CN106575785B - 电池电芯和氧化还原液流电池 - Google Patents

Abstract

提供了一种具有高电池性能的电池电芯。液流电池的电池电芯包括：电芯框架，所述电芯框架包括框架和双极板，所述框架包括直通窗和用作电解液流动路径的歧管，所述双极板挡住所述直通窗；正电极，所述正电极设置在所述双极板的一个表面侧；以及负电极，所述负电极设置在所述双极板的另一表面侧。在该电池电芯中，在所述框架中，形成所述歧管的部分的厚度被定义为Ft；在所述双极板中，挡住所述直通窗的部分的厚度被定义为Bt；在所述正电极中，面对所述双极板的部分的厚度被定义为Pt；在所述负电极中，面对所述双极板的部分的厚度被定义为Nt；并且，这些厚度满足：Ft≥4mm，Bt≥Ft‑3.0mm，Pt≤1.5mm，以及Nt≤1.5mm。

Description

电池电芯和氧化还原液流电池

技术领域

本发明涉及一种液流电池的电池电芯和使用该电池电芯的氧化还原液流电池。

背景技术

用于储存来自太阳能光伏发电和风力发电的新能源的电力的大容量蓄电池中的一种是液流电池，典型的是氧化还原液流电池(RF电池)。通过使用在正电解液中包含的离子与负电解液中包含的离子之间的氧化还原电位差来对RF电池进行充电或者放电(例如，参照专利文献1)。如图9所示的RF电池α的工作原理，RF电池α包括电池电芯100，通过质子可透过的膜101将电池电芯100分成正电极电芯102和负电极电芯103。正电极电芯102包含正电极104，并且经由导管108和110连接至储存正电解液的正电解液槽106。导管108配备有泵112。这些构件106、108、110和112构成了使正电解液循环的正循环管路100P。类似地，负电极电芯103包含负电极105，并且经由导管109和111连接至储存负电解液的负电解液槽107。导管109配备有泵113。这些构件107、109、111和113构成了使负电解液循环的负循环管路100N。在充电与放电期间，通过泵112和113使储存在槽106和107中的电解液循环通过电芯102和103。当不进行充电或者放电时，停止泵112和113，并且不使电解液循环。

一般而言，电池电芯100形成在如图10所示的被称为电池电芯堆200的结构内。电池电芯堆200是通过利用两个端板210和220从两侧包夹被称为子堆200s的多层结构并且利用紧固机构230紧固子堆200s而构成的(图10图示了使用多个子堆200s的配置)。如图10的上部分所示，子堆200s具有如下配置：堆叠由电芯框架120、正电极104、膜101、负电极105和电芯框架120构成的电芯单元，并且堆体被夹在供应/排出板190和190之间(参照图10的下部分)。电芯单元中的这种电芯框架102包括框架122和双极板121，框架122包括直通窗，双极板121挡住直通窗。正电极104设置在双极板121的一个表面侧，并且与双极板121的该一个表面侧接触。负电极105设置在双极板121的另一表面侧，并且与双极板121的该另一表面侧接触。在该配置中，在相邻电芯框架120的双极板121之间形成单个电池电芯100。

在子堆200s中，利用形成在框架122中的液体供应歧管123和124和液体排出歧管125和126，通过供应/排出板190和190将电解液供应到电池电芯100和从电池电芯100排出电解液。通过形成于框架122的一个表面侧(附图中的暴露侧)的入口狭缝，将正电解液从液体供应歧管123供应到正电极104，并且通过形成于框架122的上部分中的出口狭缝，将正电解液排出到液体排出歧管125。类似地，通过形成于框架122的另一表面侧(附图中的隐藏侧)的入口狭缝(用虚线表示)，将负电解液从液体供应歧管124供应到负电极105，并且通过形成于框架122的上部分中的出口狭缝(用虚线表示)，将负电解液排出到液体排出歧管126。在电芯框架120之间设置了环形密封构件127，诸如O型环或者平垫圈，以抑制电解液从子堆200s泄露。

利用集电结构来进行外部设备与子堆200s中的电池电芯100之间的电力的输入与输出，该集电结构使用由导电材料形成的集电器板。针对各个子堆200s，设置有一对集电器板；而且，集电器板分别电连接至在堆叠的多个电芯框架120之中的设置在堆叠方向上的两端处的电芯框架120的双极板121。

