CN102124593B - 一体歧管 - Google Patents

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Abstract

一种形成相邻液流电解质电池的电池叠(20)的一体歧管的信道，在歧管和电池叠(20)的毛细管之间提供改良的封堵。方法包括形成相邻电池叠(20)的型腔(44)，其中型腔(44)对电池叠的电池的毛细管开口是开通的。多支针(38)被放置在型腔(44)内，其中针(38)的末端跟毛细管开口相接。型腔(44)之后以物料填满并容许物料固化成模压部分。之后将针(38)从模压部分移除，因此在模压部分中形成跟毛细管开口流体连接的信道。

Description

一体歧管
技术领域
本发明涉及液流电解质电池的歧管。特别地，但不是专门地，本发明涉及一种形成液流电解质电池的电池叠用的一体歧管的方法。
背景技术
独立电源系统所用的电池通常是铅酸电池。但是，铅酸电池在表现上和环境安全上存在限制。典型的铅酸电池在气候很热的环境中通常只有很短的寿命，尤其当它们偶尔完全放电时更甚。铅酸电池亦对环境有害，因为铅酸电池的一个主要成分为铅，可能在生产和弃置时引致严重的环境问题。
液流电解质电池，例如锌溴电池、锌氯电池、和钒液流电池等提供了克服上述铅酸电池的限制的潜能。特别地，液流电解质电池的有用寿命不会受完全放电应用影响，而液流电解质电池的能量重量比高达铅酸电池的六倍。
但是，生产液流电解质电池可能比生产铅酸电池更为困难。液流电解质电池跟铅酸电池一样，均包括一叠电池以提供高过单独电池电压的某个电压，但跟铅酸电池不同的是，流动电解质电池中的电池是通过电解质循环路径液压地连接的。这可能产生问题，因为分路电流可以从一个串联连接的电池经过电解质循环路径流到另一个串联连接的电池，引致能量损耗和令个别电池的充电状态失衡。要防止或减少这种分路电流，液流电解质电池在电池之间界定了足够长的电解质循环路径，因此增加电池之间的电阻。
电解质通常通过外部的歧管供应到电池叠或从电池放出。各电池在电解质循环路径的毛细管开口有多个入口及出口。各外部歧管采用精细的连接设备连接到电池叠的循环路径，连接设备包括弹性体连接管阵列。典型的54层电池叠需要216个弹性体连接管。这种精细的连接设备不只难以生产，亦容易在组合和使用过程中损坏。
参照图1，这里说明了根据已知的先有技术的液流电解质电池的电池叠10的透视图。电池叠10的电池通过弹性体连接管14阵列连接到外部的歧管身部12。
因此有需要克服或减轻多种以上讨论过的，关联先有技术的液流电解质电池的问题。
发明内容
发明目标
因此，本发明的一个目的是克服或减轻先有技术的一或多个限制，包括提供液流电解质电池的改良歧管。
本发明还有另一个目的，是提供一种形成电解质电池的电池叠的一体歧管。
发明概述
在第一种形式，但不需要是唯一或真的是最阔的形式，本发明在于一种形成相邻液流电解质电池的电池叠的一体歧管的通道的方法，该方法包括：形成相邻电池叠的型腔，其中型腔对电池叠的电池的毛细管开口是开通的；在型腔内放置多支针，其中针的末端跟毛细管开口相接；以物料填满型腔；容许物料固化成模压部分；和从模压部分移除针，因此在模压部分中形成跟毛细管开口流体连接的通道。优选地，该方法包括形成相邻所述通道的歧管腔，所述通道通向该歧管腔之内。
在一实施方案中，在以物料填满所述型腔之前将界定所述歧管腔的歧管塞插入型腔，而针穿过该歧管塞。在另一个实施例中，所述歧管腔通过机器加工歧管腔进入所述模压部分形成。
优选地，方法包括将所述通道在所述歧管腔和所述模压部分的外部之间伸延的部分封堵。优选地，所述毛细管开口界定在毛细管伸延进半电池的管端。
优选地，所述多支针的各支针有在当所述物料固化时在所述型腔之外的头和接收在其中一个所述毛细管开口之内的内端。
优选地，所述各针的头部的直径比所述内端大。
优选地，所述型腔通过在形成所述模压部分之后移除的模架形成。优选地，所述针通过使用抽取面板从所述模压部分移除。
优选地，所述模架之内界定有细孔，而当将所述多支针的各支针插进所述型腔内时，各支针均放置在细孔内。本发明还延伸到一种液流电解质电池，其包括采用本发明的第一种形式形成的一体歧管。
附图说明
为协助明白本发明并容许本技术领域的专业人员将本发明造出实际的效果，本发明的优选实施例在以下通过使用例子并参照附图来描述，其中：
图1为根据已知的先有技术的，带有外部歧管的液流电解质电池的透视图。
图2为放置在模架的底板上的液流电解质电池的电池叠的一部分的透视图。
图3为图1的电池叠的部分和放置在模架底板上的歧管塞的透视图。
图4为图3的电池叠和歧管塞的透视图，显示伸延穿过歧管塞因而其内端接受在电池叠的毛细管开口之内的针。
图5为图4的电池叠、歧管塞和针的透视图，还显示模架的端板和顶板。
图6为跟图5一样的透视图，还显示模架的侧板。
图7为图6的模架的另一个透视图。
图8为电池叠的一角的透视图，在此所有模板均被移除，显示根据本发明形成的一体歧管；和
图9显示了形成图8的一体歧管的方法中的针的侧视图。
具体实施方式
本发明的实施例包括一种形成相邻液流电解质电池的电池叠的一体歧管的通道的方法，和拥有一体歧管的液流电解质电池。本发明的要素在附图中以简洁的概述形成说明，只显示理解本发明的实施例所必须的特定细节，但不会显示过多对按照本描述的本领域的技术人员明显的细节，因而令公开变得杂乱。
