一种液流电池及其单电池框架、一体化单电池、电堆制造技术

本发明专利技术适用于液流储能电池领域，提供了一种液流电池及其单电池框架、一体化单电池、电堆。所述液流电池的单电池框架包括框架本体、设于所述框架本体中心的反应孔、在所述本体两面对称设于所述反应孔两侧的两液流孔，以及分别连接于所述两液流孔与所述反应孔之间的液体流道，所述框架本体一面的周边环向设置有至少一组密封槽；所述框架本体另一面的周边与所述密封槽对应位置处设有至少一组可卡入相邻框架本体的密封槽内的密封筋。本发明专利技术解决了现有技术中为了保证密封效果，单电池使用两块框架组装及电堆两端采用合金铝板进行加压封装，导致整个电池装配难度大，电池的电堆重量大，电池生产成本高的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于液流储能电池领域，尤其涉及一种液流电池及其单电池框架、一体化单电池、电堆。
技术介绍
我国锌溴液流电池经过近十年的发展，已取得不少成果。液流电池是一种电化学储能电池，由电堆、电解质溶液和电解液储供体系等部分组成。液流电池中的正、负极活性物质分别溶解于电解质溶液中，并储存在两个储液罐中。电池工作时，正、负极电解质溶液在泵的驱动下从储液罐流入电堆，在电极上发生反应，然后流出电堆返回储液罐，电解质溶液在电池中的循环流动中完成电能与化学能的相互转换，实现储能和供电。锌溴液流电池的关键技术是电堆、锌溴液体材料及电路管控，而电堆又是关键中的重点。一般的，液流电池的电堆采用堆式结构，电堆由多个进行实现充、放电过程的单电池组成，单电池由框架、隔膜、双极板及密封材料组成，多个单电池通过压滤机方式串联组装成电堆，一般的，电堆的电解液进、出口设置在电堆两端的封装板上，封装板的主要作用是将电堆层叠的单电池组件固定压紧密封，防止电解液的泄漏。现有的液流电池的双极板和隔膜分开制造，且分板块焊接，即一块框架焊接双极板，一块框架焊接隔膜，但由于框架、双极板、隔膜都是薄壁零件，产品注塑变形大，注塑出来的框架平整度不高，在进行双极板和隔膜的装配时，很难保证液流电池的密封效果，导致现有技术不得不通过在电堆两端加装很厚的合金铝板对液流电池进行加压封装来保证液流电池的密封性，这种方式一方面导致整个电池装配难度加大，另一方面使得电池的电堆重量增加大，电池生产成本升高。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种液流电池的单电池框架，旨在解决现有技术中为了保证密封效果，单电池使用两块框架组装及电堆两端采用合金铝板进行加压封装，导致整个电池装配难度大，电池的电堆重量大，电池生产成本高的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种液流电池的单电池框架，包括框架本体、设于所述框架本体中心的反应孔、对称设于所述反应孔两侧的两液流孔，以及分别设于所述框架两面用于连接所述两液流孔与所述反应孔之间的两液体流道，所述框架本体一面的周边环向设置有至少一组密封槽；所述框架本体另一面的周边与所述密封槽对应位置处设有至少一组可卡入相邻框架本体的密封槽内的密封筋。本专利技术实施例还提供一种液流电池的一体化单电池，包括隔膜、双极板以及单电池框架，所述单电池框架具有上述单电池框架的结构，所述隔膜与所述双极板分别设于所述单电池框架的两面，相邻单电池框架之间通过所述密封槽与所述密封筋卡接固定。本专利技术实施例还提供一种液流电池的电堆，包括单电池组及设于所述单电池组两端的封装板及连接所述单电池组与所述封装板的紧固螺杆，所述单电池组包括上述液流电池的一体化单电池。本专利技术实施例还提供一种液流电池，所述液流电池包括上述电堆。本专利技术实施例通过将单电池的框架与双极板、隔膜做成一体化组件，同时在框架一面设置密封槽，另一面设置密封筋，使得相邻两个一体化单电池通过框架的密封槽和另一框架的密封筋嵌入配合，这样在电堆两端使用质量轻的复合板进行压紧即可保证电池的密封效果，整个电池的电堆装配简单，电堆重量轻，电池的生产成本低。附图说明图1是本专利技术实施例提供的液流电池的单电池框架示意图；图2是本专利技术实施例提供的单电池框架密封槽局部示意图；图3是本专利技术实施例提供的单电池框架密封筋局部示意图；图4是本专利技术实施例提供的液流电池的单电池框架局部剖面示意图；图5是本专利技术实施例提供的液流电池的一体化单电池示意图；图6是本专利技术实施例提供的液流电池的电堆示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。还需要说明的是，本专利技术实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。本专利技术实施例在框架一面设置密封槽，另一面设置密封筋，使得相邻两个单电池通过框架的密封槽和另一框架的密封筋嵌入配合，同时将单电池的框架与双极板、隔膜做成一体化组件，这样在电堆两端使用质量轻的复合板进行压紧既可保证电池的密封效果，电堆重量轻，电堆易于安装，电池的生产成本低。