[发明专利]一种液流电池

说明书

本公开涉及一种液流电池，该电池能够有效抑制传统液流电池中阳极双极板表面流道的电化学腐蚀。该电池结构以隔膜为中心，呈对称分布，包括依次叠合的电池端板、双极板、电极、液流框、流道、隔膜、流道、液流框、电极、双极板和电池端板。不同于传统液流电池中流道与双极板一体化设计的结构，本发明中，将流道与双极板分离，并将流道转移至电极和隔膜之间。此外，为了简化流道的加工工艺，流道可采用塑料等易加工、耐腐蚀材料制成。该结构在促进电解液均匀分布的同时，简化了双极板结构，增强了双极板和电解液流道的抗腐蚀能力，且有利于减小双极板和电极之间的接触电阻，提高电池构件的使用寿命。

技术领域

本公开涉及电化学储能技术领域，特别涉及一种液流电池。

背景技术

液流电池是一种新型绿色规模化储能系统，其主要应用在电池调峰、大规模太阳能和风能发电系统、应急电源系统以及边远地区的储能，甚至可以用作新能源汽车和军事设施的动力系统。

与其他二次电池(如铅酸)相比，液流电池具有如下优点：工作过程中不发生电极物质结构形态的变化，电池内部只发生液相反应；电池的额定功率和容量相互独立，可以通过改变电堆的大小和电解液的体积、浓度实现功率和容量的调节；电池电解液循环使用，存储寿命长；电池可100％充放电而不会影响电池性能，真正实现深度放电；且具有电池电化学反应迅速，响应时间短等特点，因此有望在更大的领域获得应用。

传统的液流电池主要由电池端板，双极板，电极，液流框以及隔膜组成。电池以隔膜为中心，呈对称分布，两侧依次为液流框，电极，双极板，以及电池端板，并且，为促进电解液的流动，在双极板表面通常加工有电解液流道，具体结构如图1所示。目前，优化关键材料性能和改进电池结构是提升电池效率的重要手段。在电池测试程中，电池构件的腐蚀问题已经逐渐引起学者的关注。双极板作为电池的重要组成部分，起着导电和维持电池密封性的作用。然而，受电池内强酸性和强氧化性环境的影响，双极板表面极易发生化学腐蚀和电化学腐蚀。该现象的发生会导致电池性能的衰减。在双极板表面加工流道的过程中，产生的锐利边角不可避免地会形成更多的活化位点，这些位点更容易与氧分子结合，形成氧化腐蚀。此外，流道的存在降低了双极板和电极的接触面积，导致局部电势分布不均，该结果同样会加剧流道的氧化腐蚀。因此，在保留流道结构的同时，如何抑制其腐蚀，是提升双极板寿命的关键。

发明内容

本公开旨在提出一种液流电池，通过改变双极板结构和电解液流道的位置，在保留电解液流道，促进电解液均匀分布的同时，可以有效抑制电解液流道在充电过程中的电化学腐蚀问题，并且可以降低电池构件的加工风险和成本，最终，实现电池性能的提升。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种液流电池，所述电池以隔膜为中心，呈对称分布，两侧向外依次为电解液流道、液流框、电极、双极板和电池端板，所述电池具有将电解液流道和双极板分离的结构；

所述电解液流道用于尽可能使得电解液均匀分布在电极内；

所述电极为电化学反应提供场所；

所述液流框、隔膜和双极板共同构成容纳电极和电解液流道的腔体；

所述双极板还用于导通电极以及液流电池的外界电路；

所述电池端板用于压紧电池，防止漏液。

本公开所述的液流电池双极板上不再直接加工流道，双极板结构得以简化，减小了双极板和电极之间的接触电阻，降低了双极板加工难度，提高了阳极双极板在高电势下的抗腐蚀能力，且流道采用塑料等廉价材料直接成型，有利于降低构件成本，延长使用寿命。

附图说明

图1是传统液流电池的单电池结构示意图；

其中：1电池端板；2双极板(集流板)；3电极；4液流框；5流道；

图2为传统液流电池单电池中双极板结构示意图；