CN204167410U - 液流电池堆及液流电池系统 - Google Patents

Abstract

液流电池堆及液流电池系统，属于液流电池技术领域。包括第一电堆、第二电堆及压紧组件，第一电堆的一侧和第二电堆的一侧串联相接，第一电堆和第二电堆的另一侧分别设有压紧组件，压紧组件通过固定件沿厚度方向对第一电堆和第二电堆及进行压紧密封；第一电堆和第二电堆分别包括依次设置的液流分配器、内集流板、第一双极板、液流电池单元、第二双极板及端集流板，液流电池单元包括至少两个液流电池及相邻液流电池间的间隔双极板，液流分配器上设置有流道，内集流板位于远离液流分配器流道的一侧，所述第一电堆的液流分配器为正极液流分配器，第二电堆的液流分配器为负极液流分配器。本实用新型能减小管路电流，增强进液均匀性，适用于液流电池。

Description

液流电池堆及液流电池系统

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堆及液流电池系统。

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，因此其具有良好的研发应用前景。应用最广泛的液流电池是氧化还原液流电池，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。

然而，现有的液流电池由于其密封结构设计不佳，电解质溶液在进入流道时分布不均匀，而不均匀的流体会蠕动式冲击电池密封材料和电极材料，从而使得电池密封失效，引起该电解质溶液发生串液或泄漏，进而导致液流电池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。同时，现有的液流电池都存在管路电流问题，因此，亟待一种液流电池以便将管路电流减少到合理程度，并增强进液均匀性。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有技术中的液流电池电解质溶液易于串液，管路电流较大且进液均匀性差的缺点，提供一种液流电池堆及液流电池系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：液流电池堆，包括第一电堆、第二电堆及压紧组件，所述第一电堆的一侧和第二电堆的一侧串联相接，第一电堆的另一侧和第二电堆的另一侧分别设有压紧组件，压紧组件通过固定件沿第一电堆及第二电堆的厚度方向对第一电堆和第二电堆及进行压紧密封；第一电堆和第二电堆分别包括依次设置的液流分配器、内集流板、第一双极板、液流电池单元、第二双极板及端集流板，液流电池单元包括至少两个液流电池及相邻液流电池间的间隔双极板，液流分配器上设置有流道，内集流板位于远离液流分配器流道的一侧，所述第一电堆的液流分配器为正极液流分配器，第二电堆的液流分配器为负极液流分配器。

进一步的，所述流道包括设置于液流分配器的一个长边侧面下部的进液流道与其上部的出液流道；所述液流分配器的一个短边侧面下部设有进液口，其上部设有出液口；液流分配器的另一个长边侧面上底部设有进液流道出口，其顶部设有出液流道入口，进液流道的两端分别与进液口及进液流道出口相连，出液流道的两端分别与出液口及出液流道入口相连。

具体的，所述液流电池包括相对设置的第一液流框及第二液流框，第一液流框和第二液流框的框体中部分别设有第一电极和第二电极，第一液流框及第二液流框之间设有离子交换膜。

具体的，所述进液流道为若干条长直槽首尾迂回连接构成。

进一步的，该液流电池堆还包括密封件，所述密封件为环形薄膜，分别设置于每个液流电池的两侧。

具体的，所述进液流道分别与进液口及进液流道出口可拆卸式连接。

进一步的，该液流电池堆还包括密封块，所述密封块分别设置在进液流道与进液口及进液流道出口的连接处。

本实用新型解决其技术问题所采用的另一技术方案是：液流电池系统，包括上述任意一项液流电池堆，还包括电解液容器以及动力泵，所述电解液容器通过动力泵与液流电池堆的流道相连通。

进一步的，还包括参比电极，所述参比电极分别设置于正极液流分配器和负极液流分配器上。

优选的，该液流电池系统还包括参比电极，所述参比电极设置于电解液容器与液流电池堆之间。

本实用新型的有益效果是：结构简单，成本低廉，易于制作，液流分配器上的流道较长，能够有效防止液流电池中溶液串液的现象，减小管路电流，增强进液均匀性，易于密封且密封性好，同时该设计由两个电堆组成，增强电堆结构的模块化，提高集成度；液流分配器具有一定的厚度，便于在液流电池堆上设置其他电气或管路元件，拓展其应用范围，实用性强。本实用新型适用于液流电池行业。

附图说明

图1是本实用新型的液流电池堆的结构示意图；

图2是本实用新型的液流电池堆第一电堆的结构示意图；

图3是本实用新型中的液流分配器的结构示意图；

图4是本实用新型中的液流电池的结构示意图；

其中，10为第一电堆，20为第二电堆，1为液流分配器，2为内集流板，3为第一双极板，4为液流电池，5为间隔双极板，6为第二双极板，7为端集流板，8为压紧组件，11为进液口，12为出液口，13为进液流道，14为出液流道，15为进液流道出口，16为出液流道入口，21为第一液流框，22为第二液流框，23为第一电极，24为第二电极，25为离子交换膜。

具体实施方式

下面结合附图，详细描述本实用新型的技术方案。

如图1及2所示，本实用新型的液流电池堆，包括第一电堆10、第二电堆20及压紧组件8，所述第一电堆10的一侧和第二电堆20的一侧串联相接，第一电堆10的另一侧和第二电堆20的另一侧分别设有压紧组件8，压紧组件8通过固定件沿第一电堆10及第二电堆20的厚度方向对第一电堆10和第二电堆20进行压紧密封；第一电堆10和第二电堆20分别包括依次设置的液流分配器1、内集流板2、第一双极板3、液流电池单元、第二双极板6及端集流板7，内集流板2即位于各个电堆内部的集流板，端集流板7是位于各个电堆端头的集流板，液流电池单元包括至少两个液流电池4及相邻液流电池间的间隔双极板5，液流分配器1上设置有流道，内集流板2位于远离液流分配器1流道的一侧，如图中所示，一侧有流道，所述第一电堆10的液流分配器1为正极液流分配器，所述第二电堆20的液流分配器1为负极液流分配器。