引文列表

专利文献

PTL1：日本专利公开No.2014-139905

发明内容

技术问题

近年来，对用作储存新能源电力的单元的氧化还原液流电池的需求的增加已经在意料之中，并且已经存在对具有高电池性能的电池电芯的需求。例如，希望电池电芯的内阻的减少会使电池电芯的电池性能得到进一步提高。

在上述情况下做出了本发明。本发明的目的在于提供一种具有高电池性能的电池电芯。

问题的解决方案

根据本发明实施例的电池电芯是用于液流电池的电池电芯。该电池电芯包括：电芯框架，该电芯框架包括框架和双极板，该框架包括直通窗和用作电解液流动路径的歧管，该双极板挡住直通窗；正电极，该正电极设置在双极板的一个表面侧；以及负电极，该负电极设置在双极板的另一表面侧。在该电池电芯中，在框架中，形成歧管的部分的厚度被定义为Ft；在双极板中，挡住直通窗的部分的厚度被定义为Bt；在正电极中，面对双极板的部分的厚度被定义为Pt；在负电极中，面对双极板的部分的厚度被定义为Nt；并且，这些厚度满足下列公式：

Ft≥4mm，

Bt≥Ft-3.0mm，

Pt≤1.5mm，以及

Nt≤1.5mm。

根据本发明实施例的氧化还原液流电池包括：电芯堆，该电芯堆中堆叠了上述多个电池电芯；正循环管路，该正循环管路被配置为使正电解液循环通过电芯堆；以及负循环管路，该负循环管路被配置为使负电解液循环通过电芯堆。

本发明的有益效果

该电池电芯和氧化还原液流电池均具有较低的内阻和较高的电池性能。

附图说明

图1是图示了实施例1的电池电芯的电芯框架的配置的示意图。

图2是沿着图1中的II-II截取的截面图。

图3是图示了实施例2的电池电芯的电芯框架的框架和双极板的配置的示意图。

图4是图示了电芯框架的配置的示意图，该电芯框架是由图3所示的框架和双极板构成的组件。

图5是沿着图4中的V-V截取的截面图。

图6是图示了实施例3的电池电芯的电芯框架的框架和双极板的配置的示意图。

图7是图示了电芯框架的配置的示意图，该电芯框架是由图6所示的框架和双极板构成的组件。

图8是沿着图7中的VIII-VIII截取的截面图。

图9图示了氧化还原液流电池的工作原理。

图10是图示了电池电芯堆的配置的示意图。

具体实施方式

[本发明的实施例]

下面将首先列举并说明根据本发明的实施例的内容。

通过对具有高电池性能的电池电芯的研究，本发明的发明人专注于电极的电阻。这是因为发明人已经发现：设置在电池电芯中的电极的厚度越厚，电池电芯的内阻越大。因此，发明人对电池电芯的元件(包括电极)的厚度的各种组合进行了检查，并且已经完成了下面所列举的电池电芯。

<1>根据实施例的电池电芯是用于液流电池的电池电芯。该电池电芯包括：电芯框架，该电芯框架包括框架和双极板，该框架包括直通窗和用作电解液流动路径的歧管，该双极板挡住直通窗；正电极，该正电极设置在双极板的一个表面侧；以及负电极，该负电极设置在双极板的另一表面侧。在该电池电芯中，在框架中，形成歧管的部分的厚度被定义为Ft；在双极板中，挡住直通窗的部分的厚度被定义为Bt；在正电极中，面对双极板的部分的厚度被定义为Pt；在负电极中，面对双极板的部分的厚度被定义为Nt；并且，这些厚度满足下列公式：

Ft≥4mm，

Bt≥Ft-3.0mm，

Pt≤1.5mm，以及

Nt≤1.5mm。

该电池电芯具有高电池性能。这是因为电极厚度Pt和Nt是1.5mm或者以下的小厚度，这会抑制由于大电极厚度引起的电池电芯的内阻的增加。照惯例，通常，双极板具有大约0.6mm到大约1mm的厚度，而设置在薄的双极板的两侧的电极具有大约2mm到大约3mm的厚度。已经确定了双极板和电极的厚度，以便减小双极板的电阻并且抑制供应到电极的电解液的压力损失。

