CN218887240U - 一种密封性好的液流电池电堆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种密封性好的液流电池电堆，该液流电池电堆包括第一电堆组件、第二电堆组件和设置在第一电堆组件和第二电堆组件之间的离子膜，第一电堆组件包括第一导电电极板、第一导流框板、第二导流框板、第一碳毡和第二碳毡，第二电堆组件包括第二导电电极板、第三导流框板、第四导流框板、第三碳毡和第四碳毡，通过在导电电极板和导流框板的导流面之间设置密封粘接层，保证了电堆组件内部的密封效果；通过在导流框板的平面与离子膜之间设置密封粘接层，保证了两个电堆组件之间的密封效果，电堆密封性和耐候性俱佳，且不存在老化串液的问题，在保证电堆功率的同时，提高了液流电池的正常工作时间。

Description

一种密封性好的液流电池电堆

技术领域

本实用新型涉及液流电池电堆技术领域，尤其涉及一种密封性好的液流电池电堆。

背景技术

液流电池的密封问题长期以来因为漏液一直严重影响其使用寿命。

目前现有技术中主要采用橡胶垫圈进行密封。液流电池电堆组件包括电极板、导流框板，在框板的导流孔处有橡胶垫圈，该垫圈通过胶水及凹槽固定在框板上，框板的外圈周边也设有橡胶垫圈，并通过胶水及凹槽固定在框板上；电极板尺寸与框板相同，并放在框板的正下方，在电极板与框板相接触的部分通过橡胶垫圈进行密封，可以防止流道孔产生渗液，导流板与框板的进出液孔界面都是通过橡胶垫粘胶水的方式实现的。

现有技术存在的缺陷在于，通过橡胶垫圈密封后，液流电池在户外寒暑交替过程中由于热胀冷缩，会在进液孔和导流板之间产生间隙，发生正负电解液的串液，造成电堆功率下降。此外，在强酸/碱电解液浸泡条件下，加上寒冬酷暑，橡胶垫圈也会老化，使液流电池丧失密封效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的通过橡胶垫圈密封会发生正负电解液串液造成电堆功率下降、以及橡胶垫圈老化使液流电池丧失密封效果的缺点，而提出的一种密封性好的液流电池电堆。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种密封性好的液流电池电堆，包括第一电堆组件、第二电堆组件和设置在第一电堆组件和第二电堆组件之间的离子膜。第一电堆组件包括第一导电电极板、第一导流框板、第二导流框板、第一碳毡和第二碳毡，第一导流框板包括相对设置的第一平面和第一导流面，第一导流面上设有第一导流槽，第二导流框板包括相对设置的第二平面和第二导流面，第二导流面上设有第二导流槽，第一导流框板和第二导流框板分别设置在第一导电电极板的两侧，第一导流面靠近第一导电电极板，第一导流面与第一导电电极板之间设有第一密封粘接层，第一导流面通过第一密封粘接层与第一导电电极板连接，第二导流面靠近第一导电电极板，第二导流面与第一导电电极板之间设有第二密封粘接层，第二导流面通过第二密封粘接层与第一导电电极板连接，第一导流框板的内框内设置第一碳毡，第二导流框板的内框内设置第二碳毡，第一平面靠近离子膜，第一平面与离子膜之间设有第三密封粘接层，离子膜通过第三密封粘接层与第一平面连接；第二电堆组件包括第二导电电极板、第三导流框板、第四导流框板、第三碳毡和第四碳毡，第三导流框板包括相对设置的第三平面和第三导流面，第三导流面上设有第三导流槽，第四导流框板包括相对设置的第四平面和第四导流面，第四导流面上设有第四导流槽，第三导流框板和第四导流框板分别设置在第二导电电极板的两侧，第三导流面靠近第二导电电极板，第三导流面与第二导电电极板之间设有第四密封粘接层，第三导流面通过第四密封粘接层与第二导电电极板连接，第四导流面靠近第二导电电极板，第四导流面与第二导电电极板之间设有第五密封粘接层，第四导流面通过第五密封粘接层与第二导电电极板连接，第三导流框板的内框内设置第三碳毡，第四导流框板的内框内设置第四碳毡，第三平面靠近离子膜，第三平面与离子膜之间设有第六密封粘接层，离子膜通过第六密封粘接层与第三平面连接。

