CN203288695U - 液流电池、液流电池堆以及液流电池系统 - Google Patents

液流电池、液流电池堆以及液流电池系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型提出了一种液流电池、液流电池堆以及液流电池系统，所述液流电池包括两相对设置的第一液流框、第二液流框以及第一电极、第二电极，所述第一液流框与第二液流框之间夹设有离子交换膜，所述第一液流框上设有进液口、出液口以及均连通于所述第一液流框内框的上支流道、下支流道，所述第二液流框上设有上主流道以及下主流道，所述下主流道一端连通于进液口，另一端连通于下支流道，所述上支流道通过所述第一液流框内框连通于下支流道，所述上主流道一端连通于上支流道，另一端连通于出液口。本实用新型能有效防止液流电池中溶液串液的影响，减小了液流电池的管路电流，增强了液流电池的进液均匀性，且结构简单、易密封。

Description

液流电池、液流电池堆以及液流电池系统
技术领域
本实用新型涉及液流电池技术领域，特别涉及一种液流电池、液流电池堆以及液流电池系统。
背景技术
液流电池是一种利用正负极电解液分开，各自循环的高性能蓄电池，其具有容量高、使用领域广、循环使用寿命长的特点。其中，氧化还原液流电池是一种比较普遍的液流电池，其活性物质是流动的电解质溶液，属于广泛利用可再生能源，因此，液流电池具有良好的研发应用前景。
现有的液流电池由于其密封结构设计不佳，其电解质溶液在进入流道时分布不均匀，而不均匀的流体蠕动式冲击电池密封材料和电极材料会使得电池密封失效，引起该电解质溶液发生串液或泄漏，从而导致液流电池的内部放电，或者液流电池性能发生衰减，影响到液流电池的储能性能。现有的液流电池都存在或多或少的管路电流问题，因此，如何能够将管路电流减少到合理程度是液流电池的设计亟需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提出一种液流电池、液流电池堆以及液流电池系统，能有效防止液流电池中溶液串液的影响，减小液流电池的管路电流，增强液流电池的进液均匀性，且结构简单、易密封。
为达到上述目的，本实用新型提出了一种液流电池，包括两相对设置的第一液流框、第二液流框以及第一电极、第二电极，所述第一液流框与第二液流框之间夹设有离子交换膜，所述第一电极固设于第一液流框中部，所述第二电极固设于第二液流框中部，所述第一液流框上设有进液口、出液口以及均连通于所述第一液流框内框的上支流道、下支流道，所述第二液流框上设有上主流道以及下主流道，所述下主流道一端连通于进液口，另一端连通于下支流道，所述上支流道通过所述第一液流框内框连通于下支流道，所述上主流道一端连通于上支流道，另一端连通于出液口。
进一步，在上述液流电池中，所述液流电池还包括盖设于第一液流框上的第一极板以及盖设于所述第二液流框上的第二极板。
进一步，在上述液流电池中，所述下主流道包括连通于所述进液口的环形分流槽、由所述环形分流槽延伸的直槽以及设于所述直槽一端的连接孔，所述连接孔连通于下支流道。
进一步，在上述液流电池中，所述上主流道包括连通于所述出液口的环形分流槽、由所述环形分流槽延伸的直槽以及设于所述直槽一端的连接孔，所述连接孔连通于上支流道。
进一步，在上述液流电池中，所述下支流道包括连通于所述第一液流框内框的梳型槽、连通于该梳型槽的直槽以及设于所述直槽一端的连通孔，所述连通孔连通于所述下主流道的连接孔。
进一步，在上述液流电池中，所述上支流道包括连通于所述第一液流框内框的梳型槽、连通于该梳型槽的直槽以及设于所述直槽一端的连通孔，所述连通孔连通于所述上主流道的连接孔。
进一步，在上述液流电池中，所述第一液流框、第二液流框以及第一电极、第二电极均为矩形，所述第一液流框中部设有用于容置所述第一电极的第一凹槽，所述第二液流框中部设有用于容置所述第二电极的第一凹槽。
进一步，在上述液流电池中，所述进液口、出液口分设于第一液流框的对角。
本实用新型还提供一种液流电池堆，包括正极端压板、负极端压板及紧固件，其特征在于，所述液流电池堆还包括多个串联的上述的液流电池，所述多个串联的上述液流电池依次叠加并通过该紧固件固定设置在正负端压板和负极端压板之间。
