CN108336378B - 一种防渗漏液流电池及其防渗漏外封装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防渗漏液流电池及其防渗漏外封装方法，解决了现有技术中液流电池不能完全密封，易发生渗漏，且电池总重量大的问题；液流电池包括一个长方体液流电堆和四个外端板，外端板的大小分别与液流电堆垂直于单元电池叠装方向的四个端面相匹配，每个外端板均通过红外焊接在与其相匹配的液流电堆端面上。本发明的一种防渗漏液流电池的防渗漏外封装方法，通过将外端板和相应液流电堆端面紧密贴合并用焊接夹具夹紧后，外端板和相应液流电堆贴合面进行有效的贴合压紧，采用红外焊接，焊接完成后，拆卸焊接夹具即得防渗漏液流电池。本发明的防渗漏液流电池密封性好，重量轻。本发明的防渗漏外封装方法，操作简便，密封作用良好，且不增加液流电池重量。

Description

一种防渗漏液流电池及其防渗漏外封装方法
技术领域
本发明属于电化学储能中的液流电池领域，具体涉及一种防渗漏液流电池及其防渗漏外封装方法。
背景技术
液流电池作为一种新能源产品，具有容量高、使用领域广、循环使用、寿命长的特点。液流电池将一定数量的单电池串联组装成电堆，以便得到所需的电压。电堆中单电池的堆叠结构对其密封性提出了较高的要求。现有技术中液流电池普遍使用橡胶垫圈配合弹簧螺杆的形式，通过施加压力造成垫圈与弹簧形变后完成电池的固定与密封作用。但是这种密封方式在长久以来的实施过程中发现并不能达到完全的密封作用，始终会有薄弱的地方出现渗漏。而且使用弹簧螺杆与厚端板夹持会大大增加电池的总重量。
因此，提供一种液流电池及液流电池的防渗漏外封装方法，使液流不会发生渗漏现象，且不增加电池重量，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种防渗漏液流电池，解决现有技术中液流电池不能完全密封，易发生渗漏，且大大增加电池的总重量的问题。
本发明还提供了防渗漏液流电池的防渗漏外封装方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明所述的一种防渗漏液流电池，包括一个长方体液流电堆和四个外端板，四个外端板大小分别与液流电堆垂直于单元电池叠装方向的四个端面相匹配，每个外端板均通过红外焊接在与其相匹配的液流电堆端面上。
本发明所述的一种防渗漏液流电池的防渗漏外封装方法，包括以下步骤：
步骤1、将外端板和相应液流电堆端面紧密贴合并通过焊接夹具夹紧，然后将夹紧后的外端板和液流电堆固定在焊接台上；
步骤2、调整由夹具固定的外端板与液流电堆，使红外焊接器的红外波入射方向在一个外端板和相应液流电堆端面形成的贴合面平面范围内，且与该贴合面待焊位置保持垂直；
步骤3、根据步骤2中外端板与液流电堆形成的待焊贴合面的尺寸调节红外焊接的起始点和终止点，并设置焊接轨迹路线，然后启动红外焊接器，移动红外焊接头或移动电堆或同时移动二者，在红外波束与焊接面始终保持垂直的状态下完成在该待焊贴合面上一条边的焊接；
步骤4、重复步骤2和步骤3，完成多条边的焊接，实现该外端板和相应液流电堆端面相贴合面的整面焊接；
步骤5、重复步骤2至步骤4，使液流电堆的其余端面分别和相配合的外端板依次焊接；
步骤6、待液流电堆的四个端面均与相应外端板焊接完成后，拆卸焊接夹具即得防渗漏液流电池。
进一步地，防渗漏液流电池的防渗漏外封装方法的红外焊接使用波长为780－2600nm范围的红外电磁波，步骤3的焊接速度10－8000mm/s。
进一步地，步骤6中，焊接完成后，维持一段时间压力后再拆卸焊接夹具。
进一步地，步骤1中，步骤1中，所述焊接夹具包括上表面规则平整、下表面套接在外端板的外端面上的有机玻璃体，以及压合在所述有机玻璃体上表面上的高透光高强度透射体，所述有机玻璃体下表面与外端板的外端面相匹配并紧密套接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的防渗漏液流电池，密封性能良好，不会发生渗漏，且重量轻。本发明的防渗漏外封装方法，工艺简单，操作简便，能对液流电池起到良好的密封作用，且不增加液流电池重量。
本发明采用红外焊接的方法进行外封装，利用红外波束优异的方向性和高功率密度等特性进行工作，通过光学系统将红外波能量聚焦在塑料上很小的区域内，在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区，从而使被焊塑料熔化并形成牢固的焊点或焊缝，完成外端板和相应液流电堆端面密封。使用此方法焊接，不需要额外增加机械结构，不会使液流电池重量增加。
液流电池中外端板的外端面会出现不规则形状，本发明通过将焊接夹具的有机玻璃体紧密套接在不规则形状的外端面上，使其形成规则平整的外端面，再将高透光高强度透射体压合在规则平整的外端面上，使外端面均匀受力，从而保证外端板和相应液流电堆端面紧密结合，保证焊接效果。
附图说明
图1为焊接示意图。
图2为外端板与液流电堆接触贴合示意图。
其中，附图标记对应的名称为：
1-液流电堆、2-外端板。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
实施例
