CN102244212B - 钒液流电池电堆密封方法及电堆单元和钒液流电池电堆 - Google Patents
钒液流电池电堆密封方法及电堆单元和钒液流电池电堆 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及钒液流电池电堆密封方法及电堆单元和钒液流电池电堆。所述钒液流电池电堆的密封方法中采用热熔线进行密封。所述钒液流电池电堆单元包括：导电电极板、框板、导流板和离子膜；其中，导电电极板的边长小于导电电极板的边长，导电电极板与框板通过热熔线连接固定，框板与导流板通过热熔线连接固定，在导电电极板上、下设置的框板通过热熔线连接固定，离子膜与导电电极板、框板和导流板形成一体式结构的电堆单元。
Description
技术领域
本发明涉及一种密封方法，具体涉及一种钒液流电池电堆的密封方法及应用该方法制成的钒液流电池一体式电堆。
背景技术
钒液流电池的密封问题一直是困扰钒液流电池使用寿命的一个技术问题。
现有技术中均采用密封橡胶圈进行密封。现有技术中钒液流电池电堆中包括导电电极板、框板和导流板，其中，在所述框板的导流孔处设有O型橡胶密封圈，该密封橡胶圈通过胶水粘贴在所述框板上，在所述框板的
外圈周边设有密封橡胶圈，该密封橡胶圈通过胶水粘贴在所述框板上，导电电极板做成和所述框板等大，并放在所述框板的正下方，在所述导电电极板与所述框板相接触的部分通过密封橡胶圈进行密封，这样可以防止流道孔产生渗液，所述导流板与所述框板的进液孔相对导流板的密封都是采用胶水粘贴橡胶圈的方式实现的。
现有技术存在的技术缺陷在于：通过密封橡胶圈密封后，所述进液孔与所述导流板之间是有间隙的，容易发生正负液的串液，从而造成钒液流电池电堆的功率下降，在长时间使用后，用于粘结密封橡胶圈的胶水也容易老化，从而造成密封橡胶圈和导流板的脱落，使钒液流电池失去密封效果。导电电极板的面积如与所述框板等大，会使所述导电电极板的受力面积过大，所述导电电极板不易平整，易受外力挤压，造成导电电极板的开裂，也容易发生正负液的串液，从而造成钒液流电池电堆的功率下降。
发明内容
为了解决现有技术中钒液流电池所有的密封均采用橡胶圈实现，而橡胶圈的密封稳定性较差，长时间使用会出现钒液流电池内发生正负液的串液，从而造成钒液流电池电堆的功率下降这一技术问题本发明提供了一种钒液流电池电堆的密封方法。
为了解决现有技术中钒液流电池所有的密封均采用橡胶圈实现，而橡胶圈的密封稳定性较差，长时间使用会出现钒液流电池内发生正负液的串液，从而造成钒液流电池电堆的功率下降这一技术问题本发明提供了一种运用所述钒液流电池电堆密封方法制成的钒液流电池电堆单元。
本发明还提供了钒液流电池电堆单元组成的钒液流电池。
本发明解决现有技术问题所采用的技术方案为提供了一种钒液流电池电堆的密封方法，所述钒液流电池电堆的密封方法中采用热熔线进行密封。
根据本发明的一优选技术方案：所述钒液流电池电堆的密封方法具体包括：
在所述钒液流电池电堆的导电电极板上设置第一热熔线；
在框板上设置第二热熔线、第三热熔线，并在与所述第一热熔线对应的位置设置第四热熔线，相邻框板上面对设置的第二热熔线进行彼此对应的热熔固定；
在导流板上与所述第三热熔线的位置对应的设置第五热熔线；
将所述第一热熔线与所述第四热熔线进行热熔固定，将所述第三热熔线与所述第五热熔线进行热熔固定。
本发明还提供了一种运用上述钒液流电池电堆密封方法制成的钒液流电池电堆单元， 所述钒液流电池电堆单元包括：导电电极板、框板、导流板和离子膜；
