一种液流电池用电堆制造技术

本发明专利技术涉及液流电池，特别涉及一种液流电池用电堆。一种液流电池用电堆，包括双极板和电极框，所述双极板上具有热量传导部件，所述热量传导部件将电堆内部的热量传导至外环境，使得电堆电解液和环境温度差不高于10℃。新增加的热量传导部件为双极板的延伸部分或外接的散热片，不会对原有电池结构带来损伤或变化，有效满足了液流电池的换热要求，保证电堆的性能稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液流电池，特别涉及一种液流电池用电堆。
技术介绍
电能难以储存而又不可缺少，任何时刻它的生产都要满足用电需求，因此人们一直在寻找既经济又可行的储能技术，来解决供求之间的矛盾，使得电能的生产与需求脱钩。另外电能存储在电能管理、电网辅助服务、电压控制、可再生能源利用、大型不间断电源等方面有着重要作用，若与大型火力发电联合，可降低电站峰值容量、降低发电成本以及减小污染。若与风力、太阳能、潮汐能等可再生能源发电联合，可实现电能的连续平稳供给，满足用户需求。由于液流电池的具有循环寿命长、安全性好、功率与容量可独立设计的特点，操作方便等优点，逐渐成为最有前途的大中型规模电カ存储设备的首选之一。其中，全钒液流电池备受青睐。双极板是全钒液流电池关键部件之一，它的作用不仅是为电极反应提供电子导体，而且还是ー节电池ー极与邻近电池另ー极的反应腔的隔板。其结构和材质的合理性直接影响到电池的寿命和性能。作为良好导电体的双极板，往往又是良好的导热体，如石墨板，碳塑板，其导热系数远远高于同类非金属材料，可以达到与碳钢，铸铁等金属材料相近的导热性能。目前作为规模储能的液流电池，在构建系统时必须考虑其运行过程的热管理问题，但由于其品位低，利用难度较大，同时大都是强酸的氧化还原体系，对换热材质要求苛亥IJ，大部分常见热交換器难以满足使用要求，目前较多采用的是非金属类换热器。此类换热器或者置于电解液储罐中，或者外接于电堆或系统上，需要匹配相关部件才可实现，大大増加了电池系统的成本和体积。另外，由于此类换热器的加入，往往会带来电池储罐密封、电堆原有结构变化等问题，导致电池整体性能有所变化，稳定性降低，不利于电池的长期运行。
技术实现思路
为了解决上述液流电池上存在问题，本专利技术的目的在于提供一种液流电池用电堆。—种液流电池用电堆，包括双极板和电极框，所述双极板上具有热量传导部件，所述热量传导部件将电堆内部的热量传导至外环境，使得电堆电解液温度和环境温度差不高于 IO0Co本专利技术所述电堆优选技术方案为ー种液流电池用电堆，包括双极板和电极框，所述双极板上具有热量传导部件，所述热量传导部件将电堆内部的热量传导至外环境，使得电堆电解液温度和环境温度差不高于10°C ;双极板的外形尺寸大于电极框的外形尺寸，所述热量传导部件是双极板延伸至电极框外侧的延伸部，所述延伸部与外环境接触并将电堆内部的热量传导至外环境。现有技术中电堆主要由双极板、正负电极、电极框、端板、密封材料和紧固件构成。其中，两个双极板之间设有电极框，电极框为中空结构，内部分别设有正负电极，正负电极之间设有离子交換膜。电堆的双极板外形尺寸与电极框外形尺寸相同，在液流电池中一方面作为电极反应的电子导体，另ー方面充当一节电池一极与邻近电池另ー极的反应腔的隔板，由良导体材料制成，如石墨板，碳塑板等。与此同时，作为良导体的双极板往往也是良导热体，因此，本技术方案利用双极板的这ー特性，将双极板本身作为热量传导的载体，通过使双极板的外形尺寸大于电极框的外形尺寸，将双极板延伸至电极框外侧的延伸部作为热量传导部件。通过该延伸部与外环境接触并将电堆内部的热量传导至外环境，延伸到电极框外面的双极板部分与外界环境可以进行大面积热量交換，使得电堆电解液温度和环境温度差不高于10°c，有效地使电堆降温，保证电池系统性能稳定、正常工作。本领域熟练技术人员可以根据电堆的规格、尺寸、组成、功率、双极板材质等确定为达到散热要求所需的延伸部的尺寸。本专利技术所述电堆中优选延伸部的面积为双极板面积59^200%，进ー步优选为2(T100%。本专利技术所述“双极板面积”指不包括延伸部的双极板的面积，即与电极框外框尺寸相同部分的双极板的面积。 本专利技术上述技术方案中延伸部的延伸方向优选为电堆的横向和/或纵向。本专利技术上述技术方案中延伸部在双极板侧面整体或局部延伸。本专利技术上述技术方案中优选双极板为石墨板、碳素板或碳塑复合板。为满足加工和组装方便的目的，本专利技术所述电堆优选双极板的延伸部为向ー个方向整体延伸。