较佳地，第一导流框板和第二导流框板的外框尺寸均与第一导电电极板的尺寸相同；第三导流框板和第四导流框板的外框尺寸均与第二导电电极板的尺寸相同。

较佳地，第一碳毡的尺寸与第一导流框板的内框尺寸相同，第一碳毡的厚度与第一导流框板的厚度相同；第二碳毡的尺寸与第二导流框板的内框尺寸相同，第二碳毡的厚度与第二导流框板的厚度相同；第三碳毡的尺寸与第三导流框板的内框尺寸相同，第三碳毡的厚度与第三导流框板的厚度相同；第四碳毡的尺寸与第四导流框板的内框尺寸相同，第四碳毡的厚度与第四导流框板的厚度相同。

较佳地，离子膜的尺寸大于第一导流框板的内框尺寸且小于第一导流框板的外框尺寸，离子膜的尺寸大于第三导流框板的内框尺寸且小于第三导流框板的外框尺寸。

较佳地，第一密封粘接层、第二密封粘接层、第三密封粘接层、第四密封粘接层、第五密封粘接层、第六密封粘接层均由热熔胶膜制成。

较佳地，第三密封粘接层的形状与第一平面的形状相同，第三密封粘接层的尺寸与第一平面的尺寸相同；第六密封粘接层的形状与第三平面的形状相同，第三密封粘接层的尺寸与第三平面的尺寸相同。

较佳地，第一导流框板和第二导流框板完全相同，第三导流框板和第四导流框板完全相同。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：通过在导电电极板和导流框板的导流面之间设置密封粘接层，保证了电堆组件内部的密封效果；通过在导流框板的平面与离子膜之间设置密封粘接层，保证了两个电堆组件之间的密封效果，电堆密封性和耐候性俱佳，且不存在老化串液的问题，在保证电堆功率的同时，提高了液流电池的正常工作时间。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的一种密封性好的液流电池电堆的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例的第一导流框板的结构示意图。

具体实施方式

为使对本实用新型的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

请结合参见图1和图2，本实用新型提供了一种密封性好的液流电池电堆，该液流电池电堆包括第一电堆组件10、第二电堆组件20和设置在第一电堆组件10和第二电堆组件20之间的离子膜30。

第一电堆组件10包括第一导电电极板11、第一导流框板12、第二导流框板13、第一碳毡14和第二碳毡15。

第一导流框板12包括相对设置的第一平面121和第一导流面122，第一导流面122上设有第一导流槽1221，第二导流框板13包括相对设置的第二平面131和第二导流面132，第二导流面132上设有第二导流槽1321，第一导流框板12和第二导流框板13分别设置在第一导电电极板11的两侧，第一导流面122靠近第一导电电极板11，第一导流面122与第一导电电极板11之间设有第一密封粘接层41，第二导流面132靠近第一导电电极板11，第二导流面132与第一导电电极板11之间设有第二密封粘接层42，第一导流面122通过第一密封粘接层41与第一导电电极板11连接，第二导流面132通过第二密封粘接层42与第一导电电极板11连接，以保证第一电堆组件10内部的密封效果。

第一导流框板12中部设有内框123，内框123贯穿第一导流框板12，内框123内设置第一碳毡14。在一优选的实施方式中，第一碳毡14的尺寸与第一导流框板12的内框123尺寸相同，即第一碳毡14与内框123内壁紧密贴合，第一碳毡14的厚度与第一导流框板12的厚度相同，以使第一碳毡14的表面与第一平面121共面，以便于后续与离子膜30连接，同时保证连接密封性和稳固性。

第二导流框板13中部设有内框133，内框133贯穿第二导流框板13，内框133内设置第二碳毡15。在一优选的实施方式中，第二碳毡15的尺寸与第二导流框板13的内框133尺寸相同，即第二碳毡15与内框133内壁紧密贴合，第二碳毡15的厚度与第二导流框板13的厚度相同，以使第二碳毡15的表面与第二平面131共面，以便于后续与离子膜30连接，同时保证连接密封性和稳固性。

第二电堆组件20采用与第一电堆组件10相同或相似的结构。第二电堆组件20包括第二导电电极板21、第三导流框板22、第四导流框板23、第三碳毡24和第四碳毡25。

第三导流框板22包括相对设置的第三平面221和第三导流面222，第三导流面222上设有第三导流槽2221，第四导流框板23包括相对设置的第四平面231和第四导流面232，第四导流面232上设有第四导流槽2321，第三导流框板22和第四导流框板23分别设置在第二导电电极板21的两侧，第三导流面222靠近第二导电电极板21，第三导流面222与第二导电电极板21之间设有第三密封粘接层43，第四导流面232靠近第二导电电极板21，第四导流面232与第二导电电极板21之间设有第四密封粘接层44，第三导流面222通过第三密封粘接层43与第二导电电极板21连接，第四导流面232通过第四密封粘接层44与第二导电电极板21连接，以保证第二电堆组件10内部的密封效果。