在此专利说明书内，形容词如第一和第二、左和右、前和后、顶和底等等只单单用来从一个要素或方法步骤定义另一个要素或方法步骤，而不一定需要如形容词所描述的特定相对位置或次序。词语例如″包括″或″包含″并不是用来定义排他的一组要素或方法步骤。相反的，这些词语只定义本发明中特定实施例之内包括的最基本的要素或方法步骤。
一种形成液流电解质电池的一体歧管的方法在此顺序参照图2，3和5-8描述。图中显示了一体歧管在液流电解质电池的电池叠的一角如何形成。应理解到类似的一体歧管会在电池叠的所有四个角落或液流电解质电池的其他位置形成。
参照图2，图中说明了液流电解质电池的电池叠20的一角的透视图。作为形成一体歧管的第一步，电池叠20放置在模板的底板22上。底板22的边界定有定位孔23。
电池叠20包括一叠以分隔板25分隔的电极板24来界定多个半电池。所述半电池跟申请人在申请中的国际申请号PCT/AU2008/000353，申请日2008年3月13日，公开号WO2008/116248中描述的半电池类似，并在此并入以作参考。各半电池包括电极板24，相邻的分隔板25和毛细管26。毛细管26布置在各电极板24和相邻的分隔板25之间形成的毛细管通道中。如图示，毛细管26从电极板24和分隔板25的边缘轻微向外伸延。半电池在俯视图中基本上为长方形，但在其角落有切开的区域28。毛细管26可以用聚合材料或其他可焊至注模塑料的物料制成。
底板22为模架的一部分，底板连同模架一起界定相邻电池叠20的角落的腔。腔会参照图5更详细描述。
参照图3，歧管塞30放置在底板22之上。歧管塞30放置在切开的区域28内。歧管塞30基本上为圆柱形，拥有底座32和上端34。底板22支撑着上面的底座32。两组交错的孔36界定在歧管塞30内。孔36跟电池叠20的毛细管26的开口对准。
图4显示了针38插进歧管塞30的孔36内。针38以穿过歧管塞30的配置插进孔36内。针38的内端跟毛细管26的开口相接，以将毛细管26封堵。图4说明了针38相对于歧管塞30和电池叠20的排列，但并不说明形成一体歧管的方法中的步骤。
图5显示形成一体歧管的下一个步骤。模架的顶板40放置在电池叠20的上方，而模架的端板42将电池叠20的端封合。型腔44被界定在底板22，顶板40，端板42和侧板50(在图6指出)之间。端板42有一组穿越端板的交错的孔，这组孔跟歧管塞30的孔36对准。顶板40有向型腔44开着的填充洞48。在使用时，加热的模物料经过填充洞48注射进型腔44之内。加热的模物料可以是任何有效地连接到电极板24和毛细管26的聚合材料。加热的模物料连接到电极板24的露出的边缘，并在电极板24之间形成密闭的封口。再者，加热的模物料连接到从电极板24的边缘向外延伸的各毛细管26的外表面的圆周附近，并在此形成密闭的封口。
顶板40还包括跟歧管塞30对准的孔46，歧管塞30的上端34接收在孔中。针38经过端板42的孔插进型腔内。针38穿过歧管塞30而针38的内端接收在毛细管26的开口之内，如上述参照图4所示。
图6和图7显示被模架覆盖的电池叠20的一角的不同视点的视图。模架包括侧板50，侧板50有穿过侧板的埋头孔52，埋头孔跟顶板40和底板22的定位孔23对准。侧板50通过扣件扣紧，扣件伸延穿过埋头孔52以连接到定位孔23。如图标，针38亦伸延穿过位置在端板42外侧的抽取面板43的交错的孔。
在电池叠20被模架覆盖之后，如图6和图7所示，型腔44被模物料填充。例如，这模物料可以是聚乙烯，聚丙烯或其他适合的物料。在此之后容许模物料成形。参照图8，当模物料成形之后，将模架固定的扣件被移除，而针38和相对的板22，40，42和50亦被移除。针38通过将抽取面板43从端板42拉开而移除。最后，歧管塞30亦被移除。结果的模压部分54有在歧管腔58和毛细管26之间伸延的通道56，所述歧管腔58界定为先前歧管塞30毛细管的位置。从模压部分54的外边引导到歧管腔58的通道59之后被封堵。因此液流电解质电池的一体歧管包括歧管腔58和在模压部分54之内形成的通道56。通道56流体连接歧管腔58到毛细管26。
另外，歧管腔可以通过当在组合板22，40，42和50以形成模时从型腔44略去歧管塞30而形成。当模物料在模内成形而模板22，40，42和50被移除之后，歧管腔通过钻孔进模压部分54而形成。
在形成本发明的一体歧管之后，侧板(未显示)可以焊接到电池叠20的侧边，包括在模压部分54的侧边，以有效地将电池叠封口。连接这些侧板的多种焊接技术对本领域的技术人员是已知的。
参照图9，针38有内端60，头62和在内端60和头62之间伸延的柄64。内端60的尺寸被制定以接收在毛细管26的开口之内，因而将毛细管26封密并在填充型腔44时防止液态模物料阻塞毛细管26的开口。柄64的尺寸被制定以接收在歧管塞30的孔36内，因而将歧管腔58封密并在填充型腔44时防止液态模物料进入型腔58之内。头52的直径的尺寸被制定为大过抽取面板43的孔。如此，通过将抽取面板43拉离端板42时就可以将针38从型腔44抽离。
用上述方法制成的一体歧管比起先有技术的外部歧管比较不易损毁，并在液流电解质电池的电池叠的歧管和毛细管之间提供改良的封口。
一套形成一体歧管的工具包括歧管塞30，针38，和板22，40，42和50。
以上对本发明不同实施例的描述是被提供作为对本领域的技术人员的描述的。这描述不打算是彻底的或限制本发明至一个公开了的实施例的。如以上提到，多种对本发明的替代或改变对本领域的技术人员来说是明显的。因此，也许有些替代的实施例被特别的讨论过，但其他实施例对本领域的技术人员是明显或相对容易开发的。此专利说明书打算包含所有本发明在此讨论过的替代，改动或改变，和其他落入上述发明的精神的范围的实施例。

