CN102364739B - 平板配置型氧化还原液流电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种平板配置型氧化还原液流电池，包括电解槽、反应电极、供电电极和分离膜，其特征在于，自上而下依次由上侧供电电极、上侧电解槽、分离膜、下侧电解槽和下侧供电电极层叠而成，所述电解槽被电解框分隔成田字形排列的四个电解室，在所述上侧电解槽的四个电解室内交叉设置有两对正反应电极和负反应电极，在所述下侧电解槽内设置有与所述上侧电解槽相应位置极性相反的两对正、负反应电极，各正、负反应电极分别与所述供电电极接触，并按照相反极性依次串联形成回路，所述电解槽内的电解室按相同极性通过管道相连。本发明通过将电池单元平板状地配置，可减少液络电流，提高电池可靠性，增加设置自由度。

Description

平板配置型氧化还原液流电池
技术领域
本发明涉及一种氧化还原液流电池，尤其涉及一种平板配置型氧化还原液流电池的构造。
背景技术
通常氧化还原液流电池已普遍采用一种将电池单元直列叠层获取所需电压的方式，然而，由于氧化还原液流电池的每个电池单元的电动势较低，因此要在各个电池单元中让电解质流通时最好采用夹层的双极板。
这个方法中较为重要的是液络与液漏的解决方案。
所谓液络就是流入或流出电池单元的电解液与其他的电池单元间产生电位差，因此通过电解液使电流产生短路。
例如将40个电池单元串联时，叠层初段产生的电位差为1.4(V)x 40层＝56(V)...(1)，通过这个电位差使得后段的电池单元将液体合流点的电流顺利流向前段。
为了将这个液体的合流电流控制在最小程度而采用将输液的管子的直径做细或者做长的方法，但是这些方法的缺点是会增大电解液循环泵的输液阻力而导致增加整体的耗电量增大。
另外，由于电池单元的多层堆叠有可能导致漏液，因此必须采用定期地将螺丝增紧的对策。
发明内容
本发明提供一种平板配置型氧化还原液流电池，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明是通过如下的技术方案实现的：
一种平板配置型氧化还原液流电池，包括电解槽、反应电极、供电电极和分离膜，其特征在于，自上而下依次由上侧供电电极、上侧电解槽、分离膜、下侧电解槽和下侧供电电极层叠而成，所述电解槽被电解框分隔成田字形排列的四个电解室，在所述上侧电解槽的四个电解室内交叉设置有两对正反应电极和负反应电极，在所述下侧电解槽内设置有与所述上侧电解槽相应位置极性相反的两对正、负反应电极，各正、负反应电极分别与所述供电电极接触，并按照相反极性依次串联形成回路；
所述电解槽内的电解室按相同极性通过管道相连。形成使其中的电解液流通进行充电和放电的电解液流通通道；
所述供电电极(1，1’)优选石墨电极板；
所述反应电极(4，4’)采用化学性质稳定且不溶于电解液的物质，例如碳素纤维，优选玻璃纤维强化塑料；
所述电解框(201)优选PVC板。
本发明的平板配置型氧化还原液流电池与现有的叠层构造电池相比，具有如下有益效果：
1、通过将电池单元平板状地配置，不会增加粘合面的数量这样就可减少漏液的可能性而提高电池的可靠性。
2、通过将电解液在各个单元中串联地流动而使得液络电压经常停留在1个电池单元分，这样就可减少液络电流。
3、由于电池单元的厚度较薄呈平板状，因此能较方便地设置在地板或者墙面上，这样就增加了设置的自由度。
附图说明
图1是本发明平板配置型氧化还原液流电池各部件配置图。
图2是本发明各部件层叠后的结构示意图。
图3是本发明正、负电解槽内电解液的流向示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
如图1和图2所示，一种平板配置型氧化还原液流电池，包括电解槽、反应电极、供电电极和分离膜，其特征在于，自上而下依次由上侧供电电极1、上侧电解槽2、分离膜3、下侧电解槽2’和下侧供电电极1’层叠而成，所述电解槽2，2’被电解框201分隔成田字形排列的四个电解室，在所述上侧电解槽2的四个电解室内交叉设置有两对正反应电极4和负反应电极4’，在所述下侧电解槽2’内设置有与所述上侧电解槽2相应位置极性相反的两对正、负反应电极4，4’，各正、负反应电极4，4’分别与所述供电电极1，1’接触，并按照相反极性依次串联形成回路。各叠层面上嵌入封口用的密封件。
所述电解槽2，2’内的电解室按相同极性通过管道相连。形成使其中的电解液流通进行充电和放电的电解液流通通道。电解液流通方法如图3所示，正极电解液从正极液入口501流入，经过各正反应电极4从正极液出口502流出；负极电解液从服极液入口503流入，经过各负反应电极4从负极液出口502流出。
将单位电池配置于平面上形成平板型叠层构造，通过改变近侧的电磁单元的极性就可将馈电电极形成平板状，并可减少单元电池的叠层数。
传统单元电池是串联叠层而电解液是并列流通的情况下，液络电压分别根据各个叠层的次数成为电压，例如第二层为1.4(V)而第3层则为2.8(V)，以此类推第n层就产生(n-1)x1.4(V)的电压，这是通过电解液流通短路电流，也就是液络电流，这也是造成电池效率差的主要原因。本发明在将相邻的单元电池的极性交互地改变所形成的电源电池框架构造中，各个电解液也与极性一起流动，并且被串联的电也肯定会从前段流到后一段再到后一段的串联流通。通过这样的流动单元电池间的液络电压只成为单元电池电压，因此就提高了蓄电效率。

Claims (4)

1.一种平板配置型氧化还原液流电池，包括电解槽、反应电极、供电电极和分离膜，其特征在于，自上而下依次由上侧供电电极（1）、上侧电解槽（2）、分离膜（3）、下侧电解槽（2’）和下侧供电电极（1’）层叠而成，所述上侧电解槽（2）和下侧电解槽（2’）被电解框（201）分隔成田字形排列的四个电解室，在所述上侧电解槽（2）的四个电解室内交叉设置有两对正反应电极（4）和负反应电极（4’），在所述下侧电解槽（2’）内设置有与所述上侧电解槽（2）相应位置极性相反的两对正、负反应电极（4，4’），各正、负反应电极（4，4’）分别与所述上侧供电电极（1）和下侧供电电极（1’）接触，并按照相反极性依次串联形成回路，所述上侧电解槽（2）和下侧电解槽（2’）内的电解室按相同极性通过管道相连。
2.如权利要求1所述的平板配置型氧化还原液流电池，其特征在于，所述上侧供电电极（1）和下侧供电电极（1’）采用石墨电极板。
3.如权利要求1所述的平板配置型氧化还原液流电池，其特征在于，所述正反应电极（4）和负反应电极（4’）采用碳素纤维。
4.如权利要求1所述的平板配置型氧化还原液流电池，其特征在于，所述电解框（201）采用PVC板。
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