一种电极组件制造技术

本实用新型专利技术公开一种电极组件，包括双极板，所述双极板被成对的聚合物框体夹持固定，成对的所述聚合物框体之间通过熔融焊接。采用聚合物材质的框体来夹持固定双极板，双极板两侧的材质通过熔融焊接为一体，靠聚合物框体的整体结构实现对电解液的密封隔绝，去掉了密封圈，避免了密封圈老化导致的漏液问题。

【技术实现步骤摘要】
一种电极组件
本技术涉及液流电池领域，具体涉及一种电极组件。
技术介绍
液流电池是一种活性物质存在于液态电解质中的二次电池技术。液流电池由两种储存在外部罐中的液体电解质构成，并根据需要在循环泵的推动下通过管道输送到电池中，流经电堆并发生电化学反应，使电子来回穿过电池中的膜，进行化学能与电能的转换，从而实现电能的存储与释放。液流电池的最小工作单元为以双极板为核心的电极组件，在双极板两侧设置固定框进行夹持及密封，形成一片具有多层复合结构的电极组件。多片电极组件堆叠起来后，用紧固件从端部固定并在外周面打上封板，即构成液流电池中进行电化学反应的电堆。现有的电极组件为了避免电解液泄漏，会在固定框之间的位置围绕双极板设置密封圈，组装电堆时固定框挤压密封圈，实现对电解液的密封隔绝。问题在于，电解液往往具有腐蚀性，长期使用后容易使密封圈老化；同时，电解液在循环泵的作用下具有一定的压强。当密封圈被腐蚀老化后，无法持续稳定地对固定框结合处进行密封，电解液经过电极组件时，施加在固定框结构上的压力容易冲破密封圈，从结合处的缝隙中泄漏，导致液流电池无法正常工作。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种电极组件，采用聚合物材质的框体来夹持固定双极板，双极板两侧的材质通过熔融焊接为一体，靠聚合物框体的整体结构实现对电解液的密封隔绝，去掉了密封圈，避免了密封圈老化导致的漏液问题。为解决以上技术问题，本技术提供的技术方案是一种电极组件，包括双极板，所述双极板被成对的聚合物框体夹持固定，成对的所述聚合物框体之间通过熔融焊接。优选的，所述聚合物框体之间设有第一激光焊接层，所述第一激光焊接层用于使与其接触的聚合物框体熔融；所述第一激光焊接层环绕所述双极板设置。优选的，所述第一激光焊接层为片状的吸光层或涂覆在所述聚合物框体上的吸光材质涂层。优选的，所述聚合物框体背向双极板的一侧设置有用于引导电解液流动的导流框，所述导流框与聚合物框体之间熔融焊接。优选的，所述导流框和聚合物框体之间设有第二激光焊接层，所述第二激光焊接层用于使与其接触的导流框和聚合物框体熔融。优选的，所述导流框中部具有镂空区域，导流框上设有至少两个流道和电解液输送口，所述流道分别与镂空区域和电解液输送口连通。优选的，所述流道关于镂空区域的中心对称排布，所述电解液输送口的连线经过镂空区域的中心。优选的，所述镂空区域为矩型，所述流道与镂空区域的连接处分别位于所述镂空区域顶边和底边的中点。优选的，位于所述双极板两侧的导流框的流道位置呈镜像对称。本申请与现有技术相比，其有益效果为：聚合物框体之间熔融焊接，对双极板进行固定夹持，两片聚合物框体焊接为一体，无需设置密封圈填堵缝隙，避免了密封圈老化漏液情况的出现，有效提升了电极组件的密封性能。在聚合物框体之间设置激光焊接层，激光穿透聚合物框体照射在激光焊接层上，激光焊接层发热使聚合物框体熔融，保证了焊接位置的精准，增加焊接的结构强度。流道关于镂空区域对称设置，使从流道流出的电解液可以更充分地经过双极板，增大接触面积，保证液流电池的电化学反应效率。附图说明图1为本技术电极组件的结构示意图；图2为本技术电极组件的使用状态示意图。附图标记：双极板1、聚合物框体2、第一激光焊接层31、第二激光焊接层32、导流框4、镂空区域41、流道42、电解液输送口43、离子交换膜51、碳毡52。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明。请参考图1，本技术实施例提供一种电极组件，包括双极板1，双极板1被成对的聚合物框体2夹持固定，成对的聚合物框体2之间设有第一激光焊接层31，第一激光焊接层31环绕双极板1设置。在本实施例中，第一激光焊接层31为片状的吸光层，用于使与其接触的聚合物框体2熔融；在其他实施例中，本领域技术人员在理解本技术方案的基础上，还可以在聚合物框体2上涂覆吸光材质涂层，或用其他方法将第一激光焊接层31设置在聚合物框体1之间。