一种单液流电池用的流道结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种单液流电池用的流道结构，其包括能够接合在一起将集电极固定在中间的两块格栅，该格栅包括相平行的两根定位条、两端部分别架设在两根定位条上的多根栅条，其中多根栅条沿着定位条的延伸方向间隔分布，栅条包括位于两根定位条同侧的凸出部、与凸出部一体设置位于两根定位条之间的间隔部，两块格栅能够自栅条的凸出部或定位条将集电极固定在中间，栅条和定位条、以及格栅与集电极之间形成有供电解质溶液流过的流道。本实用新型专利技术可规范电解质溶液流动方向和均匀性，结构简单，适用于电镀行业和沉积型液流电池体系中。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电化学工程与工业装置领域，特别涉及到一种单液流电池用的流道结构。
技术介绍
液流电池是世界上规模最大的储能电池之一，由于设计灵活、全寿命成本最低、能适合各种储能场合，因此竞争力很强，应用前景非常广阔，是可再生能源利用和智能电网发展的必备技术之一。当今加快发展风能、太阳能、生物质能等可再生能源已刻不容缓，开发高效的规模储能技术意义非常重大。液流电池的正、负极活性物质主要存在于电解液中，包括双液流型和沉积型液流电池两类，其中沉积型液流电池的一个或两个电极的活性材料以电化学沉积/溶解过程储能。文献(J.Power Sources 27(1989) 219)表明，上世纪80年代研宄者提出了采用铜、锌、铁等沉积型电对的液流电池体系，但沉积型电极的表面形貌不易控制，容易产生沉积层积累。2004年英国南开普敦大学Pletcher课题组(Phys.Chem.Chem.Phys.2004(6) 1773)基于传统铅酸二次电池的概念提出一种新的全沉积型液流储能电池体系，以溶于甲基磺酸水电解质溶液中的铅离子分别在正负极上沉积PbOjP Pb储能。但该电池仍没有解决沉积层不均匀、积累、形貌不佳等问题。我们课题提出了锌镍单液流电池(ZL200610109424.7)，也存在锌沉积不均匀、边沿非正常沉积与生长等问题。单液流电池用于太阳光伏发电、风力等不稳定性发电的蓄电，从安全、储能效率、性价比等方面比较来看是最适宜规模化储能电池体系。单液流电池结构简单，电解液单一，只有一个电解液回路，不必使用价格高昂的离子交换膜，避免了离子交叉污染的问题，因此维护成本较低。单液流电池内部结构中，正负电极之间需要加入栅板以分隔两个电极并形成电解质溶液流动所需的流道结构。流道结构，是影响液流电池性能的一个关键因素。流道结构决定了电解液在电极内的分布，直接影响到电解液的传质速率、电流密度分布和过电位分布等关键问题。电流密度分布不均匀和局部过电位高不仅会降低液流电池性能，而且容易造成关键材料的腐蚀，缩短液流电池的使用寿命。单液流电池的电极间栅板是蓄电池的重要组成部件，不仅需要规范集电极的电流密度，还要避免在非预期表面上出现沉积以及发生枝晶短路等现象。此外，单液流电池的电极间栅板也承担固定集电极、规范电解质溶液流动方向的作用。但是目前一般的电极栅板普遍存在着结构复杂，制造成本高，组装繁琐，使用寿命短等缺陷。基于以上的考虑，我们提出了一种单液流电池用的流道结构，该流道结构上可规范电解质溶液流动方向和均匀性，同时还能够固定集电极并将电解质溶液和非预期集电极表面隔离开，结构简单，可用于电镀行业和沉积型液流电池体系中。
技术实现思路
本技术为解决现有技术中上述缺陷，提供一种改进的单液流电池用的流道结构，能够可规范电解质溶液流动方向和均匀性，结构简单，适用于电镀行业和沉积型液流电池体系中。本技术的目的是通过下述方式实现的:一种单液流电池用的流道结构，其包括能够接合在一起将集电极固定在中间的两块格栅，该格栅包括相平行的两根定位条、两端部分别架设在两根定位条上的多根栅条，其中多根栅条沿着定位条的延伸方向间隔分布，栅条包括位于两根定位条同侧的凸出部、与凸出部一体设置位于两根定位条之间的间隔部，两块格栅能够自栅条的凸出部或定位条将集电极固定在中间，栅条和定位条、以及格栅与集电极之间形成有供电解质电解质溶液流过的流道。 根据本技术的一个具体实施和优选方面，两块格栅自栅条的凸出部将集电极固定在中间，在其中一个格栅的位于两外侧的两根栅条的凸出部上分别设有凸起和缺槽，在另一个格栅的位于两外侧的两根栅条的凸出部上分别设有与之配合且一一对应的缺槽和凸起。