[發明專利]一種液流電池的電堆結構

有效

• 申請號: 201210482919.X
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN103840188A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 張華民;邢楓;李先鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M8/24
• 分類號: H01M8/24;H01M8/02;H01M2/08
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種液流電池的電堆結構，由2個或2個以上的單電池依次電路串聯而成，每個單電池包括順序連接的第一集流板、一體化結構單元和第二集流板，其中一體化結構單元與集流板之間設有密封結構，

所述一體化結構單元，由第一電極框、第一電極框與隔膜之間的密封結構、隔膜、第二電極框與隔膜之間的密封結構、第二電極框構成；其中所述第一電極框與第二電極框延長度和寬度方向上的框體外邊緣處設置有能夠相互咬合的環狀卡扣結構，通過該卡扣結構，將第一電極框、第一電極框與隔膜之間的密封結構、隔膜、隔膜與第二電極框之間的密封結構、第二電極框扣合在一起。

2.根據權利要求1所述的電堆結構，其特征為：所述卡扣結構是指第一電極框和第二電極框延長度和寬度方向上的框體外邊緣設置有能相互配合的環狀卡扣勾腳，該卡扣勾腳的結構包括：一環狀支撐臂、一環狀彈性臂和一帶有咬合面的環狀固定塊，第一電極框和第二電極框延長度和寬度方向上的框體外邊緣四周向外延伸形成一環狀支撐臂，固定于環狀支撐臂的另一端延垂直于電極框平面的方向延伸形成有一環狀彈性臂，環狀彈性臂另一端延平行于電極框平面的方向延伸形成有一環狀固定塊；第一電極框的固定塊與第二電極框的固定塊相對設置，便于咬合面相互咬合。

3.根據權利要求2所述的卡扣結構，其特征為：環狀卡扣勾腳的軸線所在的平面與環狀卡扣勾腳相切形成橫截面。在橫截面上，支撐臂的厚度小于電極框的厚度；第二電極框支撐臂的長度等于第一電極框支撐臂的長度、固定塊咬合面的長度以及彈性臂的寬度總和；支撐臂與彈性臂成90度夾角，且彈性臂朝向第一電極框與第二電極框之間的隔膜方向；固定塊的咬合面與彈性臂成90度夾角，第一電極框的固定塊與第二電極框的固定塊相對設置，便于咬合面相互咬合；裝配時依次將第一電極框、第一電極框與隔膜之間的密封結構、隔膜、隔膜與第二電極框之間的密封結構、第二電極框扣合，扣合時彈性臂彎曲，扣合后彈性臂無彎曲，與支撐臂之間依然成90度夾角，咬合后的咬合面完全重合。

4.根據權利要求1所述的液流電池的電堆結構，其特征在于：與電堆兩側端板相鄰的是集流板。

5.根據權利要求1所述的液流電池的電堆結構，其特征在于：所述的一體化結構單元可以演化為由第一電極框、隔膜、第二電極框、第二集流板、n（n＞1，n為正整數）節電池單元及相鄰電池單元之間的集流板、第三集流板、第三電極框、隔膜、第四電極框順序連接而成。

所述電池單元包括順序連接的電極框、隔膜和電極框，以及電極框與隔膜之間的密封結構；

所述電池單元與相鄰電池單元之間的集流板之間設置有密封結構；

所述第一電極框與第四電極框延長度和寬度方向上的框體外邊緣處設置有能夠相互咬合的卡扣結構；其中第一電極框與隔膜之間、隔膜與第二電極框之間、第二電極框與第二集流板之間、第二集流板與電池單元之間、電池單元與第三集流板之間、第三集流板與第三電極框之間、第三電極框與隔膜之間、隔膜與第四電極框之間均設置有密封結構。

所述電池單元為1節時，一體化結構單元為由第一電極框、隔膜、第二電極框、第二集流板、電池單元、第三集流板、第三電極框、隔膜、第四電極框順序連接而成。

6.根據權利要求5所述的液流電池的電堆結構，其特征在于：所述卡扣結構是指第一電極框和第二電極框延長度和寬度方向上的框體外邊緣設置有能相互配合的卡扣勾腳，該卡扣勾腳的結構包括：一環狀支撐臂、一環狀彈性臂和一帶有咬合面的環狀固定塊，第一電極框和第二電極框延長度和寬度方向上的框體外邊緣四周向外沿伸形成一環狀支撐臂，固定于環狀支撐臂的另一端延垂直于電極框平面的方向沿伸形成有一環狀彈性臂，環狀彈性臂另一端延平行于電極框平面的方向沿伸形成有一環狀固定塊；第一電極框的固定塊與第二電極框的固定塊相對設置，便于咬合面相互咬合。

7.根據權利要求1或5所述的液流電池的電堆結構，其特征在于：密封結構是面密封或者線密封；

所述線密封是在密封表面的局部設置窄密封槽，并在密封槽內布置橡膠密封條，通過密封條的擠壓變形提供密封力；所述面密封則在整個密封面上均放置有薄橡膠密封片，通過擠壓將密封片局部擠入密封槽提供密封力。

8.根據權利要求1或5所述的液流電池的電堆結構，其特征在于：所述集流板包括石墨板或者碳塑復合板，并且在石墨板或者碳塑復合板兩側表面用導電膠粘貼碳氈或者石墨氈，與電堆端板相鄰的集流板只有單側表面用導電膠粘貼碳氈或者石墨氈。