[发明专利]液流电池堆

说明书

一种液流电池堆，包括第一电极单元、第二电极单元、含有至少一个双极单元的电池单元、数个第一集电板与第二集电板。第一电极单元具有N个不相通的第一电化学反应区域，第二电极单元具有N个不相通的第二电化学反应区域，N为大于1的整数。第N个第二电化学反应区域与第N个第一电化学反应区域相通。电池单元介于第一与第二电极单元之间，其双极单元具有N个不相通的第三电化学反应区域，且第N个第三电化学反应区域与第N个第一电化学反应区域相通。第一集电板则设置于第一电极单元外侧，且第N个第一集电板对应第N个第一电化学反应区域。第二集电板设置于第二电极单元外侧。

技术领域

本发明是有关于一种电化学储能装置，且特别是有关于一种液流电池堆。

背景技术

液流电池(flowbattery)，亦称为氧化还原液流电池(redox flowbattery)，是一种电化学储能装置，是通过电解液(正极电解液与负极电解液)中氧化还原反应机制的离子价数变化，进行充电与放电的化学反应平台。

氧化还原液流电池具有安全性高、可以完全充放电、能量效率高、电池寿命长、电解液劣化少、不会排放有害环境的气体以及电解液储存槽增加即可增加系统储电容量等特征，可用于解决传统再生能源具有的间歇特性，进而改善再生能源对于电力电网供电的不确定性。

然而，目前既有的串联式液流电池堆尚存在以下问题，包括：电解液流通分布不均，发生死区(dead volume)造成电解液停滞及浓度极化，而影响电池内部质子与电子传输效能，使得电池整体效率不佳，并有电解液流通阻力过高造成电池泄漏与寄生电力损耗过高等问题。

发明内容

本发明提供一种液流电池堆，能有效提升可靠度并改善电解液流通分布不均的情形。

本发明的液流电池堆包括第一电极单元、第二电极单元、含有至少一个双极单元的电池单元、数个第一集电板与第二集电板。第一电极单元具有不相通的N个第一电化学反应区域，第二电极单元具有不相通的N个第二电化学反应区域，N为大于1的整数。第N个第二电化学反应区域与第N个第一电化学反应区域相通。电池单元介于第一与第二电极单元之间，其双极单元具有不相通的N个第三电化学反应区域，且第N个第三电化学反应区域与第N个第一电化学反应区域相通。第一集电板则设置于第一电极单元外侧，且每个第一集电板对应每个第一电化学反应区域。第二集电板设置于第二电极单元外侧。

基于上述，既可有效提升液流电池堆可靠度，又可以将电解液在电池中进行有效且均匀的流场分配，改善电解液流通分布不均，避免死区(dead volume)的发生，提升电池内部质子与电子传输效能及电池整体效率；降低电池流通阻力，减少输送泵浦寄生电力的损耗，有利提升氧化还原电池的电流密度及能量效率的结构设计，以有效提升储能系统的可靠度及稳健性。

附图说明

图1是依照本发明的一实施例的一种液流电池堆的爆炸示意图。

图2是本发明的实施例中的双极单元的分解示意图。

图3是本发明的实施例的液流电池堆的方块图。

图4是图2的基板本体的流体分配部的透视图。

图5是图2的基板本体的定位卡接部的剖面示意图。

图6是图2的I-I’线段的剖面示意图。

图7是本发明的实施例中的第一或第二电极单元的立体示意图。

图8是图7的II-II’线段的剖面示意图。

其中，附图标记为：

10：液流电池堆 100：第一电极单元

102：第一电化学反应区 110：第二电极单元

112：第二电化学反应区域 120：双极单元