优选地，两块格栅关于集电极对称设置。即，两块格栅的结构完全相同。凸起的宽度与缺槽的宽度相等，处于0.2~2mm之间，且凸起、缺槽、以及位于两外侧的两根栅条的凸出部的外侧面共面。优选地，设置在凸出部上的凸起和缺槽分别沿着凸出部长度方延伸，且延伸的长度小于等于凸出部长度的1/2。根据本技术的又一个具体实施和优选方面，两块格栅自定位条将集电极固定在中间，在其中一个格栅的用于与集电极接触的定位条的侧面上分别设有凸起和缺槽，在另一个格栅的用于与集电极接触的定位条的侧面上分别设有与之配合且一一对应的缺槽和凸起。优选地，设置在定位条的侧面上的凸起和缺槽沿着定位条长度方延伸，且延伸的长度小于等于定位条长度的1/2。优选地，凸出部的端面与定位条外侧面齐平设置，位于外侧的两根栅条的凸出部的外侧面与定位条的端面齐平设置，间隔部的底面与定位条底面齐平设置。优选地，凸出部的厚度为栅条厚度的1/2~1/5。优选地，多根栅条沿着定位条的延伸方向间均匀分布。此外，格栅的外缘尺寸大于或等于集电极的外缘尺寸；格栅的材质为绝缘材料，该绝缘材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚甲基戊烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、尼龙、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、橡胶或硅橡胶。当两块格栅采用凸出和缺槽的配合时，格栅的外缘尺寸大于集电极的外缘尺寸，当两块格栅采用外连接件例如夹、或直接粘附的方式时，格栅的外缘尺寸可大于或等于集电极的外缘尺寸。由于以上技术方案的实施，本技术与现有技术相比具有如下优点:本技术能够可规范电解质溶液流动方向和均匀性，结构简单，适用于电镀行业和沉积型液流电池体系中。【附图说明】图1为根据本技术栅板I的结构示意图；图2为根据本技术的栅板II的结构示意图；图3为根据本技术流道结构(栅板1、II组合)的主视示意图；图4为图3的左视示意图；图5为图3的栅板1、II组合过程示意图(左视)；其中:1、格栅；10、定位条；11、栅条；110、凸出部；111、间隔部；2、流道；3、集电极；a，a'、凸起；b、b'、缺槽。【具体实施方式】以下将结合附图，对本技术进行较为详尽的说明。如图1至图5所示，本实施例提供的单液流电池用的流道结构，其包括能够接合在一起将集电极3固定在中间的两块格栅1，该格栅I包括相平行的两根定位条10、两端部分别架设在两根定位条10上的多根栅条11，其中多根栅条11沿着定位条10的延伸方向间隔分布，栅条11包括位于两根定位条10同侧的凸出部110、与凸出部110 —体设置位于两根定位条10之间的间隔部111，两块格栅I能够自栅条11的凸出部110或定位条10将集电极3固定在中间，栅条11和定位条10、以及格栅I与集电极3之间形成有供电解质电解质溶液流过的流道2。本例中，格栅I的外缘尺寸大于或等于集电极3的外缘尺寸，当两块格栅I采用凸出和缺槽的配合时，格栅I的外缘尺寸大于集电极3的外缘当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单液流电池用的流道结构，其特征在于：所述的流道结构包括能够接合在一起将集电极（3）固定在中间的两块格栅（1），所述的格栅（1）包括相平行的两根定位条（10）、两端部分别架设在所述的两根定位条（10）上的多根栅条（11），所述的多根栅条（11）沿着所述的定位条（10）的延伸方向间隔分布，所述栅条（11）包括位于两根所述定位条（10）同侧的凸出部（110）、与所述凸出部（110）一体设置位于两根所述定位条（10）之间的间隔部（111），两块所述格栅（1）能够自所述栅条（11）的凸出部（110）或所述的定位条（10）将所述的集电极（3）固定在中间，所述栅条（11）和所述定位条（10）、以及所述格栅（1）与所述集电极（3）之间形成有供电解质溶液流过的流道（2）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程杰，张成状，何柯，文越华，高胜男，徐艳，赵鹏程，杨裕生，
申请(专利权)人：张家港智电芳华蓄电研究所有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32