CN109818032A - 一种液流储能单电池与液流储能电池堆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液流储能单电池与液流储能电池堆。液流储能单电池包括液流储能电池单元与绝缘保护层，该液流储能电池单元由依次层叠的第一多孔柔性电极、柔性隔膜与第二多孔柔性电极构成；第一多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过正极电解液，第二多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过负极电解液，绝缘保护层层叠在所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的至少一个多孔柔性电极的与所述柔性隔膜相反的一侧。该液流储能单电池由于均采用柔性材料，使得该液流储能单电池可以卷制或者折叠形成多种不同的形状。通过该液流储能电池单电池制备形成的液流储能电池堆由于均采用柔性材料，整个电池堆的形状可以多变，且结构简单、制备方便。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域，具体而言，主要涉及一种液流储能单电池与液流储能电池堆。
背景技术
液流储能电池通常被称为氧化还原液流储能电池或液流电池(Redox flowbattery for energy storage或Flow battery)，是一种电化学储能技术。
液流储能电池的正负极电对有多种选择，其中较为常见的有Fe/Cr、多硫化钠/溴、锌/溴、锌/铁、锌/铁和全钒等体系。全钒液流储能电池(Vanadium Flow Battery,VFB)是目前发展最快、最接近商业化应用的电化学储能技术之一。
液流储能电池系统的内部结构组成包括：正极电解液(Catholyte)储罐、正极泵、负极电解液(Anolyte)储罐、管路与阀门、电池系统以及电子控制元器件与系统。电解液又统称为Electrolyte。而电池系统由若干个电堆并串联组成，单个电堆由若干个单电池通过压滤的形式串联组成，单电池间起串联作用的部件是双极板，一般是碳素材料，也可以是耐腐蚀导电的金属板。
液流储能电池单电池的内部结构主要包括：电极、离子交换膜和集流板。电极通常由碳毡组成，离子交换膜将单电池分隔为两个半电池，集流板用于收集和传导电流。
现有单电池和电池堆的结构组成包括：端板、绝缘板、集流板(电堆里是双极板，一般为碳素板，单电池里一般为石墨板，石墨板容易碎)、塑料电极框、电极(多为碳毡，一种多孔碳材料)、电池隔膜(可以是离子交换膜，也可以是多孔隔膜)，每两片紧挨的零部件之间都要加橡胶密封垫片。该结构单电池与电堆的零部件太多、结构复杂、体积能量密度低、质量能量密度低、需要密封的界面太多、密封垫圈多且容易漏液，制备成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种液流储能单电池与液流储能电池堆。
为实现以上发明目的，本发明提供一种液流储能单电池，包括液流储能电池单元与绝缘保护层；
所述液流储能电池单元由依次层叠的第一多孔柔性电极、柔性隔膜与第二多孔柔性电极构成；所述第一多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过正极电解液，所述第二多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过负极电解液；
所述绝缘保护层层叠在所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的至少一个多孔柔性电极的与所述柔性隔膜相反的一侧。
作为上述技术方案的进一步改进，在所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极各自的与所述柔性隔膜相反的一侧均层叠有所述绝缘保护层，所述液流储能单电池平铺形成平板状液流储能单电池、卷制形成横截面为螺旋状的螺旋卷式液流储能单电池或者是首尾相连卷制形成横截面为同心圆的管式液流储能单电池的其中一种形状的单电池。
作为上述技术方案的进一步改进，所述绝缘保护层层叠在所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的其中一多孔柔性电极的与所述柔性隔膜相反的一侧，所述液流储能单电池卷制形成横截面为螺旋状的螺旋卷式液流储能单电池或者首尾相连卷制形成横截面为同心圆的管式液流储能单电池的其中一种形状的单电池，并且卷制后的单电池的最外侧为所述绝缘保护层。
