一种单循环锌镍液流电池的制作方法
专利名称:一种单循环锌镍液流电池的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种单循环锌镍液流电池，电池外壳为全封闭结构，内部充满电解液，电池正极极板与电池负极极板相间设置在电池外壳内，且相邻极板间设有间距；电池正极极板与电池负极极板上分别设有电解液流道，从位于电池外壳一侧的电池正极极板上引出电池正极接线柱，从位于电池外壳另一侧的电池负极极板上引出电池负极接线柱；电解液循环装置由电解液循环管和循环泵组成，电解液循环管的两端分别从电池正极极板和电池负极极板对应侧的电池外壳上方插入电解液中，电解液循环管上设有循环泵。本实用新型具有体积小、成本低、储能密度大、使用寿命长的特点，适用于太阳能发电和风力发电等非稳定供电场合长期使用。
【专利说明】
一种单循环锌镍液流电池
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种液流电池，尤其涉及一种单循环锌镍液流电池。
【背景技术】
[0002]随着可再生清洁能源技术的使用和普及，在我国，应用风电和太阳能发电的技术产品日益增多；目前可再生能源已经占我国全部能源消耗的15%，其中风电装机容量将达至IJ200GW，太阳能发电装机容量将达到100GW。但是，风电和太阳能发电存在明显的不稳定、不连续和不可控的缺点，而对可再生能源的电力并网和大规模利用必须要克服上述的缺点。因此，风能和太阳能的普及应用就必须要与大容量的储能装置相配套，将不稳定、不连续和不可控的电能调制成为平滑输出的可并网、可持续的有用能源。
[0003]电化学液流电池(简称液流电池)是一种新型的电化学储能装置(蓄电池)，可以储存太阳能或风能产生的间歇性能源。目前，液流电池种类较多，主流产品有钒液流电池、锌溴液流电池，他们共同的特点是采用离子膜隔离双循环结构，结构较为复杂。锌镍液流电池具有比能量高、开路电压高、工作温度范围宽的特点，且原材料丰富、无污染，但是普遍存在循环寿命短的缺点。
【发明内容】
[0004]本实用新型提供了一种单循环锌镍液流电池，具有体积小、成本低、储能密度大、使用寿命长的特点，适用于太阳能发电和风力发电等非稳定供电场合长期使用。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现:
[0006]—种单循环锌镍液流电池，包括电池外壳、电池正极极板、电池负极极板、电解液以及电解液循环装置;所述电池外壳为全封闭结构，内部充满电解液，电池正极极板与电池负极极板相间设置在电池外壳内，且相邻极板间设有间距；电池正极极板与电池负极极板上分别设有电解液流道，从位于电池外壳一侧的电池正极极板上引出电池正极接线柱，从位于电池外壳另一侧的电池负极极板上引出电池负极接线柱；电解液循环装置由电解液循环管和循环栗组成，电解液循环管的两端分别从电池正极极板和电池负极极板对应侧的电池外壳上方插入电解液中，电解液循环管上设有循环栗。
[0007]所述电池正极极板为板状结构，其上对称分布有数个圆形通孔。
[0008]所述电池负极极板为板状结构，其上分布有数个圆形通孔及数个水平条形槽口，水平条形槽口左、右交错设置。
[0009]所述电池正极极板或电池负极极板上圆形通孔在对应位置开设，开设数量为6个，沿横截面竖直中轴线左、右各开设3个。
[0010]所述电池正极接线柱与电池负极接线柱沿电池外壳对角线两端设置。
[0011]所述电解液循环管沿电池外壳纵向中轴线设置，位于电池正极极板一侧插入深度小于电池负极极板一侧的插入深度。
[0012]所述电解液循环管在电池正极极板一侧的插入深度为1/5电解液高度，在电池负极极板一侧的插入深度为4/5电解液高度。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0014]I)体积小，采用单循化技术，较现有液流电池的双循环结构减少了一组循环系统，电池体积减少约30%?40% ；
