CN218101328U - 一种超声波焊接的液流电池电堆单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超声波焊接的液流电池电堆单元，包括：板框，设有中心孔，中心孔外周设置有第一环槽，第一环槽外周设有第二环槽；隔膜，盖设于中心孔；隔膜边沿连接有第一压条，第一压条部分嵌入第一环槽内，以密封连接隔膜和板框；毡板，压盖于隔膜上方，与板框可拆卸连接；极板，压盖于毡板上；隔膜边沿连接有第二压条，第二压条部分嵌入第二环槽内，以密封连接极板和板框。根据本实用新型的液流电池电堆单元，采用焊接的方式对电堆单元进行密封，有效地提升了密封性，降低了电堆单元的制造成本。

Description

一种超声波焊接的液流电池电堆单元

技术领域

本实用新型涉及液流电池技术领域，特别涉及一种超声波焊接的液流电池电堆单元。

背景技术

现代经济社会发展对传统能源日益增长的需求，使得其供给不足的问题日益突出，人们不得不寻找风能、太阳能等可再生能源，近些年，以风能和太阳能为代表的新能源已经占据了能源供给的一席之地，而随着需求增加，比例仍然在不断增大，但其受天气影响而造成发电间歇性的供需矛盾比较突出，规模储能的发展已经势在必行。

作为大规模能量储存的途径——液流电池的产生和发展为上述新能源的缺陷提供了很好的补充。液流电池具有安全性好、寿命长，蓄电容量大、功率与容量分离可调、选址自由和清洁环保等特点，可以保证风能、太阳能等新能源经过存储调整后的平稳输出，实现规模化电能管理、电网辅助、电压控制、大型不间断电源的重要作用。

液流电池的单电池标准开路电压较小，为满足实际应用，需要将一定数量的电堆单元串联组装成电堆，以便得到所需的电压；因此电堆的堆栈结构对其密封性提出了较高的要求。目前电堆常用的密封主要还是采用胶粘的方式，但胶粘的方式长时间使用会导致密封性下降，进而导致电堆的电解液内漏及外漏问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种超声波焊接的液流电池电堆单元，采用焊接的方式对电堆单元进行密封，有效地提升了密封性，降低了电堆单元的制造成本。

根据本实用新型实施例的一种超声波焊接的液流电池电堆单元，包括：板框，设有中心孔，所述中心孔外周设置有第一环槽，所述第一环槽外周设有第二环槽；隔膜，盖设于所述中心孔；所述隔膜边沿连接有第一压条，所述第一压条部分嵌入所述第一环槽内，以密封连接所述隔膜和所述板框；毡板，压盖于所述隔膜上方，与所述板框可拆卸连接；极板，压盖于所述毡板上；所述隔膜边沿连接有第二压条，所述第二压条部分嵌入所述第二环槽内，以密封连接所述极板和所述板框。

根据本实用新型实施例的液流电池电堆单元，至少具有如下有益效果：

通过第一压条连接板框和隔膜，且隔膜与第一压条通过焊接连接，去除了现有技术中通过胶粘方式连接需要采用的、用来包裹隔膜的橡胶密封片，同时焊接的隔膜和第一压条，加工方式简单，生产成本低，有效地降低了生产成本，同时提升了密封效果，避免了电堆单元的电解液内漏及外漏问题。

根据本实用新型的一些实施例，所述板框设有第一凹槽，所述中心孔和所述第一环槽均设置于所述第一凹槽的槽底。

根据本实用新型的一些实施例，所述板框还设有第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二环槽均设置于所述第二凹槽的槽底。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一压条包括连接部和与所述连接部固定连接的嵌入部，所述连接部与所述隔膜通过焊接连接，所述嵌入部嵌入所述第一环槽内并与所述第一环槽密封连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述嵌入部设有朝两侧凸出的限位凸起，所述第一环槽内壁设有与所述限位凸起对应的限位槽，所述限位凸起能嵌入所述限位槽内以连接所述第一压条和所述第一环槽。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一环槽的槽底设有棱条，所述嵌入部设有与所述棱条对应的弧形槽，所述棱条嵌入所述弧形槽内。

根据本实用新型的一些实施例，部分嵌入所述第一环槽内的所述第一压条不高出所述第一环槽；部分嵌入所述第二环槽内的所述第二压条不高出所述第二环槽。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一压条和所述第二压条均为注塑条。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一凹槽内设置有用于与所述毡板连接的固定结构。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型实施例的正视图；

