一種連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及儲(chǔ)能及液流電池領(lǐng)域，具體為一種連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置。電池單元兩側(cè)板刻有獨(dú)立流道，采用獨(dú)立的進(jìn)液回液體系，中間夾有隔膜，電池框外側(cè)設(shè)計(jì)有密封結(jié)構(gòu)，使得各單片電池能夠緊密連接。單片電池單元邊緣設(shè)計(jì)楔形結(jié)構(gòu)與之配套的楔形自較緊卡夾兩兩緊密連接，通過(guò)獨(dú)到的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了電池的不間斷維護(hù)。本發(fā)明設(shè)計(jì)為液流電池堆的設(shè)計(jì)、組裝、維護(hù)提供了一種新穎的設(shè)計(jì)思路，進(jìn)一步解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的電池堆維護(hù)困難、不能連續(xù)運(yùn)行等問(wèn)題。本發(fā)明電池組單元結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了單元化生產(chǎn)，裝配簡(jiǎn)單，并一定程度降低系統(tǒng)損耗，提高能量利用率。
【專利說(shuō)明】
一種連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及儲(chǔ)能及液流電池領(lǐng)域，具體為一種連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著液流電池的發(fā)展，電堆的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，在電堆設(shè)計(jì)、組裝、維護(hù)過(guò)程中，沒有一個(gè)成熟的結(jié)構(gòu)思路來(lái)指導(dǎo)這一整套流程。因此，為了降低維護(hù)成本，脫離實(shí)驗(yàn)室模式，實(shí)現(xiàn)電堆連續(xù)化運(yùn)行，有必要進(jìn)行相關(guān)結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置，進(jìn)一步解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的電池堆維護(hù)困難、不能連續(xù)運(yùn)行等問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0005]—種連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置，單片電池單元采用楔形結(jié)構(gòu)如下:卡夾通過(guò)滑道夾持電池框，電池框上端合并后寬度大于電池框下端合并后寬度，卡夾上端與電池框上端相配合，卡夾下端與電池框下端相配合，卡夾上端的滑道寬度大于卡夾下端的滑道寬度；電池框上端較寬的滑道楔塊配合卡夾上端較寬的楔形滑道卡夾，電池框下端較窄的滑道楔塊配合卡夾下端較窄的楔形滑道卡夾。
[0006]所述的連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置，單片電池單元邊緣設(shè)計(jì)楔形結(jié)構(gòu)與之配套的楔形自較緊卡夾兩兩緊密連接。
[0007]所述的連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置，各個(gè)單片電池單元通過(guò)楔形卡夾上的固定孔，使用螺桿螺栓緊密的結(jié)合為一個(gè)電池組整體。
[0008]所述的連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置，電池單元兩側(cè)板刻有獨(dú)立流道，采用獨(dú)立的進(jìn)液回液體系，中間夾有隔膜，電池框外側(cè)設(shè)計(jì)有密封結(jié)構(gòu)，使得各單片電池能夠緊密連接。
[0009]所述的連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置，單片電池單元之間通過(guò)雙極板連接在一起，在電堆雙極板突出端配套聯(lián)通裝置；當(dāng)聯(lián)通雙極板之間的卡夾閉合時(shí)，單片電池單元相對(duì)于電堆短路。
[0010]所述的連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置，在一片電池框上布置有正極進(jìn)液口和正極出液口，在另一電池框上布置有負(fù)極進(jìn)液口和負(fù)極出液口；電解液經(jīng)栗打入到進(jìn)液口后在電池框的內(nèi)部中通流道經(jīng)過(guò)，從正極進(jìn)液口分配流道或負(fù)極進(jìn)液口分配流道進(jìn)入電極進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，后再?gòu)南鄬?duì)應(yīng)的出液口分配流道流出，流出電池框。