[0015]2)成本低，由于采用单循化技术，减少了一组循环系统，成本较双循环电池降低，且无需隔离膜，总计成本减低约35% ;
[0016]3)储能密度较大，是铅酸电池的3?5倍；
[0017]4)使用寿命长，深冲深放次数在10000次以上；
[0018]5)电池的自放电率很低；
[0019]6)适用于太阳能发电和风力发电等非稳定供电场合长期使用。
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型的主视图。
[0021]图2是图1中的A-A视图。
[0022]图3是图1中的B-B视图。
[0023]图4是图1的俯视图。
[0024]图中:1.电池正极极板2.电池负极极板3.电解液4.电池外壳5.电解液循环管
6.循环栗7.电池正极接线柱8.电池负极接线柱
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步说明:
[0026]见图1-图4，是本实用新型的结构示意图，本实用新型一种单循环锌镍液流电池，包括电池外壳4、电池正极极板1、电池负极极板2、电解液3以及电解液循环装置;所述电池外壳4为全封闭结构，内部充满电解液3，电池正极极板I与电池负极极板2相间设置在电池外壳4内，且相邻极板间设有间距；电池正极极板I与电池负极极板2上分别设有电解液流道，从位于电池外壳4 一侧的电池正极极板I上引出电池正极接线柱7，从位于电池外壳4另一侧的电池负极极板2上引出电池负极接线柱8;电解液循环装置由电解液循环管5和循环栗6组成，电解液循环管5的两端分别从电池正极极板I和电池负极极板2对应侧的电池外壳4上方插入电解液3中，电解液循环管5上设有循环栗6。
[0027]所述电池正极极板I为板状结构，其上对称分布有数个圆形通孔。
[0028]所述电池负极极板2为板状结构，其上分布有数个圆形通孔及数个水平条形槽口，水平条形槽口左、右交错设置。
[0029]所述电池正极极板I或电池负极极板2上圆形通孔在对应位置开设，开设数量为6个，沿横截面竖直中轴线左、右各开设3个。
[0030]所述电池正极接线柱7与电池负极接线柱8沿电池外壳4对角线两端设置。
[0031]所述电解液循环管5沿电池外壳4纵向中轴线设置，位于电池正极极板I 一侧插入深度小于电池负极极板2—侧的插入深度。
[0032]所述电解液循环管5在电池正极极板I一侧的插入深度为1/5电解液高度，在电池负极极板2—侧的插入深度为4/5电解液高度。
[0033]如图1所示，电池正极极板I和电池负极极板2安装在电池外壳4内部，互相之间不接触，并且以一定的间隔排列。如图3所示，电池正极极板I为板状结构，上面有6个通孔;如图2所示，电池负极极板2也为板状结构，上面有6个圆形通孔和4个交错设置的条形槽口，这些圆形通孔和条形槽口用做供电解液3循环流动的电解液流道。
[0034]电解液3采用碱性电解液，其充满在电池外壳4的内部，电池正极极板I与电池负极极板2完全浸泡在电解液3中。电池外壳4是完全密封的。如图1和图4所示，电池外壳4上部设有两个电极接线柱7、8，且电池正极接线柱7与电池负极接线柱8分别设在电池外壳4同一对角线两端，本实用新型所述锌镍液流电池的充电与放电就是通过这两个电极进行的。
[0035]电池外壳4的上部还设有电解液循环装置，其由循环栗6和电解液循环管5组成。电解液循环管5沿电池外壳4的纵向中轴线布置，两端分别插入电解液3中，位于电池正极接线柱7—侧插入深度较浅，约为电解液3深度的1/5，位于是池负极接线柱8—侧插入深度较深，约为电解液3深度的4/5。电解液循环管5的中部设有一台循环栗6，用于驱动电解液3循环流动。
[0036]本实用新型所述单循环锌镍液流电池作为整个储能系统的最基本单元，由储能系统的电能管理系统进行充放电管理、均衡管理、单元状态监测等管理控制工作。电池可以根据容量和电压的要求进行串并连，电解液3流动时，可以进行充电(负极沉积锌)和放电(负极的锌重新溶解到电解液3中)。
