CN117374352B - 液流电池用电堆框架 - Google Patents

Abstract

本发明首要的是提供一种优化设计的液流电池用电堆框架，该框架（一个表面）包括具有特定结构的主流道以及包括特定结构的分流道设计的中心部分，并且通过中心部分电极单元与支撑部件形成的流通结构，使得整个框架在电解液运行时能够使得电解液流畅、均匀的流通，避免由于某一区域阻塞或者压力过大而导致的漏液或者出现电极死角的问题，从而提高液流电池的使用性能。

Description

液流电池用电堆框架

技术领域

本发明属于新能源领域，具体涉及一种液流电池部件的设计，更具体而言涉及一种氧化还原液流电池用的电堆框架。

背景技术

电力一直以来被认为是瞬发瞬供的即时能源。几十年来，电网形成了以化石燃料发电（俗称火电）为基础（占全网发电量六成）的供电体系，主要通过控制煤，石油，天然气等物质的燃烧，调整热能对机械能的驱动，改变发电机的输出效率，以便即时响应电网负荷的需求。

90年代以来，水库式水力发电的兴建，有效降低了电网对化石燃料发电的依赖。通过水库水位的控制，水力发电也能像火力发电机组一样即时响应变化的电网负荷。同时，在电网负荷低峰期，可以通过将水从低位水源抽至高位水库，将电网余电以重力势能方式储存起来，留作高峰用途。

本世纪初开始，太阳能发电和风能发电为主的新一代可再生能源系统，作为更科学的能源提供方案而被广泛接纳。与传统火电为主，水电为辅的发电电网相比，新清洁能源代表了能源的未来。但是，其最大劣势便是能量来源的间歇性。一个新清洁能源为主导的发电电网，势必出现发电峰谷跟电网负荷的严重不匹配，造成发电峰值期间电能的大量浪费，和发电低谷期间大规模的电能匮乏。

真正实现全电网的清洁能源化，需要完成整个电网的储能化。在发电端，配备高效的储能单元，实现电能的就地快速存取，可以在电网低负荷状态收纳废电，在高负荷状态释放存电变废为宝。在输配电方面，建立储能站，参与电网调峰，提高配电效率，缓解输电拥堵，推迟输配电升级。在用户端，不仅利用储能电站做为备用电源，同时低电价时间从电网充电，高电价时间从储能系统放电，达到分时电费管理、增加光伏自用量、按需供电节约电费等多种要求。同时在供电方和用电方进行发电和负荷的双重削峰填谷，大大改善电网的利用效率。

液流电池技术有大规模储能的天然优势：储电量的大小与电解液体积成线性正比，充放电功率由电堆尺寸及数量决定，所以能按照需求，设计出从kW到MW级别不同的充放电功率，可持续放电1小时到数天的不同储能体量的液流电池。基于常用无机酸，无机盐的电解液化学成分稳定，储存方便，对环境影响小，自放电系数极低，适合长期的电能储存，安全性能极高。由于其稳定可靠的充放电循环，理论充放电次数没有上限。

目前世界范围内的液流电池企业，其产品绝大部分还处在用于电网级储能的示范性项目，远没有达到商业化产品对可靠性和稳定性的要求，其主要技术瓶颈在于电池的关键组件—电堆。由于电堆设计缺陷、电堆材料机械性能的局限性，以及同时需要兼顾电池转换效率和电解液内部循环稳定性的局限，电堆寿命仅能达到1000-3000次，大大增加了储能度电成本。如何制造出稳定高效且能长时间充放电的电堆，是摆在各液流电池企业面前的难题。

普通的电堆生产是将电堆内部主要部件，即石墨双极板、石墨毡和隔膜依次叠加在一起，将单电池以串联方式组成电堆。密封组装后，引入正负电解液，进行充放电循环。将内部部件组装叠加时，需要引入辅助框架结构，该辅助结构主要作用是提供电解液在电堆内部循环的液流槽，保证液流顺畅无阻塞；保证各部件组装时不发生位移，各部分对应位置确保对齐；同时对各单体电池起到密封作用，确保电解液不渗漏；保持电堆内部一定的内压，使得个组件之间的接触电阻最小，从而提高电堆的能量转换效率。