其中，所述导电电极板的边长小于所述框板的边长，所述导电电极板与所述框板通过热熔线连接固定，所述框板与所述导流板通过热熔线连接固定，在所述导电电极板上、下设置的所述框板通过热熔线连接固定，所述离子膜与所述导电电极板、所述框板和所述导流板形成一体式结构的电堆单元。
根据本发明的一优选技术方案：所述导电电极板设有第一热熔线，所述第一热熔线分别设置在所述导电电极板的正面和反面，所述框板分别设置在所述导电电极板的上面和下面，
其中，在所述导电电极板上面的所述框板为第一框板，在所述第一框板的反面设置有第二热熔线和与所述第一热熔线对应的位置设置的第四热熔线，在所述第一框板的正面导流槽内设置有第三热熔线；
在所述导电电极板下面的所述框板为第二框板，在所述第二框板的正面设置有第二热熔线和与所述第一热熔线对应的位置设置的第四热熔线，在所述第二框板的反面导流槽内设置有第三热熔线；
所述导流板设置在所述框板的导流槽内，其中，在所述导流板上设置有与所述第三热熔线相对的第五热熔线；
其中，所述第一热熔线与所述第四热熔线连接，所述第一框板上设置的第二热熔线与所述第二框板上设置的第二热熔线连接，所述导流板设置在所述框板的导流槽内，所述第五热熔线与所述第三热熔线连接。
根据本发明的一优选技术方案：所述第一热熔线设置在所述导电电极板正、反板面的周边，在所述导电电极板正、反板面的周边形成一首尾相结的热熔线圈；
所述第二热熔线分别设置在所述第一框板反面的板面周边和所述第二框板正面的板面周边，并在所述框板正、反板面的周边形成一首尾相结的热熔线圈；
所述第三热熔线设置在导流槽内导流孔的周边，形成一首尾相结的热熔线圈；
所述第四热熔线分别设置在所述第一框板的反面与所述第一热熔线相对的位置和所述第二框板正面与所述第一热熔线相对的位置，所述第四热熔线为一首尾相结的热熔线圈，并被所述第二热熔线环绕；
所述第五热熔线设置在所述导流板上导流孔的周边，并与所述第三热熔线位置相对形成一首尾相结的热熔线圈。
根据本发明的一优选技术方案：所述第一热熔线形成一方形的热熔线圈；所述第二热熔线形成一方形的热熔线圈；所述第三热熔线形成一圆形的热熔线圈；所述第四热熔线形成一方形的热熔线圈；所述第五热熔线形成一圆形的热熔线圈。
根据本发明的一优选技术方案：所述离子膜与所述导电电极板通过橡胶圈固定连接。
本发明还提供了一种运用上述钒液流电池电堆单元制成的钒液流电池电堆，所述钒液流电池电堆包括多个钒液流电池电堆单元，各所述钒液流电池电堆单元相互叠加，其中，所述钒液流电池电堆单元包括：导电电极板、框板、导流板和离子膜；其中，所述导电电极板的边长小于所述框板的边长，所述导电电极板与所述框板通过热熔线连接固定，所述框板与所述导流板通过热熔线连接固定，在所述导电电极板上、下设置的所述框板通过热熔线连接固定，所述离子膜与所述导电电极板、所述框板和所述导流板形成一体式结构的电堆单元，上下相邻的所述电堆单元共用一离子膜。
本发明钒液流电池电堆密封方法工艺简单，通过该密封方法获得的电堆单元和钒液流电池电堆密封效果好，稳定性高，长时间使用不会出现钒液流电池内正负液的串液现象，大大提高了钒液流电池的正常工作时间。
附图说明
图1.本发明钒液流电池电堆俯视图。
图2.本发明钒液流电池电堆单元剖面结构示意图。
图3.本发明钒液流电池电堆剖面结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中钒液流电池所有的密封均采用橡胶圈实现，而橡胶圈的密封稳定性较差，长时间使用会出现钒液流电池内发生正负液的串液，从而造成钒液流电池电堆的功率下降这一技术问题本发明提供了一种钒液流电池电堆的密封方法。
本发明解决现有技术问题所采用的技术方案为提供了一种钒液流电池电堆的密封方法，所述钒液流电池电堆的密封方法中采用热熔线进行密封。
