[发明专利]一种高度密封的液流电池

说明书

技术领域

本发明涉及液流电池领域，更具体地设计液流电池的装配方 式。

背景技术

液流电池(例如钒氧化还原液流电池)的电池堆通常是由一定 数量的单电池串联组成。每个单电池由集电体(单集板)、液流框、 电极、隔膜、电极、液流框、集电体(单集板)构成。以一个由两 个单电池构成的电池堆为例，从进液口开始按照端板、集电体(单 集板)、液流框、电极、隔膜、电极、液流框、集电体(双集板)， 液流框、电极、集电板(单集板)、端板的顺序组装钒电池。电池 堆的安装图如图1所示。端板和端板之间用螺栓加以紧固，以达到 密封的目的。电池堆装配时既要注意隔膜与液流框的密封又要考虑 液流框与集流体的密封，较为复杂。中国专利申请号 CN200820108417.X披露将电极槽和集流体通过粘接剂粘接并应用 于卤化钒氧化还原液流电池，电极槽与粘接剂采用耐卤素腐蚀材 料，这样的设计达到了更好的密封效果，降低了卤素挥发出电池的 可能性，降低了密封时对于紧固的要求。

但是，先有技术的装配方法尚存在一定的缺陷，由于电池堆是 将数目众多的电池部件固定在一起，电池组装过程比较复杂，而且 各部件之间不好密封，部件之间的接触电阻较大，导致电池的内阻 较大，电池效率降低。

发明内容

本发明提供一种改进的装配方法，以克服先有技术中液流电池 接触电阻较大的问题。

本发明的液流电池包括依次相接的负极集流体、负极液流框、 负极、质子交换膜、正极、正极液流框、正极集流体，其中，质子 交换膜与正极和/或负极之间通过导电胶粘结在一起。

在一种优选实施方式中，正电极和负电极分别镶嵌在各自的液 流框中，并且质子交换膜通过粘接剂与正极液流框和负极液流框的 边缘端面结合。

在一种具体实施方式中，正电极和负电极由石墨毡、碳纸、碳 布、或碳毡形成。

根据本发明组装的液流电池，由于采用粘结的方法将质子交换 膜与两侧的电极一体化，减小了其间的接触电阻，减小电池内阻， 提高电池电压效率从而提高了电池能量效率。

在优选的方式，通过将电极嵌入各自的液流框中，并将质子交 换膜与液流框沿着边缘用粘接剂封接，提高了电池的密封性，降低 了对螺丝固定的力度要求。

附图说明

图1是一个典型的液流电池堆的示意图；

图2示出根据本发明的一种具体的粘接方式；

图3示出根据本发明的另一种具体的粘接方式；

图4示出根据本发明产品与现有技术产品的电阻差异。

具体实施方式

用于本发明的粘接剂可以是中性硅酮密封胶、三醛胶、云石胶、 氯丁胶、环氧胶、改性丙烯酸酯、聚氨酯、酚醛树脂、有机硅等粘 接剂。对于电解液中包含强酸的液流电池，例如全钒液流电池，应 该使用耐酸粘接剂，常用的粘接剂包括但不限于环氧树脂、聚酰胺 树脂、丁氰橡胶等。

可以用于本发明的导电胶包括环氧导电胶、铜系导电胶、银系 导电胶、石墨填充型导电胶、复合纳米粉末导电胶等。

在一种优选实施方式中，正电极和负电极分别镶嵌在各自的液 流框中，并且质子交换膜通过耐酸的粘接剂与正极液流框和负极液 流框的边缘端面结合。

该结构包括两个液流框4、8和膜6以及三组件之间的粘接剂， 两个电极5、7和膜6之间的导电胶。膜6位于一体化结构的中间， 呈长方体形，两个液流框4、8分别位于膜6的两侧，并把膜6夹 紧，膜的外边缘和液流框外框的边缘完全重合(即大小一致)，在 液流框4、膜6、液流框8三组件的接触面用粘接剂粘在一起，液 流框和膜的大小根据氧化还原液流电池的设计需要制作；两个电极 分别做正极和负极，位于膜的两侧，通过具有催化活性的导电胶进 行粘接，电极的大小和形状与液流框内框的大小和形状相同，使电 极能正好镶嵌在液流框中，电极的外边缘与液流框的内框边缘相接 触。

实施例

所用部件描述：

端板：PVC材质，厚3cm

集电体(单集板)：等静压高密度石墨板，厚度6mm

正极：聚丙烯腈基石墨毡，厚度5mm，湖南九华碳素有限公司 生产

负极：聚丙烯腈基石墨毡厚度5mm，湖南九华碳素有限公司

液流框：片状聚氨酯，厚5mm