能量大小，液流电池的功率密度也就直接影响了电池的成本。为了能更好的推广液流电池的储能技术，如何提高液流电池的功率密度就成为了目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术提供一种液流储能电池结构，用以解决现有液流储能电池功率密度较低的问题。本技术还提供一种液流储能电池系统，用以解决现有液流储能电池功率密度较低的问题。本申请实施例采用下述技术方案：一种液流储能电池结构，包括：隔膜、端板、正电极、负电极以及液体分布器；其中：所述正电极和所述负电极分别位于所述隔膜两侧；所述端板上开有进/出液孔，所述端板分别位于所述正/负电极远离所述隔膜的一侧；所述液流分布器分别位于所述端板靠近所述正/负电极的一侧，且所述液体分布器与所述端板的进/出液孔紧密连接，所述液体分布器用于分散向所述正/负电极输入的电解液。优选的，所述液流分布器上设置有流道。优选的，所述流道的形状包括下述至少一种：蛇形流道；平行流道。优选的，所述液流分布器所采用材料包括下述至少一种：石墨高分子复合材料；金属高分子复合材料；石墨/金属高分子复合材料。优选的，所述正/负电极所采用材料包括下述至少一种：多孔碳纤维材料；粉末碳材料；多孔金属材料。优选的，所述正/负电极的厚度范围为100微米至20毫米。优选的，所述正/负电极的厚度范围为200微米至5毫米。优选的，所述正/负电极的厚度范围为300微米至2毫米。优选的，所述隔膜所采用的材料允许正电极和负电极联通离子通过，而阻止其他离子和溶剂通过。一种液流储能电池系统，包括：液流储能电池、储液罐、循环泵和管路组成；其中：所述储液罐内装填有电解液，所述储液罐通过管路分别与所述液流储能电池端板上的进液孔和出液孔相连；所述储液罐与所述液流储能电池相连的管路上设置有循环泵；当所述液流储能电池充放电时，电解液经由循环泵在所述液流储能电池与所述储液罐间循环。优选的，所述储液罐、所述管路以及所述液流储能电池端板之间所采用的连接方式包括下述至少一种：螺纹连接；卡扣连接；焊接。本技术能够达到的有益效果是：本技术提出了区别现有液流储能电池的独特的电池结构设计，在电极与隔膜相对的一侧加入液体分布器，电解液从储液罐内流出时，将会流经液体分布器，通过液体分布器可以均匀的分散电解液，减少死区和沟流等不利流型，进而有效地降低液流流动压降，因此可以允许使用更薄的电极材料，从而大幅度降低电池内阻，有效提高电池输出功率密度。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为本申请实施例提供一种液流储能电池的具体结构示意图；图2为本申请实施例提供一种液流储能电池中液体分布器的具体结构示意图；图3为本申请实施例提供一种液流储能电池的功率密度与现有液流储能电池的功率密度对比图。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。本申请实施例提供一种液流储能电池结构，用以解决现有液流储能电池功率密度较低的问题。如图1所示，为本申请实施例提供一种液流储能电池的具体结构示意图，1为隔膜，2为正/负电极，3为密封部件，4为液流分布器，5为端板，其中，所述端板5上设置有进/出液孔6，以使得储液罐中储存的电解液可以通过端板5上的进/出液孔6流入该电池，并与正/负电极发生电解反应。如图1所示，正/负电极2分别位于隔膜1两侧，端板5分别位于所述正/负电极远离所述隔膜1的一侧，所述液体分布器4分别位于所述端板5靠近所述正/负电极的一侧，且所述液流分布器4与所述端板的进/出液孔6紧密连接，即液流分布器4覆盖在端板5的进/出液孔上，在这种情况下，当电解液通过端板5上的进/出液孔流入电池时，电解液首先会进入与进/出液孔6紧密连接的液体分布器4中，而在液体分布器4上设置有流道，进而电解液在通过液体分布器4后，将会被液体分布器4上的流道均匀的分散开来，避免了进入相应的电极的电解液出现死区和沟流等不利流型，从而有效的降低了电解液流动压降。