[发明专利]一种全钒离子氧化还原液流电池的液流框装置

说明书

技术领域

本发明涉及钒电池领域，尤其涉及一种全钒离子氧化还原液流电池的液流框装置。

背景技术

全钒氧化还原液流电池简称为钒电池，钒电池用不同价态的钒离子溶液分别作为正负极 活性物质，通过外接泵驱动让电解液在储液槽与电池电堆内循环流动，正负极电解液在电堆 内的离子交换膜两侧的电极上分别发生还原和氧化反应，由此完成充放电过程。

其反应式如下：

负极反应：V²⁺-e^-＝V³⁺              E₀＝-0.26V

正极反应：VO₂⁺+2H⁺+e^-＝VO²⁺+H₂O    E₀＝1.00V

电解质溶液是电池储存能量的载体，而液流框是电池的重要组成部分，是电解液在电池 内循环流动的承载装置，起到到密封、规范电解液在电池体内流动方式的作用，是钒电池进 入实用化阶段关键技术问题。

目前通用的液流框大多只注重了它的密封效果，而没在液流框上开设液流道或在前后端 板上开设直线型液流道，这种结构存在以下缺陷：

1、各单体间液流分布不均匀，造成各单体间电压不均匀，使不同单体电池之间电压差值 达到了0.1V-1V，从而降低电池能量转换效率；

2、电解液在各单体间形成的漏电支路电流较大，降低电池能量转换效率；

3、各单体间局部电压分布不均，加速了双极性电极的腐蚀速度；

4、电池停止运行时，各单体间的电解液仍处于串通状态，漏电支路电流造成电池自放电 严重。由此可见，现有技术有待于更进一步的改进。

发明内容

本发明为解决上述现有技术中的缺陷提供一种全钒离子氧化还原液流电池的液流框装 置，对现有技术中的液流框装置进行科学合理的改进，以提高能量转换效率，延长电池使用 寿命。

为解决上述技术问题，本发明方案包括：

一种全钒离子氧化还原液流电池的液流框装置，该液流框装置包括液流框，且该液流框 上设置有带弯折且多次迂回的液流道。

所述的液流框装置，其中，该液流框上设置有多个中心对称带有弯折且多次迂回的液流 道。

所述的液流框装置，其中，该迂回液流道的截面接近于Z形或多个Z形连接在一起的形 状。

所述的液流框装置，其中，上述液流框包括板框，该液流框两侧的板框上分别设置有中 心对称带有弯折且多次迂回的液流道。

所述的液流框装置，其中，该液流框装置包括两个液流框，两个液流框呈中心对称且相 互适配，且上述液流道的走向沿板框方向设置。

所述的液流框装置，其中，每个液流框的四角上设置有第一进液口、第一出液口、第二 进液口与第二出液口，第一进液口与第一出液口位于同一对角线上，第二进液口与第二出液 口位于同一对角线上，各液流框之间对应的进液口与进液口、出液口与出液口是相连通的； 与第一进液口同侧的板框内侧上设置有第一出液孔，第一进液口通过迂回液流道与第一出液 孔相连通；与第一出液口同侧的板框内侧上设置有第一进液孔，第一出液口通过迂回液流道 与第一进液孔相连通。

本发明提供的一种全钒离子氧化还原液流电池的液流框装置，在液流框开设内置的液流 道，并且该液流道为迂回式，加大了电池运行过程中漏电支路的有效电阻，避免了大功率充 放电时对电极的腐蚀，在电池停止运行时该种液流框能及时断开各个单体电池之间同极电解 液的连通，大幅度降低了电池停止循环后漏电支路电流造成的自放电速度，增大了能量转换 效率，而且该液流框采用中心对称设计，减少了制作成本，方便了用户组装使用；采用本发 明的液流框装置使总能量利用率达到70％-80％，电流转化率达到90％以上，电压转化率达到 80％以上，由此可见，本发明是现有技术的极大进步。

附图说明

图1是本发明中一个液流框的纵截面结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明中各较佳实施例进行较为详尽的说明。