[实用新型]一种多腔室液流电池板框及单电池

说明书

本实用新型公开了一种多腔室液流电池板框及单电池，板框包括负极板框和正极板框；正极板框与负极板框正面特征区别在于正极板框上具有与负极板框的定位柱配合的定位孔，背面特征区别在于正极板框无深槽，设有膜密封垫板框，在矩形板框的短边设置进出液口，能最大限度使用长边的空间设计流道，同时考虑到电解液通过电极后存在阻力降，在板框中部连桥上设计了Z型密封垫，使反应前电解液不会直接漫进反应后电解液的流道和总流出口；一种多腔室液流单电池，按照从上往下的堆叠顺序分别是：正极板框盖板、正极板框、膜、负极板框盖板、负极板框和双极板，使用了外形尺寸更小的双极板和膜材料，降低了原料成本。

技术领域

本实用新型属于储能领域的液流电池堆技术领域，特别涉及一种多腔室液流电池板框及单电池。

背景技术

根据国家新的能源发展战略，新能源必须配备储能设施。液流电池是多种储能技术之一，其突出优势是功率与容量的自由匹配，能应对新能源电站、电网和电力用户的多种需求。

液流电池的板框是整个储能系统的核心部件之一。板框的流场设计影响堆内的电化学反应的效率，特别是板框的密封设计，需要隔绝外部环境以及防止堆内正负极电解液的串液。板框表面特征的加工难度会直接反馈在堆体的造价上，可采用的加工方式有机加工、模压和注塑等。因此，板框是液流电池系统的关键与基础。

多腔室液流电池板框与单腔室电池相比有以下优点：

1、与单腔室电池相比，在电池体积和电极总面积相近的情况下，多腔室电池能降低电解液在大流量工况下通过电极短边产生的阻力，降低泵功的损耗，电池堆可在更高电流密度下使用。

2、受制于一些材料处理工艺的要求和工业设备尺寸，多腔室板框使用的电极外形尺寸比单腔室的小，让电极制备和处理有了更多选择。装配电池时，可以使用两个更小外形尺寸的双极板和膜材料，降低了原料成本，降低了存放时相关场地和设备的尺寸要求，以及在机械化装配时对工业设备的尺寸要求。

现有技术中的多腔室液流电池板框以下问题：

1、电解液在流出总管后直接分配成两股支流。每条支路通道的水力直径小，电解液的流阻显著增大。

2、每个腔室对应独立的电解液出入管，增加了外部管路的造价，系统的设计成本，也增加了液流电池系统的漏电流，对系统库伦效率的提升起到了反作用。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种多腔室液流电池板框及单电池，板框采用两个独立电极腔室结构，电解液通过一个公共电解液入口平均分配进两个电极腔，在两个腔室独立反应后，电解液再通过流道汇总到一个公共出口，流出单电池。多腔室液流单电池，按照从上往下的堆叠顺序分别是：正极板框盖板、正极板框、膜、负极板框盖板、负极板框和双极板。

一种多腔室液流电池板框，包括负极板框和正极板框；负极板框为矩形，负极板框正面包括两个独立的矩形电极腔、负极电解液入口、负极电解液出口、正极电解液入口、正极电解液出口、主流道、外层密封垫、主电解液孔密封垫、定位柱、盖板槽、倾斜挡台、缓流平台、支流道，负极电解液入口、负极电解液出口、正极电解液入口和正极电解液出口，分别设置于所述负极板框的两侧边，正极电解液入口和正极电解液出口，均在外圈设有主电解液孔密封垫，电极腔外侧设有盖板槽，主流道第一端与负极电解液入口连通，第二端与支流道连通，支流道设有分岔，分岔内存在倾斜挡台，倾斜挡台底部设有缓流平台，负极板框在四角设有定位柱，定位柱的内侧设有外层密封垫，负极板框背面设有双极板槽和双极板密封垫；正极板框与负极板框正面特征区别在于正极板框上具有与负极板框的定位柱配合的定位孔，背面特征区别在于正极板框无深槽，设有膜密封垫。

进一步的，负极板框正面在中央连桥上设有Z字形入液与出液分隔密封垫。

进一步的，负极板框长边均设有特征豁口。

进一步的，负极板框长边均匀分布有支撑垫孔。