本發(fā)明涉及液流電池，具體涉及一種液流電池液路斷續(xù)流結構及液流電池電堆。

背景技術：

1、液流電池具有安全性好、使用壽命長的特點，是長時儲能應用的理想電池。液流電池是通過電解質液體在電堆內循環(huán)流動時對電解液進行充電和放電，實現電能和化學能的轉化。液流電池系統(tǒng)構成主要包括電堆、循環(huán)泵、循環(huán)管路、儲液裝置、電解液、儲能變流器（pcs）等，通常正負極電解液儲存在正負極儲液裝置里，電池工作時需要電解液在儲液裝置和電堆間流動實現連續(xù)充放電過程，電池工作過程中需要循環(huán)泵提供液體流動動力，液流電池工作時正極電解液或負極電解液都各自聯(lián)通在一起，電解液具有良好的導電性；同時，電堆是由多個電路串聯(lián)的單電池構成的電池組，電堆內電壓從負極開始逐漸升高，這樣導電的電解液就形成了分散的電池放電負載，造成電堆漏電，這種漏電在充放電過程都會發(fā)生，其漏電電流依賴于電堆電壓高低和電解液導電性的大小。電堆漏電既浪費了電能，造成電堆充放電效率低，又會引起電堆溫度升高，增加熱管理系統(tǒng)的能量消耗，同樣降低了液流電池系統(tǒng)的效率。

2、為了減小液流電池固有的漏電問題，通常在電堆內設置限流通道，以增大進出電堆的電解液通道長度，增加電解液的漏電電阻，減少漏電電流；這種設計的缺點是一方面增大了電堆體積，另一方面增加了電解液的流阻，使得整個液流電池系統(tǒng)的泵耗增加，也就降低了液流電池系統(tǒng)的能量效率。

3、因此，如何在保證電池正常工作的情況下盡量減少電堆漏電電流以及減少循環(huán)泵的能量消耗是本領域亟待解決的技術問題。

技術實現思路

1、為解決現有技術中存在的問題，本發(fā)明提供了一種液流電池液路斷續(xù)流結構及液流電池電堆，包括豎管流道、分散器、電解液庫、斷續(xù)流液、電解液；液流電池電解液連續(xù)從斷續(xù)流液的上端進入，在斷續(xù)流液內流動過程中遇分散器后形成不連續(xù)的液滴，最后在豎管流道末端聚合后流入電解液庫，電解液再從電解液庫連續(xù)流入電堆，保證電堆的充放電的連續(xù)性，斷續(xù)流液不隨電解液流動進入電堆，解決了上述背景技術中提到的電堆漏電問題。

2、為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種液流電池液路斷續(xù)流結構，所述斷續(xù)流結構包括斷續(xù)流殼體；所述斷續(xù)流殼體包括斷續(xù)流殼體下和斷續(xù)流殼體上；以及在斷續(xù)流殼體下和斷續(xù)流殼體上之間設置的豎管流道、電解液庫、斷續(xù)流液、電解液以及分散器；

3、所述分散器設置在豎管流道的上部，所述電解液庫位于豎管流道的下部，豎管流道的內部裝有斷續(xù)流液；所述電解液庫用于容納電解液，所述斷續(xù)流液與電解液不互溶、不發(fā)生化學反應，且斷續(xù)流液的密度低于電解液。

4、優(yōu)選的，所述分散器的結構為篩狀結構或傘狀結構。

5、優(yōu)選的，所述的斷續(xù)流液是白礦油及或由白礦油制成品的絕緣液體。

6、優(yōu)選的，所述豎管流道的內截面積大于進出豎管流道管路內截面積。

7、優(yōu)選的，所述的斷續(xù)流結構通過粘結、焊接或者卡槽的方式與極芯組板框實現固定連接，連接后在斷續(xù)流結構與極芯組板框上的電解液進液主流道和電解液出液主流道之間形成通路，從而使得通過斷續(xù)流結構的電解液流入電堆在反應區(qū)處實現電化學反應。

8、優(yōu)選的，所述斷續(xù)流結構在電堆安裝中，按斷續(xù)流結構的安裝位置，斷續(xù)流結構分為進液斷續(xù)流結構和出液斷續(xù)流結構；

9、所述進液斷續(xù)流結構中，進液斷續(xù)流結構安裝在電堆的進液口處，電解液出液口與極芯組板框上的電解液進液主流道相連通，液流電池中正極電解液儲罐或負極電解液儲罐的電解液通過電解液共享通道從豎管流道上部流入進入斷續(xù)流液中，遇分散器后改變流向且被分散成不連續(xù)液滴，分散過程中形成電絕緣，阻止液流電池漏電發(fā)生；液滴下降后在豎管流道末端聚合后流入電解液庫中，電解液再從電解液庫通過電解液出液口連續(xù)流入電堆，斷續(xù)流液不隨電解液流動；

10、所述出液斷續(xù)流結構中，出液斷續(xù)流結構安裝在電堆的出液口處，電解液出液口與極芯組板框上的電解液出液主流道相連通，液流電池中正極電解液儲罐或負極電解液儲罐的電解液通過電解液出液口從豎管流道上部流入進入斷續(xù)流液中，遇分散器后改變流向且被分散成不連續(xù)液滴，分散過程中形成電絕緣，阻止液流電池漏電發(fā)生；液滴下降后在豎管流道末端聚合后流入電解液庫中，電解液再從電解液庫通過電解液共享通道連續(xù)流出電堆，斷續(xù)流液不隨電解液流動。

