[發明專利]液流電池用單電池的一體化制造方法

在審

• 申請號: 201410036428.1
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN104810538A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 云廷志
• 申請（專利權）人: 云廷志
• 主分類號: H01M8/24
• 分類號: H01M8/24;H01M8/18
• 代理公司: 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙) 11400
• 代理人: 高之波;鄔玥

技術領域

本發明屬于一種能量存儲設備的零部件的制造方法，尤其是涉及一種液流電池用單電池的一體化制造方法。

背景技術

現有的單電池包括負極液流框、負極、離子膜、正極、正極液流框，離子膜與液流框之間通過耐酸粘結劑粘結，或配以耐酸橡膠密封圈或密封條，并施以鎖緊力實現對電堆的密封，傳統單電池組裝工序復雜。為了防止電堆內單電池的電解液泄漏到外界，在電堆的兩端設有端板，端板上安裝有拉桿，且在拉桿兩端用彈簧或螺絲將端板鎖緊而獲得電堆內單電池所需的鎖緊力，鎖緊力需要同時滿足單電池密封所需的力、堆結構所需的支撐力和熱脹冷縮后的補償力，而其中一個力不能滿足時均會造成密封隱患，極大的影響了電堆內單電池的使用壽命，且裝堆耗時較多，工程較大。同時，現有的單電池在裝堆過程中，離子膜是安裝在相鄰的兩個單電池之間，使得離子膜與液流框之間需要密封圈或密封條進行密封，增加了裝堆難度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種有效地防止單電池內電解液泄漏的液流電池用單電池的一體化制造方法，以及利用該制造方法制造的單電池快速裝堆的方法。

根據本發明的一個方面，提供了一種液流電池用單電池的一體化制造方法，包括以下步驟：

S101、將正極板、第一框板、離子膜、第二框板和負極板進行熱壓處理，使五者固定為一體，離子膜位于第一框板與第二框板之間；

S102、在熱壓處理后的第一框板和第二框板上均開設流道孔。

本發明的液流電池用單電池的一體化制造方法的有益效果是：由于正極板、第一框板、離子膜、第二框板和負極板經過熱壓處理，使得熱壓處理后五者固定為一密封結構體，從而有效地防止了單電池內電解液的內部竄流，以及電解液泄漏到外界，進而實現了密封作用。

在一些實施方式中，步驟S101包括以下步驟：

S101-1、將第一框板、離子膜和第二框板進行熱壓處理，使三者固定為一體結構；

S101-2、將上述一體結構、正極板和負極板在熱壓處理固定為一體。

本發明的液流電池用單電池的一體化制造方法的有益效果是：由于先將第一框板、離子膜和第二框板進行熱壓處理固定為一體，方便加工，再將正極板和負電極與步驟S203中的一體結構進行熱壓處理固定為一體密封結構，從而有效地防止了單電池內的電解液泄漏到外界，同時，有效地防止了電堆內部電解液的竄液。

在一些實施方式中，正極板可以包括第一極板和第一氈層，第一框板設有第一容置腔，第一氈層位于容置腔內，第一極板位于第一框板的一側。設有第一氈層，提供了正電解液反應的場所。

在一些實施方式中，負極板可以包括第二極板和第二氈層，第二框板設有第二容置腔，第二氈層位于第二容置腔內，第二極板位于第二框板的一側。設有第二氈層，提供了負電解液反應的場所。

在一些實施方式中，第一氈層和第二氈層均可以為碳氈和/或石墨氈，由此，保證了單電池內部有電解液正常反應的場所，保證了單電池的正常工作。

在一些實施方式中，第一極板和第二極板的材質均為超導電塑料，第一框板和第二框板均為絕緣體。由此，第一極板和第二極板的材質均為超導電塑料，利于單電池內部電阻的減小，提高充放電能效比；第一框板和第二框板均為絕緣體，有效地防止了正極板與負極板的短路。

在一些實施方式中，經過熱壓處理后，第一極板、第一框板、離子膜、第二框板和第二極板依次相固定。由此，保證了制造完成后得到的單電池的密封性。

在一些實施方式中，由該方法制造的單電池的裝堆方法包括以下步驟：

S301、將單電池的第一極板和第二極板的外側均與第三氈層相貼合；

S302、將上述單電池按正極與正極相鄰、負極與負極相鄰的方式進行排列。

本發明的單電池的裝堆方法的有益效果是：由于第一極板和第二極板的外側均設有第三氈層，由此，減小了相鄰的單電池之間的接觸電阻；單電池按正極與正極相鄰、負極與負極相鄰的方式進行排列，相鄰的正極形成一個共同正極，相鄰的負極形成一個共同的負極，改變了離子膜在裝堆時的順序；且在裝堆時，只需將多個的單電池進行堆疊，而無需進行單個電池內部的粘接固定，且不需要密封圈或密封條等進行密封，簡化了裝堆的步驟，極大地提高了裝堆效率，特別是只需兩端端板的鎖緊力提供堆結構所需的支撐力，而無需提供密封所需的力和熱脹冷縮后所需的補償力。

在一些實施方式中，單電池排列后首端與尾端的極板的極性相反。由此，保證了單電池在裝堆后，整個電堆的充放電正常運行。