TWI575807B - 液流電池歧路電流阻抑裝置及其方法 - Google Patents

液流電池歧路電流阻抑裝置及其方法 Download PDF

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Description

液流電池歧路電流阻抑裝置及其方法
本發明是有關於一種液流電池歧路電流阻抑裝置及其方法，尤指一種可使輸送至各正、負極端板之工作液體形成液流斷路，並於斷離之工作液體間僅保留氣體空間，讓各正、負極端板之工作液體無法形成導電通路，進而達到阻抑歧路電流之發生者。
按，一般串聯結構之液流電池係包含串聯多組的液流電池單元組成，在正極單極板與負極單極板間有多組雙極板及其間的碳氈與隔離膜結構而成，各極板流道上的流體係由匯流管銜接各分歧管流入，通常會因為工作液體之相互導通，以及串聯電池單元之間的電位差發生歧路電流，造成液流電池的能量損失(稱為歧路電損，shuntcurrent energy loss)，使得液流電池之效率降低。
故，便有相關業者針對該液流電池之歧路電損進行相關之處理；其一係於液流電池施加保護電路抑制歧路電損，但此方式增加電路複雜性，且外加之抑制電位也是耗能，使總和減抑歧路能損的成效不彰；其二係以改變液流電池工作液體之路徑來減少歧路電流電損，但會增加液流電池之結構複雜度，且成效有限；其三係綜合前述兩種方式進行處理，如此，不但使其結構更加複雜之外，其液流電損仍居高不下，而無法獲得有效之改善。
因此，為改善上述之缺失，本案之發明人特潛心研究，開發出一種「液流電池歧路電流阻抑裝置及其方法」，以有效改善習用之缺點。
本發明之主要目的係在於，可使輸送至各正、負極端板之工作液體利用各斷流管之配合而形成液流斷路，並於斷離之工作液體間僅保留氣體空間，讓各正、負極端板之工作液體無法形成導電通路，進而達到阻抑歧路電流之發生。
為達上述之目的，本發明係一種液流電池歧路電流阻抑裝置，其係包含有一正極組件、一負極組件及多數斷流管：該正極組件係包含有多數正極端板、分別連通各正極端板兩側之分歧管、一連接各正極端板一側所設各分歧管之入口匯流管、及一連接各正極端板另一側所設各分歧管之出口匯流管；該負極組件係包含有多數負極端板、分別連通各負極端板兩側之分歧管、一連接各負極端板一側所設各分歧管之入口匯流管、及一連接各負極端板另一側所設各分歧管之出口匯流管；而該多數斷流管係分別設於各正、負極端板之各分歧管與入、出口匯流管之間，而各分歧管係伸入各斷流管中，且各斷流管之管徑之係大於各分歧管。
於本發明之一實施例中，各正、負極端板之各分歧管係為絕緣材質。於本發明之一實施例中，各分歧管於伸入各斷流管之一端外緣係分別設有多數為絕緣材質之鰭片體。
於本發明之一實施例中，各斷流管內壁面上係分別設有多數為絕緣材質之鰭片體。
於本發明之一實施例中，各斷流管係為絕緣材質。
於本發明之一實施例中，各分歧管、入口匯流管、出口匯流管及各斷流管係為圓管、橢圓管、方管或多邊形管體。
於本發明之一實施例中，各正、負極端板之入口匯流管，係分別設有一流體驅動單元，而各流體驅動單元係以脈動方式輸送流體。
於本發明之一實施例中，各正、負極端板之入口匯流管，係分別設有一流體驅動單元，而各流體驅動單元係以往復方式輸送流體。
1‧‧‧正極組件
11‧‧‧正極端板
12、13‧‧‧分歧管
121、131、221、231‧‧‧鰭片體
14‧‧‧入口匯流管
15‧‧‧出口匯流管
2‧‧‧負極組件
21‧‧‧負極端板
22、23‧‧‧分歧管
24‧‧‧入口匯流管
25‧‧‧出口匯流管
3‧‧‧斷流管
31‧‧‧鰭片體
第1圖，係本發明之外觀示意圖。
第2圖，係本發明斷路管之示意圖。
第3圖，係本發明斷路管與入口匯流管之連接狀態示意圖。
第4圖，係本發明斷路管與出口匯流管之連接狀態示意圖。
請參閱『第1、2、3及第4圖』所示，係分別為本發明之外觀示意圖、本發明斷路管之示意圖、本發明斷路管與入口匯流管之連接狀態示意圖及本發明斷路管與出口匯流管之之連接狀態示意圖。如圖所示：本發明係一種液流電池歧路電流阻抑裝置，其至少係由一正極組件1、一負極組件2及多數斷流管3所構成。