对于这样的电堆中的框架结构的设计已经进行了广泛的研究，例如通过优化电解液流道的设计、框架密封结构的设计等提高液流电池的使用性能。

引用文献1公开了一种液流电池用框架设计，其对于电解液流道使用常规设计，但限定框架对向面具有0.03μm以上且3.2μm以下的表面粗糙度Ra以提高电堆的密合性。

引用文献2通过特定电极结构以及流道设计使得电解液可以可靠的分散于电极区域，提高氧化还原电池的性能。

引用文献3公开了一种液流电池电堆的电极框结构，于矩形平板上设置电解液的补充流道，电解液补充流道的一端与电解液进口的通孔相连，另一端与可容置电极的空腔相连通，其电极框结构，改善了电极内的浓度分布，提高电池性能。

引用文献4涉及一种用于液流电池的电堆框架，所述电堆框架由聚合物材料制成，具有中空结构，并且其外形在横向和/或纵向上具有对称结构，所述电堆框架具有正面和背面，所述正面的表面具有：电解液的进液口和出液口；电解液导流槽；密封垫片槽；所述电解液导流槽与密封垫片槽不产生相互的联通，并且电解液导流槽至少部分的露出于所述电堆框架正面的表面，所述电解液导流槽允许电解液流入或流出液流电池双极板两侧或隔膜两侧的石墨毡。

引用文献

引用文献1：CN107919487A

引用文献2：CN108232230A

引用文献3：CN206225462U

引用文献4：CN110416584A

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，尽管现有技术已经对于液流电池框架的结构设计进行了一定程度的研究，但对于提高电解液在框架内的流动的平稳、均匀性以及降低由于电解液堵塞等而导致的漏液性进而提高电池的运行和使用性能而言，仍然不能说是完全充分的。

因此，本发明首要的是提供一种优化设计的液流电池电堆用的框架，该框架（一个表面）包括具有特定结构的主流道以及包括特定结构的分流道设计的中心部分，并且通过中心部分电极单元与支撑部件形成的流通结构，使得整个框架在电解液运行时能够使得电解液流畅、均匀的流通，增大电解液与电极单元之间的直接有效接触面积，避免由于某一区域阻塞或者压力过大而导致的漏液的同时，提升了电解液与电极单元之间的传质效率，从而提高液流电池的使用性能。

用于解决问题的方案

通过发明人长期的研究，发现通过以下技术方案的实施能够解决上述技术问题：

[1]. 一种用于液流电池电堆的框架，其中，所述框架包括用于安装电极单元的中心部分，以及环绕在所述中心部分周围的、不具有电极单元的周边部分，

所述周边部分具有电解液主流道，所述主流道至少包括一个导入主流道和一个导出主流道，

所述中心部分具有电解液的分流道、镂空区域以及镂空区域之间的支撑部件，并且，所述镂空区域用于安装一个或多个电极单元，所述分流道至少包括导入分流道以及导出分流道，

所述导入主流道与所述导入分流道通过导入交汇口而交汇于所述中心部分的边缘，以允许电解液通过所述导入交汇口而在所述导入分流道中分配；所述导出主流道与所述导出分流道通过导出交汇口而交汇于所述中心部分的边缘，以允许电解液通过所述导出交汇口流入所述导出主流道，

每个所述主流道均具有一个或多个弯曲结构，每个弯曲结构的弯角为80～100°的弧形结构。

[2]. 根据[1]所述的框架，其中，每个所述主流道均具有多个所述弯角。

[3]. 根据[1]或[2]所述的框架，其中，所述中心部分具有圆形、椭圆形或具有圆角的矩形形状。

[4]. 根据[1]～[3]任一项所述的框架，其中，所述分流道具有干道和支道形成的梳状结构，所述交汇口形成于所述干道上。

[5]. 根据[4]所述的框架，其中，所述干道和所述支道的延伸方式以及具有的截面被设计为使得干道中的电解液流动时的阻力在干道各处实质上相同，并且，使得所述每个支道中的电解液流动时的阻力实质上相同。

