【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液流电池，具体为一种拼接式液流框板组件及其制备方法。
技术介绍
1、全钒液流电池是一种可再生能源储存技术，利用钒的多种氧化态在电池中的转化来存储电能。全钒液流电池由两个液体钒电解液和一个中间隔膜组成。当电池处于充电状态时，电源提供的电能将钒离子氧化成高氧化态的钒离子，并将其储存在电解液中。而在放电状态时，高氧化态的钒离子会通过中间隔膜与低氧化态的钒离子进行电化学反应，释放出储存的电能。全钒液流电池具有多种优点。首先，钒是一种丰富的元素，其在地壳中的含量较高，因此全钒液流电池的原料供应相对充足。其次，钒离子在电解液中具有多种氧化态，使得电池的电化学反应可逆性强，储能效率较高。此外，全钒液流电池具有较长的循环寿命，可以进行数万次的充放电循环而不会导致电池容量的明显下降。另外，由于全钒液流电池采用液体电解液，其容量可以根据需求进行扩展，具有较好的可调性。全钒液流电池由电堆、钒电解液储罐、循环泵、管路、充放电等模块组成。电堆由单片电池串联组成。单片电池由离子交换膜、电极、导电板、液流框板、凸条构成。电极由石墨毡构成，装在液流框板内，位于离子交换膜和导电板之间。液流框板的上部、下部分别设有钒电解液进液、出液支路流道。 在循环泵压力作用下，储罐中的钒电解液通过主路进液流道流进电堆经单片电池液流框板下部的支路进液流道均匀分流后自下而上均匀流过单片电池电极微孔流道进行电化学反应，反应后的钒电解液经过单片电池液流框板上部的支路进液流道均匀汇流后流出电堆，再通过主路出液流道流回储罐中。
2、在制备电池液流框板过程中，由于框
技术实现思路
1、（一）解决的技术问题：针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种拼接式液流框板组件及其制备方法，具备液流框板加工流程简便，且液流框板与离子交换膜的组装匹配性高，无需在装配过程中依赖精密设备，此外，当离子交换膜与液流框板装配并完成焊接之后，二者之间的连接紧密，降低了密封的难度的优点，解决了传统加工方法操作繁琐，加工复杂度高，密封难度大，且在液流框板与离子交换膜之间容易出现缝隙，导致连接不紧密，影响电池质量和性能的问题。
2、（二）技术方案：为实现上述液流框板加工流程简便，且液流框板与离子交换膜的组装匹配性高，无需在装配过程中依赖精密设备，此外，当离子交换膜与液流框板装配并完成焊接之后，二者之间的连接紧密，降低了密封的难度的目的，本专利技术提供如下技术方案：一种拼接式液流框板组件，它包括液流框板和离子交换膜，所述液流框板为方形，液流框板的中间加工方形的离子交换腔，所述离子交换腔通过离子交换膜被隔成上下独立的正液反应腔、负液反应腔，所述液流框板的上下面两侧分别设计有向正液反应腔、负液反应腔通过离子液流的流道，所述正液反应腔通过液流框板中的一个对角位置开设的贯通的两个过液孔一通入和流出电池反应的正极溶液；所述负液反应腔通过液流框板中的另一个对角位置开设的贯通的两个过液孔二通入和流出电池反应的负极溶液；其特征在于：所述液流框板包括融合为一体的左液流框板和右液流框板，所述左液流框板通过结合面一侧中间位置的凸起结构与所述右液流框板结合面一侧的凹槽结构相匹配卡入装配为一体；所述左液流框板和右液流框板组成的液流框板内侧中间设计有沿其矩形内壁的卡槽，所述离子交换膜为矩形，所述离子交换膜沿其矩形形状的边缘注塑有矩形边条形状的卡条框架，所述卡条框架与液流框板使用相同材料制作,所述卡条框架密封安装在所述卡槽内，所述卡条框架内沿其矩形方向设置有用于高频加热的金属丝, 所述卡条框架内还设置有沿其矩形方向的密闭的气腔；所述卡条框架通过对其内部金属丝隔空高频加热使得卡条框架与卡槽的接触位置熔化,所述气腔受热膨胀使得熔化后的卡条框架贴合面位置受到向外的膨胀压力与卡槽的贴合面压紧结合为一体。
3、优选的，所述卡槽截面形状为梯形，所述卡条框架截面为梯形。
4、优选的，所述凸起结构及所述凹槽结构横截面呈梯形。
5、优选的，所述气腔位于所述金属丝的外侧。
