CN211605286U - 电极框、电堆及液流电池 - Google Patents
电极框、电堆及液流电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN211605286U CN211605286U CN202020567605.XU CN202020567605U CN211605286U CN 211605286 U CN211605286 U CN 211605286U CN 202020567605 U CN202020567605 U CN 202020567605U CN 211605286 U CN211605286 U CN 211605286U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode frame
- electrode
- groove
- frame
- frames
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000306 component Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000003631 expected effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Hybrid Cells (AREA)
Abstract
本实用新型提供了一种电极框、电堆及液流电池。所述电极框的一表面设有凹槽，所述凹槽沿所述电极框边缘环绕布置；所述电极框的另一表面设有位置对应、形状匹配的凸体。该电极框可以不使用额外设计的工装夹具来对电极框进行定位，实现自定位，安装简单，定位精度高，提供生产效率，改善电堆和液流电池的性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及液流电池领域，特别涉及一种电极框、电堆及液流电池。
背景技术
电能是当今社会发展和人类生产必须的二次能源。随着时代的跃迁，人们对于电能的需求正不断加大，但是化石能源的大量使用带来了环境污染以及能源逐渐枯竭。所以，太阳能、风能等可再生能源越来越受到各国的重视。然而，可再生能源发电具有不稳定、不连续、不可控的特点，因此必须通过能量转换对电能进行储存和释放。液流电池由于具有安全性高、储能规模大、循环寿命长、环境负荷小、电池材料可循环利用等优势而受到重视，其技术也越来越成熟，有着良好的市场前景。
液流电池中的核心部件是电堆。多个单电池以叠加的方式，通过紧固等方式形成电堆，在多个单电池的两侧设置有集流板、绝缘板、端板及螺杆螺帽等。单电池的中央是一张用于分隔正负极电解质溶液的质子传导膜，在此隔膜的两侧对称的配置有电极、电极框、密封垫、双极板。电极框、双极板、隔膜、密封垫等在堆叠过程中，存在确定的位置关系，如果没有定位装置，电极框、双极板、隔膜、密封垫等部件在装配时就可能产生错位、滑移，导致电堆装配失败或性能达不到要求。在电堆装配过程中，电极是有一定的压缩率的，在电堆压紧之前，由于电极基本处于自由状态，上下两块电极框也是简单的对齐，随着电堆单电池装配的数量增加，电极框的稳定性就越差。由于定位夹具与电极框之间存在间隙，当要锁紧电堆的上下两块端板时，电极框不可避免的会发生轻微的滑移。这种滑移通常情况下并不会产生严重的质量事故，但有相当的比例会产生不可预料的结果，使电堆发生外漏或内漏，严重影响电堆的性能。
为了解决这个问题，在通常的设计当中，通常是依靠外部的工装夹具来定位。依靠外部的工装夹具定位虽然也能满足生产要求，在一定程度上解决电堆装配时的定位情况，但对工装夹具的设计有较高要求，在实际操作过程当中定位的工装夹具安装时较复杂，无疑会增加工人的工作量而降低生产效率，同时对工人的工作技能有更高的要求。外部的工装夹具定位不可避免由于工人技能的高低导致实际压装的定位发生偏差而达不到所要求的定位精度。因此，在实际的定位实施过程中难免存在这样或那样的问题，达不到预期的效果。
实用新型内容
本实用新型为了克服现有技术的电堆装配中使用外部工装夹具对电极框进行定位而存在的安装复杂、定位精度低、生产效率低的缺陷，而提供一种电极框、电堆及液流电池。该电极框可以不使用额外设计的工装夹具来对电极框进行定位，实现自定位，安装简单，定位精度高，提供生产效率，改善电堆和液流电池的性能。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本实用新型提供了一种电极框，所述电极框的一表面设有凹槽，所述凹槽沿所述电极框边缘环绕布置；所述电极框的另一表面设有位置对应、形状匹配的凸体。
本实用新型中，所述凹槽的形状可为常规形状，例如为矩形槽、梯形槽、V形槽、圆形槽或椭圆形槽等。所述凸体的形状与所述凹槽相匹配。
本实用新型中，所述凸体的宽度较佳地小于或等于所述凹槽远离电极框表面的一端的内侧宽度。所述凸体的宽度是指所述凸体的沿径向横截面上的最大宽度。例如，当所述凸体的沿径向横截面的形状为半圆形时，所述凸体的宽度是指该半圆形的直径。当所述凸体的沿径向横截面的形状为半椭圆形时，所述凸体的宽度是指该半椭圆形的长轴或短轴。
本实用新型中，所述凸体一般为弹性材料，例如PP、PE、PVC、PVDF、PPS等常用耐腐蚀的工程材料。当所述凸体的宽度大于所述凹槽远离电极框表面的一端的内侧宽度时，由于所述凸体本身所具有的弹性，所述凸体也是可以卡入相邻电极框的凹槽里的。
