[实用新型]圆形液流电池及包括其的圆形液流电池堆

说明书

技术领域

本实用新型涉及液流电池领域，具体而言，涉及一种圆形液流电池及包括其的圆形液流电池堆。

背景技术

现有的液流电池堆，包括液流框1’、双极板2’、多孔电极3’、离子交换膜4’按照图1所示次序叠放并装配而成，电池堆的组成由图1中所示的结构重复叠放而成，由图1和图2可以看出，其单电池片为矩形，电解液进口在矩形一端，而出口在矩形另外一端。无论怎么进行电池内部流场设计，电解液都要逐渐从电池片的一端流向另一端导致电解液在电池片内反应不均匀。而且，在该流动过程中，充放电时，在其进口端电解液反应离子浓度大于出口端反应离子浓度，而且随着电解液的流动及反应离子的消耗，反应离子浓度逐渐变小因此，进口端和出口端的电解液反应离子浓度有一定差异，而进口端和出口端电解液经过多孔电极的线速度是相同的（由于矩形电池片设计，其进出口截面积相等且进出口体积流速始终相等），从而进一步加剧了电解液反应不均匀、浓差极化以及电池效率的降低。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种圆形液流电池及包括其的圆形液流电池堆，优化了电解液在反应过程中的反应离子浓度的均匀性。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种圆形液流电池，圆形液流电池包括：正极半电池；负极半电池；圆形的离子交换膜，设置在正极半电池和负极半电池之间；两个分别向正极半电池和负极半电池提供电解液的圆形的进液端板，设置在圆形液流电池的第一端部和/或第二端部，各进液端板分别包括：圆形的进液内孔，设置在进液端板的圆心周围处；多个相互隔离的圆形的进液边槽，沿进液端板的周向均匀排布，各进液边槽将进液内孔与正极半电池或负极半电池连通。

进一步地，上述各进液端板背离离子交换膜的第一表面为平面，朝向离子交换膜的第二表面包括：与进液端板同心的圆形凹陷部，进液内孔设置在圆形凹陷部中，进液边槽设置在圆形凹陷部外围靠近进液端板边缘的位置，且两个进液端板的圆形凹陷部大小相等；多个导流槽，设置在进液边槽与圆形凹陷部之间将电解液由进液内孔导流至进液边槽。

进一步地，上述导流槽的深度与圆形凹陷部的深度相同。

进一步地，上述各进液端板的进液边槽和导流槽均为四个。

进一步地，两个上述进液端板由外到内依次设置在圆形液流电池的同一端部，位于外侧的进液端板还包括与位于内侧的进液端板的进液内孔位置对应且连通的圆形的进液导流孔，且进液导流孔的深度与位于外侧的进液端板的厚度相同；位于内侧的进液端板还包括：多个圆形的进液边孔，与位于外侧的进液端板的进液边槽对应且连通；圆柱体，与位于外侧的进液端板的进液内孔相对应且厚度与位于内侧的进液端板的厚度相同。

进一步地，两个上述进液端板分别设置在离子交换膜的第一端部和第二端部，任意一个进液端板的圆形凹陷部还设置有将来自另一个进液端板的电解液导出圆形液流电池的圆形的出液内孔，且出液内孔的深度与其所在的进液端板的厚度相同。

进一步地，上述正极半电池和负极半电池分别包括：液流框，设置在离子交换膜的一侧，液流框包括同心设置且相互连接的环形框和圆板；多孔电极，嵌设在液流框的环形框与圆板之间；双极板，设置在多孔电极远离离子交换膜的一侧；绝缘板，设置在双极板远离多孔电极的一侧，靠近双极板的侧面具有凹槽；集流板，嵌设在绝缘板的凹槽中；两个进液端板分别为正极进液端板和负极进液端板，正极进液端板的进液内孔为正极进液内孔、正极进液端板的进液边槽为正极进液边槽；负极进液端板的进液内孔为负极进液内孔、负极进液端板的进液边槽为负极进液边槽，其中：正极进液端板设置在靠近正极半电池的一侧，来自正极进液内孔的正极电解液依次经过正极半电池的绝缘板、双极板和液流框进入正极半电池的多孔电极进行反应；或正极进液端板设置在远离正极半电池的一侧，来自正极进液内孔的正极电解液依次经过负极半电池的绝缘板、双极板、液流框、离子交换膜和正极半电池的液流框进入正极半电池的多孔电极进行反应；或负极进液端板设置在靠近负极半电池的一侧，来自负极进液内孔的负极电解液依次经过负极半电池的绝缘板、双极板和液流框进入负极半电池的多孔电极进行反应；或负极进液端板设置在远离负极半电池的一侧，来自负极进液内孔的负极电解液依次经过正极半电池的绝缘板、双极板、液流框、离子交换膜和负极半电池的液流框进入负极半电池的多孔电极进行反应。