如图1和图3所示，本专利技术实施例提供的一种液流电池的单电池框架，包括框架本体1、设于框架本体1中心的反应孔10、对称设于反应孔10两侧的液流孔2和液流孔4(液流孔2和液流孔4其中一个为进液孔，一个为出液孔)，以及分别设于框架两面用于连接两液流孔与反应孔之间的两液体流道，其中A面具有连接液流孔2和液流孔4与反应孔10之间的液体流道3和液体流道5，B面(即A的反面)具有连接液流孔6-1和液流孔6-2与反应孔10之间的液体流道(图中未示出)，该液体流道与A面的液体流道3和液体流道5具有同样的结构。其中液流孔2和液流孔4为贯通于框架本体的通孔，而液体流道3和液体流道5未贯通框架本体1。液体流道3和液体流道5可以具有多组分支，以保证电解液能均匀的进入反应孔区域；框架本体1的一面如图1所示的A面的周边环向设置有至少一组密封槽7，同时在框架本体1的另一面如图3所示的B面(即A的反面)的周边与密封槽7对应位置处设有至少一组可卡入相邻框架本体密封槽7内的密封筋12。本专利技术实施中，密封槽和密封筋属于过盈配合，这样，当电解液通过液流孔进入单电池框架后，相邻两个单电池框架由于框架上的密封槽和密封筋的嵌入配合，电解液得到很好的密封，电堆两端的封装板不需要使用强度很大的合金铝板，而使用一般强度的树脂、玻璃纤维组成的复合板即能完全密封，同时由于框架两面分别设置用于一体成型的双极板和隔膜焊接台阶，可以使得框架、双极板、隔膜、密封材料成为一个整体，不需像现有技术使用两块框架来分别组装隔膜和双极板，节省了材料，减少了装配难度，同时整个电池电堆的重量减小，电池生产成本降低。本专利技术实施例中，如图2所示框架本体的密封槽7内侧设置有低于框架本体厚度的隔膜焊接台阶20，隔膜焊接台阶20的面积覆盖该面两侧的液流孔2、液流孔4和液体流道3、液体流道5；如图3所示，框架本体的密封筋12内侧设置有低于框架本体厚度的双极板焊接台阶17，双极板焊接台阶17的面积未覆盖该面两侧的液流孔6-1、液流孔6-2和液体流道。上述焊接台阶的设置便于隔膜和双极板在框架主体上的放置和定位，隔膜焊接台阶和双极板焊接台阶在框架主体上投影面积的不一致，使得两个焊接台阶面在本体上的投影错开，使得焊接时能够错位焊接，减小了框架在焊接过程中的变形。同时焊接台阶低于框架厚度，这样隔膜和双极板焊接完成后的高度与框架平齐，能使多个单电池组合装配时平整，以保证密封效果。作为本专利技术的一个实施例，如图2、图3所示，单电池框架A面的周边环向设置有至少一组密封槽7，该组密封槽7从单电池框架的外侧到内侧依次包括第一密封槽7-1、第二密封槽7-2及第三密封槽7-3，单电池框架B面的周边环向设置有至少一组密封筋组12，该组密封筋12从单电池框架的外侧到内侧依次包括第一密封筋12-1、第二密封筋12-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液流电池的单电池框架，包括框架本体、设于所述框架本体中心的反应孔、对称设于所述反应孔两侧的两液流孔，以及分别设于所述框架两面用于连接所述两液流孔与所述反应孔之间的两液体流道，其特征在于，所述框架本体一面的周边环向设置有至少一组密封槽；所述框架本体另一面的周边与所述密封槽对应位置处设有至少一组可卡入相邻框架本体的密封槽内的密封筋。

【技术特征摘要】
1.一种液流电池的单电池框架，包括框架本体、设于所述框架本体中心的反应孔、对称设于所述反应孔两侧的两液流孔，以及分别设于所述框架两面用于连接所述两液流孔与所述反应孔之间的两液体流道，其特征在于，所述框架本体一面的周边环向设置有至少一组密封槽；所述框架本体另一面的周边与所述密封槽对应位置处设有至少一组可卡入相邻框架本体的密封槽内的密封筋。2.如权利要求1所述的液流电池的单电池框架，其特征在于，所述框架本体的密封槽内侧设置有低于所述框架本体厚度的隔膜焊接台阶，所述隔膜焊接台阶的面积覆盖该面两侧的液流孔和液体流道；所述框架本体的密封筋内侧设置有低于所述框架本体厚度的双极板焊接台阶，所述双极板焊接台阶的面积未覆盖该面两侧的液流孔和液体流道。3.如权利要求1或2所述的液流电池的单电池框架，其特征在于，所述密封槽为一组，所述一组密封槽从单电池框架的外侧到内侧依次包括第一密封槽、第二密封槽及第三密封槽；所述密封筋为一组，所述一组密封筋从单电池框架的外侧到内侧依次包括第一密封筋、第二密封筋及第三密封筋，所述框架本体的第一密封槽，第二密封槽及第三密封槽分别与相邻框架本体的第一密封筋、第二密封筋及第三密封筋卡入配合。4.如权利要求1所述的液流电池的单电池框架，其特征在于，所述框架本体材料为聚乙烯塑料。5.一种液流电池的一体化单电池，包括隔膜、双极板以及单电池框架，其特征在于，所述单电池框架具有权利要求1中所述的结构，所述隔膜与所述双极板...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆新力，
申请(专利权)人：宁波亘新储能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33