[实用新型]一种适用于液流电池或电堆的双极板

说明书

一种适用于液流电池或电堆的双极板，所述双极板为一矩形平板状结构，在平板的一侧表面或二侧表面中部有一用于与电极接触的矩形区域；电解液从矩形区域的矩形下部侧边流入经电极区域后再由矩形上部侧边流出，流入的矩形下部侧边称之为电极区域入口侧边，流出的矩形上部侧边称之为电极区域出口侧边，此外的另两条矩形相对边分别称为左侧侧边和右侧侧边；在电极区域的矩形左侧侧边和右侧侧边分别向电极区域入口侧边的中部设有1组由1个或2个以上长条状凹槽构成的凹槽组，称之为导流凹槽。通过促使电解液从入口截面中部直接流向出口壁面附近来提高出口附件的活性物质浓度，从而有效减小在进出口方向上反应活性物质的浓度梯度，降低极化。

技术领域

本实用新型涉及液流电池领域，特别涉及液流电池或电堆双极板。

背景技术

化石能源的大量消耗在导致能源危机的同时也引发了诸如温室效应、冰川融化、气候变化等一系列环境问题，使得人们将更多的目光投向了可再生能源。可再生能源具有不连续和不稳定的特点，要更好地利用可再生能源，需要储能技术的介入，其中电化学储能具有地域环境限制低、灵活性高等特点，受到了广泛关注。在众多电化学储能技术中，以全钒液流电池为代表的液流电池十分适合于大规模储能应用。液流电池活性物质通常溶解于液体中，电池运行时，溶有活性物质的电解液在泵的推动作用下流经多孔电极而发生电化学反应，从而实现能量的存储与释放。液流电池中，活性物质分布的均匀性与电池性能密切相关。在现有的流场结构，活性物质的分布均匀性难以得到保证，尤其是在出口附近和靠近壁面的位置活性物质分布尤为不均，这会引起较大的极化，使得电池性能降低。

实用新型内容

针对液流电池中出口附近和靠近壁面的位置活性物质分布不均引起的性能下降问题，提出一种新型的液流电池双极板结构，其结构简单，加工方便，通过在双极板上设计适当朝向的导流凹槽，促使电解液直接从进口截面中部流至出口附近的壁面，实现电池内部活性物质在空间上的均匀分布，缓解局部效应，降低极化，提升电池性能，降低系统成本。

为实现上述目的，本实用新型提供的具体技术方案如下:

一种适用于液流电池或电堆的双极板，所述双极板为一矩形平板状结构，在平板的一侧表面或二侧表面中部有一用于与电极接触的矩形区域，称之为电极区域；电解液从矩形区域的矩形下部侧边流入经电极区域后再由矩形上部侧边流出，流入的矩形下部侧边称之为电极区域入口侧边，流出的矩形上部侧边称之为电极区域出口侧边，此外的另两条矩形相对边分别称为左侧侧边和右侧侧边；在电极区域的矩形左侧侧边和右侧侧边分别向电极区域入口侧边的中部设有1组由1个或2个以上长条状凹槽构成的凹槽组，称之为导流凹槽。

本实用新型电池或电堆设计标准为：

2组长条状凹槽组中的所有凹槽彼此不连通、不交汇；2组长条状凹槽组中各含一个长条状凹槽，左右对称设置；或2组长条状凹槽组中各含2个以上一一左右对称设置的长条状凹槽，同一组中的2个以上凹槽彼此不连通、不交汇。

2组侧边向电极区域入口侧边的中部开设的长条状凹槽在双极板板体表面所在平面 A上、以电极区域入口侧边的中垂线B成轴对称；长条状凹槽平行于平面A的截面为直边四边形C，四边形C中2条相对边中的一条边E与矩形左侧侧边或右侧侧边重合、一条边F与电极区域入口侧边重合，另两条相对边与中垂线B无交点，即分别处于中垂线 B的左右两侧；

或长条状凹槽平行于平面A的截面为两条相对的曲边H、I和两条直边J、K围成的曲边四边形D，四边形D中直边J与矩形左侧侧边或右侧侧边重合、直边K与电极区域入口侧边重合；对于靠近矩形左侧侧边的凹槽，其对应的边H和I的曲率半径均位于边 H和I的左侧，边H和I在的矩形左侧侧边的投影位于直边J靠近出口侧边的端点与入口侧边之间；对于靠近边矩形右侧侧边的凹槽，其对应的边H和I的曲率半径均位于边 H和I的右侧，边H和I在的矩形右侧侧边的投影位于直边J靠近出口侧边的端点与入口侧边之间；且边H和I与中垂线B无交点，即分别处于中垂线B的左右两侧。