【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液流电池，尤其涉及一种密封界面少的液流电堆结构及工艺。
技术介绍
1、液流电池是一类电化学储能技术，一般利用充放电过程中正极和负极液相中活性物质价态的变化实现能量的储存和释放。液流电池通常组装方式为各部件层叠压滤式组装，即将双极板、围框、碳毡、质子膜、密封垫等关键部件叠放，为了保证电解液不发生渗漏，要求以上所有部件相接触的边缘之间需要密封。
2、公开号为cn101651220a，专利名称为一种高度密封的液流电池，提供一种液流电池一体化装置，包括依次相接的负极液流框、负极、质子交换膜、正极、正极液流框，质子交换膜与液流框之间通过耐酸粘接剂粘接，正极与质子交换膜之间和负极与质子交换膜之间通过导电胶粘结在一起。由于本专利技术采用粘结的方法将质子交换膜与两侧的液流框和电极一体化，简化了电池组装过程，提高电池的密封性，同时膜和电极一体化减小了其间的接触电阻，从而减小电池内阻，提高了电池效率。
3、用导电胶将质子交换膜的外边缘与液流框的外边缘完全重合粘结，以起到电池密封的效果。由于干燥状态下安装离子交换膜易造成吸水溶胀，使离子交换膜与电极框之间密封失效，因此液流电池离子交换膜往往采用溶液处理后，在湿润状态下安装，湿润状态下的离子交换膜需要在电堆内部严格密封，通常需要整体通过螺杆和弹簧的预紧力压紧密封，一旦预紧力衰减后，电堆易发生电解液外漏。
4、并且多电堆组合零部件数量成倍增加，安装复杂，不利于生产效率。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技
2、为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决：一种密封界面少的液流电堆结构，包括由若干个按质子膜单元、碳毡以及双极板单元顺序堆叠复合为一体式结构的电堆组，所述质子膜单元包括以质子膜为中心对称并复合于质子膜两个结合面的质子膜密封片，并使质子膜密封片与所述质子膜的接触面之间形成无层间隙的熔合连接结构，所述双极板单元包括以双极板基板为中心，依次对称复合于双极板基板两个工作面上的围框以及密封片，所述围框、所述密封片以及所述双极板基板的连接面之间形成无层间隙的融合连接结构。
3、上述技术方案中，所述质子膜密封片中部为镂空结构，复合于所述质子膜的结合面上形成框型密封结构。
4、上述技术方案中，所述双极板基板由树脂层与石墨融合层模压融合形成。
5、上述技术方案中，所述双极板基板和围框均由膨胀石墨和树脂复合材料高温模压融合形成，并一体设置有与流道孔相互联通的流道。
6、上述技术方案中，所述流道包括进口以及出口，位于所述进口与所述出口之间设置若干联通的回形流道。
7、上述技术方案中，所述围框为中部镂空结构，与所述膨胀石墨和树脂融合层复合形成中部具有反应空间的结构，位于所述围框的非镂空处建立密封面。
8、上述技术方案中，所述密封面上设置有除平面外的密封结构，包括凸棱或齿状凸起的密封结构。
9、上述技术方案中，所述密封片以及所述质子膜密封片均为热熔材料层。
10、上述技术方案中，所述热熔材料为氟类树脂，包括pp、pe、hdpe、ptfe及所有氟类树脂。
11、一种密封界面少的液流电堆结构的制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
12、步骤一：质子膜单元复合，将质子膜密封片、质子膜以及质子膜密封片依次叠放后热压使三者熔融复合在一起，制得质子膜单元；
13、步骤二：双极板制作,a、膨化，将天然鳞片石墨经氧化插层后在高温膨胀制得膨胀石墨蠕虫，控制膨胀温度为900℃～1200℃；b、布料，将制得的膨胀石墨蠕虫沉降至风控布料通道，利用热风搅拌，控制蓬松体蠕虫的温度在20～40℃；c、混料，利用干燥的压缩空气将树脂均匀喷洒在石墨蠕虫上，并混合均匀；d、压制，将混合均匀后的石墨蠕虫通过压辊辊压，得到双极板基板初料；e、流道成型，由成型机及模具将双极板初料压制出流道，即为双极板基板；同时用双极板基板初料模压成型出围框；f、组合固化，按顺序将密封层、围框、基板、围框、密封层堆垒成完整机构，然后在模具中进行热压固化，制得一体成型的石墨基多功能双极板，管控温度170℃~250℃，时间在5-30分钟；步骤三：电堆组复合，按照质子膜单元、碳毡以及双极板单元顺序堆叠若干组后，采用激光或超声焊接为融合连接结构的组合工艺，制成电堆结构。