<2>根据本实施例的电池电芯可以具有如下配置：在双极板的该一个表面侧和另一表面侧中的每一个上形成用作电解液通道的流动通道。

在双极板的表面上的流动通道的形成使通过框架的歧管供应至双极板的电解液能够快速分布到双极板的整个表面上。因此，将电解液充分供应到设置在双极板的表面上的电极的整个表面，这会提高电池电芯的电池性能。具体地，电极越薄，电解液在双极板的平面方向上的流动阻力越大，而分布到双极板的整个表面上的电解液越少。因此，电极越薄，更宜在双极板中形成流动通道。

<3>根据本实施例的电池电芯具有如下配置：框架包括作为内周凹部的周边部，该周边部围绕在直通窗周围的整个周边并且具有比框架的其他部分更小的厚度；而且，双极板包括外周啮合部，该外周啮合部沿着双极板的整个外周延伸，具有预定宽度并且与内周凹部啮合。

利用这种配置，仅通过将双极板适配到框架的内周凹部中，便可以将双极板设置在框架的直通窗之上，并且还可以使双极板相对于框架对准。这可以提高电池电芯的生产率。

<4>根据本实施例的电池电芯可以具有如下配置：外周啮合部被形成为具有比双极板的其他部分更小的厚度。

在双极板中，将与内周凹部啮合的外周啮合部形成为比双极板的其他部分更薄的薄部，从而可以使适配到框架中的双极板被稳定地加以保持。

<5>根据实施例的氧化还原液流电池包括：电芯堆，该电芯堆中堆叠了根据上述实施例的多个电池电芯；正循环管路，该正循环管路被配置为使正电解液循环通过电芯堆；以及负循环管路，该负循环管路被配置为使负电解液循环通过电芯堆。

该氧化还原液流电池具有高电池性能。这是因为氧化还原液流电池的电池电芯具有比传统电池电芯更高的电池性能。

[本发明的实施例的细节]

下面将对根据实施例的氧化还原电池(RF电池)进行说明。但是，本发明的范围并不限于这些实施例的配置，而是由权利要求书来限定。本发明的范围意在囊括在权利要求书的等效物的含义和范围内做出的所有修改。

<实施例1>

与参照图9所述的传统RF电池α一样，根据本实施例的RF电池包括电池电芯100、正循环管路100P和负循环管路100N。本实施例的电池电芯100以图10所示的电池电芯堆200的形式加以使用。如上所述，电池电芯堆200具有如下配置：堆叠了多个电芯单元，各个电芯单元包括膜101、电极104和105、和一对电芯框架120和120。本实施例的RF电池与传统RF电池之间的不同之处主要在于这种电芯单元的电芯框架和电极的厚度。下面将参照图1和图2对根据本实施例的电芯框架1和电极104和105进行说明。顺便提及，在电芯框架1中，用与图10相同的附图标记来表示与传统RF电池相同的元件。

《电芯框架》

如图1所示，电芯框架1包括框架12和双极板11。框架12包括在厚度方向上延伸通过框架12的直通窗22w。将双极板11设置为填充直通窗22w。将双极板11的外周嵌入到框架12的直通窗22w周围的内周部分内。

[框架]

如图1所示，框架12是支撑稍后所述的双极板11的构件。与在传统配置中一样，框架12包括液体供应歧管123和124、液体排出歧管125和126、入口狭缝123s和124s、和出口狭缝125s和126s。用实线表示的入口狭缝123s和出口狭缝125s设置在附图中的暴露侧。用虚线表示的入口狭缝124s和出口狭缝126s设置在附图中的隐藏侧。狭缝123s至126s分别从歧管123至126朝着框架12的中心线延伸，并且连接至直通窗22w(未部分地示出入口狭缝124s和出口狭缝126s)。用密封构件127(诸如，O型环)来围住歧管123至126和狭缝123s至126s，以防止电解液越过密封构件127泄露到外面。在堆叠并紧固多个电芯框架1时将O型环进行压紧以提供密封功能。密封构件127可以是双密封构件。可以将密封构件(未示出)设置为围绕歧管。

