CN206163611U - 一种结构优化的全钒液流电池导流装置 - Google Patents

一种结构优化的全钒液流电池导流装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种结构优化的全钒液流电池导流装置，包括中空的聚合物板框，聚合物板框的上下对角位置设有进液口和出液口，所述进液口连接公共进液流道，公共进液流道一侧设有进液挡板，所述出液口连接公共出液流道，公共出液流道一侧设有出液挡板；所述公共进液流道与公共出液流道之间设有若干平行分布的蛇形分流道，各个蛇形分流道之间用格栅隔开，形成蛇形分流道和格栅交错排列的形态；所述蛇形分流道中相邻且反向流动的流道之间用半圆形连接流道连接。本实用新型的进液挡板可以避免出现电解液因为阻力增大而进入分流道不均匀的现象，从而使得电解液在流道中更加均匀的分布，从而提高全钒液流电池的能量利用效率。

Description

一种结构优化的全钒液流电池导流装置
技术领域
本实用新型属于全钒液流电池领域，特别涉及一种结构优化的全钒液流电池导流装置。
背景技术
全钒液流电池作为一种新型储能电池，具有绿色环保、应用安全、充放电循环次数多、能量转换效率高等优点，可运用于电网的削峰平谷以及太阳能、风能的储藏，具有广泛的应用前景。
全钒液流电池是通过外接泵将电解液从储罐中向电池装置中泵入从而循环流动利用。电解液在电池装置内部进行流动渗入石墨毡到达电极板，通过氧化还原反应实现能量的转化。整个装置主要包括电解液储罐、外接泵和电池组件，其中电池组件含有电极板、集流体、质子交换隔膜和电池板框等，其中电池板框是电解液在电极板上流动从而发生电化学的重要场所，对电池效率的影响也至关重要。电解液在电池装置内部的流动方式将会决定电解液的分配的均匀性，从而影响电化学反应的效率大小。因此良好的电池内部结构对提高全钒液流电池销率具有很积极的作用。
现阶段，全钒液流电池装置内部流道结构主要是平直式和蛇形式。平直式流道具有流动阻力小的优点，但是该流动方式下电解液在电池内部的分布不够均匀的特点。而另一种蛇形流道的特点是流动距离长电解液分布均匀，但是同时其流动阻力也更大会导致外泵的做功增加。且流动过程中相邻反向流动的流道连接部分容易出现局部流动死区。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决上述问题，提供一种能够有效降优化电解液在电池装置的内部的流动方式的结构优化的全钒液流电池导流装置。
为此，本实用新型的技术方案是：一种结构优化的全钒液流电池导流装置，其特征在于：包括中空的聚合物板框，聚合物板框的上下对角位置设有进液口和出液口，所述进液口连接公共进液流道，公共进液流道一侧设有进液挡板，所述出液口连接公共出液流道，公共出液流道一侧设有出液挡板；所述公共进液流道与公共出液流道之间设有若干平行分布的蛇形分流道，各个蛇形分流道之间用格栅隔开，形成蛇形分流道和格栅交错排列的形态；所述蛇形分流道中相邻且反向流动的流道之间用半圆形连接流道连接，且间隔距离相同。
进一步地，所述公共进液流道与公共出液流道之间设有3组蛇形分流道，平行放置互不干扰。
进一步地，所述格栅的内外两侧的转弯部分均采用圆角处理。
进一步地，所述进液挡板和出液挡板均为倾斜设置，进液挡板和出液挡板的倾斜角度与蛇形分流道数量和间距相关联。
本实用新型工作时，电解液从进液口流入公共进液流道后，在进液挡板作用下分别流入各个不同的蛇形分流道，电解液经蛇形分流道流出后进入公共出液流道，然后在出液挡板的作用下从出液口流出电池装置。聚合物板框的材料使用聚乙烯、聚丙烯或者聚四氟乙烯均可；进液挡板和出液挡板可以使得电解液更加均匀的进入和流出流道避免局部死区；蛇形分流道可以使电解液分布更加均匀；半圆形连接流道可降低流动阻力避免流动死区，且进液挡板和出液挡板连接部分的圆角装置也可降低流动阻力避免流动死区。
和现有全钒液流电池相比，本实用新型的有益效果为：
1）首先电解液经过进液口到进液公共流道，然后在进液挡板的作用下进入分流道，可以防止公共进液流道后半段的电解液因为阻力增大而进入分流道不均匀的现象；同样从分流道流出的电解液也不会因为流动阻力增大而导致出现电解液流出不均匀的现象；从而进一步使得电解液在流道中更加均匀的分布，从而提高全钒液流电池的能量利用效率；
2）蛇形分流道之中相邻且反向流动的流道通过半圆形连接流道连接，可以使流动中可能出现的死区降到最低；多通道并行蛇形流道和传统蛇形流道相比电解液流动阻力降低；与平直式流道相比其电解液分布更加均匀有利于提高电池的运行效率。
附图说明
以下结合附图和本实用新型的实施方式来作进一步详细说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中标记为：进液口1、蛇形分流道2、公共进液流道3、进液挡板4、半圆形连接流道5、出液口6、公共出液流道7、出液挡板8、格栅9。
具体实施方式
参见附图。本实施例包括中空的聚合物板框，聚合物板框的材料使用聚乙烯、聚丙烯或者聚四氟乙烯均可；聚合物板框的上下对角位置设有进液口1和出液口6，所述进液口1连接公共进液流道3，公共进液流道3一侧设有进液挡板4，所述出液口6连接公共出液流道7，公共出液流道7上侧设有出液挡板8；所述公共进液流道3与公共出液流道7之间设有若干平行分布的蛇形分流道2，各个蛇形分流道2之间用格栅9隔开，形成蛇形分流道2和格栅9交错排列的形态，格栅9的内外两侧的转弯部分均采用圆角处理；所述蛇形分流道2中相邻且反向流动的流道之间用半圆形连接流道5连接，且间隔距离相同。
本实施例工作时，电解液通过外接泵从进液口1输入，在进液挡板4的作用下通过公共进液流道3分配至各个蛇形分流道2，然后在出液挡板8的作用下汇集到公共出液流道7，最终从出液口6返回储罐，完成循环。
一个单电池会有两个电池装置，中间以质子交换膜隔开正负极电解液分别在外接泵的作用下在两个不同的聚合物板框内部流动，使用的蛇形分流道2的数量应不少于3组，具体数量应根据电解液使用的数量以及使用需求确定。

Claims (4)

1.一种结构优化的全钒液流电池导流装置，其特征在于：包括中空的聚合物板框，聚合物板框的上下对角位置设有进液口和出液口，所述进液口连接公共进液流道，公共进液流道一侧设有进液挡板，所述出液口连接公共出液流道，公共出液流道一侧设有出液挡板；所述公共进液流道与公共出液流道之间设有若干平行分布的蛇形分流道，各个蛇形分流道之间用格栅隔开，形成蛇形分流道和格栅交错排列的形态；所述蛇形分流道中相邻且反向流动的流道之间用半圆形连接流道连接，且间隔距离相同。
2.如权利要求1所述的一种结构优化的全钒液流电池导流装置，其特征在于：所述公共进液流道与公共出液流道之间设有3组蛇形分流道，平行放置互不干扰。
3.如权利要求1所述的一种结构优化的全钒液流电池导流装置，其特征在于：所述格栅的内外两侧的转弯部分均采用圆角处理。
4.如权利要求1所述的一种结构优化的全钒液流电池导流装置，其特征在于：所述进液挡板和出液挡板均为倾斜设置，进液挡板和出液挡板的倾斜角度与蛇形分流道数量和间距相关联。
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