[實用新型]液流電池離子交換膜組件及包括其的液流電池

有效

• 申請號: 201520663985.6
• 申請日: 2015-08-28
• 公開（公告）號: CN204857855U
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 高艷;劉紅麗;王政;劉煜
• 申請（專利權）人: 中國東方電氣集團有限公司
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: 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: 趙囡囡;吳貴明

技術領域

本實用新型涉及液流電池技術領域，具體涉及一種液流電池離子交換膜組件及包括其的液流電池。

背景技術

液流電池是一類新型電化學儲能體系，相比于其他儲能技術，液流電池具有功率大、容量大、能量轉換效率高、使用壽命長、安全性高、綠色環保等優點，在與光伏發電和風力發電配套的大規模儲能系統、智能電網調峰、通訊基站以及分布式電源等領域具有廣闊的應用前景。全釩氧化還原液流電池是液流電池中的一種，它以不同價態的釩離子電解液作為電池的正負極活性物質，正極為V⁴⁺/V⁵⁺電對，負極為V²⁺/V³⁺電對。電池的正負極通過離子交換膜隔開，正負極電解液分別存儲于外部的兩個儲液罐中，通過泵將電解液泵入電池正負極室中完成電化學反應，再回到儲液罐中形成閉合循環液流回路。

現有的液流電池堆結構如圖1所示，其中10’為雙極板，20’為液流框，30’為多孔電極，40’為離子交換膜，多孔電極30’嵌套于液流框20’的中間鏤空部位，按圖中所示次序不斷重復疊放而成。為了避免電解液從離子交換膜40’與液流框20’的接觸面處滲出，通常需要在離子交換膜40’兩側的液流框20’上嵌入密封圈(線密封)或添加密封墊片(面密封)來實現密封。然而，電池堆在實際運行中，離子交換膜往往會吸收電解液中的水分而發生溶脹變形，使得液流框與離子交換膜間很容易發生密封失效，導致電池堆漏液，另一方面溶脹后離子交換膜的機械強度下降，在密封圈或密封墊片長期施壓狀態下極易發生機械破壞，也容易導致電池密封失效。

實用新型內容

本實用新型針對上述問題，提供了一種液流電池離子交換膜組件及包括其的液流電池，以解決現有技術中需要在離子交換膜兩側的液流框上嵌入密封圈或添加密封墊片進行密封以及離子交換膜溶脹變形帶來的密封失效問題。

為了實現上述目的，根據本實用新型的一個方面，提供了一種液流電池離子交換膜組件。該液流電池離子交換膜組件包括：多孔膜；離子交換區涂層，設置在多孔膜的中間區域；密封區涂層，設置在多孔膜除離子交換區涂層外的區域。

進一步地，多孔膜為一體化多孔膜。

進一步地，多孔膜具有上表面、下表面和多個貫穿性的孔洞，離子交換區涂層設置在多孔膜的中間區域的孔洞內、上表面和/或下表面。

進一步地，密封區涂層設置在多孔膜除離子交換區涂層外的區域的孔洞內、上表面和/或下表面。

進一步地，離子交換區涂層的厚度與密封區涂層的厚度相同或不同。

根據本實用新型的另一個方面，提供一種液流電池。該液流電池包括液流電池離子交換膜組件，液流電池離子交換膜組件為上述任一種的液流電池離子交換膜組件。

應用本實用新型的技術方案，在多孔膜上通過涂覆離子交換區涂層和密封區涂層形成涂覆離子交換區和密封區，因為密封區的存在，該液流電池離子交換膜組件在電池堆裝配時不需在離子交換膜組件兩側的液流框上嵌入密封圈或添加密封墊片，降低電池堆加工成本和裝配難度，同時還可避免常規設計中離子交換膜吸水溶脹導致的密封失效問題。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1示出了現有技術中液流電池堆的結構示意圖；以及

圖2示出了根據本實用新型一實施例的離子交換膜組件的結構示意圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。

針對現有技術中需要在離子交換膜兩側的液流框上嵌入密封圈或添加密封墊片進行密封以及離子交換膜溶脹變形帶來的密封失效問題，本實用新型提出了以下技術方案。

根據本實用新型一種典型的實施方式，提供了一種液流電池離子交換膜組件。如圖1所示，該液流電池離子交換膜組件包括多孔膜，設置在多孔膜的中間區域的離子交換區涂層41和設置在多孔膜除離子交換區涂層41外的區域的密封區涂層42。應用本實用新型的技術方案，在多孔膜上通過涂覆離子交換區涂層和密封區涂層形成涂覆離子交換區和密封區，因為密封區的存在，該液流電池離子交換膜組件在電池堆裝配時不需在離子交換膜組件兩側的液流框上嵌入密封圈或添加密封墊片，降低電池堆加工成本和裝配難度，同時還可避免常規設計中離子交換膜吸水溶脹導致的密封失效問題。