[0011]所述的連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置，兩個(gè)電池框疊合后形成楔形結(jié)構(gòu)，兩個(gè)電池框通過(guò)相配合的楔形滑道卡緊，逐漸使兩個(gè)電池框緊合，在電池框兩側(cè)對(duì)稱配有電極和密封墊片。
[0012]所述的連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置，單片電池單元采用抽插式組裝，抽插式電池結(jié)構(gòu)單體包括電池框、隔膜、電極、卡夾、密封墊片，具體結(jié)構(gòu)如下:隔膜兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置電池框，兩個(gè)電池框之間通過(guò)卡夾夾緊，兩個(gè)電池框的外側(cè)依次對(duì)稱設(shè)置電極、密封墊片，形成電池單元，兩個(gè)以上的電池單元組裝，每個(gè)電池單元具有獨(dú)立性。
[0013]所述的連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置，該連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置包括:電池框、隔膜、電極、卡夾、密封墊片、雙極板、絕緣墊板、連接母排、連接插件、螺母、彈簧、螺桿，具體結(jié)構(gòu)如下:
[0014]隔膜兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置電池框，兩個(gè)電池框之間通過(guò)卡夾夾緊，兩個(gè)電池框的外側(cè)依次對(duì)稱設(shè)置電極、密封墊片，形成電池單元;兩個(gè)以上的電池單元組裝結(jié)構(gòu)外側(cè)依次對(duì)稱設(shè)置雙極板，雙極板之間設(shè)置電池單元，雙極板的外側(cè)對(duì)稱設(shè)置絕緣墊板;絕緣墊板以及雙極板之間通過(guò)螺桿連接，螺桿的一端安裝螺母，在螺母與絕緣墊板之間的螺桿上套裝彈簧，電池組的側(cè)面通過(guò)連接插件與連接母排連接。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是:
[0016]1、本發(fā)明電池組單元結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了單元化生產(chǎn)，裝配簡(jiǎn)單，通過(guò)獨(dú)特的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了電堆的不間斷運(yùn)行以及快速維護(hù)，并一定程度降低系統(tǒng)損耗，提高能量利用率。
[0017]2、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低了電堆生產(chǎn)安裝難度，提高了生產(chǎn)效率，并有效的降低了電堆的維護(hù)成本。
[0018]3、本發(fā)明為液流電池堆的設(shè)計(jì)、組裝、維護(hù)提供了新穎的設(shè)計(jì)思路，因采用模塊化設(shè)計(jì)思路，所以可針對(duì)不同種類液流電堆的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)中，提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)靈活性?！靖綀D說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明的電池單元楔形結(jié)構(gòu)裝配圖。
[0020]圖2為抽插式電池結(jié)構(gòu)單體的爆炸圖。
[0021]圖3為電池裝配的示意圖。[〇〇22]圖4為本發(fā)明的總裝配示意圖。
[0023]圖中，1電池框;2隔膜;3電極;4卡夾;5密封墊片;6雙極板;7絕緣墊板;8連接母排； 9連接插件；10螺母；11彈簧；12螺桿；13正極進(jìn)液口； 14負(fù)極進(jìn)液口； 15正極出液口； 16負(fù)極出液口； 17電池框上端；18電池框下端；19卡夾上端;20卡夾下端;21正極進(jìn)液口分配流道； 22負(fù)極進(jìn)液口分配流道?！揪唧w實(shí)施方式】
[0024]如圖1、圖2所示，本發(fā)明的電池單元楔形結(jié)構(gòu)如下:卡夾4通過(guò)滑道夾持電池框1， 電池框上端17合并后寬度大于電池框下端18合并后寬度，卡夾上端19與電池框上端17相配合，卡夾下端20與電池框下端18相配合，卡夾上端19的滑道寬度大于卡夾下端20的滑道寬度。電池框上端17較寬的滑道楔塊配合卡夾上端19較寬的楔形滑道卡夾，電池框下端18較窄的滑道楔塊配合卡夾下端20較窄的楔形滑道卡夾。[〇〇25] 在一片電池框1上布置有1個(gè)正極進(jìn)液口 13和1個(gè)正極出液口 15,在另一電池框1上布置有1個(gè)負(fù)極進(jìn)液口 14和1個(gè)負(fù)極出液口 16。電解液經(jīng)栗打入到進(jìn)液口后在電池框1的內(nèi)部中通流道經(jīng)過(guò)，從7個(gè)小圓孔(正極進(jìn)液口分配流道21或負(fù)極進(jìn)液口分配流道22)進(jìn)入電極進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，后再?gòu)南鄬?duì)應(yīng)的7個(gè)小圓孔(出液口分配流道)流出，流出電池框。
