[发明专利]插槽式集流结构、测量系统及其测量方法

说明书

公开插槽式集流结构、测量系统及测量方法，插槽式集流结构包括集流框(1)、多个刀形石墨集流体(2)和绝缘密封垫片(3)，集流框(1)一侧设有引入电解液的进液口(4)和相对侧设有用于排出电解液的出液口(5)，集流框(1)第一表面(6)刻有相邻的流道槽(7)和贯穿槽(8)，流道槽(7)一端连通进液口(4)，另一端连通出液口(5)，多个刀形石墨集流体(2)刀身部分(9)重叠布置，刀柄部分(10)相反布置，每个刀形石墨集流体(2)的刀身部分(9)从集流框(1)相对于第一表面(6)的第二表面(11)插入贯穿槽(8)且从第一表面(6)突出形成流道脊部，刀柄部分(10)放置于绝缘密封垫片(3)的凹槽(12)。

技术领域

本发明涉及一种液流电池技术领域，特别是一种用于测量带有流道的液流电池电流密度分布的插槽式集流结构、测量系统及其测量方法。

背景技术

电极内部电流密度分布的均匀性是评价电池性能的关键运行参数之一，电极内部电流密度分布的不均匀性不仅会使电池性能降低，还会对其成本、寿命乃至安全性造成严重的不利影响。电极内部电流密度分布在时间和空间分布不均主要受到电池结构、材料、运行参数等多方面综合因素的影响。液流电池内部存在复杂且相互耦合的物质转化、传输过程，取得可靠的关键参数分布特性的在线测量实验数据，可加深对相关过程机理的理解和认识、掌握液流电池内部特性参数不均匀分布与变化的规律，这对优化液流电池结构设计和提高液流电池性能均具有重要的学术意义和应用价值。对液流电池的内部电流密度的测量主要有两种方法，一种是将若干铜导电片放置在石墨集流板外侧进行电流密度分布测量，另一种方法是将原有石墨集流板分割为若干块石墨集流块进行电流密度分布测量。由于第一种测量方法实施过程中不能保证每块导电铜片与石墨集流板的接触情况完全相同，因此测量结果的精确性无法保证。对于第二种检测方法，需将石墨集流板经过刻分割槽-填充绝缘物质-去除无分割槽部分-刻流道槽等一系列复杂加工处理为粘结在一起的分块式集流体，使用时还需与铜导电板联合使用，将每块集流体上的电流经过与之接触的铜导电板导出进行测量。该方法在测量过程中仍然不能保证每块石墨集流板与导电铜片的接触情况完全相同，测量结果的精确性也无法保证，并且该方法加工复杂、成本高，不适于推广。因此，以上两种方法都无法对有流道液流电池内部的电流密度分布进行有效测量。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

为解决上述现有技术的不足之处，本发明提供一种测量精度高、成本低、实施性强、操作简单的能够测量有流道液流电池内部电流密度分布的插槽式集流结构、测量系统及其测量方法。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。

本发明的一个方面，一种用于测量带有流道的液流电池电流密度分布的插槽式集流结构，插槽式集流结构包括集流框、插放在集流框上的多个刀形石墨集流体和固定刀形石墨集流体的绝缘密封垫片，

集流框，集流框一侧上设有引入电解液的进液口和相对侧上设有用于排出电解液的出液口，集流框的第一表面刻有相邻的流道槽和贯穿槽，所述流道槽一端连通进液口，另一端连通出液口，

刀形石墨集流体，其包括刀身部分和刀柄部分，两两相邻的刀形石墨集流体的刀身部分重叠布置，刀柄部分相反布置，每个刀形石墨集流体的刀身部分从集流框相对于第一表面的第二表面插入所述贯穿槽且从第一表面突出形成流道脊部，外部检测电路电连接所述刀柄部分，

绝缘密封垫片，其包括多个容纳刀柄部分的凹槽。

在所述的用于测量带有流道的液流电池电流密度分布的插槽式集流结构中，刀形石墨集流体的刀身部分长宽尺寸与所述贯穿槽相同，厚度与集流框的厚度相同。

在所述的用于测量带有流道的液流电池电流密度分布的插槽式集流结构中，所述第一表面设有包含流道槽和贯穿槽的内凹区域，所述内凹区域与液流电池的电极材料紧密接触。