描述了用于氧化还原液流电池的液流框。液流框形成被构造为容纳至少一个多孔电极的矩形腔。液流框包括：入口，其用于接收电解液；多个供应通道，其将入口联接至沿着矩形腔的供应侧布置的多个供应通道开口；出口，其用于排放电解液；以及多个排放通道，其将出口联接至沿着矩形腔的排放侧布置的多个排放通道开口，矩形腔的排放侧与供应侧相反，其中，矩形腔的与供应侧和排放侧的长度相对应的长度是矩形腔的与供应侧距排放侧的间隔相对应的宽度的至少两倍。液流框在氧化还原液流电池中提供优化的电解质液流。的电解质液流。的电解质液流。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于氧化还原液流电池的液流框和氧化还原液流电池
[0001]本公开涉及氧化还原液流电池，并且具体地，涉及用于氧化还原液流电池的液流框。
技术介绍
[0002]液流电池(也称为氧化还原液流电池或氧化还原液流电池单元)被设计为将电能转换为化学能，该化学能可以被存储并随后根据需要使用。钒氧化还原液流电池(VRFB)是市场上液流电池当中的最流行的电池之一。VRFB可以用于电网应用(日常峰值偏移和平衡间歇)和离网/微电网应用(平衡可再生能源)。VRFB相对于其它类型的电池的主要优点是长的寿命、稳定的性能、快速的响应、更便宜的平准化储能成本(LCOS)和易于扩展性。
[0003]基本的液流电池单个电池单元包括由离子交换膜分开的正电极和负电极。正电解质和负电解质通过液流框循环到相应电极，以驱动可逆的氧化还原反应。
[0004]氧化还原液流电池由多个电池单元串联组成，称为堆。作为VRFB中的核心部件，电池堆用作电化学反应器。能量通过溶解在电解质中的氧化还原物质以化学方式存储，所述电解质是从反应器外部的单独的罐供应的。因此，容量/能量与罐的尺寸和氧化还原物质的浓度成比例，因此，电池的能量和额定功率可以被调整。
[0005]就降低成本、降低占地面积和简化电子器件而言，针对具有较高额定功率的大尺寸堆放大堆功率是有吸引力的，但是这提出了许多挑战，诸如电解质的不良液流分布、增加的自放电和大的泵送功率。除了各种问题之外，非均匀液流分布的可能性随着堆尺寸变大而显著增加。
技术实现思路
[0006]根据本公开的第一方面，提供了一种用于氧化还原液流电池的液流框。液流框形成被构造为容纳至少一个多孔电极的矩形腔。液流框包括：入口，该入口用于接收电解液；多个供应通道，所述多个供应通道将入口联接至沿着矩形腔的供应侧布置的多个供应通道开口；出口，该出口用于排放电解液；以及多个排放通道，所述多个排放通道将出口联接至沿着矩形腔的排放侧布置的多个排放通道开口，矩形腔的排放侧与供应侧相反，其中，矩形腔的与供应侧和排放侧的长度相对应的长度是矩形腔的与供应侧距排放侧的间隔相对应的宽度的至少两倍。
[0007]矩形腔的长度和矩形腔的宽度的大小之间的关系使泵损失最小化，因此提供了高效的氧化还原液流电池。
[0008]在实施方式中，液流框还包括多个叶片(vane)，所述多个叶片设置在供应通道开口和/或排放通道开口前面。叶片的设置使得电解质跨设置在液流框中的一个或多个电极更均匀地分布。
[0009]叶片可以在供应通道开口和/或排放通道开口前面被设置为两排。具有双排结构的叶片增加了流动阻力，从而使电流泄漏或分流损失最小化，最终获得更好的库伦效率。两
排叶片可以是以偏移方式布置的。
[0010]叶片可以具有沿平行于矩形腔的供应侧和排放侧的方向的长度，该长度大于叶片的沿垂直于矩形腔的供应侧和排放侧的方向的宽度。叶片的长度是至少5mm和/或小于20mm。叶片的宽度是至少2mm和/或小于8mm。叶片的高度可以是至少1mm并且小于6mm。
[0011]排放通道和/或供应通道的宽度可以是至少1mm和/或小于3mm。排放通道和/或供应通道的深度可以是至少1mm和/或小于3mm。
[0012]供应通道和/或排放通道可以各自从入口/出口分开地延伸至相应通道开口。
[0013]在实施方式中，液流框还包括分隔件，该分隔件从矩形腔的供应侧延伸至矩形腔的排放侧，该分隔件将矩形腔分隔成子腔。分隔件为双极板提供附加支承，并且在使用薄双极板的情况下还有助于防止双极板由于弯曲而撕裂和断裂。分隔件还允许多孔电极以两个分开的部分使用，这更易于处置和处理。分隔件还有助于分隔电池单元内的液压回路，从而确保改善的液流分布和减少的具有停滞液流的区域。当分隔件将腔分隔成分开的区域(左和右)时，分隔件还提供了均匀电解质分布的更高可能性，从而减少了电极的部分未被利用的可能性。
[0014]在实施方式中，液流框在矩形腔的侧面设置有多个突出部，所述多个突出部被构造为与至少一个多孔电极接合。当液流框包括分隔件时，突出部可以设置在分隔件上和/或矩形腔的侧面。突出部起到钩的作用，以防止多孔电极在电池单元/堆的组装期间掉落，从而避免需要任何胶带、胶水或外部支架。突出部的形状可以是矩形或三角形。突出部可以延伸到腔中至少5mm和/或小于20mm。
