[发明专利]液流电池用单电池的一体化制造方法

说明书

技术领域

本发明属于一种能量存储设备的零部件的制造方法，尤其是涉及一种液流电池用单电池的一体化制造方法。

背景技术

现有的单电池包括负极液流框、负极、离子膜、正极、正极液流框，离子膜与液流框之间通过耐酸粘结剂粘结，或配以耐酸橡胶密封圈或密封条，并施以锁紧力实现对电堆的密封，传统单电池组装工序复杂。为了防止电堆内单电池的电解液泄漏到外界，在电堆的两端设有端板，端板上安装有拉杆，且在拉杆两端用弹簧或螺丝将端板锁紧而获得电堆内单电池所需的锁紧力，锁紧力需要同时满足单电池密封所需的力、堆结构所需的支撑力和热胀冷缩后的补偿力，而其中一个力不能满足时均会造成密封隐患，极大的影响了电堆内单电池的使用寿命，且装堆耗时较多，工程较大。同时，现有的单电池在装堆过程中，离子膜是安装在相邻的两个单电池之间，使得离子膜与液流框之间需要密封圈或密封条进行密封，增加了装堆难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有效地防止单电池内电解液泄漏的液流电池用单电池的一体化制造方法，以及利用该制造方法制造的单电池快速装堆的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种液流电池用单电池的一体化制造方法，包括以下步骤：

S101、将正极板、第一框板、离子膜、第二框板和负极板进行热压处理，使五者固定为一体，离子膜位于第一框板与第二框板之间；

S102、在热压处理后的第一框板和第二框板上均开设流道孔。

本发明的液流电池用单电池的一体化制造方法的有益效果是：由于正极板、第一框板、离子膜、第二框板和负极板经过热压处理，使得热压处理后五者固定为一密封结构体，从而有效地防止了单电池内电解液的内部窜流，以及电解液泄漏到外界，进而实现了密封作用。

在一些实施方式中，步骤S101包括以下步骤：

S101-1、将第一框板、离子膜和第二框板进行热压处理，使三者固定为一体结构；

S101-2、将上述一体结构、正极板和负极板在热压处理固定为一体。

本发明的液流电池用单电池的一体化制造方法的有益效果是：由于先将第一框板、离子膜和第二框板进行热压处理固定为一体，方便加工，再将正极板和负电极与步骤S203中的一体结构进行热压处理固定为一体密封结构，从而有效地防止了单电池内的电解液泄漏到外界，同时，有效地防止了电堆内部电解液的窜液。

在一些实施方式中，正极板可以包括第一极板和第一毡层，第一框板设有第一容置腔，第一毡层位于容置腔内，第一极板位于第一框板的一侧。设有第一毡层，提供了正电解液反应的场所。

在一些实施方式中，负极板可以包括第二极板和第二毡层，第二框板设有第二容置腔，第二毡层位于第二容置腔内，第二极板位于第二框板的一侧。设有第二毡层，提供了负电解液反应的场所。

在一些实施方式中，第一毡层和第二毡层均可以为碳毡和/或石墨毡，由此，保证了单电池内部有电解液正常反应的场所，保证了单电池的正常工作。

在一些实施方式中，第一极板和第二极板的材质均为超导电塑料，第一框板和第二框板均为绝缘体。由此，第一极板和第二极板的材质均为超导电塑料，利于单电池内部电阻的减小，提高充放电能效比；第一框板和第二框板均为绝缘体，有效地防止了正极板与负极板的短路。

在一些实施方式中，经过热压处理后，第一极板、第一框板、离子膜、第二框板和第二极板依次相固定。由此，保证了制造完成后得到的单电池的密封性。

在一些实施方式中，由该方法制造的单电池的装堆方法包括以下步骤：

S301、将单电池的第一极板和第二极板的外侧均与第三毡层相贴合；

S302、将上述单电池按正极与正极相邻、负极与负极相邻的方式进行排列。

本发明的单电池的装堆方法的有益效果是：由于第一极板和第二极板的外侧均设有第三毡层，由此，减小了相邻的单电池之间的接触电阻；单电池按正极与正极相邻、负极与负极相邻的方式进行排列，相邻的正极形成一个共同正极，相邻的负极形成一个共同的负极，改变了离子膜在装堆时的顺序；且在装堆时，只需将多个的单电池进行堆叠，而无需进行单个电池内部的粘接固定，且不需要密封圈或密封条等进行密封，简化了装堆的步骤，极大地提高了装堆效率，特别是只需两端端板的锁紧力提供堆结构所需的支撑力，而无需提供密封所需的力和热胀冷缩后所需的补偿力。

在一些实施方式中，单电池排列后首端与尾端的极板的极性相反。由此，保证了单电池在装堆后，整个电堆的充放电正常运行。