上述所提之正極組件1係包含有多數正極端板11、分別連通各正極端板11兩側之分歧管12、13、一連接各正極端板11一側所設各分歧管12之入口匯流管14、及一連接各正極端板11另一側所設各分歧管13之出口匯流管15，其中各分歧管12、13係為絕緣材質。
該負極組件2係包含有多數負極端板21、分別連通各負極端板21兩側之分歧管22、23、一連接各負極端板21一側所設各分歧管22之入口匯流管24、及一連接各負極端板21另一側所設各分歧管23之出口匯流管25，其中各分歧管22、23係為絕緣材質。各斷流管3係為絕緣材質且分別設於各正、負極端板11、21之各分歧管12、13、22、23與入、出口匯流管14、15、24、25之間，而各分歧管12、13、22、23係由上方伸入各斷流管3中，且不觸及斷流管3之底部，且各斷流管3之管徑之係大於各分歧管12、13、22、23。另，為增加阻斷液流效果，防止滴落之濺液形成連接之液體，其中各分歧管12、13、22、23於伸入各斷流管3之一端外緣係分別設有多數為絕緣材質之鰭片體121、131、221、231，而各斷流管3內壁面上係分別設有多數為絕緣材質之鰭片體31。
當運用時，係可於各正、負極端板11、21之入口匯流管14、24係分別設有一流體驅動單元4；且本發明中之各分歧管12、13、22、23、入口匯流管14、24、出口匯流管15、25及各斷流管3係為圓管、橢圓管、方管或多邊形管體。
而操作使用時，係由各流體驅動單元4將所需之工作液體(圖未示)由各入口匯流管14、24輸入，使工作液體經由各分歧管12、22輸入至各斷流管3中，再透過各斷流管3將工作液體傳輸至各正、負極端板11、21中，之後再由各分歧管13、23輸出至各斷流管3中，最後再透過各斷流管3將工作液體由出口匯流管15、25輸出，而由於各斷流管3之管徑之係大於各分歧管12、13、22、23，因此，當工作液體由各斷流管3透過各分歧管12、 13、22、23進行輸入及輸出時，便會因由各分歧管12、13、22、23輸入及輸出之工作液體未能填滿各斷流管3，而於各斷流管3中形成液流斷路之現象，並於斷離之工作液體間僅保留氣體空間，讓各正、負極端板11、21內之工作液體無法形成導電通路，進而達到阻抑歧路電流之發生。
而當工作液體由各分歧管12、13、22、23傳輸至各斷流管3中時，係可藉由各鰭片體121、131、221、231、31阻絕工作液體之液膜相通，而有效阻斷工作液體之導通。
另外，亦可於輸入工作液體時，同時配合各流體驅動單元4之運轉控制，進而一實際運作之所需讓各流體驅動單元4以脈動方式或往復方式(如：進三退二之方式)輸送工作液體，藉以配合各斷流管3達到有效形成液流斷路之現象。
如此，即可使本發明於液流電池之各正、負極端板11、12所設各分歧管12、13、22、23與入、出口匯流管14、15、24、25之間分別設有斷流管3，使各斷流管3之管徑之係大於各分歧管12、13、22、23，且使各分歧管12、13、22、23伸入各斷流管3中，使輸送至各正、負極端板11、21之工作液體利用各斷流管3之配合而形成液流斷路，讓各正、負極端板12、21之工作液體無法形成導電通路，進而讓液流電池利用此方法阻抑歧路電流流之發生。
綜上所述，本發明液流電池歧路電流阻抑裝置及其方法可有效改善習用之種種缺點，可使輸送至各正、負極端板之工作液體利用各斷流管之配合而形成液流斷路，並於斷離之工作液體間僅保留氣體空間，讓各正、負極端板之工作液體無法形成導電通路，進而達到阻抑歧路電 流之發生；進而使本發明之產生能更進步、更實用、更符合消費者使用之所須，確已符合發明專利申請之要件，爰依法提出專利申請。惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1‧‧‧正極組件
11‧‧‧正極端板
12、13‧‧‧分歧管
14‧‧‧入口匯流管
15‧‧‧出口匯流管
2‧‧‧負極組件
21‧‧‧負極端板
22、23‧‧‧分歧管
24‧‧‧入口匯流管
25‧‧‧出口匯流管
3‧‧‧斷流管

