[发明专利]一种铅液流电堆的制备方法

说明书

本发明公开了一种铅液流电堆的制备方法，先按照预设尺寸制备正极、负极、正极侧铝合金底板、负极侧铝合金底板、多个双极板和多个流道板，之后将正极侧铝合金底板、正极、负极和正极侧铝合金底板依次放置，并在正极与负极之间布置多个呈交错分布的流道板和双极板，且正极和负极分别与一个流道板相邻，最后将正极侧铝合金底板、正极、呈交错分的多个流道板和双极板、负极以及负极侧铝合金底板固定在一起并对其外围进行密封，得到铅液流电堆。该铅液流电堆的制备方法，解决现有铅液流电池存在效率、容量低且电池寿命非常短的问题。

技术领域

本发明属于铅液流电池技术领域，特别是涉及一种铅液流电堆的制备方法。

背景技术

铅液流电池作为大功率大容量的氧化还原型电池，采用单一电解液体系，无需质子交换膜(或离子交换膜)。充电时可溶的二价铅离子在负极表面还原形成金属铅，在正极表面氧化形成固体二氧化铅，这样将正负极活性物质通过电解液或者多孔聚丙烯、聚乙烯隔板分离，形成电势差。当正负极通过外电路导通后，具有强氧化性的二氧化铅和强还原性的金属铅会发生氧化还原反应，得失电子可用通过外电路来实现，即放电过程。铅液流电池是近几年兴起的一种储能装置，因其具有工作寿命长，可实现快速充放电，转化效率高等诸多优点而备受关注。另外，铅液流电池的功率和容量可以单独设计，电池的功率取决于电极的有效面积及电极的数量；电池的容量则取决于正负极沉积物的多少，充电时间越长，沉积物越多则电池的容量越大。

根据当前文献报道，铅液流电池主要借鉴传统铅酸电池的单极性结构设计，但会造成电流大，焦耳热损失高，通过电池串联实现升压会带来电池间电量平衡性差。为此双极性结构受到关注，但是铅液流电池是单一电解液体系，电解液具有离子导电性，双极板两侧的正负极活性物质通过极板内部电子迁移导通，形成回路造成电流导通，出现“漏流”现象，越接近电堆中心，正负极活性物质越少，电池的效率明显降低。工程上会出现充电电压急剧下降，俗称充不进去电。这种现象在电解液采用并联流动设计方式非常严重，即使采用串联设计方式，效率和容量低，且电池寿命非常短。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种铅液流电堆的制备方法，解决现有铅液流电池存在效率、容量低且电池寿命非常短的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种铅液流电堆的制备方法，具体按照以下方式实施：

步骤1，按照预设尺寸制备正极、负极、正极侧铝合金底板、负极侧铝合金底板、多个双极板和多个流道板；所述双极板包括碳/聚合物导电层，以及位于碳/聚合物导电层两侧的两个聚丙烯氰基石墨毡层；所述正极和负极均包括碳/聚合物导电层以及位于碳/聚合物导电层一侧的聚丙烯氰基石墨毡层；所述流道板包含用于电解液流通的进液通道和出液通道，所述进液通道与出液通道之间设置有多个中间管路连接，每个中间管路的两端分别通过一个节流器与进液管道和出液管道连接；

步骤2，先将正极侧铝合金底板、正极、负极和正极侧铝合金底板依次放置，并在正极与负极之间布置多个呈交错分布的流道板和双极板，且正极和负极分别与一个流道板相邻，最后将正极侧铝合金底板、正极、呈交错分的多个流道板和双极板、负极以及负极侧铝合金底板固定在一起并对其外围进行密封，得到铅液流电堆。

本发明的特点还在于，

在所述步骤1中，所述中间管路的数量为十二，每个中间管路的长度为32cm，直径为1cm，厚度为0.6cm。

在所述步骤2中，流道板和双极板的组合的数量为四十二。

在所述步骤2中，所述正极侧铝合金底板、正极、呈交错分的多个流道板和双极板、负极以及负极侧铝合金底板固定在一起后，其整体的外围通过O形胶圈密封。

在步骤1中，所述电解液由可溶性铅盐、可溶性铅盐对应酸的混合水溶液和添加剂组成，其中可溶性铅盐的摩尔浓度为1.5-3mol/L，可溶性铅盐对应酸的摩尔浓度不大于1mol/L，添加剂的摩尔浓度为0.011mol/L-0.11mol/L。