[發(fā)明專利]一種液流電池液流框及其形成的電堆

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310614426.1
• 申請(qǐng)日: 2013-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN103594721A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡永清;吳雪文;吳雄偉;蕭榮滔;呂善光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南省銀峰新能源有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/02
• 分類號(hào): H01M8/02;H01M8/18;H01M8/24
• 代理公司: 長(zhǎng)沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 何為;李宇

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明涉及一種液流電池液流框結(jié)構(gòu)及其形成的電堆，特別是一種質(zhì)子交換膜液流電池的液流框結(jié)構(gòu)及其形成的電堆。

背景技術(shù)

目前，液流電池的密封問題一直是困擾液流電池使用壽命的一個(gè)技術(shù)問題。現(xiàn)有技術(shù)中的液流電池堆至少由兩個(gè)電池單元組成，且各電池單元相互疊加。液流電池的電池堆必須嚴(yán)格避免出現(xiàn)電解液的滲漏，然而現(xiàn)有的液流電池電解液多具有腐蝕性，容易發(fā)生泄漏，電解液的滲漏不僅影響電池堆的使用，增加電池堆的維護(hù)成本，還會(huì)造成電池堆性能的惡化和壽命的降低。因此在各電池之間及單電池內(nèi)的各結(jié)構(gòu)件之間必須密封。

現(xiàn)有的液流電池的單電池都是由兩個(gè)相同的液流框中間采用密封圈或密封墊通過端板用螺栓壓緊隔膜、集流板組成。電池堆的電解液滲漏現(xiàn)象在集流板、液流框、隔膜等不同單電池部件的接觸部位都有發(fā)生。為了避免這些接觸部位出現(xiàn)滲漏，現(xiàn)有技術(shù)中通常在相應(yīng)的接觸部位引入密封圈或密封墊。然而，僅僅使用密封圈或密封墊的方式并不能有效地解決電池堆的密封問題，電解液滲漏現(xiàn)象仍然普遍存在。而且密封圈或密封墊的引入相應(yīng)地增加了裝配工藝的復(fù)雜性，提高了電池的制造成本。密封圈或密封墊因長(zhǎng)期與電解液接觸不可避免地釋出部分物質(zhì)污染電解液從而影響電池性能；釋出物還會(huì)促進(jìn)正極電解液結(jié)晶產(chǎn)生沉淀，從而堵塞流道使整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。

因此，設(shè)計(jì)一種液流電池所使用的全新的不使用密封圈或密封墊而又能保證電池堆的集流板、液流框、隔膜等不同單電池部件的接觸部位不發(fā)生電解液滲漏的液流框，將變得十分重要而且有意義。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上問題，本發(fā)明提供一種液流電池液流框及其形成的電堆，其能簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)液流電池的進(jìn)出液口、流道及反應(yīng)區(qū)的密封，且性能可靠、容易加工。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一種技術(shù)方案是：一種液流電池液流框，包括嵌入聯(lián)接的外框和內(nèi)框，該外框上設(shè)有多個(gè)進(jìn)出液口和多個(gè)流道，且每一進(jìn)出液口連通一流道，每一流道的末端設(shè)置潛流口，潛流口與設(shè)于液流框中部的反應(yīng)區(qū)連通；每一進(jìn)出液口及流道的四周設(shè)置進(jìn)出液口第一密封部，該外框的內(nèi)側(cè)設(shè)置有反應(yīng)區(qū)第一密封部；與該進(jìn)出液口第一密封部和反應(yīng)區(qū)第一密封部相對(duì)應(yīng)的外框另一面設(shè)有反應(yīng)區(qū)第二密封部和進(jìn)出液口第二密封部；該進(jìn)出液口第一密封部與相鄰液流框的進(jìn)出液口第二密封部為能相互扣合的多層凹凸結(jié)構(gòu)，該反應(yīng)區(qū)第一密封部與相鄰液流框的反應(yīng)區(qū)第二密封部也為相互扣合的多層凹凸結(jié)構(gòu)，且該進(jìn)出液口第一密封部與相鄰液流框的進(jìn)出液口第二密封部相互扣合后形成封閉的迷宮狀，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)出液口和流道的密封，該反應(yīng)區(qū)第一密封部（9）與相鄰液流框的反應(yīng)區(qū)第二密封部（12）相互扣合后形成封閉的迷宮狀，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)區(qū)的密封。

本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式為：該進(jìn)出液口第一密封部和反應(yīng)區(qū)第一密封部是橫截面呈“W”形的多層槽體結(jié)構(gòu)；該反應(yīng)區(qū)第二密封部和進(jìn)出液口第二密封部是橫截面呈“W”形的多層肋體結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式為：該進(jìn)出液口第一密封部和反應(yīng)區(qū)第一密封部是橫截面呈“W”形的多層肋體結(jié)構(gòu)；該反應(yīng)區(qū)第二密封部和進(jìn)出液口第二密封部是橫截面呈“W”形的多層槽體結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式為：該多個(gè)進(jìn)出液口和多個(gè)流道設(shè)于外框的正面，且進(jìn)出液口第一密封部和反應(yīng)區(qū)第一密封部設(shè)于外框的正面，該反應(yīng)區(qū)第二密封部和進(jìn)出液口第二密封部設(shè)于外框的反面。

本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式為：該多個(gè)進(jìn)出液口和多個(gè)流道設(shè)于外框的反面，且進(jìn)出液口第一密封部和反應(yīng)區(qū)第一密封部設(shè)于外框的反面，該反應(yīng)區(qū)第二密封部和進(jìn)出液口第二密封部設(shè)于外框的正面。

本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式為：該進(jìn)出液口第一密封部、反應(yīng)區(qū)第一密封部、反應(yīng)區(qū)第二密封部及進(jìn)出液口第二密封部分別為整體呈環(huán)形的結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明還提供了一種液流電池電堆結(jié)構(gòu)，其由上述液流電池液流框形成的液流單電池疊加而成。

本發(fā)明內(nèi)框嵌入外框內(nèi)。外框上設(shè)有密封結(jié)構(gòu)、流道等，內(nèi)框只作為一種結(jié)構(gòu)件，起密封集流體與隔膜的作用。外框和內(nèi)框共同組合形成一個(gè)完整的具有液流通道密封作用的液流框組件。外框正面與背面四周都刻有橫截面呈“W”形的多層凸或凹結(jié)構(gòu)。組裝單電池時(shí)，正面與背面上的“W”形的凹凸結(jié)構(gòu)相互扣合在一起形成迷宮，產(chǎn)生迷宮效應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)密封。