如图2的局部截面图所示，通过将两个框架形板构件结合在一起来形成该示例的框架12，这提供了具有相对于左侧和右侧对称的截面形状。框架形板构件在其直通窗侧(附图中的下侧)具有薄部。将这两个框架形板构件结合在一起，以在框架形板构件的薄部之间形成用于容纳双极板11的外周部的空间。

用于框架12的材料优选地具有高绝缘性质，更优选地还具有耐酸性。用于框架12的材料的示例包括氯乙烯、聚氯乙烯和氯化石蜡。

[双极板]

如图2的截面图所示，双极板11具有与正电极104接触的一个表面侧、和与负电极105接触的另一表面侧。该示例的双极板11是大体上具有恒定厚度的板构件。在堆叠的双极板11中，设置在末端处的双极板11与集电器板接触，并且电连接至集电器板。

如图1所示，本实施例的双极板的该一个表面侧和该另一表面侧具有互相交叉的流动通道11g和11g以用于将经由入口狭缝123s和124s供应的电解液分布到双极板11的整个表面。将两个流动通道11g和11g设置为具有互相交叉的梳齿配置。该图示出了仅在双极板11的右侧的流动通道11g和11g。实际上，在双极板11的左侧形成另一对流动通道。将左侧的流动通道设置为和图中所示的流动通道11g和11g一起具有线对称，犹如这些流动通道11g和11g偏移了双极板11的中心线。互相交叉的流动通道11g和11g能够使经由入口狭缝123s(124s)供应到双极板11的电解液快速分布到双极板11的整个表面上。从而，在图2中，可以将电解液分布到设置在双极板11的该一个表面侧和该另一表面侧的正电极104和负电极105的整个表面上。因此，即使在电极104和105形成有减小的厚度时，也不会降低电池电芯的电池性能。

顺便提及，流动通道11g的形状并不限于所图示的梳齿形状，而可以是任何形状，只要可以使电解液分布到双极板11的整个表面上即可。例如，流动通道可以具有树枝形状。

如图2所示，将双极板11的外周部夹在构成框架12的两个框架形板构件之间。这种夹持固定了双极板11以便将其连结到框架12。双极板11的外周部具有凹槽，并且在凹槽中设置有O型环21o。该密封结构抑制了电解液在双极板11的该一个表面侧与该另一表面侧之间的流动。

用于双极板11的材料优选地具有高导电性能，更优选地，还具有耐酸性和柔韧性。例如，该材料是包含碳质材料的导电材料。具体地，该材料可以是由石墨和氯代有机化合物组成的导电塑料，或者可以是用炭黑和类金刚石碳中的至少一种部分地替代了石墨的导电塑料。氯代有机化合物的示例包括氯乙烯、聚氯乙烯和氯化石蜡。将这种材料用于构成双极板11，从而提供了具有低电阻以及高耐酸性和高柔韧性的双极板11。

《电极》

如图2的局部截面图所示，正电极104和负电极105分别设置在双极板11的一个表面侧(附图的右侧)和另一表面侧(附图的左侧)。电极104和105是具有变形性能的两个多孔体，并且压紧在堆叠的电芯框架1之间。将该图图示为好像在电极104和105与其相邻构件之间存在间隙。实际上，由于电极104和105的变形性质，并没有形成间隙。

用于电极104和105的材料优选地具有高导电性能，更优选地，还具有耐酸性。例如，可以使用由碳质纤维形成的织物或者无纺布来构成电极104和105。可替代地，例如，可以将碳纸板用作电极104和105。

《框架、双极板和电极的厚度》

电芯框架1和电极104和105形成为：在框架12中，形成歧管(在附图中用虚线表示)的部分的厚度被定义为Ft；在双极板11中，挡住直通窗的部分的厚度被定义为Bt；在正电极104中，面对双极板11的部分的厚度被定义为Pt；在负电极105中，面对双极板11的部分的厚度被定义为Nt；并且，这些厚度满足下列公式：