固定件可以采用各种具有固定功能的元件，基于成本考虑，可以选择螺母及螺栓。

如图3所示是液流分配器的结构示意图。液流分配器的一个短边侧面下部设有进液口11，其上部设有出液口12，长方体的短边侧面即其宽和高形成的面，其长边侧面即其长和高形成的面。液流分配器的一个长边侧面的一侧上部设有出液流道14，其下部设有进液流道13，液流分配器的流道包括进液流道13与出液流道14。液流分配器的另一个长边侧面上底部设有进液流道出口15，其顶部设有出液流道入口16，进液流道13的两端分别与进液口11及进液流道出口15相连，出液流道14的两端分别与出液口12及出液流道入口16相连。

所述进液流道13为若干条长直槽首尾迂回连接构成，以便增加进液流道13的长度，从而成倍增加了流道的电阻，因而大大降低了液流电池管路电流，大大提高了液流电池的能量效率。长直槽主体互相平行，以减少体积。

所述进液流道13分别与进液口11及进液流道出口15可拆卸式连接，其连接方式具体包括螺纹连接及卡套式连接。如此设计，使得电堆可自由拆卸，易于维修。同理，出液流道14分别与出液口12及出液流道入口16可拆卸式连接。

为了增强密封效果，该液流电池堆还包括分别设置在进液流道13与进液口11及进液流道出口15的连接处的密封块。同理，可在出液流道14与出液口12及出液流道入口16的连接处设置密封块。

液流电池4的结构如图4所示，包括相对设置的第一液流框21及第二液流框22，第一液流框21和第二液流框22的框体中部分别设有第一电极23和第二电极24，第一液流框21及第二液流框22之间夹设有离子交换膜25。为了增强密封效果，可以在每张液流电池的两侧设置密封件，该密封件为环形结构的薄膜。

本实用新型的液流电池系统，包括上述液流电池堆，还包括电解液容器以及动力泵，所述电解液容器通过动力泵与液流电池堆的流道相连通。

为了拓展其应用范围，该液流电池系统还包括分别设置于正极液流分配器和负极液流分配器上参比电极的，此外，也可以在电解液容器与液流电池堆之间设置参比电极。参比电极(reference electrode)是测量各种电极电势时作为参照比较的电极，电极电势稳定和重现性好。

Claims (10)

1.液流电池堆，其特征在于，包括第一电堆(10)、第二电堆(20)及压紧组件(8)，所述第一电堆(10)的一侧和第二电堆(20)的一侧串联相接，第一电堆(10)的另一侧和第二电堆(20)的另一侧分别设有压紧组件(8)，压紧组件(8)通过固定件沿第一电堆(10)及第二电堆(20)的厚度方向对第一电堆(10)和第二电堆(20)进行压紧密封；

第一电堆(10)和第二电堆(20)分别包括依次设置的液流分配器(1)、内集流板(2)、第一双极板(3)、液流电池单元、第二双极板(6)及端集流板(7)，液流电池单元包括至少两个液流电池(4)及相邻液流电池间的间隔双极板(5)，液流分配器(1)上设置有流道，内集流板(2)位于远离液流分配器(1)流道的一侧，所述第一电堆(10)的液流分配器(1)为正极液流分配器，所述第二电堆(20)的液流分配器(1)为负极液流分配器。

2.如权利要求1所述的液流电池堆，其特征在于，所述流道包括设置于液流分配器的一个长边侧面下部的进液流道(13)与其上部的出液流道(14)；所述液流分配器的一个短边侧面下部设有进液口(11)，其上部设有出液口(12)，液流分配器的另一个长边侧面上底部设有进液流道出口(15)，其顶部设有出液流道入口(16)，进液流道(13)的两端分别与进液口(11)及进液流道出口(15)相连，出液流道(14)的两端分别与出液口(12)及出液流道入口(16)相连。

3.如权利要求2所述的液流电池堆，其特征在于，所述液流电池(4)包括相对设置的第一液流框(21)及第二液流框(22)，第一液流框(21)和第二液流框(22)的框体中部分别设有第一电极(23)和第二电极(24)，第一液流框(21)及第二液流框(22)之间设有离子交换膜(25)。

4.如权利要求3所述的液流电池堆，其特征在于，所述进液流道(13)为若干条长直槽首尾迂回连接构成。

5.如权利要求4所述的液流电池堆，其特征在于，还包括密封件，所述密封件为环形薄膜，分别设置于每个液流电池的两侧。

6.如权利要求5所述的液流电池堆，其特征在于，所述进液流道(13)分别与进液口(11)及进液流道出口(15)可拆卸式连接。

7.如权利要求6所述的液流电池堆，其特征在于，还包括密封块，所述密封块分别设置在进液流道(13)与进液口(11)及进液流道出口(15)的连接处。

8.液流电池系统，其特征在于，包括如权利要求1至7任意一项所述的液流电池堆，还包括电解液容器以及动力泵，所述电解液容器通过动力泵与液流电池堆的流道相连通。

9.如权利要求8所述的液流电池系统，其特征在于，还包括参比电极，所述参比电极分别设置于正极液流分配器和负极液流分配器上。

10.如权利要求8所述的液流电池系统，其特征在于，还包括参比电极，所述参比电极设置于电解液容器与液流电池堆之间。