CN203103411U - 一种液流框装置及其组成的电堆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种液流框装置及其组成的电堆，涉及电池组。所述液流框装置包括框体及盖板；该液流框上设有初级液流分配通道和多级液流分配通道，多级液流分配通道呈放射状。所述多级液流分配通道上方设有盖板，盖板上开有矩形槽，矩形槽与液流框的多级分配通道末端的阻挡坝一起形成液流溢出口。本实用新型中多级液流分配通道和盖板组成了一种新型液流框，多级液流分配通道增大了内置流道的长度，起到规范、均匀电解液的作用，解决了不同单体之间因液流不均匀导致电压差距很大的技术难题。多级液流分配通道具有降低电解液压强，减小电解液流速，均匀分配电解液，防止电解反应区内反应死角的形成的作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池组，尤其涉及一种全钒离子氧化还原液流电池的液流框装置及其组成的电堆。
背景技术
液流电池，尤其是全钒氧化还原液流电池（简称为钒电池，VRB)，是一种新型高效大容量储能电池，寿命长、安全性高，目前已成功示范应用于风电场的电力平滑输出，未来在广阔的新能源领域，譬如风力发电、光伏发电、智能电网等等，都有着广阔的应用空间。
在钒液流电池中，液流框是电池的重要组成部分，是电解液在电池内循环流动的承载装置。起到密封、规范电解液在电池体内流动方式的作用，对电池性能有重要影响。目前通用的液流框大多只注重了它的密封效果，液流框中电解液进、出液流道设置简单，通常是由进液口进液，继而进入液流框内简单流道。在液流电池堆内部，主流管道是由液流框的进液口叠加而成的。由于存在加工误差及组装叠加定位误差，因此，液流在主流管道内存在较大的流动阻力。距主流管道入口近的液流框进液口，其液流的速度和压力要比距主流管道入口远的分流管道的液流速度和压力要大。这样，各个单电池之间的液流分配不均匀，造成各单电池之间电压不均匀，使不同单体电池之间电压差值增大，从而降低电池能量转换效率；另一方面，液流框内部简单流道设置常使电解反应区形成反应死角，导致电池局部电压过高，进而使双极板和电极材料发生腐蚀，极大地减小了电池的寿命。因此，需要一种全新的液流框装置，一方面可以均匀分配电解液至各个单电池中，另一方面又可以规范电解液在液流框内部的流动，起到电解液流场均匀，无反应死角，从而提高电池性能。
发明内容
本实用新型为解决现有技术中的上述缺陷提供一种全钒离子氧化还原液流电池的液流框装置及其组成的电堆，对现有技术中的液流框装置进行了科学合理的改进，以提高能量转换效率，延长电池使用寿命。
本实用新型为达到上述目的所采用的技术方案是：
一种用于液流电池的液流框装置，该液流框装置包括液流框和盖板，且液流框上设置有初级液流分配通道和多级液流分配通道，所述多级液流分配通道上方有盖板,盖板上设有多条形状相同、间距相等的矩形槽，液流框和盖板组成最终的液流分配通道。
所述多级液流分配通道至少为2级。
所述的液流框装置中，液流框进液口处有初级液流分配通道，其作用是均匀分配主流管道内的电解液至各个单电池中。
所述的液流框装置中，液流框上设置有多个中心对称的多级液流分配通道，多级液流分配通道呈放射状。
所述的液流框装置中，液流框的多级液流分配通道的最末级通道中设有有液流阻挡坝；阻挡坝开有一斜角，与盖板的矩形槽一起形成液流溢出口。
所述盖板的数量为2个。
所述矩形槽形状相同、间距相等。
所述初级液流分配通道上设有挡块。
一种全钒离子氧化还原液流电池电堆，其特征是采用了上述的液流框装置。
本实用新型的原理是：电解液经泵驱动从储液罐流出后，从正极进、出液口流经液流框初级液流分配通道后进入多级液流分配通道再进入电池的电化学反应区，反应后的电解液从多级液流分配通道经初级液流分配通道，然后再通 过正极进、出液口进入主流道流回储液罐。另外半片电池液流框为中心对称安装，其按照上述方式进行循环，从而构成另一半片电池的循环。电解液从正极进、出液口流经液流框的初级液流分配通道时，初级液流分配通道上的挡块起限流减压作用，不仅限制了主流道里的一部分液流通过，以均匀分配各单体电池的液流，而且减小了通过初级液流分配通道的液流压力。此时通过初级液流分配通道的液流是不均匀的，如果直接引入反应区就会存在反应死角。而多级液流分配通道起到规范电解液的作用。电解液从初级液流分配通道进入后由于液流的惯性，电解液不会立即进入多级液流分配通道，而是进入缓冲区再流入多级液流分配通道。多级液流分配通道通过多级液流分配通道的一级、多级液流分配通道的二级……，一层一层的液流分配不断分流电解液，使电解液均匀向整个反应区的宽度方向扩展。在最终接近反应区的多级液流分配通道的最末级通道中设有有液流阻挡坝，液流阻挡坝开有一斜角，与盖板的矩形槽一起形成液流溢出口，此液流阻挡坝阻挡液流的流动，当液流源源不断流入时，液流通过液流溢出口溢出，因此保证了电解液在进入反应区时流速与压力是均匀的。而电解液流过反应区后，多级液流分配通道则像漏斗一样汇聚电解液。可见，采用本实用新型的结构解决了单体之间因液流不均匀导致电压差距很大的技术难题，使单体电池间的电压差在很小范围内，大幅度提高了钒电池的稳定性与安全性。