[發(fā)明專利]一種液流電池電堆

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010625861.4
• 申請(qǐng)日: 2020-07-01
• 公開（公告）號(hào): CN113889640B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭瓊;李先鋒;岳孟;張華民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): H01M8/026
• 分類號(hào): H01M8/026;H01M8/0265;H01M8/18;H01M8/2455
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 鄭偉健

本發(fā)明涉及液流電池，特別涉及一種液流電池電堆，于電極區(qū)域內(nèi)的多孔電極上設(shè)有1個(gè)或2個(gè)以上從左側(cè)邊至右側(cè)邊依次間隔設(shè)置的通孔，即于中部通孔內(nèi)形成用于電解液緩沖再分布的1個(gè)或2個(gè)以上從左側(cè)邊至右側(cè)邊依次間隔設(shè)置的空腔。可實(shí)現(xiàn)電解液在電極區(qū)域，尤其是出口附近區(qū)域得到充分有效的利用，降低電池極化，消除局部效應(yīng)，提高電堆和系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液流電池領(lǐng)域，特別涉及液流電池電堆裝配結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)在可再生能源有效利用和環(huán)境污染治理等領(lǐng)域有著光明的應(yīng)用前景，其 中以全釩液流電池為代表的液流電池儲(chǔ)能技術(shù)因其通常具有儲(chǔ)能容量與功率獨(dú)立設(shè)計(jì) 等優(yōu)點(diǎn)而廣受關(guān)注。電堆是液流電池的核心部件，其性能的好壞直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的 穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。液流電池電堆通常結(jié)構(gòu)為矩形，其組成部件包括端板、矩形電極、液流框、離子交換膜等。液流電池運(yùn)行過程中，電解液從電堆入口流至出口，在流動(dòng)的同 時(shí)不斷進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，發(fā)生活性物質(zhì)的產(chǎn)生或消耗。從電堆入口和出口，隨著反應(yīng)的 不斷進(jìn)行，反應(yīng)物濃度不斷下降(如圖1所示)，從而影響電化學(xué)反應(yīng)在整個(gè)電極區(qū)域 的均勻進(jìn)行，其導(dǎo)致的直接結(jié)果是從入口到出口，濃差極化不斷增加，電極材料得不到 有效的利用，甚至產(chǎn)生局部效應(yīng)造成電堆材料的腐蝕等問題，嚴(yán)重影響電堆的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)液流電池中，尤其是液流電池電堆中電解液沿著入口到出 口方向活性物質(zhì)濃度不斷下降導(dǎo)致的極化問題(如圖1)，提出并研究一種更加合理的適用于液流電池電堆的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，通過在電極區(qū)域設(shè)定一定數(shù)量的用于 電解液再分配的空腔，可實(shí)現(xiàn)電解液在電極區(qū)域，尤其是出口附近區(qū)域得到充分有效的 利用，降低電池極化，消除局部效應(yīng)，提高電堆和系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的具體技術(shù)方案如下:

一種液流電池電堆，包括片狀多孔電極和中部帶與其相應(yīng)形狀及尺寸通孔的液流框，多孔電極置于液流框的中部通孔內(nèi)，于液流框上設(shè)有作為電解液流入通道的通孔和 作為電解液流出通道的通孔，電解液流入通道的通孔通過作為入口導(dǎo)流區(qū)域的設(shè)置于平 板狀液流框的板體一側(cè)表面凹槽或設(shè)置于平板狀液流框的板體內(nèi)的通孔與中部通孔相 連通，電解液流出通道的通孔通過作為出口導(dǎo)流區(qū)域的設(shè)置于平板狀液流框的板體一側(cè) 表面凹槽或設(shè)置于平板狀液流框的板體內(nèi)的通孔與中部通孔相連通；中部通孔靠近電解 液流入通道的一側(cè)(即中部通孔靠近入口導(dǎo)流區(qū)域的一側(cè))稱之為入口側(cè)邊，中部通孔 靠近電解液流出通道的一側(cè)(即中部通孔靠近出口導(dǎo)流區(qū)域的一側(cè))稱之為出口側(cè)邊， 中部通孔除入口側(cè)邊和出口側(cè)邊以外的兩個(gè)側(cè)邊稱為左右側(cè)邊；其特征在于：于電極區(qū) 域內(nèi)的多孔電極上設(shè)有1個(gè)或2個(gè)以上從左側(cè)邊至右側(cè)邊依次間隔設(shè)置的通孔，即于中 部通孔內(nèi)形成用于電解液緩沖再分布的1個(gè)或2個(gè)以上從左側(cè)邊至右側(cè)邊依次間隔設(shè)置 的空腔。