本实用新型中，所述凹槽可为在所述电极框表面的外侧设置的凹槽，或者为在所述电极框表面的内侧开设的凹槽。
本实用新型中，所述环绕布置可为连续环绕布置或间断环绕布置。所述间断环绕布置较佳地为等间距间断环绕布置。
本实用新型中，所述凹槽可为一圈或至少两圈。当所述凹槽为至少两圈时，较佳地，各圈凹槽的中心线重合。沿所述电极框边缘环形布置一次为“一圈”。
本实用新型中，较佳地，所述凹槽、所述凸体与所述电极框的本体一体成型。
本实用新型还提供了一种电堆，其包括上端板和下端板，所述上端板和下端板之间有至少两块前述电极框，相邻两块前述电极框之间依次设有负极碳毡、隔膜、正极碳毡和双极板。
本实用新型中，碳毡的作用是提供充放电反应的场所，本身不参与电化学反应。碳毡在实际装配后需要一定的压缩，以减少碳毡与双极板的接触电阻。
本实用新型中，所述电堆根据液流电池的原理将各部件按照本领域常规的顺序进行装配。
在所述电堆的装配过程中，所述电极框的自定位过程如下：
在开始叠加电极框时，电极框的凹槽与相邻电极框的凸体相对应，二者只是简单的卡在一起；随着装配数量的增加，每一块电极框的凹槽和凸体都与相邻电极框的凸体和凹槽相对应，在未压紧前，相邻两块电极框之间不可避免的会有轻微的偏移。当全部电极框叠加完成时，由上端板和下端板通过螺栓压紧，电极框在压力的作用下随之下移。在向下移动的过程中，偏移的电极框的凹槽(或凸体)会与相邻电极框的凸体(或凹槽)相接触，由于有凹槽和凸体的限制，电极框不会向某一方向无限偏移。当电极框在压力的作用下继续向下移动时，电极框某一方向偏移过多时，与之相邻的电极框的凹槽(或凸体)会对其偏移方向的反方向产生作用力迫使偏移的电极框不继续偏移。随着电极框的继续向下移动，相邻电极框的凹槽(或凸体)对偏移的电极框的纠偏滑移作用力也越来越大。相邻电极框的凹槽和凸体相配合使得电极框的偏移在预定范围之内，实现电极框的自定位。
本实用新型还提供了一种液流电池，其包含所述电堆。所述液流电池的其他部件以及装配方法可为本领域常规。
本实用新型的积极进步效果在于：
1、本实用新型的电极框具有自我纠偏防滑移结构，不需要额外设计其他的工装夹具，降低了成本。
2、本实用新型的电极框只需要在电极框堆叠过程中简单对齐上下电极框的纠偏滑移结构即可，实现自定位，操作简单，大大降低了对工人的技术操作要求，节约了时间。
3、本实用新型的电极框的定位精度高，改善了电堆及液流电池的性能。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的电极框的径向横截面示意图。
图2为本实用新型实施例1中电极框与相邻电极框叠加时的径向横截面示意图。
图3为本实用新型实施例1中电堆的结构组成示意图。
图4为本实用新型实施例2的电极框的径向横截面示意图。
图5为本实用新型实施例3的电极框的径向横截面示意图。
附图标记：
1、电极框
2、凸体
3、凹槽
4、相邻电极框
5、负极碳毡
6、隔膜
7、正极碳毡
8、双极板
9、上端板
10、下端板
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
实施例1
一种电极框1，其径向横截面示意图如图1所示。由图1可见，电极框1的一表面的外侧设有一圈沿电极框1的边缘连续环绕布置的凹槽3，凹槽3为矩形槽(即沿径向横截面为矩形)；电极框1的另一表面设有位置对应、形状匹配的凸体2，凸体2的沿径向横截面为矩形，凸体2的宽度等于凹槽3远离电极框1的表面的一端的内侧宽度；凹槽3和凸体2与电极框1的本体一体成型。电极框1、凸体2和凹槽3的材料为PP。
两块电极框叠加时，相邻电极框4的凸体2嵌入电极框1的凹槽3中，其径向横截面示意图如图2所示。
采用两块该实施例的电极框装配电堆，该电堆包括上端板9和下端板10，上端板9和下端板10之间有两块电极框(电极框1和相邻电极框4)，两块电极框之间有双极板8、隔膜6、正极碳毡7和负极碳毡5；其结构组成如图3所示。在该电堆的装配过程中，相邻电极框的凹槽和凸体相配合使得电极框的偏移在预定范围之内，实现电极框的自定位。
实施例2
一种电极框1，其径向横截面示意图如图4所示。由图4可见，电极框1的一表面的外侧设有两圈沿电极框1的边缘连续环绕布置的凹槽3，凹槽3为圆形槽(沿径向横截面为大割圆)；电极框1的另一表面设有位置对应、形状匹配的凸体2；凹槽3和凸体2与电极框1的本体一体成型。电极框1、凸体2和凹槽3的材料为PP。
实施例3
一种电极框1，其径向横截面示意图如图5所示。由图5可见，电极框1的一表面的外侧设有两圈沿电极框1的边缘连续环绕布置的凹槽3，凹槽3为椭圆形槽(沿径向横截面为不完整椭圆形)；电极框1的另一表面设有位置对应、形状匹配的凸体2；凹槽3和凸体2与电极框1的本体一体成型。电极框1、凸体2和凹槽3的材料为PP。
Claims (10)
1.一种电极框，其特征在于，所述电极框的一表面设有凹槽，所述凹槽沿所述电极框边缘环绕布置；所述电极框的另一表面设有位置对应、形状匹配的凸体。
2.如权利要求1所述的电极框，其特征在于，所述凹槽的形状为矩形槽、梯形槽、V形槽、圆形槽或椭圆形槽。
3.如权利要求1所述的电极框，其特征在于，所述凹槽为在所述电极框表面的外侧设置的凹槽，或者为在所述电极框表面的内侧开设的凹槽。
4.如权利要求1所述的电极框，其特征在于，所述环绕布置为连续环绕布置或间断环绕布置。
5.如权利要求1所述的电极框，其特征在于，所述凹槽为一圈或至少两圈。
6.如权利要求1所述的电极框，其特征在于，所述凸体的宽度小于或等于所述凹槽远离电极框表面的一端的内侧宽度。
