CN2727974Y - 用于氧化还原液流电池组装的框架 - Google Patents

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周德壁
黄可龙
张波
桑商斌
刘素琴
李林德
常志峰
张世民
吕新坤
陈立泉
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Iron & Steel Research Institute Panzhihu
Central South University
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Iron & Steel Research Institute Panzhihu
Central South University
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Abstract

本实用新型涉及用于直接转变化学能为电能的装置，特别是用于氧化还原液流电池组装的框架，它的两个端面3和4高为H、宽为D，其中一个端面沿边缘处钻孔并攻制螺纹；框架1底部的边框2为直角形；减少了电池各部件的面积，节省材料；简化制造电池部件的工艺；增强电池对电解液的密封效果；电池线安装和拆卸方便。

Description

用于氧化还原液流电池组装的框架
技术领域：
本发明涉及用于直接转变化学能为电能的装置，特别是用于氧化还原液流电池组装的部件。
背景技术：
氧化还原液流电池是正、负极活性物质存在于电解液中，由以隔膜分隔开的阳极室和阴极室组成，它们分别外接阳极电解液和阴极电解液储存罐，形成封闭循环系统。
图1展示了氧化还原液流电池的结构是由电极12、电解液液流框10，隔膜11构成单个电池9并依顺序平行叠放，再以电气串联的形式将单个电池组合成电池堆。
由于它是用螺丝将各部分联接成整体电池的，即在各部件的边缘预留足够的宽度并打孔，将螺丝穿过这些孔并加帽紧固，将部件组成电池并完成密封的功能。这种螺丝联接的方式存在如下弊病：
(1)为了留足打孔的位置，电池所有的部件(电极、隔膜、垫片)都需要加宽，从而造成材料的浪费；
(2)打孔造成工艺复杂化；
(3)在腐蚀性电解液情况下，渗漏电解液导致螺丝受蚀损坏；
(4)在电池组中，电池堆的数量越多，螺丝越长，强度要求越高；
(5)电池组安装和拆卸不便
发明内容：
本实用新型为了克服采用螺丝连接的方式组成电池的不足之处而设计一种新的组装方式，使其结构紧凑、密封效果好、操作简单，便于各部件的更换。
本实用新型的技术方案是设计一个框架1和与之相配合的压力框6，将若干单电池9嵌装框架1之内，用压力框6压紧组成氧化还原液流电池；
框架1为长方体，高为H、宽为D、长为L是各单电池排列组合的厚度；两个端框3和4，其中一个端框沿边缘处钻孔并攻制螺纹以便拧入螺丝；
框架1底部的边框2为直角形，便于放置电池堆部件；
电池堆框架1由轻质高强的金属或其他材料制成。所用材料的机械强度和横断面尺寸要求能承受安装电池部件和保证电解液的密封所施加的机械力而不变形。
本发明电池堆框架1与现有的组装方式相比具有以下优点：
(1)减少了电池各部件的面积，节省材料；
(2)简化制造电池部件的工艺；
(3)增强电池对电解液的密封效果；
(4)电池线安装和拆卸方便。
本发明将降低电池组的成本，提高电池总的能量密度和功率密度。
附图说明：
图1：氧化还原液流电池的结构示意图；
图2：本实用新型用于氧化还原液流电池堆的框架1结构示意图；
图3：本实用新型用于氧化还原液流电池组装的压力框6结构示意图，其平面尺寸与密封垫圈相同，材料和厚度依机械强度要求而定；
图4：用本实用新型组装的氧化还原液流电池，展示了采用框架1将电池各部件安装就绪的电池堆结构。电池堆的部件按照与高为H、宽为D的端面平行，并且高、宽对应的方式依顺序安装于此框架1内；在所有部件安放后，在框架靠近1钻有螺纹孔的端面4处将压力框6插入框架1。从框架1的端面4上拧入螺丝，使电池堆的各部件固定，并保证密封作用。
具体实施方式：
实例1：
一个由6个单电池组成的电池堆。
在一个电池堆内，电极有效面积为70×120mm，集电体高为100mm，宽为140mm。隔膜几何尺寸与集电体相同。液流框外部尺寸为高为100mm，宽为140mm。液流框内部矩形孔高70mm，宽120mm。垫圈的尺寸与液流框相同。由于采用双极性电极，单电池总厚度为一个电极、一个隔膜、4个垫圈的厚度之和，共20mm。
电池组的压力框6采用不锈钢，厚5mm，平面几何尺寸同电池液流框。
电池堆框架1的内部尺寸：
宽度为140mm，高度为100mm；
长度为6个单电池厚度之和，加上一个单电极的集电体厚度(2mm)和压力框的厚度(5mm)。
电池堆框架用铝合金制成。
实例2：
一个由30个单电池组成的电池堆，额定功率1kW。
在一个电池堆内，电极有效面积为200×300mm，集电体高为220mm，宽为320mm。隔膜几何尺寸与集电体相同。液流框外部尺寸为高为220mm，宽为320mm，框边宽10mm。液流框内部矩形孔高200mm，宽300mm。由于采用双极性电极，单电池总厚度为一个电极、一个隔膜、4个垫圈的厚度之和，共20mm。
电池组的压力框6采用不锈钢，厚5mm，平面几何尺寸同电池液流框。
电池堆框架1的内部尺寸：
宽度为320mm，高度为220mm；
长度为30个单电池厚度之和，加上一个单电极的集电体厚度(2mm)和压力框6的厚度(5mm)。
电池堆框架1用不锈钢角钢焊接而成。

Claims (2)

1.用于氧化还原液流电池组装的框架是设计一个框架(1)和与之相配合的压力框(6)，将若干单电池(9)嵌装框架(1)之内，用压力框(6)压紧组成氧化还原液流电池；其特征在于：
框架(1)为长方体，高为H、宽为D、长为L是各单电池排列组合的厚度；两个端框(3)和(4)，其中一个端框沿边缘处钻孔并攻制螺纹；
框架(1)底部的边框(2)为直角形；
电池堆框架(1)由轻质高强的金属材料或塑料制成。
2.根据权利要求1所述的用于氧化还原液流电池组装的框架，其特征在于：与框架(1)相配合的压力框(6)，其平面尺寸与密封垫圈相同。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102195009A (zh) * 2010-03-10 2011-09-21 北京普能世纪科技有限公司 液流电池堆的锁紧装置
CN101656326B (zh) * 2009-09-27 2012-02-29 湖南维邦新能源有限公司 一种液流电池堆
CN104716284A (zh) * 2015-03-19 2015-06-17 中国汽车技术研究中心 一种动力电池模组安全装置
CN107919486A (zh) * 2016-10-05 2018-04-17 住友电气工业株式会社 框架体、电池单元框架、电池单元堆和氧化还原液流电池

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