[发明专利]一种液流电池电极框及其应用和液流电池

说明书

本发明涉及一种液流电池电极框及其应用和液流电池。其为平板状结构，于平板状结构一侧中部设有一个凹槽或二侧的中部设有一对面对称的凹槽，于凹槽的底面中部开设有一个中部通孔。采用该结构电极框可与离子传导膜或者双极板组成一体化结构，并可将一体化结构经过焊接或者粘接组装成电堆，简化了电堆集成的过程，可实现全机械化生产。

技术领域

本发明涉及液流电池结构，特别涉及液流电池的电极框结构及其构成的电堆。

背景技术

开发利用可再生能源是发展战略性新兴产业、推动经济发展方式转变的重要选择。大规模开发利用可再生能源将显著降低经济发展对化石能源资源的消耗，减少对环境的损害，使我国严重依赖资源消耗的发展模式逐渐转变为资源消耗少、环境污染低的科学发展方式。同时，可再生能源是快速增长的战略性新兴产业，发展可再生能源对拉动高端装备制造相关产业发展的作用显著，对促进产业结构升级意义重大。可再生能源具有不连续、不稳定的特征，大规模的并网会对电网造成巨大的冲击，使得电网瘫痪。为此，需要配置特定的储能装置，将可再生能源的电能质量提高，输出更加稳定平滑，提高可再生能源的上网时间。在众多储能技术中，化学储能以其转化效率高、不需要特殊的地理位置需要而发展迅速。其中，液流电池以其可以深充深放、坏境负荷低、生命周期内性价比高、能量转化率高的特点，在近些年得到长足的发展，已经逐渐成为最具有发展潜力的储能技术。

液流电池，尤其是需要离子传导膜隔离开的双液流电池。通常是由正极电极框、正极电极、离子传导膜、负极电极、负极电极框组成单电池的结构，每节单电池之间通过双极板连接在一起，在电路上串联在一起。上述的所有材料之间，往往设置橡胶密封垫片、密封胶或者热熔胶来实现密封。不仅成本高昂，而且生产效率较低，难以实现连续化、机械化生产。电堆的集成也难以实现全机械化集成组装。由此带来液流电池电堆的成本一直居高不下，相比锂电池的优势发挥不出来，严重阻碍了其商业化和产业化。同时，上述的橡胶密封垫片也会随着运行时间的增长而出现老化、失去密封功能的现象，电堆的维修更是会加大成本的投入。因此急需要结构和工艺的改进来弥补上述电堆组装集成中的不足。

发明内容

为了降低液流电池电堆的成本，提高电堆的密封可靠性，实现全机械化的电堆生产工艺。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种液流电池电极框，其为平板状结构，于平板状结构一侧中部设有一个凹槽或二侧的中部设有一对面对称的凹槽，于凹槽的底面中部开设有一个中部通孔。

所述液流电池电极框，处于凹槽底面的中部通孔开口端四周边缘与凹槽底面的四周边缘之间形成一条带状台阶。带状台阶宽度3-10mm,优选4-6mm。该带状台阶可放置离子传导膜或者双极板进行激光焊接或者热熔胶粘接。

上述液流电池电极框，于平板状结构的板体表面、凹槽的四周开设有环型凹槽。

上述任一所述液流电池电极框，于电极框四周边缘的凹槽或环型凹槽以外设置有四个通孔，其中的两个通孔分别通过沟槽与中部通孔区域连通，于另外两个通孔的板体表面、通孔的四周开设有环型凹槽，用于设置激光焊接的焊接平台或者放置热熔胶。

上述液流电池电极框的环形凹槽。在环型凹槽内刷涂激光焊接用吸光剂、或采用双色注塑的方法设置黑色的塑料条，形成闭环的焊接轨迹线。

所述液流电池电极框，凹槽底面区域作为用于容纳隔膜或极板的区域；通孔所在的镂空区域作为用于容纳电极的区域。

任一所述液流电池电极框均可以在液流电池中进行应用。上述的电极框组件可构成液流电池单电池或者2节以上液流电池单电池构成的电堆。

有益效果：