[0026]兩個(gè)電池框1疊合后形成楔形結(jié)構(gòu)，兩個(gè)電池框1通過(guò)相配合的楔形滑道卡緊，逐漸使兩個(gè)電池框1緊合，在電池框1兩側(cè)對(duì)稱配有電極3和密封墊片5。這樣，逐漸緊合的兩個(gè)電池框1和中間的隔膜2密封，利用卡夾4封裝成為一個(gè)電池單元。其中，電池框?yàn)镻VC板或不導(dǎo)電的塑料板，耐酸堿腐蝕。而卡夾4為一定剛性的金屬或非金屬材料加工而成，卡夾4的下面有底，保證剛性且不變形。[〇〇27]封住后的電池結(jié)構(gòu)單體本身就是一個(gè)獨(dú)立的電池單元，電池單元可以有栗提供正負(fù)極的電解質(zhì)溶液，所以不存在與其他電池串起來(lái)共同進(jìn)出液的情況發(fā)生。
[0028]如圖2、圖3所示，抽插式電池結(jié)構(gòu)單體包括電池框1、隔膜2、電極3、卡夾4、密封墊片5等，具體結(jié)構(gòu)如下:隔膜2兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置電池框1，兩個(gè)電池框1之間通過(guò)卡夾4夾緊，兩個(gè)電池框1的外側(cè)依次對(duì)稱設(shè)置電極3、密封墊片5,形成電池單元，兩個(gè)以上的電池單元組裝 (圖3)，其特點(diǎn)是每個(gè)電池單元具有獨(dú)立性，電池單元之間都不會(huì)互相干擾，關(guān)掉任意電池的供液閥，不會(huì)對(duì)其他電池產(chǎn)生任何影響。
[0029]如圖4所示，本發(fā)明連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置，主要包括:電池框1、隔膜2、電極3、卡夾4、密封墊片5、雙極板6、絕緣墊板7、連接母排8、連接插件9、螺母10、彈簧11、螺桿12等，具體結(jié)構(gòu)如下:
[0030]隔膜2兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置電池框1，兩個(gè)電池框1之間通過(guò)卡夾4夾緊，兩個(gè)電池框1的外側(cè)依次對(duì)稱設(shè)置電極3、密封墊片5,形成電池單元。兩個(gè)以上的電池單元組裝結(jié)構(gòu)外側(cè)依次對(duì)稱設(shè)置雙極板6，雙極板6之間設(shè)置電池單元，雙極板6的外側(cè)對(duì)稱設(shè)置絕緣墊板7。絕緣墊板7以及雙極板6之間通過(guò)螺桿12連接，螺桿12的一端安裝螺母10,在螺母10與絕緣墊板7之間的螺桿12上套裝彈簧11，電池組的側(cè)面通過(guò)連接插件9與連接母排8連接。[〇〇31]其中，連接母排8平時(shí)不使用，假設(shè)倒數(shù)第二組電池單元的電極燒毀了，那么關(guān)掉這組的進(jìn)出液閥，在停止供液的同時(shí)拿兩個(gè)連接插件9,插入到雙極板6和相對(duì)應(yīng)連接母排8 的縫隙中，通過(guò)連接母排8把該組短路，這樣其他電池單元還是串聯(lián)的，不受影響，然后用絕緣的把手把電池結(jié)構(gòu)單體抽出來(lái)修理完后再插進(jìn)去，所謂的抽插結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了在線檢修維護(hù)的功能，在這個(gè)工程中，電池是完全工作狀態(tài)的。
[0032]結(jié)果表明，本發(fā)明連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置具有如下特點(diǎn):
[0033](1)采用抽插式組裝的方法，實(shí)現(xiàn)了電池的不間斷維護(hù)。
[0034](2)采用獨(dú)特的單片電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，單片電池兩側(cè)板刻有獨(dú)立流道，采用獨(dú)立的進(jìn)液回液體系，中間夾有隔膜，電池框外側(cè)設(shè)計(jì)有密封結(jié)構(gòu)，使得各單片電池能夠緊密連接。
[0035](3)單片電池邊緣設(shè)計(jì)楔形結(jié)構(gòu)與之配套的楔形自較緊卡夾兩兩緊密連接，操作簡(jiǎn)單，使用方便。
[0036](4)各個(gè)單片電池通過(guò)楔形卡夾上的固定孔，使用螺桿螺栓緊密的結(jié)合為一個(gè)電池組整體。
[0037](5)單片電池之間通過(guò)雙極板連接在一起，在電堆雙極板突出端配套一件聯(lián)通裝置，當(dāng)聯(lián)通雙極板之間的卡夾閉合時(shí)，做到單片電池相對(duì)于電堆的短路現(xiàn)象。
