一种具有盘管流道的液流电池模块制造技术

本发明专利技术涉及液流电池领域领域，具体涉及一种具有盘管流道的液流电池模块，该系统包括若干单电池堆和若干流道模块，流道模块包括相对设置的第一盘路模块和第二盘路模块，第一盘路模块和第二盘路模块平行设置在单电池堆的上部和下部；单电池堆通过进出液连接管路与第一盘路模块、第二盘路模块连接，第一盘路模块、第二盘路模块上设置与外部电解液主管路连接的进出液接口，第一盘路模块、第二盘路模块的内部设置有若干组流道，流道用于延长电解液主管路与单电池堆之间电解液的液流长度。本发明专利技术取消了管路缠绕设计，模块化，安装便捷，无泄露风险，且流道长度可根据电阻的需求进行调节设计；使液流通道的设计更具对称性，分流更均匀可靠。可靠。可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种具有盘管流道的液流电池模块


[0001]本专利技术涉及液流电池领域，具体涉及一种具有盘管流道的液流电池模块。

技术介绍

[0002]大容量储能技术例如液流电池系统能够有效缓解用电矛盾，其用于大规模的清洁能源发电尤其是风光发电时，能够解决电网带来的波动性，起到削峰填谷的作用，提升电网运行的安全性、经济性、灵活性，积极促进可再生能源的利用与发展。
[0003]液流电池系统通常包括两个电解液储液器、液流电池堆和用于输送电解液的电解液进、出管路，其中，两个电解液储液器分别用于存放正极电解液和负极电解液；液流电池堆一般由几个到几十个电池单元串联而成，每个电池单元可分为两个“半电池”，两个“半电池”之间通过隔膜分割，两个“半电池”上设置有用于连接正极电解液、负极电解液的开口和管路，液流电池系统利用流动的电解液作为储能介质，将电能转化为化学能储存在不同价态的钒离子电对中，需要时将化学能转化为电能输出，具有容量大、寿命长、成本低、效率高、安全可靠等特点。
[0004]目前大功率液流电池系统的集成设计中，采用公共流道进行电解液输送与分布，各电堆之间的电势差会引起电解液中的离子定向迁移，形成旁路电流。为了减少旁路电流造成的能量损耗，通常采用的方法包括延长主管路与各电堆之间的分支管长度或内径，参见申请号为CN202011195457.4的专利文献，在每个电堆的周围进行管路的来回缠绕设计，这种方式导致管路系统复杂，管接头很多，生产成本较高，且体积臃肿，密封可靠性低，极易产生泄露风险，维护时，如果缠绕在内侧的管路泄露，维修难度较高。

