CN221069470U - 一种液流电池电解液储罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种液流电池电解液储罐。其包括罐体、导流板、进液布液管和出液布液管，导流板向着罐体底部倾斜且具有交错设置在罐体相对两侧的多个；进液布液管位于最上层导流板的上方，其包括沿罐体宽度方向延伸的进液布液通道和进液通道，进液布液通道沿其延伸方向开设有多个进液布液孔；出液布液管位于最下层导流板的下方，其包括沿罐体宽度方向延伸的出液布液通道和出液通道，出液布液通道沿其延伸方向开设有多个出液布液孔。本实用新型通过导流板的设置，使电解液在罐体内呈“S”形流动，提高了电解液的流动性，增强了电解液的混合效果；通过进液布液管和出液布液管的设置，提高了电解液在罐体宽度方向上的流动性。

Description

一种液流电池电解液储罐

技术领域

本实用新型涉及液流电池技术领域，具体涉及一种液流电池电解液储罐。

背景技术

一套完整的电池系统设有两个电解液储罐，分别存储正极电解液及负极电解液，正负极电解液由出液口经泵抽出打入电堆内部，在电堆内部完成充放电功能。电堆内正负极电解液由质子交换膜隔离开来。在电堆内完成充放电后再离开电堆，由储罐进液口回到储罐，完成一个外循环。

电解液有效容积决定了电池的储能容量，电解液深度和价位决定了充放电的效率，因此储罐内的电解液即需要充分利用不能出现短流及死角，也要让电解液尽可能的混合均匀，同时混液效果的好坏也决定了电池充放电的效率，混液效果越好，电池效率越高。随着储罐容积的增加，部分电解液会在储罐内形成短流或沉积，导致越来越多的电解液无法进入电堆，不能被利用，从而大大降低了电解液有效容积。此外，随着电池越来越产品化，储罐也多做成方形，方便放入厢式产品内，而方形储罐相较于圆柱形储罐，角度更多，流动更差，混液效果也更差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种液流电池电解液储罐，该储罐内的电解液有效容积大，混液效果好。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种液流电池电解液储罐，其包括：用于储存电解液的罐体，

导流板，所述导流板布置在所述罐体内且具有交错设置在所述罐体相对两侧的多个，所述导流板向着所述罐体的底部倾斜设置，

进液布液管，所述进液布液管安装在所述罐体上且位于最上层导流板的上方，其包括设于所述罐体内且沿所述罐体宽度方向延伸的进液布液通道和与所述进液布液通道相连通且用于通入电解液的进液通道，所述进液布液通道沿其延伸方向开设有多个进液布液孔，所述进液通道的进液端伸出于所述罐体，

出液布液管，所述出液布液管安装在所述罐体上且位于最下层导流板的下方，其包括设于所述罐体内且沿所述罐体宽度方向延伸的出液布液通道和与所述出液布液通道相连通且用于通出电解液的出液通道，所述出液布液通道沿其延伸方向开设有多个出液布液孔，所述出液通道的出液端伸出于所述罐体。

液流电池的罐体通常较大，其内的电解液流动性不佳，极易短流，导致部分电解液无法被利用。导流板的设置，使得电解液经过进液布液管流入罐体内呈“S”形流动，提高了电解液的流动性，增强了电解液的混合效果，从而提高电解液的有效容积；进液布液管和出液布液管的设置，提高了电解液在罐体宽度方向上的流动性，进一步增强了混合效果。

优选地，所述进液布液管、所述出液布液管分别与最上层的导流板和最下层的导流板位于同侧。如此设置，使电解液进入罐体内先经过最上层的导流板导流后，再流入下层经下层导流板导流，直至经最下层的导流板导流后，再朝着出液布液管方向流动并经出液布液管流出，延长了电解液的流动路径，从而提高了混合效果。

一些实施方式中，所述进液布液孔位于所述进液布液通道的下半部分且开口朝向安装有所述进液布液管的罐体侧壁；

所述出液布液孔具有位于所述出液布液通道的上部、中部和下部的三组，位于所述出液布液通道上部的出液布液孔开口朝上，位于所述出液布液通道中部的出液布液孔开口朝向与安装有所述出液布液管的罐体侧壁相对的侧壁，位于所述出液布液通道下部的出液布液孔开口朝下。通过使进液布液孔的开口朝向罐体侧壁，能够获得更大的进液流速，增强流动效果，同时也可以防止进液管背部形成流动死角；出液布液管的设置，保证电解液的均匀流动。