在发明技术方案中，所述钒液流电池电堆的密封方法具体包括：
在所述钒液流电池电堆的导电电极板上设置第一热熔线；
在框板上设置第二热熔线、第三热熔线，并在与所述第一热熔线对应的位置设置第四热熔线，相邻框板上面对设置的第二热熔线102进行彼此对应的热熔固定；
在导流板上与所述第三热熔线的位置对应的设置第五热熔线；
将所述第一热熔线与所述第四热熔线进行热熔固定，将所述第三热熔线与所述第五热熔线进行热熔固定，即可实现钒液流电池电堆的密封。
上述方法中所述的热熔线是一种经加热可熔融的聚合物制成的线状连结材料。当密封加工时所述热熔线的温度上升到一定程度后就熔融，并与框板、极板等黏结。用于制作热熔线的材料可以选用丙纶或聚丙烯等。
为了解决现有技术中钒液流电池所有的密封均采用橡胶圈实现，而橡胶圈的密封稳定性较差，长时间使用会出现钒液流电池内发生正负液的串液，从而造成钒液流电池电堆的功率下降这一技术问题本发明提供了一种运用所述钒液流电池电堆密封方法制成的钒液流电池电堆单元。
以下结合附图对本发明技术方案进行详细说明：
请参阅图2本发明钒液流电池电堆单元剖面结构示意图。如图2所示，本发明还提供了一种运用上述钒液流电池电堆密封方法制成的钒液流电池电堆单元， 所述钒液流电池电堆单元包括：导电电极板、框板、导流板和离子膜；
其中，所述导电电极板的边长小于所述框板的边长，这样就使得所述导电电极板的面积小于所述框板的面积，可以有效的减小所述导电电极板的受力面积，而且可以使所述导电电极板上、下设置的所述第一框板和所述第二框板可以更为有效的实现通过热熔线的连接固定，通过所述第一框板和所述第二框板的热熔线连接固定，可以更好的对所述导电电极板起到密封效果。在图中可示，所述导电电极板与所述框板通过热熔线连接固定，所述框板与所述导流板通过热熔线连接固定，在所述导电电极板上、下设置的所述框板通过热熔线连接固定，所述离子膜与所述导电电极板、所述框板和所述导流板形成一体式结构的电堆单元。
如图2所示，在本发明的技术方案中所述导电电极板设有第一热熔线，所述第一热熔线分别设置在所述导电电极板的正面和反面，所述框板分别设置在所述导电电极板的上面和下面，其中，在所述导电电极板上面的所述框板为第一框板，在所述第一框板的反面设置有第二热熔线和与所述第一热熔线对应的位置设置的第四热熔线，在所述第一框板的正面导流槽内设置有第三热熔线；在所述导电电极板下面的所述框板为第二框板，在所述第二框板的正面设置有第二热熔线和与所述第一热熔线对应的位置设置的第四热熔线，在所述第二框板的反面导流槽内设置有第三热熔线；所述导流板设置在所述框板的导流槽内，其中，在所述导流板上设置有与所述第三热熔线相对的第五热熔线；其中，所述第一热熔线与所述第四热熔线连接，所述第一框板上设置的第二热熔线与所述第二框板上设置的第二热熔线连接，所述导流板设置在所述框板的导流槽内，所述第五热熔线与所述第三热熔线连接。
在本发明的技术方案中，所述第一热熔线设置在所述导电电极板正、反板面的周边，在所述导电电极板正、反板面的周边形成一首尾相结的热熔线圈；
所述第二热熔线分别设置在所述第一框板反面的板面周边和所述第二框板正面的板面周边，并在所述框板正、反板面的周边形成一首尾相结的热熔线圈；
所述第三热熔线设置在导流槽内导流孔的周边，形成一首尾相结的热熔线圈；
所述第四热熔线分别设置在所述第一框板的反面与所述第一热熔线相对的位置和所述第二框板正面与所述第一热熔线相对的位置，所述第四热熔线为一首尾相结的热熔线圈，并被所述第二热熔线环绕；