图2为中A-A向的剖视图；

图3为本实用新型另一种实施例的固定结构的结构示意图。

附图标号：

板框100、中心孔110、第一凹槽120、第一环槽130、限位槽131、棱条132、第二凹槽140、第二环槽150、固定结构160；

隔膜200；

毡板300；

极板400；

第一压条500、连接部510、嵌入部520、限位凸起521、弧形槽522；

第二压条600。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1至图3，本实用新型实施例的一种超声波焊接的液流电池电堆单元，包括板框100、隔膜200、毡板300和极板400，板框100设有中心孔110，中心孔110外周设置有第一环槽130，第一环槽130外周设有第二环槽150；隔膜200盖设于中心孔110；隔膜200边沿连接有第一压条500，第一压条500部分嵌入第一环槽130内，以密封连接隔膜200和板框100；毡板300压盖于隔膜200上方，与板框100可拆卸连接；极板400，压盖于毡板300上；隔膜200边沿连接有第二压条600，第二压条600部分嵌入第二环槽150内，以密封连接极板400和板框100。

需要了解的是，第一压条500和第二压条600均是注塑条，隔膜200为隔断液流电池正负极的膜，其属于现有技术，在本申请中不做过多赘述；第一压条500与隔膜200通过超声波焊接的方式连接。在现有技术中，为了实现隔膜200与板框100的良好密封，一般在隔膜200的两侧均设置有橡胶材质的密封片，然后通过密封片与板框100连接密封连接，但是采用超声波焊接的方式连接第一压条500和隔膜200，则可以省去隔膜200两侧的密封片，从而降低了加工工艺的复杂度，同时也降低了生产成本，更进一步的提升了生产效率。

在本实用新型的一些实施例中，参照图1、图2所示，板框100设有第一凹槽120，中心孔110和第一环槽130均设置于第一凹槽120的槽底。中心孔110设置于板框100的中心位置，中心孔110为方形孔，第一凹槽120同样为方形槽，第一环槽130设置于第一凹槽120的槽底且设置于中心孔110的外周。

在本实用新型进一步的实施例中，板框100还设有第二凹槽140，第一凹槽120和第二环槽150均设置于第二凹槽140的槽底。参照图2所示，第二凹槽140大于第一凹槽120，第二环槽150设置于第一凹槽120的外周。

参照图2所示，在本实用新型的一些实施例中，第一环槽130和第二环槽150的切面基本一致，第一压条500和第二压条600的切面也基本是一致的。第一压条500包括连接部510和与连接部510固定连接的嵌入部520，连接部510与嵌入部520相互垂直，连接部510与隔膜200通过超声波焊接的方式连接，嵌入部520嵌入第一环槽130内并与第一环槽130密封连接。

可以想见的是，第二压条600也包括连接部510和嵌入部520，第二压条600的嵌入部520嵌入第二环槽150内，第二压条600的连接部510用于将极板400压紧于板框100上。极板400为石墨板，用于作为液流电池的电机材料。

进一步的，在本实用新型的一些实施例中，嵌入部520设有朝两侧凸出的限位凸起521，第一环槽130内壁设有与限位凸起521对应的限位槽131，限位凸起521能嵌入限位槽131内以连接第一压条500和第一环槽130。限位凸起521的切面呈锥形，顶部大底部小，限位槽131对应限位凸起521也为锥形。由于第一压条500采用的是注塑条，限位凸起521同样采用的是注塑工艺，因此第一压条500和注塑条均具有一定变形能力，因此能从第一环槽130的顶部压入，以将限位凸起521压入限位槽131内。

更进一步的，第一环槽130的槽底设有棱条132，嵌入部520设有与棱条132对应的弧形槽522，棱条132嵌入弧形槽522内。具体的，嵌入部520与第一环槽130是通过胶粘的方式连接，通过设置棱条132和弧形槽522，有效地增加了两者的接触面积，再配合限位凸起521和限位条的设计，极大地提升了两者连接的稳定性。此外，设置有限位凸起521与限位槽131相配合，设置有棱条132和弧形槽522相配合，也能有效地提升密封效果。

可以理解的是，第二环槽150内也设置有限位槽131和棱条132，第二压条600也设置有限位凸起521和弧形槽522。此外，当第一压条500的嵌入部520完全装入第一环槽130内后，第一压条500不高出第一环槽130，也即第一压条500的上表面最多是与第一环槽130的槽壁上表面齐平，以避免对毡板300的放置造成阻碍。如果第一压条500高出第一环槽130，那么毡板300在放置于隔膜200上时会被第一压条500拱起，从而不利于毡板300与板框100的连接。同理，部分嵌入第二环槽150内的第二压条600不高出第二环槽150。