作为上述技术方案的进一步改进，所述螺旋卷式液流储能单电池的中心设置有至少一个圆筒状的第一中心管，所述第一中心管内设有与所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的至少一个多孔柔性电极连通的通道，所述通道用于连通外界电解液流入多孔柔性电极或者连通从多孔柔性电极流出的电解液。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第一中心管为一个，所述第一中心管设有与所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的其中一个多孔柔性电极连通的通道。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第一中心管为一个，且所述第一中心管内设有隔板，所述隔板将所述第一中心管分隔成两个通道，两个所述通道各自与所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的其中一个多孔柔性电极连通。
作为上述技术方案的进一步改进，所述中心管为两个，两个所述第一中心管各自设有与所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的其中一个多孔柔性电极连通的通道。
一种液流储能电池堆，包括多个如上所述的液流储能单电池，多个液流储能单电池通过外部线路连接组成输出电压和功率可调的液流储能电池堆。
一种液流储能电池堆，包括如上所述的螺旋卷式液流储能单电池，所述第一多孔柔性电极和第二多孔柔性电极均由多块多孔柔性电极片段通过绝缘部件拼接而成，每一所述多孔柔性电极片段通过外部线路连接组成输出电压和功率可调的螺旋卷式液流储能电池堆。
一种液流储能电池堆，包括多个液流储能电池单元、惰性金属件与绝缘保护层；
所述液流储能电池单元由依次层叠的第一多孔柔性电极、柔性隔膜与第二多孔柔性电极构成，所述第一多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过正极电解液，所述第二多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过负极电解液；
相邻的所述液流储能电池单元通过所述惰性金属件叠接形成液流储能电池堆，并且所述液流储能电池堆的最外侧为所述绝缘保护层。
作为上述技术方案的进一步改进，所述液流储能电池堆首尾相连卷制形成横截面为同心圆的管式液流储能电池堆。
作为上述技术方案的进一步改进，所述液流储能电池堆卷制形成横截面为螺旋状的螺旋卷式液流储能电池堆。
本发明的有益效果：
本发明提供一类液流储能单电池与液流储能电池堆。液流储能单电池包括液流储能电池单元与绝缘保护层，该液流储能电池单元由依次层叠的第一多孔柔性电极、柔性隔膜与第二多孔柔性电极构成；第一多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过正极电解液，第二多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过负极电解液，绝缘保护层层叠在所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的至少一个多孔柔性电极的与所述柔性隔膜相反的一侧。该液流储能单电池由于均采用柔性材料，使得该液流储能单电池可以卷制或者折叠形成多种不同的形状，结构简单、制备方便。
一种液流储能电池堆，包括多个液流储能电池单元、惰性金属件与绝缘保护层，相邻的所述液流储能电池单元通过至少一所述惰性金属件叠接形成液流储能电池堆，并且所述螺旋卷式液流储能电池堆的最外侧为所述绝缘保护层。通过该液流储能电池单元形成的液流储能电池堆由于均采用柔性材料，整个电池堆的形状可以多变，且结构简单、制备方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明范围的限定。
图1为本发明的一种液流储能电池单元的结构示意图；
图2为本发明的一种液流储能单电池的结构示意图；
图3为本发明的第一变形例的结构示意图；
图4为本发明的第二变形例的结构示意图；
图5为本发明的螺旋卷式液流储能单电池一种实施例的结构示意图；
图6为本发明的螺旋卷式液流储能单电池另一种实施例的结构示意图；
图7为本发明的螺旋卷式液流储能单电池又一种实施例的结构示意图；