[0015]根据本公开的第二方面，提供了一种氧化还原液流电池，该氧化还原液流电池包括如上所述的液流框。
附图说明
[0016]在下文中，将参照附图作为非限制性示例来描述本专利技术的实施方式，在附图中：
[0017]图1示出了氧化还原液流电池的主要部件；
[0018]图2示出了氧化还原液流电池的电池堆；
[0019]图3示出了氧化还原液流电池的电池堆的部件；
[0020]图4示出了根据本专利技术的实施方式的用于氧化还原液流电池的液流框；以及
[0021]图5示出了根据本专利技术的实施方式的液流框的液流通道和叶片的展开图。
具体实施方式
[0022]图1示出了氧化还原液流电池的主要部件。如图1所示，氧化还原液流电池10包括电池堆12、电解质罐14和电气部件16。
[0023]电解质罐14容纳正电解质和负电解质。在使用中，正电解质被泵送通过电池堆内的可渗透正电极，并且负电解质被泵送通过电池堆内的可渗透负电极。可渗透正电极和可渗透负电极通过膜分开。该过程在电池放电时在电极之间生成电流，或者在电池充电时在电解质中生成带电离子。
[0024]如果氧化还原液流电池与交流电一起使用，则电气部件16可以包括整流器和逆变器。电气部件还可以包括用于泵的控制电路，该泵将正电解质和负电解质泵送通过电池堆
12。
[0025]图2示出了氧化还原液流电池的电池堆。如图2所示，电池堆12包括多个部件20，所述多个部件是布置在两个端板22之间的平面层。电池堆12通过一组螺栓24保持在一起。
[0026]图3示出了氧化还原液流电池的电池堆的部件。电池堆12包括端板22。绝缘体30邻近端板22布置。集电器32邻近绝缘体30布置。集电器32与双极板34接触。具有矩形腔的液流框40与集电器32相邻，并且双极板的尺寸适于容纳在液流框40的矩形腔中。毡电极36的尺寸也适于容纳在液流框40的矩形腔中。具有与毡电极36相对应的矩形腔的垫片38位于液流框40附近。离子交换膜42位于垫片38中的腔上方。在离子交换膜42的相反侧，布置对应部件，使得在膜42的相反侧，第二毡电极与图3中所示的毡电极36相反。类似地，第二液流框、第二双极板和第二集电器位于膜的与图3中所示的部件相反的一侧。最后，第二绝缘体和第二端板完成电池堆。
[0027]本公开涉及氧化还原液流电池的液流框的构造。液流框被构造用于电池堆的均匀液流分布。液流框的设计对于电解质的均匀分布是重要的。电解质的不均匀分布导致电极利用率的降低和死区(即，具有较少新鲜电解质供应的区域)的形成。这些影响在充电期间是最关键的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于氧化还原液流电池的液流框，所述液流框形成被构造为容纳至少一个多孔电极的矩形腔，所述液流框包括：入口，所述入口用于接收电解液；多个供应通道，所述多个供应通道将所述入口联接至沿着矩形腔的供应侧布置的多个供应通道开口；出口，所述出口用于排放所述电解液；以及多个排放通道，所述多个排放通道将所述出口联接至沿着所述矩形腔的排放侧布置的多个排放通道开口，所述矩形腔的所述排放侧与所述供应侧相反，其中，所述矩形腔的与所述供应侧和所述排放侧的长度相对应的长度是所述矩形腔的与所述供应侧距所述排放侧的间隔相对应的宽度的至少两倍。2.根据权利要求1所述的液流框，所述液流框还包括多个叶片，所述多个叶片设置在所述供应通道开口和/或所述排放通道开口前面。3.根据权利要求2所述的液流框，其中，所述叶片在所述供应通道开口和/或所述排放通道开口前面被设置为两排。4.根据权利要求3所述的液流框，其中，所述两排叶片是以偏移方式布置的。5.根据权利要求2至4中任一项所述的液流框，其中，所述叶片具有沿平行于所述矩形腔的所述供应侧和所述排放侧的方向的长度，所述长度大于所述叶片的沿垂直于所述矩形腔的所述供应侧和所述排放侧的方向的宽度。6.根据权利要求5所述的液流框，其中，所述叶片的长度是至少5mm和/或小于20mm。7.根据权利要求5或权利要求6所述的液流框，其中，所述叶片的宽度是至少2mm和/或小于8mm。8.根据权利要求2至7中任一项所述的液流框，其中，所述叶片的高度是至少1mm并且小于6mm。9.根据前述...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：威富路技术私人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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