[实用新型]一种串联式液流电池电极框及其电池电堆

说明书

一种串联式液流电池电极框及其电池电堆，电极框包括正极进液口、正极出液口、负极进液口、负极出液口以及电极腔，进液口和出液口分布在电极框对角位置，进液口和出液口均带有进出液流道，电极框正反两面均设有密封结构，电极框设置至少两个电极腔，每个电极腔单独密封，每个电极腔为一个单电池反应区，每个电极腔设置有独立的正极进液口、正极出液口、负极进液口、负极出液口以及电解液进出流道，位置相邻的单电池反应区的正极进液口、正极出液口、负极进液口以及负极出液口位置相反。本实用新型分割电极腔形成多个单电池反应区，相邻的单电池反应区的电解液分别为正负极电解液，形成内部串联结构，大幅度降低液体管路复杂性、提高组装效率和系统集成度。

技术领域

本实用新型属于钒液流电池领域，具体涉及全钒液流电池用电极框及其电池电堆。

背景技术

全钒液流电池常温常压运行，安全性高，可深度放电，安全无隐患，不会发生爆炸和燃烧。循环寿命长，充放电特性良好，响应速度快，另外钒离子的电化学可逆性高，电化学极化小，适合大电流快速充放电，充放电切换速度快，为毫秒级别。功率和容量分别由电堆和电解液的数量决定，因此功率和容量可针对不同应用场景独立设计，设计灵活。环境友好，电池大部分组件可回收利用，电解液可循环使用。全钒液流电池主要通过电极框将电极、双极板、离子交换膜等部件组装成电堆。电极框是电极材料、双极板材料的载体，还为电解液提供流道，从而成为电化学反应的载体，因此电极框的结构设计对电堆性能和运行起至关重要的作用。

发明内容

本实用新型提供了一种分割电极腔形成多个单电池反应区，且相邻的单电池反应区的电解液分别为正负极电解液，形成内部串联结构。大幅度降低液体管路复杂性、提高组装效率、提高系统集成度。

一种串联式液流电池电极框，所述电极框包括正极进液口、正极出液口、负极进液口、负极出液口以及电极腔，进液口和出液口分布在电极框对角位置，进液口和出液口均带有进出液流道，所述电极框正反两面均设有密封结构，所述电极框设置至少两个电极腔，所述每个电极腔单独密封，每个电极腔为一个单电池反应区，所述每个电极腔设置有独立的正极进液口、正极出液口、负极进液口、负极出液口以及电解液进出流道，位置相邻的所述单电池反应区的正极进液口、正极出液口、负极进液口以及负极出液口位置相反。

进一步的，所述每个电极腔通过隔离带分割，所述隔离带上设置有密封槽，用于放置密封条。

进一步的，所述每个电极腔设置有独立密封槽，所述独立密封槽将每个反应区独立密封，每个反应区上的双极板独立设置。

进一步的，所述每个反应区上的离子交换膜独立设置。

进一步的，所述每个反应区上的离子交换膜为一个整体。

进一步的，所述电极框分割成2-10个电极腔。

进一步的，所述隔离带厚度和电极框整体相同，和电极框连成一体，采用一体化成型工艺加工而成。

一种串联式液流电池电堆，采用上述电极框组装电堆，电堆各个部件按照端板、铜板、单极板、电极、电极框、离子交换膜、电极框、电极、双极板、电极、电极框、离子交换膜、电极框、电极、单极板、铜板、端板的顺序进行安装，所述电极、电极框、离子交换膜、电极框、电极、双极板、电极、电极框、离子交换膜、电极框、电极组装结构是一个可以多组重复组装结构。

进一步的，所述离子交换膜夹装于两块电极框背面。

进一步的，所述铜板结构与相邻电极框的正极进液口、正极出液口、负极进液口以及负极出液口位置相对应。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：