一种高度密封的液流电池制造技术

本发明专利技术提供一种液流电池一体化装置，包括依次相接的负极液流框、负极、质子交换膜、正极、正极液流框，质子交换膜与液流框之间通过耐酸粘接剂粘接，正极与质子交换膜之间和负极与质子交换膜之间通过导电胶粘结在一起。由于本发明专利技术采用粘结的方法将质子交换膜与两侧的液流框和电极一体化，简化了电池组装过程，提高电池的密封性，同时膜和电极一体化减小了其间的接触电阻，从而减小电池内阻，提高了电池效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液流电池4页i或，更具体i也-没计'液流电池的装配方式。
技术介绍
液流电池(例如钒氧〗匕还原液流电池)的电池堆通常是由一定数量的单电池串联组成。每个单电池由集电体(单集板)、液流框、电才及、隔膜、电才及、液流冲匡、集电体(单集才反)构成。以一个由两个单电池构成的电池堆为例，/人进液口开始按照端4反、集电体(单集板)、液流框、电极、隔膜、电极、液流框、集电体(双集板)，液流框、电极、集电板(单集板)、端板的顺序组装钒电池。电池堆的安装图如图l所示。端^反和端玲反之间用螺^全加以紧固，以达到密封的目的。电池堆装配时既要注意隔膜与液流才医的密封又要考虑液流框与集流体的密封，较为复杂。中国专利申请号CN200820108417.X^皮露将电才及槽和集流体通过粘4妄剂粘4妄并应用于卣化钒氧化还原液流电池，电极槽与粘接剂采用耐卣素腐蚀材料，这样的设计达到了更好的密封效果，降低了卣素挥发出电池的可能性，降低了密封时对于紧固的要求。<旦是，先有4支术的装配方法尚存在一定的缺陷，由于电池堆是将数目众多的电池部件固定在一起，电池组装过程比4交复杂，而且各部件之间不好密封，部件之间的接触电阻较大，导致电池的内阻较大，电池效率降低。
技术实现思路
本专利技术提供一种改进的装配方法，以克月良先有技术中液流电池4妄触电阻4交大的问题。本专利技术的液流电池包括依次相4妄的负极集流体、负才及液流框、负极、质子交换膜、正极、正极液流框、正极集流体，其中，质子交换膜与正极和/或负极之间通过导电胶粘结在一起。在一种优选实施方式中，正电极和负电才及分别镶嵌在各自的液流框中，并且质子交换膜通过粘接剂与正极液流框和负极液流框的边纟彖端面结合。在一种具体实施方式中，正电极和负电极由石墨毡、碳纸、碳布、或^友毡形成。才艮据本专利技术组装的液流电池，由于采用粘结的方法将质子交换膜与两侧的电极一体化，减小了其间的接触电阻，减小电池内阻，<提高电池电压效率从而《^是高了电池能量效率。在优选的方式，通过将电极嵌入各自的液流框中，并将质子交换膜与液流框沿着边缘用粘接剂封接，提高了电池的密封性，降低了对螺丝固定的力度要求。附图说明图1是一个典型的液流电池堆的示意图2示出根据本专利技术的一种具体的粘接方式；4图3示出根据本专利技术的另一种具体的粘接方式；图4示出根据本专利技术产品与现有技术产品的电阻差异。具体实施例方式用于本专利技术的粘接剂可以是中性硅酮密封胶、三醛胶、云石胶、氯丁胶、环氧胶、改性丙烯酸酯、聚氨酯、酚醛树脂、有才几珪等粘*接剂。对于电解液中包含强酸的液流电池，例如全钒液流电池，应该使用耐酸粘接剂，常用的粘接剂包括但不限于环氧树脂、聚酰胺树脂、丁氰橡胶等。可以用于本专利技术的导电胶包括环氧导电胶、铜系导电胶、银系导电胶、石墨填充型导电胶、复合纳米粉末导电胶等。在一种优选实施方式中，正电才及和负电才及分别镶嵌在各自的液流框中，并且质子交换膜通过耐酸的粘接剂与正极液流框和负才及液流才匡的边纟彖端面结合。该结构包括两个液流框4、 8和膜6以及三组件之间的粘接剂，两个电极5、 7和膜6之间的导电胶。膜6位于一体化结构的中间，呈长方体形，两个液流冲匡4、 8分别4立于膜6的两侧，并4巴膜6夹紧，膜的外边缘和液流框外框的边缘完全重合(即大d、一致)，在液流才医4、力莫6、液流框8三组件的4妻触面用粘4妄剂粘在一起，液流框和膜的大小根据氧化还原液流电池的设计需要制作；两个电极分别做正极和负极，位于膜的两侧，通过具有催化活性的导电胶进行粘接，电极的大小和形状与液流框内框的大小和形状相同，使电才及能正好镶嵌在液流框中，电极的外边缘与液流框的内框边桑彖相4妄触。