[发明专利]一种具有双螺旋结构的液流电池双极板流道

说明书

本发明属于液流电池技术领域，具体为一种具有双螺旋结构的液流电池双极板流道，包括正极进液口、双螺旋结构流道、双极板、负极进液口、正极出液口和固定螺栓孔，所述双极板顶部中央开设正极出液口，所述正极出液口上连接双螺旋结构流道，所述双螺旋结构流道外端设置正极进液口，所述双极板顶部对角开设负极进液口，所述双极板两侧均设置固定螺栓孔，通过对流道的合理设计，保证了电解液分配的均匀性，通过减少流道长度，有效的降低了压降和泵功损耗，提高了液流电池的整体性能。

技术领域

本发明涉及液流电池技术领域，具体为一种具有双螺旋结构的液流电池双极板流道。

背景技术

化石能源在使用过程中会产生二氧化碳和有害污染物，使用太阳能、风能、潮汐能等可再生能源可以缓解对化石能源的过度依赖，减少二氧化碳及有害物质的排放。但是，这些可再生能源受天气环境影响，具有间歇不连续、波动性较大等缺点，恶化了配电网的电能质量和可靠性。因此，需要在可再生能源系统中配备储能设备，储能设备能够解决以上可再生能源的缺点，可以实现对发电的“调峰填谷”，优化可再生能源的产能效率。

作为一种大型的储能设备，液流电池因其寿命长、响应快、低污染、效率高、可回收、系统输出功率与存储容量相互独立等特点受到越来越广泛的关注。液流电池由端板、双极板、多孔电极及质子交换膜组成，双极板作为液流电池的关键部件，不仅起着串联电池的作用，双极板流道还控制着电解液的流动方式，流道结构直接影响电解液分布均匀性和流动传质能力，良好的流动传质能力能够减小流动损失，降低泵功和电池内浓差极化，提高电池系统效率。

现有液流电池双极板流道结构一般采用蛇形流道结构和叉指形流道结构。研究表明，蛇形流道的进口和出口是连通的，电解液顺着流道从进口流向出口，以非强制对流的方式通过电极发生电化学反应，对于大型的钒电池电堆，蛇形流道的长度明显大于其他流道，因此蛇形流道的压降是最大的，泵功损耗最大。叉指型流道拥有进口主流道和出口主流道，电解液由进口主流道向进口支流道分布，在强制对流的作用下完全压入电极后再由出口支流道汇聚到出口主流道流出，电解液在进口和出口支流道分配不均匀容易造浓差极化，形成较大的浓差过电位。叉指形流道的进口与出口不直接相连，流道流程较短，压降较小，泵功损耗小。因此设计有效的流道结构，合理均匀分配电解液，同时利用结构优势减小压降和泵功损耗是提高液流电池性能的关键。。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种具有双螺旋结构的液流电池双极板流道，通过对流道的合理设计，保证了电解液分配的均匀性，通过减少流道长度，有效的降低了压降和泵功损耗，提高了液流电池的整体性能。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

一种具有双螺旋结构的液流电池双极板流道，其包括：

正极进液口、双螺旋结构流道、双极板、负极进液口、正极出液口和固定螺栓孔，所述双极板顶部中央开设正极出液口，所述正极出液口上连接双螺旋结构流道，所述双螺旋结构流道外端设置正极进液口，所述双极板顶部对角开设负极进液口，所述双极板两侧均设置固定螺栓孔。

作为本发明所述的一种具有双螺旋结构的液流电池双极板流道的一种优选方案，其中：所述正极进液口呈中心对称分布，所述正极进液口直径是正极出液口直径的一半。

作为本发明所述的一种具有双螺旋结构的液流电池双极板流道的一种优选方案，其中：所述双螺旋结构流道形状为螺旋形，所述双螺旋结构流道采用顺时针螺旋结构。