图8为本发明的一个实施例的多个平板状液流储能单电池通过电路连接形成电池堆的线路连接示意图；
图9为本发明的一种螺旋卷式液流储能电池堆的一个实施例的平铺结构示意图；
图10为本发明的第六变形例的结构示意图。
主要元件符号说明：
10、绝缘保护层；20、液流储能电池单元；21、第一多孔柔性电极；22、柔性隔膜；23、第二多孔柔性电极；24、惰性金属件；30、第一中心管。
具体实施方式
在下文中，将更全面地描述本发明的各种实施例。本发明可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本发明的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本发明理解为涵盖落入本发明的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。
在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
在本发明的各种实施例中，表述“A或/和B”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合，例如，可包括A、可包括B或可包括A和B二者。
在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。
请参考图1，一种液流储能电池单元20，所述液流储能电池单元20由依次层叠的第一多孔柔性电极21、柔性隔膜22与第二多孔柔性电极23构成；所述第一多孔柔性电极21中的多孔结构用于流动通过正极电解液，所述第二多孔柔性电极23中的多孔结构用于流动通过负极电解液。
第一多孔柔性电极21、第二多孔柔性电极23是电化学反应发生的场所，即电解液在里面流通，并在其表面进行电化学反应，得失电子，并通过其传导到外电路。
上述，该液流储能电池单元20是液流储能单电池与液流储能电池堆的核心组成结构。且由于均采用柔性材料，该液流储能电池单元20可以卷制或者折叠形成多种不同的形状。通过该液流储能电池单元20形成的液流储能单电池与液流储能电池堆由于均采用柔性材料，整个单电池或者电池堆的形状可以多变，且结构简单、制备方便。
其中，电解液中活性物质的种类即液流电池体系，本实施方案中液流储能电池包括锂离子液流电池、全钒液流电池、锌碘液流电池、锌溴液流电池、多硫化钠-溴液流电池、蒽醌液流电池、全铁络合液流电池、铕铈液流电池、全铅液流电池、锌钒液流电池等等，以上列举的都是已经出现过的体系，包括但是不限于以上几种。
请参考图2，作为一种液流储能单电池，包括液流储能电池单元20与绝缘保护层10，所述液流储能电池单元20包括依次层叠的第一多孔柔性电极21、柔性隔膜22、第二多孔柔性电极23，所述第一多孔柔性电极21远离柔性隔膜22的一面和所述第二多孔柔性电极23远离所述柔性隔膜22的一面均叠接有绝缘保护层10。
上述，相比现有的液流储能单电池，本实施方式中一种液流储能单电池的结构可简化为依次层叠的绝缘保护层10、第一多孔柔性电极21、柔性隔膜22、第二多孔柔性电极23与绝缘保护层10，由于均采用柔性材料，整个单电池的形状可以多变，且结构简单、制备方便。
可选的，所述第一多孔柔性电极21、第二多孔柔性电极23均可选用碳类材料，如碳毡、碳纸、碳粉层、碳纤维、碳微粒层叠体等。
优选的，所述第一多孔柔性电极21、第二多孔柔性电极23均选用碳毡。该碳毡集电极、集流、电解液流通作用于一体。
碳毡是电化学反应发生的场所，即电解液在里面流通，并在其碳纤维表面进行电化学反应，得失电子，现有技术中，电子通过碳毡传导到集流板再通过集流板导通外电路；由于集流板和碳毡之间是靠机械力压在一起，以减少接触电阻，外加碳素集流板电阻率变大、导电性较差。在本具体实施方案中，突破电极框、密封垫圈和集流板或双极板的密封结构，通过绝缘保护层10与柔性隔膜22直接以密封方式构建正/负极电解液腔、电解液流入与流出碳毡的通道以及连接到电池外部的电路通道，实现碳毡可以直接通过电解液的通道实现与外电路的连接，从而实现直接用碳毡同时发挥现有集流板和碳毡的作用，电子直接通过碳毡连接导线导通至外电路，其不存在接触电阻，使得电阻率较低。
上述，所述液流储能单电池可形成平板状液流储能单电池。
与现有技术相比，本实施方案去掉了沉重的端板、电极框和双极板或集流板，使得整个单电池和电池堆的形状可以多变，且现有压滤式电池结构零部件之间采用橡胶密封垫片进行密封，部件众多、结构复杂，使得密封效果较差。本方案中可选择在液流储能单电池四周用胶密封，无需橡胶密封垫，从而使得密封步骤简单且成本低、减小了电池体积和组装工时数、密封效果好、大幅度地降低了漏液的可能性，且显著提升了单电池和电堆的质量能量密度。
