一种集流板及液流电池电堆的制作方法

专利2026-01-27  5


本发明属于液流电池,具体涉及一种集流板及液流电池电堆。


背景技术:

1、液流电池的种类很多,以应用较为广泛的全钒液流电池为例,全钒氧化还原液流电池是氧化还原液流电池的一种,具有使用寿命长,能量转化效率高,安全性好,环境友好等优点,能用于风能发电和光伏发电配套的大规模储能系统,是电网削峰填谷、平衡负载的主要选择之一。

2、全钒氧化还原液流电池分别以不同价态的钒离子作为电池的正负两极氧化还原电对,将正负极电解液分别存储于两个储液罐中,由耐酸液体泵驱动活性电解液至反应场所(电池堆)再回至储液罐中形成循环液流回路,以实现充放电过程。

3、全钒液流电池单电池标准开路电压为1.259v,为满足实际应用需要将一定数量的单电池串联组成电池堆,以便得到所需的电压。全钒液流电池堆一般按照端板、集流板、单极板、内部置有电极的电极框、离子交换膜、内部置有电极的电极框、双极板、……内部置有电极的电极框、离子交换膜、内部置有电极的电极框、双极板……内部置有电极的电极框、离子交换膜、内部置有电极的电极框、单极板、集流板、端板的方式叠加进行组装,在压紧力下组装成电池堆。

4、现有技术集流板(也叫取电板)大部分是独立存在或者直接从电堆内部引出,不参与任何结构上的密封和支撑作用。而实际操作中,集流板的引出部分需要外接电缆使用以便实现电堆与外部电网连接,但是外接电缆时的上紧力或扭力会造成集流板引出部分的形变,进而导致集流板主体的形变并影响电堆导电和密封性能。

5、为了解决以上问题,提出本申请。


技术实现思路

1、本申请第一方面提供一种集流板,所述集流板1包括:集流板本体1-1和引出端1-2,所述引出端1-2具有凹槽结构1-2-1和与所述凹槽结构连接的弯折引出结构1-2-2;

2、所述凹槽结构1-2-1的内侧槽板连接所述集流板本体1-1,所述凹槽结构1-2-1的外侧槽板连接弯折引出结构1-2-2;

3、所述弯折引出结构1-2-2包括:第一片和第二片,所述第一片和第二片通过弯折连接。

4、优选地,所述弯折引出结构1-2-2的弯折为直角弯折。

5、本申请第二方面提供一种液流电池电堆,所述液流电池电堆包括:液流框2、双极板、集流板1;

6、所述双极板和所述集流板1接触以实现电流传输;

7、所述集流板1包括:集流板本体1-1和引出端1-2,所述引出端1-2具有凹槽结构1-2-1和与所述凹槽结构连接的弯折引出结构1-2-2;

8、所述凹槽结构1-2-1的内侧槽板连接所述集流板本体1-1,所述凹槽结构1-2-1的外侧槽板连接弯折引出结构1-2-2;

9、所述弯折引出结构1-2-2包括:第一片和第二片,所述第一片和第二片通过弯折连接;

10、所述凹槽结构1-2-1与所述液流框2的板框之间配置有支撑部件3。

11、优选地,所述凹槽结构1-2-1的外侧槽板支撑所述液流框2的板框外缘。

12、更优选地,所述凹槽结构1-2-1的外侧槽板与所述液流框2的板框外缘过盈配合,即液流框2的板框外缘底部嵌入到凹槽结构1-2-1的外侧槽板内部。此时,液流框2的板框外缘发生轻微形变。

13、优选地,所述液流电池电堆还包括:位于所述集流板一侧的隔离板4;

14、所述隔离板4具有液流孔和集流板支撑部4-1,所述集流板支撑部4-1具有被配置为用于支撑所述凹槽结构1-2-1的第一支撑部4-1-1和被配置为用于支撑所述弯折引出结构1-2-2的第二支撑部4-1-2。

