[發明專利]一種液流電池電堆的生產加工方法

有效

• 申請號: 202211326929.4
• 申請日: 2022-10-27
• 公開（公告）號: CN115395068B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 張文東;楊懷榮;楊朝寬;董晨超;李衛衛;周鵬飛;周明森;謝青
• 申請（專利權）人: 揚州西融儲能科技有限公司
• 主分類號: H01M8/18
• 分類號: H01M8/18;H01M8/2404
• 代理公司: 上海遠諾知識產權代理事務所(普通合伙) 31397
• 代理人: 尹曉雪

本發明公開了一種液流電池電堆的生產加工方法，包括：注塑工序、框加工工序、電堆組裝工序、熱熔接工序以及電解液引入工序；注塑工序中使用絕緣材料注塑形成流場框和雙極板框；框加工工序中在流場框的凹臺中光焊雙極板作為第一流場框，在流場框的凹臺中膠粘離子傳導膜作為第二流場框，在雙極板框的凹臺中光焊雙極板；電堆組裝工序中對集流板、雙極板框、碳氈、第一流場框以及第二流場框進行組合形成電池組，在電池組兩端分別放置由絕緣材料制成的端板；熱熔接工序中使用液壓機對兩個端板施加夾緊力，然后將兩個端板以及電池組疊加形成的側面進行加熱熔合實現密封。本發明加工出的電堆無需定期維護，可靠性較高且性能良好。

技術領域

本發明屬于液流儲能技術領域，具體涉及一種液流電池電堆的生產加工方法。

背景技術

以風能、太陽能為代表的可再生能源的飛速發展，以及其自身的不穩定性、不連續特性對電網產生嚴重沖擊，使大規模高效儲能技術成為實現可再生能源發電規模化利用的關鍵技術。在眾多的儲能技術中，電化學儲能技術因其效率高、環境友好而發展迅速。目前，多個國家已相繼建成kW～MW級的電化學儲能系統，配套于太陽能、風能等可再生能源發電系統中，在平滑輸出、跟蹤計劃發電、平衡負荷和削峰填谷中發揮了重要作用。

液流電池作為電化學儲能技術的典型裝置，具有效率高、循環壽命長、容量和功率可獨立設計、響應快、安全性高、生命周期內性價比高等突出的優勢，尤其適合于大規模儲能。液流電池電堆是一種將多片液流電池串聯在一起，并通過裝配組合而成的更高一級的儲能系統單元結構。

現有的液流電池電堆包括多節串聯在一起的液流電池以及在這些液流電池兩端所放置的金屬端板；該金屬端板通常為鋼制或鋁制的。其中，如圖1所示，單個液流電池中在流場框與雙極板之間放置有密封墊圈，該密封墊圈用于實現雙極板與流場框的連接與密封，從而將電解液密封在這三者形成的電極反應區中。

在生產上述電堆的過程中，使用金屬螺桿穿過金屬端板上的螺孔，將多節液流電池以及兩側的金屬端板串在一起；然后使用壓濾機對整個液流電池電堆進行壓緊；在此作用力下，將螺桿兩端的螺母擰緊實現電堆的緊固。其中，雙極板與流場框及其兩者之間的密封墊圈依賴該緊固力實現密封，同時液流電池內的離子傳導膜與流場框也依靠該緊固力實現連接。

然而，由于密封墊圈夾在雙極板與流場框之間，使得雙極板與流場框之間存在大面積空洞，因此使用壓濾機對整個電堆進行壓緊時，容易導致雙極板與流場框被壓縮變形，從而影響電解液在電極區域內的分布均勻性。此外，現有的液流電池電堆還需要定期進行緊固維護，否則一旦螺母松動，液流電池電堆的緊固效果下降，將會導致電解液漏液，進而導致液流電池電堆內部短路，致使整個液流電池電堆失效。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的上述問題，本發明提供了一種液流電池電堆的生產加工方法。

本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

一種液流電池電堆的生產加工方法，包括：

注塑工序：使用絕緣材料注塑形成一批流場框和雙極板框；其中，所述流場框和所述雙極板框的尺寸相等，且均在一面的居中位置設有中空的凹臺，所述流場框的另一面還設有電解液流道；所述流場框和所述雙極板框均在四角上設有位置對應的電解液流通孔，所述流場框的兩個電解液流通孔分別接通所述電解液流道以供電解液出入；

框加工工序：在部分流場框的凹臺中光焊雙極板作為第一流場框，另在部分流場框的凹臺中膠粘離子傳導膜作為第二流場框；在雙極板框的凹臺中光焊雙極板；