專利名稱：一種一體式鋅鎳單液流電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型液流電池的方法和裝置，特別涉及到一種一體式鋅鎳單液流電池的方法和裝置，屬于化工領(lǐng)域，可廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、交通運(yùn)輸、電力、礦冶等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
液流電池是一種新型電能儲存和高效轉(zhuǎn)化裝置，具有規(guī)模大、壽命長、成本低無毒無害環(huán)境友好等特點(diǎn)，適合于在非并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電等場合中作為大規(guī)模電能儲存和高效轉(zhuǎn)化設(shè)備使用。與通常的全釩液流電池不同，中國發(fā)明專利(公開號CN101127393A)提出了一種新型的鋅鎳單液流電池，該電池采用燒結(jié)鎳為正極，沉積鋅為負(fù)極，含鋅的堿性溶液為單一電解液，電極之間沒有隔膜，具有制造工藝簡單、成本低、循環(huán)壽命高等優(yōu)點(diǎn)。但該發(fā)明中，電池采用通常的液流電池或燃料電池的夾層式結(jié)構(gòu)時，電堆通過電極板上的螺桿與螺母夾緊固定，因此漏液現(xiàn)象難以避免。此外，從負(fù)極脫落的沉積鋅易在電堆底部累積，堵塞溶液流道，電堆的清理維護(hù)較為困難。本實(shí)用新型則采用一體式結(jié)構(gòu)，沒有外部儲液罐，電堆及電解液均處于殼體之中，徹底解決了電堆中的漏液問題，同時，有效避免了多次充放電過程中從負(fù)極脫落的沉積鋅在電堆底部不斷累積，造成電堆內(nèi)部流道堵塞、正負(fù)電極短接等問題。該電池制造工藝簡單，具有防漏液、防堵塞、易維護(hù)、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、防漏液、防堵塞、易維護(hù)的一體式單液流電池的方法和裝置。本實(shí)用新型電池包括20 100節(jié)電池單體互聯(lián)成的電堆1、殼體2、電解液3以及外部的液泵4和管道5 ;電堆I及電解液3均處于殼體2之中，電解液3在液泵4推動下通過管道5在殼體2和電堆I之間不斷流動；電堆I放置在電堆架6上，通過隔板7固定在殼體2之中，電堆I的正、負(fù)電極與殼體2頂部對應(yīng)的正極極柱8、負(fù)極極柱9相連；隔板7底部略低于電堆I底部，其頂部略高于電堆I頂部，使電堆I完全浸入電解液3中；殼體2內(nèi)部，在隔板7的外側(cè)有引液槽11和混流室12，引液槽11與混流室12通過分液隔板13完全隔離，電解液3出口位于引液槽11的底部，電解液3入口位于混流室12頂部；混流室12的兩側(cè)分布3 9個不完全隔離的擋板14，使電解液3在液泵4作用下進(jìn)入混流室12遇到擋板14后往復(fù)折返，發(fā)生湍流，使電解液3流動趨向均勻。本實(shí)用新型的在殼體2的頂部有安全排氣閥10。本實(shí)用新型將預(yù)先組裝好的電堆I放入殼體2中，將電堆I中每個電池單體的正、負(fù)極分別與殼體2頂部對應(yīng)的正、負(fù)電極極柱8焊接相連；由殼體2頂部的安全排氣閥10開口注入電解液3，電解液3液面漫過隔板7，使電堆I完全浸沒在電解液3中；啟動液泵4，從弓丨液槽11的底部吸取電解液3，再從混流室12的頂部泵入；電解液3進(jìn)入混流室12后，遇到擋板14阻擋，經(jīng)幾次折返后，從電堆I底部向上流動，由電堆I頂部溢出流回引液槽11，電池進(jìn)入工作狀態(tài)。本實(shí)用新型采用了一體式結(jié)構(gòu)，將普通液流電池的儲液罐與電堆合為一體，克服了常用夾層式結(jié)構(gòu)電堆工藝復(fù)雜、易漏液等缺點(diǎn)，具有制造工藝簡單、防漏液、防堵塞、易維護(hù)、成本低等顯著優(yōu)點(diǎn)。

