[发明专利]电池堆及其电池单元

说明书

技术领域

本发明涉及液流电池领域，具体而言，涉及一种电池堆及其电池单元。

背景技术

如图1所示，现有的液流电池堆，其单电池一般通过多片单电池的串联叠合，以两端的端板将中间的电池组件通过螺栓的紧固力将电池装配成整体。图2和图3显示了现有液流电池堆的正极和负极电解液的流动方式，为并行流动。在图1至图3中，1为液流框，2为双极板，3为多孔电极，4为离子交换膜。

现有设计的并行流动形式的液流电池堆能够降低一定的液流压降从而减少泵耗，然而，随着电池堆内电池节数的提高，由于电解液的离子导电性，在不同的节电池之间形成自放电，并行的液流设计将造成巨大的旁路电流损失。

另外，大功率电堆的设计，要求单电池面积增大或电池节数增加，而单电池面积的增大会带来密封困难，电池节数的无限制增加则带来巨大的旁路电流损失。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电池堆及其电池单元，以解决现有技术中的电池堆的旁路电流损失较大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电池单元，包括依次叠置的多个单电池，且相邻的两个单电池之间共用一个双极板，沿电解液的流动方向，电解液在相邻两个单电池之间串行流动。

进一步地，多个单电池还包括依次叠置的第一单电池、第二单电池和第三单电池，第一单电池包括第一正极液流框，第二单电池包括第二正极液流框，第三单电池包括第三正极液流框；其中，第一正极液流框、第二正极液流框和第三正极液流框上均设置有第一导流部，使电解液横穿第一正极液流框、第二正极液流框或第三正极液流框，且使电解液依次在第一正极液流框、第二正极液流框和第三正极液流框之间串行流动。

进一步地，在第一正极液流框、第二正极液流框和第三正极液流框上设置有位置相对应的正极电解液进口和位置相对应的正极电解液出口，且第一正极液流框的正极电解液进口与第一正极液流框的第一导流部连通，第三正极液流框的正极电解液出口与第三正极液流框的第一导流部连通。

进一步地，第一正极液流框上的第一导流部包括相互连通的第一正框进口导流槽和第一正框出口导流槽，第一正框进口导流槽设置在第一正极液流框的靠近其正极电解液进口的一端，且该正极电解液进口与第一正框进口导流槽连通，第一正框出口导流槽设置在第一正极液流框的靠近其正极电解液出口的一端；第二正极液流框上的第一导流部包括相互连通的第二正框导流槽和第二正框导流孔，第二正框导流槽设置在第二正极液流框的靠近其正极电解液进口的一端，第二正框导流孔设置在第二正极液流框的靠近其正极电解液出口的一端；第三正极液流框上的第一导流部包括相互连通的第三正框导流孔和第三正框导流槽，第三正框导流孔设置在第三正极液流框的靠近其正极电解液进口的一端，第三正框导流槽设置在第三正极液流框的靠近其正极电解液出口的一端，且该正极电解液出口与第三正框导流槽连通。

进一步地，第一正极液流框上设置有第一正极容纳腔和第一正极连通槽，且第一正框进口导流槽和第一正框出口导流槽均通过第一正极连通槽与第一正极容纳腔连通；第二正极液流框上设置有第二正极容纳腔和第二正极连通槽，且第二正框导流槽和第二正框导流孔均通过第二正极连通槽与第二正极容纳腔连通；第三正极液流框上设置有第三正极容纳腔和第三正极连通槽，且第三正框导流槽和第三正框导流孔均通过第三正极连通槽与第三正极容纳腔连通。

进一步地，第一单电池包括第一负极液流框，第二单电池包括第二负极液流框，第三单电池包括第三负极液流框；其中，第一负极液流框、第二负极液流框和第三负极液流框上均设置有第二导流部，使电解液横穿第一负极液流框、第二负极液流框或第三负极液流框，且使电解液在第一负极液流框、第二负极液流框和第三负极液流框之间串行流动。

进一步地，第一负极液流框、第二负极液流框和第三负极液流框的相对位置上对应地设置有负极电解液进口和负极电解液出口，且第一负极液流框的负极电解液进口与第一负极液流框的第二导流部连通，第三负极液流框的负极电解液出口与第三负极液流框的第二导流部连通。