一种液流储能单电池与液流储能电池堆制造技术

本实用新型专利技术提供一种液流储能单电池与液流储能电池堆。液流储能单电池包括液流储能电池单元与绝缘保护层，该液流储能电池单元由依次层叠的第一多孔柔性电极、柔性隔膜与第二多孔柔性电极构成；第一多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过正极电解液，第二多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过负极电解液，绝缘保护层层叠在所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的至少一个多孔柔性电极的与所述柔性隔膜相反的一侧。液流储能单电池由于均采用柔性材料，使得液流储能单电池可以卷制或者折叠形成多种不同的形状。通过该液流储能电池单电池制备形成的液流储能电池堆由于均采用柔性材料，整个电池堆的形状可以多变，且结构简单、制备方便。

【技术实现步骤摘要】
一种液流储能单电池与液流储能电池堆
本技术涉及电池领域，具体而言，主要涉及一种液流储能单电池与液流储能电池堆。
技术介绍
液流储能电池通常被称为氧化还原液流储能电池或液流电池(Redoxflowbatteryforenergystorage或Flowbattery)，是一种电化学储能技术。液流储能电池的正负极电对有多种选择，其中较为常见的有Fe/Cr、多硫化钠/溴、锌/溴、锌/铁、锌/铁和全钒等体系。全钒液流储能电池(VanadiumFlowBattery,VFB)是目前发展最快、最接近商业化应用的电化学储能技术之一。液流储能电池系统的内部结构组成包括：正极电解液(Catholyte)储罐、正极泵、负极电解液(Anolyte)储罐、管路与阀门、电池系统以及电子控制元器件与系统。电解液又统称为Electrolyte。而电池系统由若干个电堆并串联组成，单个电堆由若干个单电池通过压滤的形式串联组成，单电池间起串联作用的部件是双极板，一般是碳素材料，也可以是耐腐蚀导电的金属板。液流储能电池单电池的内部结构主要包括：电极、离子交换膜和集流板。电极通常由碳毡组成，离子交换膜将单电池分隔为两个半电池，集流板用于收集和传导电流。现有单电池和电池堆的结构组成包括：端板、绝缘板、集流板(电堆里是双极板，一般为碳素板，单电池里一般为石墨板，石墨板容易碎)、塑料电极框、电极(多为碳毡，一种多孔碳材料)、电池隔膜(可以是离子交换膜，也可以是多孔隔膜)，每两片紧挨的零部件之间都要加橡胶密封垫片。该结构单电池与电堆的零部件太多、结构复杂、体积能量密度低、质量能量密度低、需要密封的界面太多、密封垫圈多且容易漏液，制备成本高。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种液流储能单电池与液流储能电池堆。为实现以上技术目的，本技术提供一种液流储能单电池，包括液流储能电池单元与绝缘保护层；所述液流储能电池单元由依次层叠的第一多孔柔性电极、柔性隔膜与第二多孔柔性电极构成；所述第一多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过正极电解液，所述第二多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过负极电解液；所述绝缘保护层层叠在所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的至少一个多孔柔性电极的与所述柔性隔膜相反的一侧。作为上述技术方案的进一步改进，在所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极各自的与所述柔性隔膜相反的一侧均层叠有所述绝缘保护层，所述液流储能单电池平铺形成平板状液流储能单电池、卷制形成横截面为螺旋状的螺旋卷式液流储能单电池或者是首尾相连卷制形成横截面为同心圆的管式液流储能单电池的其中一种形状的单电池。作为上述技术方案的进一步改进，所述绝缘保护层层叠在所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的其中一多孔柔性电极的与所述柔性隔膜相反的一侧，所述液流储能单电池卷制形成横截面为螺旋状的螺旋卷式液流储能单电池或者首尾相连卷制形成横截面为同心圆的管式液流储能单电池的其中一种形状的单电池，并且卷制后的单电池的最外侧为所述绝缘保护层。作为上述技术方案的进一步改进，所述螺旋卷式液流储能单电池的中心设置有至少一个圆筒状的第一中心管，所述第一中心管内设有与所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的至少一个多孔柔性电极连通的通道，所述通道用于连通外界电解液流入多孔柔性电极或者连通从多孔柔性电极流出的电解液。作为上述技术方案的进一步改进，所述第一中心管为一个，所述第一中心管设有与所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的其中一个多孔柔性电极连通的通道。作为上述技术方案的进一步改进，所述第一中心管为一个，且所述第一中心管内设有隔板，所述隔板将所述第一中心管分隔成两个通道，两个所述通道各自与所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的其中一个多孔柔性电极连通。作为上述技术方案的进一步改进，所述中心管为两个，两个所述第一中心管各自设有与所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的其中一个多孔柔性电极连通的通道。一种液流储能电池堆，包括多个如上所述的液流储能单电池，多个液流储能单电池通过外部线路连接组成输出电压和功率可调的液流储能电池堆。一种液流储能电池堆，包括如上所述的螺旋卷式液流储能单电池，所述第一多孔柔性电极和第二多孔柔性电极均由多块多孔柔性电极片段通过绝缘部件拼接而成，每一所述多孔柔性电极片段通过外部线路连接组成输出电压和功率可调的螺旋卷式液流储能电池堆。一种液流储能电池堆，包括多个液流储能电池单元、惰性金属件与绝缘保护层；所述液流储能电池单元由依次层叠的第一多孔柔性电极、柔性隔膜与第二多孔柔性电极构成，所述第一多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过正极电解液，所述第二多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过负极电解液；相邻的所述液流储能电池单元通过所述惰性金属件叠接形成液流储能电池堆，并且所述液流储能电池堆的最外侧为所述绝缘保护层。作为上述技术方案的进一步改进，所述液流储能电池堆首尾相连卷制形成横截面为同心圆的管式液流储能电池堆。作为上述技术方案的进一步改进，所述液流储能电池堆卷制形成横截面为螺旋状的螺旋卷式液流储能电池堆。本技术的有益效果：本技术提供一类液流储能单电池与液流储能电池堆。液流储能单电池包括液流储能电池单元与绝缘保护层，该液流储能电池单元由依次层叠的第一多孔柔性电极、柔性隔膜与第二多孔柔性电极构成；第一多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过正极电解液，第二多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过负极电解液，绝缘保护层层叠在所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的至少一个多孔柔性电极的与所述柔性隔膜相反的一侧。该液流储能单电池由于均采用柔性材料，使得该液流储能单电池可以卷制或者折叠形成多种不同的形状，结构简单、制备方便。一种液流储能电池堆，包括多个液流储能电池单元、惰性金属件与绝缘保护层，相邻的所述液流储能电池单元通过至少一所述惰性金属件叠接形成液流储能电池堆，并且所述螺旋卷式液流储能电池堆的最外侧为所述绝缘保护层。通过该液流储能电池单元形成的液流储能电池堆由于均采用柔性材料，整个电池堆的形状可以多变，且结构简单、制备方便。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对本技术范围的限定。图1为本技术的一种液流储能电池单元的结构示意图；图2为本技术的一种液流储能单电池的结构示意图；图3为本技术的第一变形例的结构示意图；图4为本技术的第二变形例的结构示意图；图5为本技术的螺旋卷式液流储能单电池一种实施例的结构示意图；图6为本技术的螺旋卷式液流储能单电池另一种实施例的结构示意图；图7为本技术的螺旋卷式液流储能单电池又一种实施例的结构示意图；图8为本技术的一个实施例的多个平板状液流储能单电池通过电路连接形成电池堆的线路连接示意图；图9为本技术的一种螺旋卷式液流储能电池堆的一个实施例的平铺结构示意图；图10为本技术的第六变形例的结构示意图。主要元件符号说明：10、绝缘保护层；20、液流储能电池单元；21、第一多孔柔性电极；22、柔性隔膜；23、第二多孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液流储能单电池，其特征在于，包括液流储能电池单元与绝缘保护层；所述液流储能电池单元由依次层叠的第一多孔柔性电极、柔性隔膜与第二多孔柔性电极构成；所述第一多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过正极电解液，所述第二多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过负极电解液；所述绝缘保护层层叠在所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的至少一个多孔柔性电极的与所述柔性隔膜相反的一侧。

