專利名稱：釩液流電池密封圈離子膜一體化組件和電堆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于釩液流電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種釩液流電池密封圈離子膜一體化組件和用該離子膜制成的電堆。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有技術(shù)中的釩液流電池電堆都由至少兩個(gè)電堆單元組成，且各所述電堆單元相互疊加，所述釩液流電池電堆包括有第一框板和第二框板，所述第一框板和所述第二框板上設(shè)置有密封圈卡槽，所述第一框板的密封圈卡槽內(nèi)設(shè)置有第一密封圈，所述第二框板的密封圈卡槽內(nèi)設(shè)置有另一密封圈，即第二密封圈，在所述第一框板和所述第二框板之間設(shè)置有離子膜，該離子膜與所述第一密封圈和所述第二密封圈呈分體式不連接狀，通過所述第一密封圈與所述第二密封圈的擠壓進(jìn)行固定，但所述離子膜與所述第一密封圈和所述第二密封圈之間不連接，這種安裝結(jié)構(gòu)的釩液流電池電堆在使用過程中因密封圈與所述離子膜是分體狀，所以很容易發(fā)生漏液和正負(fù)液串液現(xiàn)象造成電池電堆功率下降，甚至還可能造成電池?fù)p毀，無法工作。

發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種釩液流電池密封圈離子膜一體化組件。本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用所述釩液流電池密封圈離子膜一體化組件制成的電堆。本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為提供了一種釩液流電池密封圈離子膜一體化組件，所述釩液流電池密封圈離子膜一體化組件包括離子膜和密封圈，所述離子膜和所述密封圈為一整體。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案所述密封圈的高度高于框板上密封圈卡槽的高度。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案所述密封圈的高度為所述框板上密封圈卡槽高度的兩倍。本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用所述釩液流電池密封圈離子膜一體化組件制成的電堆， 所述電堆包括至少兩個(gè)釩液流電池電堆單元，且各所述電堆單元相互疊加，所述釩液流電池電堆包括有第一框板、第二框板、和密封圈離子膜一體化組件，其中，所述第一框板和所述第二框板上設(shè)置有密封圈卡槽，所述密封圈離子膜一體化組件中密封圈的下端安裝在所述第一框板上設(shè)置的密封圈卡槽內(nèi)，密封圈的上端凸出于所述第一框板密封圈卡槽的端面，所述第二框板蓋裝在密封圈離子膜一體化組件上，所述密封圈的上端部卡入所述第二框板上設(shè)置的密封圈卡槽內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案所述第一框板的上平面和所述第二框板的下平面共
用一套密封圈離子膜一體化組件。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案所述密封圈離子膜一體化組件中所述密封圈首尾相結(jié)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案所述釩液流電池電堆采用雙重密封，在所述第一框板和所述第二框板的邊緣第一卡槽內(nèi)安裝有第一密封圈，所述第一密封圈的截面呈工字形，包括第一安裝端和第二安裝端，該第一密封圈的第一安裝端安裝在所述第一框板的第一卡槽內(nèi)，所述第一密封圈的第二安裝端安裝在所述第二框板的第一卡槽內(nèi)，在所述第一框板和所述第二框板上設(shè)置的通孔外邊緣設(shè)置有第二卡槽，所述密封圈離子膜一體化組件安裝在所述第二卡槽內(nèi)，具體的，所述密封圈離子膜一體化組件中的密封圈的下端安裝在所述第一框板上設(shè)置的第二卡槽內(nèi)，所述密封圈的上端凸出于所述第一框板密封圈第二卡槽的端面，所述第二框板蓋裝在所述密封圈離子膜一體化組件上，所述密封圈的上端部卡入所述第二框板上設(shè)置的密封圈第二卡槽內(nèi)。本發(fā)明的通過上述技術(shù)方案，直接將離子膜與密封圈設(shè)計(jì)成一體式結(jié)構(gòu)設(shè)于第一框板和第二框板上，并一體化連接固定住，離子膜絕對平整，不易發(fā)生錯(cuò)位，不褶皺，而且密封圈離子膜一體化組件密封效果更好，避免了漏液和正負(fù)液串液現(xiàn)象，使釩電池性能更穩(wěn)定。

