[发明专利]一种液流电池用液流框、单电池及电堆

摘要

本发明涉及一种液流电池用液流框、单电池及电堆。一种液流电池用液流框包括顺次连接的进液端主流道、进液端支流道、进液端第一级缓流区、进液端第二级缓流区、反应区、出液端第二级缓流区、出液端第一级缓流区、出液端支流道和出液端主流道，主流道为使得电解液流动处于层流状态的宽型主流管道，该宽型主流管道直接连接支流道，支流道为若干条并行的长条形通道，缓流区均设有节流桩。本发明，集电池电堆内电解液均匀分配、漏电与泵耗比可优控制、单电池电解液均匀分布功能于一体，可实现百千瓦级大功率电堆集成、提高电堆内各单电池的一致性、有效控制和权衡漏电与泵耗比、提高液流电池的整体工作能量效率。 1

主权项

1.一种液流电池用液流框，包括正极液流框和负极液流框，所述正极液流框和负极液流框呈轴对称结构、且分别设有进液端和出液端，在进液端和出液端分别对应设置有进液口和出液口，所述进液口和出液口均分别位于所述正极液流框和负极液流框两侧的对角位置，其特征在于，还包括：

进液端主流道（1），其为使得电解液流动处于层流状态的宽型进液端主流管道，该宽型进液端主流管道上端连接进液口；

进液端支流道（2），其为若干条并行的长条形通道，该若干条并行的长条形通道上端直接连接所述进液端主流道（1）；

进液端第一级缓流区（3），其为并排设置的挡板结构，且包括分布于所述进液端支流道（2）出口位置的进液端第一级节流桩（4）；

进液端第二级缓流区（5），其为并排设置的挡板结构，且包括均匀分布的进液端第二级节流桩（6），所述进液端第二级缓流区（5）与所述进液端第一级缓流区（3）相连；

反应区（7），其上端连接所述进液端第二级缓流区（5）；

出液端第二级缓流区（8），其为并排设置的挡板结构，且包括均匀分布的出液端第二级节流桩（9），所述出液端第二级缓流区（8）上端连接所述反应区（7）；

出液端第一级缓流区（10），其为并排设置的挡板结构，且包括出液端第一级节流桩（11），所述出液端第一级缓流区（10）与所述出液端第二级缓流区（8）相连；

出液端支流道（12），其为若干条并行的长条形通道，该若干条并行的长条形通道的入口位置分布所述出液端第一级节流桩（11）；

出液端主流道（13），其为使得电解液流动处于层流状态的宽型出液端主流管道，该宽型出液端主流管道上端直接连接所述出液端支流道（12）、下端连接出液口。

2.如权利要求1所述的一种液流电池用液流框，其特征在于：所述进液端主流道（1）和出液端主流道（13）的截面形状为矩形、倒角矩形、梯形、倒角梯形或倒角三角形。

3.如权利要求1所述的一种液流电池用液流框，其特征在于：所述进液端支流道（2）和出液端支流道（12）均为3‑5条并行设置的S型通道，所述S型通道的长度为200‑600mm、宽度为5‑15mm。

4.如权利要求3所述的一种液流电池用液流框，其特征在于：所述进液端支流道（2）和出液端支流道（12）的每个S型通道均为镂空结构。

5.如权利要求4所述的一种液流电池用液流框，其特征在于：所述进液端支流道（2）和出液端支流道（12）的每个S型通道截面形状为矩形或梯形。

6.如权利要求1所述的一种液流电池用液流框，其特征在于：所述进液端第一级节流桩（4）、进液端第二级节流桩（6）、出液端第二级节流桩（9）和出液端第一级节流桩（11）的截面为圆形、楔形、椭圆形、矩形、倒角矩形、梯形、倒角梯形、三角形或倒角三角形。

7.如权利要求1所述的一种液流电池用液流框，其特征在于：所述反应区（7）内放置导电多孔材料，且其截面为矩形结构。

8.如权利要求1所述的一种液流电池用液流框，其特征在于：该液流电池用液流框的材质为塑料或有机玻璃。

9.一种液流单电池，包括相对设置的正极板、正极液流框、离子交换膜、负极液流框、负极板，所述正极液流框和负极液流框之间夹有离子交换膜，其特征在于：该液流单电池的正极液流框和负极液流框均采用如权利要求1‑8所述的液流框结构。

10.一种液流电池电堆，其特征在于：该液流电池电堆包括多个串联的如权利要求9所述的液流单电池。