一种液流电池电堆制造技术

本发明专利技术公开了一种液流电池电堆，包括依次叠放的绝缘端板、集流板、第一双极板框、第一液流电池组合单元、第二双极板框、第二液流电池组合单元、第一双极板框、集流板以及绝缘端板；第一液流电池组合单元包括交替叠放的离子导电膜框和第三双极板框；第二和第一液流电池组合单元的结构关于第二双极板框镜像对称，液路互不相通；第三双极板框和离子导电膜框有液体流通孔和液体流道；第一双极板框有通孔无流道；第二双极板框无通孔无流道；绝缘端板有通孔；电堆侧面热熔密封，密封后液体流通孔直径相等且圆心重合；第一和第二液流电池组合单元通过第二双极板框串联在一起；集流板从绝缘端板伸出。本发明专利技术降低了电堆的漏电电流，提高了电堆性能。电堆性能。电堆性能。

【技术实现步骤摘要】
一种液流电池电堆


[0001]本专利技术属于液流储能
，具体涉及一种液流电池电堆。

技术介绍

[0002]可再生能源发电具有不连续、不稳定的特点，大规模并网会对电力系统的安全性、可靠性带来严峻的挑战。液流储能技术可有效地调控可再生能源发电的不稳定性，实现安全稳定供电。因此，液流储能技术是构建以新能源为主体的新型电力系统、实现双碳目标的关键支撑技术。
[0003]液流电池电堆是液流储能技术的关键所在。液流电池电堆是一种由单体液流电池通过串联、密封装配组合而成的更高一级的储能结构。为了实现大规模液流储能，理论上液流电池电堆中串联的单体液流电池节数越多越好。图1中示出了一种现有的液流电池电堆的结构，该电堆包括两个绝缘端板以及层层叠放于两个绝缘端板之间的多片液流电池单元，这些液流电池单元串接在一起；绝缘端板和液流电池单元的外壳均为绝缘材料，两个绝缘端板和各片液流电池单元堆叠形成的侧面通过热熔接在一起实现密封，如图1中的虚线框所示。
[0004]然而，上述液流电池电堆中串联的单体液流电池节数受到电解液流量和漏电电流的限制，通常不超过30节，这是因为串联的单电池节数越多，电堆的漏电电流越大，电堆性能降低。