实施例所用部件描述端4反PVC才才质，厚3cm集电体(单集板)等静压高密度石墨板，厚度6mm正极聚丙烯腈基石墨毡，厚度5mm，湖南九华碳素有限公司生产负极聚丙烯腈基石墨毡厚度5mm，湖南九华碳素有限公司液流框片状聚氨酯，厚5mm质子交换膜(隔膜)均相阳离子交换膜(国产PE-Ol ),厚0.3mm导电月交ZY518石墨填充型导电月交，卓4乙化工生产粘接剂环氧树脂E-44，聚酰胺树脂650#实例1液流电池的液流片匡4、 8和月莫6通过粘4妄剂并列平4亍粘4妄，月莫6的外边缘与液流框外框边缘重合，粘接剂粘接的部位为膜的外边缘与液流冲匡外框的外边乡彖；电才及5、 7的形状和大小与液流才匡4、 8内框的形状和大小相同，电极5、 7嵌在液流冲匡中，膜6和电极5、 7通过导电胶并列平行粘接，形成一体化结构。液流框4、 8和膜6的粘接用环氧树脂粘4妄，电极5、 7和膜6用石墨填充型导电月交粘4妄。在这个装置中，液流才医的外边框为80mmx 70mm，内边冲匡为40mm x 40mm，液;危冲匡厚度为5mm;电才及的有爻文面积为40mmx40mm,厚度为5mm，电才及和月莫之间用导电月交进4亍粘4妄，导电交的涂布方式为在膜上涂四个点13,四个点的分布位置对应于电才及的四个角，虚线表示电4及外边》彖(见图2)。6实例2在本实施例中，液流框4、 8和膜6的粘接用环氧树脂和聚酰 胺树脂按体积比为1 : 0.1 ~ 10混合均匀作为粘接剂进行粘接，电极 和液流框的粘接用石墨填充型导电胶。在这个装置中，使用均相阳 月莫，厚度为0.3mm,液;危冲匡的外边才匡为370mmx 270mm,内边才匡 为320mm x 210mm，'液:^4匡厚度为5mm;电才及的有效面积、为320mm x210mm,厚度为5mm,电才及和膜之间用导电月交进行粘4妄，导电月交 的涂布方式为在膜上涂四条边13 (点线结合的方式)，贴近电极的 外边》彖，虚线表示电才及的外边纟彖(见图3)。性能测试产品1:以实例1中的装置组装电池组，按照图1中示出的顺 序组装三个单电池，构成一个电池纟且；产品2:所用的部件与产品l相同，不同处在于，所用部件^f又 仅借助紧固螺丝固定在一起，部件之间没有用粘接剂粘接。这样按 图1的顺序组装三个单电池，构成一个电处4且。图4示出了产品1和2在前IO个循环中的电阻。乂人图4可见， 产品1和2前10个循环的平均电池内阻分别为375.3mQ和435.4m Q。 i兌明一体化装置能降4氐电池内阻。以上结合实施例对本专利技术作了阐述。对于本领域的技术人员来 说，本专利技术可以有各种更改和变化。凡在本专利技术的精神和原则之内， 所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范 围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高度密封的液流电池，包括依次相接的负极集流体、负极液流框、负极、质子交换膜、正极、正极液流框、正极集流体，其特征在于，所述质子交换膜与所述正极和／或负极中之间通过导电胶粘结在一起。

【技术特征摘要】
1.一种高度密封的液流电池，包括依次相接的负极集流体、负极液流框、负极、质子交换膜、正极、正极液流框、正极集流体，其特征在于，所述质子交换膜与所述正极和/或负极中之间通过导电胶粘结在一起。2. 根据权利要求1所述的液流电池，其中，所述正电极和负电极 分别镶嵌在各自的液流框中，并且所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘素琴，陈若媛，黄可龙，张庆华，史小虎，仲晓玲，李虹云，刘维维，吴雪文，刘根深，
申请(专利权)人：中南大学，湖南维邦新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：43[]