【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储能，具体涉及一种带有一体式流道板结构的液流电池电堆。
技术介绍
1、储能技术是应对可再生能源有效利用和环境污染等问题的有效策略，在目前诸多的储能技术中，液流电池具有安全性好、使用寿命长的特点，是长时储能应用的理想电池。而在液流电池中，电堆作为其核心部件，其性能的好坏直接关系到整个系统的性能和成本。液流电池是通过电解质液体在电堆内循环流动时对电解液进行充电和放电，实现电能和化学能的转化。在电解液的流动过程中，正极和负极电解液要分开流动，减少发生混液，以免造成电池容量损失。当前通常利用液流框上设置流道，在流道间采用密封圈结构进行密封隔离，实现电解液的分隔，但流道的设计和加工较为复杂，密封结构复杂，需要多组密封圈密封，在一定程度上增加了电堆的成本。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于：针对现有液流电池电堆结构的技术不足，公开了一种带有一体式流道板结构的液流电池电堆，该电堆由一体式流道板、端板、极芯组和集电极等构成，一体式流道板分为进液流道板和出液流道板，分别安装在极芯组的进液口侧和出液口侧，流道板上设置电解液流出口和流入口，一体式流道板与极芯组组装后电解液流出口/流入口与极芯组框上的出液口/进液口相连通，电堆工作时液流电池正负极电解液在流道板与极芯组之间流动，确保液流电池电堆的充放电过程的正常进行。这种电堆结构设计没有复杂的流道密封设计，大量减少密封圈的使用量，降低了电堆的漏液风险，同时一体式流道板设计减少了安装工序，提高了安装效率，降低了成本，具备极好的应
2、为实现以上技术效果，采用如下技术方案：
3、一种带有一体式流道板结构的液流电池电堆，由一体式流道板、端板、极芯组和集电极构成；其中，所述极芯组采用隔膜，电极一，双极板，极芯组框，电极二组成的层叠式重复结构；通过向两侧端板施加法向力进行固定安装，在极芯组框的上下侧面分别设置有极芯组框正极电解液出液口，极芯组框负极电解液出液口，极芯组框正极电解液进液口，极芯组框负极电解液进液口；所述一体式流道板分为进液流道板和出液流道板，进液流道板和出液流道板分别安装在极芯组的进液口侧和出液口侧，进液流道板设置有正极进液口和负极进液口；出液流道板设置有正极出液口和负极出液口；所述进液流道板与极芯组组装后，进液流道板正极进液口和负极进液口分别与极芯组框上的极芯组框正极电解液进液口和极芯组框负极电解液进液口相联通；出液流道板正极出液口和负极出液口分别与极芯组框上的极芯组框正极电解液出液口和极芯组框负极电解液出液口相联通；电堆工作时液流电池正负极电解液在流道板与极芯组之间流动，确保液流电池电堆的充放电过程的正常进行。
4、进一步的，所述进液流道板和出液流道板分别具有与极芯组的电极数量相等的正/负极独立流道，所述进液流道板设置有进液流道板正极进液共享通道，进液流道板负极进液共享通道，所述出液流道板设置有出液流道板正极出液共享通道，出液流道板负极出液共享通道；
5、所述进液流道板正/负极独立流道分别与进液流道板正/负极进液共享通道联通，所述进液流道板正/负极独立流道分别与进液流道板正/负极进液口联通，所述出液流道板正/负极独立流道分别与出液流道板正/负极出液共享通道联通，所述出液流道板正/负极独立流道分别与出液流道板正/负极出液口联通，以便正/负极电解液通过进液流道板正/负极进液共享通道进入正/负极独立流道后，经由进液流道板正/负极进液口流入极芯组，从极芯组流出后经由出液流道板正/负极出液口进入出液流道板正/负极独立流道后通过出液流道板正/负极出液共享通道流出电堆。
6、进一步的，所述极芯组采用层叠式结构，单个极芯组由电极、双极板、极芯组框、电极、隔膜组成，双极板安装在极芯组框的中间位置，每个电极间都通过双极板和隔膜进行隔离，在极芯组框的上下侧面分别设置有极芯组框正极电解液出液口，极芯组框负极电解液出液口，极芯组框正极电解液进液口，极芯组框负极电解液进液口；每个电极室对应位置都有一个进液口和出液口，正极电解液和负极电解液通过不同的通道口分别流入极芯组不同的电极室，各极芯组之间通过隔膜将正极和负极电解液分开，使得各极芯组之间不发生混液。