圖1是本發(fā)明釩液流電池密封圈離子膜一體化組件剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明釩液流電池密封圈離子膜一體化組件與第一框板的裝配剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明釩液流電池密封圈離子膜一體化組件與第一框板和第二框板的裝配剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明離子膜一體化結(jié)構(gòu)中方案一框板結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明離子膜一體化結(jié)構(gòu)中方案二框板結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明離子膜一體化結(jié)構(gòu)在方案一中密封圈離子膜一體化組件與框板的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明離子膜一體化結(jié)構(gòu)在方案二中密封圈離子膜一體化組件與框板的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明方案一中所述釩液流電池電堆單元剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明方案一中所述釩液流電池電堆剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明請參閱圖1本發(fā)明離子膜一體化結(jié)構(gòu)剖面結(jié)構(gòu)示意圖，如圖中所示，所述釩液流電池密封圈離子膜一體化組件111包括離子膜1111和密封圈1112，所述離子膜1111和所述密封圈1112為一整體，其中所述密封圈1112的高度高于框板上密封圈卡槽的高度。在本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述密封圈1112的高度為所述框板上密封圈卡槽高度的兩倍。請參閱圖2本發(fā)明釩液流電池密封圈離子膜一體化組件111與第一框板的裝配剖面結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，所述密封圈離子膜一體化組件111中密封圈1112的下端安裝在所述第一框板107上設(shè)置的密封圈卡槽1113內(nèi)，密封圈1112的上端凸出于所述第一框板107密封圈卡槽1113的端面。
請參閱圖3本發(fā)明釩液流電池密封圈離子膜一體化組件111與第一框板和第二框板的裝配剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖中所示，所述第一框板107和所述第二框板108上設(shè)置有密封圈卡槽1113，所述密封圈離子膜一體化組件111中密封圈1112的下端安裝在所述第一框板107上設(shè)置的密封圈卡槽1113內(nèi)，密封圈1112的上端凸出于所述第一框板107密封圈卡槽1113的端面，所述第二框板108蓋裝在密封圈離子膜一體化組件111上，所述密封圈1112的上端部卡入所述第二框板108上設(shè)置的密封圈卡槽內(nèi)1113。請參閱圖4本發(fā)明離子膜一體化結(jié)構(gòu)中方案一框板結(jié)構(gòu)示意圖，如圖中所示，在框板(在方案一中第一框板107和第二框板108形狀和結(jié)構(gòu)均相同，在圖4中簡稱為方案一框板)的邊緣設(shè)置有安放密封圈離子膜一體化組件111中密封圈的卡槽1113，該框板分為上面和下面，上面和下面的結(jié)構(gòu)相同，圖4中顯示為框板的上面結(jié)構(gòu)。請參閱圖5本發(fā)明離子膜一體化結(jié)構(gòu)中方案二框板結(jié)構(gòu)示意圖，該結(jié)構(gòu)的框板 (在方案二中第一框板107和第二框板108形狀和結(jié)構(gòu)均相同，在圖5中簡稱為方案二框板)適用在釩液流電池電堆采用雙重密封時(shí)，在圖5中可見，所述框板上設(shè)置有兩條密封圈卡槽，分別為設(shè)置在所述框板邊緣用于安放第一密封圈113的第一卡槽112，設(shè)置在所述框板通孔1071外邊緣用于安放密封圈離子膜一體化組件111中密封圈1112的第二卡槽114， 該框板分為上面和下面，上面和下面的結(jié)構(gòu)相同，圖5中顯示為框板的上面結(jié)構(gòu)，在方案二中所述第一密封圈的截面形狀呈工字形。