专利名称：锌溴液流电池及电池组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电池，特别涉及一种锌溴液流电池。本实用新型还涉及一种电池组，特别涉及一种锌溴液流电池组。
背景技术：
根据活性物质不同，常见的液流电池有锌溴液流电池、多硫化钠/溴液流电池及全钒液流电池三种。其中，锌溴液流电池在造价上具有与生俱来的优势，因为从储能电池的普遍成本看，电解液成本占到总成本的30%，所以电解液成分的价格在很大程度上决定了电池的整体造价。而锌溴液流电池的电解液成分为锌和溴，其中锌是一种很常见的金属，容易大量获取而且价格较低，而另一种成分溴也很常见，甚至在污水中就能提取，因此，锌溴电池在成本方面具有很大优势。锌溴液流电池是近几年电池研究的热点，它与铅酸电池、镉镍电池、镍氢电池、太阳能电池、燃料电池以及锂电池的不同在于锌溴液流电池的活性物质存在于电解液中而不是在极板上，这可使它具有更高的能量，而且不必担心由于极板损坏而导致整个电池报废。从这个角度来讲，锌溴液流电池的寿命几乎是无限的。另外，锌溴液流电池的用料也比较便宜，因此，电池成本低，有利于大规模推广使用，适用于大巴、中巴游览观光车、以及大规模储存电力。现有技术中，锌溴液流电池的主要技术问题是溴和溴盐的水溶液对电池材料具有腐蚀性；充电过程中锌电极上形成枝晶；由于溴在电解液中溶解度高，溶解的溴快速传质到锌电极表面，与锌直接反应，造成较严重的自放电。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种结构简单、性能可靠、成本低的锌溴液流电池及电池组。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种锌溴液流电池，其特征在于包括正电极、负电极、第一电解液储液缸、第二电解液储液缸、第一泵和第二泵，在所述正电极及负电极之间设置有离子选择性膜，所述离子选择性膜将所述正电极与负电极之间分隔形成充满溴化锌水溶液的正半电池腔体和充满溴化锌水溶液的负半电池腔体；所述正半电池腔体的进口通过所述第一泵与所述第一电解液储液缸的出口连通，所述正半电池腔体的出口与所述第一电解液储液缸的进口连通；所述负半电池腔体的进口通过所述第二泵与所述第二电解液储液缸的出口连通，所述负半电池腔体的出口与所述第二电解液储液缸的进口连通。进一步，所述锌溴液流电池还包括设置在所述正电极、负电极外侧的正电极框架和负电极框架。进一步，所述正电极框架、负电极框架及离子选择性膜上相应的位置上设置有多个用于将所述正电极框架、负电极框架及离子选择性膜固定成一体的固定部。[0011 ] 进一步，所述正电极框架和负电极框架上还设置有循环孔。 进一步，所述正电极框架和负电极框架的材质为PVC。进一步，所述正电极、负电极是石墨碳毡。进一步，所述锌溴液流电池还包括用于充放电的电池导线，所述电池导线是石墨绳。进一步，所述离子选择性膜为多孔的以聚四氟乙烯为支撑结构的聚合物膜。本实用新型还提供一种锌溴液流电池组，其特征在于包括两个固定框架，每个所述固定框架上设置有多个固定部，在所述两个固定框架之间设置有多个如权利要求1-8任一项所述的锌溴液流电池。进一步，在相邻的两个所述锌溴液流电池之间设置有电池隔板，所述电池隔板上分别形成有通孔。本实用新型中的锌溴液流电池将能量储存在溴化锌水溶液构成的电解液中，在第一泵、第二泵的动力作用下，使电解液分别在第一、第二储液罐和电堆电节构成的闭合回路中循环流动，并利用氧化还原反应电极对之间的电势差作为反应发生的动力，具有结构简单、性能可靠、成本低的特点。