圖1是一體式鋅鎳單液流電池的結(jié)構(gòu)示意圖圖中:1.電堆，2.殼體，3.電解液，4.液泵，5.管道，6.電堆架，7.隔板，8.正極極柱，9.負(fù)極極柱，10.安全排氣閥，11.引液槽，12.混流室，13.分液隔板，14.擋板，15.沉積鋅。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型電池由20節(jié)電池單體互聯(lián)成的電堆1、殼體2、電解液3以及外部的液泵4和管道5組成；電堆I放置在電堆架6上，通過隔板7固定在殼體2之中，電堆I中每個電池單體的正、負(fù)極分別與殼體2頂部對應(yīng)的正、負(fù)電極極柱8焊接相連；在隔板7的外側(cè)有引液槽11和混流室12，二者通過分液隔板13完全隔離，電解液3出口位于引液槽11的底部，電解液3入口位于混流室12的頂部；混流室12的兩側(cè)分布3個不完全隔離的擋板14。由殼體2的頂部安全排氣閥開口注入電解液，電解液3液面漫過擋板7，使電堆I完全浸沒在電解液3中，裝上安全排氣閥，電堆處于半封閉狀態(tài)；啟動液泵4,從引液槽11的底部吸取電解液3，再從混流室12的頂部泵入；電解液3進(jìn)入混流室12后，遇到擋板14阻擋，經(jīng)幾次折返后，趨向均勻，從電堆I底部向上流動，穿過電堆I內(nèi)部流道，由電堆I頂部溢出流回引液槽11，電池進(jìn)入工作狀態(tài)。充電時，電解液3中的鋅離子在負(fù)極上被還原，生成金屬鋅沉積；放電時，在負(fù)極上的沉積鋅被氧化，發(fā)生金屬鋅的溶解。在充電過程中當(dāng)金屬鋅沉積量較大時，沉積鋅與電極表面結(jié)合力下降，發(fā)生脫落，由于密度較大，且受到電解液流動影響，這部分沉積鋅從電堆I的流道內(nèi)脫離，落到電池殼體2的底部，不影響電解液3在電堆I內(nèi)部的流動。此外，由于采用了一體式結(jié)構(gòu)的殼體2，電池不存在漏液的問題。
權(quán)利要求1.一種一體式鋅鎳單液流電池，其特征在于該電池包括20 100節(jié)電池單體互聯(lián)成的電堆(I)、殼體⑵、電解液(3)以及外部的液泵⑷和管道(5);電堆⑴及電解液(3)均處于殼體⑵之中，電解液⑶在液泵⑷推動下通過管道(5)在殼體⑵和電堆⑴之間不斷流動；電堆⑴放置在電堆架(6)上，通過隔板(7)固定在殼體⑵之中，電堆⑴的正、負(fù)電極與殼體(2)頂部對應(yīng)的正極極柱(8)、負(fù)極極柱(9)相連；隔板(7)的底部略低于電堆(I)的底部，其頂部略高于電堆(I)的頂部，使電堆⑴完全浸入電解液⑶中；殼體(2)內(nèi)部，在隔板(7)的外側(cè)有引液槽(11)和混流室(12)，引液槽(11)與混流室(12)通過分液隔板(13)完全隔離，電解液(3)出口位于引液槽(11)的底部，電解液(3)入口位于混流室(12)的頂部；混流室(12)的兩側(cè)分布3 9不完全隔離的擋板(14)，使電解液(3)在液泵(4)作用下進(jìn)入混流室(12)遇到擋板(14)后往復(fù)折返，發(fā)生湍流，使電解液(3)流動趨向均勻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式鋅鎳單液流電池，其特征在于:在殼體(2)的頂部有安全排氣閥(10)。
專利摘要一種一體式鋅鎳單液流電池，由多節(jié)電池單體互聯(lián)成的電堆、殼體、電解液以及外部的液泵和管道組成，電堆及電解液均處于殼體之中，電解液在液泵推動下通過管道在殼體和電堆之間不斷流動。其中電池單體由鎳電極正極、沉積鋅的負(fù)極集流體和電解液構(gòu)成，電解液為含鋅的堿性溶液。充放電過程中，電解液在液泵推動下通過管道在殼體和電堆之間不斷流動。該電池采用一體式結(jié)構(gòu)，徹底解決了電堆中的漏液問題，同時，有效避免了多次充放電過程中從負(fù)極脫落的沉積鋅在電堆底部不斷累積，造成電堆內(nèi)部流道堵塞、正負(fù)電極短接等問題。該電池制造工藝簡單，具有防漏液、防堵塞、易維護(hù)、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H01M8/18GK202977612SQ20122067449
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者趙鵬程, 程杰, 謝自立, 文越華, 徐艷, 曹高萍, 楊裕生 申請人:中國人民解放軍63971部隊(duì)