[0038](6)電堆中短路的單片電池可以隨意拆裝，閉合相應(yīng)的液流流道后，可以進(jìn)行具體維修，而不影響電堆整體的運(yùn)行。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置，其特征在于，單片電池單元采用楔形結(jié)構(gòu)如下:卡夾通 過(guò)滑道夾持電池框，電池框上端合并后寬度大于電池框下端合并后寬度，卡夾上端與電池 框上端相配合，卡夾下端與電池框下端相配合，卡夾上端的滑道寬度大于卡夾下端的滑道 寬度；電池框上端較寬的滑道楔塊配合卡夾上端較寬的楔形滑道卡夾，電池框下端較窄的 滑道楔塊配合卡夾下端較窄的楔形滑道卡夾。2.按照權(quán)利要求1所述的連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置，其特征在于，單片電池單元邊緣設(shè)計(jì) 楔形結(jié)構(gòu)與之配套的楔形自較緊卡夾兩兩緊密連接。3.按照權(quán)利要求1所述的連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置，其特征在于，各個(gè)單片電池單元通過(guò) 楔形卡夾上的固定孔，使用螺桿螺栓緊密的結(jié)合為一個(gè)電池組整體。4.按照權(quán)利要求1所述的連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置，其特征在于，電池單元兩側(cè)板刻有獨(dú) 立流道，采用獨(dú)立的進(jìn)液回液體系，中間夾有隔膜，電池框外側(cè)設(shè)計(jì)有密封結(jié)構(gòu)，使得各單 片電池能夠緊密連接。5.按照權(quán)利要求1所述的連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置，其特征在于，單片電池單元之間通過(guò) 雙極板連接在一起，在電堆雙極板突出端配套聯(lián)通裝置;當(dāng)聯(lián)通雙極板之間的卡夾閉合時(shí)， 單片電池單元相對(duì)于電堆短路。6.按照權(quán)利要求1所述的連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置，其特征在于，在一片電池框上布置有 正極進(jìn)液口和正極出液口，在另一電池框上布置有負(fù)極進(jìn)液口和負(fù)極出液口；電解液經(jīng)栗 打入到進(jìn)液口后在電池框的內(nèi)部中通流道經(jīng)過(guò)，從正極進(jìn)液口分配流道或負(fù)極進(jìn)液口分配 流道進(jìn)入電極進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，后再?gòu)南鄬?duì)應(yīng)的出液口分配流道流出，流出電池框。7.按照權(quán)利要求1所述的連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置，其特征在于，兩個(gè)電池框疊合后形成 楔形結(jié)構(gòu)，兩個(gè)電池框通過(guò)相配合的楔形滑道卡緊，逐漸使兩個(gè)電池框緊合，在電池框兩側(cè) 對(duì)稱配有電極和密封墊片。8.按照權(quán)利要求1所述的連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置，其特征在于，單片電池單元采用抽插 式組裝，抽插式電池結(jié)構(gòu)單體包括電池框、隔膜、電極、卡夾、密封墊片，具體結(jié)構(gòu)如下:隔膜 兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置電池框，兩個(gè)電池框之間通過(guò)卡夾夾緊，兩個(gè)電池框的外側(cè)依次對(duì)稱設(shè)置電 極、密封墊片，形成電池單元，兩個(gè)以上的電池單元組裝，每個(gè)電池單元具有獨(dú)立性。9.按照權(quán)利要求1所述的連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝置，其特征在于，該連續(xù)化電池組結(jié)構(gòu)裝 置包括:電池框、隔膜、電極、卡夾、密封墊片、雙極板、絕緣墊板、連接母排、連接插件、螺母、 彈簧、螺桿，具體結(jié)構(gòu)如下:隔膜兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置電池框，兩個(gè)電池框之間通過(guò)卡夾夾緊，兩個(gè)電池框的外側(cè)依次對(duì) 稱設(shè)置電極、密封墊片，形成電池單元;兩個(gè)以上的電池單元組裝結(jié)構(gòu)外側(cè)依次對(duì)稱設(shè)置雙 極板，雙極板之間設(shè)置電池單元，雙極板的外側(cè)對(duì)稱設(shè)置絕緣墊板;絕緣墊板以及雙極板之 間通過(guò)螺桿連接，螺桿的一端安裝螺母，在螺母與絕緣墊板之間的螺桿上套裝彈簧，電池組 的側(cè)面通過(guò)連接插件與連接母排連接。
【文檔編號(hào)】H01M8/18GK106099154SQ201610718754
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月25日
【發(fā)明人】高海, 張博, 劉建國(guó), 嚴(yán)川偉
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院金屬研究所