图1示出了本实用新型中的锌溴液流电池的结构原理图。图2示出了锌溴液流电池的结构示意图。图3示出了锌溴液流电池组的结构示意图。图4示出了固定框架的主视图。图5是图4的侧视图。图6示出了电池隔板的主视图。图7是图6的侧视图。
具体实施方式
图1示出了本实用新型中的锌溴液流电池的结构原理图。如图1所示，所述锌溴液流电池包括正电极1、负电极2、第一电解液储液缸3、第二电解液储液缸4、第一泵5和第二泵6，在所述正电极1及负电极2之间设置有离子选择性膜7，所述离子选择性膜7将所述正电极1与负电极2之间分隔形成充满电解液的正半电池腔体9和充满电解液的负半电池腔体10。所述正半电池腔体9的进口通过所述第一泵5与所述第一电解液储液缸3的出口连通，所述正半电池腔体9的出口与所述第一电解液储液缸3的进口连通；所述负半电池腔体10的进口通过所述第二泵6与所述第二电解液储液缸4的出口连通，所述负半电池腔体10的出口与所述第二电解液储液缸4的进口连通。工作时，将能量储存在溴化锌水溶液构成的电解液中，在第一泵、第二泵的动力作用下，电解液分别在上述第一、第二储液罐和电堆电节构成的闭合回路中循环流动，氧化还原反应电极对之间的电势差是反应发生的动力。所述电解液是溴化锌水溶液。优选地，如图2所示，所述锌溴液流电池还包括设置在所述正电极1、负电极2外侧的正电极框架11和负电极框架12。所述正电极框架11、负电极框架12及离子选择性膜7上相应的位置上设置有多个用于将所述正电极框架11、负电极框架12及离子选择性膜7 固定成一体的固定部，所述固定部内安装有固定件，优选地，所述固定部是固定孔，优选地， 所述固定件是螺栓。优选地，所述正电极框架11和负电极框 架12上还设置有循环孔，所述循环孔用于电解液的循环。优选地，所述循环孔设置在正电极框架11和负电极框架12的两侧的宽边上；优选地，所述循环孔设置在靠近所述正电极框架11、负电极框架12内部形成的电池槽的槽底处，以便电解液能充分的填充进电池槽中。优选地，所述正电极框架11和负电极框架12的材质为PVC。由于电解液有一定的腐蚀性，所以组成电池的各个部件的材料在电解液流通过程中需要有一定的稳定性，包括一定的化学稳定性、物理稳定性和外形尺寸的稳定性；将正、负电极框架采用PVC材料制作，具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性的特点，此外，PVC对氧化齐U、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。优选地，所述正电极1、负电极2是石墨碳毡，由于石墨碳毡是孔隙性材料，因此能为电池的氧化还原反应提供较大的反应界面。优选地，所述锌溴液流电池还包括设置在离子选择性膜7与所述正电极框架11和负电极框架12之间的密封件，以防止电解液渗出；优选地，所述密封件是硅胶密封件。选择使用硅胶密封圈的原因是硅胶薄膜比普通橡胶及塑料打蜡膜具有更好的透气性，其另一特征就是对不同的透气率具有很强的选择性；另外，硅胶的制备也很简单，价格低廉，因此选用硅胶作为密封材料是很合适的。优选地，所述锌溴液流电池还包括用于充放电的电池导线，优选地，所述电池导线是石墨绳，该石墨绳导线连接到所述正电极框架11和负电极框架12的一侧，在所述正电极框架11和负电极框架12的压合面处设置有凹槽，以防止在放入石墨绳后，由于体积问题造成压合不牢固，出现空隙。最后，将正、负极的石墨绳分别放于一侧，然后将正、负极的石墨绳捆绑在一起。如图1所示，所述电池导线与负载或充电装置8电连接。优选地，所述离子选择性膜7为多孔的以聚四氟乙烯为支撑结构的聚合物膜。图3示出了由多个上述锌溴液流电池构成的锌溴液流电池组的立体图。