CN221102139U - 单电池以及液流电池 - Google Patents
单电池以及液流电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN221102139U CN221102139U CN202322936563.9U CN202322936563U CN221102139U CN 221102139 U CN221102139 U CN 221102139U CN 202322936563 U CN202322936563 U CN 202322936563U CN 221102139 U CN221102139 U CN 221102139U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphite
- ion exchange
- exchange membrane
- plate
- electrolyte
- 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
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 59
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 59
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 43
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 10
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012827 research and development Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种液流电池的单电池，包括离子交换膜，还包括分别设于离子交换膜的两侧的两个储能结构，每一储能结构均包括依次设置的密封垫、石墨毡、石墨板以及极板，密封垫紧贴离子交换膜设置，每一石墨板的侧面均设有电解液流通口。还提供一种液流电池。本实用新型通过在石墨板的侧面设计电解液流通口，较之传统设计，减少了一半以上的密封面，极大地降低了电解液泄漏风险，同时也降低了整体结构尺寸，提高了集成度；在石墨板上设计凹槽，可以根据不同研发需求，组装不同厚度的石墨毡并搭配对应的密封垫进行组装，从而解决了单一石墨板仅能适配一种厚度尺寸的石墨毡的问题；设计定位孔和螺纹孔，方便了拆装时的定位和安装，提高了拆装效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，具体为一种液流电池的单电池以及液流电池。
背景技术
液流电池是一种以电解液作为能量载体的电池，相较于锂电池等其他电池具有安全，不易燃易爆，方便储存运输等优点，特别适合于长时储能领域。常规的液流电池由正负极电解液必要电池部件组成，电池内部正负极电解液由离子交换膜分隔，大量电解液储存在电池外部的储液罐中，通过外部泵泵入电池发生氧化还原反应，液流电池的一个显著优势是电池功率与电池储能容量可独立设计。电池的功率特点由电池特性决定，而电池的储能容量由活性物质的量决定。此外，液流电池能在不损害电池的条件下实现完全充放电，电池寿命可以达到10年以上，充放电循环次数可以达到15000次以上，能量储存效率可以达到80％以上。
液流电池中正负极电解液各组成一个循环，通过电堆及电堆里的膜进行质子交换及电量充放。因此，液流电池电堆是液流电池的骨架，直接决定了整个系统的构建。电堆中各部分材料的设计选择以及整体匹配直接决定了电解液能否发挥出性能。因此，对液流电池电堆的研究是十分重要的。
近年来对液流电池电堆的研究越来越多，而研究往往是从单电池入手，以单电池作为载体来进行研究。主要研究对象包括电极，石墨毡，膜以及与电解液的匹配。现有的单电池往往因为反应面积较小，直接采用外部螺栓固定而缺少定位的方式进行安装，同时，由于考虑到密封问题，其碳毡，电极以及膜的厚度往往都是固定的，即一套电池适配一套固定尺寸的各部件。研发阶段各部件由于测试及验证需要，往往存在多种不同尺寸的匹配，这就需要经常定制各种不同单电池来进行测试了，往往费时费力。另外，现有设计在结构中均含有端板和极板，并往往把电解液进出口设计于端板上。该类设计的密封面往往不低于4个，密封垫也不少于4个，从密封的角度上，该设计泄露风险较大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种液流电池的单电池以及液流电池，至少可以解决现有技术中的部分缺陷。
为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：一种液流电池的单电池，包括离子交换膜，还包括分别设于所述离子交换膜的两侧的两个储能结构，每一所述储能结构均包括依次设置的密封垫、石墨毡、石墨板以及极板，所述密封垫紧贴所述离子交换膜设置，每一所述石墨板的侧面均设有电解液流通口。
进一步，每一所述石墨板上的电解液流通口有多个。
进一步，每个所述石墨板上的电解液流通口有两个，其中一个为电解液进口，另一个为电解液出口。
进一步，所述石墨板朝向所述离子交换膜的一侧设有供所述石墨毡嵌入的凹槽。
进一步，所述极板、所述石墨板以及所述密封垫上均设有定位孔，各所述定位孔贯通以供定位杆穿过。
进一步，各所述定位孔形成一组定位孔组，所述定位孔组有两组，两组所述定位孔组间隔布置。
进一步，所述极板上设有螺纹孔，两块所述极板通过螺栓穿过所述螺纹孔固定。
进一步，每一所述极板上均设有多个螺纹孔，两块所述极板上的各所述螺纹孔一一对应设置。