6、优选的，所述气腔内充入有不易反应的高压稳定性气体，具体来说可以使用氮气或者其它不易反应氧还原反应的气体。
7、优选的，所述卡条框架用于和卡槽贴合的斜边上沿其矩形方向设置有两个以上的凸条。
8、优选的，所述卡条框架截面方向上中间设计有所述气腔，所述卡条框架截面方向上气腔四周在梯形截面靠近上下贴合斜面位置各设计有两条所述凸条，所述凸条在卡条框架截面为弧形凸起，所述金属丝在卡条框架截面内设计有4条，所述金属丝位置在卡条框架截面所述凸条弧形凸起的圆心位置。
9、优选的，所述卡条框架截面梯形的高度小于所述卡槽截面梯形的高度。
10、优选的，位于所述凹槽结构位置的右液流框板内设置有金属丝二，所述金属丝二沿其横截面梯形的斜边设置两根及以上。
11、优选的，所述左液流框板上下表面设置有凸起的加热限位槽，所述右液流框板上下表面设置有凸起的加热限位槽。
12、一种拼接式液流框板组件的制备方法，包括：s1、在液流框板上下设置产生交变磁场的高频加热结构，在液流框板两端设置夹具，分别夹紧左液流框板与右液流框板；s2、在离子交换膜上安装卡条框架，并将卡条框架安装在左液流框板与右液流框板中的卡槽内；s3、左右夹具将左液流框板与右液流框板对准卡紧；s4、上下所述的高本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种拼接式液流框板组件，包括液流框板和离子交换膜（1），所述液流框板为方形，液流框板的中间加工方形的离子交换腔（2），所述离子交换腔（2）通过离子交换膜（1）被隔成上下独立的正液反应腔（3）、负液反应腔（5），所述液流框板的上下面两侧分别设计有向正液反应腔（3）、负液反应腔（5）通过离子液流的流道，所述正液反应腔（3）通过液流框板中的一个对角位置开设的贯通的两个过液孔一（4）通入和流出电池反应的正极溶液；所述负液反应腔（5）通过液流框板中的另一个对角位置开设的贯通的两个过液孔二（6）通入和流出电池反应的负极溶液；其特征在于：所述液流框板包括融合为一体的左液流框板（12）和右液流框板（13），所述左液流框板（12）通过结合面一侧中间位置的凸起结构（14）与所述右液流框板（13）结合面一侧的凹槽结构（15）相匹配卡入装配为一体；所述左液流框板（12）和右液流框板（13）组成的液流框板内侧中间设计有沿其矩形内壁的卡槽（7），所述离子交换膜（1）为矩形，所述离子交换膜（1）沿其矩形形状的边缘注塑有矩形边条形状的卡条框架（8），所述卡条框架（8）与液流框板使用相同材料制作,所述卡条框架
2.根据权利要求1所述的一种拼接式液流框板组件，其特征在于：所述卡槽（7）截面形状为梯形，所述卡条框架（8）截面为梯形；所述凸起结构（14）及所述凹槽结构（15）横截面形状呈梯形。
3.根据权利要求1所述的一种拼接式液流框板组件，其特征在于：所述气腔（16）位于所述金属丝（10）的外侧。
4.根据权利要求1所述的一种拼接式液流框板组件，其特征在于：所述气腔（16）内充入有高压的稳定性气体。
5.根据权利要求2所述的一种拼接式液流框板组件，其特征在于：所述卡条框架（8）用于和卡槽（7）贴合的斜边上沿其矩形方向设置有两个以上的凸条（17）。
6.根据权利要求5所述的一种拼接式液流框板组件，其特征在于：所述卡条框架（8）截面方向上中间设计有所述气腔（16），所述卡条框架（8）截面方向上气腔（16）四周在梯形截面靠近上下贴合斜面位置各设计有两条所述凸条（17），所述凸条（17）在卡条框架（8）截面为弧形凸起，所述金属丝（10）在卡条框架（8）截面内设计有4条，所述金属丝（10）位置在卡条框架（8）截面所述凸条（17）弧形凸起的圆心位置。
7.根据权利要求2所述的一种拼接式液流框板组件，其特征在于：位于所述凹槽结构（15）位置的右液流框板（13）内设置有金属丝二（11），所述金属丝二（11）沿其横截面梯形的斜边设置两根及以上。
8.根据权利要求3所述的一种拼接式液流框板组件，其特征在于：所述左液流框板（12）上下表面设置有凸起的加热限位槽（18），所述右液流框板（13）上下表面设置有凸起的加热限位槽（18）。