所述第五热熔线设置在所述导流板上导流孔的周边，并与所述第三热熔线位置相对形成一首尾相结的热熔线圈。所述导流板上开设的导流孔与所述框板上开设的导流孔孔心相对。
在本发明的优选技术方案中，所述第一热熔线形成一方形的热熔线圈；所述第二热熔线形成一方形的热熔线圈；所述第三热熔线形成一圆形的热熔线圈；所述第四热熔线形成一方形的热熔线圈；所述第五热熔线形成一圆形的热熔线圈，在使所述各线圈热熔固定时，可以通过热熔平压机，将热熔线进行热压使热熔线相互融固连接在一起，起到密封的效果。
在本发明的技术方案中，所述离子膜与所述导电电极板通过橡胶圈固定连接。
请参阅图3本发明钒液流电池电堆剖面结构示意图。本发明还提供了一种运用上述钒液流电池电堆单元制成的钒液流电池电堆，所述钒液流电池电堆包括多个钒液流电池电堆单元，各所述钒液流电池电堆单元相互叠加，其中，所述钒液流电池电堆单元包括：导电电极板、框板、导流板和离子膜；其中，所述导电电极板的边长小于所述框板的边长，所述导电电极板与所述框板通过热熔线连接固定，所述框板与所述导流板通过热熔线连接固定，在所述导电电极板上、下设置的所述框板通过热熔线连接固定，所述离子膜与所述导电电极板、所述框板和所述导流板形成一体式结构的电堆单元，上下相邻的所述电堆单元共用一离子膜。
在图3中由于空间有限，只画了两组钒液流电池电堆单元，实践中可以根据需要将多块钒液流电池电堆单元相互叠加。
叠加成型后的所述钒液流电池电堆俯视图可以参阅图1，为了方便观察所述钒液流电池电堆俯视图结构，图1中已经将所述离子膜去除，在图1中所述第一框板上设置有一通孔，所述导电电极板上设置的上碳毡可以从该通孔可视，所述第二框板上也设置有一通孔，所述导电电极板上设置的下碳毡可以从该通孔可视（由于图1为俯视图，所以所述第二框板和导电电极板上设置的下碳毡在图1中不能体现出来），在图1中所述框板的导流槽内安装有导流板，所述导流板分别安装在所述框板的两侧边，在本发明的技术方案中，所述框板的上平面、所述导流板的上平面和所述导电电极板上设置的上碳毡的平面处于同一平面，这样的设置可以使得其上设置的离子膜能保证平整，不容易发生褶皱。
本发明钒液流电池电堆密封方法工艺简单，通过该密封方法获得的电堆单元和钒液流电池电堆密封效果好，稳定性高，长时间使用不会出现钒液流电池内正负液的串液现象，大大提高了钒液流电池的正常工作时间。
以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种钒液流电池电堆密封方法，其特征在于：所述钒液流电池电堆的密封方法具体包括：
在所述钒液流电池电堆的导电电极板（106）上设置第一热熔线（101）；
在框板上设置第二热熔线（102）、第三热熔线（103），并在与所述第一热熔线（101）对应的位置设置第四热熔线（104），相邻框板上面对设置的第二热熔线（102）进行彼此对应的热熔固定；
在导流板（109）上与所述第三热熔线（103）的位置对应的设置第五热熔线（105）；
将所述第一热熔线（101）与所述第四热熔线（104）进行热熔固定，将所述第三热熔线（103）与所述第五热熔线（105）进行热熔固定。
2.一种运用如权利要求1所述钒液流电池电堆密封方法制成的钒液流电池电堆单元，其特征在于：
所述钒液流电池电堆单元包括：导电电极板（106）、框板、导流板（109）和离子膜（110）；
其中，所述导电电极板（106）的边长小于所述框板的边长，所述导电电极板（106）与所述框板通过热熔线连接固定，所述框板与所述导流板（109）通过热熔线连接固定，在所述导电电极板（106）上、下设置的所述框板通过热熔线连接固定，所述离子膜（110）与所述导电电极板（106）、所述框板和所述导流板（109）形成一体式结构的电堆单元；