技术实现思路

[0005]为改善现有技术的不足，本专利技术进行了全新进出液流道设计，取消了管路缠绕设计，模块化，安装便捷，无泄露风险，且流道长度可根据电阻的需求进行调节设计；使液流通道的设计更加紧凑，简洁，系统的管路安装更加便捷。
[0006]本专利技术提供一种具有盘管流道的液流电池模块，包括若干流道模块和单电池堆，所述流道模块包括相对设置的第一盘路模块和第二盘路模块，所述第一盘路模块和第二盘路模块设置在单电池堆的上部、下部、左侧、右侧，例如平行设置在单电池堆的上部、下部，或平行设置在单电池堆的左侧、右侧；
[0007]所述单电池堆通过进出液连接管路与第一盘路模块、第二盘路模块连接，所述第一盘路模块、第二盘路模块上设置有与外部电解液主管路连接的进出液接口，所述第一盘路模块、第二盘路模块的内部设置有若干组流道，若干组流道包括正极电解液流道和负极电解液流道，所述流道用于延长电解液主管路与单电池堆之间电解液的液流长度。
[0008]根据本专利技术的实施方案，所述流道模块(第一盘路模块、第二盘路模块)内的正极电解液流道和负极电解液流道对称分布，所述正极电解液流道、负极电解液流道呈弯曲结构、N型结构，字形结构或//型结构，例如由若干首尾相接的U字形构成的结构，所述正极电
解液流道、负极电解液流道的长度和直径根据实际需要设置。
[0009]例如，所述第一盘路模块内设置有两组流道：一组正极电解液流道和一组负极电解液流道，所述第二盘路模块内设置有两组流道：一组正极电解液流道和一组负极电解液流道。
[0010]根据本专利技术的实施方案，所述第一盘路模块和第二盘路模块之间设置有支撑件，所述支撑件用于支撑第一盘路模块和第二盘路模块，以形成容纳空间，所述单电池堆至少一部分位于容纳空间内，例如，所述单电池堆的两侧溢出于容纳空间外。
[0011]优选地，所述单电池堆与第一盘路模块、第二盘路模块接触或不接触。
[0012]优选地，所述支撑件可以为杆件、板件或其他能起到支撑作用的结构。
[0013]根据本专利技术的实施方案，所述流道模块与每个流道的端部相对应之处设置有进液口和出液口，所述进液口、出液口用于将外部液体导入流道内，或者将流道内的液体导出。
[0014]根据本专利技术的实施方案，所述进液口和出液口之间设置有堵头，所述堵头用于密闭所述流道位于进液口和出液口之间的端部区域，所述堵头用于密闭流道位于进液口和出液口之间的端部区域，避免流道内的电解液溢出。
[0015]根据本专利技术的实施方案，所述流道模块的外形结构可以是长方体，正方体，圆形，椭圆形或异形结构，例如为长方体。
[0016]根据本专利技术的实施方案，所述单电池堆内部由隔膜分割成正极区域和负极区域，单电池堆外壳与正极区域相对应之处设置有若干正极接口，与负极区域相对应之处设置有若干负极接口，例如包括两个正极接口和两个负极接口，正极接口分布于单电池堆的左侧顶部和底部，负极接口分布于单电池堆的右侧顶部和底部。
[0017]根据本专利技术的实施方案，所述正极接口通过进出液连接管路与第一盘路模块、第二盘路模块连接，用于将正极电解液导入和导出，负极接口通过进出液连接管路与第一盘路模块、第二盘路模块连接，用于将负极电解液导入和导出。
[0018]根据本专利技术的实施方案，所述流道模块上设置有进出液接口，所述进出液接口与外部电解液主管路连接，用于将电解液通过进出液接口导入流道模块中，所述进出液接口包括正极进出液接口和负极进出液接口，所述正极进出液接口与正极电解液主管路连接，所述负极进出液接口与负极电解液主管路连接。
[0019]作为一个实例地，所述第一盘路模块内设置有两组流道，所述流道的进液口通过正极进出液接口、负极进出液接口与外部电解液主管路连接，将外部正极电解液或负极电解液导入第一盘路模块内，所述出液口通过进出液连接管路与电堆连接。
[0020]作为一个实例地，所述第二盘路模块内设置有两组流道，所述流道的进液口通过正极进出液接口、负极进出液接口与外部电解液主管连接，将外部正极电解液或负极电解液导入第二盘路模块内，所述出液口通过进出液连接管路与电堆连接。
[0021]根据本专利技术的实施方案，所述流道模块采样非金属材料制成，优选采用塑料制成，例如采用PVC一体成型。
[0022]有益效果
[0023]本专利技术包括流道模块，流道模块的内部设置有流道，流道用于延长电解液主管路与单电池堆之间电解液的液流长度，从而减少旁路电流造成的能力损坏，且在使用时，不需要在外部设置复杂的旁路管路，结构较简单，且流道模块上的接头数量较小，不存在管道层
级的问题，与现有技术中由于接头众多，管道层级较多，易泄露难维修，需要占用大量空间相比，本专利技术的布管简单明了，采用对称设计方便，减小了整个系统需要的体积，节约了成本。
附图说明
[0024]图1为本专利技术中具有盘管流道的液流电池模块的结构示意图；
[0025]图2为本专利技术中流道模块端部的示意图；
[0026]图3为图2沿A
‑
A方向的剖视图；
[0027]图4为1字形结构的流道示意图；
[0028]图5为图4沿A
‑
A方向的示意图。
[0029]其中，1
‑
流道模块，11
‑
第一盘路模块，12
‑
第二盘路模块，2...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有盘管流道的液流电池模块，包括若干单电池堆，其特征在于，还包括若干流道模块，所述流道模块包括相对设置的第一盘路模块和第二盘路模块，所述第一盘路模块和第二盘路模块平行设置在单电池堆的上部和下部；所述单电池堆通过进出液连接管路与第一盘路模块、第二盘路模块连接，所述第一盘路模块、第二盘路模块上设置与外部电解液主管路连接的进出液接口，所述第一盘路模块、第二盘路模块的内部设置有若干组流道，所述流道用于延长电解液主管路与单电池堆之间电解液的液流长度。2.根据权利要求1所述的具有盘管流道的液流电池模块，其特征在于，所述流道模块与每个流道的端部相对应之处设置有进液口和出液口，所述进液口、出液口用于将外部液体导入流道内，或者将流道内的液体导出。3.根据权利要求2所述的具有盘管流道的液流电池模块，其特征在于，所述进液口和出液口之间设置有堵头，所述堵头用于密闭所述流道位于进液口和出液口之间的端部区域，所述堵头用于密闭流道位于进液口和出液口之间的端部区域，避免流道内的电解液溢出。4.根据权利要求1至3任一项所述的具有盘管流道的液流电池模块，其特征在于，所述单电池堆内部由隔膜分割成正极区域和负极区域，单电池堆外壳与正极区域相对应之处设置有若干正极接口，与负极区域相对应之处设置有若干负极接口，例如包括两个正极接口和两个负极接口，正极接口分布于单电池堆的左侧顶部、底部，负极接口分布于单电池堆的右侧顶部、底部。5.根据权利要求1至3任一项所述的具有盘管流道的液流电池模块，其特征在于，所述正极接口通过进出液连接管路与第一盘路模块连接，用于将正极电解液导入和导出，负极接口通过进出液连接管路与第二盘路模块连接，用于将负极电解液导入和导出。6.根据权利要求1至3...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖波，刘俊，谢玄之，张洁，尹兴荣，吴雪文，吴雄伟，
申请(专利权)人：湖南省银峰新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：