Ft≥4mm，

Bt≥Ft-3.0mm，

Pt≤1.5mm，以及

Nt≤1.5mm。

框架12形成有4mm或者以上的厚度。如图1所示，在框架12中形成了歧管123至126、狭缝123s至126s等。因此，框架12需要具有相对大的厚度，从而保持框架12的强度。当Ft过大时，对充电或者放电不起作用的部分会具有过大的厚度，这会导致电池电芯的每体积充电放电容量的降低。为此，将Ft的上限值设置为8mm。考虑到强度与充电放电容量之间的平衡，Ft优选为4mm或者以上并且6mm或者以下。

双极板11形成等于或者大于Ft-3.0mm的厚度Bt。由于Ft≈Bt+Pt+Nt，厚度Bt越大，正电极104的厚度Pt和负电极105的厚度Nt越小。Bt可以等于或者大于Ft-1.0mm。当厚度Bt过大时，电极104和105变得过薄。为此，Bt的上限值优选为Ft-0.5mm。

将正电极104的厚度Pt和负电极105的厚度Nt设置为1.5mm或者以下。通过将电极104和105形成为薄电极，可以有效地抑制电池电芯的内阻的增加。随着电极104和105的厚度的减小，这种效果会更明显。为此，Pt和Nt优选设置为1.0mm或者以下；更优选地，0.60mm或者以下；甚至更优选地，0.30mm或者以下。另一方面，鉴于电极104和105的可操作性，将Pt和Nt的下限值优选设置为0.25mm。顺便提及，Pt和Nt不需要是相同的值。

《优点》

目前已经描述的配置可以提供具有比传统电池电芯更高电池性能的电池电芯。这是因为电池电芯的电极104和105具有小的厚度，这能够抑制因电极104和105引起的电池电芯的内阻的增加。

<实施例2>

从包括了具有不同于实施例1的配置的电芯框架2的实施例的角度，参照图3至图5对实施例2进行说明。图3是构成电芯框架2的框架22和双极板21的示意图。图4是将双极板21附接至框架22上的电芯框架2的示意图。图5是沿着图4中的V-V截取的截面图。在这些图中，未示出在双极板21的表面上形成的流动通道。

电芯框架2与实施例1的不同之处在于采用了如下结构：框架22的在直通窗22w周围的周边部与双极板21的外周啮合；即，采用了插入结构，在该插入结构中，将双极板21适配到框架22中。因此，下面将主要对该插入结构和与其关联的配置进行说明。显然，甚至是在采用插入结构的情况下，也将框架22的厚度Ft、双极板21的厚度Bt、正电极104的厚度Pt和负电极105的厚度Nt选择为满足在上述实施例中描述的值，以抑制电池电芯的内阻的增加。

[插入结构]

该插入结构按照如下方式构成：对电芯框架2的尺寸进行调节，从而使得，在电芯框架2中，当从其前侧看时，双极板21的设置为挡住框架22的直通窗22w的外周部(沿着整个周边)与框架22重叠；并且，框架22的与双极板21重叠的部分形成为凹部。在该示例中，框架22的周边部、沿着直通窗22w周围的整个周边延伸的周边部，比框架22的其他部分更薄；并且该薄部形成内周凹部22c，双极板21适配到该内周凹部22c中。在该示例中，内周凹部22c仅仅形成在框架22的一个表面侧。换言之，内周凹部22c的后侧表面平坦地延伸到后侧表面外部的部分(参照图5)。

将双极板21适配到内周凹部22c中，从而使得，如图4所示，内周凹部22c在框架22的厚度方向上与双极板21的外周啮合部(在整个外周上方延伸并且具有预定宽度)啮合(也参照图5)。因此，用双极板21挡住框架22的直通窗22w。如图5所示，在采用插入结构的情况下，为了防止电解液在双极板21的一个表面侧与另一表面侧之间流动，需要在框架22与双极板21之间设置密封。在该示例中，在双极板21的与内周凹部22c重叠的部分中形成环形凹槽，并且在凹槽中设置O形环21o，从而形成密封结构。当堆叠并且紧固多个电芯框架2时将这种O形环21o压紧，并且O形环21o提供密封功能。可替代地，这种密封结构可以形成有平垫圈，或者通过热熔接形成，或者通过利用粘合剂涂覆内周凹部22c并且将内周凹部22c与双极板21结合在一起来形成。