如图5 所示，所述锌溴液流电池组包括两个固定框架13，每个所述固定框架13上设置有多个固定部，在所述两个固定框架13之间设置有多个所述锌溴液流电池100，在相邻的两个所述锌溴液流电池100之间设置有如图6-7所示的电池隔板，如图6-7所示，所述电池隔板上分别形成有通孔。图4-5示出了所述固定框架13的结构示意图。如图4-5所示，在所述固定框架13 上设置在多个安装孔，在所述安装孔内安装紧固件，就能将位于所述两个固定框架13之间的所述多个锌溴液流电池可靠地固定。本实用新型中的锌溴液流电池将能量储存在溴化锌水溶液构成的电解液中，在第一泵、第二泵的动力作用下，使电解液分别在第一、第二储液罐和电堆电节构成的闭合回路中循环流动，并利用氧化还原反应电极对之间的电势差作为反应发生的动力，具有结构简单、性能可靠、成本低的特点。
权利要求1.一种锌溴液流电池，其特征在于包括正电极、负电极、第一电解液储液缸、第二电解液储液缸、第一泵和第二泵，在所述正电极及负电极之间设置有离子选择性膜，所述离子选择性膜将所述正电极与负电极之间分隔形成充满溴化锌水溶液的正半电池腔体和充满溴化锌水溶液的负半电池腔体；所述正半电池腔体的进口通过所述第一泵与所述第一电解液储液缸的出口连通，所述正半电池腔体的出口与所述第一电解液储液缸的进口连通；所述负半电池腔体的进口通过所述第二泵与所述第二电解液储液缸的出口连通，所述负半电池腔体的出口与所述第二电解液储液缸的进口连通。
2.如权利要求1所述的锌溴液流电池，其特征在于所述锌溴液流电池还包括设置在所述正电极、负电极外侧的正电极框架和负电极框架。
3.如权利要求2所述的锌溴液流电池，其特征在于所述正电极框架、负电极框架及离子选择性膜上相应的位置上设置有多个用于将所述正电极框架、负电极框架及离子选择性膜固定成一体的固定部。
4.如权利要求2所述的锌溴液流电池，其特征在于所述正电极框架和负电极框架上还设置有循环孔。
5.如权利要求2所述的锌溴液流电池，其特征在于所述正电极框架和负电极框架的材质为PVC。
6.如权利要求1所述的锌溴液流电池，其特征在于所述正电极、负电极是石墨碳毡。
7.如权利要求1所述的锌溴液流电池，其特征在于所述锌溴液流电池还包括用于充放电的电池导线，所述电池导线是石墨绳。
8.如权利要求1所述的锌溴液流电池，其特征在于所述离子选择性膜为多孔的以聚四氟乙烯为支撑结构的聚合物膜。
9.一种锌溴液流电池组，其特征在于包括两个固定框架，每个所述固定框架上设置有多个固定部，在所述两个固定框架之间设置有多个如权利要求1-8任一项所述的锌溴液流电池。
10.如权利要求9所述的锌溴液流电池组，其特征在于在相邻的两个所述锌溴液流电池之间设置有电池隔板，所述电池隔板上分别形成有通孔。
专利摘要本实用新型涉及一种锌溴液流电池，包括正电极、负电极、第一电解液储液缸、第二电解液储液缸、第一泵和第二泵，在所述正电极及负电极之间设置有离子选择性膜，所述离子选择性膜将所述正电极与负电极之间分隔形成充满溴化锌水溶液的正半电池腔体和充满溴化锌水溶液的负半电池腔体。本实用新型中的锌溴液流电池将能量储存在溴化锌水溶液构成的电解液中，在第一泵、第二泵的动力作用下，使电解液分别在第一、第二储液罐和电堆电节构成的闭合回路中循环流动，并利用氧化还原反应电极对之间的电势差作为反应发生的动力，具有结构简单、性能可靠、成本低的特点。本实用新型还提供了一种电池组。
文档编号H01M8/24GK202153549SQ20112022103
公开日2012年2月29日 申请日期2011年6月27日 优先权日2011年6月27日
发明者李明强 申请人:深圳市氢动力科技有限公司