液流电池用电堆端板及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液流电池技术领域，具体涉及一种液流电池用电堆端板及其制备方法。
【背景技术】
[0002]现代经济社会发展对传统能源的日益增长的需求，使得传统能源供给不足的问题日益突出，人们不得不寻找风能和太阳能等可再生能源。近年来以风能和太阳能为代表的新能源已经占据了能源供给的一席之地，随着需求增加，新能源的比例仍然在不断增大，但其受天气影响而造成发电间歇性的缺陷仍然存在，已经成为阻碍其发展的瓶颈。而液流电池由于其具备的巨大储能优势，受到越来越多的关注，且不断有MW级示范项目及产业化的报道出现。大规模液流储能技术的发展为新能源的缺陷提供了很好的补充，配套大规模液流电池储能装置可以保证风能和太阳能等新能源的平稳输出，实现对电网的削峰填谷。其中具有电能储存量大、可深度放电、功率可调、寿命长、容易维修等优点的全钒液流电池，已经成为大规模能量储存的首选技术之一。
[0003]但是，在液流电池运转期间，将反应大量的电化学发生并对电池放出热量，而安装换热及冷却装置后，又使电池迅速降温。因此，在液流电池在运行中往往存在着大量的高温低温的相互转换。另外，电解液在液流电池中始终处于往复循环的状态，运行中的液流电池特别是电堆内部由于不同部件的叠加，相互之间存在着作用力以及高低温变化过程中导致的热胀冷缩。上述现象的综合作用将最终反馈到电堆的端板上，并对其产生累积作用力，导致原本应起到固定作用的端板发生变形，无法继续维持电堆的紧固和作用力均匀的作用。另外，电堆端板的变形将会进一步影响液流电池中密封件的密封效果，久而久之液流电池在运行过程中，电堆将会出现电解液泄漏现象。
【发明内容】
[0004]本发明针对液流电池这一问题，提供一种液流电池用电堆端板，增强端板抗弯强度，减小端板变形，预防电堆经历长时间运行后出现变形的现象。
[0005]本发明的技术方案如下:
[0006]液流电池用电堆端板，包括矩形本板，所述本板表面设有若干条加强筋和若干个安装孔(用于螺栓固定)；安装孔位于所述加强筋上或加强筋所在直线的延长线上。
[0007]在电堆的组装及使用过程中，电堆端板的螺栓固定位置为紧固力量的加载处。力口强筋(横向及纵向)正对安装孔或者近可能靠近安装孔，可以更好地加固电堆端板，进而避免端板发生形变。
[0008]优选地，每条加强筋对应两个安装孔，例如每条加强筋的两端各临近一个安装孔。
[0009]再优选地，本板表面的横、纵方向各设有若干条相互平行的加强筋，横纵方向上的加强筋垂直相交排列。
[0010]进一步地，所述本板的至少一对对边上分别设有一排安装孔。
[0011]进一步地，所述本板的两端处安装孔的间距大于中心处间距，优选由中心向两端(即以横向中心线、纵向中心线为基准，由内向外)逐渐扩大(即在一定间距的取值范围内，呈梯度逐级扩大)。
[0012]进一步地，所述中心处安装孔的间距为d，两端安装孔的间距为1.2d?1.5d。
[0013]进一步地，所述本板的中心处加强筋的宽度大于两端处，优选由中心向两端(即以横向中心线、纵向中心线为基准，由内向外)逐渐减小(即在一定宽度的取值范围内，呈梯度逐级减小)。
[0014]进一步地，所述中心处加强筋的宽度为w，两端加强筋的宽度为0.4w?lw。
[0015]进一步地，所述本板的中心处加强筋的厚度大于两端处，优选由中心向两端(即以横向中心线、纵向中心线为基准，由内向外)逐渐减小，(即在一定厚度的取值范围内，呈梯度逐级减小)。
[0016]进一步地，所述加强筋的厚度与本板厚度的比例为(3?5):5。当所述本板厚为2.5h时，优选本板中心处加强筋的厚度为2.5h，两端处加强筋的宽度为1.5h?2h。加强筋的厚度优选10?40mm。
[0017]进一步地，所述加强筋根部设有导角。加强筋与端板表面连接处设有圆角结构，即导角，减少剪切应力，增强耐久性。
[0018]端板材料优选为铸铁或钢板材质，例如灰铁250。
[0019]本发明还提供上述液流电池用电堆端板的制备方法，所述方法通过在本板上加工若干个凹陷部4而形成加强筋1，优选采用模具铸造成型。优选凹陷部与安装孔相对位置设有与其匹配的圆弧结构。
[0020]液流电池在运行时，在温度变化及电解液的充放电循环过程中，电池端板所承受的作用力时刻存在并且此力不可忽略。
