[发明专利]一种纵向均匀流场液流电池及其工作方法

权利要求书

1.一种纵向均匀流场液流电池，其特征在于：包括设置在液流电池本体上的正极电解液回流区(1)、正极电解液供给区(2)、正极电极(3)、交换膜(4)、负极电极(5)、负极电解液供给区(6)和负极电解液回流区(7)；

正极电解液供给区(2)与正极电解液回流区(1)和正极电极(3)相连，正极电极(3)和负极电极(5)通过交换膜(4)隔开，负极电解液供给区(6)与负极电极(5)和负极电解液回流区(7)相连；

正极电解液供给区(2)为具有流路及除流路外空腔的腔体，正极电解液供给区(2)设置有正极电解液进口(8)、正极电解液分配流路(9)和树状正极电解液供给支路(10)；正极电解液进口(8)为正极电解液分配流路(9)进口与液流电池外侧相连，树状正极电解液供给支路(10)进口与正极电解液分配流路(9)相连，树状正极电解液供给支路(10)出口与正极电极(3)相连；正极电解液供给区(2)空腔与正极电极(3)相连；

正极电解液回流区(1)设置阵列状正极电解液排出支路(11)、正极电解液回收流路(12)和正极电解液出口(13)；阵列状正极电解液排出支路(11)进口通过正极电解液供给区(2)空腔部分与正极电极(3)相连，阵列状正极电解液排出支路(11)出口与正极电解液回收流路(12)相连，正极电解液出口(13)为正极电解液回收流路(12)出口与液流电池外侧相连；树状正极电解液供给支路(10)与阵列状正极电解液排出支路(11)不直接连通；

负极电解液供给区(6)为具有流路及除流路外空腔的腔体，负极电解液供给区(6)设置有负极电解液进口(14)、负极电解液分配流路(15)和树状负极电解液供给支路(16)；负极电解液进口(14)为负极电解液分配流路(15)进口与液流电池外侧相连，树状负极电解液供给支路(16)进口与负极电解液分配流路(15)相连，树状负极电解液供给支路(16)出口与负极电极(5)相连；负极电解液供给区(6)空腔与负极电极(5)相连；

负极电解液回流区(7)设置阵列状负极电解液排出支路(17)、负极电解液回收流路(18)和负极电解液出口(19)；阵列状负极电解液排出支路(17)进口通过负极电解液供给区(6)空腔与负极电极(5)相连，阵列状负极电解液排出支路(17)出口与负极电解液回收流路(18)相连，负极电解液出口(19)为负极电解液回收流路(18)出口与液流电池外侧相连；树状负极电解液供给支路(16)和阵列状负极电解液排出支路(17)为相互不连通的管路。

2.如权利要求1所述的纵向均匀流场液流电池，其特征在于：所述树状正极电解液供给支路(10)和树状负极电解液供给支路(16)为二叉树状逐级分散流场，即树状电解液供给支路为由1条电解液供给流路以90°旋转阵列分为4条支路，4条支路进一步分为16条支路，通过“1-4-16”逐级分散方式分布。

3.如权利要求2所述的纵向均匀流场液流电池，其特征在于：所述阵列状正极电解液排出支路(11)和阵列状负极电解液排出支路(17)以“4×4”阵列分布于正极电解液回流区(1)和负极电解液回流区(7)。

4.如权利要求3所述的纵向均匀流场液流电池，其特征在于：所述正极电解液进口(8)位于正极电解液回流区(1)侧壁上，正极电解液回收流路(12)纵向设置在正极电解液回流区(1)中，正极电解液回收流路(12)分为上半段和下半段，上、下半段均设置有正极电解液出口(13)，两个正极电解液出口(13)分别位于正极电解液回流区(1)底部和顶部。

5.如权利要求3所述的纵向均匀流场液流电池，其特征在于：所述负极电解液进口(14)位于负极电解液回流区(7)侧壁上，负极电解液回收流路(18)纵向设置在负极电解液回流区(7)中，负极电解液回收流路(18)分为上半段和下半段，上、下半段均设置有负极电解液出口(19)，两个负极电解液出口(19)分别位于负极电解液回流区(7)底部和顶部。

6.如权利要求4或5所述的纵向均匀流场液流电池，其特征在于：所述正极电解液回流区(1)、负极电解液回流区(7)、正极电解液供给区(2)和负极电解液供给区(6)所用材料为无机非金属材料、金属复合材料或有机高分子材料。