CN105742665A - 一种适用于液流电池圆形电堆的导液板结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及适用于液流电池圆形电堆的导液板结构，导液板为圆柱体，其内部设置有负极电解液的导流通道和正极电解液的导流通道。正极电解液的导流通道与负极电解液的导流通道被设计在了同一个导液板中，其中正极入口流道、正极分散流道与负极入口流道、负极分散流道分属两个不同的与导液板两端面平行的平面中，互不相交。正极导流口连接通道、正极导流口和负极导流口连接通道、负极导流口分别错开一定的相位角。本发明中的可适用于圆形电堆的导液板结构，将正、负极电解液的导流通道设计在一个导液板中，简化了组装结构，更降低了正极电解液导液板和负极电解液导液板分开加工组装时密封不严，产生内漏的可能性。

Description

一种适用于液流电池圆形电堆的导液板结构
技术领域
本发明涉及液流电池圆形电堆的导液板结构。
背景技术
随着可再生能源，诸如风能、太阳能等装机容量的大幅提升，可再生能源并入电网所存在的问题越来越引起专家们的关注。可再生能源因其不连续性给电网带来巨大的负担，因而将可再生能源安全、高效的并入电网的技术是近年来的科学热点。储能技术是解决该问题的行之有效的手段，其中化学储能成为突出的热点。在众多的电化学储能装置中，全钒液流电池因其具有功率和容量可分离设计，操作方便，安全无污染等特点逐渐成为最有前途的大规模储能技术的首选之一。
在电堆设计当中，正、负极电解液需要准确、合理的流入对应的正、负极电极框中才可以保证电堆的正常运行。不同于单电池可以直接通过离子交换膜将正、负电极分开，电堆中的正极电极框和负极电极框中也会设置负极电解液流通孔和正极电解液流通孔，因此有效的密封设计是电堆设计的关键。电解液导液板起到分离开正、负极电解液，将其组织分配入电池的关键作用，另外作为电池中最重要的配件之一，合理的导液板设计不仅可以简化装堆工序，更是防止内漏的第一道关卡。中国专利(专利申请号：201210429304.0)提出了圆形电堆的新型结构。该结构可以有效的减小电极中的浓差极化，具有很高的实用性。但该专利中的导流板结构分为正极和负极，彼此分开，如此的设计不但增加了密封的难度，更使装配工艺复杂化，并且容易产生内外漏，降低系统容量和库伦效率。
发明内容
为了解决上述液流电池圆形电堆导流板结构上存在问题，本发明提供一种适用于氧化还原液流电池圆形电堆的导液板结构，其将正、负极电解液导液流道设计在一个导液板内，极大的减小了泄漏发生的几率。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种适用于液流电池圆形电堆的导液板为圆柱体，其内部设置有负极电解液的导流通道和正极电解液的导流通道；正极电解液的导流通道由正极入口流道、1个或2个以上的正极分散流道以及1个或2个以上的正极导流口连接通道和1个或2个以上的正极导流口组成，其中正极入口流道、正极分散流道、正极导流口连接通道径向截面为圆形；正极入口流道一端位于圆柱体侧壁面上，另一端与正极分散流道相连通，正极导流口位于圆柱体的下端面上，正极导流口连接通道为垂直于圆柱体下端面的盲孔，正极导流口连接通道一端与正极导流口相连，正极导流口连接通道另一端与正极分散流道相连通，正极分散流道的二端分别与正极入口流道和正极导流口连接通道相连；负极电解液的导流通道由负极入口流道、1个或2个以上的负极分散流道以及1个或2个以上的负极导流口连接通道和1个或2个以上的负极导流口组成，其中负极入口流道、负极分散流道、负极导流口连接通道的径向截面为圆形；负极入口流道一端位于圆柱体侧壁面上，另一端与负极分散流道相连通，负极导流口位于圆柱体的下端面上，负极导流口连接通道为垂直于圆柱体下端面的盲孔，负极导流口连接通道一端与负极导流口相连，负极导流口连接通道另一端与负极分散流道相连通，负极分散流道的二端分别与负极入口流道和负极导流口连接通道相连。
正极入口流道、正极分散流道的中心轴线处于同一平面A上，负极入口流道、负极分散流道的中心轴线处于同一平面B上，平面A与平面B相平行。
所述的导液板结构中，正极入口流道中心轴与负极入口流道中心轴各位于两个平行于圆柱体端面的不同平面上，且两个平面之间的距离大于正极入口流道截面圆形直径和负极入口流道截面圆形直径的最大值，小于导液板圆柱高度与正极入口流道截面圆形直径和负极入口流道截面圆形直径的最大值的差值。
所述的导液板结构中，正极导液口与负极导液口均位于靠近集流板一侧圆柱体的一端端面上；正极导液口与负极导液口的圆心分布在以靠近集流板一侧导液板一端的圆面的圆心为原点的同一个圆弧上，且交替分布。
所述的导液板板体材质可以是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS或者有机玻璃。
本发明具有如下优点：
1.本发明能够解决圆形电堆正极电解液和负极电解液两块导液板装配时产生泄漏的问题。
2.本发明结构简单，成本低，易于加工控制，无须复杂昂贵的设备投资。
3.本发明中正、负极电解液导液流道设计在一块导液板中，电堆装配容易，适合大批量生产，易于实现工业化。
附图说明
图1为本发明适用于圆形电堆的导液板结构图，其中：1.正极入口流道；2.负极入口流道；3.负极分散流道；4.正极分散流道；5.负极导流口；6.正极导流口。
具体实施方式
实施例1
电池结构如中国专利(专利申请号：201210429304.0)中图3所示。图中的进液端板替换为本发明中图1的导液板结构。板体材料为PVC。膜材料为Nafion115。
电极面积：900cm2
单电池数：5节
电堆充放电电压效率96.6％，库仑效率83.7％，能量效率80.9％
对比例2
对比电池的电池结构如中国专利(专利申请号：201210429304.0)中图3所示。所装配电堆为电堆1。采用本专利的导液板装配电堆为电堆2.装配过程中正、负极电极框以圆心为中心错开相位角60度。正、负极框采用密封材料，面密封方式。密封材料氟橡胶，板体材料为PVC。膜材料为Nafion115.
电极面积：900cm2
单电池数：15个节
可见，采用本发明导液板的圆形电堆不仅在库伦效率和能量效率上明显优于中国专利(专利申请号：201210429304.0)中的电堆性能，装堆时间也明显缩短，效率更高。