第三导流框板22中部设有内框223，内框223贯穿第三导流框板22，内框223内设置第三碳毡24。在一优选的实施方式中，第三碳毡24的尺寸与第三导流框板22的内框223尺寸相同，即第三碳毡24与内框223内壁紧密贴合，第三碳毡24的厚度与第三导流框板22的厚度相同，以使第三碳毡24的表面与第三平面221共面，以便于后续与离子膜30连接，同时保证连接密封性和稳固性。

第四导流框板23中部设有内框233，内框233贯穿第四导流框板23，内框233内设置第四碳毡25。在一优选的实施方式中，第四碳毡25的尺寸与第四导流框板23的内框233尺寸相同，即第四碳毡25与内框233内壁紧密贴合，第四碳毡25的厚度与第四导流框板23的厚度相同，以使第四碳毡25的表面与第四平面231共面，以便于后续与离子膜30连接，同时保证连接密封性和稳固性。

第一平面121靠近离子膜30，第三平面221靠近离子膜30，第一平面121与离子膜30之间设有第五密封粘接层45，第三平面221与离子膜30之间设有第六密封粘接层46，离子膜30通过第五密封粘接层45与第一平面121，亦即第一电堆组件10连接，离子膜30通过第六密封粘接层46与第三平面221，亦即第二电堆组件20连接，以保证相邻两个电堆组件间的密封效果。

优选地，离子膜30的尺寸大于第一导流框板12的内框123尺寸且小于第一导流框板12的外框尺寸，离子膜30的尺寸大于第三导流框板22的内框223尺寸且小于第三导流框板22的外框尺寸，以使离子膜30的四边位置介于第一导流框板12和第三导流框板22的外框和内框之间，保证相邻两个电堆组件间的密封效果。

优选地，第五密封粘接层45的形状与第一平面121的形状相同，第五密封粘接层45的尺寸与第一平面121的尺寸相同；第六密封粘接层46的形状与第三平面221的形状相同，第六密封粘接层46的尺寸与第三平面221的尺寸相同，以使离子膜30与第一电堆组件10和第二电堆组件20之间的连接面积尽可能的大，从而保证密封性和连接牢固性。

优选地，第一密封粘接层41、第二密封粘接层42、第三密封粘接层43、第四密封粘接层44、第五密封粘接层45、第六密封粘接层46均由热熔胶膜制成，相较于其他粘接方式，使用热熔胶膜，密封工艺简单，产能高，获得的电堆密封性和耐候性俱佳。

优选地，第一导流框板12和第二导流框板13的外框尺寸均与第一导电电极板11的尺寸相同，第三导流框板22和第四导流框板23的外框尺寸均与第二导电电极板21的尺寸相同，以保证导电电极板与导流框板之间的密封效果。

在实际使用中，液流电池电堆还可以包括第三电堆组件和第二离子膜，第三电堆组件的结构优选地与第一电堆组件的结构相同或者相似，第二离子膜位于第三电堆组件和第一电堆组件之间，第二离子膜通过密封粘接层与第三电堆组件和第一电堆组件连接，或者第二离子膜位于第三电堆组件和第二电堆组件之间，第二离子膜通过密封粘接层与第三电堆组件和第二电堆组件连接。进一步地，电池电堆还可以包括第四电堆组件和第三离子膜，甚至，电池电堆还可以包括第五电堆组件和第四离子膜，等等，此处不再对相关内容进行赘述。

在实际使用中，第一导流框板12优选地和第二导流框板13完全相同，第三导流框板22优选地和第四导流框板23完全相同，以方便各电堆组件的制备。进一步地，第一导流框板12、第二导流框板13、第三导流框板22、第四导流框板23完全相同，第一导电电极板11和第二导电电极板21完全相同，即第一电堆组件10和第二电堆组件20完全相同，以方便液流电池电堆的制备。

本实用新型的一种密封性好的液流电池电堆，通过在导电电极板和导流框板的导流面之间设置密封粘接层，保证了电堆组件内部的密封效果；通过在导流框板的平面与离子膜之间设置密封粘接层，保证了两个电堆组件之间的密封效果，电堆密封性和耐候性俱佳，且不存在老化串液的问题，在保证电堆功率的同时，提高了液流电池的正常工作时间。