如图2所示为本申请实施例提供的一种液体分布器的具体结构示意图，图2中左图为本申请实施例提供的一种液体分布器的主视图，图2中右图为本申请实施例提供的一种液体分布器的侧视图，图2中7为设置在液体分布器上的流道，该流道的形状可以但不仅限于以下两种：蛇形流道以及平行流道；图2中8为液流分布器上的进/出口。在本申请实施例中，该液体分布器可以采用以下几种材料制成：材料a，石墨/高分子复合材料；材料b，金属/高分子复合材料；材料c，石墨/金属复合材料。或者，还可以利用上述几种材料组成的复合材料构成液体分布器。需要说明的是，以上仅是列举了三种可以用于制备液体分布器的材料，除此之外也还可以通过其他材料制备液体分布器，本申请实施对于液体分布器采用何种材料制成不做具体限定。另外，在本申请实施例中，正/负电极可以采用以下材料中的一种或多种制成，具体包括：多孔碳纤维材料、粉末碳材料、多孔金属材料。在本申请实施例中，隔膜是采用具有允许正电极和负电极联通离子通过的材料制成的，因此具有隔绝电子和阻隔不担负联通电路的离子和分子的功能。其中，所述隔膜允许通过的联通离子包括但不仅限于H+，Na+，K+，Li+，OH-等离子。需要说明的是，以上着重介绍了单个液流储能电池的结构，对于液流电池堆，则可以将具有上述结构的单个液流储能电池按顺序重复串联至所需数目即可。还需要说明的是，本申请实施例还提供了一种液流储能电池系统，该系统由具有上述结构的带液流储能电池(单液流电池或者液流电池堆)、储液罐、循环泵以及管路组成。其中，储液罐内装填有电解液，所述储液罐通过管路分别与所述液流储能电池端板上的进液孔和出液孔相连。储液罐与所述液流储能电池相连的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液流储能电池结构，其特征在于，包括：隔膜、端板、正电极、负电极以及液体分布器；其中：所述正电极和所述负电极分别位于所述隔膜两侧；所述端板上开有进/出液孔，所述端板分别位于所述正/负电极远离所述隔膜的一侧；所述液体分布器分别位于所述端板靠近所述正/负电极的一侧，且所述液体分布器与所述端板的进/出液孔紧密连接，所述液体分布器用于分散向所述正/负电极输入的电解液。

【技术特征摘要】
1.一种液流储能电池结构，其特征在于，包括：隔膜、端板、正电极、负电极以及液体分布器；其中：所述正电极和所述负电极分别位于所述隔膜两侧；所述端板上开有进/出液孔，所述端板分别位于所述正/负电极远离所述隔膜的一侧；所述液体分布器分别位于所述端板靠近所述正/负电极的一侧，且所述液体分布器与所述端板的进/出液孔紧密连接，所述液体分布器用于分散向所述正/负电极输入的电解液。2.如权利要求1所述的液流储能电池结构，其特征在于，所述液体分布器上设置有流道。3.如权利要求2所述的液流储能电池结构，其特征在于，所述流道的形状包括下述至少一种：蛇形流道；平行流道。4.如权利要求1所述的液流储能电池结构，其特征在于，所述液体分布器所采用材料包括下述至少一种：石墨/高分子复合材料；金属/高分子复合材料；石墨/金属复合材料。5.如权利要求1所述的液流储能电池结构，其特征在于，所述正/负电极所采用材料包括下述至少一种：多孔碳纤维材料；粉末碳材料；多孔金属材料。6.如权利要求1所述的液流储能电池结构，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘庆华，马浩初，刘均庆，王秋实，梁鹏，李永龙，梁文斌，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：新型
国别省市：北京,11