进一步地，多个进液布液孔沿着所述进液布液通道的延伸方向均匀排布；每组出液布液孔沿着所述出液布液通道的延伸方向均匀排布。

优选地，所述导流板与水平面的夹角为0.05°～0.5°，进一步优选为0.1°～0.2°，例如0.1°、0.13°、0.15°、0.18°或0.2°。

优选地，所述导流板沿着所述罐体的高度方向均匀排布。

一些实施方式中，所述导流板具有两个。

优选地，所述罐体为方形，所述罐体的四个角部分别布置有倒角板，所述倒角板沿着所述罐体的高度方向延伸且上下两端分别与所述罐体的上下两侧相连接。方形罐体直角处多为死角，电解液无法利用及混合，通过设置倒角板，避免死角出现，增加了电解液的有效容积。

进一步优选地，所述罐体的角部上开设有与外界相连通的透气孔。透气孔的设置，避免了倒角板与罐体角部形成的空间内的气体因为热胀准冷缩产生膨胀和收缩力，影响罐体结构强度。

优选地，所述罐体的外侧壁上布置有交错设置的加强筋。

优选地，所述罐体的长度为5500～7500mm，宽度为1500～2500mm，高度为1500～3000mm。

优选地，所述储罐包括两个罐体，其中一个罐体用于储存正极电解液，另一个罐体用于储存负极电解液，所述罐体开设有平衡口，所述平衡口位于所述进液布液管的上方，所述储罐还包括平衡管，所述平衡管的两端分别安装在两个罐体的平衡口上以使两个罐体相连通。

正、负电解液分别在各自的系统内完成外循环工作，理论上正、负极罐体内的电解液不会多也不会少，由于正、负极电解液由中间的质子交换膜隔离开，质子交换膜也会透过部分的水，所以正、负极电解液相对液体会发生偏差，一侧会因为水多了而液位上升。平衡口及平衡管的设置，使得当一罐体内液位过高，高出平衡口时可溢流到液位低的另一罐体，如此罐体就不会因为液位过高而要人为参与进来调整，保证了电池系统的连续运行。

优选地，所述储罐还包括安装在所述罐体上部的水封装置。水封装置可以保证罐体压力大于一定值时向外吐气，小于一定值时向内吸气，防止封闭的罐体因为压力过大发生爆裂或压力过低而吸瘪。

优选地，所述储罐还包括安装在所述罐体上且与所述罐体相连通的液位视镜。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型通过导流板的设置，使得电解液经过进液布液管流入罐体内呈“S”形流动，提高了电解液的流动性，增强了电解液的混合效果，从而提高电解液的有效容积；

本实用新型通过进液布液管和出液布液管的设置，提高了电解液在罐体宽度方向上的流动性，进一步增强了混合效果。

附图说明

图1为实施例1中的电解液储罐的结构示意图；

图2为实施例1中的电解液储罐的俯视图；

图3为图2中A-A面的剖视图；

图4为图3中I部分的放大示意图；

图5为图3中II部分的放大示意图；

图6为实施例1中的电解液储罐的主视图；

图7为图6中B-B面的剖视图；

图8为图7中III部分的放大示意图；

图9为实施例1中的电解液储罐的左视图；

图10为实施例1中的电解液储罐的右视图；

图11为实施例1中的电极液储罐移除部分侧壁的结构示意图；

其中：1、罐体；11、横向加强筋；12、竖向加强筋；13、平衡口；14、透气孔；15、倒角板；16、保护气入口；17、角部；

2、进液布液管；21、进液布液通道；211、进液布液孔；22、进液通道；

3、出液布液管；31、出液布液通道；311、第一出液布液孔；312、第二出液布液孔；313、第三出液布液孔；32、出液通道；

4、液位视镜；

5、水封装置；51、U形管；52、气相连通管；53、气相进出管；54、阀；

6、导流板。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型实施例的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系是以图1所示方位进行定义的，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，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实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型实施例的不同结构。为了简化本实用新型实施例的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型实施例。此外，本实用新型实施例可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

