全钒液流电池用一体化电池结构及制备和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种全钒液流电池用一体化电池结构的制备方法，具体的为：将全钒液流电池的隔膜、正极电极框、负极电极框、双极板、电极之间采用焊接的方法密封起来，形成一体化电池结构。所述正极电极框和负极电极框中的一个为透明材质电极框、另一个为非透明材质电极框；双极板为非透明材质碳素复合板。本发明专利技术所公开的技术能够将全钒液流电池的隔膜、电极、双极板等关键部件组成一个整体，该方法制备出的一体化电池结构原件会带来诸多优势：既可以作为独立的集成化单元组装电堆，大幅提高电堆的组装效率，同时可以大幅提升全钒液流电池的库仑效率，提高了电堆的密封可靠性，拓宽了全钒液流电池隔膜的使用范围及隔膜与电极框的密封方法。密封方法。密封方法。

【技术实现步骤摘要】
全钒液流电池用一体化电池结构及制备和应用


[0001]本专利技术涉及全钒液流电池
，特别涉及一种全钒液流电池用一体化电池结构的制备方法。

技术介绍

[0002]风能、太阳能等可再生能源固有的随机性、间歇性、波动性、直接并网难等特性，一定程度上限制了可再生能源的发展、利用。因此，与其配套使用的储能技术的发展成为关键。
[0003]储能技术包括物理储能和化学储能两大类。物理储能包括抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等。化学储能主要包括铅酸电池、钠硫电池、液流电池和锂离子电池等。然而各种储能技术都有其适宜的应用领域，适合大规模储能的化学储能技术主要包括液流电池、钠硫电池、铅酸电池、锂离子电池。
[0004]而在液流电池中因全钒液流电池具有输出功率和储能容量可独立设计、电解质离子只有钒离子一种，故充放电时无其它电池常有的物相变化，电池使用寿命长、充、放电性能好，可深度放电而不损坏电池、自放电低、钒电池选址自由度大，系统可全自动封闭运行，无污染，维护简单，操作成本低、电池系统无潜在的爆炸或着火危险，安全性高、池部件多为廉价的碳材料、工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全钒液流电池用一体化电池结构的制备方法，其特征在于，所述一体化电池结构由正极电极框、隔膜、负极电极框、电极、双极板组成，正极电极框和负极电极框分别为中部带有通孔的平板；所述正极电极框和负极电极框中的一个为透明材质电极框、另一个为非透明材质电极框；所述隔膜为透明膜或非透明膜；所述双极板为非透明材质的平板；所述非透明材质双极板、透明材质电极框、隔膜和非透明材质电极框依次顺序相互叠合设置；所述电极置于双极板与隔膜之间的电极框的通孔中；透明膜覆盖于非透明材质电极框的中部通孔处，透明膜四周边缘与通孔的四周边缘采用激光焊接进行密闭连接；或者，非透明膜覆盖于透明材质电极框的中部通孔处，非透明膜四周边缘与通孔的四周边缘采用激光焊接进行密闭连接；它们层叠时，它们的贴接面上隔膜四周边缘位于电极框四周边缘所围绕的环形区域内，且电极框的四周边缘与隔膜四周边缘间留有间隙；透明材质电极框一侧表面的四周边缘与非透明材质双极板一侧表面的四周边缘(或靠近四周边缘的一侧表面)采用激光焊接进行密闭连接，透明材质电极框的四周边缘与非透明材质电极框的靠近四周边缘的一侧表面采用激光焊接进行密闭连接；所述透明材质电极框与非透明材质电极框的形状相同(即二电极框的(外侧)四周边缘的形状)，透明材质电极框的尺寸大于非透明材质电极框的尺寸(即透明材质电极框的(外侧)四周边缘的尺寸大于非透明材质电极框四周边缘的尺寸)，二电极框层叠时，二电极框的贴接面上非透明材质电极框四周边缘位于透明材质电极框四周边缘所围绕的环形区域内，且透明材质电极框的四周边缘上任一一点到非透明材质电极框四周边缘的距离大于等于0.1mm，优选0.3-8mm，更优选1-5mm；所述非透明材质双极板与透明材质电极框的形状相同(即它们的(外侧)四周边缘的形状)，非透明材质双极板的尺寸大于等于透明材质电极框的尺寸(即非透明材质双极板的(外侧)四周边缘的尺寸大于等于透明材质电极框四周边缘的尺寸)，它们层叠时，它们的贴接面上透明材质电极框四周边缘位于非透明材质双极板四周边缘所围绕的环形区域内，或它们的贴接面上透明材质电极框四周边缘与非透明材质双极板四周边缘重合；具体过程为：1)通过如下过程制备正极电极框、隔膜、负极电极框三者的一体结构：A、所述隔膜为透明材质膜：首先将隔膜的四周边缘置于非透明材质电极框上，隔膜覆盖于中部通孔的一开口端、并将通孔的一开口端遮盖住，隔膜一侧表面的四周边缘与中部通孔四周的非透明材质电极框相贴合，采用焊接的方法将隔膜的四周边缘均密闭固接于中部通孔四周的非透明材质电极框上；或，于非透明材质电极框上靠近膜侧的表面上、中部通孔开口端面的四周边缘处向远离通孔方向刻蚀有一环形台阶，将隔膜的四周边缘置于环形台阶上，隔膜一侧表面的四周边缘与环形台阶相贴合，采用焊接的方法将隔膜的四周边缘均密闭固接于环形台阶上、或环形台阶及环形台阶四周的非透明材质电极框上；然后再将透明材质电极框与非透明材质电极框进行对应叠合，采用焊接的方法将二电极框的四周边缘均密封固接，使正极电极框、隔膜、负极电极框三者通过焊接的方式依次层叠地结合为一体；或，B、所述隔膜为非透明材质膜：首先将隔膜的四周边缘置于透明材质电极框上，隔膜
覆盖于中部通孔的一开口端、并将通孔的一开口端遮盖住，隔膜一侧表面的四周边缘与中部通孔四周的透明材质电极框相贴合，采用焊接的方法将隔膜的四周边缘均密闭固接于中部通孔四周的透明材质电极框上；或，于透明材质电极框上靠近膜侧的表面上、于中部通孔开口端面的四周边缘处向远离通孔方向刻蚀有一环形台阶，将隔膜的四周边缘置于环形台阶上，隔膜一侧表面的四周边缘与环形台阶相贴合，采用焊接的方法将隔膜的四周边缘均密封固接于环形台阶上、或环形台阶及环形台阶四周的透明材质电极框上；然后再将透明材质电极框与非透明材质电极框进行对应叠合，采用焊接的方法将正负极二电极框的四周边缘均密闭固接，使正极电极框、隔膜、负极电极框三者通过焊接的方式依次层叠地结合为一体；2)将电极放置于该透明材质电极框的通孔中，将非透明材质双极板置于透明材...

【专利技术属性】
技术研发人员：李先锋，孙佳伟，史丁秦，张华民，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：