[0021]本发明的有益效果为:
[0022]1、本发明的加强筋结构能有效的抵抗该电池内部的作用力，确保液流电池密封结构的密封效果不受影响。
[0023]2、本发明安装孔的排列、加强筋、宽度及厚度的细节设计，使电堆端板在使用过程中无变形或微小变形。
[0024]3、凹陷部起到端板整体减重的作用。
[0025]4、凹陷部与安装孔相对位置设有与其匹配的圆弧结构，可减缓边部螺栓与端板的凹陷部的剪切力，平衡螺栓附近的应力集中，增大抗弯强度。
【附图说明】
[0026]本发明附图3幅，
[0027]图1电堆端板平面示意图；
[0028]图2加强筋及导角放大图；
[0029]图3电堆端板立体示意图；
[0030]图中，1加强筋，2安装孔，3导角，4凹陷部。
【具体实施方式】
[0031 ] 下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
[0032]实施例1
[0033]如图1所示，为30kW级全钒液流电池电堆。该类型全钒液流电池电堆使用M20螺栓，其加强筋宽度w:14?35mm ;安装孔的间距d:25?150mm ;加强筋厚度:10?40mm。边缘螺栓处为了增强抗弯强度设计为大圆盘结构。
[0034]横向安装孔和固定螺栓(边角处除外)为3对，纵向安装孔和固定螺栓(边角处除外)为6对(纵向安装孔的间距，由中心处向两端呈现1个梯度的扩大，即中心处间距ld，其他间距1.2-1.5d)，所以该产品其加强筋排列为3横6纵(纵向加强筋的宽度，由中心处向两端呈现1个梯度的减小，即最外端的宽度为0.4-lw,其他宽度lw)
[0035]电堆四周受螺栓紧固力作用，端板中心部位受纵向剪切力作用，端板中心部位的加强筋排列较为密集，加强筋较宽、较厚，可避免电堆端板在使用过程变形。
【主权项】
1.液流电池用电堆端板，包括矩形本板，其特征在于: 所述本板表面设有若干条加强筋(1)和若干个安装孔(2); 所述安装孔(2)位于加强筋(1)上或位于加强筋(1)所在直线的延长线上。2.根据权利要求1所述的液流电池用电堆端板，其特征在于: 所述本板的至少一对对边上分别设有一排安装孔(2)。3.根据权利要求1或2所述的液流电池用电堆端板，其特征在于: 所述本板的两端处安装孔(2)的间距大于中心处间距。4.根据权利要求3所述的液流电池用电堆端板，其特征在于: 所述中心处安装孔(2)的间距为d，两端安装孔的间距为1.2d?1.5d。5.根据权利要求1或2所述的液流电池用电堆端板，其特征在于: 所述本板的中心处加强筋(1)的宽度大于两端处。6.根据权利要求5所述的液流电池用电堆端板，其特征在于: 所述中心处加强筋(1)的宽度为w，两端加强筋(1)的宽度为0.4w?lw。7.根据权利要求1或2所述的液流电池用电堆端板，其特征在于: 所述本板的中心处加强筋(1)的厚度大于两端处。8.根据权利要求7所述的液流电池用电堆端板，其特征在于: 所述加强筋(1)的厚度与本板厚度的比例为3?5:5。9.根据权利要求1或2所述的液流电池用电堆端板，其特征在于所述加强筋(1)的根部设有导角(3)。10.根据权利要求1-9任意一项所述液流电池用电堆端板的制备方法，其特征在于，所述方法通过在本板上加工若干个凹陷部(4)而形成加强筋(1)。
【专利摘要】本发明公开一种液流电池用电堆端板，包括矩形本板，所述本板表面设有若干条加强筋(1)和若干个安装孔(2)；所述安装孔(2)位于加强筋(1)上或位于加强筋(1)所在直线的延长线上；所述本板的两端处安装孔(2)的间距大于中心处间距；所述本板的中心处加强筋(1)的宽度大于两端处；本板的中心处加强筋(1)的厚度大于两端处。本发明的加强筋结构能有效的抵抗液流电池电堆内部的作用力，确保液流电池密封结构的密封效果不受影响。安装孔的排列、加强筋、宽度及厚度的细节设计，使液流电池电堆端板在使用过程中无变形或微小变形，并且达到端板整体减重的作用。
【IPC分类】H01M8/02, H01M8/24
【公开号】CN105322198
【申请号】CN201410378352
【发明人】姜宏东, 张华民, 许晓波, 马相坤, 王友, 陈宁
【申请人】大连融科储能技术发展有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2014年8月1日