專利名稱：一種高度密封的液流電池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液流電池4頁i或，更具體i也-沒計'液流電池的裝配方式。
背景技術：
液流電池(例如釩氧〗匕還原液流電池)的電池堆通常是由一定數量的單電池串聯(lián)組成。每個單電池由集電體(單集板)、液流框、電才及、隔膜、電才及、液流沖匡、集電體(單集才反)構成。以一個由兩個單電池構成的電池堆為例，/人進液口開始按照端4反、集電體(單集板)、液流框、電極、隔膜、電極、液流框、集電體(雙集板)，液流框、電極、集電板(單集板)、端板的順序組裝釩電池。電池堆的安裝圖如圖l所示。端^反和端玲反之間用螺^全加以緊固，以達到密封的目的。電池堆裝配時既要注意隔膜與液流才醫(yī)的密封又要考慮液流框與集流體的密封，較為復雜。中國專利申請?zhí)?br>
CN200820108417.X^皮露將電才及槽和集流體通過粘4妄劑粘4妄并應用于卣化釩氧化還原液流電池，電極槽與粘接劑采用耐卣素腐蝕材料，這樣的設計達到了更好的密封效果，降低了卣素揮發(fā)出電池的可能性，降低了密封時對于緊固的要求。
<旦是，先有4支術的裝配方法尚存在一定的缺陷，由于電池堆是將數目眾多的電池部件固定在一起，電池組裝過程比4交復雜，而且各部件之間不好密封，部件之間的接觸電阻較大，導致電池的內阻較大，電池效率降低。
發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種改進的裝配方法，以克月良先有技術中液流電池4妄觸電阻4交大的問題。
本發(fā)明的液流電池包括依次相4妄的負極集流體、負才及液流框、負極、質子交換膜、正極、正極液流框、正極集流體，其中，質子交換膜與正極和/或負極之間通過導電膠粘結在一起。
在一種優(yōu)選實施方式中，正電極和負電才及分別鑲嵌在各自的液流框中，并且質子交換膜通過粘接劑與正極液流框和負極液流框的邊纟彖端面結合。
在一種具體實施方式
中，正電極和負電極由石墨氈、碳紙、碳布、或^友氈形成。
才艮據本發(fā)明組裝的液流電池，由于采用粘結的方法將質子交換膜與兩側的電極一體化，減小了其間的接觸電阻，減小電池內阻，<提高電池電壓效率從而《^是高了電池能量效率。
在優(yōu)選的方式，通過將電極嵌入各自的液流框中，并將質子交換膜與液流框沿著邊緣用粘接劑封接，提高了電池的密封性，降低了對螺絲固定的力度要求。
圖1是一個典型的液流電池堆的示意圖2示出根據本發(fā)明的一種具體的粘接方式；
4圖3示出根據本發(fā)明的另一種具體的粘接方式；
圖4示出根據本發(fā)明產品與現(xiàn)有技術產品的電阻差異。
具體實施例方式
用于本發(fā)明的粘接劑可以是中性硅酮密封膠、三醛膠、云石膠、氯丁膠、環(huán)氧膠、改性丙烯酸酯、聚氨酯、酚醛樹脂、有才幾珪等粘*接劑。對于電解液中包含強酸的液流電池，例如全釩液流電池，應該使用耐酸粘接劑，常用的粘接劑包括但不限于環(huán)氧樹脂、聚酰胺樹脂、丁氰橡膠等。
可以用于本發(fā)明的導電膠包括環(huán)氧導電膠、銅系導電膠、銀系導電膠、石墨填充型導電膠、復合納米粉末導電膠等。
在一種優(yōu)選實施方式中，正電才及和負電才及分別鑲嵌在各自的液流框中，并且質子交換膜通過耐酸的粘接劑與正極液流框和負才及液流才匡的邊纟彖端面結合。
該結構包括兩個液流框4、 8和膜6以及三組件之間的粘接劑，兩個電極5、 7和膜6之間的導電膠。膜6位于一體化結構的中間，呈長方體形，兩個液流沖匡4、 8分別4立于膜6的兩側，并4巴膜6夾緊，膜的外邊緣和液流框外框的邊緣完全重合(即大d、一致)，在液流才醫(yī)4、力莫6、液流框8三組件的4妻觸面用粘4妄劑粘在一起，液流框和膜的大小根據氧化還原液流電池的設計需要制作；兩個電極分別做正極和負極，位于膜的兩側，通過具有催化活性的導電膠進行粘接，電極的大小和形狀與液流框內框的大小和形狀相同，使電才及能正好鑲嵌在液流框中，電極的外邊緣與液流框的內框邊桑彖相4妄觸。實施例
所用部件描述
端4反PVC才才質，厚3cm
集電體(單集板)等靜壓高密度石墨板，厚度6mm
正極聚丙烯腈基石墨氈，厚度5mm，湖南九華碳素有限公司
生產
負極聚丙烯腈基石墨氈厚度5mm，湖南九華碳素有限公司液流框片狀聚氨酯，厚5mm