[6]. 根据[1]～[5]任一项所述的框架，其中，所述支撑部件的的交叉结构形成所述镂空区域；所述支撑部件以正交形式构建。

[7]. 根据[6]所述的框架，其中，所述支撑部件的任意一个平行或者垂直于所述框架的一个外边缘。

[8]. 根据[1]～[7]任一项所述的框架，其中，在所述框架的主平面所在的平面内，满足以下几何特征的至少一项：

i. 所述中心部分具有针对平面横轴和/或纵轴的对称结构；

ii. 所述主流道具有针对平面横轴或纵轴的对称结构；

iii. 所述框架具有针对平面横轴或纵轴的对称结构。

[9]. 根据[1]～[8]任意一项所述的框架，其中，当所述框架的所述镂空区域被安装了电极单元、并且多个所述框架形成电堆后，所述电极单元之间的所述支撑部件允许电解液流动。

[10]. 根据[1]～[9]任意一项所述的框架，其中，所述镂空区域中的每个空格的边缘角均为弧形角。

[11]. 进一步，本发明也提供了一种液流电池电堆，其中，所述电堆包括一个或多个根据以上[1]～[10]任一项所述的框架。

[12]. 根据[11]所述电堆，其中，所述液流电池为任意正负极均为全液态电解液的液流电池。

[13].根据[11]或[12]所述电堆，其中，所述液流电池为钒液流电池或铁铬液流电池。

发明的效果

通过上述技术方案的实施能够获得如下的技术效果：

1）本发明优化了电堆框架的流入和流出的电解液的主流道的设计，通过优化了中心部分分流道以及电极区域（镂空区域和支撑部件的整体）的设计，总体上使得框架内电解液工作和流动时，能够保持稳定的流动，减少压力不均匀而导致的阻塞和漏液，提高了液流电池整体运行的性能。

2）对于主流道，通过具有圆弧形弯角（蛇形、U行等）设计能够降低电解液流动的不均匀性，使得电解液能够更为平稳的进入到中心部分的分流道中。同时也可以有效降低单电池之间的漏电电流。

3）通过镂空设计，使得中心部分在组装电极单元后能够通过电极单元和支撑部件形成电解液运行的“运河”结构，并通过调节“运河”结构的设计，使得电解液在中心部分（分布式电极区域）能够更均匀的与电极接触，有效提升电解液与电极之间的传质效率，使电解液更加平稳通畅流动的同时，提高电堆效率。

4）通过镂空设计以及支撑部件的限制，使得分布在中心部分的多个电极单元位置固定而不会由于上述“运河”的存在而导致电极单元在使用过程中发生不期望的位移。

5）通过上述设计，本发明所提供的框架在进行层叠组装后，能够最大程度降低漏电电流，降低流域整体流阻，保证各个区域电极内的液流分布均一性，大大减少电极‘死区’区域，从而降低过充风险，极大增加电堆实际运行寿命。

附图说明

图1：本发明一个具体实施方案中电堆框架的一个具体设计

图2：本发明一个具体实施方案中电堆框架的一个具体设计

图3：本发明一个具体实施方案中电堆框架的一个具体设计

1,1’：通孔

2,2’：主流道

3,3’：交汇口

4,4’：分流道中的干道

5,5’：分流道中的支道

6：用于安装电极电源的镂空结构

7：中心部分的支撑部件

（1,2,3,4,5用于电解液的导入；1’,2’,3’,4’,5’用于电解液的导出）

实施方式

以下，针对本发明的内容进行详细说明。以下所记载的技术特征的说明基于本发明的代表性的实施方案、具体例子而进行，但本发明不限定于这些实施方案、具体例子。需要说明的是：

