[實用新型]一種適用于梯形液流電池的雙極板

有效

• 申請號: 201821601775.4
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN208923282U
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 鄭瓊;岳孟;張華民;李先鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所;大連融科儲能技術發展有限公司
• 主分類號: H01M8/0258
• 分類號: H01M8/0258
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本實用新型涉及液流電池領域，特別涉及一種適用于梯形液流電池的雙極板，梯形液流電池或電堆是指電極為梯形電極的液流電池或電堆，包括雙極板，其特征在于：所述雙極板為一梯形平板狀結構，在平板的一側表面或二側表面中部設有凸臺或凹槽，凸臺或凹槽平行于板體平面的截面為等腰梯形，凸臺或凹槽所在區域稱之為梯形電極區域，在梯形電極區域凸臺遠離板體平面的表面或凹槽底面設置有長條狀凹槽或長條狀凸起，長條狀凹槽或長條狀凸起平行于板體平面的截面為四邊形或多邊形，稱之為導流四邊形結構。

技術領域

本實用新型涉及液流電池領域，特別涉及液流電池或電堆雙極板。

背景技術

能源危機與環境問題推動了可再生能源的發展，進而引發了儲能技術研究熱潮。液流電池技術是一種電化學儲能技術的一種，其活性物質通常溶解于液體中，電池運行時，溶有活性物質的電解液在泵的推動作用下流經多孔電極而發生電化學反應，從而實現能量的存儲與釋放。其通常具有儲能容量與功率獨立設計等優點，因適合與大規模儲能應用而廣受關注。液流電池中電解液的流動特性與電池性能密切相關。中國專利(專利申請號：201410495737.5)中提出了梯形電堆的新型結構，該結構可以有效減小電極中的濃差極化，具有很高的實用性。但是，與矩形電池相比，梯形電池四個轉角處容易出現電解液流速過大或過小，影響活性物質的分布，若采用現有的導流結構難以實現電解液的均勻分配。液流電池中雙極板主要起著傳遞電子的作用，但通過合理地設計其幾何結構，亦可實現電解液導流的功能。

實用新型內容

針對梯形液流電池中電解液分布不均勻的問題，提出一種新型的液流電池雙極板結構，其結構簡單，加工方便，通過在雙極板上設計適當朝向的導流四邊形結構，可實現電解液均勻流入、流出電極反應區域，從而實現梯形電池內部電解液的均勻分布，緩解局部效應，同時通過設置梯形電極區域和導流四邊形結構高度或深度可實現電極壓縮比的調控而無需外加附件，有效降低接觸電阻和電池總體極化，提高電解液利用率，最終提升電池性能，降低系統成本。

為實現上述目的，本實用新型提供的具體技術方案如下:

一種適用于梯形液流電池或電堆的雙極板，梯形液流電池或電堆是指電極為梯形電極的液流電池或電堆，包括雙極板，其特征在于：所述雙極板為一平板狀結構，在平板的一側表面或二側表面中部設有凸臺或凹槽，凸臺或凹槽平行于板體平面的截面為等腰梯形，凸臺或凹槽所在區域稱之為梯形電極區域，在梯形電極區域凸臺遠離板體平面的表面或凹槽底面設置有長條狀凹槽或長條狀凸起，長條狀凹槽或長條狀凸起平行于板體平面的截面為四邊形或多邊形，稱之為導流四邊形結構。

本實用新型電池或電堆設計標準為：長條狀凹槽或長條狀凸起的長度方向的二端分別面向梯形電極區域等腰梯形的兩條底邊。長條狀凹槽或長條狀凸起平行于板體平面的截面為四邊形；梯形電極區域位于平行于板體平面的A平面上的等腰梯形截面的二條腰的延長線交于一點B，過點B且垂直于平面A的直線與另一平行于板體、且經過導流四邊形結構的平面C交于點D，導流四邊形結構的位于C平面上的四邊形截面的兩條較長邊所在的直線與同時過該較長邊上任意一點和點D的直線間的夾角為0～10°，以使電解液大致如圖1最右側所示沿徑向流動，提高電解液分布的均勻性。

作為優選，所述梯形電極區域高度或深度為0～100mm。

作為優選，所述導流四邊形結構寬度為0.1～100mm，高度或深度為0.1～100mm。

作為優選，所述導流四邊形結構寬度和高度/深度相同，或遵循靠近梯形電極區域兩底邊中點處的導流四邊形結構寬度較窄和/或深度/高度較小而遠離端寬度較寬和/或深度/高度較大的原則。

作為優選，所述電解液流入、流出口直徑0.1～100mm。

所述梯形電極區域，靠近電解液流入口一側為梯形長底邊，相對側為短底邊；位于梯形中軸線同側的電解液入口和出口屬于不同極電解液的流入和流出口；板體上梯形電極區域四周板體寬度為1～500mm；板體厚度為0.1～100mm。