一种电堆及电堆系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电堆及电堆系统，该电堆包括：第一端板、第二端板以及层层叠放于所述第一端板和所述第二端板之间的多片液流电池单元；所述多片液流电池单元串接在一起；其中，所述第一端板、所述第二端板以及电堆侧面均为绝缘材料且被热熔接在一起；所述电堆侧面包括：所述多片液流电池单元叠合形成的外表面。本发明专利技术提供的电堆无需定期维护，且可靠性较高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
一种电堆及电堆系统


[0001]本专利技术属于液流储能
，具体涉及一种电堆及电堆系统。

技术介绍

[0002]以风能、太阳能为代表的可再生能源的飞速发展，以及其自身的不稳定性、不连续特性对电网产生严重冲击，使大规模高效储能技术成为实现可再生能源发电规模化利用的关键技术。在众多的储能技术中，电化学储能技术因其效率高、环境友好而发展迅速。目前，多个国家已相继建成kW～MW级的电化学储能系统，配套于太阳能、风能等可再生能源发电系统中，在平滑输出、跟踪计划发电、平衡负荷和削峰填谷中发挥了重要作用。
[0003]液流电池作为电化学储能技术的典型装置，具有效率高、循环寿命长、容量和功率可独立设计、响应快、安全性高、生命周期内性价比高等突出的优势，尤其适合于大规模储能。电堆是一种将多片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系统单元结构。
[0004]现有的电堆如图1所示，两端设有钢或铝制的金属端板，利用金属螺杆将两端的金属端板和多节液流电池串在一起，采用压滤机对整个电堆进行压紧并使用螺母配合螺杆实现紧固。其中，液流电池同样利用上述螺杆和螺母实现单体密封封装。
[0005]然而，现有的电堆需要对定期进行紧固维护，否则一旦螺母松动，电堆的紧固效果下降，将会导致液流电池的电解质溶液漏液，进而导致电堆内部短路，致使整个电堆失效。

