CN212366005U - 一种使用碳布电极的电极框结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种使用碳布电极的电极框结构，包括电极、双极板和板框，所述电极为碳布电极，所述板框为塑料材质，碳布电极的外缘通过环氧树脂和所述板框粘接在一起；所述板框包括正极板框和负极板框，正极的碳布电极和正极板框粘接，负极的碳布电极和负极板框粘接。本实用新型提出的电极框结构，把碳布和板框固定粘接，克服了碳布变形的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于储能技术领域，具体涉及一种液流电池的电极框结构。
背景技术
氧化还原液流电池的电解质为液体的电解液，电解液的容量任意可调。由多个单电池组装成电堆，则可获得不同大小的的输出电压和功率。氧化还原液流电池电堆里，双极板嵌在正极板框的中部空腔里，双极板一面放置正极电极，负极板框的中部空腔里也放置一个双极板，该双极板一面放置负极电极，正极电极和负极电极之间为隔膜。现有的液流电池结构中，一般是以碳毡作为正极和负极的材料。碳毡是疏松的多孔惰性导电材料，有很多反应活性点，有利于降低电池内阻。但是现在的碳毡生产工艺主要是针刺式，碳毡最小的厚度也有4mm，因此组装成电池堆的体积比较大。
碳布又称碳素纤维布，是采用碳纤维丝纺织而成的。碳布的厚度有：0.111mm（200g）和0.167mm（300g）两种常规尺寸。碳布和构成碳毡的纤维类似，具有惰性的导电性能，如果用碳布组成电池，就可以大大减小电池和电池堆的体积。
发明内容
针对现有技术存在的不足之处，本实用新型的目的是提出一种使用碳布电极的电极框结构。
实现本实用新型上述目的的技术方案为：
一种使用碳布电极的电极框结构，包括电极、双极板和板框，所述电极为碳布电极，所述板框为塑料材质，碳布电极的外缘通过环氧树脂和所述板框粘接在一起；
所述板框包括正极板框和负极板框，正极的碳布电极和正极板框粘接，负极的碳布电极和负极板框粘接。
其中，所述碳布电极的面积大于双极板的面积，碳布电极的边缘宽于所述双极板的边缘15~30mm。
其中，所述板框与碳布粘接的一面开有环氧树脂槽，槽宽3~5mm，深3~5mm。
其中，所述双极板的两面均设置有流道，所述流道包括进液流道和出液流道，进液流道和出液流道交错布置.
其中，所述进液流道位于双极板侧边上的位置为进液口，所述出液流道位于双极板侧边上的位置为出液口，两面的进液口在双极板相对的两条侧边上（两面的出液口也是在双极板相对的两条侧边上）。
其中，所述板框上开有曲线形电解液流路，所述曲线形电解液流路通过翻转孔连接于多个电解液分布口，所述电解液分布口与所述进液口相对。
其中，所述电解液分布口、环氧树脂槽在板框的同一面。
碳布和碳毡的织造方式不同，碳毡的纤维是互相垂直的，装在电池里，碳布纤维和双极板的边平行（或垂直）。因此优选流道和碳布纤维不平行设置，例如设置成曲线型流道。
本实用新型的一种优选技术方案为，所述流道的形状为弧形，流道的弧形凸起朝向同一方向。
如果是弧形凸起相对布置，对电池性能不利，优选弧形凸起朝同一方向的布置。
碳布与环氧树脂相容性好，可以用环氧树脂粘接。在组装时，正极板框环氧树脂槽内挤入环氧树脂，粘上碳布，板框空腔内放入双极板，碳布内侧（电堆里放隔膜的位置）放光面纸，同样组装负极电极框，然后按照电堆需要的单电池数目组合、压紧，放置2小时以上。环氧树脂固化后可从光面纸上剥离，此时碳布电极+板框成型的电极框结构就可适应电堆的结构，具有很好的密封性。
在工业领域，碳纤维布用于结构构件的抗拉、抗剪和抗震加固，因此碳布材料机械强度高；但是因为薄，在电池里受到电解液流动的影响，容易起皱变形。本实用新型提出的电极框结构，把碳布和板框固定粘接，克服了碳布变形的问题。
液流电池运行中隔膜是损坏概率较大的部件。本电极框结构里碳布和板框粘接在一起，修复电池的时候不用拆开电极框，只把隔膜取出替换，简化了操作。
附图说明
图1为本实用新型电极框的板框俯视图（正面，即与碳布粘接的一面）。
图2为本实用新型电极框的板框俯视图（背面，没有粘碳布的一面）。
图3为碳布和板框组合的俯视图，
图4为双极板俯视图。
图中，部件和编号的对应为：
正极板框1，电解液进液孔2，环氧树脂槽3，翻转孔4，电解液分布口5，曲线形电解液流路6，双极板7，进液流道701，出液流道702，碳布电极8 。
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“上”、“下”“正面”、“背面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，所用术语仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作；因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例中，如无特殊说明，所采用的技术手段均为本领域已有的技术手段。
实施例1
一种使用碳布电极的电极框结构，包括电极、双极板和板框，所述电极为碳布电极，所述板框为塑料材质，碳布电极的外缘通过环氧树脂和所述板框粘接在一起；
所述板框包括正极板框和负极板框，正极的碳布电极和正极板框粘接，负极的碳布电极和负极板框粘接。图3示出正极板框1和碳布电极8组合的示意图。
其中，所述碳布电极8的面积大于双极板的面积，碳布电极的边缘宽于所述双极板的边缘5~10mm。
参见图1，所述板框与碳布粘接的一面开有环氧树脂槽3，本实施例中，槽宽3mm，深3.5mm。