在本实用新型的一些实施例中，第一凹槽120内设置有用于与毡板300连接的固定结构160。具体的，图2和图3分别为两种不同的固定结构160。图2中所展示的固定结构160为粘扣，设置于第一凹槽120的底壁上，能粘合住毡板300，其工作原理与衣服上的粘扣相同；图3中所展示的固定结构160为限位板，限位板采用相对硬质的材料制成，例如金属或者硬质塑料等，限位板由于是硬质材料，其与第一凹槽120的槽壁的顶部连接，安装毡板300时，毡板300是插入限位板与第一凹槽120的槽底之间的间隙内。

可以理解的是，毡板300与板框100的连接方式不限于以上两种，也可以是搭扣连接等方式均可。

根据本实用新型实施例的液流电池电堆单元，通过第一压条500连接板框100和隔膜200，且隔膜200与第一压条500通过焊接连接，去除了现有技术中通过胶粘方式连接需要采用的、用来包裹隔膜200的橡胶密封片，同时焊接的隔膜200和第一压条500，加工方式简单，生产成本低，有效地降低了生产成本，同时提升了密封效果，避免了电堆单元的电解液内漏及外漏问题。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种超声波焊接的液流电池电堆单元，其特征在于，包括：

板框(100)，设有中心孔(110)，所述中心孔(110)外周设置有第一环槽(130)，所述第一环槽(130)外周设有第二环槽(150)；

隔膜(200)，盖设于所述中心孔(110)；所述隔膜(200)边沿连接有第一压条(500)，所述第一压条(500)部分嵌入所述第一环槽(130)内，以密封连接所述隔膜(200)和所述板框(100)；

毡板(300)，压盖于所述隔膜(200)上方，与所述板框(100)可拆卸连接；

极板(400)，压盖于所述毡板(300)上；所述隔膜(200)边沿连接有第二压条(600)，所述第二压条(600)部分嵌入所述第二环槽(150)内，以密封连接所述极板(400)和所述板框(100)。

2.根据权利要求1所述的一种超声波焊接的液流电池电堆单元，其特征在于：所述板框(100)设有第一凹槽(120)，所述中心孔(110)和所述第一环槽(130)均设置于所述第一凹槽(120)的槽底。

3.根据权利要求2所述的一种超声波焊接的液流电池电堆单元，其特征在于：所述板框(100)还设有第二凹槽(140)，所述第一凹槽(120)和所述第二环槽(150)均设置于所述第二凹槽(140)的槽底。

4.根据权利要求3所述的一种超声波焊接的液流电池电堆单元，其特征在于：所述第一压条(500)包括连接部(510)和与所述连接部(510)固定连接的嵌入部(520)，所述连接部(510)与所述隔膜(200)通过焊接连接，所述嵌入部(520)嵌入所述第一环槽(130)内并与所述第一环槽(130)密封连接。

5.根据权利要求4所述的一种超声波焊接的液流电池电堆单元，其特征在于：所述嵌入部(520)设有朝两侧凸出的限位凸起(521)，所述第一环槽(130)内壁设有与所述限位凸起(521)对应的限位槽(131)，所述限位凸起(521)能嵌入所述限位槽(131)内以连接所述第一压条(500)和所述第一环槽(130)。

6.根据权利要求5所述的一种超声波焊接的液流电池电堆单元，其特征在于：所述第一环槽(130)的槽底设有棱条(132)，所述嵌入部(520)设有与所述棱条(132)对应的弧形槽(522)，所述棱条(132)嵌入所述弧形槽(522)内。

7.根据权利要求6所述的一种超声波焊接的液流电池电堆单元，其特征在于：部分嵌入所述第一环槽(130)内的所述第一压条(500)不高出所述第一环槽(130)；部分嵌入所述第二环槽(150)内的所述第二压条(600)不高出所述第二环槽(150)。

8.根据权利要求1所述的一种超声波焊接的液流电池电堆单元，其特征在于：所述第一压条(500)和所述第二压条(600)均为注塑条。

9.根据权利要求2所述的一种超声波焊接的液流电池电堆单元，其特征在于：所述第一凹槽(120)内设置有用于与所述毡板(300)连接的固定结构(160)。

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