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电堆及电堆系统。
[0007]本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0008]一种电堆，包括：第一端板、第二端板以及层层叠放于所述第一端板和所述第二端板之间的多片液流电池单元；所述多片液流电池单元串接在一起；
[0009]其中，所述第一端板、所述第二端板以及电堆侧面均为绝缘材料且被热熔接在一起；所述电堆侧面包括：所述多片液流电池单元叠合形成的外表面。
[0010]可选地，所述第一端板、所述第二端板以及所述电堆侧面均为相同材质的绝缘材料。
[0011]可选地，所述绝缘材料为PP材料。
[0012]可选地，单片的液流电池单元包括依次叠放的第一流场框、第一双极板、第一碳毡、第二流场框、离子传导膜、第二碳毡、第三流场框以及第二双极板；
[0013]其中，所述第一双极板嵌于所述第一流场框中间；所述离子传导膜嵌于所述第二流场框中间；所述第二双极板嵌于所述第三流场框中间；所述第二流场框与所述第一流场框、所述第三流场框的极性相反；所述第一流场框、所述第二流场框以及所述第三流场框的尺寸相等且均由绝缘材料制成；
[0014]任意两个相邻叠放的液流电池单元中，一个液流电池单元的第三流场框以及第二
双极板，为另一个液流电池单元的第一流场框以及第一双极板。
[0015]可选地，所述第一端板、所述第二端板、所述第一流场框、所述第二流场框以及所述第三流场框均在四角上设有位置对应的电解质溶液流通孔；
[0016]其中，所述第一流场框以及所述第三流场框内部的电解质溶液流道所接通的电解质溶液流通孔，与所述第二流场框内部的电解质溶液流道所接通的电解质溶液流通孔位置相对。
[0017]可选地，还包括：第一集流板组合单元、第二集流板组合单元以及第三集流板组合单元；
[0018]所述第三集流板组合单元包括依次叠放的第三双极板、第一双极板框、以及集流板；
[0019]所述第二集流板组合单元包括依次叠放的第三双极板、第一双极板框、集流板、第二双极板框以及第四双极板；
[0020]所述第一集流板组合单元包括依次叠放的集流板、第二双极板框以及第四双极板；
[0021]其中，所述第三双极板嵌于所述第一双极板框中间，所述第四双极板嵌于所述第二双极板框中间；所述第一双极板框和所述第二双极板框均在四角上设有与所述电解质溶液流通孔位置对应的电解质溶液流通孔；所述第一流场框、所述第二流场框、所述第三流场框、所述第一双极板框以及所述第二双极板框的尺寸相等且均由绝缘材料制成；
[0022]所述第一集流板组合单元，被配置为插入所述第一端板与所述多片液流电池单元之间，用于代替最邻近的一个液流电池单元的第一流场框和第一双极板；
[0023]所述第二集流板组合单元，被配置为插入液流电池单元的第一双极板和第一碳毡之间；
[0024]所述第三集流板组合单元，被配置为插入所述多片液流电池单元与所述第二端板之间，用于代替最邻近的一个液流电池单元的第三流场框以及第二双极板；
[0025]所述电堆侧面具体包括：所述多片液流电池单元、所述第一集流板组合单元、所述第二集流板组合单元以及所述第三集流板组合单元叠合形成的外表面。
[0026]可选地，所述第一集流板组合单元、多个所述第二集流板组合单元以及所述第三集流板组合单元被等间隔地插入到所述电堆中，所述间隔至少跨越1个液流电池单元。
[0027]可选地，所述液流电池单元的数量为80，所述第二集流板组合单元的数量为3。
[0028]本专利技术还提供了一种电堆系统，包括：多个电堆以及电解质溶液回路；
[0029]其中，所述电堆为上述的任一种电堆；多个所述电堆串联在一起；
[0030]所述电解质溶液回路，用于分别为各个所述电堆提供电解质溶液回路。
[0031]可选地，所述电解质溶液回路，具体用于：采用迂回方式分别为各个所述电堆提供电解质溶液回路。
[0032]本专利技术提供的电堆中，第一端板、第二端板以及电堆侧面均采用绝缘材料制成；其中，电堆侧面包括多片液流电池单元叠合形成的外表面；这样，便可以通过热熔接的方式将第一端板、第二端板以及电堆侧面热熔接在一起，从而可以有效、长久地固定电堆，并达到很好的密封效果。由此，本专利技术提供的电堆无需后期维护，不会导致电解质溶液漏液，具有较高的可靠性。
[0033]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
[0034]图1是现有电堆的结构示意图；
[0035]图2是本专利技术实施例提供的一种电堆的结构示意图；
[0036]图3示出了适用于本专利技术实施例所提供电堆的一种液流电池单元的结构示意图；
[0037]图4是图3所示液流电池单元的立体图；
[0038]图5示出了基于图3所示液流电池单元形成本专利技术实施例所提供电堆的一种电池叠放方式；
[0039]图6是本专利技术实施例提供的另一种电堆的结构示意图；
[0040]图7是图6所示电堆的立体图；
[0041]图8是本专利技术实施例提供的一种电堆系统的结构示意图；
[0042]图9是图8所示电堆系统的俯视图。
具体实施方式
[0043]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。
[0044]为了提高电堆的可靠性，本专利技术实施例提供了一种电堆，图2示出了该电堆的刨面图，如图2所示，该电堆包括：第一端板1、第二端板2以及层层叠放于第一端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电堆，其特征在于，包括：第一端板、第二端板以及层层叠放于所述第一端板和所述第二端板之间的多片液流电池单元；所述多片液流电池单元串接在一起；其中，所述第一端板、所述第二端板以及电堆侧面均为绝缘材料且被热熔接在一起；所述电堆侧面包括：所述多片液流电池单元叠合形成的外表面。2.根据权利要求1所述的电堆，其特征在于，所述第一端板、所述第二端板以及所述电堆侧面均为相同材质的绝缘材料。3.根据权利要求1或2所述的电堆，其特征在于，所述绝缘材料为PP材料。4.根据权利要求1所述的电堆，其特征在于，单片的液流电池单元包括依次叠放的第一流场框、第一双极板、第一碳毡、第二流场框、离子传导膜、第二碳毡、第三流场框以及第二双极板；其中，所述第一双极板嵌于所述第一流场框中间；所述离子传导膜嵌于所述第二流场框中间；所述第二双极板嵌于所述第三流场框中间；所述第二流场框与所述第一流场框、所述第三流场框的极性相反；所述第一流场框、所述第二流场框以及所述第三流场框的尺寸相等且均由绝缘材料制成；任意两个相邻叠放的液流电池单元中，一个液流电池单元的第三流场框以及第二双极板，为另一个液流电池单元的第一流场框以及第一双极板。5.根据权利要求4所述的电堆，其特征在于，所述第一端板、所述第二端板、所述第一流场框、所述第二流场框以及所述第三流场框均在四角上设有位置对应的电解质溶液流通孔；其中，所述第一流场框以及所述第三流场框内部的电解质溶液流道所接通的电解质溶液流通孔，与所述第二流场框内部的电解质溶液流道所接通的电解质溶液流通孔位置相对。6.根据权利要求5所述的电堆，其特征在于，还包括：第一集流板组合单元、第二集流板组合单元以及第三集流板组合单元；所述第三集流板组合单元包括依次叠放的第三双极板、第一双极板框、以及集流板；所述第二集流板组合单元包括依次叠放的第三双...

【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：