[發明專利]一種全釩液流電池用電極框

在審

• 申請號: 201810671714.3
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN108550885A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 王宇;熊仁海;呂玉康;王宇攀
• 申請（專利權）人: 杭州德海艾科能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/18
• 分類號: H01M8/18;H01M8/0271
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明主要公開了一種全釩液流電池用電極框，其技術方案：電極框主體中間設置電極腔，電極框主體四角分別設有正極進液口、正極出液口、負極進液口和負極出液口，所述正極進液口依次連接有正極進液主流道、正極進液第一分流道以及正極進液夾層流道，正極出液口依次連接有正極出液主流道、正極出液第一分流道以及正極出液夾層流道，所述電極框主體反面設有離子交換膜，所述正極進液口、正極出液口、電極腔以及離子交換膜四周邊緣處均設有密封槽，所述密封槽處設有密封條，所述離子交換膜四周通過密封條固定。能提高電解液的分布均勻性，提高電池反應效率，分割式密封設計減少漏電流、電堆厚度，減少組裝工序、降低組裝難度、降低電堆成本。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，特別是一種全釩液流電池用電極框。

背景技術

全釩液流電池常溫常壓運行，安全可靠，即使正負極電解液發生互混，也不會發生爆炸和燃燒；循環壽命長，可深度充放電，充放電特性良好，響應速度快，能量效率高；釩離子的電化學可逆性高，電化學極化小，適合大電流快速充放電；功率和容量分別由電芯和電解液的數量決定，因此功率和容量可獨立設計，設計靈活；環境友好，電解液可循環使用和再生利用。全釩液流電池主要通過電極框將電極、雙極板、離子交換膜等部件組裝成電堆。電極框是電極材料、雙極板材料的載體，還為電解液提供流道，從而成為電化學反應的載體，因此電極框的結構設計對電堆性能和運行起至關重要的作用。優秀的電極框結構設計不但能夠減小電堆的體積，還能提高電解液在電極的分布均勻性，從而提高電池反應效率，減少原材料的浪費，降低電堆的成本，有利于產業化。

目前全釩液流電池體積較大，電解液的分布容易不均勻，影響電池系統性能；一些電極框設計需要的離子交換膜和雙極板材料偏多，增加了生產成本；以及加工組裝時需要對離子交換膜和雙極板進行打孔操作增加了電池生產操作工序，不利于電池系統的產業化。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供一種全釩液流電池用電極框，結構簡單，可提高電解液的分布均勻性，提高電池反應效率和能量效率；采用分割式密封的設計可減少漏電流、電堆厚度、以及原材料使用數量，簡化生產工序，降低生產成本。

為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案來實現：一種全釩液流電池用電極框，包括電極框主體，電極框主體中間設置有為放置電極的電極腔，所述電極框主體四角分別設有正極進液口、正極出液口、負極進液口和負極出液口，所述正極進液口和正極出液口呈對角關系，負極進液口和負極出液口呈對角關系，所述正極進液口依次連接有位于電極框主體正面的正極進液主流道、正極進液第一分流道以及正極進液夾層流道，正極出液口依次連接有位于電極框主體正面的正極出液主流道、正極出液第一分流道以及正極出液夾層流道，所述電極框主體反面設有離子交換膜，所述正極進液口、正極出液口、電極腔以及離子交換膜四周邊緣處均設有密封槽，所述密封槽處設有密封條，所述離子交換膜四周通過密封條固定。

本發明進一步：所述正極進液口和正極出液口四周邊緣的密封條的范圍不超過電極框主體的中心線。

本發明進一步：所述離子交換膜的四邊均超出密封條，但不覆蓋正極進液口、正極出液口、負極進液口和負極出液口。由于密封條形狀規則且和進出液口有一定的間距，離子交換膜不需要進行打孔，從而減少材料浪費、減少組裝工序、降低組裝困難，通過密封條與密封槽將離子交換膜固定。

本發明進一步：所述正極進液夾層流道和正極出液夾層流道結構相同，且均設有第二分流道，所述第二分流道槽深度大于正極進液第一分流道或正極出液第一分流道的槽深度。相互之間的槽深度有一定落差。

本發明進一步：所述電極框主體的材質采用共聚PP、HDPE、LLDPE、PVC、PVDF等耐化學腐蝕性能和成型加工性能較好的高分子材料。

本發明進一步：電極框主體厚度為2-15mm。

本發明進一步：所述正極進液第一分流道、正極出液第一分流道按均勻間隔分割有小流道，提高電解液的分布均勻性。