15、优选地,所述集流板1位于所述液流电池电堆的两端和/或中间位置。

16、优选地,所述隔离板4位于所述液流电池电堆的两端和/或中间位置。

17、本申请第三方面提供一种防止集流板引出部分受外力形变影响液流框密封的方法,其使用第二方面任一项所述的液流电池电堆。

18、相对于现有技术,本申请具有以下有益效果:

19、1、现有技术中集流板的引出部分仅通过一个直角弯折引出到电堆外部以便与外部电缆连接。集流板的整个引出部分不参与任何结构上的密封和支撑作用。例如集流板与液流框是隔离设置的。本申请设计了一种新型集流板,集流板的引出端具有凹槽结构和与凹槽结构连接的弯折引出结构。凹槽结构与液流框之间设置有支撑部件。这种集流板实现了对液流框的支撑作用,提高了电堆整体的密封性能。

20、2、本申请中,集流板从电堆内部引出的部位支撑液流框,简化集流板与电堆液流框支撑方面的结构。

21、3、本申请解决大功率电堆(单体100kw以上)集流板从电堆内部引出的结构方式。集流板从现有的单一的导电功能升级为即导电又支撑液流框的功能。

22、4、本申请解决了集流板引出部分受外力形变对内部末片外框密封的影响。本申请的结构设计在集流板引出端外部安装电缆时,上紧力或扭力引起的集流板引出端的形变影响不会传递到集流板内部的集流板本体。原因在于:由于集流板引出端与液流框外缘过盈配合,且集流板引出端下方有隔离板支撑。集流板引出端被完全固定在液流框和隔离板中间。因此外接电缆时的上紧力或扭力会造成集流板引出端的形变力仅会传递到引出端凹槽结构的外侧槽板处(即过盈配合处),因此不会影响凹槽结构的外侧槽板内部的集流板部分和液流外框的支撑性和密封性。



技术特征:

1.一种集流板,其特征在于,所述集流板(1)包括:集流板本体(1-1)和引出端(1-2),所述引出端(1-2)具有凹槽结构(1-2-1)和与所述凹槽结构连接的弯折引出结构(1-2-2);

2.根据权利要求1所述的集流板,其特征在于,所述弯折引出结构(1-2-2)的弯折为直角弯折。

3.一种液流电池电堆,其特征在于,所述液流电池电堆包括:液流框(2)、双极板、集流板(1);

4.根据权利要求1所述的液流电池电堆,其特征在于,所述凹槽结构(1-2-1)的外侧槽板支撑所述液流框(2)的板框外缘。

5.根据权利要求1所述的液流电池电堆,其特征在于,所述液流电池电堆还包括:位于所述集流板一侧的隔离板(4);

6.据权利要求3所述的液流电池电堆,其特征在于,所述集流板(1)位于所述液流电池电堆的两端和/或中间位置。

7.据权利要求5所述的液流电池电堆,其特征在于,所述隔离板(4)位于所述液流电池电堆的两端和/或中间位置。

8.一种防止集流板引出部分受外力形变影响液流框密封的方法,其特征在于,使用权利要求3~7任一项所述的液流电池电堆。


技术总结
本发明属于液流电池技术领域,具体涉及一种集流板及液流电池电堆。所述集流板(1)包括:集流板本体(1‑1)和引出端(1‑2),所述引出端(1‑2)具有凹槽结构(1‑2‑1)和与所述凹槽结构连接的弯折引出结构(1‑2‑2);所述凹槽结构(1‑2‑1)的内侧槽板连接所述集流板本体(1‑1),所述凹槽结构(1‑2‑1)的外侧槽板连接弯折引出结构(1‑2‑2);所述弯折引出结构(1‑2‑2)包括:第一片和第二片,所述第一片和第二片通过弯折连接。本申请设计了一种新型集流板,集流板的引出端具有凹槽结构和与凹槽结构连接的弯折引出结构。凹槽结构与液流框之间设置有支撑部件。这种集流板实现了对液流框的支撑作用,提高了电堆整体的密封性能。

技术研发人员:胡波,齐言,刘雪东
受保护的技术使用者:北京绿钒新能源科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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