[0037]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种单循环锌镍液流电池，其特征在于，包括电池外壳、电池正极极板、电池负极极板、电解液以及电解液循环装置;所述电池外壳为全封闭结构，内部充满电解液，电池正极极板与电池负极极板相间设置在电池外壳内，且相邻极板间设有间距；电池正极极板与电池负极极板上分别设有电解液流道，从位于电池外壳一侧的电池正极极板上引出电池正极接线柱，从位于电池外壳另一侧的电池负极极板上引出电池负极接线柱；电解液循环装置由电解液循环管和循环栗组成，电解液循环管的两端分别从电池正极极板和电池负极极板对应侧的电池外壳上方插入电解液中，电解液循环管上设有循环栗。2.根据权利要求1所述的一种单循环锌镍液流电池，其特征在于，所述电池正极极板为板状结构，其上对称分布有数个圆形通孔。3.根据权利要求1所述的一种单循环锌镍液流电池，其特征在于，所述电池负极极板为板状结构，其上分布有数个圆形通孔及数个水平条形槽口，水平条形槽口左、右交错设置。4.根据权利要求2或3所述的一种单循环锌镍液流电池，其特征在于，所述电池正极极板或电池负极极板上圆形通孔在对应位置开设，开设数量为6个，沿横截面竖直中轴线左、右各开设3个。5.根据权利要求1所述的一种单循环锌镍液流电池，其特征在于，所述电池正极接线柱与电池负极接线柱沿电池外壳对角线两端设置。6.根据权利要求1所述的一种单循环锌镍液流电池，其特征在于，所述电解液循环管沿电池外壳纵向中轴线设置，位于电池正极极板一侧插入深度小于电池负极极板一侧的插入深度。7.根据权利要求6所述的一种单循环锌镍液流电池，其特征在于，所述电解液循环管在电池正极极板一侧的插入深度为1/5电解液高度，在电池负极极板一侧的插入深度为4/5电解液高度。
【文档编号】H01M8/18GK205723785SQ201620334729
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】李俭, 戴金辉, 孙荻
【申请人】辽宁中新自动控制集团股份有限公司
【专利摘要】本实用新型涉及一种单循环锌镍液流电池，电池外壳为全封闭结构，内部充满电解液，电池正极极板与电池负极极板相间设置在电池外壳内，且相邻极板间设有间距；电池正极极板与电池负极极板上分别设有电解液流道，从位于电池外壳一侧的电池正极极板上引出电池正极接线柱，从位于电池外壳另一侧的电池负极极板上引出电池负极接线柱；电解液循环装置由电解液循环管和循环泵组成，电解液循环管的两端分别从电池正极极板和电池负极极板对应侧的电池外壳上方插入电解液中，电解液循环管上设有循环泵。本实用新型具有体积小、成本低、储能密度大、使用寿命长的特点，适用于太阳能发电和风力发电等非稳定供电场合长期使用。
【专利说明】
一种单循环锌镍液流电池
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种液流电池，尤其涉及一种单循环锌镍液流电池。
【背景技术】
[0002]随着可再生清洁能源技术的使用和普及，在我国，应用风电和太阳能发电的技术产品日益增多；目前可再生能源已经占我国全部能源消耗的15%，其中风电装机容量将达至IJ200GW，太阳能发电装机容量将达到100GW。但是，风电和太阳能发电存在明显的不稳定、不连续和不可控的缺点，而对可再生能源的电力并网和大规模利用必须要克服上述的缺点。因此，风能和太阳能的普及应用就必须要与大容量的储能装置相配套，将不稳定、不连续和不可控的电能调制成为平滑输出的可并网、可持续的有用能源。
[0003]电化学液流电池(简称液流电池)是一种新型的电化学储能装置(蓄电池)，可以储存太阳能或风能产生的间歇性能源。目前，液流电池种类较多，主流产品有钒液流电池、锌溴液流电池，他们共同的特点是采用离子膜隔离双循环结构，结构较为复杂。锌镍液流电池具有比能量高、开路电压高、工作温度范围宽的特点，且原材料丰富、无污染，但是普遍存在循环寿命短的缺点。
【发明内容】