7、进一步的，所述进液流道板（1）和出液流道板（2）上设置有安装孔（15），所述一体式流道板安装到极芯组上时，流道板的电解液流出口、入口与极芯组框上的出液口、进液口相连通，出液口、进液口的密封采用胶粘方式。
8、进一步的，所述出液口、进液口的密封采用密封垫压接方式。
9、进一步的，所述流道板的材质是非金属材料且具有绝缘性。
10、进一步的，所述流道板的材质为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、abs、cpvc、三元乙丙橡胶中的一种或其改性聚合物材料中的一种或多种。
11、进一步的，所述隔膜材质为阳离子类型的磺酸类离子交换膜，包括但不限于全氟磺酸离子交换膜、磺化聚醚醚酮离子交换膜等。
12、进一步的，所述极芯组框材质为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、abs、cpvc、三元乙丙橡胶中的一种或其改性聚合物材料中的一种或多种；所述电极材质为碳素类电极材料，包括但不限于石墨、碳毡、石墨毡、碳布以及碳纤维等。
13、进一步的，所述液流电池电堆用于铁铬液流电池、全钒液流电池、锌溴液流电池、锌铁液流电池、全铁液流电池、锌镍液流电池、有机液流电池。
14、本专利技术的有益效果为：
15、本专利技术提供一种带有一体式流道板的电堆，这种电堆结构设计没有复杂的流道密封设计，大量减少密封圈的使用量，降低了电堆的漏液风险，同时一体式流道板设计减少了安装工序，提高了安装效率，降低了成本。
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1.一种带有一体式流道板结构的液流电池电堆，其特征在于：所述电堆由一体式流道板、端板（3）、极芯组（4）和集电极（5）构成；其中，所述极芯组（4）采用隔膜（41），电极一（42），双极板（43），极芯组框（44），电极二（45）组成的层叠式重复结构；通过向两侧端板（3）施加法向力进行固定安装，在极芯组框（44）的上下侧面分别设置有极芯组框正极电解液出液口（441），极芯组框负极电解液出液口（442），极芯组框正极电解液进液口（443），极芯组框负极电解液进液口（444）；所述一体式流道板分为进液流道板（1）和出液流道板（2），进液流道板（1）和出液流道板（2）分别安装在极芯组（4）的进液口侧和出液口侧，进液流道板（1）设置有正极进液口（11）和负极进液口（14）；出液流道板（2）设置有正极出液口（24）和负极出液口（21）；所述进液流道板（1）与极芯组（4）组装后，进液流道板正极进液口（11）和负极进液口（14）分别与极芯组框（44）上的极芯组框正极电解液进液口（443）和极芯组框负极电解液进液口（444）相联通；出液流道板正极出液口（24）和负极出液口（21）分别与极芯组框（4
2.如权利要求1中所述一种带有一体式流道板结构的液流电池电堆，其特征在于，所述进液流道板（1）和出液流道板（2）分别具有与极芯组（4）的电极数量相等的正/负极独立流道，所述进液流道板（1）设置有进液流道板正极进液共享通道（12），进液流道板负极进液共享通道（13），所述出液流道板（2）设置有出液流道板正极出液共享通道（23），出液流道板负极出液共享通道（22）；
3.如权利要求1中所述一种带有一体式流道板结构的液流电池电堆，其特征在于，所述极芯组（4）采用层叠式结构，单个极芯组（4）由电极一（42）、双极板（43）、极芯组框（44）、电极二（45）、隔膜（41）组成，双极板（43）安装在极芯组框（44）的中间位置，每个电极间都通过双极板（43）和隔膜（41）进行隔离，在极芯组框（44）的上下侧面分别设置有极芯组框正极电解液出液口（441），极芯组框负极电解液出液口（442），极芯组框正极电解液进液口（443），极芯组框负极电解液进液口（444）；每个电极室对应位置都有一个进液口和出液口，正极电解液和负极电解液通过不同的通道口分别流入极芯组（4）不同的电极室，各极芯组之间通过隔膜（41）将正极和负极电解液分开，使得各极芯组之间不发生混液。
4.如权利要求1中所述一种带有一体式流道板结构的液流电池电堆，其特征在于，所述进液流道板（1）和出液流道板（2）上设置有安装孔（15）；所述一体式流道板安装到极芯组（4）上时，流道板的电解液流出口、入口与极芯组框（44）上的出液口、进液口相连通，出液口、进液口的密封采用胶粘方式。