本专利技术进一步优选下述技术方案ー种液流电池用电堆，所述电堆包括端板、集流板、电极、隔膜、双极板、电极框以及密封和紧固部件，所述延伸部的延伸方式为向双极板的一侧纵向整体延伸，延伸部的面积为双极板面积2(Tl00%。本专利技术另ー优选的技术方案为ー种液流电池用电堆，包括双极板和电极框，所述双极板上具有热量传导部件，所述热量传导部件将电堆内部的热量传导至外环境，使得电堆电解液温度和环境温度差不高于10°c，所述热量传导部件是设置于双极板上的散热片。本专利技术所述电堆也可采用外接其他散热部件的方式将电堆内部的热量传导至外环境，所述的散热部件为本领域熟练技术人员所知的可用于散热的散热片等。本专利技术上述技术方案中散热片优选通过双极板延伸至外环境的突出部固定于双极板上。本领域熟练的技术人员可以根据电堆的规格、尺寸、组成、功率、双极板材质等确定为达到散热要求所需的散热片的种类、尺寸、型号等，也可通过散热片的种类、尺寸等确定突出部设置的位置、尺寸、方式等。本专利技术上述技术方案中优选双极板为石墨板、碳素板或碳塑复合板。本专利技术上述技术方案中突出部的延伸方向优选为电堆的横向和/或纵向。本专利技术上述技术方案中突出部在双极板侧面整体或局部延伸。本专利技术的有益效果是应用本专利技术所述的电堆结构，可以取消现有技术中液流电池中专门的热交換器，大大地降低了电池的成本，同时又减小电池的占地空间，降低电池的设计和研发成本。新増加的热量传导部件为双极板的延伸部分或外接散热片，操作简单易行，且不会对原有电池结构带来损伤或变化，保证电堆的性能稳定性。附图说明本专利技术附图2幅，图1为本专利技术液流电池的结构图；图2为本专利技术液流电池的分解图；附图标记如下1、端板，2、电极框，3、螺杆，4、预紧弹簧，5、螺帽，6、双极板，7、集流板，8、电极，9、隔膜，601、延伸部。具体实施例方式下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。实施例1电池结构如图1所示，分解如图2所示。一种液流电池用电堆包括端板1、集流板7、电极8、隔膜9、双极板6、电极框2以及密封件和紧固部件，所述双极板6的外形尺寸大于电极框2的外形尺寸，所述热量传导部件是双极板延伸至电极框外侧的延伸部601，所述延伸部601与外环境接触并将电堆内部的热量传导至外环境。所述延伸部601的延伸方式为向双极板6的一侧纵向整体延伸，延伸部高度为200mm,延伸部面积为0. 07m2 (扣除螺杆穿插孔)。电极面积0.17m2单电池数15个电极框/双极板(不含延伸部)尺寸400 X 500mm，面积0. 2m2测试采用恒流170A充放电；电堆充放电电压效率86 %，库仑效率92.5%，能量效率79. 5 %，50个充放电循环后出口温度高出环境温度TC，而采用常规的结构及双极板和电极框外形尺寸相同，电堆效率没有差异，而50个充放电循环后出口温度高出环境温度15 °C。实施例2电池结构如图1所示，分解如图2所示。ー种液流电池用电堆包括端板1、集流板7、电极8、隔膜9、双极板6、电极框2以及密封件和紧固部件，所述双极板6的外形尺寸大于电极框2的外形尺寸，所述热量传导部件是双极板延伸至电极框外侧的延伸部601，所述延伸部6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液流电池用电堆，包括双极板和电极框，其特征在于：所述双极板上具有热量传导部件，所述热量传导部件将电堆内部的热量传导至外环境，使得电堆电解液和环境温度差不高于10℃。

【技术特征摘要】
1.一种液流电池用电堆，包括双极板和电极框，其特征在于所述双极板上具有热量传导部件，所述热量传导部件将电堆内部的热量传导至外环境，使得电堆电解液和环境温度差不高于10°c。2.根据权利要求1所述的电堆，其特征在于所述双极板的外形尺寸大于电极框的外形尺寸，所述热量传导部件是双极板延伸至电极框外侧的延伸部，所述延伸部与外环境接触并将电堆内部的热量传导至外环境。3.根据权利要求2所述的电堆，其特征在于所述延伸部的面积为双极板面积的 59^200%。4.根据权利要求3所述的电堆，其特征在于所述延伸部的面积为双极板面积的20I00%ο5.根据权利要求2所述的电堆,其特征在于所述延伸部的延伸方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：高素军，张华民，杨振坤，衣宽荣，
申请(专利权)人：大连融科储能技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：