一种液流电堆密封工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种液流电堆密封工艺，包括：在液流单元叠加而成的电池组的上下两端分别叠加一绝缘端板；绝缘端板和液流单元使用的电极框的长宽尺寸相等；绝缘端板和电极框均由绝缘材料制成；向绝缘端板对向施加夹紧力；在保持夹紧力的条件下，对两个绝缘端板以及电池组叠加形成的四个电堆侧面分别进行加热熔合，形成四个密封面；其中，在对每个电堆侧面进行加热熔合之前，在该电堆侧面覆盖玻璃纤维网格布，以在对该电堆侧面进行加热熔合时将该玻璃纤维网格布熔嵌进该电堆侧面所形成的密封面中；玻璃纤维网格布的熔点高于加热熔合的加热温度。采用本发明专利技术的密封工艺所加工出的液流电堆密封性好，无需定期维护，具有较高的可靠性。具有较高的可靠性。具有较高的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种液流电堆密封工艺


[0001]本专利技术属于液流储能
，具体涉及一种液流电堆密封工艺。

技术介绍

[0002]液流电堆是一种将多节液流电池串联在一起，并通过装配组合而成的更高一级的储能结构，主要用于大规模储能。
[0003]液流电堆主要包括多节串联在一起的液流电池。单个液流电池的结构如图1所示，包括：负极双极板、密封垫圈、负极电极框、离子传导膜、正极电极框、密封垫圈以及正极双极板。其中，密封垫圈被夹在双极板与电极框之间，用于实现双极板与电极框的连接与密封，从而将电解液密封在这三者形成的电极反应区中。
[0004]为了避免电解液流出，需要向由多节液流电池叠加的电池组施加压紧力。具体的，如图2所示，在电池组两侧叠加钢制或铝制的金属端板，使用金属螺杆将两侧的金属端板串接起来，然后使用压滤机对整个结构进行压紧，在维持压紧力的作用下，在螺杆两端拧上并拧紧螺母实现液流电堆的紧固。
[0005]由于密封垫圈夹在双极板与电极框之间，使得双极板与电极框之间存在大面积空洞，因此使用压滤机进行压紧时，容易导致双极板与电极框被压缩变形，从而影响电解液在电极区域内的分布均匀性。此外，还需要对液流电堆定期进行紧固维护，否则一旦螺母松动，液流电堆的紧固效果下降，将会导致电解液漏液，进而导致液流电堆内部短路，致使整个液流电池电堆失效。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中所存在的上述问题，本专利技术提供了一种液流电堆密封工艺。
[0007]本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种液流电堆密封工艺，包括：组合液流电堆；所述液流电堆包括电池组以及分别叠加于所述电池组上下两端的绝缘端板；所述电池组包括多个由下至上周期性叠加的液流单元；所述液流单元由第一极性的电极框、碳毡、第二极性的电极框以及碳毡依次叠加组成；所述电极框的一面设有电解液流道，另一面设有一圈凹台，该凹台圈起的内部区域中空；所述第一极性的电极框的凹台中嵌有双极板，所述第二极性的电极框的凹台中嵌有离子传导膜；所述电池组还包括与其最外侧的碳毡叠加在一起的第一极性的电极框；所述绝缘端板和所述电极框的长宽尺寸相等，且所述绝缘端板和所述电极框均由绝缘材料制成；向两个所述绝缘端板对向施加夹紧力；在保持所述夹紧力的条件下，对两个所述绝缘端板以及所述电池组叠加形成的四个电堆侧面分别进行加热熔合，形成四个密封面；其中，在对每个所述电堆侧面进行加热熔合之前，在该电堆侧面覆盖玻璃纤维网格布，以在对该电堆侧面进行加热熔合时将该玻璃纤维网格布熔嵌进该电堆侧面所形成的
密封面中；所述玻璃纤维网格布的熔点高于所述加热熔合的加热温度。
[0008]可选地，所述玻璃纤维网格布的厚度为0.1mm~1.5mm，网格直径为1mm~5mm。
[0009]可选地，所述在该电堆侧面覆盖玻璃纤维网格布，包括：在该电堆侧面覆盖同等面积的玻璃纤维网格布。
[0010]可选地，向两个所述绝缘端板对向施加夹紧力，包括：使用液压机向两个所述绝缘端板对向施加1兆帕~10兆帕的夹紧力。
[0011]可选地，所述绝缘材料，包括：聚丙烯PP材料。
[0012]可选地，所述加热温度为190℃~290℃。
[0013]可选地，所述对两个所述绝缘端板以及所述电池组叠加形成的四个电堆侧面分别进行加热熔合，包括：采用激光焊接或热源辐热的方式，对两个所述绝缘端板以及所述电池组叠加形成的四个电堆侧面分别进行加热熔合。
[0014]可选地，采用所述热源辐热的方式对所述电堆侧面进行加热熔合的方式包括：使用加热装置将一金属板加热至所述绝缘材料的熔融温度以上、熔解温度以下，然后使用所述金属板对所述电堆侧面进行加热熔合；其中，所述金属板的长宽尺寸大于任一所述电堆侧面的长宽尺寸。
[0015]可选地，采用所述激光焊接的方式对所述电堆侧面进行加热熔合的方式包括：对覆盖有玻璃纤维网格布的电堆侧面进行多点光焊接，以固定所述玻璃纤维网格布；使用激光光束对覆盖有所述玻璃纤维网格布的电堆侧面进行逐行/逐列扫描焊接。