技术实现思路

[0005]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池电堆。
[0006]本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种液流电池电堆，包括依次叠放的绝缘端板、集流板、第一双极板框、第一液流电池组合单元、第二双极板框、第二液流电池组合单元、第一双极板框、集流板以及绝缘端板；所述第一液流电池组合单元，包括交替叠放的离子导电膜框和第三双极板框；其中，相邻的第三双极板框和离子导电膜流场框之间夹有碳毡，最外层的离子导电膜框和最近的第一双极板框之间夹有碳毡；所述第二液流电池组合单元的结构和所述第一液流电池组合单元的结构关于所述第二双极板框镜像对称；其中，所述第一液流电池组合单元或所述第二液流电池组合单元的最靠里的第三双极板框与所述第二双极板框之间夹有柔性石墨毡；所述第三双极板框和所述离子导电膜框的四角均设有液体流通孔，且框体均设有液体流道，该液体流道连通两个所述液体流通孔；所述第一双极板框的四角设有液体流通孔，且框体没有液体流道；所述第二双极板框没有液体流通孔，且框体没有液体流道；所述绝缘端板的四角设有液体流通孔；
所述绝缘端板、所述第一双极板框、所述第二双极板框、所述第三双极板框以及所述离子导电膜框的长宽尺寸相等，且叠放在一起时形成的四个侧面被热熔在一起实现液流电池电堆侧面的密封，密封后所述四角的液体流通孔直径相等且圆心重合；所述第一液流电池组合单元和所述第二液流电池组合单元通过所述第二双极板框串在一起；所述集流板包括：铜制平板部和铜制凸起部；其中，铜制平板部夹于绝缘端板和第一双极板框之间，且长宽尺寸小于绝缘端板的长宽尺寸；铜制凸起部从绝缘端板穿出。
[0007]可选地，所述铜制凸起部包括：铜柱。
[0008]可选地，所述第三双极板框的电极腔被至少一个腔体分隔条分隔为多个子腔体，其中每个子腔体分别对应所述第三双极板框的液体流道的一组多级导流分支。
[0009]可选地，所述腔体分隔条是通过注塑所述第三双极板框形成的。
[0010]可选地，所述腔体分隔条还用于为所述第三双极板框提供硬度支撑。
[0011]可选地，位于所述第二双极板框一侧的各个液体流通孔形成四条电解液通道，位于所述第二双极板框另一侧的各个液体流通孔形成另外四条电解液通道；其中，每组所述四条电解液通道形成两路平行的U型液路以分别流通正、负极电解液。
[0012]可选地，所述第三双极板框的液体流道，包括：多级电解液分配流道和多级电解液汇集流道；所述多级电解液分配流道和所述多级电解液汇集流道分别位于第三双极板框的电极腔的两侧且对称分布；其中，越靠近所述电极腔，电解液分配流道和电解液汇集流道的导流分支数越多。
[0013]可选地，下级电解液分配流道正对上级电解液分配流道的出口位置设有电解液缓冲结构；下级电解液汇集流道正对上级电解液汇集流道的入口位置设有电解液汇集结构。
[0014]可选地，所述电解液缓冲结构和所述电解液汇集结构均为背向所述电极腔的钝角凸起。
[0015]本专利技术提供的液流电池电堆中，第一液流电池组合单元和第二液流电池组合单元均相当于多片串联在一起的单体液流电池；第二液流电池组合单元和第一液流电池组合单元两者的结构关于第二双极板框镜像对称；该第二双极板框没有液体流通孔且框体没有液体流道，因此第二双极板框两侧电解液互不相通，第一液流电池组合单元和第二液流电池组合单元各自具有独立的液路；又由于第二双极板框中的双极板的导电作用，使得第一液流电池组合单元和第二液流电池组合单元又可以串联在一起。因此，在不增加电堆的漏电电流的前提下，本专利技术提供的液流电池电堆中串联的单体液流电池节数提高了一倍，每节单体液流电池的电解液流量供应充足，不影响单体液流电池的电压，提高了液流电池电堆的性能。本专利技术中集流板不从电堆侧面伸出，这样在通过热熔接工艺对电堆侧面进行密封时，集流板不会接触到热源，不会将热度传导到电堆内部，因此可以避免因电堆内部热损伤所造成的电堆性能降低。
[0016]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
[0017]图1是现有的一种液流电池电堆的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种液流电池电堆的结构示意图；图3中示出了本专利技术实施例中的第三双极板框的凹台所在面的结构示意图；图4中示出了本专利技术实施例中的第三双极板框的电解液流道所在面的结构示意图；图5是图2所示液流电池电堆的立体结构示意图；图6中示例性的示出了本专利技术实施例中的一种集流板；图7中示出了第三双极板框的电解液流道所在面的各处结构；图8中示例性的示出了本专利技术实施例中的一种电解液缓冲结构。
具体实施方式
[0018]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。
[0019]为了有效降低液流电池电堆的漏电电流，提高液流电池电堆的性能，本专利技术实施例提供了一种液流电池电堆，以下简称电堆。
[0020]如图2所示，本专利技术实施例提供的电堆包括依次叠放的绝缘端板5、集流板、第一双极板框1、第一液流电池组合单元6、第二双极板框2、第二液流电池组合单元7、第一双极板框1、集流板以及绝缘端板5。第一液流电池组合单元6，包括交替叠放的离子导电膜框4和第三双极板框3，每一组相邻叠放的离子导电膜框4和第三双极板框3均相当于一个单体液流电池；其中，相邻的第三双极板框3和离子导电膜流场框4之间夹有碳毡，最外层的离子导电膜框4和最近的第一双极板框1之间也夹有碳毡；第二液流电池组合单元7的结构和第一液流电池组合单元6的结构关于第二双极板框2镜像对称；其中，第一液流电池组合单元6或第二液流电池组合单元7的最靠里的第三双极板框3与第二双极板框2之间夹有柔性石墨毡；集流板包括铜制平板部和铜制凸起部15；其中，铜制平板部夹于绝缘端板5和第一双极板框1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液流电池电堆，其特征在于，包括依次叠放的绝缘端板、集流板、第一双极板框、第一液流电池组合单元、第二双极板框、第二液流电池组合单元、第一双极板框、集流板以及绝缘端板；所述第一液流电池组合单元，包括交替叠放的离子导电膜框和第三双极板框；其中，相邻的第三双极板框和离子导电膜流场框之间夹有碳毡，最外层的离子导电膜框和最近的第一双极板框之间夹有碳毡；所述第二液流电池组合单元的结构和所述第一液流电池组合单元的结构关于所述第二双极板框镜像对称；其中，所述第一液流电池组合单元或所述第二液流电池组合单元的最靠里的第三双极板框与所述第二双极板框之间夹有柔性石墨毡；所述第三双极板框和所述离子导电膜框的四角均设有液体流通孔，且框体均设有液体流道，该液体流道连通两个所述液体流通孔；所述第一双极板框的四角设有液体流通孔，且框体没有液体流道；所述第二双极板框没有液体流通孔，且框体没有液体流道；所述绝缘端板的四角设有液体流通孔；所述绝缘端板、所述第一双极板框、所述第二双极板框、所述第三双极板框以及所述离子导电膜框的长宽尺寸相等，且叠放在一起时形成的四个侧面被热熔在一起实现液流电池电堆侧面的密封，密封后所述四角的液体流通孔直径相等且圆心重合；所述第一液流电池组合单元和所述第二液流电池组合单元通过所述第二双极板框串联在一起；所述集流板包括：铜制平板部和铜制凸起部；其中，铜制平板部夹于绝缘端板和第一双极板框之间，且长宽尺寸小于绝缘端板的长宽尺寸；铜制凸起部从绝缘端板穿出。2.根据权利要求1所述的液流电池电...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨怀荣，杨朝宽，董晨超，马朝阳，马晓军，张文东，袁宏峰，
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：