本实用新型还提供一种液流电池系统，包括上述的液流电池堆、电解液容器以及动力泵，所述电解液容器通过该动力泵连通于所述液流电池堆的液流框。
本实用新型能有效防止液流电池中溶液串液的影响，减小了液流电池的管路电流，增强了液流电池的进液均匀性，且结构简单、易密封。
附图说明
图1为本实用新型液流电池一实施例的分解结构示意图。
图2为图1中第一液流框的结构示意图。
图3为图1中第二液流框的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。
请参阅图1，本实用新型液流电池包括两相对设置的第一液流框1、第二液流框2以及第一电极3、第二电极4，所述第一液流框1与第二液流框2之间夹设有离子交换膜7，所述第一电极3固设于第一液流框1中部，所述第二电极4固设于第二液流框2中部，所述第一液流框1上设有进液口12、出液口13以及均连通于所述第一液流框1内框的上支流道14、下支流道15，所述第二液流框2上设有上主流道22以及下主流道23，所述下主流道23一端连通于进液口12，另一端连通于下支流道15，所述上支流道14通过所述第一液流框1内框连通于下支流道15，所述上主流道22一端连通于上支流道14，另一端连通于出液口13。
其中，所述液流电池还包括第一极板5、第二极板6，所述第一极板5盖设于第一液流框1上，所述第二极板6盖设于第二液流框2上，且所述第一极板5、第二极板6上均设于与进液口12、出液口13以及上主流道22以及下主流道23对应的通孔8。
请一并参阅图2及图3，所述进液口12、出液口13分设于第一液流框1的对角，由于所述进液口12连通于下主流道23，所述出液口13连通于上主流道22，故所述液流电池的电解液可通过进液口12进入并流入下主流道23中，且最终通过所述上主流道22从出液口13流出。
所述下主流道23包括环形分流槽232、由所述环形分流槽232延伸的直槽234以及设于所述直槽234一端的连接孔236。所述环形分流槽232连通于进液口12，所述连接孔236连通于下支流道15。
所述上主流道22与下主流道23的结构类似，包括环形分流槽222、由所述环形分流槽222延伸的直槽224以及设于所述直槽224一端的连接孔226。所述环形分流槽232连通于出液口13，所述连接孔226连通于上支流道14。
所述上主流道22与下主流道23为有盖板的暗道设计。
所述下支流道15包括连通于所述第一液流框1内框的梳型槽152、连通于该梳型槽152的直槽154以及设于所述直槽154一端的连通孔156，所述梳型槽152连通于所述第一液流框1内框，所述连通孔156连通于所述下主流道23的连接孔236，故所述液流电池的电解液可通过所述下主流道23以及连通孔156进入下支流道15，并将过所述下支流道15的梳型槽152进入第一液流框1内框的电极进行反应。
所述上支流道14与下支流道15的结构类似，包括连通于所述第一液流框1内框的梳型槽142、连通于该梳型槽142的直槽144以及设于所述直槽144一端的连通孔146，所述梳型槽142连通于所述第一液流框1内框，所述连通孔146连通于所述上主流道22的连接孔226。
本实施例中，所述第一液流框1、第二液流框2以及第一电极3、第二电极4均为矩形，所述第一液流框1中部设有用于容置所述第一电极3的第一凹槽16，所述第二液流框2中部设有用于容置所述第二电极4的第一凹槽24。
本实用新型液流电池的工作过程如下：首先，液流电池的电解液从所述第一液流框1的进液口12进入后流入所述第一液流框2的所述下主流道23；接着，所述电解液经由所述下主流道23的环形分流槽232均匀分布后通过所述直槽234、连接孔236以及连通孔156流至所述第一液流框1的下支流道15，经过所述下支流道15的直槽154及梳型槽152进入第一液流框1内框，所述电解液流经置于第一液流框1内框的第一电极3、离子交换膜7、第二电极4参与反应从而输出电能，反应后的电解液再由所述梳型槽142进入上支流道14，并经过所述上支流道14的直槽144、连通孔146以及连接孔226进入所述第二液流框2的上主流道22，最后，所述电解液经过所述上主流道22的直槽224以及环形分流槽222并从出液口13流出。这样，就完成了一次电解液的循环工作。
