CN104319357B - 一种钒电池专用的隔液密封卡槽 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钒电池技术领域，是一种联接正负电极和质子交换膜的配合装置。解决了目前钒电池结构中的阻漏性和可靠性不高的缺陷，并使钒电池的拆装过程变得更加方便、快捷。本发明将钒电池目前常用结构中的正负极两侧的隔液板合二为一，这样不仅可使电池内部结构更加简单，而且彻底消除了隔液板与膜之间可能存在的空隙，从而有效的降低了电池内阻。两侧设有电极槽，用于安装和固定正负极两侧的电极。两电极槽相通的部分为电池的有效反应面积，至于质子交换膜，可由上方的卡槽直接插入即可，内部设有凹槽可用于固定膜的位置。两端设有定位销孔，安装电池时可用于联接和固定流场集流板。这些设计不仅可以满足实验室电池单体性能测试，也可用于大规模电池组的更新需要。
Description
技术领域
本发明涉及钒电池技术领域，属于钒电池内部结构优化设计领域，具体地说是一种钒电池专用的隔液密封卡槽。
背景技术
随着传统能源对自然环境的影响日益加剧，绿色环保的观念逐渐深入人心，新能源技术有了迅猛的发展。在诸多的新型燃料电池中，均以质子交换膜作为核心材料，膜的两边即为电极。这就会涉及到电池中的一个安装固定的问题，如果电极与膜固定的不好，随着电池内部电化学反应的吸热放热变化，电极与膜的相对位置很容易发生脱离，从而影响电池的正常工作性能。
全钒液流电池是目前储能技术领域发展势头良好的电池之一。传统的电池内部结构中，在质子交换膜两侧分别设有隔液框，用于装载电极材料和防止电解液泄漏。这种结构不仅容易使电极和膜之间出现空隙影响电池内阻，而且给电池的拆装过程带来很大的不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种钒电池专用的隔液密封卡槽，它是新型的电极与膜的配合装置，代替原来的隔液框，进而简化电池内部的结构和电化学反应环境，提高电池的工作性能，是一种为了使钒电池正负电极与质子交换膜更好配合的隔液密封装置。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种钒电池专用的隔液密封卡槽，它包括质子交换膜卡槽、电极槽、定位销孔和电池有效反应面积通孔，电极槽与电池有效反应面积通孔相通，质子交换膜卡槽的宽度不大于池有效反应面积通孔的宽度，定位销孔设置在电解槽以外的两端。质子交换膜卡槽设有凹槽，用于固定质子交换膜的位置，从上方直接插入质子交换膜。质子交换膜卡槽材料具有绝缘性。
正负极两侧的电极材料可以通过电极槽安装并固定，质子交换膜可由上方的卡槽直接插入到两电极中间，卡槽内设有凹槽用于固定质子交换膜的位置。两端的定位销孔用于连接和固定电极两侧的流场和集流板。
发明的特征在于：可根据具体的反应环境需要，合理的选择加工材料。由于钒电池中使用的电解液为钒离子的硫酸溶液，其溶液具有较强的腐蚀性。而且由于电池内部结构的需要，中间的隔膜只允许质子通过，这就要求所选材料具有一定的绝缘性。从电池的轻量化方面进行考虑，所选材料的密度也不宜过大。综上，本发明可根据具体情况综合考虑，选择上性价比的材料进行加工。
本发明的特征还在于：可根据具体的材料参数指定加工尺寸。如可根据所选膜的厚度指定卡槽的宽度；可根据电极的尺寸选择电极槽的大小；可根据不同的有效反应面积适当改变通孔的尺寸；甚至可根据所用定位销的不同改变定位销孔的形状。
本发明的优点是：1）它实现了钒电池内部结构的简化，将电池两侧的隔液板合二为一，从而彻底消除了电极与膜之间可能存在空隙，减小了电池内阻。2）简化后的结构可使钒电池的拆装变得更加方便、快捷。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1，为本发明的结构示意图。本发明主要由质子交换膜卡槽1、电极槽2、定位销孔3、电池有效反应面积通孔4等设计结构组成。它实现了钒电池内部结构的简化，提高了电池的内部配合性和可靠性，加工材料可选用绝缘且抗腐蚀的高分子材料。交换膜卡槽1用于从上方直接插入质子交换膜，此设计也可用于在不拆卸电极的情况下直接更换质子交换膜；电极槽2用于承载和固定电极材料，由于本设计将电池两侧的电极框合二为一，简化了电池内部结构，可为钒电池的拆装带来很大的方便。定位销孔3用于固定和连接电极两侧的流场集流板；电池有效反应面积通孔4提供了电池内部进行传质传递的场所，加工时可以通过控制通孔的大小来改变电池的有效反应面积。
以上所述实施方案仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明范围进行限定，在不改变本发明基本结构的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (4)
1.一种钒电池专用的隔液密封卡槽，它包括质子交换膜卡槽（1）、电极槽（2）、定位销孔（3）和电池有效反应面积通孔（4），其特征在于：电极槽（2）与电池有效反应面积通孔（4）相通，质子交换膜卡槽（1）的宽度不大于池有效反应面积通孔（4）的宽度，定位销孔设置在电极槽（2）以外的两端，质子交换膜卡槽（1）设有凹槽，用于固定质子交换膜的位置，从上方直接插入质子交换膜，正负极两侧的电极材料通过电极槽安装并固定，质子交换膜可由上方的卡槽直接插入到两电极中间，并通过凹槽固定质子交换膜的位置，两端的定位销孔用于连接和固定电极两侧的流场和集流板。
2.根据权利要求1所述的一种钒电池专用的隔液密封卡槽，其特征在于：质子交换膜卡槽（1）的厚度由所选质子交换膜的厚度而定。
3.根据权利要求1所述的一种钒电池专用的隔液密封卡槽，其特征在于：定位销孔（3）的形状和大小可由定位销的选择而定。
4.根据权利要求1所述的一种钒电池专用的隔液密封卡槽，其特征在于：质子交换膜卡槽（1）材料具有绝缘性。
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