[发明专利]一种镂空涂层电池集流结构、电流密度测量系统及方法

权利要求书

1.一种镂空涂层电池集流结构，其特征在于，包括流道框(1)和镂空涂层印刷电路板(2)；

流道框(1)，流道框(1)由耐腐蚀绝缘材料制成，流道框(1)一侧设有进液口(3)，进液口(3)的相对侧设有出液口(4)，流道框第一表面(5)刻有交替布置的流道槽(6)和流道肋(7)，所述流道槽(6)一端连通进液口(3)，另一端连通出液口(4)；

镂空涂层印刷电路板(2)，镂空涂层印刷电路板(2)上刻有带镂空流道肋(14)的镂空流道(13)，镂空涂层印刷电路板第一表面(8)上蚀刻有导电铜带(10)；导电铜带(10)一端设置有接线孔(12)，另一端设置在镂空流道肋(14)上，镂空流道肋(14)上的导电铜带(10)部分覆盖有涂层(11)；

镂空涂层印刷电路板第二表面(9)的镂空流道(13)与流道框第一表面(5)的流道槽(6)重叠布置，镂空涂层印刷电路板第二表面(9)的镂空流道肋(14)与流道框第一表面(5)的流道肋(7)重叠布置。

2.根据权利要求1所述的镂空涂层电池集流结构，其特征在于，所述镂空涂层印刷电路板(2)由厚度为0.1～0.2mm的绝缘环氧树脂或聚四氟乙烯薄片制成。

3.根据权利要求1所述的镂空涂层电池集流结构，其特征在于，所述镂空涂层印刷电路板(2)上的导电铜带(10)由厚度为5～25μm的铜箔经蚀刻工艺制成。

4.根据权利要求1所述的镂空涂层电池集流结构，其特征在于，所述镂空涂层印刷电路板(2)上的镂空流道(13)和镂空流道肋(14)的几何形状和尺寸与流道框第一表面(5)上的流道槽(6)和流道肋(7)的几何形状和尺寸相同。

5.根据权利要求1所述的镂空涂层电池集流结构，其特征在于，所述镂空涂层印刷电路板(2)上导电铜带(10)的宽度与镂空流道肋(14)的宽度相同，导电铜带(10)的个数与镂空流道肋(14)个数相同；镂空涂层印刷电路板(2)由PCB设备加工制成。

6.根据权利要求1所述的镂空涂层电池集流结构，其特征在于，所述涂层(11)为石墨涂层、金涂层、钛涂层或铂涂层。

7.根据权利要求1所述的镂空涂层电池集流结构，其特征在于，所述镂空涂层印刷电路板第一表面(8)上的涂层(11)和镂空流道(13)区域与液流电池的正极电极材料(15)紧密接触。

8.根据权利要求1所述的镂空涂层电池集流结构，其特征在于，所述流道框第一表面(5)上的流道槽(6)和所述镂空涂层印刷电路板(2)上的镂空流道(13)为蛇形流道槽、回行流道槽、平行流道槽、交指形流道槽或弯曲波浪式流道槽。

9.一种带有镂空涂层电池集流结构的电流密度分布测量系统，其特征在于，包括有流道的液流电池和外部充放电单元，所述有流道的液流电池包括权利要求1～8任意一项所述的镂空涂层电池集流结构、正极电极垫片(20)、正极电极材料(15)、隔膜(16)、负极电极材料(19)、负极电极垫片(21)、负极集流板(17)和负极导电板(18)；隔膜(16)设置在正极电极材料(15)和负极电极材料(19)之间；镂空涂层电池集流结构的涂层(11)和镂空流道(13)区域与电池的正极电极材料(15)紧密接触；镂空涂层电池集流结构的导电铜带接线孔(12)和负极导电板(18)与外部充放电单元连接。

10.一种利用权利要求1～8任意一项所述镂空涂层电池集流结构的测量方法，其特征在于，步骤如下：

S1、组装镂空涂层电池集流结构、正极电极垫片(20)、正极电极材料(15)、隔膜(16)、负极电极材料(19)、负极集流板(17)和负极导电板(18)，将镂空涂层电池集流结构的镂空涂层印刷电路板第一表面(8)上的涂层(11)和镂空流道(13)区域与正极电极材料(15)紧密接触，完成有流道的液流电池的组装；

S2、从镂空涂层电池集流结构的进液口(3)引入腐蚀性电解液，腐蚀性电解液经流道槽后，从出液口(4)排出；

S3、外部充放电单元对引入腐蚀性电解液的有流道的液流电池进行充放电，每个导电铜带接线孔(12)和负极导电板(18)与外部充放电单元连接，形成外部检测电路；

S4、结合下式计算电流密度：

其中，电流为外部充放电单元充放电时检测的每条导电铜带(10)引出的电流值；导电铜带(10)覆盖的涂层(11)表面积为涂层(11)的长度和宽度的乘积。