一种液流电池电堆液流框结构制造技术

本实用新型专利技术涉及液流电池技术领域，具体公开了一种液流电池电堆液流框结构，包括第一液流框和第二液流框，二者交替叠放并逐层焊接成电堆，所述第一液流框的正面设有第一凹槽，背面设有第一凸台；所述第二液流框的正面设有第二凸台，背面设有第二凹槽；所述第一液流框和第二液流框为可透激光材质，所述第一凸台、第二凸台、第一焊接区域和第二焊接区域处为同种材质的可吸收激光着色材料。本实用新型专利技术的液流电池电堆液流框结构，解决了现有技术中激光焊接因液流框激光透过性问题带来的焊接部件厚度受限的技术问题，也解决了焊接部位需单独着色处理等工艺上的限制，提高了激光焊接的生产效率，降低了激光焊接的技术门槛，密封效果好，废品率低。废品率低。废品率低。

【技术实现步骤摘要】
一种液流电池电堆液流框结构


[0001]本技术涉及液流电池
，更具体的说是涉及一种液流电池电堆液流框结构。

技术介绍

[0002]电化学液流电池一般称为氧化还原液流电池，是一种新型的大型电化学储能装置。目前液流电池主要包括全钒液流电池、锌溴液流电池、铁铬液流电池锌锰液流电池、锌空气液流电池等。液流电池是一种新型蓄电储能设备，一般具有寿命长，环境友好，安全性高等优点，主要应用于电网调峰、风能和太阳能等可再生能源发电等领域，可提高电网稳定性，保障电网安全。
[0003]电堆是液流电池系统的核心部件，是提供电化学反应的场所。液流电池系统的电堆一般采用双极板结构，多层叠加串联。电堆一般包括端电极(引出极)，隔膜或隔膜组件，双极板组件，紧固端板等部件。
[0004]电堆的渗漏是液流电池系统一个比较常见的故障。电堆的封装是液流电池的关键技术之一，直接关系到电堆的可靠性和安全性。
[0005]目前电堆封装方法中，片间密封主要有四种形式：一是依靠橡胶垫的压紧密封。二是依靠板框突起筋条及对应凹槽配合的压紧密封。三是震动摩擦焊接密封。四是激光焊接。
[0006]依靠橡胶垫的压紧密封，是在板框表面需要密封的位置加工有放置橡胶垫或橡胶圈的凹槽，在封装过程中，将橡胶垫或橡胶圈安放在每层板框的凹槽内，将全部组件堆叠后，利用螺栓从端板两端整体紧固，完成电堆的封装。这种封装方式，密封垫和密封圈安放过程繁琐，不易固定，生产效率低。电堆长期使用后，密封材料容易老化，弹性变差，致使电堆出现渗漏。
[0007]依靠板框突起筋条及对应凹槽配合的压紧密封，可省去密封垫或密封圈的安放过程，工艺相对简单。但密封筋条长期受压，材料会产生蠕变，逐渐失去弹性，容易发生电堆渗漏。另外，环境温度和电堆运行温度的大幅度变化，也会造成板框材料的膨胀和收缩，影响片间的密封性。
[0008]震动摩擦焊接密封是利用震动摩擦焊机，将各种板框逐层进行焊接，直至整个电堆封装完成。这种工艺虽然能够将板框逐层焊接密封，但需要在熔接处设计特殊结构且需要专用焊接模具，随着堆叠层数和累积误差的增加，工艺控制难度较大，废品率较高。另外，焊接过程中产生的热量较大，会造成板框或双极板及膜组件不同程度的变形，进而影响到电堆内部的液流分配，影响电堆性能。
[0009]激光焊接封装焊接牢固，被焊接部件变形小，密封性好。但由于激光焊接的工艺限制，需要被焊接的上层部件有较好的激光透过性，底层部件不能透过激光，且被焊接部件的厚度受限制。
[0010]鉴于上述问题的存在，如何提供一种适用于叠层焊接封装的电堆液流框结构，就成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0011]本技术旨在一定程度上解决现有技术中存在的技术问题。为此，本技术提出了一种适用于叠层焊接封装的电堆液流框结构，特别是适用于激光叠层焊接的电堆液流框结构，液流框厚度不受限制。
[0012]具体的，本技术的电堆液流框结构按照焊接轨迹不同分为两种结构，分别为第一液流框和第二液流框，在电堆叠层封装时，两种结构的第一液流框和第二液流框交替叠放并逐层焊接的电堆，所述第一液流框的正面设有靠近边缘并绕框一周的第一凹槽，其背面设有靠近边缘并绕框一周的第一凸台，所述第一凹槽距边缘的距离小于所述第一凸台距边缘的距离，所述第一凸台距边缘的平面区域为第一焊接区域，所述第二液流框的正面设有靠近边缘并绕框一周的第二凸台，背面设有靠近边缘并绕框一周的第二凹槽，所述第二凹槽距离所述第二液流框的边缘长度等于所述第一凸台距离所述第一液流框的边缘长度，所述第二凸台距离所述第二液流框的边缘长度等于所述第一凹槽距离所述第一液流框的边缘长度，所述第二凸台距离所述第二液流框的边缘平面为第二焊接区域，所述第二凹槽的槽宽大于等于所述第一凸台的宽度，所述第二凸台的宽度小于等于所述第一凹槽的槽宽；所述第一液流框和第二液流框为可透激光材质，所述第一凸台、第二凸台、第一焊接区域和第二焊接区域处为同种材质的可吸收激光着色材料。