进一步，所述电解液流通口安装有接头。
本实用新型实施例提供另一种技术方案：一种液流电池，包括电堆，所述电堆具有多个上述的单电池。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、通过在石墨板的侧面设计电解液流通口，较之传统设计，减少了一半以上的密封面，极大地降低了电解液泄漏风险，同时也降低了整体结构尺寸，提高了集成度。
2、在石墨板上设计凹槽，可以根据不同研发需求，组装不同厚度的石墨毡并搭配对应的密封垫进行组装，从而解决了单一石墨板仅能适配一种厚度尺寸的石墨毡的问题。
3、设计定位孔和螺纹孔，方便了拆装时的定位和安装，提高了拆装效率。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种单电池的各部件的拆解示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种单电池的极板的示意图；
图3为本实用新型实施例提供的一种单电池的石墨板、石墨毡以及密封垫的拆解示意图；
图4为本实用新型实施例提供的一种单电池的第一视角示意图；
图5为本实用新型实施例提供的一种单电池的第二视角示意图；
附图标记中：1-极板；2-石墨板；20-电解液流通口；21-接头；22-凹槽；3-石墨毡；4-密封垫；5-离子交换膜；6-定位孔；7-螺纹孔。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1至图5，本实用新型实施例提供一种液流电池的单电池，包括离子交换膜5以及分别设于所述离子交换膜5的两侧的两个储能结构，每一所述储能结构均包括依次设置的密封垫4、石墨毡3、石墨板2以及极板1，所述密封垫4紧贴所述离子交换膜5设置，每一所述石墨板2的侧面均设有电解液流通口20。在本实施例中，通过在石墨板2的侧面设计电解液流通口20，较之传统设计，减少了一半以上的密封面，极大地降低了电解液泄漏风险，同时也降低了整体结构尺寸，提高了集成度。具体地，离子交换膜5的两侧设有对称的两个储能结构，该离子交换膜5由两个储能结构夹设，每个储能结构都由密封垫4、石墨毡3、石墨板2以及极板1组成，从密封垫4开始，它们沿着远离离子交换膜5的方向依次设置。传统技术中，单电池既有端板也有极板1，通常电解液流通口20是设在端盖上的，这会带来一些结构上的硬伤，而本实施例巧妙地将端板和极板1合二为一，并优化电解液流通口20至石墨板2上，可以在减少构件的同时还降低了电解液的泄漏风险。
作为本实用新型实施例的优化方案，请参阅图1至图5，每一所述石墨板2上的电解液流通口20有多个。优选的，每个所述石墨板2上的电解液流通口20有两个，其中一个为电解液进口，另一个为电解液出口。电解液流通口20的数量可以根据需要来进行设定，优选的方案是每个石墨板2都有电解液进口和电解液出口，便于更换电解液。在电解液流通口20上设接头21，方便与外部电解液供给设备连接。
作为本实用新型实施例的优化方案，请参阅图3，所述石墨板2朝向所述离子交换膜5的一侧设有供所述石墨毡3嵌入的凹槽22。在本实施例中，传统的石墨板2并没有设计凹陷的凹槽22，那么石墨毡3通常就只有一种厚度尺寸，而本实施例在石墨板2上设计凹槽22，可以根据不同研发需求，组装不同厚度的石墨毡3并搭配对应的密封垫4进行组装，从而解决了单一石墨板2仅能适配一种厚度尺寸的石墨毡3的问题，这样可以方便工作人员研发不同的厚度的石墨毡3。
作为本实用新型实施例的优化方案，请参阅图2，所述极板1、所述石墨板2以及所述密封垫4上均设有定位孔6，各所述定位孔6贯通以供定位杆穿过。在本实施例中，传统的储能结构是不带定位孔6的，拆卸后对位不便，影响组装效率，本实施例通过设计定位孔6，配合定位杆依次穿过极板1、石墨板2以及密封垫4，可以很快完成各部件的定位组装。优选的，各所述定位孔6形成一组定位孔6组，所述定位孔6组有两组，两组所述定位孔6组间隔布置，如图2和3所示，定位孔6设计在对角处，这样每块板上都具有两个定位孔6，两个定位孔6对角定位可以进一步提升定位效率。本实施例采用的极板1、石墨板2以及密封垫4，包括石墨毡3，均可以采用方型结构，它们可以设计不同的厚度，这样定位孔6可设计在对角处。
作为本实用新型实施例的优化方案，请参阅图2，所述极板1上设有螺纹孔7，两块所述极板1通过螺栓穿过所述螺纹孔7固定。在本实施例中，整体单电池的固定可以采用螺栓来进行固定，确保两块极板1之间的各部件能够稳定紧固配合。螺纹孔7的设计可以有一些讲究，将极板1的尺寸设计得最大后，将各设计在极板1靠近外侧的位置，可以避免对两块极板1之间的部件产生干涉。优选的，每一所述极板1上均设有多个螺纹孔7，两块所述极板1上的各所述螺纹孔7一一对应设置，例如螺纹孔7可以设计八个，如本实施例图2所示，八个螺纹孔7分散设置在极板1的外侧边沿处。
本实用新型实施例提供一种液流电池，包括电堆，所述电堆具有多个上述的单电池。一般的，液流电池的电堆采用堆式结构，电堆由多个进行实现充、放电过程的单电池组成。采用上述的单电池，可以具有降低了电解液泄漏风险，同时也降低了整体结构尺寸，提高了集成度；解决了单一石墨板2仅能适配一种厚度尺寸的石墨毡3的问题；方便了拆装时的定位和安装，提高了拆装效率等有益效果。
至于液流电池的其他部分本实施例就不再过多介绍。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种单电池，包括离子交换膜，其特征在于：还包括分别设于所述离子交换膜的两侧的两个储能结构，每一所述储能结构均包括依次设置的密封垫、石墨毡、石墨板以及极板，所述密封垫紧贴所述离子交换膜设置，每一所述石墨板的侧面均设有电解液流通口。
2.如权利要求1所述的单电池，其特征在于：每一所述石墨板上的电解液流通口有多个。
