一种全钒液流电池用双极板制造技术

本实用新型专利技术提供了一种全钒液流电池用双极板，其上设置：进液口，其与主进液通道相连通；进液通道，其为沿所述双极板的一侧连续延伸的凹槽，所述进液通道与所述进液口相连通；出液通道，其为沿所述双极板的另一侧连续延伸的凹槽，所述出液通道与进液通道相对设置；出液口，其与主出液通道相连通，所述出液口与所述出液通道相连通；分液流道，其设置在所述出液通道与进液通道之间，所述分液流道垂直所述进液通道设置，且与所述进液通道相连通；分隔板，其位于所述分液流道内，所述分隔板沿所述分液流道的长度方向设置，本实用新型专利技术所述的全钒液流电池用双极板具有电解液分配快速、均匀的优点。的优点。的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种全钒液流电池用双极板


[0001]本技术涉及液流电池领域，具体涉及一种全钒液流电池用双极板。

技术介绍

[0002]液流电池是由美国科学家thallerl.h于1974年提出的一种化学储能技术。根据发生反应的电对不同，液流电池可以分为：全钒液流电池、锌溴液流电池、多硫化钠/溴液流电池、锌/镍液流电池和半液流电池等。
[0003]其中，全钒液流电池(Vanadium Redox Flow Battery，VRB)，是一种活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池。全钒液流电池具备充放电可逆性高、循环寿命长、能量转换效率高、正负极电解质无交叉污染和容易规模化等优点；同时具有较大的成本优势，建设周期短、系统运行和维护费用低，运行安全和环境友好的特点，在能源日益紧缺的今天，正得到越来越多的关注。
[0004]具体的，全钒液流电池的电能以化学能的方式存储在不同价态钒离子的硫酸电解液中，通过外接泵把电解液压入电池堆体内，在机械动力作用下，使其在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动，采用质子交换膜作为电池组的隔膜，电解质溶液平行流过电极表面并发生电化学反应，通过双电极板收集和传导电流，从而使得储存在溶液中的化学能转换成电能。这个可逆的反应过程使钒电池顺利完成充电、放电和再充电。
[0005]通常，全钒液流电池的电池堆是由多片单电池依次叠放压紧后、串联构成的。其中，单片的液流电池主要包括：双极板、液流框、多孔电极和离子交换膜等。电解液通过多孔电极的渗透作用实现渗透传质，但这种电解液的流动方式存在液流阻力大、能耗高、电解液分配不均匀、极化严重、电池系统效率低等问题。