[0013]进一步的，所述第一焊接区域的厚度为0.5～5mm，所述第一凹槽的槽宽为2～10mm。
[0014]作为优选，所述第一焊接区域的厚度为1～2.5mm，所述第一凹槽的槽宽为3～6mm。
[0015]进一步的，所述第二焊接区域的厚度为0.5～5mm，所述第二凹槽的槽宽为2～10mm。
[0016]作为优选，所述第二焊接区域的厚度为1～2.5mm，所述第二凹槽的槽宽为3～6mm。
[0017]进一步的，所述可吸收激光着色材料的颜色可以是吸收激光能量的任何颜色，作为优选，所述可吸收激光着色材料为黑色材料。
[0018]进一步的，所述第一液流框由一种或多种的透明或半透明的可透激光材质组成。
[0019]进一步的，所述第二液流框由一种或多种的透明或半透明的可透激光材质组成。
[0020]作为优选，所述可透激光材质为(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、丙烯腈
‑
丁二烯
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苯乙烯共聚物(ABS)。
[0021]本技术的电堆液流框结构可用于不同厚度和材质液流框，适用于全钒液流电池、锌溴液流电池、铁铬液流电池锌锰液流电池、锌空气液流电池等不同电池体系的电堆。特别是适用于激光叠层焊接的电堆液流框结构，液流框厚度不受限制。
[0022]与现有技术相比，本技术的整体技术效果在于：1、焊接区域带凹槽和凸台的液流框结构，使焊接区域厚度不受液流框厚度约束；2、焊接区域可透激光；3、凸台部分为吸收激光材质；4、液流框可使用双色注塑一次注塑成型。基于上述技术效果，本技术的技术方案解决了现有技术中激光焊接因液流框激光透过性问题带来的焊接部件厚度受限，焊接部位需单独着色处理等工艺上的限制，极大提高了激光焊接的生产效率，降低了激光焊接的技术门槛，保证了封装的密封效果的同时，降低了废品率。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0024]图1为本技术实施例中第一液流框的正面视图；
[0025]图2为图1中A
‑
A的剖切视图；
[0026]图3为图2中X处的放大视图；
[0027]图4为本技术实施例中第一液流框的背面视图；
[0028]图5为本技术实施例中第二液流框的正面视图；
[0029]图6为图5中B
‑
B的剖切视图；
[0030]图7为图6中Y处的放大视图；
[0031]图8为本技术实施例中第二液流框的背面视图；
[0032]图9为本技术实施例中两层叠加焊接示意图；
[0033]图10为图9中C<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液流电池电堆液流框结构，其特征在于，包括若干层由第一液流框(1)和第二液流框(2)交替叠放并逐层焊接的电堆，所述第一液流框(1)的正面设有靠近边缘并绕框一周的第一凹槽(101)，其背面设有靠近边缘并绕框一周的第一凸台(102)，所述第一凹槽(101)距边缘的距离小于所述第一凸台(102)距边缘的距离，所述第一凹槽(101)背面的平面区域为第一焊接区域(103)，所述第二液流框(2)的正面设有靠近边缘并绕框一周的第二凸台(201)，背面设有靠近边缘并绕框一周的第二凹槽(202)，所述第二凹槽(202)距离所述第二液流框(2)的边缘长度等于所述第一凸台(102)距离所述第一液流框(1)的边缘长度，所述第二凸台(201)距离所述第二液流框(2)的边缘长度等于所述第一凹槽(101)距离所述第一液流框(1)的边缘长度，所述第二凹槽(202)背面为第二焊接区域(203)，所述第二凹槽(202)的槽宽大于等于所述第一凸台(102)的宽度，所述第二凸台(201)的宽度小于等于所述第一凹槽(101)的槽宽；所述第一液流框(1)和第二液流框(2)为可透激光材质，所述第一凸台(102)、第二凸台(201)、第一焊接区域(103)和第二焊接区域(203)处为同种材质的可吸收激光着色材料。2.根据权利要求1所述的一种液流电池电堆液流框结构，其特征在于，所述第一焊接区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟琳，刘学军，
申请(专利权)人：孟琳，
类型：新型
国别省市：