本發(fā)明屬于液流電池，特別涉及一種水平翻轉(zhuǎn)安裝形式的液流電池板框、單電池及電池堆。

背景技術(shù)：

1、隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對能源需求日益增加，化石能源的大量消耗所造成的環(huán)境壓力日益突出，風(fēng)能/太陽能等可再生能源發(fā)電又受時(shí)間/晝夜/季節(jié)等因素影響，具有明顯的不連續(xù)/不穩(wěn)定以及不可控的非穩(wěn)態(tài)特性，因此，大規(guī)模高效儲能的技術(shù)被高度重視，其中液流電池由于其具有安全性高/儲能規(guī)模大/效率高/壽命長等特點(diǎn)，被公認(rèn)是最具有發(fā)展前景的儲能技術(shù)。

2、單電池是液流電池堆中一個(gè)基本的組成單元，其結(jié)構(gòu)形式直接影響電池的尺寸/功率/性能。

3、現(xiàn)有的液流電池單電池結(jié)構(gòu)有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：

4、1、以隔膜為中心，呈兩側(cè)對稱分布，兩側(cè)依次為電極，板框，雙極板。

5、2、將板框設(shè)計(jì)為一體化的形式，但都無法做到充分利用板框，大多為單面布置流道的形式，這樣板框材料使用較多，成本較高。

6、3、部分采用了雙面流道的形式，但也無法使流道布滿板框，無法做成雙面流道布滿板框的主要原因是沒有合理的結(jié)構(gòu)布局，造成密封墊壓住流道從而無法密封。

7、綜上所述，現(xiàn)有的液流電池的板框沒有合理的結(jié)構(gòu)布局，無法充分利用板框幅面，成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本發(fā)明提供一種水平翻轉(zhuǎn)安裝形式的液流電池板框、單電池及電池堆，采用以下技術(shù)方案：

2、一種水平翻轉(zhuǎn)安裝形式的液流電池板框，包括正極電解液進(jìn)口、負(fù)極電解液進(jìn)口、正極電解液出口、負(fù)極電解液出口和電極腔，所述電極腔通過膜分割形成負(fù)極電極腔和正極電極腔；

3、所述電極腔位于板框的中心，電極腔的兩側(cè)還設(shè)置有第一正極翻轉(zhuǎn)孔、第二正極翻轉(zhuǎn)孔、第一負(fù)極翻轉(zhuǎn)孔和第二負(fù)極翻轉(zhuǎn)孔且滿足：板框水平旋轉(zhuǎn)180°后，第二正極翻轉(zhuǎn)孔與第一正極翻轉(zhuǎn)孔重合，第二負(fù)極翻轉(zhuǎn)孔與第一負(fù)極翻轉(zhuǎn)孔重合；

4、所述板框相對的上下端面上均設(shè)置有電解液槽且滿足：板框的下端面的電解槽水平旋轉(zhuǎn)180°后與板框的上端面的電解槽重合；

5、多個(gè)所述板框進(jìn)行堆疊時(shí)，將當(dāng)前板框上方的上板框水平旋轉(zhuǎn)180°并與當(dāng)前板框?qū)R后，當(dāng)前板框上端面的電解液槽與上板框下端面的電解液槽形成正極電解液流道和負(fù)極電解液通道；

6、其中，所述正極電解液流道與當(dāng)前板框的兩個(gè)正極翻轉(zhuǎn)孔、正極電極腔、正極電解液進(jìn)口、正極電解液出口連通；所述負(fù)極電解液通道與上板框的兩個(gè)負(fù)極翻轉(zhuǎn)孔、負(fù)極電極腔、負(fù)極電解液進(jìn)口和負(fù)極電解液出口連通。

7、進(jìn)一步的，所述板框呈方形，所述正極電解液進(jìn)口、所述負(fù)極電解液進(jìn)口、所述正極電解液出口和所述負(fù)極電解液出口分別設(shè)置在所述板框的四個(gè)邊角處。

8、進(jìn)一步的，所述正極電解液進(jìn)口和所述正極電解液出口沿所述板框的對角線設(shè)置，所述負(fù)極電解液進(jìn)口和所述負(fù)極電解液出口沿板框的對角線設(shè)置，所述正極電解液進(jìn)口與所述負(fù)極電解液進(jìn)口分別位于板框長邊的兩端。

9、進(jìn)一步的，所述板框的上端面上設(shè)置有第一正極電解液槽、第二正極電解液槽、第一負(fù)極電解液槽、第二負(fù)極電解液槽、負(fù)極分散流道和負(fù)極匯集流道；

10、所述板框在與所述上端面相對的下端面上設(shè)置有第三正極電解液槽、第四正極電解液槽、第三負(fù)極電解液槽、第四負(fù)極電解液槽、正極分散流道和正極匯集流道；