本实用新型已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本实用新型的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本实用新型的范围。相反地，在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本实用新型的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种密封性好的液流电池电堆，其特征在于，包括第一电堆组件、第二电堆组件和设置在所述第一电堆组件和所述第二电堆组件之间的离子膜，

所述第一电堆组件包括第一导电电极板、第一导流框板、第二导流框板、第一碳毡和第二碳毡，所述第一导流框板包括相对设置的第一平面和第一导流面，所述第一导流面上设有第一导流槽，所述第二导流框板包括相对设置的第二平面和第二导流面，所述第二导流面上设有第二导流槽，所述第一导流框板和所述第二导流框板分别设置在所述第一导电电极板的两侧，所述第一导流面靠近所述第一导电电极板，所述第一导流面与所述第一导电电极板之间设有第一密封粘接层，所述第一导流面通过所述第一密封粘接层与所述第一导电电极板连接，所述第二导流面靠近所述第一导电电极板，所述第二导流面与所述第一导电电极板之间设有第二密封粘接层，所述第二导流面通过所述第二密封粘接层与所述第一导电电极板连接，所述第一导流框板的内框内设置所述第一碳毡，所述第二导流框板的内框内设置所述第二碳毡，所述第一平面靠近所述离子膜，所述第一平面与所述离子膜之间设有第三密封粘接层，所述离子膜通过所述第三密封粘接层与所述第一平面连接；

所述第二电堆组件包括第二导电电极板、第三导流框板、第四导流框板、第三碳毡和第四碳毡，所述第三导流框板包括相对设置的第三平面和第三导流面，所述第三导流面上设有第三导流槽，所述第四导流框板包括相对设置的第四平面和第四导流面，所述第四导流面上设有第四导流槽，所述第三导流框板和所述第四导流框板分别设置在所述第二导电电极板的两侧，所述第三导流面靠近所述第二导电电极板，所述第三导流面与所述第二导电电极板之间设有第四密封粘接层，所述第三导流面通过所述第四密封粘接层与所述第二导电电极板连接，所述第四导流面靠近所述第二导电电极板，所述第四导流面与所述第二导电电极板之间设有第五密封粘接层，所述第四导流面通过所述第五密封粘接层与所述第二导电电极板连接，所述第三导流框板的内框内设置所述第三碳毡，所述第四导流框板的内框内设置所述第四碳毡，所述第三平面靠近所述离子膜，所述第三平面与所述离子膜之间设有第六密封粘接层，所述离子膜通过所述第六密封粘接层与所述第三平面连接。

2.如权利要求1所述的一种密封性好的液流电池电堆，其特征在于，所述第一导流框板和所述第二导流框板的外框尺寸均与所述第一导电电极板的尺寸相同；所述第三导流框板和所述第四导流框板的外框尺寸均与所述第二导电电极板的尺寸相同。

3.如权利要求1所述的一种密封性好的液流电池电堆，其特征在于，所述第一碳毡的尺寸与所述第一导流框板的内框尺寸相同，所述第一碳毡的厚度与所述第一导流框板的厚度相同；所述第二碳毡的尺寸与所述第二导流框板的内框尺寸相同，所述第二碳毡的厚度与所述第二导流框板的厚度相同；所述第三碳毡的尺寸与所述第三导流框板的内框尺寸相同，所述第三碳毡的厚度与所述第三导流框板的厚度相同；所述第四碳毡的尺寸与所述第四导流框板的内框尺寸相同，所述第四碳毡的厚度与所述第四导流框板的厚度相同。

4.如权利要求1所述的一种密封性好的液流电池电堆，其特征在于，所述离子膜的尺寸大于所述第一导流框板的内框尺寸且小于所述第一导流框板的外框尺寸，所述离子膜的尺寸大于所述第三导流框板的内框尺寸且小于所述第三导流框板的外框尺寸。

5.如权利要求1所述的一种密封性好的液流电池电堆，其特征在于，所述第一密封粘接层、所述第二密封粘接层、所述第三密封粘接层、所述第四密封粘接层、所述第五密封粘接层、所述第六密封粘接层均由热熔胶膜制成。

6.如权利要求1所述的一种密封性好的液流电池电堆，其特征在于，所述第三密封粘接层的形状与所述第一平面的形状相同，所述第三密封粘接层的尺寸与所述第一平面的尺寸相同；所述第六密封粘接层的形状与所述第三平面的形状相同，所述第三密封粘接层的尺寸与所述第三平面的尺寸相同。

7.如权利要求1所述的一种密封性好的液流电池电堆，其特征在于，所述第一导流框板和所述第二导流框板完全相同，所述第三导流框板和所述第四导流框板完全相同。

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