实施例1

一种液流电池电解液储罐，包括用于储存电解液的罐体1、安装在罐体1上的进液布液管2和出液布液管3，以及设于罐体1内的导流板6。

如图1、2、6、9和10所示，为了方便放入厢式产品内，罐体1优选为方形。相较于圆柱体的罐体1，方形罐体1的四个直角部多为死角，此处的电解液无法充分利用及混合，本实用新型通过在直角部设置倒角板15，避免死角出现，增加了电解液的有效容积。具体地，如图7所示，罐体1的四个角部17均布置有倒角板15，以其中一个倒角板15为例，倒角板15的两侧分别连接在相邻的两个罐体1侧壁上且与其相对应的角部17形成三角形的空间，倒角板15沿着罐体1的高度方向(即上下方向)延伸且上下两端分别连接到罐体1的上下两个侧壁上。角部17上开设有透气孔14，以使倒角板15与其相对应的角部17形成的空间与外界相连通，从而避免倒角板15与其相对应的角部17形成的空间内的气体因为热胀准冷缩产生膨胀或收缩力损坏罐体1结构，增强了罐体1的稳定性。透气孔14优选为多个，本实施例中，透气孔14为两个。

罐体1的外侧壁上布置有交错设置的加强筋。具体地，如图1所示，加强筋包括沿罐体1高度方向延伸的竖向加强筋12和沿罐体1长度方向(即左右方向)延伸的横向加强筋11，竖向加强筋12具有沿罐体1的长度方向均匀布置的多个，横向加强筋11具有沿罐体1的高度方向均匀布置的多个，竖向加强筋12与横向加强筋11相交排列。通常液流电池的罐体1体积较大，内部电解液会对罐体1产生作用力，从而容易使罐体1变性，通过设置加强筋，能够有效抵抗罐体1内部的作用力，确保罐体1结构的稳定性。

罐体1的长度为5500～7500mm，宽度为1500～2500mm，高度为1500～3000mm。本实施例中，罐体1的长度为6500mm，宽度为2000mm，高度为2200mm。如此长、宽、高的罐体1内电解液的流动性很差，罐体1内部极易短流，导致大部分电解液无法被利用，特别是出液口要连接外循环泵进口，所以出液口只能放在底部，导致罐体1上层液体几乎不流动。通过设置导流板6，使电解液在导流板6的引导下流动，提高了电解液的流动性。以下对导流板6作进一步论述。

导流板6具有交错设置在罐体1相对两侧的多个，多个导流板6沿罐体1的高度方向均匀排布，导流板6向着罐体1的底部倾斜设置，以使落入导流板6上的电解液沿着导流板6的延伸方向向下流动。导流板6与水平面的夹角优选为0.05°～0.5°，本实施例中，导流板6与水平面的夹角约为0.17°(即导流板6为千分之三的坡度)。

导流板6的数量可以根据罐体1的高度作具体设计，当罐体1的高度增大时，可相应增加导流板6的数量，当罐体1的高度减小时，可相应减少导流板6的数量。本实施例中，导流板6具有两个，位于上层的导流板6为上导流板6，位于下层的导流板6为下导流板6。参见图3、图7和图11，上导流板6的右侧部、前侧部、后侧部分别连接在罐体1右侧壁、前侧壁和后侧壁上，左侧部与罐体1左侧壁具有间隙；下导流板6的左侧部、前侧部、后侧部分别连接在罐体1左侧部、前侧壁和后侧壁上，右侧部与罐体1右侧壁具有间隙。电解液经上导流板6导流后经上导流板6与罐体1左侧壁之间的间隙流入下层的导流板6，再经下导流板6导流后经下导流板6与罐体1右侧壁之间的间隙流入罐体1底部，使得电解液呈“S”形流动，提高了电解液的流动性，增强了电解液的混合效果，从而提高电解液的有效容积。

