[發明專利]插槽式集流結構、測量系統及其測量方法

有效

• 申請號: 201810330080.5
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108565468B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 屈治國;王瓊;張劍飛
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01M4/70
• 分類號: H01M4/70;H01M10/42;H01M10/48;H01M8/18
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

公開插槽式集流結構、測量系統及測量方法，插槽式集流結構包括集流框(1)、多個刀形石墨集流體(2)和絕緣密封墊片(3)，集流框(1)一側設有引入電解液的進液口(4)和相對側設有用于排出電解液的出液口(5)，集流框(1)第一表面(6)刻有相鄰的流道槽(7)和貫穿槽(8)，流道槽(7)一端連通進液口(4)，另一端連通出液口(5)，多個刀形石墨集流體(2)刀身部分(9)重疊布置，刀柄部分(10)相反布置，每個刀形石墨集流體(2)的刀身部分(9)從集流框(1)相對于第一表面(6)的第二表面(11)插入貫穿槽(8)且從第一表面(6)突出形成流道脊部，刀柄部分(10)放置于絕緣密封墊片(3)的凹槽(12)。

技術領域

本發明涉及一種液流電池技術領域，特別是一種用于測量帶有流道的液流電池電流密度分布的插槽式集流結構、測量系統及其測量方法。

背景技術

電極內部電流密度分布的均勻性是評價電池性能的關鍵運行參數之一，電極內部電流密度分布的不均勻性不僅會使電池性能降低，還會對其成本、壽命乃至安全性造成嚴重的不利影響。電極內部電流密度分布在時間和空間分布不均主要受到電池結構、材料、運行參數等多方面綜合因素的影響。液流電池內部存在復雜且相互耦合的物質轉化、傳輸過程，取得可靠的關鍵參數分布特性的在線測量實驗數據，可加深對相關過程機理的理解和認識、掌握液流電池內部特性參數不均勻分布與變化的規律，這對優化液流電池結構設計和提高液流電池性能均具有重要的學術意義和應用價值。對液流電池的內部電流密度的測量主要有兩種方法，一種是將若干銅導電片放置在石墨集流板外側進行電流密度分布測量，另一種方法是將原有石墨集流板分割為若干塊石墨集流塊進行電流密度分布測量。由于第一種測量方法實施過程中不能保證每塊導電銅片與石墨集流板的接觸情況完全相同，因此測量結果的精確性無法保證。對于第二種檢測方法，需將石墨集流板經過刻分割槽-填充絕緣物質-去除無分割槽部分-刻流道槽等一系列復雜加工處理為粘結在一起的分塊式集流體，使用時還需與銅導電板聯合使用，將每塊集流體上的電流經過與之接觸的銅導電板導出進行測量。該方法在測量過程中仍然不能保證每塊石墨集流板與導電銅片的接觸情況完全相同，測量結果的精確性也無法保證，并且該方法加工復雜、成本高，不適于推廣。因此，以上兩種方法都無法對有流道液流電池內部的電流密度分布進行有效測量。

在背景技術部分中公開的上述信息僅僅用于增強對本發明背景的理解，因此可能包含不構成在本國中本領域普通技術人員公知的現有技術的信息。

發明內容

為解決上述現有技術的不足之處，本發明提供一種測量精度高、成本低、實施性強、操作簡單的能夠測量有流道液流電池內部電流密度分布的插槽式集流結構、測量系統及其測量方法。

本發明的目的是通過以下技術方案予以實現。

本發明的一個方面，一種用于測量帶有流道的液流電池電流密度分布的插槽式集流結構，插槽式集流結構包括集流框、插放在集流框上的多個刀形石墨集流體和固定刀形石墨集流體的絕緣密封墊片，

集流框，集流框一側上設有引入電解液的進液口和相對側上設有用于排出電解液的出液口，集流框的第一表面刻有相鄰的流道槽和貫穿槽，所述流道槽一端連通進液口，另一端連通出液口，

刀形石墨集流體，其包括刀身部分和刀柄部分，兩兩相鄰的刀形石墨集流體的刀身部分重疊布置，刀柄部分相反布置，每個刀形石墨集流體的刀身部分從集流框相對于第一表面的第二表面插入所述貫穿槽且從第一表面突出形成流道脊部，外部檢測電路電連接所述刀柄部分，

絕緣密封墊片，其包括多個容納刀柄部分的凹槽。

在所述的用于測量帶有流道的液流電池電流密度分布的插槽式集流結構中，刀形石墨集流體的刀身部分長寬尺寸與所述貫穿槽相同，厚度與集流框的厚度相同。

在所述的用于測量帶有流道的液流電池電流密度分布的插槽式集流結構中，所述第一表面設有包含流道槽和貫穿槽的內凹區域，所述內凹區域與液流電池的電極材料緊密接觸。