作为本实施方式一种液流储能电池的第一变形例，请参考图3，所述绝缘保护层10、第一多孔柔性电极21、柔性隔膜22、第二多孔柔性电极23、绝缘保护层10各自首尾相连卷制形成横截面为同心圆型的管式液流储能单电池。
由于该第一变形例中同心圆型的最内层为绝缘保护层10，该绝缘保护层10存在与否并不会对同心圆型的管式液流储能单电池功能存在影响，所以作为本实施方式一种液流储能电池的第二变形例，请参考图4，所述绝缘保护层10层叠在所述第一多孔柔性电极21或所述第二多孔柔性电极23中的一个多孔柔性电极的与所述柔性隔膜22相反的一侧，形成依次层叠的绝缘保护层10、第一多孔柔性电极21、柔性隔膜22、第二多孔柔性电极23，然后各自首尾相连卷制形成横截面为同心圆型且最外层为绝缘保护层10的管式液流储能单电池，或者是依次层叠的第一多孔柔性电极21、柔性隔膜22、第二多孔柔性电极23、绝缘保护层10，然后各自首尾相连卷制形成横截面为同心圆型且最外层为绝缘保护层10的管式液流储能单电池。
作为本实施方式一种液流储能单电池的第三变形例，所述液流储能单电池可直接卷制形成横截面为螺旋状的螺旋卷式液流储能单电池。
由于该液流储能单电池直接卷制时靠近第一多孔柔性电极21的绝缘保护层10与靠近第二多孔柔性电极23的绝缘保护层10重合，所以作为本实施方式一种液流储能电池的第四变形例，所述绝缘保护层10层叠在所述第一多孔柔性电极21或所述第二多孔柔性电极23中的一个多孔柔性电极的与所述柔性隔膜22相反的一侧，形成依次层叠的绝缘保护层10、第一多孔柔性电极21、柔性隔膜22、第二多孔柔性电极23后或者是依次层叠的第一多孔柔性电极21、柔性隔膜22、第二多孔柔性电极23、绝缘保护层10，并且卷制后的螺旋卷式液流储能单电池的最外侧为所述绝缘保护层10。
采用螺旋状的电池结构能大幅度提升电池的体积能量密度。
可选的，所述螺旋卷式液流储能单电池的中心设置有至少一个圆筒状的第一中心管30，所述第一中心管30内设有与所述第一多孔柔性电极21和所述第二多孔柔性电极23中的至少一个多孔柔性电极连通的通道，所述通道用于连通外界电解液流入多孔柔性电极或者连通从多孔柔性电极流出的电解液。
上述，所述螺旋卷式液流储能单电池的中心是指该螺旋卷式液流储能单电池的中轴线方向，即沿其中轴线方向设置有第一中心管30。
所述第一中心管30可起到稳定支撑作用与作为电解液流通的通道。
在螺旋卷式液流储能单电池中，由于其结构特殊性，第一中心管30的存在与具体结构会影响电解液进液方式，在此通过以下方式详细叙述。
作为一种可实施方式，请参考图5，当所述第一中心管30仅为一个，且所述第一中心管30设有与所述第一多孔柔性电极21和所述第二多孔柔性电极23中的其中一个多孔柔性电极连通的通道时，所述第一中心管30既起稳定支撑作用，且第一中心管30可作为一种电解液流通管道，电解液可从第一中心管30流入到多孔柔性电极后再从螺旋卷式液流储能单电池外壁切面流出，或者电解液从螺旋卷式液流储能单电池外壁切面流入到第一中心管30中流出，另一种电解液由螺旋卷式液流储能单电池两端端部进出。
作为另一种可实施方式，请参考图6，所述第一中心管30为一个，且所述第一中心管30内设有与管身平行的隔板，所述隔板将所述第一中心管30分隔成两个通道，两个所述通道各自与所述第一多孔柔性电极21和所述第二多孔柔性电极23中的其中一个多孔柔性电极连通。所述第一中心管30既起稳定支撑作用，所述第一中心管30的两个通道各自与所述第一多孔柔性电极21和所述第二多孔柔性电极23的其中一个多孔柔性电极连通，其中一个通道作为正电解液流通管道，另一个通道作为负电解液流通管道。正电解液可从第一中心管30的一个管道流入，螺旋卷式液流储能单电池外壁切面流出；或者是螺旋卷式液流储能单电池外壁切面流入，第一中心管30的该管道流出。负电解液可从第一中心管30的另一个管道流入，螺旋卷式液流储能单电池外壁切面流出；或者是螺旋卷式液流储能单电池外壁切面流入，第一中心管30的该管道流出。正电解液流通方式可与负电解液流通方式任意组合形成多种流通方式。