[0004]本实用新型提供了一种单循环锌镍液流电池，具有体积小、成本低、储能密度大、使用寿命长的特点，适用于太阳能发电和风力发电等非稳定供电场合长期使用。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现:
[0006]—种单循环锌镍液流电池，包括电池外壳、电池正极极板、电池负极极板、电解液以及电解液循环装置;所述电池外壳为全封闭结构，内部充满电解液，电池正极极板与电池负极极板相间设置在电池外壳内，且相邻极板间设有间距；电池正极极板与电池负极极板上分别设有电解液流道，从位于电池外壳一侧的电池正极极板上引出电池正极接线柱，从位于电池外壳另一侧的电池负极极板上引出电池负极接线柱；电解液循环装置由电解液循环管和循环栗组成，电解液循环管的两端分别从电池正极极板和电池负极极板对应侧的电池外壳上方插入电解液中，电解液循环管上设有循环栗。
[0007]所述电池正极极板为板状结构，其上对称分布有数个圆形通孔。
[0008]所述电池负极极板为板状结构，其上分布有数个圆形通孔及数个水平条形槽口，水平条形槽口左、右交错设置。
[0009]所述电池正极极板或电池负极极板上圆形通孔在对应位置开设，开设数量为6个，沿横截面竖直中轴线左、右各开设3个。
[0010]所述电池正极接线柱与电池负极接线柱沿电池外壳对角线两端设置。
[0011]所述电解液循环管沿电池外壳纵向中轴线设置，位于电池正极极板一侧插入深度小于电池负极极板一侧的插入深度。
[0012]所述电解液循环管在电池正极极板一侧的插入深度为1/5电解液高度，在电池负极极板一侧的插入深度为4/5电解液高度。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0014]I)体积小，采用单循化技术，较现有液流电池的双循环结构减少了一组循环系统，电池体积减少约30%?40% ；
[0015]2)成本低，由于采用单循化技术，减少了一组循环系统，成本较双循环电池降低，且无需隔离膜，总计成本减低约35% ;
[0016]3)储能密度较大，是铅酸电池的3?5倍；
[0017]4)使用寿命长，深冲深放次数在10000次以上；
[0018]5)电池的自放电率很低；
[0019]6)适用于太阳能发电和风力发电等非稳定供电场合长期使用。
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型的主视图。
[0021]图2是图1中的A-A视图。
[0022]图3是图1中的B-B视图。
[0023]图4是图1的俯视图。
[0024]图中:1.电池正极极板2.电池负极极板3.电解液4.电池外壳5.电解液循环管
6.循环栗7.电池正极接线柱8.电池负极接线柱
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步说明:
[0026]见图1-图4，是本实用新型的结构示意图，本实用新型一种单循环锌镍液流电池，包括电池外壳4、电池正极极板1、电池负极极板2、电解液3以及电解液循环装置;所述电池外壳4为全封闭结构，内部充满电解液3，电池正极极板I与电池负极极板2相间设置在电池外壳4内，且相邻极板间设有间距；电池正极极板I与电池负极极板2上分别设有电解液流道，从位于电池外壳4 一侧的电池正极极板I上引出电池正极接线柱7，从位于电池外壳4另一侧的电池负极极板2上引出电池负极接线柱8;电解液循环装置由电解液循环管5和循环栗6组成，电解液循环管5的两端分别从电池正极极板I和电池负极极板2对应侧的电池外壳4上方插入电解液3中，电解液循环管5上设有循环栗6。
[0027]所述电池正极极板I为板状结构，其上对称分布有数个圆形通孔。
[0028]所述电池负极极板2为板状结构，其上分布有数个圆形通孔及数个水平条形槽口，水平条形槽口左、右交错设置。
[0029]所述电池正极极板I或电池负极极板2上圆形通孔在对应位置开设，开设数量为6个，沿横截面竖直中轴线左、右各开设3个。
[0030]所述电池正极接线柱7与电池负极接线柱8沿电池外壳4对角线两端设置。
