[实用新型]具有双S形微流道结构的微流控液流电池电堆

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种微流控液流电池电堆，特别涉及一种具有双S形微流道结构的微流控液流电池电堆，属于电化学工程与工业装置技术领域。

背景技术

随着世界能源与环境问题日益突出，风能、太阳能、生物质能、海洋能等可再生能源为人们所重视，这些可再生能源生成电能时具有不连续性和难以预测性，需要一个大规模储存电能的介质。传统液流电池电堆因其结构简单、转化效率高、零排放、启动快速等优点，被用于大规模储能，但传统液流电池电堆存在制造成本高、体积过大、不易携带、能量密度低等诸多问题。微流控液流电池是一个小型化无薄膜液流电池，舍弃了传统的用于分隔正负极电解液的质子交换膜，采用微流控技术使正负极电解液在微流道中以层流方式缓慢流动且不发生混合现象，工作时质子由负极扩散到正极，电子由负极经过外电路流向正极，质子与电子结合形成回路。采用微流控液流电池技术产生了微流控液流电池电堆，现有的微流控液流电池电堆的缺陷是：微流道没有充分利用空间，造成电池电堆体积过大、结构不紧凑、浪费材料，进而降低了微流控液流电池电堆的能量密度，影响其性能。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑、体积小且能量密度大的具有双S形微流道结构的微流控液流电池电堆。该装置采用双极层将两个单电池微流道层串联在一起，每个单电池微流道层均由正极电解液液流层和负极电解液液流层组成，在每个正极电解液液流层和负极电解液液流层上均设置有S形的微流道，在各单电池微流道层和前后端盖之间分别设置正电极层和负电极层。也可以将两个以上的单电池微流道层通过在各单电池微流道层之间设置的双极层串联在一起，以提高电池电堆的电压。

本实用新型通过下述技术方案予以实现：

一种具有双S形微流道结构的微流控液流电池电堆，它包括分别位于双极层6两侧并通过双极层6串联在一起的两个单电池微流道层，其中第一单电池微流道层由第一正极电解液液流层4和第一负极电解液液流层5组成，第二单电池微流道层由第二正极电解液液流层7和第二负极电解液液流层8组成；第一正极电解液液流层4的外侧设置有正电极层3，正电极层3的外侧设置有第一衬垫层2，第一衬垫层2的外侧设置有前端盖层1；第二负极电解液液流层8的外侧设置有负电极层9，负电极层9的外侧设置有第二衬垫层10，第二衬垫层10的外侧设置有后端盖层11；第一正极电解液液流层4上设置有S形的第一正极电解液液流层微流道15，第一负极电解液液流层5上设置有S形的第一负极电解液液流层微流道18，第二正极电解液液流层7上设置有S形的第二正极电解液液流层微流道21，第二负极电解液液流层8上设置有S形的第二负极电解液液流层微流道24。

所述的前端盖层1的下部设置有正极电解液入口12和负极电解液入口13，分别用于正极电解液28和负极电解液29流入；所述的后端盖层11的上部设置有负极电解液出口26和正极电解液出口27，分别用于负极电解液29和正极电解液28的流出；所述的第一衬垫层2和正电极层3的下部分别设置两个孔；所述的第二衬垫层10和负电极层9的上部分别设置两个孔；所述的第一正极电解液液流层4、第一负极电解液液流层5、双极层6、第二正极电解液液流层7和第二负极电解液液流层8的上部与下部分别设置有两个孔；第一正极电解液液流层4下部左侧孔为第一正极电解液液流层微流道入口16，第一正极电解液液流层4上部右侧孔为第一正极电解液液流层微流道出口14；第一负极电解液液流层5下部右侧孔为第一负极电解液液流层微流道入口19，第一负极电解液液流层5上部左侧孔为第一负极电解液液流层微流道出口17；第二正极电解液液流层7下部左侧孔为第二正极电解液液流层微流道入口22，第二正极电解液液流层7上部右侧孔为第二正极电解液液流层微流道出口20；第二负极电解液液流层8下部右侧孔为第二负极电解液液流层微流道入口25，第二负极电解液液流层8上部左侧孔为第二负极电解液液流层微流道出口23。