[實用新型]一種液流電池用液流框、單電池及電堆

有效

• 申請號: 201820076010.7
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN207925581U
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 張慧;李玉歧;何清;盧澤湘;黃六蓮;陳禮輝
• 申請（專利權）人: 福建農林大學
• 主分類號: H01M8/0273
• 分類號: H01M8/0273;H01M8/04186;H01M8/18
• 代理公司: 北京索睿邦知識產權代理有限公司 11679
• 代理人: 郭禾苗

本實用新型涉及一種液流電池用液流框、單電池及電堆。一種液流電池用液流框包括順次連接的進液端主流道、進液端支流道、進液端第一級緩流區、進液端第二級緩流區、反應區、出液端第二級緩流區、出液端第一級緩流區、出液端支流道和出液端主流道，主流道為使得電解液流動處于層流狀態的寬型主流管道，該寬型主流管道直接連接支流道，支流道為若干條并行的長條形通道，緩流區均設有節流樁。本實用新型，集電池電堆內電解液均勻分配、漏電與泵耗比可優控制、單電池電解液均勻分布功能于一體，可實現百千瓦級大功率電堆集成、提高電堆內各單電池的一致性、有效控制和權衡漏電與泵耗比、提高液流電池的整體工作能量效率。

技術領域

本實用新型屬于液流電池技術領域，特別涉及一種液流電池用液流框、單電池及電堆。

背景技術

在儲能領域，液流電池備受人們關注，其中，全釩氧化還原液流電池（簡稱流體釩電池、釩電池或VRB）最受人們關注，已成為工業規模應用的先導者。液流電池是一種利用正負極電解液分開，各自“泵”循環的高性能蓄電池，具有可大容量儲存電能、可瞬間充放電、可大功率充放電以及充放電壽命長等特點，在同等充放電功率下，儲能容量可根據需要進行調整。隨著風光儲產業化進程的發展，液流電池因其獨有特性得到大力推廣和發展。

但是，目前業內技術人員在設計液流框流道的時候往往過度限制電堆自漏電損失，而沒有考慮或者忽視了電池系統中循環泵的功耗（電解液流體阻力損失越大，循環泵的功耗越高）。因此，現有的液流電池用液流框其主流道大部分設計得很狹窄，這樣設計漏電較小，但是循環泵的功耗卻很大、并且使正、負電解液到每個單電池的量也分布不均勻，無法集成大功率電堆；另外，現有的液流電池用液流框其支流道大部分由直槽、連通孔以及梳型槽組成，該支流道的連通孔上端與主流道連通，梳型槽下端直接連通反應區，一是電解液從主流道進入支流道時分布不均勻，二是電解液從支流道進入反應區時分布不均勻。因此，開發一種集漏電與泵耗比可優控制、電解液均勻分配、實現大功率電堆集成功能于一體的液流電池用液流框變得尤為重要。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是克服現有技術的上述缺陷，提供一種液流電池用液流框。此液流框集電池電堆內電解液均勻分配、漏電與泵耗比可優控制、單電池電解液均勻分布功能于一體，可實現百千瓦級大功率電堆集成、提高電堆內各單電池的一致性、有效控制和權衡漏電與泵耗比、提高液流電池的整體工作能量效率。本實用新型還提供了一種單電池及電堆。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種液流電池用液流框包括正極液流框和負極液流框，正極液流框和負極液流框呈軸對稱結構、且分別設有進液端和出液端，在進液端和出液端分別對應設置有進液口和出液口，進液口和出液口均分別位于正極液流框和負極液流框兩側的對角位置，還包括：

進液端主流道，其為使得電解液流動處于層流狀態的寬型進液端主流管道，該寬型進液端主流管道上端連接進液口；

進液端支流道，其為若干條并行的長條形通道，該若干條并行的長條形通道上端直接連接進液端主流道；

進液端第一級緩流區，其為并排設置的擋板結構，且包括分布于進液端支流道出口位置的進液端第一級節流樁；

進液端第二級緩流區，其為并排設置的擋板結構，且包括均勻分布的進液端第二級節流樁，進液端第二級緩流區與進液端第一級緩流區相連；

反應區，其上端連接進液端第二級緩流區；

出液端第二級緩流區，其為并排設置的擋板結構，且包括均勻分布的出液端第二級節流樁，出液端第二級緩流區上端連接反應區；

出液端第一級緩流區，其為并排設置的擋板結構，且包括出液端第一級節流樁，出液端第一級緩流區與出液端第二級緩流區相連；

出液端支流道，其為若干條并行的長條形通道，該若干條并行的長條形通道的入口位置分布出液端第一級節流樁；