[发明专利]液流电池电压巡检连接装置及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及液流电池领域，特别是液流电池电压巡检领域，具体涉及液流电池电压巡检连接装置。

背景技术

现代经济社会发展对传统能源的日益增长的需求，使得其供给不足的问题日益突出。人们不得不寻找风能、太阳能等可再生能源，近些年以风能和太阳能为代表的新能源已经占据了能源供给的一席之地，随着需求增加，比例仍然在不断增大，但其受天气影响而造成发电间歇性的供需矛盾比较突出，规模储能的发展已经势在必行。

作为大规模能量储存的途径--液流电池的产生和发展为上述新能源的缺陷提供了很好的补充。液流电池具有安全性好、寿命长，蓄电容量大、功率与容量分离可调、选址自由和清洁环保等特点，可以保证风能、太阳能等新能源经过存储调整后的平稳输出，实现规模化电能管理、电网辅助、电压控制、大型不间断电源的重要作用。

液流电池电堆是化学能与电能相互转化的场所，其结构为若干个单电池以压滤机形式叠加而成，其中，双极板在电堆中起到隔离正负极电解液和导出电子的作用。由于液流电池的电解液具有一定腐蚀性，因此无法直接使用金属作为双极板材料。目前常用的双极板材料包括：石墨板、炭塑复合板等材料，以上材料因为具有耐腐蚀性好、强度高、导电导热性能优良、阻液性能好等优点而被广泛应用于液流电池的电堆中。

电堆内部单电池的电压一致性是影响液流电池电堆及电池系统整体性能的重要因素。因此，为有效了解电堆运行状况、监控电堆内部单电池电压以及电堆整体电压情况，需要配备合适的电压巡检装置。可以说，利用电压巡检装置对电堆各单电池电压的准确监测是保证电堆甚至液流电池整体安全可靠运行的前提，而其中电压巡检装置与液流电池电堆中各单电池的有效连接起着关键的作用。

现有技术中，液流电池的双极板材料是通过将炭黑、粘结剂等原料混合后热压形成，由于其本身材质和结构的特点，无法直接实现与巡检装置的引线通过焊接、铆接的方式直接固定，其采取的方式通常为在制备双极板初期在其外侧加工巡检连接孔，将巡检电压的引线与双极板通过该孔和螺栓等连接件进行固定。但是目前这种方式存在如下问题：

1)双极板通过螺栓和巡检连接孔与巡检引线相连，由于螺栓与双极板巡检连接孔之间难以形成精密的尺寸配合，导致螺栓与巡检连接孔之间的接触可能不紧密，并且，随着电池系统运行、巡检引线移动等因素，螺栓还会与双极板巡检连接孔不断摩擦，由于双极板本身材质的特点，巡检孔壁的碳颗粒容易脱落，无法采用防松动和强力预紧工艺，进而大大降低巡检引线与双极板的接触能力，影响测量精度；

2)由于电堆组装后，受限于电极框的厚度，两个双极板彼此之间的间距很小，不足1厘米，因此必须在电堆组装前将巡检引线连接到双极板上，而带着多条巡检引线的双极板降低了电堆的组装效率，且组装后的电堆由于额外的引线结构会大大增加其在运输、安装和移动过程中的困难。

3)由于双极板之间的间距过小，随时会出现巡检引线缠绕、连接螺栓并接触到相邻双极板上的情形，从而导致双极板之间短路，影响电堆的正常运行。

4)当巡检装置损坏、连接螺栓脱落等情况发生时，由于没有合适尺寸的工具可以深入到双极板巡检孔位置进行维修或者维护，因此对于巡检装置的二次维修存在很大困难，通常需要进行拆解电堆工作、寻找问题双极板、对其巡检连接部件进行更换后，进行二次组装电堆等一系列程序后才可以实现。拆装电堆过程浪费了大量的人力物力和时间，二次组装过程还非常容易造成电堆其他部件损坏，降低电堆质量。

CN101071867A提出了一种实现巡检线与石墨板的连接方式，该方法利用钻床和模具在双极板本体的一侧钻削出巡检导线加工孔后，以穿铆方式将巡检导线固定于该加工孔中。但是该方法需要专门的截面钻孔工具，巡检引线仅在厚度侧面直接固定，固定效果差，巡检线非常容易脱落。

ZL201210436284.X和CN103151531A分别提出了一种实现巡检线与金属板的连接方式，通过直接在金属双极板厚度侧面上形成巡检孔，从而实现巡检引线与双极板的直接快速连接。但是该方法仅仅适用于金属双极板，无法实现石墨板或者炭塑复合板的加工，并且巡检孔与巡检引线之间的固定效果难以持久。

发明内容

本发明提供一种结构稳定的液流电池电压巡检连接装置，通过分体式结构实现巡检设备与双极板的快速可拆卸连接，可同时测量单节或多节单电池电压，提高了液流电池电压监测的工作效率。

本发明技术方案：液流电池电压巡检连接装置，所述液流电池具有双极板，所述连接装置具有巡检线，所述双极板与巡检线通过金属套接件可拆卸连接。