如图4所示，在采用插入结构的情况下，通过简单地将双极板21适配到框架22的内周凹部22c中，可以将双极板21设置在框架22的直通窗22w上方。另外，通过将双极板21适配到框架内周凹部22c中，可以将双极板21相对于框架22对准。这使得能够提高电芯框架2的生产率。

在采用插入结构的情况下，由于生产期间存在容差，所以难以使内周凹部22c的外部大小等于双极板21的外部大小；并且，如果使这些外部大小彼此相等，则难以将双极板21适配到框架22中，这是个问题。因此，使内周凹部22c的外部大小稍大于(例如，大了大约1mm到大约1.5mm)双极板21的外部大小，以方便将双极板21适配到框架22中。然而，在这种情况下，当从其前侧看时，在电芯框架2中形成了电解液的泄漏通道9，该泄漏通道9形成在框架22与双极板21之间，该泄漏通道9从入口狭缝123s延伸到出口狭缝125s。泄漏通道9是在构件之间的间隙并且具有非常低的流动阻力。因此，通过入口狭缝123s引入双极板21中的电解液倾向于流入泄漏通道9中。流到泄漏通道9中的电解液基本上不会与双极板21上的正电极接触，并且通过出口狭缝125s排出。因此，在泄漏通道9中流动的电解液的量越大，电池电芯的充电放电效率越低。为此，优选地设置分开泄漏通道9的以下分开结构(未示出)。

[分开结构]

如图4所示，泄漏通道9由如下构成：第一水平通道9d，其设置在电芯框架2的下部分并且连接至入口狭缝123s；第二水平通道9u，其设置在电芯框架2的上部分并且连接至出口狭缝125s；以及将这两个水平通道9d和9u连接起来的两个垂直通道9sr和9sl。从广义上将分开泄漏通道9的分开结构分为以下三种配置：

(1)将分开构件塞入泄漏通道9中以分开泄漏通道9的配置；

(2)双极板21具有朝着框架22突出的部分并且该突出的部分分开泄漏通道9的配置；以及

(3)框架22具有朝着双极板21突出的部分并且该突出的部分分开泄漏通道9的配置。

在这三种配置中，具体地，将描述(1)该分开构件。该分开构件优选地由弹性构件构成，该弹性构件具有变形性质并且可以被压入泄漏通道9中。例如，可以将长橡胶构件用作分开构件。在泄漏通道9中，不对设置分开构件的位置进行具体地限制。例如，这种分开构件可以适配到垂直通道9sr和9sl的下部分中(更靠近第一水平通道9d)。在这种情况下，引入到第一水平通道9d中的电解液快速地传播通过第一水平通道9d，这导致在双极板21的宽度方向上的均匀分布(在图中的左右方向上)。因此，流过垂直通道9sr(9sl)的电解液击打分开构件并且在双极板21的中心方向(朝着电极)上流动。结果，电解液与设置在双极板21的表面上的电极相接触，以对充电或者放电发挥作用。

<实施例3>

按照电芯框架3具有与实施例2的插入结构略有不同的插入结构，将参照图6至图8来描述实施例3。实施例3的电芯框架3与实施例2的不同之处主要在于将双极板31的部分形成为比双极板31的其他部分更薄，该部分与框架32的内周凹部32c啮合并且具有预定宽度；以及将泄漏通道9形成为部分地蜿蜒。之后，将主要描述与实施例2的不同之处。显然，在该实施例中也一样，将框架32的厚度Ft、双极板31的厚度Bt、正电极104的厚度Pt和负电极105的厚度Nt选择为满足在上述实施例中已经描述的值，以抑制电池电芯的内阻的增加。

图6是在实施例3中的框架32与双极板31的示意图。这些框架32和双极板31具有使泄漏通道9蜿蜒的配置。作为使泄漏通道9蜿蜒的配置，本实施例的框架32包括第一突起32x，该第一突起32x朝着内周凹部32c突出。框架32进一步包括第二突起32y，该第二突起32y朝着直通窗22w从内周凹部32c突出。