如图1和2所示，本发明提供的一种防渗漏液流电池，能够将液流电池完全密封，不易发生渗漏，并且还能极大地减轻电池的总重量。本防渗漏液流电池包括一个长方体液流电堆1和四个外端板2，所述四个外端板2的大小分别与液流电堆1的四个端面相匹配，每个所述外端板2均通过红外焊接在与其相匹配的液流电堆1端面上。
本发明的防渗漏液流电池，密封性能良好，不会发生渗漏，且重量轻，图1中箭头为红外波入射方向。
同时，本发明还提供了上述防渗漏液流电池的防渗漏外封装方法，包括以下步骤：
步骤1、将外端板和相应液流电堆端面紧密贴合并通过焊接夹具夹紧，然后将夹紧后的外端板和液流电堆固定在焊接台上；
步骤2、调整由夹具固定的外端板与液流电堆，使红外焊接器的红外波入射方向在一个外端板和相应液流电堆端面形成的贴合面平面范围内，且与该贴合面待焊位置保持垂直；
步骤3、根据步骤2中外端板与液流电堆形成的待焊贴合面的尺寸调节红外焊接的起始点和终止点，并设置焊接轨迹路线，然后启动红外焊接器，移动红外焊接头或移动电堆或同时移动二者，在红外波束与焊接面始终保持垂直的状态下完成在该待焊贴合面上一条边的焊接；
步骤4、重复步骤2和步骤3，完成多条边的焊接，实现该外端板和相应液流电堆端面相贴合面的整面焊接；
步骤5、重复步骤2至步骤4，使液流电堆的其余端面分别和相配合的外端板依次焊接；
步骤6、待液流电堆的四个端面均与相应外端板焊接完成后，拆卸焊接夹具即得防渗漏液流电池。
其中，红外焊接使用波长为780－2600nm范围的红外电磁波，步骤3的焊接速度10－8000mm/s。步骤6中，焊接完成后，维持一段时间压力后再拆卸焊接夹具。
本发明采用红外焊接的方法进行外封装，利用红外波束优异的方向性和高功率密度等特性进行工作，通过光学系统将红外波能量聚焦在塑料上很小的区域内，在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区，从而使被焊塑料熔化并形成牢固的焊点或焊缝，完成外端板和相应液流电堆端面密封。使用此方法焊接，密封性能好，防渗漏效果显著，并且不需要额外增加机械结构，因此能极大减轻液流电池的重量。
操作时选用整面高透光高强度透射体对红外波束吸收材料进行压合，以尽量减少红外波穿透后的能量损失；然而，在对液流电池进行外封装过程中，外端板的外端面经常会出现不规则形状，给红外焊接时施加压力带来了麻烦，对此，本发明的防渗漏外封装方法通过对原有的焊接夹具进行改进就很好的克服了上述问题，具体为所述焊接夹具包括上表面规则平整、下表面套接在外端板的外端面上的有机玻璃体，以及压合在所述有机玻璃体上表面上的高透光高强度透射体，所述有机玻璃体下表面与外端板的外端面相匹配并紧密套接。
本发明通过将焊接夹具的有机玻璃体紧密套接在具有不规则形状的外端面上，使其形成规则平整的外端面，再将高透光高强度透射体压合在规则平整的外端面上，使外端面均匀受力，从而保证外端板和相应液流电堆端面焊接后能完全紧密结合，保证焊接效果。
本发明的防渗漏外封装方法，工艺简单，操作简便，能对液流电池起到良好的密封作用，采用本防渗漏外封装方法对液流电池进行外封装后，所封装的液流电池密封性能好，防渗漏效果显著，并且重量轻。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种防渗漏液流电池的防渗漏外封装方法，其特征在于，所述防渗漏液流电池包括一个长方体液流电堆(1)和四个外端板(2)，所述四个外端板大小分别与液流电堆(1)垂直于单元电池叠装方向的四个端面相匹配，每个所述外端板(2)均通过红外焊接在与其相匹配的液流电堆(1)端面上；
所述方法包括以下步骤：
步骤1、将外端板和相应液流电堆端面紧密贴合并通过焊接夹具夹紧，然后将夹紧后的外端板和液流电堆固定在焊接台上；
步骤2、调整由夹具固定的外端板与液流电堆，使红外焊接器的红外波入射方向在一个外端板和相应液流电堆端面形成的贴合面平面范围内，且与该贴合面待焊位置保持垂直；
步骤3、根据步骤2中外端板与液流电堆形成的待焊贴合面的尺寸调节红外焊接的起始点和终止点，并设置焊接轨迹路线，然后启动红外焊接器，移动红外焊接头或移动电堆或同时移动二者，在红外波束与焊接面始终保持垂直的状态下完成在该待焊贴合面上一条边的焊接；
步骤4、重复步骤2和步骤3，完成多条边的焊接，实现该外端板和相应液流电堆端面相贴合面的整面焊接；
步骤5、重复步骤2至步骤4，使液流电堆的其余端面分别和相配合的外端板依次焊接；
步骤6、待液流电堆的四个端面均与相应外端板焊接完成后，拆卸焊接夹具即得防渗漏液流电池。
2.根据权利要求1所述的防渗漏液流电池的防渗漏外封装方法，其特征在于，红外焊接使用波长为780-2600nm范围的红外电磁波，步骤3的焊接速度10-8000mm/s。
3.根据权利要求2所述的防渗漏液流电池的防渗漏外封装方法，其特征在于，步骤6中，焊接完成后，维持一段时间压力后再拆卸焊接夹具。
4.根据权利要求3所述的防渗漏液流电池的防渗漏外封装方法，其特征在于，步骤1中，所述焊接夹具包括上表面规则平整、下表面套接在外端板的外端面上的有机玻璃体，以及压合在所述有机玻璃体上表面上的高透光高强度透射体，所述有机玻璃体下表面与外端板的外端面相匹配并紧密套接。
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