11、另一方面，為實現上述目的，本發(fā)明還提供了如下技術方案：一種液流電池電堆，所述液流電池包括所述的液流電池液路斷續(xù)流結構。

12、優(yōu)選的，每個電堆中的單極組正極或負極都設有一個斷續(xù)流結構；

13、或相連/錯開的正極/負極1個或多個極組共用一個斷續(xù)流結構；

14、或多個斷續(xù)流結構組合在一起形成斷續(xù)流結構組，斷續(xù)流結構組與電堆中正極組或負極組連接，實現每個極組的斷續(xù)流連接。

15、優(yōu)選的，斷續(xù)流結構布置在電解液共享通道后進液流電池電堆前的位置；

16、或布置在電解液共享通道前出電堆后的位置；

17、或斷續(xù)流結構布置在遠離電解液共享通道的管道處，實現進電堆或出電堆的總的正極或負極電解液斷續(xù)流連接，以消除電堆間的漏電流。

18、優(yōu)選的，斷續(xù)流結構同時布置電解液共享通道內的正極進出液位置和負極進出液位置，不在電堆間再布置斷續(xù)流結構。

19、本發(fā)明的有益效果是：電解液在流經本發(fā)明斷續(xù)流結構時，會被斷續(xù)流液斷開，由于斷續(xù)流液為絕緣液體，所以使得進出斷續(xù)流液兩端的電解液出現電不導通現象，這樣就避免了電池工作時因導電的電解液閉合回路引起的漏電的問題，同時電堆設計時無需再設計流入和流出反應區(qū)域的長的電解液限流通道，這樣可減少電解液流動的壓力需求，降低泵耗，從而從兩方面提高了電池的充放電能量效率。

技術特征：

1.一種液流電池液路斷續(xù)流結構，其特征在于，所述斷續(xù)流結構（8）包括斷續(xù)流殼體；所述斷續(xù)流殼體包括斷續(xù)流殼體下（1）和斷續(xù)流殼體上（5）；以及在斷續(xù)流殼體下（1）和斷續(xù)流殼體上（5）之間設置的豎管流道（110）、電解液庫（120）、斷續(xù)流液（2）、電解液（3）以及分散器（4）；

2.根據權利要求1所述的液流電池液路斷續(xù)流結構，其特征在于：所述分散器（4）的結構為篩狀結構或傘狀結構。

3.根據權利要求1所述的液流電池液路斷續(xù)流結構，其特征在于：所述的斷續(xù)流液（2）是白礦油及或由白礦油制成品的絕緣液體。

4.根據權利要求1所述的液流電池液路斷續(xù)流結構，其特征在于：所述豎管流道（110）的內截面積大于進出豎管流道管路內截面積。

5.根據權利要求1所述的液流電池液路斷續(xù)流結構，其特征在于：所述的斷續(xù)流結構（8）通過粘結、焊接或者卡槽的方式與極芯組板框（6）實現固定連接，連接后在斷續(xù)流結構（8）與極芯組板框（6）上的電解液進液主流道（61）和電解液出液主流道（62）之間形成通路，從而使得通過斷續(xù)流結構（8）的電解液（3）流入電堆在反應區(qū)（7）處實現電化學反應。

6.根據權利要求1所述的液流電池液路斷續(xù)流結構，其特征在于：所述斷續(xù)流結構在電堆安裝中，按斷續(xù)流結構的安裝位置，斷續(xù)流結構分為進液斷續(xù)流結構和出液斷續(xù)流結構；

7.一種液流電池電堆，其特征在于，所述液流電池包括如權利要求1-6中任一項所述的液流電池液路斷續(xù)流結構。

8.根據權利要求7所述的液流電池電堆，其特征在于：每個電堆中的單極組正極或負極都設有一個斷續(xù)流結構；

9.根據權利要求8所述的液流電池電堆，其特征在于：斷續(xù)流結構布置在電解液共享通道后進液流電池電堆前的位置；

10.根據權利要求8所述的液流電池電堆，其特征在于：斷續(xù)流結構同時布置電解液共享通道內的正極進出液位置和負極進出液位置，不在電堆間再布置斷續(xù)流結構。

技術總結
本發(fā)明涉及液流電池技術領域，具體公開了一種液流電池液路斷續(xù)流結構及液流電池電堆，包括豎管流道、分散器、電解液庫、斷續(xù)流液、電解液；液流電池電解液連續(xù)從斷續(xù)流液的上端進入，在斷續(xù)流液內流動過程中遇分散器后形成不連續(xù)的液滴，最后在豎管流道末端聚合后流入電解液庫，電解液再從電解液庫連續(xù)流入電堆，保證電堆的充放電的連續(xù)性。本發(fā)明斷續(xù)流液與電解液不互溶，且斷續(xù)流液的密度低于電解液，由于斷續(xù)流液為絕緣液體，所以使得進出豎管流道的電解液在豎管流道兩端出現電不導通現象，這樣就不發(fā)生液流電池工作時因導電的電解液閉合回路引起的漏電，斷續(xù)流液不隨電解液流動進入電堆，通過本發(fā)明徹底解決了電堆漏電的問題。

技術研發(fā)人員：毛永志,劉萬里,王屾,徐泉,曾建華
受保護的技術使用者：中海儲能科技（北京）有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9