本说明书中，使用“数值A~数值B”表示的数值范围是指包含端点数值A、B的范围。

本说明书中，使用“以上”或“以下”表示的数值范围是指包含本数的数值范围。

本说明书中，使用“可以”表示的含义包括了进行某种处理以及不进行某种处理两方面的含义。

本说明书中，使用“任选”或“任选的”表示某些物质、组分、执行步骤、施加条件等因素使用或者不使用。

本说明书中，所使用的“常温”或“室温”表示“23±2℃”的室内环境温度。

本说明书中，所使用的单位名称均为国际标准单位名称，并且如果没有特别声明，所使用的“%”均表示重量或质量百分含量。

本说明书中，使用“基本上”、“实质上”表示与理论模型、理论数据或目标数据的标准偏差在5%、优选为3%、更优选为1%数值范围以内。

本说明书中，使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本说明书中，如没有特别说明，则当谈及“电极”时，采用狭义的概念，即该术语不包括仅用于导电的集电体或集流体部分，仅指的是液流电池中负责提供电化学反应场所的区域，典型地，例如电毡（石墨毡）部分。

本说明书中，所提及的“一些具体/优选的实施方案”、“另一些具体/优选的实施方案”、“实施方案”等是指所描述的与该实施方案有关的特定要素（例如，特征、结构、性质和/或特性）包括在此处所述的至少一种实施方案中，并且可存在于其它实施方案中或者可不存在于其它实施方案中。另外，应理解，所述要素可以任何合适的方式组合在各种实施方案中。

本发明主要提供了一种液流电池，尤其是钒液流电池或铁铬液流电池用的电堆框架，通过对于框架的各个电解液流道的优化设计、中心部分电极区域与支撑部件的设计从而在电堆运行时能够最大程度降低漏电电流，降低流域整体流阻，保证各个区域分布电极内的液流分布均一性，大大减少电极‘死区’区域，从而降低过充风险，极大增加电堆实际运行寿命。同时有效增大电解液与电极接触面积，提升了电解液与电极之间的传质效率，从而提升电堆的能量转换效率。

具体而言，本发明的电堆框架整体外形上没有特别限制，其可以具有长方形、正方形等矩形结构。通过多个电堆框架的层叠组合，可以形成液流电池用电堆。对于这样的框架，其具有两个或更多的通孔结构，以提供电解液的流入和流出。

另外，本发明的电堆框架的材质，没有特别限定，一些具体实施方案中，本发明的框架可以为基于聚合物材料的电堆框架，所述聚合物材料可以为单一聚合物材料、两种或多种聚合物形成的混合物。

所述聚合物可以选自聚烯烃系聚合物、聚苯醚、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚砜类、聚酯、聚芳醚酮和氟树脂等的一种或多种。适用的聚烯烃类聚合物可以为乙烯、丙烯或a-烯烃的均聚物或共聚物，具体可以为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯，聚丙烯、丙烯-丁烯共聚物等。电堆框架可以主要由上述聚合物而形成，也可以是上述聚合物与增强纤维所形成的复合材料。对于增强纤维没有特别的限制，可以选自有机纤维或无机纤维，所述纤维可以为连续纤维也可以为短切纤维。此外，电堆框架也可以是由上述聚合物与其他功能性成分形成的混合物制备得到。所述其他功能性成分，包括填料、抗氧化剂、阻燃剂、稳定剂以及各种加工助剂等。另外，对于电堆框架的制备方法，适用的方法包括注塑成型、或浸渍成型等，可以是整体成型，也可以是拼接成型。

进一步，本发明的电堆框架，从一个主表面看，可以具有中心部分、周边部分。以下，将作出具体说明：

（周边部分）

本发明的电堆框架的周边部分，主要用于形成两个或更多的通孔以及电解液的主流道。优选地，所述周边部分设置于电堆框架的几何平面的边缘位置。

通孔

在本发明一些具体的实施方案中，所述电堆框架具有矩形结构，例如长方形、正方形等，并且通孔形成于接近矩形的拐角部。优选的，电堆框架具有两个或四个通孔结构。

对于这些通孔，可以是为电解液流入框架而设置的通孔（导入通孔），也可以是为电解液流出的而设置的通孔（导出通孔）。并且，对于一个单独的框架而言，至少具有一个电解液导入通孔，以及至少一个电解液的导出通孔。在一些优选的实施方案中，以电堆框架的主平面的横轴、纵轴或中心点为基准，导入通孔与对应的导出通孔具有至少相对于一个基准的对称结构。