作为又一种可实施方式，请参考图7，所述第一中心管30为两个且并排设置，两个所述第一中心管30各自设有与所述第一多孔柔性电极21和所述第二多孔柔性电极23中的其中一个多孔柔性电极连通的通道。所述两根第一中心管30既起稳定支撑作用，其中一个第一中心管30作为正电解液的流通管道、另一个第一中心管30作为负电解液的流通管道。正电解液可从其中一个第一中心管30流入，螺旋卷式液流储能单电池外壁切面流出；或者是螺旋卷式液流储能单电池外壁切面流入，该第一中心管30流出。负电解液可从其中另第一中心管30流入，螺旋卷式液流储能单电池外壁切面流出；或者是螺旋卷式液流储能单电池外壁切面流入，该第一中心管30流出。正电解液流通方式可与负电解液流通方式任意组合形成多种流通方式。
可选的，所述管式液流储能单电池的中心设置有圆筒状的第二中心管(图中未示出)。所述管式液流储能单电池的中心是指该管式液流储能单电池的中轴线方向，即沿其中轴线方向设置有第二中心管。
在管式液流储能单电池中，所述第二中心管只起到稳定支撑作用。
可选的，所述柔性隔膜22由具有柔软性且能传导离子的材料构成，具体可选用有机膜、无机膜、有机无机复合膜或者荷电膜的一种。
有机膜包括PVDF、聚醚醚酮、聚醚砜、聚丙烯腈、聚氨酯、纤维素、醋酸纤维素、硝酸纤维素、聚碳酸酯、聚苯并咪唑等；或者是无机高分子膜，如聚硅烷，聚磷腈等材料制备的多孔膜；荷电膜包括磺化聚醚醚酮、全氟磺酸膜如膜等。
可选的，所述绝缘保护层10可选用柔性绝缘保护材料或者硬质绝缘保护材料，如柔性绝缘塑料膜或者是硬质绝缘塑料外壳等。
上述，平板状液流储能单电池、螺旋卷式液流储能单电池或者管式液流储能单电池的任意一种均可以多个液流储能单电池通过外部线路连接组成输出电压和功率可调的液流储能电池堆。即通过外接电路实现串联、并联或者串并联形成输出电压和功率可调的电池堆。如图8所示为多个平板状液流储能单电池通过正极连接正极，负极连接负极形成并联电路从而形成电池堆。
一种液流储能电池堆，请参考图9，包括如上所述的螺旋卷式液流储能单电池，所述第一多孔柔性电极21和第二多孔柔性电极23均由多块多孔柔性电极片段通过绝缘部件拼接而成，每块多孔柔性电极片段通过外部线路连接从而组成输出电压和功率可调的螺旋卷式液流储能电池堆。在本实施方式中，由于第一多孔柔性电极21与第二多孔柔性电极23均由多块多孔柔性电极片段通过绝缘部件拼接形成，每一块多孔柔性电极均由导线接出至外电路，从而在卷制成为螺旋卷式电池时，每两个绝缘部件之间的多孔柔性电极片段构成一个单电池，从而多个单电池经过线路连接形成螺旋卷式液流储能电池堆。
一种液流储能电池堆，包括多个液流储能电池单元20、惰性金属件24与绝缘保护层10；
所述液流储能电池单元20由依次层叠的第一多孔柔性电极21、柔性隔膜22与第二多孔柔性电极23构成，所述第一多孔柔性电极21中的多孔结构用于流动通过正极电解液，所述第二多孔柔性电极23中的多孔结构用于流动通过负极电解液；
相邻的所述液流储能电池单元20通过所述惰性金属件24叠接形成液流储能电池堆，并且所述液流储能电池堆的最外侧为所述绝缘保护层10。
通过该液流储能电池单元20形成的液流储能电池堆由于均采用柔性材料，整个电池堆的形状可以多变，且结构简单、制备方便。
上述，第一多孔柔性电极21作为正极，第二多孔柔性电极23作为负极，将该电池堆按照正极接正极、负极接负极的方式连接起来，正极引线连成组引出正极端子，负引线连成组引出负极端子，同时将电解液通过电解液输送管道注入到电池堆中。
上述，作为一种液流储能电池堆的第五变形例，所述液流储能电池堆形成平板状液流储能电池堆，两个所述绝缘保护层10分别层叠在位于所述平板状液流储能电池堆的最外两侧。
作为一种液流储能电池堆的第六变形例，请参考图10，所述液流储能电池堆首尾相连卷制形成横截面为同心圆的管式液流储能电池堆，并且卷制后的管式液流储能电池堆的最外侧为所述绝缘保护层10。
可选的，所述管式液流储能电池堆的中心设置有圆筒状的第四中心管。其与上述管式液流储能单电池的第二中心管作用相同，在此不再赘述。
作为一种液流储能电池堆的第七变形例，所述液流储能电池堆卷制形成横截面为螺旋状的螺旋卷式液流储能电池堆(图中未示出)，并且卷制后的螺旋卷式液流储能电池堆的最外侧为所述绝缘保护层10。
本方案突破了传统的液流储能电池板框结构，可形成板式电池结构、螺旋卷式结构和中空管式结构的液流储能单电池与液流储能电池堆。并且充分地利用了液流电池的关键材料均可为柔性的特点，实现了液流储能电池的任意形状设计以及实现比体积最小的螺旋状电池结构设计和管式电池结构设计。基于以上的设计省去了很多现有电池结构中的零部件，可节约大量成本。
在本发明中，本领域的普通技术人员需要理解的是，文中指示方位或者位置关系的术语为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
