[实用新型]一种适用于梯形液流电池的双极板

说明书

本实用新型涉及液流电池领域，特别涉及一种适用于梯形液流电池的双极板，梯形液流电池或电堆是指电极为梯形电极的液流电池或电堆，包括双极板，其特征在于：所述双极板为一梯形平板状结构，在平板的一侧表面或二侧表面中部设有凸台或凹槽，凸台或凹槽平行于板体平面的截面为等腰梯形，凸台或凹槽所在区域称之为梯形电极区域，在梯形电极区域凸台远离板体平面的表面或凹槽底面设置有长条状凹槽或长条状凸起，长条状凹槽或长条状凸起平行于板体平面的截面为四边形或多边形，称之为导流四边形结构。

技术领域

本实用新型涉及液流电池领域，特别涉及液流电池或电堆双极板。

背景技术

能源危机与环境问题推动了可再生能源的发展，进而引发了储能技术研究热潮。液流电池技术是一种电化学储能技术的一种，其活性物质通常溶解于液体中，电池运行时，溶有活性物质的电解液在泵的推动作用下流经多孔电极而发生电化学反应，从而实现能量的存储与释放。其通常具有储能容量与功率独立设计等优点，因适合与大规模储能应用而广受关注。液流电池中电解液的流动特性与电池性能密切相关。中国专利(专利申请号：201410495737.5)中提出了梯形电堆的新型结构，该结构可以有效减小电极中的浓差极化，具有很高的实用性。但是，与矩形电池相比，梯形电池四个转角处容易出现电解液流速过大或过小，影响活性物质的分布，若采用现有的导流结构难以实现电解液的均匀分配。液流电池中双极板主要起着传递电子的作用，但通过合理地设计其几何结构，亦可实现电解液导流的功能。

实用新型内容

针对梯形液流电池中电解液分布不均匀的问题，提出一种新型的液流电池双极板结构，其结构简单，加工方便，通过在双极板上设计适当朝向的导流四边形结构，可实现电解液均匀流入、流出电极反应区域，从而实现梯形电池内部电解液的均匀分布，缓解局部效应，同时通过设置梯形电极区域和导流四边形结构高度或深度可实现电极压缩比的调控而无需外加附件，有效降低接触电阻和电池总体极化，提高电解液利用率，最终提升电池性能，降低系统成本。

为实现上述目的，本实用新型提供的具体技术方案如下:

一种适用于梯形液流电池或电堆的双极板，梯形液流电池或电堆是指电极为梯形电极的液流电池或电堆，包括双极板，其特征在于：所述双极板为一平板状结构，在平板的一侧表面或二侧表面中部设有凸台或凹槽，凸台或凹槽平行于板体平面的截面为等腰梯形，凸台或凹槽所在区域称之为梯形电极区域，在梯形电极区域凸台远离板体平面的表面或凹槽底面设置有长条状凹槽或长条状凸起，长条状凹槽或长条状凸起平行于板体平面的截面为四边形或多边形，称之为导流四边形结构。

本实用新型电池或电堆设计标准为：长条状凹槽或长条状凸起的长度方向的二端分别面向梯形电极区域等腰梯形的两条底边。长条状凹槽或长条状凸起平行于板体平面的截面为四边形；梯形电极区域位于平行于板体平面的A平面上的等腰梯形截面的二条腰的延长线交于一点B，过点B且垂直于平面A的直线与另一平行于板体、且经过导流四边形结构的平面C交于点D，导流四边形结构的位于C平面上的四边形截面的两条较长边所在的直线与同时过该较长边上任意一点和点D的直线间的夹角为0～10°，以使电解液大致如图1最右侧所示沿径向流动，提高电解液分布的均匀性。

作为优选，所述梯形电极区域高度或深度为0～100mm。

作为优选，所述导流四边形结构宽度为0.1～100mm，高度或深度为0.1～100mm。

作为优选，所述导流四边形结构宽度和高度/深度相同，或遵循靠近梯形电极区域两底边中点处的导流四边形结构宽度较窄和/或深度/高度较小而远离端宽度较宽和/或深度/高度较大的原则。

作为优选，所述电解液流入、流出口直径0.1～100mm。

所述梯形电极区域，靠近电解液流入口一侧为梯形长底边，相对侧为短底边；位于梯形中轴线同侧的电解液入口和出口属于不同极电解液的流入和流出口；板体上梯形电极区域四周板体宽度为1～500mm；板体厚度为0.1～100mm。