9.一种拼接式液流框板组件的制备方法，其中所述的拼接式液流框板组件为如权利要求1-8中任一项所述的拼接式液流框板组件，其特征在于：S1、在液流框板上下设置产生交变磁场的高频加热结构，在液流框板两端设置夹具，分别夹紧左液流框板（12）与右液流框板（13）；S2、在离子交换膜（1）上安装卡条框架（8），并将卡条框架（8）安装在左液流框板（12）与右液流框板（13）中的卡槽（7）内；S3、左右夹具将左液流框板（12）与右液流框板（13）对准卡紧；S4、上下所述的高频加热结构分别压紧在液流框板上下表面上，并与加热限位槽（18）匹配；S5、启动高频加热结构在液流框板之间产生高频的交变磁场，金属丝（10）及金属丝二（11）金属内部产生涡电流，电流的流动在金属丝（10）及金属丝二（11）内部产生电阻，电阻会转化为热能，使金属丝（10）及金属丝二（11）加热，当金属丝（10）发热后，会使其周围的聚氯乙烯或聚丙烯塑料制成卡条框板受热膨胀并熔化；当金属丝二（11）发热后，会使周围聚氯乙烯或聚丙烯塑料制成的右液流框板（13）部分熔化；S6、熔化后的卡条框板与其周围的液流框板相接融合，左液流框板（12）的凸起结构（14）与右液流框板（13）的凹槽结构（15）相接融合；S7、在左液流框板（12）与右液流框板（13）相连接位置再次加热焊接。
...【技术特征摘要】
1.一种拼接式液流框板组件，包括液流框板和离子交换膜（1），所述液流框板为方形，液流框板的中间加工方形的离子交换腔（2），所述离子交换腔（2）通过离子交换膜（1）被隔成上下独立的正液反应腔（3）、负液反应腔（5），所述液流框板的上下面两侧分别设计有向正液反应腔（3）、负液反应腔（5）通过离子液流的流道，所述正液反应腔（3）通过液流框板中的一个对角位置开设的贯通的两个过液孔一（4）通入和流出电池反应的正极溶液；所述负液反应腔（5）通过液流框板中的另一个对角位置开设的贯通的两个过液孔二（6）通入和流出电池反应的负极溶液；其特征在于：所述液流框板包括融合为一体的左液流框板（12）和右液流框板（13），所述左液流框板（12）通过结合面一侧中间位置的凸起结构（14）与所述右液流框板（13）结合面一侧的凹槽结构（15）相匹配卡入装配为一体；所述左液流框板（12）和右液流框板（13）组成的液流框板内侧中间设计有沿其矩形内壁的卡槽（7），所述离子交换膜（1）为矩形，所述离子交换膜（1）沿其矩形形状的边缘注塑有矩形边条形状的卡条框架（8），所述卡条框架（8）与液流框板使用相同材料制作,所述卡条框架（8）密封安装在所述卡槽（7）内，所述卡条框架（8）内沿其矩形方向设置有用于高频加热的金属丝（10）, 所述卡条框架（8）内还设置有沿其矩形方向的密闭的气腔（16）；所述卡条框架（8）通过对其内部金属丝（10）隔空高频加热使得卡条框架（8）与卡槽的接触位置熔化,所述气腔（16）受热膨胀使得熔化后的卡条框架（8）贴合面位置受到向外的膨胀压力与卡槽（7）的贴合面压紧结合为一体。
2.根据权利要求1所述的一种拼接式液流框板组件，其特征在于：所述卡槽（7）截面形状为梯形，所述卡条框架（8）截面为梯形；所述凸起结构（14）及所述凹槽结构（15）横截面形状呈梯形。
3.根据权利要求1所述的一种拼接式液流框板组件，其特征在于：所述气腔（16）位于所述金属丝（10）的外侧。
4.根据权利要求1所述的一种拼接式液流框板组件，其特征在于：所述气腔（16）内充入有高压的稳定性气体。
5.根据权利要求2所述的一种拼接式液流框板组件，其特征在于：所述卡条框架（8）用于和卡槽（7）贴合的斜边上沿其矩形方向设置有两个以上的凸条（17）...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑翔宇，何永强，易中强，吴可，蒋鹏，
申请(专利权)人：浙江聚合储能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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