一种电极边框结构、电堆及液流电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电极边框结构、电堆以及液流电池，电极边框结构包括设有电极安装腔的电极边框板；电极边框板的第一板面上凹设有与电极安装腔连通且位于电极安装腔的相对两侧的分配区和汇流区；电极边框板上设有与分配区对应的电解液公共通道A/B口、及与汇流区对应的电解液公共通道C/D口；分配区上设有贯通的分流口，汇流区上设有贯通的汇流口；且分配区和汇流区上分别设有导流体和若干第一扰流体。电堆包括多个电池单元，电池单元包括电极边框结构；液流电池包括电堆。本实用新型专利技术不仅能保证电极安装腔入口处流体分配的均匀性，还可以根据流量大小调节流体流动状态，更有利于电池有效反应区面积占比和电池功率密度的提升。提升。提升。

【技术实现步骤摘要】
一种电极边框结构、电堆及液流电池


[0001]本技术属于电化学储能
，尤其涉及一种电极边框结构、电堆及液流电池。

技术介绍

[0002]液流电池，全称为氧化还原液流电池，是一种高效的电化学储能技术。液流电池包括电堆，电堆由集流板、端板和多个电池单元等部件组成，其中电池单元由双极板、碳电极、质子交换膜、电极边框等部件组成。其中电极边框是液流电池的重要部件之一，电极边框上的流体分配结构起着均匀分配活性物质（电解液）的作用。
[0003]目前传统液流电池用电极边框上的流体分配区域一般采用蜿蜒流道式导流结构，活性物质通过边框上的公共通道输送到该导流结构，进行流体分配，然后进入电极进行充放电电化学反应，这种流道式导流结构存在两个问题，第一，整体结构占据空间大且所在区域面积利用率较低，不利于电池有效反应区面积占比提升，致使电池功率密度提升难度大；其次，流道式导流结构流体分配均匀性对流道结构本体的要求很高，容易出现电极安装腔入口处流体分配不均匀的现象；且流道式导流结构定型后不同位置出口处流体流量不可调整，电池运行过程中，电极不同位置电流密度会存在较大差异性，不利于电池功率密度提升。

