[发明专利]一种全钒液流电池独立单元结构、制备方法及应用

权利要求书

1.一种全钒液流电池独立单元结构，其特征在于，包括以离子交换膜为中心对称向外依次连接的电极、导流框、电极板；其中，电极位于电极板与导流框中间形成的空腔内，导流框及电极板四角上分别设置相对应的电解液流道孔，在导流框外边缘及电解液流道孔边缘设置密封胶槽，对称连接的导流框上的密封胶槽的位置交错设置；离子交换膜边缘任意一点至任意电解液流道孔圆心的距离大于电解液流道孔半径，离子交换膜边缘打孔，使粘结剂贯穿其中，固定于两个导流框之间。

2.根据权利要求1所述的全钒液流电池独立单元结构，其特征在于，所述的电解液流道孔的密封胶槽形状为圆形、矩形及其互补图形。

3.根据权利要求1所述的全钒液流电池独立单元结构，其特征在于，在所述导流框内边缘位置设置二次密封线，且在两个对称连接的导流框上交错设置该密封线。

4.根据权利要求1所述的全钒液流电池独立单元结构，其特征在于，所述密封线选择材料为氟硅胶、丙烯酸酯压敏胶或乙烯-醋酸乙烯共聚物。

5.根据权利要求1所述的全钒液流电池独立单元结构，其特征在于，所述的离子交换膜上打孔形状为圆形、矩形、圆角矩形及三角形任一种可加工的形状。

6.根据权利要求1所述的全钒液流电池独立单元结构，其特征在于，所述的粘结剂为聚四氟乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚氨酯或有机硅类树脂，结合方式可采用喷涂、刷涂、热熔、刮涂等任一种。

7.根据权利要求1所述的全钒液流电池独立单元结构，其特征在于，包括依次连接的第一电极板(1)、第一导流框(2)、第一电极(3)、离子交换膜(4)、第二电极(3’)、第二导流框(2’)、第二电极板(1’)；导流框及电极板四角上分别设置相对应的电解液流道孔，第一电极板(1)与第一导流框(2)非流道侧连接；第二电极板(1’)与第二导流框(2’)非流道侧连接；在第一电极板(1)与第一导流框(2)中间形成的空腔内设置第一电极(3)；在第二电极板(1’)与第二导流框(2’)中间形成的空腔内设置第二电极(3’)；在第一电极(3)和第二电极(3’)之间设置离子交换膜(4)；

离子交换膜(4)边缘任意一点至任意电解液流道孔(24、2’4)圆心的距离大于电解液流道孔(24、2’4)半径；离子交换膜(4)边缘处打孔，使化学粘结剂贯穿其中，用于将离子交换膜(4)固定于第一导流框(2)和第二导流框(2’)上；

在第一导流框(2)、第二导流框(2’)的外边缘及电解液流道孔(24、2’4)边缘之间设置密封胶槽，且密封胶槽交错设置，使第一导流框(2)和第二导流框(2’)叠放时形成密封空间。

8.如权利要求1所述的全钒液流电池独立单元结构的应用，其特征在于，通过增加离子交换膜、电极及导流框获得多节电池单元结构，在多节电池单元结构中，两侧边电池结构及中间离子交换膜设置与独立单元结构相同，电极板设置为两极共用，组成多节为一体的独立结构。

9.一种由权利要求1所述独立结构单节电池组成的液流电池系统，其特征在于，该电池系统包括电极板及液流电池电堆，所述液流电池电堆是根据实际应用的需要叠加的多节电池单元结构。

10.液流电池电堆的制备工艺，其特征在于，采用权利要求1所述的独立单元结构，将电极板、导流框、电极、离子交换膜依次叠加，形成以离子交换膜为轴对称的单节电池独立结构，根据应用需要将单节电池结构进行组装形成电堆，其中相邻部件的接合方式如下：

(1)通过喷涂、刮涂等方式用粘合剂粘合，粘合剂为聚氨酯、热敏胶、丙烯醋酸酯、PVDF；

或(2)通过仪器辅助高温结合，仪器包括高温热压机、红外焊接机、激光焊接机；

以上(1)、(2)两种方式可单独或结合使用，获得可拆卸、组装的液流电池电堆。