質子交換膜(隔膜)均相陽離子交換膜(國產PE-Ol ),厚0.3mm導電月交ZY518石墨填充型導電月交，卓4乙化工生產粘接劑環(huán)氧樹脂E-44，聚酰胺樹脂650#
實例1
液流電池的液流片匡4、 8和月莫6通過粘4妄劑并列平4亍粘4妄，月莫6的外邊緣與液流框外框邊緣重合，粘接劑粘接的部位為膜的外邊緣與液流沖匡外框的外邊鄉(xiāng)彖；電才及5、 7的形狀和大小與液流才匡4、 8內框的形狀和大小相同，電極5、 7嵌在液流沖匡中，膜6和電極5、 7通過導電膠并列平行粘接，形成一體化結構。
液流框4、 8和膜6的粘接用環(huán)氧樹脂粘4妄，電極5、 7和膜6用石墨填充型導電月交粘4妄。在這個裝置中，液流才醫(yī)的外邊框為80mmx 70mm，內邊沖匡為40mm x 40mm，液;危沖匡厚度為5mm;電才及的有爻文面積為40mmx40mm,厚度為5mm，電才及和月莫之間用導電月交進4亍粘4妄，導電"交的涂布方式為在膜上涂四個點13,四個點的分布位置對應于電才及的四個角，虛線表示電4及外邊》彖(見圖2)。
6實例2
在本實施例中，液流框4、 8和膜6的粘接用環(huán)氧樹脂和聚酰 胺樹脂按體積比為1 : 0.1 ~ 10混合均勻作為粘接劑進行粘接，電極 和液流框的粘接用石墨填充型導電膠。在這個裝置中，使用均相陽 月莫，厚度為0.3mm,液;危沖匡的外邊才匡為370mmx 270mm,內邊才匡 為320mm x 210mm，'液:^4匡厚度為5mm;電才及的有效面積、為320mm x210mm,厚度為5mm,電才及和膜之間用導電月交進行粘4妄，導電月交 的涂布方式為在膜上涂四條邊13 (點線結合的方式)，貼近電極的 外邊》彖，虛線表示電才及的外邊纟彖(見圖3)。
性能測試
產品1:以實例1中的裝置組裝電池組，按照圖1中示出的順 序組裝三個單電池，構成一個電池纟且；
產品2:所用的部件與產品l相同，不同處在于，所用部件^f又 僅借助緊固螺絲固定在一起，部件之間沒有用粘接劑粘接。這樣按 圖1的順序組裝三個單電池，構成一個電處4且。
圖4示出了產品1和2在前IO個循環(huán)中的電阻。乂人圖4可見， 產品1和2前10個循環(huán)的平均電池內阻分別為375.3mQ和435.4m Q。 i兌明一體化裝置能降4氐電池內阻。
以上結合實施例對本發(fā)明作了闡述。對于本領域的技術人員來 說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內， 所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范 圍之內。
權利要求
1.一種高度密封的液流電池，包括依次相接的負極集流體、負極液流框、負極、質子交換膜、正極、正極液流框、正極集流體，其特征在于，所述質子交換膜與所述正極和/或負極中之間通過導電膠粘結在一起。
2. 根據權利要求1所述的液流電池，其中，所述正電極和負電極 分別鑲嵌在各自的液流框中，并且所述質子交換膜通過粘接劑 與所述正才及液流框和負才及液流才匡的邊》彖端面粘4妄為 一體。
3. 根據權利要求1所述的液流電池，其中，所述正電極和負電極 由石墨氈、碳紙、碳布、或碳氈形成。
4. 4艮據權利要求1至3任一項所述的液流電池，其為全釩液流電池，其中，所述粘^:劑和導電月交具有耐酸性。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液流電池一體化裝置，包括依次相接的負極液流框、負極、質子交換膜、正極、正極液流框，質子交換膜與液流框之間通過耐酸粘接劑粘接，正極與質子交換膜之間和負極與質子交換膜之間通過導電膠粘結在一起。由于本發(fā)明采用粘結的方法將質子交換膜與兩側的液流框和電極一體化，簡化了電池組裝過程，提高電池的密封性，同時膜和電極一體化減小了其間的接觸電阻，從而減小電池內阻，提高了電池效率。
文檔編號H01M8/18GK101651220SQ200910157588
公開日2010年2月17日 申請日期2009年7月15日 優(yōu)先權日2009年7月15日
發(fā)明者仲曉玲, 劉根深, 劉素琴, 劉維維, 史小虎, 吳雪文, 張慶華, 李虹云, 陳若媛, 黃可龍 申請人:中南大學;湖南維邦新能源有限公司