本实用新型还提供一种液流电池堆，包括正极端压板（图未示）、负极端压板（图未示）、紧固件（图未示）以及多个串联的上述液流电池，所述多个串联的上述液流电池依次叠加并通过该紧固件固定设置在正负端压板和负极端压板之间，这样就形成了液流电池堆。
本实用新型还提供一种液流电池系统，包括上述液流电池堆，电解液容器（图未示）以及动力泵（图未示），所述电解液容器通过该动力泵连通于所述液流电池堆的液流框（图未示）。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：1、通过在相对的第一液流框、第二液流框上分别设置支流道及主流道，更容易密封，简单且效果好，减少了溶液泄漏，主流道和支流道的设计有效增加了流道的长度，减少了管路电流；2、上主流道及下主流道的环形分流槽能减少进出液管道进入主流道溶液阻力，使液体进入各液流电池主流道更均匀，减少了液流电池内部的自放电；3、上主流道及下主流道的暗道设计使其与电极反应的流体隔开，防止了孔道与上主流道及下主流道的窜流，减少了内部自放电。
综上，本实用新型能有效防止液流电池中溶液串液的影响，减小了液流电池的管路电流，增强了液流电池的进液均匀性，且结构简单、易密封。
这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (10)

1.一种液流电池，其特征在于，包括两相对设置的第一液流框、第二液流框以及第一电极、第二电极，所述第一液流框与第二液流框之间夹设有离子交换膜，所述第一电极固设于第一液流框中部，所述第二电极固设于第二液流框中部，所述第一液流框上设有进液口、出液口以及均连通于所述第一液流框内框的上支流道、下支流道，所述第二液流框上设有上主流道以及下主流道，所述下主流道一端连通于进液口，另一端连通于下支流道，所述上支流道通过所述第一液流框内框连通于下支流道，所述上主流道一端连通于上支流道，另一端连通于出液口。
2.根据权利要求1所述的液流电池，其特征在于，所述液流电池还包括盖设于第一液流框上的第一极板以及盖设于所述第二液流框上的第二极板。
3.根据权利要求1所述的液流电池，其特征在于，所述下主流道包括连通于所述进液口的环形分流槽、由所述环形分流槽延伸的直槽以及设于所述直槽一端的连接孔，所述连接孔连通于下支流道。
4.根据权利要求3所述的液流电池，其特征在于，所述上主流道包括连通于所述出液口的环形分流槽、由所述环形分流槽延伸的直槽以及设于所述直槽一端的连接孔，所述连接孔连通于上支流道。
5.根据权利要求4所述的液流电池，其特征在于，所述下支流道包括连通于所述第一液流框内框的梳型槽、连通于该梳型槽的直槽以及设于所述直槽一端的连通孔，所述连通孔连通于所述下主流道的连接孔。
6.根据权利要求5所述的液流电池，其特征在于，所述上支流道包括连通于所述第一液流框内框的梳型槽、连通于该梳型槽的直槽以及设于所述直槽一端的连通孔，所述连通孔连通于所述上主流道的连接孔。
7.根据权利要求1～6任一项所述的液流电池，其特征在于，所述第一液流框、第二液流框以及第一电极、第二电极均为矩形，所述第一液流框中部设有用于容置所述第一电极的第一凹槽，所述第二液流框中部设有用于容置所述第二电极的第一凹槽。
8.根据权利要求7所述的液流电池，其特征在于，所述进液口、出液口分设于第一液流框的对角。
9.一种液流电池堆，包括正极端压板、负极端压板及紧固件，其特征在于，所述液流电池堆还包括多个串联的如权利要求1～8任一项所述的液流电池，所述多个串联的上述液流电池依次叠加并通过该紧固件固定设置在正负端压板和负极端压板之间。
10.一种液流电池系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的液流电池堆、电解液容器以及动力泵，所述电解液容器通过该动力泵连通于所述液流电池堆的液流框。
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