[发明专利]一种液流电池的隔膜、电堆及电堆密封方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种液流电池的隔膜、电堆及电堆密封方法，属于液流电池领域。

背景技术

电能难以储存而又不可缺少，任何时刻它的生产都要满足用电需求，因此人们一直在寻找既经济又可行的储能技术，来解决供求之间的矛盾，使得电能的生产与需求脱钩。另外电能存储在电能管理、电网辅助服务、电压控制、再生能源利用、大型不间断电源等方面有着重要作用，若与大型火力发电联合，可降低电站峰值容量、降低发电成本以及减小污染。若与风力、潮汐能等可再生能源发电联合，可实现电能的连续平稳供给，满足用户需求。由于液流电池具有功率与容量分离的特点，易于设计，操作方便，已经逐渐成为最有前途的大中型规模电力存储的首选之一。其中，全钒液流电池备受青睐。

目前液流电池电堆多采用压滤机结构，其可靠性很大程度被限制在密封方面，目前电堆的密封方式包括绞线密封、片状面密封、胶粘、焊接或者沟槽配合等。实践中如果在隔膜用于流通电解液的隔膜电解液流道处没有进行单独绝缘处理，电堆长期使用后，隔膜电解液流道处将发生电解液漏液的情况，这样，隔膜可作为导电介质引发从电堆内部到流道处发生的漏电，在正极处会发生五氧化二钒结晶析出，发生破坏隔膜和其他密封结构的严重问题；在负极同样会出现钒的结晶，影响电堆的寿命。

发明内容

为了解决上述液流电池上存在问题，本发明提供一种液流电池的隔膜及应用该隔膜的电堆。

一种液流电池的隔膜，所述隔膜设有用于流通电解液的隔膜电解液流道，所述流道设有用于隔离隔膜和电解液的隔离密封部件。

电堆主要由隔膜、双极板、正负电极、电极框、端板、密封件和紧固件构成。其中，电极框为中空结构，内部分别设有正负电极，正负电极之间设有用于离子交换的隔膜，在隔膜与电极框之间设有用于密封隔膜与电极框的密封垫片，该密封垫片的外形尺寸与电极框和隔膜的外形尺寸相同。在隔膜、电极框和密封垫片上均设有供电解液流通的电解液流道。本发明所述技术方案为：在所述隔膜电解液流道设有用于隔离隔膜和电解液的隔离密封部件。该密封部件在电解液流道处实现隔膜与电解液的绝缘，可以消除隔膜作为导电介质而引发从电池内部到流道处发生的漏电可能，从而减少电解液在此附近结晶而出现破坏隔膜和密封的现象。

本发明所述隔离密封部件优选为设于隔膜电解液流道内侧的密封圈。

本发明一个优选的技术方案为：一种液流电池的隔膜，所述隔膜设有用于流通电解液的隔膜电解液流道，所述流道设有用于隔离隔膜和电解液的密封圈，所述密封圈为固定于用于密封隔膜与电极框的密封垫片上的密封圈。

上述技术方案中，所述用于隔离隔膜电解液流道与电解液的密封圈为固定于密封垫片上的密封圈，该密封圈可以通过一体加工等方式与密封垫片固定在一起。该密封圈为一个高于密封垫片平面的的平台，本发明优选其为环形平台。在进行装配时，将该密封圈插入隔膜电解液流道中，在隔膜的另一侧设置另一密封垫片，该垫片上设有尺寸与密封圈外圈尺寸相同的通孔，将密封圈插入该密封垫片中，将三者固定在一起。

本发明另一个优选的技术方案为：一种液流电池的隔膜，所述隔膜设有用于流通电解液的隔膜电解液流道，所述流道设有用于隔离隔膜和电解液的密封圈，所述密封圈为设于隔膜电解液流道内侧的独立的密封圈。

上述技术方案一种优选的实施方式为：在进行装配时，将该密封圈插入隔膜电解液流道中，在隔膜的两侧设置分别设置密封垫片，两个垫片上均设有尺寸与密封圈外圈尺寸相同的通孔，利用隔膜两侧的密封垫片将三者固定在一起。

上述技术方案另一种优选的实施方式为：在进行装配时，将该密封圈插入隔膜电解液流道中，在隔膜的两侧设置分别设置密封垫片，上述两个垫片上均设有通孔，其中一个密封垫片上通孔的内径与密封圈的外径相同，另一密封垫片上通孔的内径小于密封圈的内径，利用隔膜两侧的密封垫片将三者固定在一起。

本发明所述隔膜的所有技术方案中均优选所述密封圈的尺寸不大于隔膜电解液流道的尺寸，进一步优选密封圈的尺寸等于隔膜电解液流道的尺寸。

本发明所述隔膜的所有技术方案中均优选所述密封圈的轴向厚度不小于隔膜的厚度，进一步优选所述密封圈的轴向厚度大于隔膜的厚度。

本发明所述隔膜的所有技术方案中均优选所述隔离密封部件由绝缘材料制成，优选为硅橡胶，三元乙丙橡胶，氟橡胶，优选为氟橡胶

本发明的另一目的是提供一种应用上述隔膜的电堆。