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种全钒离子氧化还原液流电池的液流框装置，在液流框开设内置的液流通道，并且该液流道为初级液流分配通道和多级液流分配通道。初级液流分配通道可以有效均匀分配各个单电池之间的液流。液流从液流框的进液口进入液流框后，多级液流分配通道起到规范电解液流动的作用。电解液通过逐级分配改变了电解液的流动方向，降低 了电解液的流动速度，最终达到均匀分配电解液的作用。从而提高能量转换效率，延长电池使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型的液流框装置的装配示意图；
图2是液流框装置分解示意图；
图3是液流框装置中的液流框示意图；
图4是液流框装置中的液流框侧面示意图；
图5是液流框装置中的盖板示意图
图中1.液流框，2.盖板，3.正极进、出液口，4.初级液流分配通道，5.多级液流分配通道的第二级，6.多级液流分配通道的第一级，7.液流分配栅格，8.稳压腔，9.液流阻挡坝，10.液流溢出口，11.负极进、出液口，12.矩形槽。
具体实施方式
以下将结合附图，对本实用新型进行较为详尽的说明。
实施例1
一种用于液流电池的液流框装置，该液流框装置包括液流框1和2个盖板2，且液流框1上设置有初级液流分配通道4和多级液流分配通道，每个盖板2上都设有多条形状相同、间距相等的矩形槽12；所述初级液流分配通道3设置在液流框1的正极进、出液口处3；所述多级液流分配通道为中心对称，多级液流分配通道的截面呈放射状；液流框1和盖板2组成最终的液流分配通道。
所述多级液流分配通道为3级。
所述多级液流分配通道的最末级通道中设有液流阻挡坝9；液流阻挡坝9开有一斜角，与盖板1的矩形槽12一起形成液流溢出口10。
实施例2
一种用于液流电池的液流框装置，该液流框装置包括液流框1和2个盖板2，且液流框1上设置有初级液流分配通道4和多级液流分配通道，每个盖板2上都设有多条形状相同、间距相等的矩形槽12；所述初级液流分配通道3设置在液流框1的正极进、出液口处3；多级液流分配通道的截面呈放射状；液流框1和盖板2组成最终的液流分配通道。
所述多级液流分配通道为4级。
所述多级液流分配通道的最末级通道中设有液流阻挡坝9；液流阻挡坝9开有一斜角，与盖板1的矩形槽12一起形成液流溢出口10。
实施例3
一种用于液流电池的液流框装置，该液流框装置包括液流框1和2个盖板2，且液流框1上设置有初级液流分配通道4和多级液流分配通道，每个盖板2上都设有多条形状相同、间距相等的矩形槽12；所述初级液流分配通道3设置在液流框1的正极进、出液口处3；所述多级液流分配通道为中心对称，多级液流分配通道的截面呈放射状；液流框1和盖板2组成最终的液流分配通道。
所述多级液流分配通道为2级。
所述多级液流分配通道的最末级通道中设有液流阻挡坝9；液流阻挡坝9开有一斜角，与盖板1的矩形槽12一起形成液流溢出口10。
实施例4-6
一种全钒离子氧化还原液流电池电堆，采用了如实施例1-3所述的用于液流电池的液流框装置。
上述各较佳实施例描述的较为详细，但不应理解为对本实用新型的限制，本领域技术人员受本实用新型的启示进行简单替换、组合或变形都应落入本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1. 一种液流框装置，该液流框装置包括液流框（1）与盖板（2），其特征在于：液流框(1)采用内置的初级液流分配通道（4）和多级液流分配通道，所述多级液流分配通道上方有盖板(1),盖板（1）上开有矩形槽（12）；液流框（1）与盖板（2）组成最终的液流分配通道。
2.根据权利要求1所述的液流框装置，其特征在于：所述多级液流分配通道至少为2级。
3.根据权利要求1所述的液流框装置，其特征在于：所述多级液流分配通道为中心对称。
4.根据权利要求1或2所述的液流框装置，其特征在于：所述多级液流分配通道的截面呈放射状。
5.根据权利要求1所述的液流框装置，其特征在于：所述液流框的多级分配通道的末端设有液流阻挡坝（9）；液流阻挡坝（9）开有一斜角，与盖板（1）的矩形槽（12）一起形成液流溢出口（10）。
6.根据权利要求1所述的液流框装置，其特征在于：所述盖板（1）的数量为2个。
7.根据权利要求1所述的液流框装置，其特征在于：所述矩形槽（12）形状相同、间距相等。
8.根据权利要求1所述的液流框装置，其特征在于：所述初级液流分配通道（4）上设有挡块。
9.一种全钒离子氧化还原液流电池电堆，其特征在于：该电堆的液流框装置采用权利要求1所述的液流框装置。
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| CN104241671A (zh) * | 2014-10-20 | 2014-12-24 | 中国东方电气集团有限公司 | 液流框组件及具有其的液流电池 |
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