参见图4，所述双极板7的两面均设置有流道，所述流道包括进液流道和出液流道，进液流道701和出液流道702交错布置。进液流道位于双极板侧边上的位置为进液口，所述出液流道位于双极板侧边上的位置为出液口，两面的进液口在双极板相对的两条侧边上（两面的出液口也是在双极板相对的两条侧边上）。
参见图1和图2，所述板框上开有曲线形电解液流路6，所述曲线形电解液流路6通过翻转孔4连接于多个电解液分布口，所述电解液分布口5与所述进液口相对。开有曲线形电解液流路6的这面记为背面。所述电解液分布口5、环氧树脂槽3在板框的同一面（正面）。
其中，所述流道的形状为弧形，流道的弧形凸起朝向同一方向。
碳布与环氧树脂相容性好，可以用环氧树脂粘接。在组装时，正极板框环氧树脂槽内挤入环氧树脂，粘上碳布，板框空腔内放入双极板，碳布内侧（电堆里放隔膜的位置）放光面纸，同样组装负极电极框，然后按照电堆需要的单电池数目组合、压紧，放置2小时以上。环氧树脂固化后可从光面纸上剥离，此时碳布电极+板框成型的电极框结构就可适应电堆的结构，具有很好的密封性。
本实施例的一组参数为：板框尺寸610×580mm，双极板525×325mm，碳布570×430mm。 双极板上有5条进液流道701和5条出液流道702，进液流道和出液流道交错布置。
实施例2
本实施例提供一种使用碳布电极的电极框结构，包括电极、双极板和板框，所述电极为碳布电极，所述板框为塑料材质，碳布电极的外缘通过环氧树脂和所述板框粘接在一起；
所述板框包括正极板框和负极板框，正极的碳布电极和正极板框粘接，负极的碳布电极和负极板框粘接。
其中，所述碳布电极的面积大于双极板的面积，碳布电极的边缘宽于所述双极板的边缘5~10mm。
所述板框与碳布粘接的一面开有环氧树脂槽，槽宽4mm，深4mm。
所述双极板7的两面均设置有流道，所述流道包括进液流道和出液流道，进液流道701和出液流道702交错布置。进液流道位于双极板侧边上的位置为进液口，所述出液流道位于双极板侧边上的位置为出液口，两面的进液口在双极板相对的两条侧边上（两面的出液口也是在双极板相对的两条侧边上）。
所述板框上开有曲线形电解液流路6，所述曲线形电解液流路6通过翻转孔4连接于多个电解液分布口，所述电解液分布口5与所述进液口相对。开有曲线形电解液流路6的这面记为背面。所述电解液分布口5、环氧树脂槽3在板框的同一面（正面）。
其中，所述流道的形状为弧形，流道的弧形凸起朝向同一方向。
本电极框制备方法同实施例1。
本实施例的一组参数为：板框尺寸640×610mm，双极板550×340mm，碳布600×450mm。双极板上有7条进液流道701和7条出液流道702，进液流道和出液流道交错布置。
虽然，以上通过实施例对本实用新型进行了说明，但本领域技术人员应了解，在不偏离本实用新型精神和实质的前提下，对本实用新型所做的改进和变型，均应属于本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种使用碳布电极的电极框结构，包括电极、双极板和板框，其特征在于，所述电极为碳布电极，所述板框为塑料材质，碳布电极的外缘通过环氧树脂和所述板框粘接在一起；
所述板框包括正极板框和负极板框，正极的碳布电极和正极板框粘接，负极的碳布电极和负极板框粘接。
2.根据权利要求1所述的使用碳布电极的电极框结构，其特征在于，所述碳布电极的面积大于双极板的面积，碳布电极的边缘宽于所述双极板的边缘15~30mm。
3.根据权利要求1所述的使用碳布电极的电极框结构，其特征在于，所述板框与碳布粘接的一面开有环氧树脂槽，槽宽3~5mm，深3~5mm。
4.根据权利要求1~3任一项所述的使用碳布电极的电极框结构，其特征在于，所述双极板的两面均设置有流道，所述流道包括进液流道和出液流道，进液流道和出液流道交错布置。
5.根据权利要求4所述的使用碳布电极的电极框结构，其特征在于，所述进液流道位于双极板侧边上的位置为进液口，所述出液流道位于双极板侧边上的位置为出液口，两面的进液口在双极板相对的两条侧边上。
6.根据权利要求5所述的使用碳布电极的电极框结构，其特征在于，所述板框上开有曲线形电解液流路，所述曲线形电解液流路通过翻转孔连接于多个电解液分布口，所述电解液分布口与所述进液口相对。
7.根据权利要求6所述的使用碳布电极的电极框结构，其特征在于，所述电解液分布口、环氧树脂槽在板框的同一面。
8.根据权利要求4所述的使用碳布电极的电极框结构，其特征在于，所述流道的形状为弧形，流道的弧形凸起朝向同一方向。
Priority Applications (1)
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| CN202023068436.4U CN212366005U (zh) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | 一种使用碳布电极的电极框结构 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113451601A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-09-28 | 深圳职业技术学院 | 一种阴极开放式空冷燃料电池双极板及其电池电堆 |
| CN117096408A (zh) * | 2023-10-20 | 2023-11-21 | 博鼎储能科技(山东)有限公司 | 一种液流储能电池结构 |
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2020
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