[發明專利]多孔電極及含有其的液流電池、電池堆和電池系統

有效

• 申請號: 201210222236.0
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102723501A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 湯浩;殷聰;謝光有;房紅琳;胡蘊成
• 申請（專利權）人: 中國東方電氣集團有限公司
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M8/18;H01M8/24
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;余剛

技術領域

本發明涉及液流電池領域，尤其涉及一種多孔電極及含有其的液流電池、液流電池堆和液流電池系統。

背景技術

全釩氧化還原液流電池是一種以不同價態的釩離子電解液進行氧化還原的電化學反應裝置，能夠高效地實現化學能與電能之間的相互轉化。該類電池具有使用壽命長，能量轉化效率高，安全性好，環境友好等優點，能用于風能發電和光伏發電配套的大規模儲能系統，是電網削峰填谷、平衡負載的主要選擇之一。因此，近年來全釩氧化還原液流電池逐漸成為大容量儲能電池研究的重點。

全釩氧化還原液流電池分別以釩離子V²⁺/V³⁺和V⁴⁺/V⁵⁺作為電池的正負極氧化還原電對，將正負極電解液分別存儲于兩個儲液罐中，由耐酸液體泵驅動活性電解液至反應場所（電池堆）再回至儲液罐中形成循環液流回路，以實現充放電過程。在全釩氧化還原液流電池儲能系統中，電池堆性能的好壞決定著整個系統的充放電性能，尤其是充放電功率及效率。電池堆是由多片單電池依次疊放壓緊，串聯而成。其中，單片液流電池的組成如圖1所示。1為液流框，2為集流板，3為多孔電極，4為隔膜，各組件組成單片的液流電池，通過N個液流電池的堆疊組成電池堆6。如圖2所示，由電池堆6，正極儲液罐71，負極儲液罐72，正極循環液路液體泵81，負極循環液路液體泵82，以及正極液體管路91、101和負極液體管路92、102構成液流電池系統。

現有的液流電池堆內部電解液的流動一般靠多孔電極的滲透傳質，這種電解液的流動方式一方面導致電池堆內液流壓差很大，泵消耗過高，從而使液流電池系統效率降低；另一方面，電池堆內部電解液流動不均勻、濃差極化較大，造成電堆內部損耗，從而使電池的電壓效率降低。

發明內容

本發明提供了一種多孔電極及含有其的液流電池、液流電池堆和液流電池系統，用于解決現有技術中的液流電池堆內液流壓差大，電解液流動不均勻的問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種多孔電極，多孔電極中設置有供電解液流動的導流通道，導流通道在多孔電極的厚度方向上貫通。

進一步地，上述導流通道為沿橫向延伸的橫向導流通道或沿縱向延伸的縱向導流通道。

進一步地，上述導流通道為一個或多個。

進一步地，上述導流通道為一個，導流通道設置在多孔電極的中心線上。

進一步地，上述導流通道為多個，導流通道的排布方式為：A、各導流通道平行設置，且各導流通道的兩端至與導流通道延伸方向垂直的多孔電極的邊緣的距離相同；或者B、各導流通道平行設置，且相鄰導流通道交錯排布；或者C、導流通道被分為平行設置的多個導流通道組，導流通道組中包括多個導流通道，且相鄰導流通道組中導流通道交錯排布；或者D、導流通道被分為平行設置的多個導流通道組，導流通道組中包括多個導流通道，且每個導流通道組中的各導流通道之間交錯排布。

進一步地，上述導流通道包括沿橫向或縱向延伸的第一導流通道和沿垂直于第一導流通道的延伸方向延伸的第二導流通道，第一導流通道和第二導流通道不連通。

進一步地，上述第一導流通道為一個或多個，第二導流通道為一個或多個。

進一步地，上述導流通道的排布方式為：E、多孔電極上設有多個第一導流通道，且該多個第一導流通道被分為多個第一導流通道組，相鄰兩個第一導流通道組間設置至少一條第二導流通道，各第一導流通道組中包括平行設置的多個第一導流通道，且相鄰的第一導流通道交錯排布；或者F、多孔電極上設有一個或多個“T”字形導流通道組，“T”字形導流通道組包括一個第一導流通道和一個朝向該第一導流通道中部的第二導流通道，“T”字形導流通道組中的第二導流通道與第一導流通道不連通，當“T”字形導流通道組為多個時，相鄰的兩個“T”字形導流通道組中，兩個第二導流通道相互平行，兩個第一導流通道位于相應的第二導流通道的不同端，各相鄰的“T”字形導流通道組相互之間不連通；或者G、多孔電極上設有一個或多個“I”字形導流通道組，“I”字形導流通道組包括平行相對設置的兩個第一導流通道和兩端分別朝向兩個第一導流通道中部的一個第二導流通道，第二導流通道與第一導流通道不連通，當“I”字形導流通道組為多個時，且各“I”字形導流通道組相互之間不連通。

進一步地，上述導流通道包括沿橫向或縱向延伸的第一導流通道和沿垂直于第一導流通道的延伸方向延伸的第二導流通道，第一導流通道和第二導流通道相連通。