14、焊接的密封面，一体式质子单元和一体式双极板单元各自的密封材料为同一种材料，具有相融特性，通过激光或超声的热管理技术，让其完全融合一体，融合的位置可以是接触面正面上也可以包含侧边缘结合处。
15、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：通过将电堆组合结构中的各个单元实现无间隙的熔合连一体化结构，杜绝了之间的泄漏面，也有利于减少零部件数量，简化安装；并且多电堆组合在采用超声波或激光焊接工艺方式组合，泄漏风险小，安装可靠。
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1.一种密封界面少的液流电堆结构，其特征在于，包括由若干个按质子膜单元（1）、碳毡（2）以及双极板单元（3）顺序堆叠复合为一体式结构的电堆组，所述质子膜单元（1）包括以质子膜（11）为中心对称并复合于质子膜（11）两个结合面的质子膜密封片（12），并使质子膜密封片（12）与所述质子膜（11）的接触面之间形成无层间隙的熔合连接结构，所述双极板单元（3）包括以双极板基板（31）为中心，依次对称复合于双极板基板（31）两个工作面上的围框（32）以及密封片（33），所述围框（32）、所述密封片（33）以及所述双极板基板（31）的连接面之间形成无层间隙的融合连接结构。
2.根据权利要求1所述的密封界面少的液流电堆结构，其特征在于，所述质子膜密封片（12）中部为镂空结构，复合于所述质子膜（11）的结合面上形成框型密封结构。
3.根据权利要求1所述的密封界面少的液流电堆结构，其特征在于，所述双极板基板（31）由树脂层与石墨融合层模压融合形成。
4.根据权利要求3所述的密封界面少的液流电堆结构，其特征在于，所述双极板基板（31）和围框（32）均由膨胀石墨和树脂
5.根据权利要求4所述的密封界面少的液流电堆结构，其特征在于，所述流道包括进口以及出口，位于所述进口与所述出口之间设置若干联通的回形流道（311）。
6.根据权利要求5所述的密封界面少的液流电堆结构，其特征在于，所述围框（32）为中部镂空结构，与所述膨胀石墨和树脂融合层复合形成中部具有反应空间的结构，位于所述围框（32）的非镂空处建立密封面。
7.根据权利要求6所述的密封界面少的液流电堆结构，其特征在于，所述密封面上设置有除平面外的密封结构。
8.根据权利要求2所述的密封界面少的液流电堆结构，其特征在于，所述密封片（33）以及所述质子膜密封片（12）均为热熔材料层。
9.根据权利要求8所述的密封界面少的液流电堆结构，其特征在于，所述热熔材料包括PP、PE、HDPE、PTFE及氟类树脂。
10.根据权利要求1所述的一种密封界面少的液流电堆结构的制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种密封界面少的液流电堆结构，其特征在于，包括由若干个按质子膜单元（1）、碳毡（2）以及双极板单元（3）顺序堆叠复合为一体式结构的电堆组，所述质子膜单元（1）包括以质子膜（11）为中心对称并复合于质子膜（11）两个结合面的质子膜密封片（12），并使质子膜密封片（12）与所述质子膜（11）的接触面之间形成无层间隙的熔合连接结构，所述双极板单元（3）包括以双极板基板（31）为中心，依次对称复合于双极板基板（31）两个工作面上的围框（32）以及密封片（33），所述围框（32）、所述密封片（33）以及所述双极板基板（31）的连接面之间形成无层间隙的融合连接结构。
2.根据权利要求1所述的密封界面少的液流电堆结构，其特征在于，所述质子膜密封片（12）中部为镂空结构，复合于所述质子膜（11）的结合面上形成框型密封结构。
3.根据权利要求1所述的密封界面少的液流电堆结构，其特征在于，所述双极板基板（31）由树脂层与石墨融合层模压融合形成。
4.根据权利要求3所述的密封界面少的液流电堆结构，其特征在于，所述双极板基板（31...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪水方，雷沛沅，毛晨飞，陈安定，袁奕琳，
申请(专利权)人：宁波信远炭材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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