Claims (8)

  1. 一種液流電池歧路電流阻抑裝置，包括有：一正極組件，係包含有多數正極端板、分別連通各正極端板兩側之分歧管、一連接各正極端板一側所設各分歧管之入口匯流管、及一連接各正極端板另一側所設各分歧管之出口匯流管；一負極組件，係包含有多數負極端板、分別連通各負極端板兩側之分歧管、一連接各負極端板一側所設各分歧管之入口匯流管、及一連接各負極端板另一側所設各分歧管之出口匯流管；以及多數斷流管，係分別設於各正、負極端板之各分歧管與入、出口匯流管之間，而各分歧管係伸入各斷流管中，且各斷流管之管徑之係大於各分歧管，其中各分歧管於伸入各斷流管之一端外緣係分別設有多數為絕緣材質之鰭片體。
  2. 依申請專利範圍第1項所述之液流電池歧路電流阻抑裝置，其中，各正、負極端板之各分歧管係為絕緣材質。
  3. 依申請專利範圍第1項所述之液流電池歧路電流阻抑裝置，其中，各斷流管內壁面上係分別設有多數為絕緣材質之鰭片體。
  4. 依申請專利範圍第1項所述之液流電池歧路電流阻抑裝置，其中，各斷流管係為絕緣材質。
  5. 依申請專利範圍第4項所述之液流電池歧路電流阻抑裝置，其中，各分歧管、入口匯流管、出口匯流管及各斷流管係為圓管、橢圓管、方管或多邊形管體。
  6. 依申請專利範圍第1項所述之液流電池歧路電流阻抑裝置，其中 ，各正、負極端板之入口匯流管，係分別設有一流體驅動單元，而各流體驅動單元係以脈動方式輸送流體。
  7. 依申請專利範圍第1項所述之液流電池歧路電流阻抑裝置，其中，各正、負極端板之入口匯流管，係分別設有一流體驅動單元，而各流體驅動單元係以往復方式輸送流體。
  8. 一種液流電池歧路電流阻抑方法，其係於該液流電池之各正、負極端板所設各分歧管與入、出口匯流管之間分別設有斷流管，而各斷流管之管徑之係大於各分歧管，且使各分歧管係伸入各斷流管中，藉以使輸送至各正、負極端板之工作液體利用各斷流管之配合而形成液流斷路，並於斷離之工作液體間僅保留氣體空間，讓各正、負極端板之工作液體無法形成導電通路，進而達到阻抑歧路電流之發生。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10916786B2 (en) 2017-12-27 2021-02-09 Industrial Technology Research Institute Channel plate structure and electrochemical apparatus with the same
CN111384360B (zh) 2018-12-27 2022-02-22 财团法人工业技术研究院 金属离子电池
CN113889639B (zh) * 2021-09-02 2023-09-15 香港科技大学 一种高效转动式漏电流阻断器及其应用
WO2023126858A1 (en) * 2021-12-29 2023-07-06 Enlighten Innovations Inc. Molten metal battery system with metal production and flow battery modes
CN115051011B (zh) * 2022-08-17 2022-11-15 杭州德海艾科能源科技有限公司 一种液流电池电堆液路分区系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201383523Y (zh) * 2008-09-18 2010-01-13 中国人民解放军63971部队 一种液流电池旁路电流断流器
US20140287335A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Unienergy Technologies, Llc Systems and methods for shunt current and mechanical loss mitigation in electrochemical systems

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4894294A (en) * 1984-06-05 1990-01-16 The Furukawa Electric Co., Ltd. Electrolytic solution supply type battery
CN202737060U (zh) * 2011-02-04 2013-02-13 流体公司 用于离子导电介质的分散系统、电化学电池系统和外壳
CN103633347A (zh) * 2012-08-24 2014-03-12 崔骥 含有流动电解液的电化学设施的防漏电方法及防漏电装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201383523Y (zh) * 2008-09-18 2010-01-13 中国人民解放军63971部队 一种液流电池旁路电流断流器
US20140287335A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Unienergy Technologies, Llc Systems and methods for shunt current and mechanical loss mitigation in electrochemical systems

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