技术实现思路

[0004]旨在克服上述现有技术中存在的至少之一处不足，本技术提供了一种电极边框结构、电堆及液流电池；不仅能保证电极安装腔入口处流体分配的均匀性，还可以根据流量大小调节流体流动状态，更有利于提升电池有效反应区面积占比和电池功率密度。
[0005]为解决上述现有技术中存在的问题，本技术实施例提供了一种电极边框结构，包括电极边框板，所述电极边框板上设有电极安装腔；所述电极边框板的第一板面上凹设有与所述电极安装腔连通的分配区和汇流区，所述分配区和所述汇流区位于所述电极安装腔的相对两侧；
[0006]所述电极边框板上设有与所述分配区相对应的电解液公共通道A口和电解液公共通道B口、以及与所述汇流区相对应的电解液公共通道C口和电解液公共通道D口；
[0007]临近所述电解液公共通道A口的所述分配区的边部上设有贯通的分流口，临近所述电解液公共通道C口的所述汇流区的边部上设有贯通的汇流口；且所述分配区和所述汇流区上分别设有一个导流体和若干第一扰流体。
[0008]进一步，所述电解液公共通道A口、所述电解液公共通道C口、所述电解液公共通道B口以及所述电解液公共通道D口分别设置于所述电极边框板的四个角部；
[0009]且所述电解液公共通道A口与所述电解液公共通道C口呈对角设置；所述电解液公共通道B口与所述电解液公共通道D口呈对角设置。
[0010]进一步，所述分配区与所述汇流区相对于所述电极安装腔的中心呈中心对称；所
述分流口与所述汇流口相对于所述电极安装腔的中心呈中心对称。
[0011]进一步，所述分配区的轮廓包括依次连接的第一边部、第二边部、弧形连接部、第三边部和直边连接部；
[0012]所述第一边部与所述第二边部形成预设夹角；所述第三边部与所述电极安装腔的一侧边部重合；
[0013]所述分流口沿所述第一边部方向间隔设置有两个，所述导流体沿所述第二边部方向延伸。
[0014]进一步，所述电极边框板的边沿处设有定位槽；
[0015]所述第一板面上设有封闭的环状双极板密封槽，所述环状双极板密封槽位于所述分配区、所述汇流区和所述电极安装腔的外周侧。
[0016]进一步，所述电极边框板的第二板面上凹设有四个引流区；所述第二板面与所述第一板面相对设置；
[0017]所述分流口和所述电解液公共通道A口贯穿第一个所述引流区，所述电解液公共通道B口贯穿第二个所述引流区，所述汇流口和所述电解液公共通道C口贯穿第三个所述引流区，所述电解液公共通道D口贯穿第四个所述引流区；
[0018]所述引流区上设有若干个第二扰流体。
[0019]进一步，所述引流区上设有加强板；
[0020]所述分流口与相应所述引流区上的所述加强板之间、所述汇流口与相应所述引流区上的所述加强板之间分别设有加强筋。
[0021]进一步，所述第二板面上设有封闭的环状质子膜密封槽，所述环状质子膜密封槽位于所述电极安装腔的外周侧；
[0022]所述引流区外周侧的所述第二板面上设有环状密封槽。
[0023]本技术实施例还提供了一种电堆，用于液流电池；包括多个电池单元，所述电池单元包括所述的电极边框结构。
[0024]本技术实施例还提供了一种液流电池，包括所述的电堆。
[0025]由于采用了上述技术方案，本技术取得的有益效果如下：
[0026]本技术中的电极边框结构，包括电极边框板，电极边框板上设有电极安装腔；电极边框板的第一板面上凹设有与电极安装腔连通的分配区和汇流区，分配区和汇流区位于电极安装腔的相对两侧；电极边框板上设有与分配区相对应的电解液公共通道A口和电解液公共通道B口、以及与汇流区相对应的电解液公共通道C口和电解液公共通道D口；临近电解液公共通道A口的分配区的边部上设有贯通的分流口，临近电解液公共通道C口的汇流区的边部上设有贯通的汇流口；且分配区和汇流区上分别设有一个导流体和若干第一扰流体。电堆包括多个电池单元，电池单元包括电极边框结构；液流电池包括电堆。
[0027]分配区上设置的第一扰流体可以对经电解液公共通道A口进入分配区的流体进扰动、导流体可实现对流体的流动进行导向；最终确保了电极安装腔入口流体分配的均匀性，提高了电池运行时电极内充放电电流密度的均匀性；同时，分配区内流体的流动方向因第一扰流体时刻发生变化，可根据流量大小自行调节流体流动状态，消除了传统导流结构不同区域流体流动状态始终存在差异的缺点，有利于提高电池功率密度，分配区和汇流区中第一扰流体和导流体这种设置结构形式相比传统蜿蜒流道式导流结构而言，更有利于提升
电池有效反应区面积占比和电池功率密度的提升；再者，第一扰流体可提高该区域的支撑强度，防止装配过程中在封装载荷作用下区域发生变形。
[0028]综上所述，本技术不仅能保证电极安装腔入口处流体分配的均匀性，还可以根据流量大小调节流体流动状态，更有利于电池有效反应区面积占比和电池功率密度的提升。
附图说明
[0029]图1是本技术电极边框结构第一种实施例的结构示意图；
[0030]图2是图1的局部结构放大示意图；
[0031]图3是图1另一视角下的结构示意图；
[0032]图4是本技术电极边框结构第二种实施例的的结构示意图；
[0033]图5是图4中A处结构的放大示意图；
[0034]图6是图4另一视角下的结构示意图；
[0035]图7是本技术电堆中两个电极边框结构的配合时的状态参考图；
[0036]图8是图7另一视角下的结构示意图；
[0037]图中：1
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第一电极边框板，11
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第一电极安装腔，12
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第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极边框结构，包括电极边框板，所述电极边框板上设有电极安装腔；其特征在于，所述电极边框板的第一板面上凹设有与所述电极安装腔连通的分配区和汇流区，所述分配区和所述汇流区位于所述电极安装腔的相对两侧；所述电极边框板上设有与所述分配区相对应的电解液公共通道A口和电解液公共通道B口、以及与所述汇流区相对应的电解液公共通道C口和电解液公共通道D口；临近所述电解液公共通道A口的所述分配区的边部上设有贯通的分流口，临近所述电解液公共通道C口的所述汇流区的边部上设有贯通的汇流口；且所述分配区和所述汇流区上分别设有一个导流体和若干第一扰流体。2.根据权利要求1所述的电极边框结构，其特征在于，所述电解液公共通道A口、所述电解液公共通道C口、所述电解液公共通道B口以及所述电解液公共通道D口分别设置于所述电极边框板的四个角部；且所述电解液公共通道A口与所述电解液公共通道C口呈对角设置；所述电解液公共通道B口与所述电解液公共通道D口呈对角设置。3.根据权利要求1所述的电极边框结构，其特征在于，所述分配区与所述汇流区相对于所述电极安装腔的中心呈中心对称；所述分流口与所述汇流口相对于所述电极安装腔的中心呈中心对称。4.根据权利要求3所述的电极边框结构，其特征在于，所述分配区的轮廓包括依次连接的第一边部、第二边部、弧形连接部、第三边部和直边连接部；所述第一边部与所述第二边部形成预设夹角；所述第三边部与所述电极安装腔的一侧边部重...

【专利技术属性】
技术研发人员：张桂香，张聪，
申请(专利权)人：潍坊力德电储科技有限公司，
类型：新型
国别省市：