[实用新型]液流电池离子交换膜组件及包括其的液流电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及液流电池技术领域，具体涉及一种液流电池离子交换膜组件及包括其的液流电池。

背景技术

液流电池是一类新型电化学储能体系，相比于其他储能技术，液流电池具有功率大、容量大、能量转换效率高、使用寿命长、安全性高、绿色环保等优点，在与光伏发电和风力发电配套的大规模储能系统、智能电网调峰、通讯基站以及分布式电源等领域具有广阔的应用前景。全钒氧化还原液流电池是液流电池中的一种，它以不同价态的钒离子电解液作为电池的正负极活性物质，正极为V⁴⁺/V⁵⁺电对，负极为V²⁺/V³⁺电对。电池的正负极通过离子交换膜隔开，正负极电解液分别存储于外部的两个储液罐中，通过泵将电解液泵入电池正负极室中完成电化学反应，再回到储液罐中形成闭合循环液流回路。

现有的液流电池堆结构如图1所示，其中10’为双极板，20’为液流框，30’为多孔电极，40’为离子交换膜，多孔电极30’嵌套于液流框20’的中间镂空部位，按图中所示次序不断重复叠放而成。为了避免电解液从离子交换膜40’与液流框20’的接触面处渗出，通常需要在离子交换膜40’两侧的液流框20’上嵌入密封圈(线密封)或添加密封垫片(面密封)来实现密封。然而，电池堆在实际运行中，离子交换膜往往会吸收电解液中的水分而发生溶胀变形，使得液流框与离子交换膜间很容易发生密封失效，导致电池堆漏液，另一方面溶胀后离子交换膜的机械强度下降，在密封圈或密封垫片长期施压状态下极易发生机械破坏，也容易导致电池密封失效。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，提供了一种液流电池离子交换膜组件及包括其的液流电池，以解决现有技术中需要在离子交换膜两侧的液流框上嵌入密封圈或添加密封垫片进行密封以及离子交换膜溶胀变形带来的密封失效问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种液流电池离子交换膜组件。该液流电池离子交换膜组件包括：多孔膜；离子交换区涂层，设置在多孔膜的中间区域；密封区涂层，设置在多孔膜除离子交换区涂层外的区域。

进一步地，多孔膜为一体化多孔膜。

进一步地，多孔膜具有上表面、下表面和多个贯穿性的孔洞，离子交换区涂层设置在多孔膜的中间区域的孔洞内、上表面和/或下表面。

进一步地，密封区涂层设置在多孔膜除离子交换区涂层外的区域的孔洞内、上表面和/或下表面。

进一步地，离子交换区涂层的厚度与密封区涂层的厚度相同或不同。

根据本实用新型的另一个方面，提供一种液流电池。该液流电池包括液流电池离子交换膜组件，液流电池离子交换膜组件为上述任一种的液流电池离子交换膜组件。

应用本实用新型的技术方案，在多孔膜上通过涂覆离子交换区涂层和密封区涂层形成涂覆离子交换区和密封区，因为密封区的存在，该液流电池离子交换膜组件在电池堆装配时不需在离子交换膜组件两侧的液流框上嵌入密封圈或添加密封垫片，降低电池堆加工成本和装配难度，同时还可避免常规设计中离子交换膜吸水溶胀导致的密封失效问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中液流电池堆的结构示意图；以及

图2示出了根据本实用新型一实施例的离子交换膜组件的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

针对现有技术中需要在离子交换膜两侧的液流框上嵌入密封圈或添加密封垫片进行密封以及离子交换膜溶胀变形带来的密封失效问题，本实用新型提出了以下技术方案。

根据本实用新型一种典型的实施方式，提供了一种液流电池离子交换膜组件。如图1所示，该液流电池离子交换膜组件包括多孔膜，设置在多孔膜的中间区域的离子交换区涂层41和设置在多孔膜除离子交换区涂层41外的区域的密封区涂层42。应用本实用新型的技术方案，在多孔膜上通过涂覆离子交换区涂层和密封区涂层形成涂覆离子交换区和密封区，因为密封区的存在，该液流电池离子交换膜组件在电池堆装配时不需在离子交换膜组件两侧的液流框上嵌入密封圈或添加密封垫片，降低电池堆加工成本和装配难度，同时还可避免常规设计中离子交换膜吸水溶胀导致的密封失效问题。