应注意：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种液流储能单电池，其特征在于，包括液流储能电池单元与绝缘保护层；
所述液流储能电池单元由依次层叠的第一多孔柔性电极、柔性隔膜与第二多孔柔性电极构成；所述第一多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过正极电解液，所述第二多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过负极电解液；
所述绝缘保护层层叠在所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的至少一个多孔柔性电极的与所述柔性隔膜相反的一侧。
2.根据权利要求1所述的液流储能单电池，其特征在于，在所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极各自的与所述柔性隔膜相反的一侧均层叠有所述绝缘保护层，所述液流储能单电池平铺形成平板状液流储能单电池、卷制形成横截面为螺旋状的螺旋卷式液流储能单电池或者是首尾相连卷制形成横截面为同心圆的管式液流储能单电池的其中一种形状的单电池。
3.根据权利要求1所述的液流储能单电池，其特征在于，所述绝缘保护层层叠在所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的其中一多孔柔性电极的与所述柔性隔膜相反的一侧，所述液流储能单电池卷制形成横截面为螺旋状的螺旋卷式液流储能单电池或者首尾相连卷制形成横截面为同心圆的管式液流储能单电池的其中一种形状的单电池，并且卷制后的单电池的最外侧为所述绝缘保护层。
4.根据权利要求2或3所述的液流储能单电池，其特征在于，所述螺旋卷式液流储能单电池的中心设置有至少一个圆筒状的第一中心管，所述第一中心管内设有与所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的至少一个多孔柔性电极连通的通道，所述通道用于连通外界电解液流入多孔柔性电极或者连通从多孔柔性电极流出的电解液。
5.根据权利要求4所述的液流储能单电池，其特征在于，所述第一中心管为一个，所述第一中心管设有与所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的其中一个多孔柔性电极连通的通道。
6.根据权利要求4所述的液流储能单电池，其特征在于，所述第一中心管为一个，且所述第一中心管内设有隔板，所述隔板将所述第一中心管分隔成两个通道，两个所述通道各自与所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的其中一个多孔柔性电极连通。
7.根据权利要求4所述的液流储能单电池，其特征在于，所述第一中心管为两个，两个所述第一中心管各自设有与所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极中的其中一个多孔柔性电极连通的通道。
8.一种液流储能电池堆，其特征在于，包括多个如权利要求2或3所述的液流储能单电池，多个液流储能单电池通过外部线路连接组成输出电压和功率可调的液流储能电池堆。
9.一种液流储能电池堆，其特征在于，包括如权利要求2或3所述的螺旋卷式液流储能单电池，所述第一多孔柔性电极和所述第二多孔柔性电极均由多块多孔柔性电极片段通过绝缘部件拼接而成，每一所述多孔柔性电极片段通过外部线路连接从而组成输出电压和功率可调的螺旋卷式液流储能电池堆。
10.一种液流储能电池堆，其特征在于，包括多个液流储能电池单元、惰性金属件与绝缘保护层；
所述液流储能电池单元由依次层叠的第一多孔柔性电极、柔性隔膜与第二多孔柔性电极构成，所述第一多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过正极电解液，所述第二多孔柔性电极中的多孔结构用于流动通过负极电解液；
相邻的所述液流储能电池单元通过所述惰性金属件叠接形成液流储能电池堆，并且所述液流储能电池堆的最外侧为所述绝缘保护层。
11.根据权利要求10所述的液流储能电池堆，其特征在于，所述液流储能电池堆首尾相连卷制形成横截面为同心圆的管式液流储能电池堆。
12.根据权利要求10所述的液流储能电池堆，其特征在于，所述液流储能电池堆卷制形成横截面为螺旋状的螺旋卷式液流储能电池堆。
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