主流道

对于本发明的电解液的主流道，其包括电解液导入的主流道和电解液流出的主流道，所述主流道从通孔延伸出并与中心部分（下文将述的交汇口）连接。因此，本发明中，所述电堆框架至少具有一个电解液导入主流道以及至少具有一个电解液导出主流道。进一步，对于这样的主流道，其可以为内嵌入框架表面以内，也可以是部分开放或全部开放于所述框架的表面。

从促进主流道中电解液流动时的平稳性、阻力均匀的角度考虑，本发明的主流道具有一个或多个弯曲结构，并且，每个弯曲结构的弯角可以为弧形结构，例如，这些弯角的弯曲角度可以为80～100°，优选为85～95°。在一些优选的实施方案中，每个主流道具有3～30个上述的弯角，更优选具有5～20个这样的弯角。此外，在其他一些优选的实施方案中，所述弯曲结构可以形成连续或不连续的蛇形结构、回形结构、U形结构中的至少一种。例如，参见图1中的2和2’，两个主流道分别具有连续的U形弯曲结构。

由于蛇形结构、回形结构、连续U型弯结构相对于直线结构，可以大大增加了主流道长度，从而可以有效的降低漏电电流。

另外，本发明的周边部分不包括或不具有电极单元，也就是说，电解液在周边部分流动时不与电极接触或产生反应。

另外，在一些优选的实施方案中，以电堆框架的主平面的横轴或纵轴中为基准，所述导入主流道与相应的导出主流道具有至少相对于一个基准的对称分布结构。

对于上述主流道的截面形状的设计，原则上没有特别的要求，在一些具体的实施方案中，这些截面被设计为使得电解液在主流道流动时具有实质上相同的压力或阻力。对于这样的设计，可以根据框架材料的特性并辅助计算机模拟而进行。

（中心部分）

本发明的中心部分置于上述周边部分内。优选的，所述中心部分整体上设置于电堆框架平面的几何正中位置。

在一些具体的实施方案中，所述中心部分整体上为圆形、椭圆形或具有圆弧弯角（圆角）的矩形形状。

对于本发明的中心部分，其包括分流道、镂空区域以及分布在镂空区域之间的支撑部件。

分流道

本发明的分流道用于分流来自于导入主流道的电解液，使得电解液能够均匀、流畅的进入到中心部分并与电极单元充分接触，或者，本发明的分流道用于将流出中心部分的电解液汇集并通过导出主流道将电解液导出。

在一些具体的实施方案中，分流道与主流道通过一个或多个交汇口而 连接以实现上述功能，优选的，这样的交汇口至少包括一个导入交汇口以及一个导出交汇口（3或者3’）。

进一步，在本发明一些优选的实施方案中，所述分流道进一步具有梳状结构。这样的梳状结构包括一个干道以及从干道伸展出的多个支道，这些支道的流向可以相互平行的朝向电极单元的方向。另外，在存在干道与支道的情况下，上述导入或者导出交汇口被设置于干道上。

从降低电解液流动时的阻力或者使得电解液分配均匀的角度考虑，所述干道和支道的延伸方式以及干道和支道具有的截面被设计为使得干道中的电解液流动时的阻力在干道各处实质上相同，并且，使得所述每个支道中的电解液流动时的阻力实质上相同。

镂空区域以及支撑部件

本发明的中心部分中，除了分流道结构以外，主要还包括用于放置电极单元的镂空区域以及用于形成镂空区域的支撑部件。因此，也可以将镂空区域和支撑部件形成的整体结构称为电极区域或分布式电极区域。