Claims (4)

1.一种适用于液流电池圆形电堆的导液板结构，其特征在于：导液板为圆柱体，其内部设置有负极电解液的导流通道和正极电解液的导流通道；
正极电解液的导流通道由正极入口流道、1个或2个以上的正极分散流道以及1个或2个以上的正极导流口连接通道和1个或2个以上的正极导流口组成，其中正极入口流道、正极分散流道、正极导流口连接通道径向截面为圆形；正极入口流道一端位于圆柱体侧壁面上，另一端与正极分散流道相连通，正极导流口位于圆柱体的下端面上，正极导流口连接通道为垂直于圆柱体下端面的盲孔，正极导流口连接通道一端与正极导流口相连，正极导流口连接通道另一端与正极分散流道相连通，正极分散流道的二端分别与正极入口流道和正极导流口连接通道相连；
负极电解液的导流通道由负极入口流道、1个或2个以上的负极分散流道以及1个或2个以上的负极导流口连接通道和1个或2个以上的负极导流口组成，其中负极入口流道、负极分散流道、负极导流口连接通道的径向截面为圆形；负极入口流道一端位于圆柱体侧壁面上，另一端与负极分散流道相连通，负极导流口位于圆柱体的下端面上，负极导流口连接通道为垂直于圆柱体下端面的盲孔，负极导流口连接通道一端与负极导流口相连，负极导流口连接通道另一端与负极分散流道相连通，负极分散流道的二端分别与负极入口流道和负极导流口连接通道相连；
正极入口流道、正极分散流道的中心轴线处于同一平面A上，负极入口流道、负极分散流道的中心轴线处于同一平面B上，平面A与平面B相平行。
2.如权利要求1所述的导液板结构，其特征在于：正极入口流道中心轴与负极入口流道中心轴各位于两个平行于圆柱体端面的不同平面上，且两个平面之间的距离大于正极入口流道截面圆形直径和负极入口流道截面圆形直径的最大值，小于导液板圆柱高度与正极入口流道截面圆形直径和负极入口流道截面圆形直径的最大值的差值。
3.如权利要求1或2所述的导液板结构，其特征在于：正极导液口与负极导液口均位于靠近集流板一侧圆柱体的一端端面上；正极导液口与负极导液口的圆心分布在以靠近集流板一侧导液板一端的圆面的圆心为原点的同一个圆弧上，且交替分布。
4.如权利要求1所述的导液板结构，其特征在于：板体材质可以是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS或者有机玻璃。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101667646A (zh) * 2008-09-03 2010-03-10 中国科学院大连化学物理研究所 一种氧化还原液流电池的电极框结构
US20100330437A1 (en) * 2009-06-30 2010-12-30 Revolt Technology Ltd. Metal-air flow cell
WO2012159581A1 (zh) * 2011-05-25 2012-11-29 深圳市金钒能源科技有限公司 钒液流电池电堆密封方法及电堆单元和钒液流电池电堆
CN102903946A (zh) * 2012-10-31 2013-01-30 中国东方电气集团有限公司 圆形液流电池及包括其的圆形液流电池堆
CN102931426A (zh) * 2012-10-31 2013-02-13 中国东方电气集团有限公司 扇形液流电池、扇形液流电池堆及圆形液流电池堆
CN202855855U (zh) * 2012-10-31 2013-04-03 中国东方电气集团有限公司 扇形液流电池、扇形液流电池堆及圆形液流电池堆

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101667646A (zh) * 2008-09-03 2010-03-10 中国科学院大连化学物理研究所 一种氧化还原液流电池的电极框结构
US20100330437A1 (en) * 2009-06-30 2010-12-30 Revolt Technology Ltd. Metal-air flow cell
WO2012159581A1 (zh) * 2011-05-25 2012-11-29 深圳市金钒能源科技有限公司 钒液流电池电堆密封方法及电堆单元和钒液流电池电堆
CN102903946A (zh) * 2012-10-31 2013-01-30 中国东方电气集团有限公司 圆形液流电池及包括其的圆形液流电池堆
CN102931426A (zh) * 2012-10-31 2013-02-13 中国东方电气集团有限公司 扇形液流电池、扇形液流电池堆及圆形液流电池堆
CN202855855U (zh) * 2012-10-31 2013-04-03 中国东方电气集团有限公司 扇形液流电池、扇形液流电池堆及圆形液流电池堆

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