7.如权利要求1所述的电极框，其特征在于，所述凸体为弹性材料。
8.如权利要求1所述的电极框，其特征在于，所述凹槽、所述凸体与所述电极框的本体一体成型。
9.一种电堆，其包括上端板和下端板，所述上端板和下端板之间有至少两块电极框，相邻两块电极框之间依次设有负极碳毡、隔膜、正极碳毡和双极板，其特征在于，所述电极框为如权利要求1～8中任一项所述的电极框。
10.一种液流电池，其特征在于，所述液流电池包括如权利要求9所述的电堆。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020567605.XU CN211605286U (zh) | 2020-04-16 | 2020-04-16 | 电极框、电堆及液流电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020567605.XU CN211605286U (zh) | 2020-04-16 | 2020-04-16 | 电极框、电堆及液流电池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN211605286U true CN211605286U (zh) | 2020-09-29 |
Family
ID=72583887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202020567605.XU Active CN211605286U (zh) | 2020-04-16 | 2020-04-16 | 电极框、电堆及液流电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN211605286U (zh) |
-
2020
- 2020-04-16 CN CN202020567605.XU patent/CN211605286U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102569843B (zh) | 一种液流电池电堆的嵌入式电极框 | |
| CN101499532A (zh) | 用于燃料电池极板的金属压条密封部 | |
| CN106374129B (zh) | 一种液流电池电堆密封结构 | |
| KR101479836B1 (ko) | 우수한 체결력을 갖는 연료전지 | |
| KR101466507B1 (ko) | 체결이 용이한 연료전지 스택 | |
| CN202930482U (zh) | 一种高密封pem燃料电池单体 | |
| CN1858926A (zh) | 质子交换膜燃料电池单元的密封装置 | |
| CN103811779A (zh) | 液流电池用电极框、电堆及其电池系统 | |
| CN107845825B (zh) | 一种氧化还原液流电池端板与端电池间的密封件及电堆 | |
| CN211605286U (zh) | 电极框、电堆及液流电池 | |
| CN108172843A (zh) | 一种燃料电池电堆的双极板装置 | |
| CN215342672U (zh) | 燃料电池装配的定位件、燃料电池单电池和燃料电池 | |
| KR101491377B1 (ko) | 연료 전지 | |
| CN110970647B (zh) | 一种能够实现密封的液流电池和电池堆 | |
| CN112310433A (zh) | 一种燃料电池的密封结构及燃料电池电堆的装配方法 | |
| US10497948B2 (en) | Fuel cell stack with asymmetrical bipolar plates | |
| CN216850018U (zh) | 一种液流电池电堆框体的密封结构 | |
| CN100468831C (zh) | 燃料电池密封结构 | |
| CN214152948U (zh) | 一种金属双极板密封用的金属弹簧结构 | |
| CN114628722B (zh) | 一种液流电池电堆 | |
| CN113889643B (zh) | 全钒液流电池用一体化电池结构的制备与电池结构和应用 | |
| CN110518270B (zh) | 燃料电池单电池测试夹具 | |
| CN209296016U (zh) | 一种膜电极测试装置 | |
| CN218996781U (zh) | 全钒液流电池单电池结构 | |
| CN216354327U (zh) | 一种单电池片及其电堆的封装装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231130 Address after: No. 8 Qianchuan Road, Chaohu Economic Development Zone, Hefei City, Anhui Province, 238014 Patentee after: Shanghai Electric (Anhui) energy storage technology Co.,Ltd. Address before: 30th Floor, No. 8 Xingyi Road, Changning District, Shanghai, 2003 Patentee before: Shanghai Electric Group Co.,Ltd. |