請參閱圖6本發(fā)明離子膜一體化結(jié)構(gòu)在方案一中密封圈離子膜一體化組件與框板的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中包括第一框板107、第二框板108和密封圈離子膜一體化組件 111，所述第一框板107的上表面設(shè)置有密封圈卡槽1113，所述第二框板108的下表面設(shè)置有密封圈卡槽1113，所述密封圈離子膜一體化組件111中密封圈1112的下端安裝在所述第一框板107上設(shè)置的密封圈卡槽1113內(nèi)，密封圈1112的上端凸出于所述第一框板密封圈卡槽1113的端面，所述第二框板108蓋裝在密封圈離子膜一體化組件111上，所述密封圈1112的上端部卡入所述第二框板108上設(shè)置的密封圈卡槽內(nèi)。裝配成型后所述離子膜 1111即被平整的夾持在所述第一框板107和所述第二框板108之間，所述第一框板107和所述第二框板108共用一密封圈1112，即在所述第一框板107和所述第二框板108被密封圈1112圍成的區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)密封。請參閱圖7本發(fā)明離子膜一體化結(jié)構(gòu)在方案二中密封圈離子膜一體化組件111與框板的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。在本方案中采用了雙重密封的方法。如圖中所示，在圖中包括第一框板107、第二框板108、第一密封圈和密封圈離子膜一體化組件111，其中，所述第一密封圈113的橫截面呈工字形，包括第一工作端1131和第二工作端1132，兩個(gè)工作端分別潛入卡裝在所述第一框板107和所述第二框板108上設(shè)置的第一密封圈卡槽112內(nèi)，所述密封圈離子膜一體化組件111中的第二密封圈1112按照圖6中的安裝方式裝入所述第一框板107和所述第二框板108上設(shè)置的密封圈第二卡槽114內(nèi)。請參閱圖8本發(fā)明方案一中所述釩液流電池電堆單元剖面結(jié)構(gòu)示意圖和圖9本發(fā)明方案一中所述釩液流電池電堆剖面結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中包括第一熱熔線101、第二熱熔線 102、第三熱熔線103、第四熱熔線104、第五熱熔線105、導(dǎo)電電極板106(上碳?xì)?061、下碳?xì)?062)、第一框板107(通孔1071、導(dǎo)流槽1072、進(jìn)液孔1073)、第二框板108(通孔1081、 導(dǎo)流槽1082、進(jìn)液孔1083)、第一導(dǎo)流板109(導(dǎo)流孔1091)、第二導(dǎo)流板110(導(dǎo)流孔1101)
5和密封圈離子膜一體化組件111。其中，導(dǎo)電電極板106設(shè)于第一框板107和第二框板108 之間，且導(dǎo)電電極板106上下板面設(shè)有的上碳?xì)?061和下碳?xì)?062分別設(shè)于第一框板107 中間設(shè)有的通孔1071和第二框板108中間設(shè)有的通孔1081內(nèi)，并且導(dǎo)電電極板106的邊長均小于第一框板107和第二框板108的邊長，這樣使得導(dǎo)電電極板106的面積小于第一框板107和第二框板108的面積，可以有效的減小導(dǎo)電電極板106的受力面積，還可以使第一框板107和第二框板108更為有效的實(shí)現(xiàn)通過熱熔線的連接固定，即能更好的對導(dǎo)電電極板106起到密封效果。第一框板107的上平面和第二框板108的下平面兩側(cè)(即通孔1071 和通孔1081兩側(cè))均分別設(shè)有導(dǎo)流槽(1072、1082)，且導(dǎo)流槽(1072、1082)的形狀大小與第一導(dǎo)流板109和第二導(dǎo)流板110相適配，第一導(dǎo)流板109和第二導(dǎo)流板110分別設(shè)于導(dǎo)流槽1072和導(dǎo)流槽1082內(nèi)，而且第一導(dǎo)流板109上設(shè)有的導(dǎo)流孔1091和第二導(dǎo)流板110 上設(shè)有的導(dǎo)流孔1101分別與導(dǎo)流槽(1072、108幻底部設(shè)有的進(jìn)液孔(1073、108；3)位置相對應(yīng)及孔心相對；在第一框板107的上平面卡槽內(nèi)和第二框板108的下平面卡槽內(nèi)設(shè)有密封圈離子膜一體化組件111，所述密封圈離子膜一體化組件111中密封圈1112的下端安裝在所述第一框板107上設(shè)置的密封圈卡槽1113內(nèi)，密封圈1112的上端凸出于所述第一框板密封圈卡槽1113的端面，所述第二框板108蓋裝在密封圈離子膜一體化組件111上，所述密封圈1112的上端部卡入所述第二框板108上設(shè)置的密封圈卡槽1113內(nèi)。