11、正極電解液依次流過正極電解液進(jìn)口、所述第一正極電解液槽、所述第一正極翻轉(zhuǎn)孔、所述正極分散流道、所述正極電極腔、所述正極匯集流道、所述第二正極翻轉(zhuǎn)孔、所述第二正極電解液槽和正極電解液出口；

12、負(fù)極電解液依次流過負(fù)極電解液進(jìn)口、所述第三負(fù)極電解液槽、所述第一負(fù)極翻轉(zhuǎn)孔、所述負(fù)極分散流道、所述負(fù)極電極腔、所述負(fù)極匯集流道、所述第二負(fù)極翻轉(zhuǎn)孔、所述第四負(fù)極電解液槽和負(fù)極電解液出口。

13、進(jìn)一步的，所述第三正極電解液槽位于所述第一正極電解液槽的正下方，所述第三正極電解液槽的一端與正極電解液進(jìn)口連通，另一端封閉；所述第四正極電解液槽位于所述第二正極電解液槽的正下方，所述第四正極電解液槽的一端與正極電解液出口連通，另一端封閉；

14、所述第三正極電解液槽與所述第二正極電解液槽的結(jié)構(gòu)相同，所述第四正極電解液槽與所述第一正極電解液槽的結(jié)構(gòu)相同。

15、進(jìn)一步的，所述第一負(fù)極電解液槽的一端與負(fù)極電解液進(jìn)口連通，另一端封閉，所述第三負(fù)極電解液槽位于第一負(fù)極電解液槽的下方；所述第二負(fù)極電解液槽的一端與負(fù)極電解液出口連通，另一端封閉，所述第四負(fù)極電解液槽位于所述第二負(fù)極電解液槽的下方；

16、其中，所述第一負(fù)極電解液槽與所述第四負(fù)極電解液槽的結(jié)構(gòu)相同，所述第二負(fù)極電解液槽與所述第三負(fù)極電解液槽的結(jié)構(gòu)相同。

17、進(jìn)一步的，多個(gè)板框進(jìn)行堆疊時(shí)，上板框的下端面上的第四正極電解液槽與當(dāng)前板框的上端面上的第一正極電解液槽密封形成第一正極電解液流道，上板框的下端面上的第三正極電解液槽與當(dāng)前板框的上端面上的第二正極電解液槽密封形成第二正極電解液流道；

18、上板框的下端面上的第四負(fù)極電解液槽與當(dāng)前板框的上端面上的第一負(fù)極電解液槽密封形成第一負(fù)極電解液流道，上板框的下端面上的第三負(fù)極電解液槽與當(dāng)前板框的上端面上的第二負(fù)極電解液槽密封形成第二負(fù)極電解液流道。

19、進(jìn)一步的，正極電解液進(jìn)口、第一正極電解液流道、當(dāng)前板框的第一正極翻轉(zhuǎn)孔、當(dāng)前板框的正極分散流道、當(dāng)前板框的正極電極腔、當(dāng)前板框的正極匯集流道、當(dāng)前板框的第二正極翻轉(zhuǎn)孔、第二正極電解液流道、正極電解液出口依次連通；

20、負(fù)極電解液進(jìn)口、第一負(fù)極電解液流道、上板框的第一負(fù)極翻轉(zhuǎn)孔、上板框的負(fù)極分散流道、上板框的負(fù)極電極腔、上板框的負(fù)極匯集流道、上板框的第二正極翻轉(zhuǎn)孔、第二負(fù)極電解液流道、負(fù)極電解液出口依次連通。

21、本發(fā)明還提供一種液流單電池，包括所述的水平翻轉(zhuǎn)安裝形式的液流電池板框、膜、正極電極、負(fù)極電極和雙極板；

22、其中，膜設(shè)置在板框的電極腔內(nèi)，膜將板框的電極腔分割形成上端面的負(fù)極電極腔和下端面的正極電極腔，負(fù)極電極設(shè)置在負(fù)極電極腔內(nèi)，正極電極位于正極電極腔內(nèi)，雙極板疊設(shè)在負(fù)極電極的上方。

23、本發(fā)明還提供一種液流電池堆，包括多個(gè)所述的液流單電池，多個(gè)單電池堆疊時(shí)，將當(dāng)前單電池上方的單電池水平旋轉(zhuǎn)180度進(jìn)行堆疊安裝。

24、本發(fā)明的有益效果：

25、1、本發(fā)明的液流電池板框在相對的上下端面上均設(shè)置有電解液槽，多個(gè)所述板框進(jìn)行堆疊時(shí)形成雙面電解液流道，充分利用幅面，減少了厚度較厚的區(qū)域，注塑生產(chǎn)時(shí)，減少了縮水缺陷，板框減小了變形，提高了產(chǎn)品可靠性。

