[實用新型]集流板和包括該集流板的雙極集流板、單電池和液流電池

有效

• 申請號: 201220143735.6
• 申請日: 2012-04-06
• 公開（公告）號: CN202513235U
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 湯浩;殷聰;李婷;萬志偉;方源;謝光有
• 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;H01M8/02;H01M8/18
• 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

本實用新型涉及液流電池領域，尤其涉及一種集流板和包括該集流板的雙極集流板、單電池和液流電池。

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，傳統的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’為電極，4’為隔膜，各組件組成單體電池，通過N個單體電池的堆疊組成電池堆5’。

現有的液流電池堆一般采用并行液流的方式，旁路電流損耗較大，大大降低液流電池系統的庫侖效率。

實用新型內容

本實用新型提供了一種集流板和包括該集流板的雙極集流板、單電池和液流電池，用于解決現有技術中的液流電池的旁路電流損耗大，液流電池系統的能量效率低的問題。

根據本實用新型的一個方面，提供了一種集流板，該集流板包括：電極容納部，位于集流板的一側，用于放置多孔電極；液體流通部，位于集流板遠離電極容納部的一側，液體流通部具有進液流道和/或出液流道，進液流道的一端通過進液主管道與電解液進口相連通，另一端與多孔電極相連接，出液流道的一端通過出液主管道與電解液出口相連通，另一端與多孔電極相連接。

進一步地，上述進液流道和出液流道為迂回流道或直流道。

進一步地，上述集流板還包括：進液孔洞，位于進液流道的末端，且兩端刻穿，進液孔洞與多孔電極通過并行的進液短流道相連；出液孔洞，位于出液流道的始端，且兩端刻穿，出液孔洞與多孔電極通過并行的出液短流道相連。

進一步地，上述進液流道和出液流道的內壁具有高分子絕緣材料層。

根據本實用新型的又一個方面，還提供了一種雙極集流板，包括密封件和兩個本實用新型的集流板，兩個集流板分別為一個正極集流板和一個負極集流板，正極集流板和負極集流板的液體流通部的一側相靠組成雙極集流板，其中，密封件設置在正極集流板和負極集流板的主液流管道連接處。

進一步地，上述液體流通部在與其緊鄰的集流板上形成的鏡像區域的表面具有高分子絕緣材料層。

根據本實用新型的又一個方面，還提供了一種單電池，包括正極多孔電極、負極多孔電極、離子交換膜、正極集流板和負極集流板，其中，正極集流板和負極集流板為本實用新型的集流板。

根據本實用新型的又一個方面，還提供了一種液流電池，包括一個或多個本實用新型的集流板。

在本實用新型的集流板的一側設有電極容納部，可以將多孔電極安裝在集流板的內部，避免了電解液由液流框流入多孔電極內部造成的旁路損耗，并且改善了集流板和多孔電極之間的密封性；集流板的遠離電極容納部的一側設設置液體流通部，當電解液在液體流通部中的流道中流通時，提供了額外的旁路電流電阻，減少了旁路電流損耗；包含該集流板的單電池和液流電池，結構更加簡單、緊湊，密封方便可靠，液流電池的能量效率得到提高。

除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本實用新型還有其它的目的、特征和優點。下面將參照圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。

附圖說明

附圖構成本說明書的一部分、用于進一步理解本實用新型，附圖示出了本實用新型的優選實施例，并與說明書一起用來說明本實用新型的原理。圖中：

圖1示出了現有技術中常用的單片電池及電池堆組裝示意圖；

圖2示出了根據本實用新型的集流板的截面結構及電解液流向示意圖；

圖3示出了根據本實用新型一種實施例的雙極集流板的截面結構示意圖；

圖4a示出了圖3所示的雙極集流板的正極液體流通部結構示意圖；

圖4b示出了與圖4a對應的負極液體流通部結構示意圖；