所述导电电极板（106）设有第一热熔线（101），所述第一热熔线（101）分别设置在所述导电电极板（106）的正面和反面，所述框板分别设置在所述导电电极板（106）的上面和下面，
其中，在所述导电电极板（106）上面的所述框板为第一框板（107），在所述第一框板（107）的反面设置有第二热熔线（102）和与所述第一热熔线（101）对应的位置设置的第四热熔线（104），在所述第一框板（107）的正面导流槽内设置有第三热熔线（103）；
在所述导电电极板（106）下面的所述框板为第二框板（108），在所述第二框板（108）的正面设置有第二热熔线（102）和与所述第一热熔线（101）对应的位置设置的第四热熔线（104），在所述第二框板（108）的反面导流槽内设置有第三热熔线（103）；
所述导流板（109）设置在所述框板的导流槽内，其中，在所述导流板（109）上设置有与所述第三热熔线（103）相对的第五热熔线（105）；
其中，所述第一热熔线（101）与所述第四热熔线（104）连接，所述第一框板（107）上设置的第二热熔线（102）与所述第二框板（108）上设置的第二热熔线（102）连接，所述导流板（109）设置在所述框板的导流槽内，所述第五热熔线（105）与所述第三热熔线（103）连接。
3.根据权利要求2所述钒液流电池电堆的密封方法制成的钒液流电池电堆单元，其特征在于：
所述第一热熔线（101）设置在所述导电电极板（106）正、反板面的周边，在所述导电电极板（106）正、反板面的周边形成一首尾相结的热熔线圈；
所述第二热熔线（102）分别设置在所述第一框板（107）反面的板面周边和所述第二框板（108）正面的板面周边，并在所述框板正、反板面的周边形成一首尾相结的热熔线圈；
所述第三热熔线（103）设置在导流槽内导流孔（111）的周边，形成一首尾相结的热熔线圈；
所述第四热熔线（104）分别设置在所述第一框板（107）的反面与所述第一热熔线（101）相对的位置和所述第二框板（108）正面与所述第一热熔线（101）相对的位置，所述第四热熔线（104）为一首尾相结的热熔线圈，并被所述第二热熔线（102）环绕；
所述第五热熔线（105）设置在所述导流板（109）上导流孔（111）的周边，并与所述第三热熔线（103）位置相对形成一首尾相结的热熔线圈。
4.根据权利要求3所述钒液流电池电堆的密封方法制成的钒液流电池电堆单元，其特征在于：
所述第一热熔线（101）形成一方形的热熔线圈；
所述第二热熔线（102）形成一方形的热熔线圈；
所述第三热熔线（103）形成一圆形的热熔线圈；
所述第四热熔线（104）形成一方形的热熔线圈；
所述第五热熔线（105）形成一圆形的热熔线圈。
5.一种运用如权利要求2所述钒液流电池电堆单元制成的钒液流电池电堆，其特征在于：所述钒液流电池电堆包括多个钒液流电池电堆单元，各所述钒液流电池电堆单元相互叠加，其中，所述钒液流电池电堆单元包括：导电电极板（106）、框板、导流板（109）和离子膜（110）；其中，所述导电电极板（106）的边长小于所述框板的边长，所述导电电极板（106）与所述框板通过热熔线连接固定，所述框板与所述导流板（109）通过热熔线连接固定，在所述导电电极板（106）上、下设置的所述框板通过热熔线连接固定，所述离子膜（110）与所述导电电极板（106）、所述框板和所述导流板（109）形成一体式结构的电堆单元，上下相邻的所述电堆单元共用一离子膜（110）。
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