对于支撑部件，没有特别限制，在一些优选的实施方案中，其可以具有正交的分布方式，每个支撑部件的走向与电堆框架的边缘平行或者垂直。

通过支撑部件所间隔出的孔隙，可以形成具有多个空格的镂空区域。对于空格的数量，原则上没有特别限制，优选的可以具有5～100个，更优选为具有10～60个。另外，对于每个空格而言，其每个边缘角处均为弧形角，例如圆角等。

进一步，对于支撑部件的宽度，从保证下述“运河”结构中电解液运行通畅的角度考虑，可以为0.5～3 cm，优选为0.6～2.8cm。

对于支撑部件的厚度，原则上没有特别限制，从制造便利性、上述“运河”构造的稳定性保持方面考虑，优选的所述支撑部件的平均厚度小于上述框架周边部分的厚度，例如，所述支撑部件可以具有0.5～3mm的厚度。

本发明中上述镂空区域中的每个空格中，可以用于放置于其形状相匹配的电极元件，这样，这些多个电极元件可以形成经由支撑部件间隔的、分布式的电极阵列。

对于每个电极单元的结构，原则上没有特别限制，在一些优选的实施方案中，其可以为本领域各种适用的石墨毡，碳布，碳纸等，并且，对于石墨毡/碳布/碳纸等的材质和构造方式可以依据现有技术而选定。

在一些优选的实施方案中，电极单元以嵌入的方式被布置于每个空格中，并且，相对于空格所在平面所述石墨毡在平面两侧露出至少部分区域，优选的露出部分相对于该平面而言是在两侧可以是对称的。

“运河”结构

本发明的“运河”结构主要由电极单元以及支撑部件的结合而形成。

在一些具体的实施方案中，当安装了电极单元的框架进行层叠而组装成电堆后，电极单元的高度高于支撑部件所在的平面，因此，电极单元的侧部形成运河的“岸”而支撑部件形成运河的“底”。

因此，当电解液通过导入主流道并经由分流道而进入电极区域后，电解液可以沿着本发明的“运河”结构而被分配到各个电极单元处。因此，通过本发明的上述设计，可以保证分布式电极中的每个电极单元均可以与电解液充分的接触，而大大减少电极‘死区’区域，从而降低过充风险，极大增加电堆实际运行寿命。

中心部的对称布局

本发明中，从降低电解液流动时阻力的角度考虑，优选的是，将本发明的框架的中心部分设置为具有对称的结构。

例如，所述中心部分具有针对框架平面横轴和/或纵轴的对称结构；所述电极区域具有针对框架平面横轴和/或纵轴的对称结构。

（电堆框架以及电堆）

对于本发明的框架，除了具有上文所描述或定义的结构以外，不受限制的，可以根据本领域常规设计而布置其他的结构或部件，例如密封结构或者密封部件等。

本发明中通过上述设计而得到本发明的电堆框架，对于这样的框架，出于组装方面的便利性，优选的整体上具有针对于框架平面横轴和/或纵轴的对称结构。

进一步，通过使用一个或多个本发明的电堆框架进行层叠，同时辅助隔膜以及其他的密封部件、固定部件，可以得到用于液流电池的电堆。

对于本发明液流电池电堆，其只要是用于全液相氧化还原液流电池就没有特别的限制，优选的，本发明的液流电池可以包括（全）钒液流电池、铁铬液流电池等。

实施例

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

分别采用普通整体电极及进出液直流道设计的电极框结构和图1中本发明的带网状流道和折弯型进出液流道设计的电极框结构，分别采用同样电极材料/膜材料/双极板材料搭建同样规格的电堆。

使用普通板框搭建的电堆简称电堆A，使用网状流道及折弯型进出液流道设计的板框搭建的电堆简称电堆B。

首先对电堆A和电堆B在不同流量下进行内压测试，测试数据参见表1。

进一步，对电堆A和电堆B在相同额定功率下环境温度50°C，SOC 0-100%进行连续充放电循环测试，如下表2显示了电堆A及电堆B在同样测试条件下的循环充放电效率数据：