5.如权利要求4中所述一种带有一体式流道板结构的液流电池电堆，其特征在于，所述出液口、进液口的密封采用密封垫压接方式。
6.如权利要求1中所述一种带有一体式流道板结构的液流电池电堆，其特征在于，所述流道板的材质是非金属材料且具有绝缘性。
7.如权利要求6中所述一种带有一体式流道板结构的液流电池电堆，其特征在于，所述流道板的材质为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、ABS、CPVC、三元乙丙橡胶中的一种或其改性聚合物材料中的一种或多种。
8.如权利要求1中所述一种带有一体式流道板结构的液流电池电堆，其特征在于，所述隔膜（41）材质为阳离子类型的磺酸类离子交换膜，包括但不限于全氟磺酸离子交换膜、磺化聚醚醚酮离子交换膜。
9.如权利要求1中所述一种带有一体式流道板结构的液流电池电堆，其特征在于，所述极芯组框（44）材质为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、ABS、CPVC、三元乙丙橡胶中的一种或其改性聚合物材料中的一种或多种；所述电极材质为碳素类电极材料，包括但不限于石墨、碳毡、石墨毡、碳布以及碳纤维。
10.如权利要求1中所述一种带有一体式流道板结构的液流电池电堆，其特征在于，所述液流电池电堆用于铁铬液流电池、全钒液流电池、锌溴液流电池、锌铁液流电池、全铁液流电池、锌镍液流电池、有机液流电池。
...【技术特征摘要】
1.一种带有一体式流道板结构的液流电池电堆，其特征在于：所述电堆由一体式流道板、端板（3）、极芯组（4）和集电极（5）构成；其中，所述极芯组（4）采用隔膜（41），电极一（42），双极板（43），极芯组框（44），电极二（45）组成的层叠式重复结构；通过向两侧端板（3）施加法向力进行固定安装，在极芯组框（44）的上下侧面分别设置有极芯组框正极电解液出液口（441），极芯组框负极电解液出液口（442），极芯组框正极电解液进液口（443），极芯组框负极电解液进液口（444）；所述一体式流道板分为进液流道板（1）和出液流道板（2），进液流道板（1）和出液流道板（2）分别安装在极芯组（4）的进液口侧和出液口侧，进液流道板（1）设置有正极进液口（11）和负极进液口（14）；出液流道板（2）设置有正极出液口（24）和负极出液口（21）；所述进液流道板（1）与极芯组（4）组装后，进液流道板正极进液口（11）和负极进液口（14）分别与极芯组框（44）上的极芯组框正极电解液进液口（443）和极芯组框负极电解液进液口（444）相联通；出液流道板正极出液口（24）和负极出液口（21）分别与极芯组框（44）上的极芯组框正极电解液出液口（441）和极芯组框负极电解液出液口（442）相联通；电堆工作时液流电池正负极电解液在流道板与极芯组（4）之间流动，确保液流电池电堆的充放电过程的正常进行。
2.如权利要求1中所述一种带有一体式流道板结构的液流电池电堆，其特征在于，所述进液流道板（1）和出液流道板（2）分别具有与极芯组（4）的电极数量相等的正/负极独立流道，所述进液流道板（1）设置有进液流道板正极进液共享通道（12），进液流道板负极进液共享通道（13），所述出液流道板（2）设置有出液流道板正极出液共享通道（23），出液流道板负极出液共享通道（22）；
3.如权利要求1中所述一种带有一体式流道板结构的液流电池电堆，其特征在于，所述极芯组（4）采用层叠式结构，单个极芯组（4）由电极一（42）、双极板（43）、极芯组框（44）、电极二（45）、隔膜（41）组成，双极板（43）安装在极芯组框（44）的中间位置，每个电极间都通过双极板（43...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛永志，肖冬，曾建华，徐春明，徐泉，牛迎春，王屾，
申请(专利权)人：中海储能科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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