[发明专利]氧化还原液流电池和电池系统

说明书

提供一种氧化还原液流电池和电池系统。在一个示例中，所述氧化还原液流电池包括电芯堆组件，所述电芯堆组件具有板组件，所述板组件定位在所述电芯堆组件的横向侧上，并且包括：弹性凸缘，所述弹性凸缘包括与导电板的一部分配合的凹槽，并且在横向方向和竖向方向中的至少一者上是顺性的；以及板框架，所述板框架耦接到所述弹性凸缘。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年5月15日提交的标题为“REDOX FLOW BATTERY AND BATTERYSYSTEM”的美国临时申请号63/025,234的优先权。上列申请的全部内容在此以引用方式并入以用于所有目的。

技术领域

本说明书整体涉及一种氧化还原液流电池和电池系统。

背景技术和发明内容

氧化还原液流电池由于以下原因而适用于电网规模的存储应用：它们能够独立地缩放(scaling)功率和容量，并且能够充电和放电超过数千次循环，与常规电池技术相比具有降低的性能损失。铁混合氧化还原液流电池由于在电芯堆(cell stack)中加入低成本材料而特别有吸引力。铁氧化还原液流电池(IFB)依靠铁、盐和水作为电解质。在一些实施方案中，IFB中使用的这些地球丰富且廉价的材料以及刺激性化学物质的省却减少了电池的环境足迹。

铁氧化还原液流电池(IFB)依靠铁、盐和水作为电解质，因此包含地球丰富且廉价的材料，并且在一些实施方案中，放弃在铁氧化还原液流电池中加入刺激性化学物质，从而减少了电池的环境足迹。

电芯堆的热管理在氧化还原液流电池设计中提出各种挑战。例如，现有电芯堆可能无法充分适应堆叠体中的不同部件的不成比例的热膨胀/收缩。所以，电芯堆会在电池使用期间翘曲。进而，电解液的流型可能会受到影响，使得例如电池效率、电池输出和/或电池结构完整性降低。当电芯堆的尺寸增大或单个电池模块中包括多个堆叠体时，电芯堆翘曲可能加剧。此外，在某些电芯堆布局中，相邻部件可能由于压力和/或热应力而变形。具体地，在某些情况下，框架凸缘会由于交叉压力而偏转并妨碍电解液在电芯堆通道中的流动。

发明人已经认识到先前的氧化还原液流电池的上述缺点并且开发出至少部分地克服这些缺点的氧化还原液流电池。在一个示例中，所述氧化还原液流电池包括电芯堆组件，所述电芯堆组件具有板组件，所述板组件定位在所述电芯堆组件的横向侧上。所述板组件包括弹性凸缘，所述弹性凸缘具有与导电板的一部分配合的凹槽，并且被设计成具有纵向顺性(compliance)。所述板组件还包括板框架，所述板框架耦接到所述弹性凸缘。所述弹性凸缘适应所述堆叠体中的热梯度造成的电芯堆膨胀/收缩。所以，减少了不期望的堆叠翘曲的几率。

在一个示例中，所述弹性凸缘可热焊接到所述板框架。如果需要的话，将所述弹性凸缘热焊接到所述板框架可以省却所述凸缘与所述框架之间的粘合剂结合。所以，可在所述板框架与所述弹性凸缘之间形成更强的接合(interface)，从而降低框架和凸缘脱离的机会。

应当理解，提供以上发明内容以便以简化形式引入具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实现方式。

附图说明

图1示出示例性氧化还原液流电池系统的示意图。

图2示出具有压缩组件的氧化还原液流电池的示例的分解视图。

图3示出图2所示的氧化还原液流电池的组装视图。

图4示出图3所示的氧化还原液流电池中所包括的压力板。

图5示出图3所示的氧化还原液流电池的剖视图。

图6示出电池系统的示例，在电池系统中，第二氧化还原液流电池堆叠在图3所示的氧化还原液流电池上。