[發明專利]一種新型無內置公用流道的液流電池電堆

在審

• 申請號: 201711249940.4
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN107808972A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 江杉;張華民;馬相坤;楊振坤;高濤;王紫雪;費硯志;姜宏東;劉盛林
• 申請（專利權）人: 大連融科儲能裝備有限公司
• 主分類號: H01M8/2455
• 分類號: H01M8/2455;H01M8/2465;H01M8/249
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司21212
• 代理人: 周媛媛,李馨

技術領域

本發明涉及一種新型無內置公用流道的液流電池電堆。

背景技術

全釩液流電池電堆是將多個單電池串聯而成，電解液通過單電池的公用流道流入每節單電池中。因為公用流道的存在，電池的結構性部件(電極框、面密封等)和關鍵材料(離子膜、雙極板等)上都需要進行打孔，電解液通過這些孔連成的公用流道流入每節單電池中，該結構存在以下缺點：

1、公用流道的存在導致電池產生了額外的漏電電流，影響電池的效率；

2、公用流道的存在導致多種電池部件需要進行打孔，打孔后的部件強度會下降，在緊堆力的作用下容易破碎，造成電堆的內外漏；

3、上述打孔后的各部件的孔截面會直接和酸性電解液接觸，導致部件截面被腐蝕氧化，影響使用壽命；

4、上述打孔處的密封難度較大，如果一旦出現部件錯位、公差過大、預緊力下降等情況，很容易造成電堆的內外漏；

5、打孔會增加工序，耗費工時，造成原料的浪費。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種新型無內置公用流道的液流電池電堆，取消公用流道，減少了漏電電流，防止電解液的析出，提高了電池效率和使用壽命；電極框自帶流道口配合外置分流器的方法，提高了電堆的密封可靠性。

本發明通過以下技術方案實現。

一種新型無內置公用流道的液流電池電堆，取消原有公用流道設計，流道口設置在電極框外部，整體通過注塑進行成型；所述流道口位于電極框分支流道的延伸處；電極框流道口延伸處可以采用竹節式、螺紋式、光滑式等方式；所述流道口通過軟管與外置分流器密封連接；所述流道口包括進液流道口和出液流道口；

外置分流器采用雕刻或注塑成型方式；外置分流器包括分流器主體；所述分流器主體內設有主管路；所述主管路上設有輸液口；所述主管路上設有若干個分流器分支流道；所述分流器分支流道上設有分流器分支流道連接頭、所述分流器分支流道連接頭連接軟管。

進一步地，在上述技術方案中，所述分流器主體為一體式。

進一步地，在上述技術方案中，所述分流器主體為分體式；由多個分流體塊通過密封圈配合螺桿擰緊方式進行組合密封，構成分流體主體；所述分流體塊設有1-3個分流器分支流道。

進一步地，在上述技術方案中，所述進液流道口包括正極進液流道口和負極進液流道口；所述出液流道口包括正極出液流道口和負極出液流道口。

進一步地，在上述技術方案中，所述外置分流器至少有4個，分別為正極電解液輸入外置分流器、正極電解液輸出外置分流器、負極電解液輸入外置分流器、負極電解液輸出外置分流器。

進一步地，在上述技術方案中，分流器主體外部設有固定螺栓孔；使用螺栓通過分流器固定螺栓孔將分流體與電堆端板進行固定連接。

進一步地，在上述技術方案中，分流器分支流道連接頭通過摩擦焊接或膠水粘接或超聲焊接與分流器分支流道密封連接。

進一步地，在上述技術方案中，軟管采用管卡或密封圈或螺紋或膠粘或激光焊接或熱焊接與分流器分支流道連接頭進行密封連接。

進一步地，在上述技術方案中，電極框自帶進液流道口可以有1～5個，自帶出液流道口可以有1～5個。

進一步地，在上述技術方案中，電極框自帶流道口可以是圓形、矩形、梯形等形狀。

液流電池電堆改進前，電解液通過泵從電解液桶中泵出，通過電堆的進液板主進液口流入進液板，再從進液板的公用流道口流入電堆的公用流道，然后經過每節電池的入口分支流道流入各節電池中，經過電化學反應后，從各節電池的出口分支流道流入電堆公用流道中，最后流入電堆進液板，通過進液板的出口流道流回到電解液桶中。

改進后的本申請液流電池電堆，電解液通過泵從電解液桶中泵出，通過外置分流器的主管路入口進入到外置分流器中，通過分流器的各電池分支出口進入到各節電池的電極框流道口的軟管中，然后通過電極框進口自帶流道口進入到各節電池中，經過電化學反應后，從各節電池的電極框出口自帶流道口流入到連接軟管中，再流入到外置分流器中，最后流回到電解液桶中。

發明有益效果

1、取消公用流道，減少了漏電電流，防止電解液的析出，提高了電池效率和使用壽命；

2、電極框自帶流道口配合外置分流器的方法，提高了電堆的密封可靠性；

3、電池的結構性部件，如電極框、面密封等取消打孔設計；電池的關鍵材料，如膜、雙極板等取消打孔設計；節省了電堆部件的加工程序，節約了人員及物料成本；

4、分流器可以采用分體式多段結構，根據單電池的數量確定分體段數，靈活高效。

附圖說明