所述導(dǎo)電電極板106、第一框板107、第二框板108、第一導(dǎo)流板109、第二導(dǎo)流板110、密封圈離子膜一體化組件111形成一體式結(jié)構(gòu)的電堆單元。另外，導(dǎo)電電極板106的上板面和下板面分別設(shè)置有第一熱熔線101，第一框板 107的下平面和第二框板108的上平面均設(shè)置有第二熱熔線102和與第一熱熔線101相對的位置設(shè)置有第四熱熔線104，第一框板107的導(dǎo)流槽1072和第二框板108的導(dǎo)流槽1082 均內(nèi)設(shè)置有第三熱熔線103，第一導(dǎo)流板109的下平面和第二導(dǎo)流板110的上平面上均設(shè)置有與第三熱熔線103相對的第五熱熔線105 ；熱熔后，第一熱熔線101與第四熱熔線104 連接，第一框板107上設(shè)置的第二熱熔線102與第二框板108上設(shè)置的第二熱熔線102連接，第五熱熔線105與第三熱熔線103連接；也就是說，導(dǎo)電電極板106與第一框板107和第二框板108通過熱熔線連接固定，第一框板107與第一導(dǎo)流板109通過熱熔線連接固定， 第二框板108與第二導(dǎo)流板110通過熱熔線連接固定，在導(dǎo)電電極板106上、下設(shè)置的第一框板107和第二框板108通過熱熔線連接固定。所述第一熱熔線101設(shè)置在導(dǎo)電電極板106上、下板面的周邊，在導(dǎo)電電極板106 上、下板面的周邊形成一首尾相結(jié)的熱熔線圈；所述第二熱熔線102分別設(shè)置在第一框板107下平面周邊和第二框板108上平面周邊，并在第一框板107的下平面和第二框板108的上平面的周邊形成一首尾相結(jié)的熱熔線圈；所述第三熱熔線103設(shè)置在第一導(dǎo)流槽1072內(nèi)第一進(jìn)液孔1073的周邊和第二導(dǎo)流槽1082內(nèi)第二導(dǎo)流孔1083的周邊，分別形成一首尾相結(jié)的熱熔線圈；所述第四熱熔線104分別設(shè)置在第一框板107的下平面與第一熱熔線101相對的位置和第二框板108上平面與第一熱熔線101相對的位置，第四熱熔線104為一首尾相結(jié)的熱熔線圈，并被第二熱熔線102環(huán)繞；所述第五熱熔線105設(shè)置在第一導(dǎo)流板109下平面導(dǎo)流孔1091和第二導(dǎo)流板110上平面導(dǎo)流孔1101的周邊，并與第三熱熔線103位置相對形成一首尾相結(jié)的熱熔線圈。在本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述第一熱熔線101形成一方形的熱熔線圈；所述第二熱熔線102形成一方形的熱熔線圈；所述第三熱熔線103形成一圓形的熱熔線圈；所述第四熱熔線104形成一方形的熱熔線圈；所述第五熱熔線105形成一圓形的熱熔線圈，在使所述各線圈熱熔固定時(shí)，可以通過熱熔平壓機(jī)，將熱熔線進(jìn)行熱壓使熱熔線相互融固連接在一起，起到密封的效果。采用本發(fā)明技術(shù)方案還可以使所述釩液流電池電堆采用雙重密封，具體方法可以再次參閱圖7，在圖中包括第一框板107、第二框板108、第一密封圈113和密封圈離子膜一體化組件111，其中，所述第一密封圈113的橫截面呈工字形，包括第一工作端1131和第二工作端1132，兩個(gè)工作端分別潛入卡裝在所述第一框板107和所述第二框板108上設(shè)置的第一密封圈卡槽112內(nèi)，所述密封圈離子膜一體化組件111中的密封圈1112按照圖6中的安裝方式裝入所述第一框板107和所述第二框板108上設(shè)置的第二密封圈卡槽114內(nèi)。采用雙重密封方法組裝的釩液流電池電堆單元剖面結(jié)構(gòu)示意圖和釩液流電池電堆結(jié)構(gòu)示意圖從略。本發(fā)明通過上述技術(shù)方案，直接將離子膜與密封圈設(shè)計(jì)成一體式結(jié)構(gòu)設(shè)于第一框板和第二框板上，并一體化連接固定住，離子膜絕對平整，不褶皺，而且密封圈離子膜一體化組件密封效果更好，避免了漏液和正負(fù)液串液現(xiàn)象，使釩電池性能更穩(wěn)定。