3.如权利要求2所述的单电池，其特征在于：每个所述石墨板上的电解液流通口有两个，其中一个为电解液进口，另一个为电解液出口。
4.如权利要求1所述的单电池，其特征在于：所述石墨板朝向所述离子交换膜的一侧设有供所述石墨毡嵌入的凹槽。
5.如权利要求1所述的单电池，其特征在于：所述极板、所述石墨板以及所述密封垫上均设有定位孔，各所述定位孔贯通以供定位杆穿过。
6.如权利要求5所述的单电池，其特征在于：各所述定位孔形成一组定位孔组，所述定位孔组有两组，两组所述定位孔组间隔布置。
7.如权利要求1所述的单电池，其特征在于：所述极板上设有螺纹孔，两块所述极板通过螺栓穿过所述螺纹孔固定。
8.如权利要求6所述的单电池，其特征在于：每一所述极板上均设有多个螺纹孔，两块所述极板上的各所述螺纹孔一一对应设置。
9.如权利要求1所述的单电池，其特征在于：所述电解液流通口安装有接头。
10.一种液流电池，包括电堆，其特征在于：所述电堆具有多个如权利要求1-9任一所述的单电池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202322936563.9U CN221102139U (zh) | 2023-10-31 | 2023-10-31 | 单电池以及液流电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202322936563.9U CN221102139U (zh) | 2023-10-31 | 2023-10-31 | 单电池以及液流电池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN221102139U true CN221102139U (zh) | 2024-06-07 |
Family
ID=91326480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202322936563.9U Active CN221102139U (zh) | 2023-10-31 | 2023-10-31 | 单电池以及液流电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN221102139U (zh) |
-
2023
- 2023-10-31 CN CN202322936563.9U patent/CN221102139U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108172857B (zh) | 一种支持高电流密度放电的燃料电池电堆流场板 | |
| CN105895938A (zh) | 一种质子交换膜燃料电池电堆的活化方法 | |
| US20210313588A1 (en) | Electrode structure including electrode fiber having higher density of vertical tows to parallel tows, flow battery stack including the same, and sealing structure including sealing gaskets connected by sealing wire | |
| CN113793944B (zh) | 燃料电池夹具及测试装置 | |
| US10680254B2 (en) | Redox flow battery | |
| CN221102139U (zh) | 单电池以及液流电池 | |
| CN111640961A (zh) | 一种燃料电池模块和燃料电池堆 | |
| CN216488182U (zh) | 一种液流电池电堆结构 | |
| CN112928294A (zh) | 一种液流电池电堆 | |
| CN111799495B (zh) | 固体氧化物燃料电池电堆的歧管及包括其的固体氧化物燃料电池 | |
| CN212209670U (zh) | 燃料电堆、燃料电堆的工装以及燃料电池 | |
| CN210576257U (zh) | 一种具有弹性与隔热端板机构的空冷燃料电池 | |
| CN114628722A (zh) | 一种液流电池电堆 | |
| US20230402622A1 (en) | Integrated electrode frame and preparation method and use thereof | |
| CN219286461U (zh) | 一种燃料电池仿生密封结构 | |
| CN200986952Y (zh) | 堆叠式自呼吸直接甲醇燃料电池堆 | |
| CN220233251U (zh) | 液流电池小电池组 | |
| CN217719676U (zh) | 端板、端板组件及燃料电池电堆 | |
| CN218783060U (zh) | 一种燃料电池及电池组 | |
| KR20140109615A (ko) | 누수 억제를 위한 매니폴드, 일체형 복합전극셀 및 이를 포함하는 레독스 흐름전지 | |
| CN102315470A (zh) | 一种自呼吸式微型燃料电池 | |
| CN213878161U (zh) | 一种液流电池电堆 | |
| CN216435951U (zh) | 一种燃料电池的装配结构及电池 | |
| CN215184078U (zh) | 一种燃料电池双极板及其电池电堆 | |
| CN217768450U (zh) | 固体氧化物燃料电池装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant |