CN110137505A - 电池双极板及其电池组堆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池双极板及其电池组堆，包括纵长延伸的石墨毡、依附石墨毡成型的隔断壳体及正、负极电解液；隔断壳体包括外壳部与隔断部，外壳部围设在石墨毡外侧，隔断部设置于石墨毡的中间以将其分隔为沿纵长方向并排排列的正极部与负极部，隔断部能够隔水隔气；外壳部与隔断部共同包围正、负极部以形成相互独立且沿纵长方向并排排列的正极、负极腔室，正、负极电解液分别填充正、负极腔室以形成正极和负极；石墨毡具有与纵长方向垂直的厚度方向，外壳部包括分别设置于石墨毡厚度方向两侧的正、负极接触面，正极部与负极部分别裸露于正、负极接触面；由多个该双极板沿厚度方向堆叠组成的电池组堆有利于降低其堆叠长度，缩小体积，增加能效。

Description

电池双极板及其电池组堆
【技术领域】
本发明属于液流电池领域，具体提供一种电池双极板以及具有该电池双极板的电池组堆。
【背景技术】
世界范围的能源紧张和环境加剧恶化的态势促使世界各国开发和利用可再生能源的呼声日益高涨。但无论太阳能还是风能，都存在能量供应的不稳定性，需要性能优良的储能系统与之配套。电网的削峰填谷、平衡负荷也需要规模储能技术。液流电池寿命长，可靠性高，设计灵活、无特殊地形要求、运行和维护费用较低，是理想的规模化储能装置。然而，目前市场上的液流电池组堆大多体积庞大，不利于合理利用空间，如中国实用新型专利第CN201845830U号所揭示的液流电池电堆，其电池单体中正极、负极的串接方向与多个电池单体的堆叠方向相同，从而使得该液流电池电堆的体积较大；同时，常规的液流电池大部分都采用石墨板粘合石墨毡的电池双极板，粘合处往往会增加接触电阻，从而导致电池组堆能效的流失。
因此，有必要设计一种新的电池双极板及其电池组堆，以改善上述问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种有利于减小体积以及降低接触电阻的电池双极板及其电池组堆。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种电池双极板，包括纵长延伸的石墨毡、依附于所述石墨毡而成型的隔断壳体、正极电解液以及负极电解液，所述隔断壳体包括一体连接的外壳部与隔断部，所述外壳部围设在所述石墨毡的外侧，所述隔断部设置于所述石墨毡的中间部分以用于将所述石墨毡分隔为沿纵长方向并排排列的正极部与负极部，所述隔断部位于所述正极部与负极部之间以达到隔水隔气的效果，所述外壳部与隔断部共同包围所述正极部与负极部以形成相互独立且沿纵长方向并排排列的正极腔室和负极腔室，所述正极电解液填充于正极腔室以形成所述电池双极板的正极，所述负极电解液填充于负极腔室以形成所述电池双极板的负极；所述石墨毡具有与所述纵长方向垂直的厚度方向，所述外壳部包括设置于石墨毡厚度方向两侧且相对设置的正极接触面与负极接触面，所述正极部裸露于所述正极接触面，所述负极部裸露于所述负极接触面，以使所述电池双极板的正极与负极分别裸露于所述隔断壳体的相反两面。
进一步地，所述隔断部位于所述石墨毡的正中间以使得所述正极部与负极部对称设置且大小相同。
进一步地，所述电池双极板呈扁平的板状长方体设置，所述长方体的最长边沿所述纵长方向延伸，所述长方体的最短边沿所述石墨毡的厚度方向延伸。
进一步地，所述隔断部没有破坏所述石墨毡的整体型，所述正极部与负极部之间仍然具有良好的导电性能。
进一步地，所述隔断壳体一体成型。
进一步地，所述隔断壳体由一种防水防腐的材料制成。
进一步地，所述防水防腐的材料为导电塑料或者不导电塑料或者胶水。
进一步地，所述防水防腐的材料为PVC材料或ABS塑料或PP塑料。
本发明的目的还通过以下技术方案来实现：一种液流电池组堆，包括若干所述的电池双极板以及被所述电池双极板两两夹持的质子膜板框，定义所述电池双极板的延伸方向为纵长方向，所述电池双极板还具有与所述纵长方向垂直的厚度方向，所述电池双极板包括位于所述厚度方向两端且相对设置的正极接触面与负极接触面以及在所述纵长方向上并排排列的正极与负极，所述正极与负极分别裸露于所述正极接触面与负极接触面，每一所述电池双极板的正极与负极电性导通，所述电池双极板与质子膜板框沿着所述厚度方向堆叠，每一所述质子模板框的两侧分别贴合相邻电池双极板的正极接触面与负极接触面并将两个相邻电池双极板的正极与负极电性串联。
进一步地，所述电池双极板与质子膜板框的串接方向与每一所述电池双极板内的正极与负极的串接方向相互垂直。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明电池双极板的正极与负极在纵长方向上并排排列，若干个所述电池双极板与质子膜板框沿着与纵长方向垂直的厚度方向堆叠而组成本发明液流电池组堆；由于电池双极板与质子膜板框的串接方向与每一电池双极板内的正、负极的串接方向相互垂直，可有解决低多个电池双极板堆叠时纵向过长的问题，对于在单位体积下提高单个电池组堆的组装容量提供了可能性；此外，该电池双极板采用一体的石墨毡作为导体，石墨毡具有单层横向层状组织方向电导率更高的特性，因此利用此方向进行电池单元的串联，可有效的降低内阻，提高导电率。
【附图说明】
图1是本发明电池双极板的透视图。
图2是图1所示电池双极板的立体图。
图3是图2所示电池双极板另一角度的立体图。
图4是图3所示电池双极板的分解图。
图5是本发明电池组堆的立体图。
图6是图5所示电池组堆另一角度的立体图。
图7是图5所示电池组堆的分解图。
【主要元件符号说明】
电池双极板 100 负极腔室 121
电池组堆 200 隔断壳体 2
石墨毡 1 外壳部 21
正极部 11 正极接触面 211
正极 110 负极接触面 212
正极腔室 111 隔断部 22
负极部 12 质子膜板框 3
负极 120
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
以下，将结合图1至图7介绍本发明电池双极板及其电池组堆的具体实施方式。
如图1与图7所示，本发明提供了一种电池双极板100及其电池组堆200，所述电池双极板100包括纵长延伸的石墨毡1、依附于所述石墨毡1而成型的隔断壳体2、正极电解液(未标示)以及负极电解液(未标示)。所述隔断壳体2包括一体连接的外壳部21与隔断部22，所述外壳部21围设在所述石墨毡1的外侧，所述隔断部22设置于所述石墨毡1的中间部分以用于将所述石墨毡1分隔为沿纵长方向并排排列的正极部11与负极部12，所述隔断部22位于所述正极部11与负极部12之间以达到隔水隔气的效果。所述外壳部21与隔断部22共同包围所述正极部11与负极部12以形成相互独立且沿纵长方向并排排列的正极腔室111和负极腔室121，所述正极电解液填充于正极腔室111以形成所述电池双极板100的正极110，所述负极电解液填充于负极腔室121以形成所述电池双极板100的负极120。所述石墨毡1具有与所述纵长方向垂直的厚度方向，所述外壳部21包括设置于石墨毡1厚度方向两侧且相对设置的正极接触面211与负极接触面212。所述正极部11裸露于所述正极接触面211，所述负极部12裸露于所述负极接触面212，以使所述电池双极板100的正极110与负极120分别裸露于所述隔断壳体2的相反两面。
如图1至图4所示，在本实施例中，所述隔断部22位于所述石墨毡1的正中间以使得所述正极部11与负极部12对称设置且大小相同。所述电池双极板100呈扁平的板状长方体设置，所述长方体的最长边沿所述纵长方向延伸，所述长方体的最短边沿所述石墨毡1的厚度方向延伸。所述正极110与负极120在所述纵长方向上肩并肩排列。所述隔断部22没有破坏所述石墨毡1的整体型，所述正极部11与负极部12之间仍然具有良好的导电性能。所述隔断壳体2一体成型，且所述隔断壳体2由一种防水防腐的材料制成。所述防水防腐的材料为导电塑料或者不导电塑料或者胶水等能够充分隔断所述石墨毡1的正负极的材料，以防止装在所述正极腔室111与负极腔室121中的正、负极电解液发生漏气漏液、互相污染等问题。电池双极板在工作时温度往往会升高，并且该耐腐蚀材料在成型所述隔断壳体2时需要渗透至所述石墨毡1内部，因此所述防水防腐的材料具有防水、耐腐蚀、流动性佳且耐受温度100℃以上等特性。所述防水防腐的材料可以但不限于PVC材料或ABS塑料或PP塑料等材料。
下面结合图5至图7介绍本发明液流电池组堆200，所述液流电池组堆200包括若干个所述电池双极板100以及被所述电池双极板100两两夹持的质子膜板框3，所述电池双极板100的延伸方向为纵长方向，所述电池双极板100还具有与所述纵长方向垂直的厚度方向。所述电池双极板100包括位于所述厚度方向两端且相对设置的正极接触面211与负极接触面212以及在所述纵长方向上并排排列的正极110与负极120。所述正极110与负极120分别裸露于所述正极接触面211与负极接触面212，每一所述电池双极板100的正极110与负极120电性导通。所述电池双极板100与质子膜板框3沿着所述厚度方向堆叠。每一所述质子模板框3的两侧分别贴合相邻电池双极板100的正极接触面211与负极接触面212并将两个相邻电池双极板100的正极110与负极120电性串联以组成一个电池单元(未标示)。每一电池双极板100又与另一侧的所述质子模板框3以及与该质子模板框3相邻的电池双极板100组成另一个电池单元，以此类推以堆叠组装成所述电池组堆200。
所述电池双极板100与质子膜板框3的堆叠方向(即所述电池单元的串联方向)与每一所述电池双极板100内的正极110与负极120的串接方向相互垂直，可有解决低多个电池双极板100堆叠时纵向过长的问题，可以缩小电池组堆200的体积，相对增加能效，对于在单位体积下提高单个电池组堆200的组装容量提供了可能性；此外，该电池双极板100采用一体的石墨毡1作为导体，由于石墨毡具有单层横向层状组织方向电导率更高的特性，因此利用此方向进行电池单元的串联，可有效的降低内阻，提高导电率。
以上所述仅为本发明的部分实施方式，不是全部的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变化，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种电池双极板，包括纵长延伸的石墨毡、依附于所述石墨毡而成型的隔断壳体、正极电解液以及负极电解液，所述隔断壳体包括一体连接的外壳部与隔断部，所述外壳部围设在所述石墨毡的外侧，所述隔断部设置于所述石墨毡的中间部分以用于将所述石墨毡分隔为沿纵长方向并排排列的正极部与负极部，所述隔断部位于所述正极部与负极部之间以达到隔水隔气的效果，所述外壳部与隔断部共同包围所述正极部与负极部以形成相互独立且沿纵长方向并排排列的正极腔室和负极腔室，所述正极电解液填充于正极腔室以形成所述电池双极板的正极，所述负极电解液填充于负极腔室以形成所述电池双极板的负极；所述石墨毡具有与所述纵长方向垂直的厚度方向，所述外壳部包括设置于石墨毡厚度方向两侧且相对设置的正极接触面与负极接触面，其特征在于：所述正极部裸露于所述正极接触面，所述负极部裸露于所述负极接触面，以使所述电池双极板的正极与负极分别裸露于所述隔断壳体的相反两面。
2.如权利要求1所述的电池双极板，其特征在于：所述隔断部位于所述石墨毡的正中间以使得所述正极部与负极部对称设置且大小相同。
3.如权利要求1所述的电池双极板，其特征在于：所述电池双极板呈扁平的板状长方体设置，所述长方体的最长边沿所述纵长方向延伸，所述长方体的最短边沿所述石墨毡的厚度方向延伸。
4.如权利要求1所述的电池双极板，其特征在于：所述隔断部没有破坏所述石墨毡的整体型，所述正极部与负极部之间仍然具有良好的导电性能。
5.如权利要求4所述的电池双极板，其特征在于：所述隔断壳体一体成型。
6.如权利要求5所述的电池双极板，其特征在于：所述隔断壳体由一种防水防腐的材料制成。
7.如权利要求6所述的电池双极板，其特征在于：所述防水防腐的材料为导电塑料或者不导电塑料或者胶水。
8.如权利要求7所述的电池双极板，其特征在于：所述防水防腐的材料为PVC材料或ABS塑料或PP塑料。
9.一种液流电池组堆，包括若干个如权利要求1至权利要求8中任一项所述的电池双极板以及被所述电池双极板两两夹持的质子膜板框，定义所述电池双极板的延伸方向为纵长方向，所述电池双极板还具有与所述纵长方向垂直的厚度方向，所述电池双极板包括位于所述厚度方向两端且相对设置的正极接触面与负极接触面以及在所述纵长方向上并排排列的正极与负极，所述正极与负极分别裸露于所述正极接触面与负极接触面，每一所述电池双极板的正极与负极电性导通，其特征在于：所述电池双极板与质子膜板框沿着所述厚度方向堆叠，每一所述质子模板框的两侧分别贴合相邻电池双极板的正极接触面与负极接触面并将两个相邻电池双极板的正极与负极电性串联。
10.如权利要求9所述的液流电池组堆，其特征在于：所述电池双极板与质子膜板框的串接方向与每一所述电池双极板内的正极与负极的串接方向相互垂直。
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