以上是結(jié)合具體的優(yōu)選技術(shù)方案對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種釩液流電池密封圈離子膜一體化組件，其特征在于所述釩液流電池密封圈離子膜一體化組件(111)包括離子膜(1111)和密封圈(1112)，所述離子膜(1111)和所述密封圈(1112)為一整體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述釩液流電池密封圈離子膜一體化組件，其特征在于所述密封圈(1112)的高度高于框板上密封圈卡槽(1113)的高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述釩液流電池密封圈離子膜一體化組件，其特征在于所述密封圈(111 的高度為所述框板上密封圈卡槽(111 高度的兩倍。
4.一種用權(quán)利要求1至3其中之一所述釩液流電池密封圈離子膜一體化組件制成的電堆，其特征在于所述電堆包括至少兩個(gè)釩液流電池電堆單元，且各所述電堆單元相互疊加，所述釩液流電池電堆包括有第一框板(107)、第二框板(108)、和密封圈離子膜一體化組件(111)，其中，所述第一框板(107)和所述第二框板(108)上設(shè)置有密封圈卡槽 (1113)，所述密封圈離子膜一體化組件(111)中密封圈(111 的下端安裝在所述第一框板(107)上設(shè)置的密封圈卡槽(1113)內(nèi)，密封圈(1112)的上端凸出于所述第一框板密封圈卡槽(111 的端面，所述第二框板(108)蓋裝在密封圈離子膜一體化組件(111)上，所述密封圈(111 的上端部卡入所述第二框板(108)上設(shè)置的密封圈卡槽(111 內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述釩液流電池密封圈離子膜一體化組件制成的電堆，其特征在于所述第一框板(107)的上平面和所述第二框板(108)的下平面共用一套密封圈離子膜一體化組件(111)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述釩液流電池密封圈離子膜一體化組件制成的電堆，其特征在于所述密封圈離子膜一體化組件中所述密封圈(1112)首尾相結(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述釩液流電池密封圈離子膜一體化組件制成的電堆，其特征在于所述釩液流電池電堆采用雙重密封，在所述第一框板(107)和所述第二框板(108)的邊緣第一卡槽(112)內(nèi)安裝有第一密封圈(113)，所述第一密封圈(11 的截面呈工字形， 包括第一安裝端(1131)和第二安裝端(1132)，該第一密封圈(113)的第一安裝端(1131) 安裝在所述第一框板(107)的第一卡槽(112)內(nèi)，所述第一密封圈(11 的第二安裝端 (1132)安裝在所述第二框板(108)的第一卡槽(112)內(nèi)，在所述第一框板(107)和所述第二框板(108)上設(shè)置的通孔(1071)外邊緣設(shè)置有第二卡槽(114)，所述密封圈離子膜一體化組件(111)安裝在所述第二卡槽(114)內(nèi)，具體的，所述密封圈離子膜一體化組件(111) 中的密封圈(111 的下端安裝在所述第一框板(107)上設(shè)置的第二卡槽(114)內(nèi)，所述密封圈(111 的上端凸出于所述第一框板密封圈第二卡槽(114)的端面，所述第二框板(108)蓋裝在所述密封圈離子膜一體化組件(111)上，所述密封圈(111 的上端部卡入所述第二框板(108)上設(shè)置的密封圈第二卡槽(114)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種釩液流電池密封圈離子膜一體化組件和電堆。釩液流電池密封圈離子膜一體化組件包括離子膜和密封圈，離子膜和密封圈為一整體。所述電堆包括有第一框板、第二框板和密封圈離子膜一體化組件，第一框板和第二框板上設(shè)置有密封圈卡槽，密封圈離子膜一體化組件中密封圈的下端安裝在第一框板上設(shè)置的密封圈卡槽內(nèi)，密封圈的上端凸出于第一框板密封圈卡槽的端面，第二框板蓋裝在密封圈離子膜一體化組件上，密封圈的上端部卡入第二框板上設(shè)置的密封圈卡槽內(nèi)。本發(fā)明直接將離子膜與密封圈設(shè)計(jì)成一體式結(jié)構(gòu)設(shè)于第一框板和第二框板上，密封圈離子膜一體化組件密封效果更好，避免了漏液和正負(fù)液串液現(xiàn)象，使釩電池性能更穩(wěn)定。
文檔編號H01M2/16GK102394281SQ20111037691
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者鄭東冬 申請人:深圳市金釩能源科技有限公司