Claims (12)

1.一种形成相邻液流电解质电池的电池叠的一体歧管的通道的方法，方法包括：形成相邻电池叠的型腔，其中型腔对电池叠的电池的毛细管开口是开通的；在型腔内放置多支针，其中针的末端跟毛细管开口相接；以物料填满型腔；容许物料固化成模压部分；和从模压部分移除针，因此在模压部分中形成跟毛细管开口流体连接的通道。
2.如权利要求1所述的方法，还包括形成相邻所述通道的歧管腔，所述通道通向该歧管腔之内。
3.如权利要求1所述的方法，其中在以物料填满所述型腔之前将界定歧管腔的歧管塞插入型腔，而针穿过该歧管塞。
4.如权利要求2所述的方法，其中所述歧管腔是通过机器加工所述模压部分而形成的。
5.如权利要求3所述的方法，还包括将所述通道在所述歧管腔和所述模压部分的外部之间伸延的部分封堵。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述毛细管开口界定在毛细管伸延进半电池的管端。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述多支针的各支针有在当所述物料固化时在所述型腔之外的头和接收在其中一个所述毛细管开口之内的内端。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述各支针的头部的直径比所述内端大。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述型腔通过在形成所述模压部分之后移除的模架形成。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述模架之内界定有细孔，而当将所述多支针的各支针插进所述型腔内时，各支针均放置在细孔内。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述针通过使用抽取面板从所述模压部分移除。
12.一种液流电解质电池的电池叠迭用的一体歧管，其中该歧管包括根据权利要求1所述的方法形成的通道。
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