[0031]所述电解液循环管5沿电池外壳4纵向中轴线设置，位于电池正极极板I 一侧插入深度小于电池负极极板2—侧的插入深度。
[0032]所述电解液循环管5在电池正极极板I一侧的插入深度为1/5电解液高度，在电池负极极板2—侧的插入深度为4/5电解液高度。
[0033]如图1所示，电池正极极板I和电池负极极板2安装在电池外壳4内部，互相之间不接触，并且以一定的间隔排列。如图3所示，电池正极极板I为板状结构，上面有6个通孔;如图2所示，电池负极极板2也为板状结构，上面有6个圆形通孔和4个交错设置的条形槽口，这些圆形通孔和条形槽口用做供电解液3循环流动的电解液流道。
[0034]电解液3采用碱性电解液，其充满在电池外壳4的内部，电池正极极板I与电池负极极板2完全浸泡在电解液3中。电池外壳4是完全密封的。如图1和图4所示，电池外壳4上部设有两个电极接线柱7、8，且电池正极接线柱7与电池负极接线柱8分别设在电池外壳4同一对角线两端，本实用新型所述锌镍液流电池的充电与放电就是通过这两个电极进行的。
[0035]电池外壳4的上部还设有电解液循环装置，其由循环栗6和电解液循环管5组成。电解液循环管5沿电池外壳4的纵向中轴线布置，两端分别插入电解液3中，位于电池正极接线柱7—侧插入深度较浅，约为电解液3深度的1/5，位于是池负极接线柱8—侧插入深度较深，约为电解液3深度的4/5。电解液循环管5的中部设有一台循环栗6，用于驱动电解液3循环流动。
[0036]本实用新型所述单循环锌镍液流电池作为整个储能系统的最基本单元，由储能系统的电能管理系统进行充放电管理、均衡管理、单元状态监测等管理控制工作。电池可以根据容量和电压的要求进行串并连，电解液3流动时，可以进行充电(负极沉积锌)和放电(负极的锌重新溶解到电解液3中)。
[0037]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种单循环锌镍液流电池，其特征在于，包括电池外壳、电池正极极板、电池负极极板、电解液以及电解液循环装置;所述电池外壳为全封闭结构，内部充满电解液，电池正极极板与电池负极极板相间设置在电池外壳内，且相邻极板间设有间距；电池正极极板与电池负极极板上分别设有电解液流道，从位于电池外壳一侧的电池正极极板上引出电池正极接线柱，从位于电池外壳另一侧的电池负极极板上引出电池负极接线柱；电解液循环装置由电解液循环管和循环栗组成，电解液循环管的两端分别从电池正极极板和电池负极极板对应侧的电池外壳上方插入电解液中，电解液循环管上设有循环栗。2.根据权利要求1所述的一种单循环锌镍液流电池，其特征在于，所述电池正极极板为板状结构，其上对称分布有数个圆形通孔。3.根据权利要求1所述的一种单循环锌镍液流电池，其特征在于，所述电池负极极板为板状结构，其上分布有数个圆形通孔及数个水平条形槽口，水平条形槽口左、右交错设置。4.根据权利要求2或3所述的一种单循环锌镍液流电池，其特征在于，所述电池正极极板或电池负极极板上圆形通孔在对应位置开设，开设数量为6个，沿横截面竖直中轴线左、右各开设3个。5.根据权利要求1所述的一种单循环锌镍液流电池，其特征在于，所述电池正极接线柱与电池负极接线柱沿电池外壳对角线两端设置。6.根据权利要求1所述的一种单循环锌镍液流电池，其特征在于，所述电解液循环管沿电池外壳纵向中轴线设置，位于电池正极极板一侧插入深度小于电池负极极板一侧的插入深度。7.根据权利要求6所述的一种单循环锌镍液流电池，其特征在于，所述电解液循环管在电池正极极板一侧的插入深度为1/5电解液高度，在电池负极极板一侧的插入深度为4/5电解液高度。
【文档编号】H01M8/18GK205723785SQ201620334729
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】李俭, 戴金辉, 孙荻
【申请人】辽宁中新自动控制集团股份有限公司
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