[發明專利]一種全釩液流電池獨立單元結構、制備方法及應用

在審

• 申請號: 202010367006.8
• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN111477904A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 楊振坤;黃秋實;孫丹;許曉波;江杉;吳馮勃;衣寬榮;朱世陽;牟春霞
• 申請（專利權）人: 大連融科儲能裝備有限公司
• 主分類號: H01M8/0258
• 分類號: H01M8/0258;H01M8/0273;H01M8/0276;H01M8/18;H01M8/2404;H01M8/2455
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 祝詩洋

1.一種全釩液流電池獨立單元結構，其特征在于，包括以離子交換膜為中心對稱向外依次連接的電極、導流框、電極板；其中，電極位于電極板與導流框中間形成的空腔內，導流框及電極板四角上分別設置相對應的電解液流道孔，在導流框外邊緣及電解液流道孔邊緣設置密封膠槽，對稱連接的導流框上的密封膠槽的位置交錯設置；離子交換膜邊緣任意一點至任意電解液流道孔圓心的距離大于電解液流道孔半徑，離子交換膜邊緣打孔，使粘結劑貫穿其中，固定于兩個導流框之間。

2.根據權利要求1所述的全釩液流電池獨立單元結構，其特征在于，所述的電解液流道孔的密封膠槽形狀為圓形、矩形及其互補圖形。

3.根據權利要求1所述的全釩液流電池獨立單元結構，其特征在于，在所述導流框內邊緣位置設置二次密封線，且在兩個對稱連接的導流框上交錯設置該密封線。

4.根據權利要求1所述的全釩液流電池獨立單元結構，其特征在于，所述密封線選擇材料為氟硅膠、丙烯酸酯壓敏膠或乙烯-醋酸乙烯共聚物。

5.根據權利要求1所述的全釩液流電池獨立單元結構，其特征在于，所述的離子交換膜上打孔形狀為圓形、矩形、圓角矩形及三角形任一種可加工的形狀。

6.根據權利要求1所述的全釩液流電池獨立單元結構，其特征在于，所述的粘結劑為聚四氟乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚氨酯或有機硅類樹脂，結合方式可采用噴涂、刷涂、熱熔、刮涂等任一種。

7.根據權利要求1所述的全釩液流電池獨立單元結構，其特征在于，包括依次連接的第一電極板(1)、第一導流框(2)、第一電極(3)、離子交換膜(4)、第二電極(3’)、第二導流框(2’)、第二電極板(1’)；導流框及電極板四角上分別設置相對應的電解液流道孔，第一電極板(1)與第一導流框(2)非流道側連接；第二電極板(1’)與第二導流框(2’)非流道側連接；在第一電極板(1)與第一導流框(2)中間形成的空腔內設置第一電極(3)；在第二電極板(1’)與第二導流框(2’)中間形成的空腔內設置第二電極(3’)；在第一電極(3)和第二電極(3’)之間設置離子交換膜(4)；

離子交換膜(4)邊緣任意一點至任意電解液流道孔(24、2’4)圓心的距離大于電解液流道孔(24、2’4)半徑；離子交換膜(4)邊緣處打孔，使化學粘結劑貫穿其中，用于將離子交換膜(4)固定于第一導流框(2)和第二導流框(2’)上；

在第一導流框(2)、第二導流框(2’)的外邊緣及電解液流道孔(24、2’4)邊緣之間設置密封膠槽，且密封膠槽交錯設置，使第一導流框(2)和第二導流框(2’)疊放時形成密封空間。

8.如權利要求1所述的全釩液流電池獨立單元結構的應用，其特征在于，通過增加離子交換膜、電極及導流框獲得多節電池單元結構，在多節電池單元結構中，兩側邊電池結構及中間離子交換膜設置與獨立單元結構相同，電極板設置為兩極共用，組成多節為一體的獨立結構。

9.一種由權利要求1所述獨立結構單節電池組成的液流電池系統，其特征在于，該電池系統包括電極板及液流電池電堆，所述液流電池電堆是根據實際應用的需要疊加的多節電池單元結構。

10.液流電池電堆的制備工藝，其特征在于，采用權利要求1所述的獨立單元結構，將電極板、導流框、電極、離子交換膜依次疊加，形成以離子交換膜為軸對稱的單節電池獨立結構，根據應用需要將單節電池結構進行組裝形成電堆，其中相鄰部件的接合方式如下：

(1)通過噴涂、刮涂等方式用粘合劑粘合，粘合劑為聚氨酯、熱敏膠、丙烯醋酸酯、PVDF；

或(2)通過儀器輔助高溫結合，儀器包括高溫熱壓機、紅外焊接機、激光焊接機；

以上(1)、(2)兩種方式可單獨或結合使用，獲得可拆卸、組裝的液流電池電堆。