[实用新型]一种液流电池对称流道装配结构

说明书

本实用新型提供一种液流电池对称流道装配结构，包括双极板、正极多孔电极、负极多孔电极、离子选择性膜；双极板的两面均设有进出液流道，所述正极多孔电极和负极多孔电极置于两个双极板之间，正极多孔电极和负极多孔电极之间以离子选择性膜隔开，所述双极板的两面均设有进出液流道，两个双极板与离子选择性膜相对的一面的流道结构互相对称。本实用新型提出的液流电池对称流道装配结构，可以应用于液流电池电堆中，例如铁铬液流电池，全钒液流电池等，电池中采用该装配结构能使离子选择性膜两侧的流体压力分布与流速分布更趋于一致，降低了因离子选择性膜两侧压差造成的离子透膜迁移，提高了电池的电流效率，同时延长了离子选择性膜的使用寿命。

技术领域

本实用新型属于储能技术领域，具体涉及一种液流电池对称流道装配结构。

背景技术

液流储能电池经常是利用含有Cr³⁺/Cr²⁺和Fe³⁺/Fe²⁺电对（或VO₂⁺/VO²⁺和V³⁺/V²⁺）的电解液作为正负极活性材料。电解液分别在电堆的正负极电极上流动，正负极电极间采用离子选择性膜隔开，以期望正负极电解液中的氢离子可通过离子选择性膜迁移到另一侧，同时阻隔正负极电极液中的其他离子迁移。然而离子选择性膜不能完全隔离正负极电解液中的活性金属离子，正极的活性金属离子会迁移到负极，造成正负极电极液的容量不匹配从而损失电池容量。尤其在使用Cr³⁺/Cr²⁺和Fe³⁺/Fe²⁺离子作为正负极电对的铁铬液流电池中，正极的Fe³⁺负离子迁移至负极还会造成负极沉积的催化剂溶解，使电池电阻增大，严重影响电池性能。

现有技术中，设在隔膜两侧的双极板结构并不对称，电解液流动的方向是相对的（参见图1）。这就造成膜两侧的压差。研究显示离子选择性膜两侧压差对金属离子透膜迁移有促进作用，使液流电池工作时的电流效率降低，而且两侧压差过高会使离子选择性膜破裂，影响其使用寿命。另一方面，由于常用的液流电池电极如碳毡、碳纸、碳布等和离子选择性膜均为柔性材料，其装配结构易受电池内电解液压力影响，进而影响电解液在电池内的流速分布，影响电池性能。故设计使用合理的装配结构以降低离子选择性膜两侧压差对提高液流电池性能和工作寿命有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的不足之处，本实用新型的目的是提出一种液流电池对称流道装配结构，能使离子选择性膜两侧的流体压力分布与流速分布更趋于一致，能显著降低离子选择性膜两侧压差。

实现本实用新型上述目的的技术方案为：

一种液流电池对称流道装配结构，包括双极板、正极多孔电极、负极多孔电极、离子选择性膜；

所述双极板的两面均设有进出液流道，所述正极多孔电极和负极多孔电极置于两个双极板之间，正极多孔电极和负极多孔电极之间以离子选择性膜隔开，

所述双极板的两面均设有进出液流道，两个双极板与离子选择性膜相对的一面的流道结构互相对称。

一个双极板的两面的流道可为同一结构或两种结构。

其中，所述正极多孔电极和负极多孔电极为碳毡、石墨毡、碳纤维布、碳纤维纸、碳纳米管复合材料、多孔碳复合材料中的一种或几种的组合。

其中，所述双极板两面的进出液流道为一条或多条。

本实用新型的一种优选技术方案为， 所述双极板两面的进出液流道为一条，所述进出液流道一端为进液口，另一端为出液口。

本实用新型的另一种优选技术方案为，所述双极板上的进出液流道包括进液流道和出液流道，所述进液流道和出液流道交错布置。