[实用新型]一种全钒液流电池用电解液导流装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及全钒液流电池技术领域，具体涉及一种全钒液流电池用电解液导流装置。

背景技术

全钒液流电池是一种高效和安全的大容量储能电池。该电池响应快速，充放电功率与容量可独立设计。VRFB适合于受到气候和地理条件的影响而输出不稳定的风力发电或太阳能发电等分散型电源构成混合系统来调节电力输出，还适合于削峰填谷和瞬低补偿等对策。全钒液流电池由外部泵驱动电解液在储液罐和电堆之间循环流动，电解液在电堆中发生氧化还原反应从而完成充放电过程的电池。电堆是全钒液流电池的核心部件，其性能的好坏直接决定了整个系统的性能。常见的全钒液流电池由电堆、电解液和管路系统组成，电堆包括隔膜、液流框、电极、双极板等。液流框起到密封和导引电解液的作用，电解液在电极上是否能够均匀分布将直接影响到全钒液流电池的稳定性和运行效率。因此液流框的设计在全钒液流电池的电堆设计中起着非常重要的作用。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种全钒液流电池用电解液导流装置，充分利用液流框有效面积，合理设置电解液在电极表面的分布，使不同分配口流出的电解液流速均一，提高电极单位面积上的电流密度，从而提高能量的转化效率。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种全钒液流电池用电解液导流装置，包括带有中空腔体的液流框1，所述液流框1两侧的对角位置分别开有进液孔2和出液孔10，液流框1的中空腔体内设置有多个间隔预设距离的流道分隔板6，所述流道分隔板6上间隔预设距离设置有针翅7，相邻的流道分隔板6上的针翅6相互交错排列，所述流道分隔板6的端部与液流框1内壁间预留的间隙分别形成位于进液孔2端的进液公共流道3和位于出液孔10端的出液公共流道8，相邻的流道分隔板6间形成流道5，相邻的流道分隔板6端部的针翅7间的间隙分别形成进液流道分配口4和出液流道分配口9。

所述流道5的数量至少为三个。

所述液流框1的材料为聚乙烯、聚氯乙烯或聚丙烯。

和现有技术相比较，本实用新型具备如下优点：

1、电解液流经液流框通过进液孔进入进液公共流道，而后经过进液流道分配口均匀的分配成多股流体进入不同的流道，流道中设置的针翅可以最大限度的延长电解液在液流框中的流动距离，提高电解液在电极表面的均匀分布性，有效的防止了流动死区的出现。此种设计使得液流电池在放电时单位面积上的电流更大，整个电池的放电功率更大。使电池在闲置状态时，增大了电池自放电的有效电阻，从而提高了全钒液流电池的综合性能。保证了全钒液流电池运行的稳定性和效率。

2、本实用新型设计合理，结构新颖，便于加工。其通过流道分配口均匀的分配了电解液的流量，而且规定电解液在液流框内的流动方向，流道的针状结构设计既延长了电解液在电极表面的流动距离，又使流动的沿程阻力很小，能够充分快速的进入电堆内部参与电极的反应，从而提高了电池的效率。而且针翅的设计还使得每个单体电池中电解液的流动距离和方式相似，保证了每个单体电池电压的一致性，提高组装模块的效率，延长电池的寿命。

附图说明

附图为本实用新型导流装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。

如附图所示，本实用新型一种全钒液流电池用电解液导流装置，包括带有中空腔体的液流框1，所述液流框1两侧的对角位置分别开有进液孔2和出液孔10，液流框1的中空腔体内设置有多个间隔预设距离的流道分隔板6，所述流道分隔板6上间隔预设距离设置有针翅7，相邻的流道分隔板6上的针翅6相互交错排列，所述流道分隔板6的端部与液流框1内壁间预留的间隙分别形成位于进液孔2端的进液公共流道3和位于出液孔10端的出液公共流道8，相邻的流道分隔板6间形成流道5，相邻的流道分隔板6端部的针翅7间的间隙分别形成进液流道分配口4和出液流道分配口9。

一个单体电池采用两个液流框。由于正极和负极所用的液流框设计和使用方法完全一致。在此仅以正极为例说明其使用方法，负极同理可类推。液流框1上在两侧的对角上分别开有进液孔2和出液孔10，用于正极电解液的循环。本实用新型的工作过程是正极的电解液通过泵由储液罐从进液孔2进入液流框1，然后沿着进液公共流道3流动到尽头，电解液分别从各个进液流道分配口4进入每个由流道分隔板6分隔开的流道5内，电解液将绕过流道5中的针翅7到达出液流道分配口9，汇聚于出液公共流道8，最终电解液到达出液孔10回到正极的储液罐，完成一个循环。本实用新型中至少采用三个及三个以上的流道5。

本实用新型采用的液流框1的具体结构增加电解液在液流框内部流动路径，增大电解液在电极上分布的均匀性，提高了电池功率，针翅形成的流道设计降低了电解液在液流框内部流动的物理阻力，本实用新型可以使全钒液流电池总能量利用率达到80％以上。