[0016]可选地，在完成对所述四个电堆侧面的加热熔合之后，所述液流电堆密封工艺还包括：对当前得到的密封结构进行气密检测。
[0017]本专利技术提供的液流电堆密封工艺中，双极板和离子传导膜内嵌在电极框中，电极框和碳毡依次叠加形成电池组；在此基础上，在电池组上下两端放置绝缘端板，并向两个绝缘端板施加对向的夹紧力将其与电池组夹紧；然后对绝缘端板以及电池组叠加形成的四个电堆侧面分别进行加热熔合，形成四个密封面，实现了液流电堆的永久性的紧固和密封，无需后期维护，不会导致电解液漏液，因此该液流电堆具有较高的可靠性。
[0018]并且，本专利技术中在对每个电堆侧面进行加热熔合之前，在该电堆侧面覆盖玻璃纤维网格布，从而在对该电堆侧面进行加热熔合时，将该玻璃纤维网格布熔嵌进该电堆侧面所形成的密封面中。该玻璃纤维网格布可以在进行加热熔合时有效约束因加热导致的电堆侧面绝缘材料的出胶量，使得整个电堆侧面的熔合效果更均匀。此外在熔合完毕后，玻璃纤维网格布的存在也可以提高液流电堆的表面强度。
[0019]以下将结合附图及对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0020]图1是现有液流电池的结构分解示意图；图2是现有液流电堆的立体图；图3是本专利技术实施例提供的液流电堆密封工艺的流程图；
图4是图3所示流程中组合液流电堆的示意图；图5示出了本专利技术实施例中的电极框的凹台所在面的结构示意图；图6示出了本专利技术实施例中的电极框的电解液流道所在面的结构示意图；图7是图3所示流程中向电堆侧面覆盖玻璃纤维网格步的示意图；图8是本专利技术实施例在液流电堆中安插集流板的示意图；图9是本专利技术实施例中向液流电堆引入电解液的示意图；图10示出了电解液在本专利技术实施例中的第一极性的电极框内的流动方向示意图；图11示出了电解液在本专利技术实施例中的第二极性的电极框内的流动方向示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0022]为了有效提高液流电堆的可靠性，本专利技术实施例提供了一种液流电堆密封工艺，如图3所示，该液流电堆密封工艺包括：S10：组合液流电堆；该液流电堆包括电池组以及分别叠加于该电池组上下两端的绝缘端板。
[0023]参见图4所示，电池组111包括多个由下至上周期性叠加的液流单元1；液流单元1由第一极性的电极框2、碳毡3、第二极性的电极框2以及碳毡3依次叠加组成，叠加时电极框2的外边沿对齐。绝缘端板6和电极框2的长宽尺寸相等，且绝缘端板6和电极框2均由绝缘材料制成。该绝缘材料可以包括：PP(聚丙烯)材料，或者PVC(聚氯乙烯)材料等。
[0024]可以理解的是，相较于容易随时间推移而老化的橡胶材质而言，PP材料或PVC材料不容易老化，因此不会导致电解液漏液。
[0025]参见图4、图5以及图6所示，电极框2的一面设有电解液流道10，另一面设有一圈凹台7，该凹台7圈起的内部区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液流电堆密封工艺，其特征在于，包括：组合液流电堆；所述液流电堆包括电池组以及分别叠加于所述电池组上下两端的绝缘端板；所述电池组包括多个由下至上周期性叠加的液流单元；所述液流单元由第一极性的电极框、碳毡、第二极性的电极框以及碳毡依次叠加组成；所述电极框的一面设有电解液流道，另一面设有一圈凹台，该凹台圈起的内部区域中空；所述第一极性的电极框的凹台中嵌有双极板，所述第二极性的电极框的凹台中嵌有离子传导膜；所述电池组还包括与其最外侧的碳毡叠加在一起的第一极性的电极框；所述绝缘端板和所述电极框的长宽尺寸相等，且所述绝缘端板和所述电极框均由绝缘材料制成；向两个所述绝缘端板对向施加夹紧力；在保持所述夹紧力的条件下，对两个所述绝缘端板以及所述电池组叠加形成的四个电堆侧面分别进行加热熔合，形成四个密封面；其中，在对每个所述电堆侧面进行加热熔合之前，在该电堆侧面覆盖玻璃纤维网格布，以在对该电堆侧面进行加热熔合时将该玻璃纤维网格布熔嵌进该电堆侧面所形成的密封面中；所述玻璃纤维网格布的熔点高于所述加热熔合的加热温度。2.根据权利要求1所述的液流电堆密封工艺，其特征在于，所述玻璃纤维网格布的厚度为0.1mm~1.5mm，网格直径为1mm~5mm。3.根据权利要求1所述的液流电堆密封工艺，其特征在于，所述在该电堆侧面覆盖玻璃纤维网格布，包括：在该电堆侧面覆盖同等面积的玻璃纤维网格布。4.根据权利要求1所述的液流电堆密封工艺，其特征在于，向两个所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文东，杨怀荣，杨朝宽，董晨超，李卫卫，周鹏飞，
申请(专利权)人：扬州西融储能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：