进液布液管2位于最上层的导流板6的上方且与最上层的导流板6位于同侧，例如本实施例中，参见图3，进液布液管2位于上导流板6的上方且安装在罐体1的右侧。进液布液管2包括设于罐体1内的进液布液通道21和与进液布液通道21相连通且进液端伸出于罐体1的进液通道22，进液通道22可与循环系统(图中未显示)相连接，用于通入电解液；如图8所示，进液布液通道21沿着罐体1的宽度方向(即前后方向)延伸，其上开设有多个进液布液孔211，多个进液布液孔211沿着进液布液通道21的宽度方向均匀排布。以其中一个进液布液通道21为例，参见图5，进液布液孔211位于进液布液通道21的下半部分且开口朝向安装有该进液布液管2的罐体1侧壁，例如本实施例中，进液布液孔211的开口朝向罐体1右侧壁。如此设置，能够获得更大的进液流速，增强流动效果，同时也可以防止进液管背部形成流动死角。

出液布液管3位于最下层的导流板6的下方且与最下层的导流板6位于同侧，例如本实施例中，出液布液管3位于下导流板6的下方且安装在罐体1的左侧。出液布液管3包括设于罐体1内的出液布液通道31和与出液布液通道31相连通且出液端伸出于罐体1的出液通道32，出液通道32可与循环系统相连通，用于通出电解液；出液布液通道31沿罐体1宽度方向延伸，其上设有三组出液布液孔，三组出液布液孔分别为第一出液布液孔311、第二出液布液孔312和第三出液布液孔313。参见图4，第一出液布液孔311、第二出液布液孔312和第三布液布液孔分别位于出液布液通道31的上部、中部和下部，第一出液布液孔311的开口朝上；第二出液布液孔312的开口朝向与安装有出液布液管3的罐体1侧壁相对的侧壁，例如本实施例中，第二出液孔的开口朝向罐体1右侧壁；第三出液布液孔313的开口朝下。第一出液布液孔311、第二出液布液孔312和第三出液布液孔313沿出液布液通道31的延伸方向均匀开设有多个。出液布液管3的设置，保证电解液的均匀流动。

由于电解液是带电的载体，因此为了避免导电，罐体1、进液布液管2和出液布液管3采用不导电材质，例如PP、PVC-U等。

电解液接触氧气会被氧化，需要用惰性气体将电解液与空气隔离，本申请的罐体1上开设有保护气入口16，用于向罐体1内通入惰性气体，使罐体1有正压保护，同时将罐体1密封。

储罐包括两个罐体1，其中一个用于储存正极电解液，另一个用于储存负极电解液，这两个罐体1通过平衡管(图中未显示)相连通。正、负电解液分别在各自的系统内完成外循环工作，理论是正、负极罐体1内的电解液不会多也不会少，由于正、负极电解液由中间的质子交换膜隔离开，质子交换膜也会透过部分的水，所以正、负极电解液相对液体会发生偏差，一侧会因为水多了而液位上升。当一罐体1内液位过高，高出平衡口13时可溢流到液位低的另一罐体1，如此罐体1就不会因为液位过高而要人为参与进来调整，保证了电池系统的连续运行。具体地，罐体1开设有平衡口13，平衡口13位于进液布液管2的上方，平衡管的两端分别安装在两个罐体的平衡口13上以使两个罐体1相连通。

储罐还包括安装在罐体1上部的水封装置5。水封装置5可以保证罐体1压力大于一定值(例如2500Pa)时向外吐气，小于一定值(例如-2500Pa)时向内吸气，防止封闭的罐体1因为压力过大发生爆裂或压力过低而吸瘪。作为优选的示例，如图9所示，水封装置5包括安装在罐体1上侧且与罐体1相连通的气相连通管52、一端与气相连通管52相连通且设于罐体1外的U形管51以及连接在U形管51的另一端的气相进出管53，U形管51之间设置有可连通U形管51两端且能够打开或者关闭的阀54。当然，水封装置5的结构也可以参照现有技术。

储罐还包括安装在罐体1上且与罐体1相连通的液位视镜4，用于观测罐体1内电解液的液位，液位视镜4的上侧位于罐体1内电解液液位的上方，下侧位于罐体1内电解液液位的下方。液位视镜4上安装有检修蝶阀，液位视镜4的具体结构可参照现有技术。

