TWM616668U

TWM616668U - 電解液儲槽能量電池結構

Info

Publication number: TWM616668U
Application number: TW109213726U
Authority: TW
Inventors: 何永貴; 陳清祥; 趙思偉
Original assignee: 盛英股份有限公司
Priority date: 2020-10-19
Filing date: 2020-10-19
Publication date: 2021-09-11

Abstract

本新型在於提供一種無需啟動泵浦，便能量測荷電狀態的電解液儲槽能量電池結構。其技術手段：為所述電解液儲槽能量電池結構，包括電解液儲槽以及能量電池；電解液儲槽內設有隔板，其將電解液儲槽內部分隔形成能供儲存正、負極電解液用的第一、第二儲存空間；能量電池設於隔板一邊側處，至少具有基板、蓋板、交換膜、及正、負極電極，基板一側面與隔板連接，並具有第一開口，蓋板設於基板另一側，並具有一對應於第一開口的第二開口，交換膜設於基板與蓋板之間，正極電極對應於第一儲存空間，間隔設於隔板另一側，負極電極對應於第二儲存空間，間隔設於蓋板一側；而隔板對應於第一開口處，設有一被能量電池覆蓋的通孔。

Description

電解液儲槽能量電池結構

本新型涉及一種應用於電解液儲槽上的電解液荷電狀態量測結構，尤指一種電解液儲槽能量電池結構。

液流儲能電池[英語：Flow battery]，是一種蓄電池，在技術上，又稱呼電化學[電化學可逆性]，在整個系統中，通常包含兩個容器，其中分別儲存著液體狀電解液，形成兩個次系統。

這兩個次系統間透過電池結構的連接，就是化學反應區，以薄膜隔開，這兩種電解液，由它們所在容器，流動到反應區，隔著薄膜，產生離子交換及氧化還原反應，透過這種方式來進行放電或充電、儲電。

如圖1所示，液流儲能電池(200)能配合綠能發電來應用，加上負載(300)之後，實際運作時還要配合正極電解液槽(10)、負極電解液槽(20)及兩循環泵浦(30)，整體而言，在先天上就優於傳統充電電池，不但方便規模化、使用壽命更長、安全性更好，相對於當前最熱門的鋰離子電池，面對其所忌諱的大電流、過充及過放，毫無壓力，無起火爆炸可能，經過多年的發展，已經是一種比較成熟的儲能技術。

如圖2所示，傳統液流儲能電池系統，為能精準掌控電解液的能量儲存狀態，故需於充放電的主電池堆以外，再設置一測量電池(400)，並由循環泵浦(30)各自將正極電解液槽(10)、負極電解液槽(20)內電解液抽出後，並以相應的正極輸送管路(40)、負極輸送管路(50)，注入測量電池(400)，當然，同時間正極電解液槽(10)、負極電解液槽(20)的電解液，也會順著輸送管路，一同注入主電池堆，使之完成主電池堆與外部電路的充電或放電程序後，再流回正極電解液槽(10)、負極電解液槽(20)，以持續循環之進行，而因為測量電池(400)，並未供應負載電流，所以不會產生電池內部壓降，如此量測的電壓(V)，即等於正、負極電解液間的電位(E)，此即可用以判斷，電解液剩餘電能的荷電狀態(State Of Charge)。

但是，無論測量電池(400)，是設於主電池末端(與主電池同一輸液管路)，或是另設一小容量電池(從主電池輸液管路分叉出一分岐管路)，皆需經由循環泵浦(30)的啟動輸送，才可將電解液注入測量電池(400)，以測出正極與負極電解液的電位差，然因測量電池(400)的管路，正極輸送管路(40)、負極輸送管路(50)的長度及管徑不一，會造成測量電池(400)內電解液電位差反應時間，慢於正極電解液槽(10)、負極電解液槽(20)槽內電解液，此會影響到電解液剩餘電能的荷電狀態之判讀準度。

還有，在停止充電或放電期間，循環泵浦(30)仍需持續運轉，以維持正極與負極電位差的持續準確，但此將增加循環組件對電能的損耗，降低系統整體效率。

另外，設置於主電池末端的測量電池(400)，需要增加一電池的相關材料(主電池容量大，組件尺寸也較大)，電池成本因而增加；若是另設小容量的測量電池(400)，雖相關材料增加較少，但卻需增設輸送管路(必要時，還需要再增加設小型泵浦)，也會增加成本。

