[发明专利]一种电池流道密封结构及其应用

说明书

本发明提供一种电池流道密封结构及其应用。所述电池流道密封结构，是在电池板框上开设流道并进行密封；一个单元电池由对扣在一起的上板框和下板框围成，在所述下板框上面开设蛇形流道，所述蛇形流道由密封圈密封，所述密封圈的横截面为直角“7”字型，“7”字型的顶部与上板框的一面接触，“7”字型的底部与所述下板框开设流道的一面接触。针对铁铬液流电池容量大、电解液为酸性的特点，本发明设计了新型结构的密封圈，用于流道和碳板的密封。本密封结构增加了密封圈和部件的接触面积，在运行中可保持良好的密封；本发明选择三元乙丙材质制成密封圈，可以在酸性液体中使用而不腐蚀，同时可以有效地阻止液体的渗漏。

技术领域

本发明属于储能技术领域，具体涉及一种电池的密封结构。

背景技术

氧化还原液流电池是以液体电解液为电极活性物质的二次电池，根据氧化还原电对的不同，可分为全钒液流电池、锌溴液流电池、多硫化钠/溴液流电池、锌/镍液流电池、铁/铬液流电池、钒/多卤化物液流电池、锌/铈液流电池等。氧化还原液流电池的结构材料多数为碳材料、工程塑料等，价格低廉；电池可以做到极大的容量且安全有保证；因为电池的功率和容量互相独立设计，因此充放电、调解容量都十分灵活。其中，铁铬液流电池以Fe²⁺/Fe³⁺和Cr²⁺/Cr³⁺为氧化还原电对，酸的水溶液为支持电解质。充电时，正极发生Fe²⁺氧化反应，活性物质价态升高；负极发生Cr³⁺还原反应，活性物质价态降低；放电时则正极发生还原反应，活性物质价态降低；负极发生氧化反应，活性物质价态升高。铁铬液流电池正负极均为溶液，安全性高；而且具有储能规模大、循环寿命长、环境友好等优点，被认为是最有应用前景的液流电池储能技术。

氧化还原液流电池因为采用液体电解质，在容量灵活的同时也带来了流道阻力降大、电池外框密封要求严和电池结构材料耐腐蚀的问题。液流电池运行的时候，电解液会由电解液泵以较大的压力驱动进入各单电池单元内，传统的密封结构采用O型或者矩形结构(参见图1，左为O型结构，右为矩形结构)，上下密封面防止液体渗漏。当所需的液体压力比较大的时候,由于该结构采用单面密封，存在漏液的风险。另外，传统的流道设计为直流道，设计时不容易满足阻力降与漏电电流的要求。

发明内容

针对现有技术存在的不足之处，本发明的第一个目的是提出一种电池流道密封结构。

本发明的第二个目的是提供所述的电池流道密封结构在铁-铬氧化还原液流电池中的应用。

实现本发明上述目的的技术方案为：

一种电池流道密封结构，是在电池板框上开设流道并进行密封；一个单元电池由对扣在一起的上板框和下板框围成，在所述下板框上面开设蛇形流道，所述蛇形流道由“7”字型密封圈密封，所述“7”字型密封圈的横截面为直角“7”字型，“7”字型的顶部与上板框的一面接触，“7”字型的底部与所述下板框开设有蛇形流道的一面接触。

其中，所述蛇形流道包括椭圆形或长圆形的进液口，所述长圆形是长方形的相对两条边改为圆弧形的形状；所述进液口的长轴的一端连接于来回弯折的流道，弯折的部位为弧形；所述来回弯折的流道有四段和所述进液口的长轴平行；

优选地，所述长轴的长度和平行于长轴方向的蛇形流道长度比例为1:(2～2.8)。

对于长圆形，长轴的长度是长方形的长加上两个圆弧半径。

将单个的电池组装为电池堆时，层叠的各单元电池的进液口形状一样、位置相同，构成为共享流道。

其中，所述下板框的中部为放置电极的区域，所述电极为碳毡、碳纸、石墨毡中的一种；所述蛇形流道进入电极区域的最后一段与所述椭圆的长轴垂直，且通过垂直的翻转孔连接于下板框背面的电解液通道。