[發(fā)明專利]液流電池用電極框公共流道密封結(jié)構(gòu)及密封方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410360088.8
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN105322196B
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬相坤;張華民;許曉波;楊振坤;姜宏東;劉盛林
• 申請（專利權(quán)）人: 大連融科儲能技術(shù)發(fā)展有限公司
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;H01M8/0271;H01M8/18
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李馨

液流電池公共流道密封結(jié)構(gòu)及其密封方法，包括正極電極框、負(fù)極電極框和雙極板，所述正極電極框、負(fù)極電極框和雙極板分別具有位置相適應(yīng)的電解液公共流道通孔；正極電極框和負(fù)極電極框設(shè)置有流道；正極電極框和負(fù)極電極框的電解液公共流道通孔包括孔Ⅰ和孔Ⅱ；孔Ⅰ與所述流道相連接；孔Ⅱ未連接流道；第一密封件沿所述雙極板的電解液公共流道通孔的孔壁表面固定或者第一密封件環(huán)繞所述孔Ⅰ的圓周、固定在孔Ⅰ所在的電極框上；孔Ⅱ所在的電極框上設(shè)有用第二密封件，包括密封槽和密封體。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)正負(fù)電極框公共流道處通孔的電解液的隔離密封；電池電堆裝配過程中定位雙極板的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)雙極板在公共流道處通孔與電解液的隔離，防止腐蝕。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液流電池用電極框公共流道密封結(jié)構(gòu)及其密封方法，屬于電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對傳統(tǒng)能源的日益增長的需求，使得傳統(tǒng)能源供給不足的問題日益突出，人們不得不尋找風(fēng)能和太陽能等可再生能源。近年來以風(fēng)能和太陽能為代表的新能源已經(jīng)占據(jù)了能源供給的一席之地，隨著需求增加，新能源的比例仍然在不斷增大，但其受天氣影響而造成發(fā)電間歇性的缺陷仍然存在，已經(jīng)成為阻礙其發(fā)展的瓶頸。而液流電池由于其具備的巨大儲能優(yōu)勢，受到越來越多的關(guān)注，且不斷有MW級示范項(xiàng)目及產(chǎn)業(yè)化的報(bào)道出現(xiàn)。大規(guī)模液流儲能技術(shù)的發(fā)展為新能源的缺陷提供了很好的補(bǔ)充，配套大規(guī)模液流電池儲能裝置可以保證風(fēng)能和太陽能等新能源的平穩(wěn)輸出，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)的削峰填谷。

電堆是液流電池的核心部件，其性能的好壞直接決定了整個系統(tǒng)的性能和成本。通過將離子傳導(dǎo)膜、電極框、雙極板和密封等關(guān)鍵材料以壓濾機(jī)的方式將電堆組裝。其中，雙極板的兩側(cè)為電極框，電極框?yàn)橹锌战Y(jié)構(gòu)，內(nèi)部分別設(shè)有正負(fù)電極，正負(fù)電極之間設(shè)有離子傳導(dǎo)膜，兩側(cè)的電極框框體設(shè)有用于電解液流通的流道。雙極板起到隔離正負(fù)極電解液的作用，為了實(shí)現(xiàn)電解液的連續(xù)輸送，雙極板邊部設(shè)有電解液公共流道通孔。一直以來，該電解液公共流道通孔處通常是通孔橫截面與電解液直接接觸的位置，電堆長期運(yùn)行后，由于漏電電流和酸性電解液腐蝕，非常容易導(dǎo)致公共流道通孔橫截面處的雙極板極產(chǎn)生腐蝕，導(dǎo)致該處結(jié)構(gòu)發(fā)生裂紋、凹陷、坑點(diǎn)等現(xiàn)象，進(jìn)而破壞雙極板。雙極板公共流道通孔處的破壞將導(dǎo)致電解液發(fā)生滲漏或正負(fù)極電解液互混現(xiàn)象，從而造成電池性能降低，壽命縮短。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種電極框與雙極板之間非密封墊密封方式的電池結(jié)構(gòu)，可有效的實(shí)現(xiàn)公共流道的正負(fù)極電解液的隔離密封、雙極板的隔離防腐蝕保護(hù)以及雙極板的定位裝配。

液流電池用電極框公共流道密封結(jié)構(gòu)，所述液流電池包括正極電極框、負(fù)極電極框和雙極板，所述正極電極框、負(fù)極電極框和雙極板分別具有位置相適應(yīng)的電解液公共流道通孔；正極電極框和負(fù)極電極框分別設(shè)置有流道；所述正極電極框和負(fù)極電極框的電解液公共流道通孔包括孔Ⅰ和孔Ⅱ；所述孔Ⅰ與所述流道相連接；所述孔Ⅱ未連接流道，即正極電極框和負(fù)極電極框都同時(shí)具有與流道連接的孔Ⅰ和未連接流道的孔Ⅱ；設(shè)有第一密封件；設(shè)有環(huán)狀的第一密封件；所述第一密封件沿所述雙極板的電解液公共流道通孔的孔壁表面固定或者第一密封件環(huán)繞所述孔Ⅰ的圓周、固定在孔Ⅰ所在的電極框上；所述第一密封件的內(nèi)徑不大于所述孔Ⅰ的孔徑；外徑不小于所述孔Ⅰ的孔徑；本發(fā)明所述結(jié)合可以為粘結(jié)、焊接或一體成型。此處的第一密封件在實(shí)現(xiàn)電極框孔Ⅰ處電解液隔離、密封的同時(shí)，還可定位雙極板，并解決了雙極板的電解液公共流道通孔與電解液直接接觸的問題，從而可避免雙極板的電解液公共流道通孔橫截面的腐蝕。

進(jìn)一步地，所述雙極板的電解液公共流道通孔的孔徑不小于孔Ⅰ的孔徑，優(yōu)選雙極板的電解液公共流道通孔的孔徑大于孔Ⅰ的孔徑。

進(jìn)一步地，所述第一密封件的外徑等于所述雙極板的電解液公共流道通孔的孔徑。

進(jìn)一步地，所述第一密封件的厚度不小于所述雙極板的厚度，優(yōu)選第一密封件的厚度等于所述雙極板的厚度。

優(yōu)選所述正極電極框、負(fù)極電極框、第一密封件的材質(zhì)選自PVC、PP、增強(qiáng)PP或聚四氟乙烯等耐腐蝕材料。