[實用新型]一種多腔室液流電池板框及單電池

有效

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• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN213936254U
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設計）人: 李昂;李曉蒙;楊林;王含
• 申請（專利權）人: 北京和瑞儲能科技有限公司
• 主分類號: H01M8/0273
• 分類號: H01M8/0273;H01M8/0276;H01M8/0258;H01M8/18
• 代理公司: 北京知聯(lián)天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張迎新;史光偉

本實用新型公開了一種多腔室液流電池板框及單電池，板框包括負極板框和正極板框；正極板框與負極板框正面特征區(qū)別在于正極板框上具有與負極板框的定位柱配合的定位孔，背面特征區(qū)別在于正極板框無深槽，設有膜密封墊板框，在矩形板框的短邊設置進出液口，能最大限度使用長邊的空間設計流道，同時考慮到電解液通過電極后存在阻力降，在板框中部連橋上設計了Z型密封墊，使反應前電解液不會直接漫進反應后電解液的流道和總流出口；一種多腔室液流單電池，按照從上往下的堆疊順序分別是：正極板框蓋板、正極板框、膜、負極板框蓋板、負極板框和雙極板，使用了外形尺寸更小的雙極板和膜材料，降低了原料成本。

技術領域

本實用新型屬于儲能領域的液流電池堆技術領域，特別涉及一種多腔室液流電池板框及單電池。

背景技術

根據國家新的能源發(fā)展戰(zhàn)略，新能源必須配備儲能設施。液流電池是多種儲能技術之一，其突出優(yōu)勢是功率與容量的自由匹配，能應對新能源電站、電網和電力用戶的多種需求。

液流電池的板框是整個儲能系統(tǒng)的核心部件之一。板框的流場設計影響堆內的電化學反應的效率，特別是板框的密封設計，需要隔絕外部環(huán)境以及防止堆內正負極電解液的串液。板框表面特征的加工難度會直接反饋在堆體的造價上，可采用的加工方式有機加工、模壓和注塑等。因此，板框是液流電池系統(tǒng)的關鍵與基礎。

多腔室液流電池板框與單腔室電池相比有以下優(yōu)點：

1、與單腔室電池相比，在電池體積和電極總面積相近的情況下，多腔室電池能降低電解液在大流量工況下通過電極短邊產生的阻力，降低泵功的損耗，電池堆可在更高電流密度下使用。

2、受制于一些材料處理工藝的要求和工業(yè)設備尺寸，多腔室板框使用的電極外形尺寸比單腔室的小，讓電極制備和處理有了更多選擇。裝配電池時，可以使用兩個更小外形尺寸的雙極板和膜材料，降低了原料成本，降低了存放時相關場地和設備的尺寸要求，以及在機械化裝配時對工業(yè)設備的尺寸要求。

現(xiàn)有技術中的多腔室液流電池板框以下問題：

1、電解液在流出總管后直接分配成兩股支流。每條支路通道的水力直徑小，電解液的流阻顯著增大。

2、每個腔室對應獨立的電解液出入管，增加了外部管路的造價，系統(tǒng)的設計成本，也增加了液流電池系統(tǒng)的漏電流，對系統(tǒng)庫倫效率的提升起到了反作用。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型提供一種多腔室液流電池板框及單電池，板框采用兩個獨立電極腔室結構，電解液通過一個公共電解液入口平均分配進兩個電極腔，在兩個腔室獨立反應后，電解液再通過流道匯總到一個公共出口，流出單電池。多腔室液流單電池，按照從上往下的堆疊順序分別是：正極板框蓋板、正極板框、膜、負極板框蓋板、負極板框和雙極板。

一種多腔室液流電池板框，包括負極板框和正極板框；負極板框為矩形，負極板框正面包括兩個獨立的矩形電極腔、負極電解液入口、負極電解液出口、正極電解液入口、正極電解液出口、主流道、外層密封墊、主電解液孔密封墊、定位柱、蓋板槽、傾斜擋臺、緩流平臺、支流道，負極電解液入口、負極電解液出口、正極電解液入口和正極電解液出口，分別設置于所述負極板框的兩側邊，正極電解液入口和正極電解液出口，均在外圈設有主電解液孔密封墊，電極腔外側設有蓋板槽，主流道第一端與負極電解液入口連通，第二端與支流道連通，支流道設有分岔，分岔內存在傾斜擋臺，傾斜擋臺底部設有緩流平臺，負極板框在四角設有定位柱，定位柱的內側設有外層密封墊，負極板框背面設有雙極板槽和雙極板密封墊；正極板框與負極板框正面特征區(qū)別在于正極板框上具有與負極板框的定位柱配合的定位孔，背面特征區(qū)別在于正極板框無深槽，設有膜密封墊。

進一步的，負極板框正面在中央連橋上設有Z字形入液與出液分隔密封墊。

進一步的，負極板框長邊均設有特征豁口。

進一步的，負極板框長邊均勻分布有支撐墊孔。