技术实现思路

[0006]本技术设计出一种全钒液流电池用双极板，以克服现有全钒液流电池用双极板存在的液流阻力大、能耗高、电解液分配不均匀、极化严重、电池系统效率低的缺陷。
[0007]为解决上述问题，本技术公开了一种全钒液流电池用双极板，所述双极板上设置：
[0008]进液口，其与全钒液流电池中的主进液通道相连通；
[0009]进液通道，其为沿所述双极板的一侧连续延伸的凹槽，所述进液通道与所述进液口相连通；
[0010]出液通道，其为沿所述双极板的另一侧连续延伸的凹槽，所述出液通道与进液通道相对设置；
[0011]出液口，其与所述全钒液流电池中的主出液通道相连通，所述出液口与所述出液通道相连通；
[0012]分液流道，其设置在所述出液通道与进液通道之间，所述分液流道垂直所述进液通道设置，且与所述进液通道相连通；
[0013]分隔板，其位于所述分液流道内，所述分隔板沿所述分液流道的长度方向设置。
[0014]进一步的，在所述出液通道与进液通道之间间隔设置多个所述分液流道。
[0015]进一步的，所述分隔板的长度＜所述分液流道的长度。
[0016]进一步的，在所述分液流道内设置多根长度不同的分隔板。
[0017]进一步的，所述分隔板包括第一分隔板和位于第一分隔板两则的第二分隔板，所述第一分隔板的长度＞所述第二分隔板的长度。
[0018]进一步的，所述分液流道内的多根分隔板均匀间隔设置。
[0019]进一步的，将所述分液流道的宽度记为W0，将所述分隔板的宽度记为W1，则W0的取值范围为3～15mm；W1的取值范围为0.5～2mm。
[0020]进一步的，将所述分液流道的长度记为L0，将所述第一分隔板的长度记为L1，将所述第二分隔板的长度记为L2，则L1＝0.7*L0*k～0.3*L0*k；L2＝0.7*L1*k～0.3*L1*k；其中，k为预设系数值，当W0/W1≤10时，所述预设系数值k＝0.7～0.8；当10＜W0/W1时，所述预设系数值k＝0.85～0.95。
[0021]进一步的，所述分液流道的深度＜所述双极板厚度的1/2。
[0022]进一步的，所述双极板为矩形板，所述进液通道和出液通道相对平行设置在所述双极板的一对侧，多个所述分液流道垂直设置在所述进液通道和出液通道之间。
[0023]本申请所述的全钒液流电池用双极板具有以下优点：
[0024]第一，本申请所述全钒液流电池用双极板通过在分液流道内设置分隔板，可以将所述分液流道分隔成多个并列的、宽度较窄的“子分液流道”，如此，一方面，可以将所述分液流道的宽度设置的更宽，提高所述分液流道所分布的区域面积，进而提高所述分液流道分液的均匀性、同时降低所述分液流道分液的阻力，最终降低全钒液流电池的能耗；另一方面，形成的多个宽度较窄的“子分液流道”能够利用毛细吸液效应和流道横截面积减小导致的压强增大、流速升高实现自动、快速的进液，提高液体分布速率；最终通过所述分液流道、以及形成在所述分液流道内的多个“子分液流道”实现快速、均匀、低能耗的电解液分配，降低所述全钒液流电池的极化程度、提高电池系统的效率；
[0025]第二，本申请通过在所述多孔电极上设置主扩散流道和支扩散流道，形成了两种不同的电解液流动方式，实现了电解液在多孔电极上的快速均匀分布；
[0026]第三，此外，在所述主扩散流道和支扩散流道的交汇处，由于所述主扩散流道和支扩散流道内的电解液的流向不同，因此，所述主扩散流道和支扩散流道内的电解液将会在两者的交汇处相互干涉，进而消除或降低电解液流动过程产生的声波，降低所述全钒液流电池的电池堆在使用过程中产生的噪音；
[0027]第四，本申请所述双极板1和多孔电极2的结构简单、易于制备。
附图说明
[0028]图1为本技术所述全钒液流电池用双极板的立体结构示意图；
[0029]图2为本技术所述全钒液流电池用双极板的正视结构示意图；
[0030]图3为图2中M区域的局部放大示意图；
[0031]图4为图2中A
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A方向的剖面结构示意图；
[0032]图5为图4中N区域的局部放大示意图；
[0033]图6为图2中B
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B方向的剖面结构示意图；
[0034]图7为图6中P区域的局部放大示意图；
[0035]图8为图2中C
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C方向的剖面结构示意图；
[0036]图9为图8中Q区域的局部放大示意图；
[0037]图10为本技术所述全钒液流电池的电池堆的立体结构示意图；
[0038]图11为本技术所述全钒液流电池的电池堆的正视结构示意图；
[0039]图12为图11中D
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D方向的剖面结构示意图。
[0040]附图标记说明：
[0041]1、双极板；101、进液口；102、进液通道；103、出液通道；104、出液口；105、分液流道；106、分隔板；1061、第一分隔板；1062、第二分隔板；2、多孔电极；201、主扩散流道；202、支扩散流道；203、连接臂。
具体实施方式
[0042]为使本技术的上述目的、特征和优点能够更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全钒液流电池用双极板，其特征在于，所述双极板(1)上设置：进液口(101)，其与全钒液流电池中的主进液通道相连通；进液通道(102)，其为沿所述双极板(1)的一侧连续延伸的凹槽，所述进液通道(102)与所述进液口(101)相连通；出液通道(103)，其为沿所述双极板(1)的另一侧连续延伸的凹槽，所述出液通道(103)与进液通道(102)相对设置；出液口(104)，其与所述全钒液流电池中的主出液通道相连通，所述出液口(104)与所述出液通道(103)相连通；分液流道(105)，其设置在所述出液通道(103)与进液通道(102)之间，所述分液流道(105)垂直所述进液通道(102)设置，且与所述进液通道(102)相连通；分隔板(106)，其位于所述分液流道(105)内，所述分隔板(106)沿所述分液流道(105)的长度方向设置。2.根据权利要求1所述的全钒液流电池用双极板，其特征在于，在所述出液通道(103)与进液通道(102)之间间隔设置多个所述分液流道(105)。3.根据权利要求1所述的全钒液流电池用双极板，其特征在于，所述分隔板(106)的长度＜所述分液流道(105)的长度。4.根据权利要求1或3所述的全钒液流电池用双极板，其特征在于，在所述分液流道(105)内设置多根长度不同的分隔板(106)。5.根据权利要求4所述的全钒液流电池用双极板，其特征在于，所述分隔板(106)包括第一分隔板(1061)和位...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈芳颖，
申请(专利权)人：宁波市捷丰塑业有限公司，
类型：新型
国别省市：