有鑑於此，如何提供一種能解決前述問題的電解液儲槽能量電池結構，便成為本新型欲改進的課題。

本新型目的在於提供一種無需啟動泵浦，便能量測荷電狀態的電解液儲槽能量電池結構。

為解決上述問題及達到本新型的目的，本新型的技術手段是這樣實現的，為一種電解液儲槽能量電池結構，其特徵在於：所述電解液儲槽能量電池結構(100)，其包括有一電解液儲槽(1)、以及至少一能量電池(2)；所述電解液儲槽(1)，其內設有一隔板(11)，該隔板(11)將該電解液儲槽(1)內部分隔形成一能供儲存正極電解液用的第一儲存空間(12)、及一能供儲存負極電解液的第二儲存空間(13)；所述能量電池(2)，其設於該隔板(11)一邊側處，至少具有一基板(21)、一蓋板(22)、一交換膜(23)、一正極電極(24)、及一負極電極(25)，該基板(21)一側面與該隔板(11)連接，並具有一第一開口(211)，該蓋板(22)設於該基板(21)另一側，並具有一對應於該第一開口(211)的第二開口(221)，該交換膜(23)設於該基板(21)與該蓋板(22)之間，該正極電極(24)對應於該第一儲存空間(12)，間隔設於該隔板(11)另一側，該負極電極(25)對應於該第二儲存空間(13)，間隔設於該蓋板(22)一側；而所述隔板(11)，其對應於該第一開口(211)處，設有一被該能量電池(2)覆蓋的通孔(111)。

更優選的是，所述能量電池(2)，其還包括有一設於該基板(21)、該蓋板(22)一側，且呈倒H字形的連接片(26)，該連接片(26)能供連接該基板(21)與該蓋板(22)用。

更優選的是，所述電解液儲槽(1)，其還包括有一設於該隔板(11)底端的底槽壁(14)、一設於該隔板(11)頂端的頂槽壁(15)、一設於該隔板(11)右側端的右槽壁(16)、一設於該隔板(11)左側端的左槽壁(17)、一設於該隔板(11)後側端的後槽壁(18)、及一設於該隔板(11)前側端的前槽壁(19)。

更優選的是，所述蓋板(22)，其還具有呈U字型的一第一密封條(27)、及一第二密封條(28)，該第一密封條(27)嵌設於該第二開口(221)鄰近於該交換膜(23)的邊緣處，該第二密封條(28)嵌設於該第二開口(221)遠離於該交換膜(23)的邊緣處；所述電解液儲槽(1)，其各個邊緣處還分別各設有一位於槽壁與槽壁之間的密封墊(3)。

更優選的是，所述後槽壁(18)，其其還具有能供輸送電解液用的一第一入口(181)、一第一調節入口(182)、及一第一出口(183)，該第一入口(181)對應於該第一儲存空間(12)，設置於該後槽壁(18)頂邊緣處，該第一調節入口(182)設於該第一入口(181)一側，該第一出口(183)對應於該第二儲存空間(13)，設置於該後槽壁(18)底邊緣處；所述前槽壁(19)，其還具有能供輸送電解液用的一第二入口(191)、一第二調節入口(192)、及一第二出口(193)，該第二入口(191)對應於該第二儲存空間(13)，設置於該前槽壁(19)頂邊緣處，該第二調節入口(192)設於該第二入口(191)一側，該第二出口(193)對應於該第一儲存空間(12)，設置於該前槽壁(19)底邊緣處。

與現有技術相比，本新型的效果如下所示：

第一點：本新型電解液儲槽能量電池結構(100)，通過電解液儲槽(1)及能量電池(2)的配合應用，能直接量測槽體內的電解液，即時地取得電位差變化，非常有助於對電解液剩餘電量的研判。

第二點：能量電池(2)通過基板(21)、一蓋板(22)、一交換膜(23)、一正極電極(24)、及一負極電極(25)的應用，無需運轉泵浦等循環組件，電能耗用低，讓整體效率提升。