表1显示，通过增加网格状流道设计，电堆内部内压明显降低。内压降低会有利于电堆内部各个密封组件的寿命，进而延长电堆整体循环寿命。

表2显示，通过增加网格状流道设计，电堆的电压效率有明显提升，电流效率有小幅提升，上述流道设计有利于电解液均匀分布，电解液与电极毡的有效直接接触面积更大，降低单电池之间的漏电电流，降低了电解液在电极毡中流经路径的长度，可以有效增加电解液与电极毡之间的传质，提升电压效率，并且减少电解液死区，提高电极毡有效利用率。

需要说明的是，尽管以具体实例介绍了本发明的技术方案，但本领域技术人员能够理解，本发明应不限于此。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (13)

1.一种用于液流电池电堆的框架，其特征在于，所述框架包括用于安装电极单元的中心部分，以及环绕在所述中心部分周围的、不具有电极单元的周边部分，

所述周边部分具有电解液主流道，所述主流道至少包括一个导入主流道和一个导出主流道，

所述中心部分具有电解液的分流道、镂空区域以及镂空区域之间的支撑部件，并且，所述镂空区域用于安装一个或多个电极单元，所述分流道至少包括导入分流道以及导出分流道，所述镂空区域中具有由支撑部件所间隔出的空格，所述电极单元以嵌入的方式被布置于所述空格中，并且，所述中心部分的所述电极单元与所述支撑部件形成的电解液的流通结构，

所述导入主流道与所述导入分流道通过导入交汇口而交汇于所述中心部分的边缘，以允许电解液通过所述导入交汇口而在所述导入分流道中分配；所述导出主流道与所述导出分流道通过导出交汇口而交汇于所述中心部分的边缘，以允许电解液通过所述导出交汇口流入所述导出主流道，

每个所述主流道均具有一个或多个弯曲结构，每个弯曲结构的弯角为80～100°的弧形结构。

2.根据权利要求1所述的框架，其特征在于，每个所述主流道均具有多个所述弯角。

3.根据权利要求1或2所述的框架，其特征在于，所述中心部分具有圆形、椭圆形或具有圆角的矩形形状。

4.根据权利要求1或2所述的框架，其特征在于，所述分流道具有干道和支道形成的梳状结构，所述交汇口形成于所述干道上。

5.根据权利要求4所述的框架，其特征在于，所述干道和所述支道的延伸方式以及具有的截面被设计为使得干道中的电解液流动时的阻力在干道各处实质上相同，并且，使得所述每个支道中的电解液流动时的阻力实质上相同。

6.根据权利要求1或2所述的框架，其特征在于，所述支撑部件的交叉结构形成所述镂空区域；所述支撑部件以正交形式构建。

7.根据权利要求6所述的框架，其特征在于，所述支撑部件的任意一个平行或者垂直于所述框架的一个外边缘。

8.根据权利要求1或2所述的框架，其特征在于，在所述框架的主平面所在的平面内，满足以下几何特征的至少一项：

i. 所述中心部分具有针对平面横轴和/或纵轴的对称结构；

ii. 所述主流道具有针对平面横轴或纵轴的对称结构；

iii. 所述框架具有针对平面横轴或纵轴的对称结构。

9.根据权利要求1或2所述的框架，其特征在于，当所述框架的所述镂空区域被安装了电极单元、并且多个所述框架形成电堆后，所述电极单元之间的所述支撑部件允许电解液流动。

10.根据权利要求1或2所述的框架，其特征在于，所述镂空区域中的每个空格的边缘角均为弧形角。

11.一种液流电池电堆，其特征在于，所述电堆包括一个或多个根据权利要求1～10任一项所述的框架。

12.根据权利要求11所述电堆，其特征在于，所述液流电池为任意正负极均为全液态电解液的液流电池。

13.根据权利要求11或12所述电堆，其特征在于，所述液流电池为钒液流电池或铁铬液流电池。