[发明专利]液流电池堆或单电池、电极-隔膜复合组件及其复合电极结构

权利要求书

1.复合电极结构，其特征在于，该电极由各向不均匀且材质不单一的电极材料复合而成，使其形成不对称结构。

2.根据权利要求1所述的复合电极结构，其特征在于，所述电极材料包括石墨毡和石墨纤维碳纸，所述石墨毡和石墨纤维碳纸层叠设置。

3.根据权利要求1所述的复合电极结构，其特征在于，所述电极材料包括石墨毡或石墨纤维碳纸，在石墨毡或石墨纤维碳纸的两侧中，在至少一侧的外表层设置石墨粉层，该石墨粉层通过涂覆沉积方式形成。

4.根据权利要求1所述的复合电极结构，其特征在于，所述电极材料包括石墨毡和石墨纤维碳纸，所述石墨毡和石墨纤维碳纸层叠设置，并在二者层叠得到的结构的两侧中，在至少一侧的外表层设置石墨粉层，该石墨粉层通过涂覆沉积方式形成。

5.根据权利要求2～4任一项所述的复合电极结构，其特征在于，所述石墨毡为一层或多层结构，所述石墨纤维碳纸为一层或多层结构。

6.根据权利要求3～4任一项所述的复合电极结构，其特征在于，所述石墨毡的厚度小于2mm，所述石墨纤维碳纸的厚度小于0.4mm，所述石墨粉层的厚度小于100μm，且该复合电极结构的总厚度不大于2mm。

7.根据权利要求1～6任一项所述的复合电极结构，其特征在于，在有氧的环境下，对所述复合电极结构进行400～500℃的高温处理。

8.电极-隔膜复合组件，其特征在于，该组件沿一个方向依次包括塑料框(1)、权利要求1～7中任一项所述的复合电极(2)、离子交换膜(3)、权利要求1～7中任一项所述的复合电极(2)、以及塑料框(1)，且五者通过热压复合形成。

9.根据权利要求8所述的电极-隔膜复合组件，其特征在于，

对于厚度大于0.3mm且小于2mm的复合电极(2)，所述塑料框(1)的内侧端开设有凹槽(5)，所述塑料框(1)的外侧端一体成型有环形凸板部(6)，所述环形凸板部(6)的相对两侧均开设有多个与所述凹槽(5)相连通的流孔(7)；

对于厚度不大于0.3mm的复合电极(2)，所述塑料框(1)为平板型环形结构。

10.根据权利要求8所述的电极-隔膜复合组件，其特征在于，所述离子交换膜(3)的边缘尺寸大于复合电极(2)的外边缘尺寸，所述塑料框(1)的内边缘小于复合电极(2)的外边缘，且塑料框(1)的外边缘尺寸大于离子交换膜(3)的边缘尺寸。

11.根据权利要求8所述的电极-隔膜复合组件，其特征在于，所述离子交换膜材料包括全氟磺酸膜、非全氟磺酸膜、碳氢化合物质子交换膜、季铵化阴离子交换膜、以改性高分子材料为基材的两性基团离子交换膜之中的一种或任几种组合。

12.液流电池堆或单电池，其特征在于，包括权利要求8～11任一项所述的电极-隔膜复合组件。

13.根据权利要求12所述的液流电池堆或单电池，其特征在于，液流电池中设置有与权利要求1～7中任一项所述的复合电极(2)相匹配的液体流场板或双极板，液体通过液体流场板或双极板上的流道均匀镜像辐射到电极上。

14.根据权利要求12所述的液流电池堆或单电池，其特征在于，

对于厚度为1～2mm的复合电极结构，所述液体流场板或双极板为具有浅流道的部分流场功能结构且包含电极槽，以使电解液流体部分流过流道；

对于厚度不大于1mm的复合电极结构，所述液体流场板或双极板为具有深流道的全流场功能结构且不包含电极槽，以使电解液流体全部流过流道。