聚合物框体2背向双极板1的一侧设置有用于引导电解液流动的导流框4，导流框4与聚合物框体2之间设有第二激光焊接层32，第二激光焊接层32用于使与其接触的导流框4和聚合物框体2熔融。导流框4中部具有镂空区域41，导流框4上设有两个流道42和电解液输送口43，流道42分别与镂空区域41和电解液输送口43连通。流道42关于镂空区域41的中心对称排布，电解液输送口43的连线经过镂空区域41的中心。镂空区域41为矩型，流道42与镂空区域43的连接处分别位于镂空区域43顶边和底边的中点。位于双极板1两侧的导流框4的流道42位置呈镜像对称。本实施例提供的电极组件组装时，采用成对的聚合物框体2将双极板1夹持，在聚合物框体2之间设置第一激光焊接层31，第一激光焊接层31环绕双极板1设置。采用近红外激光进行焊接，激光穿透聚合物框体2后照射在第一焊接层31上，第一焊接层31吸能发热，相邻的聚合物框体2之间熔融焊接为一体。第一焊接层31环绕双极板1设置，激光顺着第一焊接层31走动完成熔融焊接后，焊接出能够完全闭合，使夹持着双极板1的聚合物框体2之间不留下缝隙，实现良好的密封效果。再以同样的方式在聚合物框体2外设置导流框4，通过第二激光焊接层32将聚合物框体2和导流框4熔融焊接，即完成电极组件的制备。请参考图2，本实施例提供的电极组件在使用时，依次堆叠摆放，相邻电极组件之间依次设置有碳毡52、离子交换膜51、碳毡52。为了便于展示叠层结构，这里将电极组件、离子交换膜51和碳毡52分开摆放，在实际使用中，上述层结构之间均紧密贴合设置。位于两块相邻电极组件的双极板1之间的层结构，以及两个双极板1上相向的两个电极，构成了液流电池的单电池结构。电解液通过导流框4注入，并在离子交换膜51上发生电化学反应产生电能，从而实现液流电池的发电功能。在本实施例中，聚合物框体2为热塑性聚合物树脂材质，优选为高密度聚乙烯，激光对于该材质具有较好的透射能力，使第一焊接层31能吸收到较多的激光能量，提高焊接效率和质量。本领域技术人员在理解本技术方案的基础上，还可以采用聚酯、聚烯烃、聚酮、ABS、PBT等热塑性有机材质，均不影响本技术方案的实现。本实施例提供的电极组件，通过熔融焊接使聚合物框体2之间以及聚合物框体和导流框4之间实现无间隙密封，避免了密封圈老化漏液的问题出现，有效提升了液流电极组件的使用稳定性。设置激光焊接层作为焊接的热源，保证了加热位置的精确性，减少了对聚合物框体2材质的限制，熔融焊接处的结构更加稳定牢固。对称设置且与镂空区域41连通的流道42可以使更好电解液更充分地覆盖流过双极板，从而保证较高的电化学反应效率。以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本技术的限制，本技术的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极组件，包括双极板，其特征在于，所述双极板被成对的聚合物框体夹持固定，成对的所述聚合物框体之间通过熔融焊接；所述聚合物框体之间设有第一激光焊接层，所述第一激光焊接层用于使与其接触的聚合物框体熔融；所述第一激光焊接层环绕所述双极板设置；所述第一激光焊接层为片状的吸光层或涂覆在所述聚合物框体上的吸光材质涂层。/n

【技术特征摘要】
1.一种电极组件，包括双极板，其特征在于，所述双极板被成对的聚合物框体夹持固定，成对的所述聚合物框体之间通过熔融焊接；所述聚合物框体之间设有第一激光焊接层，所述第一激光焊接层用于使与其接触的聚合物框体熔融；所述第一激光焊接层环绕所述双极板设置；所述第一激光焊接层为片状的吸光层或涂覆在所述聚合物框体上的吸光材质涂层。


2.如权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述聚合物框体背向双极板的一侧设置有用于引导电解液流动的导流框，所述导流框与聚合物框体之间熔融焊接。


3.如权利要求2所述的电极组件，其特征在于，所述导流框和聚合物框体之间设有第二激光焊接层，所述第二激光焊接层用于使与...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈继军，唐升智，伍林，张庶，
申请(专利权)人：乐山伟力得能源有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51