上述电解液储罐至少包括如下优点：

(1)导流板6的设置，增强了电解液的流动性，尤其是位于罐体1上层电解液的流动性，导流板6上的沉积物在重力作用下可沿着导流板6的延伸方向向下流动，增强了混液效果。

(2)进液布液管2和出液布液管3的设置，提高了电解液在罐体1宽度方向上的流动性，保证电解液的均匀流动及减少流动死角，进一步增强了混合效果。

(3)倒角板15的设置，减少了罐体1死角，避免了电解液短流现象，增加了电解液有效容积，从而增加了电池的储能容量。

(4)通过设置保护气入口16，可以使系统内安全的充满保护气，隔绝氧气，保护电解液不被氧化损耗。

(5)平衡口13的设置使当一罐体1内液位过高，高出平衡口13时可溢流到液位低的另一罐体1，如此罐体1就不会因为液位过高而要人为参与进来调整，保证了电池系统的连续运行。

(6)水封装置5和正负压保护全部是管道设置，无任何机械设备，无用电设备，不需要检修，更加方便。

(7)整个储罐采用不导电材质，完全绝缘，更加安全可靠。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液流电池电解液储罐，其特征在于，所述储罐包括：用于储存电解液的罐体，

导流板，所述导流板布置在所述罐体内且具有交错设置在所述罐体相对两侧的多个，所述导流板向着所述罐体的底部倾斜设置，

进液布液管，所述进液布液管安装在所述罐体上且位于最上层导流板的上方，其包括设于所述罐体内且沿所述罐体宽度方向延伸的进液布液通道和与所述进液布液通道相连通且用于通入电解液的进液通道，所述进液布液通道沿其延伸方向开设有多个进液布液孔，所述进液通道的进液端伸出于所述罐体，

出液布液管，所述出液布液管安装在所述罐体上且位于最下层导流板的下方，其包括设于所述罐体内且沿所述罐体宽度方向延伸的出液布液通道和与所述出液布液通道相连通且用于通出电解液的出液通道，所述出液布液通道沿其延伸方向开设有多个出液布液孔，所述出液通道的出液端伸出于所述罐体。

2.根据权利要求1所述的液流电池电解液储罐，其特征在于，所述进液布液管、所述出液布液管分别与最上层的导流板和最下层的导流板位于同侧。

3.根据权利要求2所述的液流电池电解液储罐，其特征在于，所述进液布液孔位于所述进液布液通道的下半部分且开口朝向安装有所述进液布液管的罐体侧壁；

所述出液布液孔具有位于所述出液布液通道的上部、中部和下部的三组，位于所述出液布液通道上部的出液布液孔开口朝上，位于所述出液布液通道中部的出液布液孔开口朝向与安装有所述出液布液管的罐体侧壁相对的侧壁，位于所述出液布液通道下部的出液布液孔开口朝下。

4.根据权利要求3所述的液流电池电解液储罐，其特征在于，多个进液布液孔沿着所述进液布液通道的延伸方向均匀排布；

每组出液布液孔沿着所述出液布液通道的延伸方向均匀排布。

5.根据权利要求1所述的液流电池电解液储罐，其特征在于，所述导流板与水平面的夹角为0.05°～0.5°；和/或，

所述导流板具有两个。

6.根据权利要求1所述的液流电池电解液储罐，其特征在于，所述罐体为方形，所述罐体的四个角部分别布置有倒角板，所述倒角板沿着所述罐体的高度方向延伸且上下两端分别与所述罐体的上下两侧相连接。

7.根据权利要求6所述的液流电池电解液储罐，其特征在于，所述罐体的角部上开设有与外界相连通的透气孔。

8.根据权利要求1、6、7中任一项所述的液流电池电解液储罐，其特征在于，所述罐体的外侧壁上布置有交错设置的加强筋；和/或，

所述罐体的长度为5500～7500mm，宽度为1500～2500mm，高度为1500～3000mm。

9.根据权利要求1所述的液流电池电解液储罐，其特征在于，所述储罐包括两个罐体，其中一个罐体用于储存正极电解液，另一个罐体用于储存负极电解液，所述罐体开设有平衡口，所述平衡口位于所述进液布液管的上方，所述储罐还包括平衡管，所述平衡管的两端分别安装在两个罐体的平衡口上以使两个罐体相连通。

10.根据权利要求1所述的液流电池电解液储罐，其特征在于，所述储罐还包括安装在所述罐体上部的水封装置；和/或，

所述储罐还包括安装在所述罐体上且与所述罐体相连通的液位视镜。