【技术特征摘要】
1.一种液流储能单电池，其特征在于，包括液流储能电池单元与绝缘保护层；所述液流储能电池单元由依次层叠的第一多孔柔性电极、柔性隔膜与第二多孔柔性电极构成；所述第一多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过正极电解液，所述第二多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过负极电解液；所述绝缘保护层层叠在所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的至少一个多孔柔性电极的与所述柔性隔膜相反的一侧。2.根据权利要求1所述的液流储能单电池，其特征在于，在所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极各自的与所述柔性隔膜相反的一侧均层叠有所述绝缘保护层，所述液流储能单电池平铺形成平板状液流储能单电池、卷制形成横截面为螺旋状的螺旋卷式液流储能单电池或者是首尾相连卷制形成横截面为同心圆的管式液流储能单电池的其中一种形状的单电池。3.根据权利要求1所述的液流储能单电池，其特征在于，所述绝缘保护层层叠在所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的其中一多孔柔性电极的与所述柔性隔膜相反的一侧，所述液流储能单电池卷制形成横截面为螺旋状的螺旋卷式液流储能单电池或者首尾相连卷制形成横截面为同心圆的管式液流储能单电池的其中一种形状的单电池，并且卷制后的单电池的最外侧为所述绝缘保护层。4.根据权利要求2或3所述的液流储能单电池，其特征在于，所述螺旋卷式液流储能单电池的中心设置有至少一个圆筒状的第一中心管，所述第一中心管内设有与所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的至少一个多孔柔性电极连通的通道，所述通道用于连通外界电解液流入多孔柔性电极或者连通从多孔柔性电极流出的电解液。5.根据权利要求4所述的液流储能单电池，其特征在于，所述第一中心管为一个，所述第一中心管设有与所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的其中一个多...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖少华，姚川，
申请(专利权)人：中南民族大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42