第三點：能量電池(2)的尺寸小，成本能降低，並且還無需管路及泵浦，整體成本更低，非常有助於推廣應用。

1:電解液儲槽

11:隔板

111:通孔

12:第一儲存空間

13:第二儲存空間

14:底槽壁

15:頂槽壁

16:右槽壁

17:左槽壁

18:後槽壁

181:第一入口

182:第一調節入口

183:第一出口

19:前槽壁

191:第二入口

192:第二調節入口

193:第二出口

2:能量電池

21:基板

211:第一開口

22:蓋板

221:第二開口

23:交換膜

24:正極電極

25:負極電極

26:連接片

27:第一密封條

28:第二密封條

3:密封墊

10:正極電解液槽

20:負極電解液槽

30:循環泵浦

40:正極輸送管路

50:負極輸送管路

100:電解液儲槽能量電池結構

200:液流儲能電池

300:負載

400:測量電池

〔圖1〕為液流儲能電池的原理示意圖。

〔圖2〕為液流儲能電池配合測量電池應用的原理示意圖。

〔圖3〕為本新型的立體示意圖。

〔圖4〕為本新型的分解示意圖。

〔圖5〕為圖4的A部分放大示意圖。

以下依據圖面所示的實施例詳細說明如後：

如圖3至圖5所示，圖中揭示出，為一種電解液儲槽能量電池結構，其特徵在於：所述電解液儲槽能量電池結構(100)，其包括有一電解液儲槽(1)、以及至少一能量電池(2)；所述電解液儲槽(1)，其內設有一隔板(11)，該隔板(11)將該電解液儲槽(1)內部分隔形成一能供儲存正極電解液用的第一儲存空間(12)、及一能供儲存負極電解液的第二儲存空間(13)；所述能量電池(2)，其設於該隔板(11)一邊側處，至少具有一基板(21)、一蓋板(22)、一交換膜(23)、一正極電極(24)、及一負極電極(25)，該基板(21)一側面與該隔板(11)連接，並具有一第一開口(211)，該蓋板(22)設於該基板(21) 另一側，並具有一對應於該第一開口(211)的第二開口(221)，該交換膜(23)設於該基板(21)與該蓋板(22)之間，該正極電極(24)對應於該第一儲存空間(12)，間隔設於該隔板(11)另一側，該負極電極(25)對應於該第二儲存空間(13)，間隔設於該蓋板(22)一側；而所述隔板(11)，其對應於該第一開口(211)處，設有一被該能量電池(2)覆蓋的通孔(111)。

其中，通過電解液儲槽(1)及能量電池(2)的配合，讓本新型電解液儲槽能量電池結構(100)，能直接量測電解液儲槽(1)槽體內的電解液，以取得最即時的電位差變化，此有助於對電解液剩餘電量的研判

其次，利用由基板(21)、一蓋板(22)、一交換膜(23)、一正極電極(24)、及一負極電極(25)組成的能量電池(2)，配合電解液儲槽(1)，無需啟動泵浦輸送電解液，即可直接量測第一儲存空間(12)、第二儲存空間(13)內，正極與負極電解液間的電位差。

再者，能量電池(2)要運作，無需運轉泵浦等循環組件，減少電能的耗用，整儲能系統的整體效率將可提升。

另外，能量電池(2)為小尺寸設計，相關組件材料用量極小，也無需增設輸送電解液管路及泵浦，系統成本也因此減少降低。

請參閱圖5，所述能量電池(2)，其還包括有一設於該基板(21)、該蓋板(22)一側，且呈倒H字形的連接片(26)，該連接片(26)能供連接該基板(21)與該蓋板(22)用。

其中，通過連接片(26)的應用，連接基板(21)與蓋板(22)的一側，確保兩者能正確連接，並讓交換膜(23)能獲得更穩定的定位。

請參閱圖4，所述電解液儲槽(1)，其還包括有一設於該隔板 (11)底端的底槽壁(14)、一設於該隔板(11)頂端的頂槽壁(15)、一設於該隔板(11)右側端的右槽壁(16)、一設於該隔板(11)左側端的左槽壁(17)、一設於該隔板(11)後側端的後槽壁(18)、及一設於該隔板(11)前側端的前槽壁(19)。

其中，通過底槽壁(14)、頂槽壁(15)、右槽壁(16)、左槽壁(17)、後槽壁(18)、及前槽壁(19)的配合，組成能供容納電解液的電解液儲槽(1)，能降低成本，更容易維護與控制。

請參閱圖5，所述蓋板(22)，其還具有呈U字型的一第一密封條(27)、及一第二密封條(28)，該第一密封條(27)嵌設於該第二開口(221)鄰近於該交換膜(23)的邊緣處，該第二密封條(28)嵌設於該第二開口(221)遠離於該交換膜(23)的邊緣處；所述電解液儲槽(1)，其各個邊緣處還分別各設有一位於槽壁與槽壁之間的密封墊(3)。

其中，通過第一密封條(27)的應用，讓交換膜(23)能獲得更穩定的密封定位，通過第二密封條(28)的應用，讓第二開口(221)的密封強度提高。

其次，通過密封墊(3)的應用，以較低的成本，提高電解液儲槽(1)密封性能。

請參閱圖3，所述後槽壁(18)，其其還具有能供輸送電解液用的一第一入口(181)、一第一調節入口(182)、及一第一出口(183)，該第一入口(181)對應於該第一儲存空間(12)，設置於該後槽壁(18)頂邊緣處，該第一調節入口(182)設於該第一入口(181)一側，該第一出口(183)對應於該第二儲存空間(13)，設置於該後槽壁(18)底邊緣處；所述前槽壁(19)，其還具有能供輸送電解液用的一第二入口(191)、一第二調節入口(192)、及一第二出口(193)，該第二入口(191)對應於該第二儲存空間(13)，設置於該前槽壁(19)頂邊緣處，該第二調節入口(192)設於該第二入口(191)一側，該第二出口(193)對應於該第一儲存空間(12)，設置於該前槽壁(19)底邊緣處。

其中，通過第一入口(181)、第一調節入口(182)及第一出口(183)、以及第二入口(191)、第二調節入口(192)及第二出口(193)的應用，讓第一儲存空間(12)、第二儲存空間(13)內的電解液，能穩定且正常的被輸出、輸入，確保整體的正常運作。

以上依據圖式所示的實施例詳細說明本新型的構造、特徵及作用效果；惟以上所述僅為本新型之較佳實施例，但本新型不以圖面所示限定實施範圍，因此舉凡與本新型意旨相符的修飾性變化，只要在均等效果的範圍內都應涵屬於本新型專利範圍內。