另一方面，本实施例的双极板31包括：作为使泄漏通道9蜿蜒的配置，通过切割掉与框架32的第一突起32x对应的部分而形成的第一凹口31x。在双极板31的后表面侧，与框架32的内周凹部32c啮合的外周啮合部(在用虚线表示的部分外部的部分)是形成为比双极板31的其他部分更薄的薄部31c。薄部31c的表面(在图中，位于暴露侧)与其他部分齐平。因此，使薄部31c的表面(在图中，位于隐藏侧)朝着图中的暴露侧相对于其他部分凹进。薄部31c的与框架32的第二突起32y对应的部分包括第二凹口31y，该第二凹口31y形成为朝着双极板31的中心线延伸。

如图7和图8所示，当具有上述配置的双极板31被适配到框架32时，在电芯框架3的一个表面侧(在图7中是位于暴露侧，在图8中是位于右侧)形成了泄漏通道9，并且在另一表面侧(在图7中是位于隐藏侧，在图8中是位于左侧)形成了另一泄漏通道9。利用分开构件(未示出)来分开这两个泄漏通道9。

在至此已经描述了的实施例3的配置中，如图8所示，将双极板31的部分，而非薄部31c，适配到框架32的直通窗中，从而使得双极板31与框架32啮合，比实施例2更具稳定性。

工业适用性

根据本发明的电池电芯适用于形成液流类蓄电池，诸如，RF电池。在诸如太阳能光伏发电和风力发电的新能源发电中，根据本发明的RF电池可用作用于以下目的的蓄电池：稳定所生成的电力的输出的变化、存储所生成的电力中的剩余电力、以及负载均衡，并且还可以用作放置在普通发电厂附近并且用于解决电压下降和电源故障并且实现负载均衡的高容量蓄电池。

附图标记列表

α氧化还原液流电池(RF电池)

1、2和3电芯框架

11、21和31双极板

11g流动通道；31c薄部(外周啮合部)；21o O形环

31x第一凹口；31y第二凹口

12、22和32框架

32c内周凹部；22w直通窗

22x和32x第一突起；32y第二突起

9泄漏通道

9d第一水平通道；9u第二水平通道

9sr和9sl垂直通道

100电池电芯；101膜；102正电极电芯；103负电极电芯

100P正流通管路；100N负流通管路

104正电极；105负电极；106正电解液槽

107负电解液槽；108、109、110和111导管

112和113泵

120电芯框架；121双极板；122框架

123和124液体供应歧管

125和126液体排出歧管

123s和124s入口狭缝；125s和126s出口狭缝

127密封构件

190供应/排出板；210和220端板

200电池电芯堆；200s子堆

230紧固机构

Claims (5)

1.一种用于液流电池的电池电芯，包括：

电芯框架，所述电芯框架包括框架和双极板，所述框架包括直通窗和用作电解液流动路径的歧管，所述双极板被设置为填充并且挡住所述直通窗；

正电极，所述正电极设置在所述双极板的一个表面侧；以及

负电极，所述负电极设置在所述双极板的另一表面侧，

其中，在所述框架中，形成有所述歧管的部分的厚度被定义为Ft；在所述双极板中，挡住所述直通窗的部分的厚度被定义为Bt；在所述正电极中，面对所述双极板的部分的厚度被定义为Pt；在所述负电极中，面对所述双极板的部分的厚度被定义为Nt；并且这些厚度满足：

Ft≥4mm，

Bt≥Ft-3.0mm，

Pt≤1.5mm，以及

Nt≤1.5mm。

2.根据权利要求1所述的电池电芯，其中，在所述双极板的所述一个表面侧和所述另一表面侧中的每一个上，形成有用作电解液通道的流动通道。

3.根据权利要求1或者2所述的电池电芯，其中，所述框架包括作为内周凹部的周边部，所述周边部围绕在所述直通窗周围的整个周边并且具有比所述框架的其他部分小的厚度，以及

所述双极板包括外周啮合部，所述外周啮合部沿着所述双极板的整个外周延伸、具有预定宽度、并且与所述内周凹部啮合。

4.根据权利要求3所述的电池电芯，其中，所述外周啮合部被形成为具有比所述双极板的其他部分小的厚度。

5.一种氧化还原液流电池，包括：

电芯堆，在所述电芯堆中堆叠有根据权利要求1至4中的任一项所述的多个电池电芯；

正循环管路，所述正循环管路被配置为使正电解液循环通过所述电芯堆；以及

负循环管路，所述负循环管路被配置为使负电解液循环通过所述电芯堆。