26、2、本發(fā)明的液流電池板框提高了幅面利用率，減少了使用的材料，因此也降低了物料成本。

27、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書以及附圖中所指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種水平翻轉(zhuǎn)安裝形式的液流電池板框，其特征在于，包括正極電解液進(jìn)口、負(fù)極電解液進(jìn)口、正極電解液出口、負(fù)極電解液出口和電極腔，所述電極腔通過膜分割形成負(fù)極電極腔和正極電極腔；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平翻轉(zhuǎn)安裝形式的液流電池板框，其特征在于，所述板框呈方形，所述正極電解液進(jìn)口、所述負(fù)極電解液進(jìn)口、所述正極電解液出口和所述負(fù)極電解液出口分別設(shè)置在所述板框的四個(gè)邊角處。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水平翻轉(zhuǎn)安裝形式的液流電池板框，其特征在于，所述正極電解液進(jìn)口和所述正極電解液出口沿所述板框的對角線設(shè)置，所述負(fù)極電解液進(jìn)口和所述負(fù)極電解液出口沿板框的對角線設(shè)置，所述正極電解液進(jìn)口與所述負(fù)極電解液進(jìn)口分別位于板框長邊的兩端。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平翻轉(zhuǎn)安裝形式的液流電池板框，其特征在于，所述板框的上端面上設(shè)置有第一正極電解液槽、第二正極電解液槽、第一負(fù)極電解液槽、第二負(fù)極電解液槽、負(fù)極分散流道和負(fù)極匯集流道；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水平翻轉(zhuǎn)安裝形式的液流電池板框，其特征在于，所述第三正極電解液槽位于所述第一正極電解液槽的正下方，所述第三正極電解液槽的一端與正極電解液進(jìn)口連通，另一端封閉；所述第四正極電解液槽位于所述第二正極電解液槽的正下方，所述第四正極電解液槽的一端與正極電解液出口連通，另一端封閉；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水平翻轉(zhuǎn)安裝形式的液流電池板框，其特征在于，所述第一負(fù)極電解液槽的一端與負(fù)極電解液進(jìn)口連通，另一端封閉，所述第三負(fù)極電解液槽位于第一負(fù)極電解液槽的下方；所述第二負(fù)極電解液槽的一端與負(fù)極電解液出口連通，另一端封閉，所述第四負(fù)極電解液槽位于所述第二負(fù)極電解液槽的下方；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水平翻轉(zhuǎn)安裝形式的液流電池板框，其特征在于，多個(gè)板框進(jìn)行堆疊時(shí)，上板框的下端面上的第四正極電解液槽與當(dāng)前板框的上端面上的第一正極電解液槽密封形成第一正極電解液流道，上板框的下端面上的第三正極電解液槽與當(dāng)前板框的上端面上的第二正極電解液槽密封形成第二正極電解液流道；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水平翻轉(zhuǎn)安裝形式的液流電池板框，其特征在于，正極電解液進(jìn)口、第一正極電解液流道、當(dāng)前板框的第一正極翻轉(zhuǎn)孔、當(dāng)前板框的正極分散流道、當(dāng)前板框的正極電極腔、當(dāng)前板框的正極匯集流道、當(dāng)前板框的第二正極翻轉(zhuǎn)孔、第二正極電解液流道、正極電解液出口依次連通；

9.一種液流單電池，其特征在于，包括權(quán)利要求1-8任一所述的水平翻轉(zhuǎn)安裝形式的液流電池板框、膜、正極電極、負(fù)極電極和雙極板；

10.一種液流電池堆，其特征在于，包括多個(gè)權(quán)利要求9所述的液流單電池，多個(gè)單電池堆疊時(shí)，將當(dāng)前單電池上方的單電池水平旋轉(zhuǎn)180度進(jìn)行堆疊安裝。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于液流電池技術(shù)領(lǐng)域，公開一種水平翻轉(zhuǎn)安裝形式的液流電池板框、單電池及電池堆，其中板框包括電解液進(jìn)出口和電極腔，電極腔通過膜分割形成負(fù)極電極腔和正極電極腔；電極腔的兩側(cè)還設(shè)置有正極翻轉(zhuǎn)孔和負(fù)極翻轉(zhuǎn)孔；板框相對的上下端面上均設(shè)置有電解液槽且滿足：板框的下端面的電解槽水平旋轉(zhuǎn)180°后與板框的上端面的電解槽重合；多個(gè)板框堆疊時(shí)，上下板框的電解液槽形成正極電解液流道和負(fù)極電解液通道；本發(fā)明多個(gè)板框進(jìn)行堆疊時(shí)形成雙面電解液流道，充分利用幅面，減少了厚度較厚的區(qū)域，注塑生產(chǎn)時(shí)，減少了縮水缺陷，板框減小了變形，提高了產(chǎn)品可靠性。提高幅面利用率減少了使用的材料，降低了物料成本。

技術(shù)研發(fā)人員：劉曉強(qiáng),李曉蒙,李京浩,張謹(jǐn)奕,李昂,王曉偉,何鑫,項(xiàng)俊帆,羅文龍,胡服全
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京和瑞儲能科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19