专利名称：用于氧化还原液流电池组装的压紧机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于将化学能与电能直接互为转换的储能装置，特别是用于大型或较大型氧化还原液流电池板的组装及压紧机构。
背景技术：
氧化还原液流电池是由以离子膜分隔开的阳极室和阴极室组成，在电池室空腔内分别流动着正负极活性电解液，它们分别外接阳极和阴极电解液体储存罐，形成封闭循环系统。实现化学能与电能直接互为转换。图1-1和图1-2是现有的技术方案中的一种，从图中可以看出，导电隔板6在单元电池板I的中间，把单元电池分为前后两个电液室5，两种电解液分别从下部流入口 7流入、流经电液室，从上部流出口 2流出。两单元电池板之间压紧离子膜4，两种电解液在离子膜之间进行离子反应，把电能转换成化学能。这种反应是可逆的，断开外电源，两种电解液也可在电池堆中反应把化学能转换成电能。由此能看到图中螺栓孔共有22个，这种结构只能在单元板小于0.5 m2的小型液体电堆中上应用，若用在大型电堆中不仅工艺麻烦，更重要的是难保电液不泄漏。由此可知，现有电池板面积较小的，一般面积小于0.5 m2的，因周长较小，用数个长螺栓或双头螺柱把几十块电池组合起来、压紧，尚可使用。也有用液流电池组装的框架边上用螺纹顶紧，例如，中国专利号:03276099的实用新型技术方案。但是，当电池板面积大于0.5 m2，周长尺寸大，用数个螺栓把几十块电池组合、压紧，势必螺栓间距加大，或者必须用较多的螺栓连接件来压紧，这样的结构会导致如下不足:1、螺栓间距加大或用较多的螺栓来压紧电池堆平板，难以保证对平板压紧力的均匀，极有可能导致部分螺栓压紧力失效，腐蚀性电解液渗漏。2、螺栓穿过电极板，电池所有的部件(电极板，隔膜)都需要加宽，从而形成体积大且材料的浪费。3、结构复杂、工艺烦琐、装配麻烦。电池组的安装和拆卸不便。4、框架边上用上10个螺纹顶紧，同样难以保证对平板压紧力的均匀，极有可能导致部分螺栓压紧力失效，电解液渗漏。5、综合多螺栓拉压及多螺纹顶压的压紧力不均匀的问题、渗漏问题，限制了把电池板面积做大、限制了电池总的能量密度和功率的提高。
发明内容
本发明提供了一种用于氧化还原液流电池组装的压紧机构，它可以解决现有技术存在的采用螺栓压紧所带来的问题。本发明为了克服螺栓连接的方式组成电池的不足，而设计一种简便的顶压组装方式，其压力均匀、密封效果好，操作简单，便于各部件的更换。更重要的是能够把电池板面积做大，不仅能把电池板的面积做得大于0.5 m2、还可以制成3 m2、或更大，能有效地提高电池总的能量密度和功率。为了达到解决上述技术问题的目的，本发明的技术方案是，一种用于氧化还原液流电池组装的压紧机构，包括机座、多块单元电池板、围架，所述围架设置在所述机座上，多块所述单元电池板设置在所述围架内，在多块所述单元电池板的端部设置有端板，通过设置在所述围架上的至少一个千斤顶压紧所述端板，并将多块所述单元电池板压紧固定。在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征:所述围架是由两侧的纵梁和设置在所述纵梁上的至少两个横梁所构成，所述纵梁设置在所述机座上，所述千斤顶设置在所述横梁上。在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征:所述千斤顶的顶压端连接有顶架，所述千斤顶通过所述顶架压紧在所述端板上。在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征:两侧所述纵梁上均排列有多个托架，多个所述托架的内面抵靠在所述单元电池板的端面上。在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征:每一所述纵梁上设有多个纵梁定位孔，所述横梁能沿所述纵梁移动，所述横梁通过所述纵梁定位孔定位。在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征:所述千斤顶的压紧方式是从一边外端压紧，或两外端压紧，或将千斤顶设置于中间向外端压紧。在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征:所述千斤顶是液压千斤顶，或螺杆千斤顶，或棘轮千斤顶，或连杆千斤顶；数量是一个、两个或四个。在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征:所述端板上开有多个通孔。本发明的技术方案是把许多块的液流单元电池板所形成的电池堆设置于围架之中，在电池堆的端部设置刚性较好的端板，在围架的端部或中间设置千斤顶，可以是液压的或机械的千斤顶，可以是一个、两个或四个千斤顶，压紧端板；可以是从一边外端压紧、两外端压紧或把千斤顶置于中间压紧，从而实现了各液流电池板之间的压紧均匀可靠。本发明电池堆的固紧方式与现有的组装方式相比具有以下优点:
1.增强电池对电解液的密封效果。2、使电池的安装简单、维修方便。3、减少了电池各部件的面积，节省材料。4、简化了电池板部件的制造工艺。5、本发明将大型液流电池组的制作成为可能，从而能够实现外围面积大于0.5 m2至6 Hl2的大型液流电池单元板的压紧。可以有效提高电池总的能量密度和功率密度。6、可以调节移动千斤顶的位置，从而随意调节电池板的数量，用户可以根据需要调节选择。
图1-1和图1-2为现有多个螺栓拉压组合液流氧化还原电池的结构示意图。图中，1、单元电池板，2、电解液流出口，3、螺栓孔，4、离子膜，5、电液室，6、导电隔板，7、电解液流入口，8、电池堆。图2为本发明用于氧化还原液流电池组装的压紧机构的结构图。在图2中，1、千斤顶横梁，2、液压千斤顶，3、纵梁，4、纵梁定位孔，5、顶架，6、前端板,6-1、通孔，7、正电极板，8、电池堆，9、托架，10、电解液流出孔，11、单元电池板,12、电液室，13、离子膜，14、负电极板,15、后端板,16、横梁，17、机座。图3-A、3-B、3_C是三种压紧力组合方式示意图，上述3幅图为俯视方向，3图中空心箭头表示压紧力的方向。1、千斤顶横梁，2、液压千斤顶，3、纵梁，6、前端板，6'、端板，11、单元电池板。
具体实施方式
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实施例1
参见图2，本实施例是一个单元板边长为1.2x1 m，面积为1.2 m2的较大型的液流电池堆。在机座17两侧设置有纵梁3，纵梁3选择槽钢制成，纵梁3的前端设置有千斤顶横梁1，后端设置有横梁16，从而形成围架。在由上述纵梁3、千斤顶横梁I和横梁16所形成的围架中设置有多块单元电池板11，集合的多块单元电池板11形成电池堆8，电池堆8前端具有正电极板7,后端具有负电极板14。后电极板14的后端为后端板15,正电极板7的前端为前端板6，液压千斤顶2设置在千斤顶横梁I上，千斤顶2的顶压端设有顶架5。开动千斤顶2可一次性压紧前端板6从而将整个电池堆8压紧。为了对前端板6、后端板15和电池堆8的两侧面进行规束，避免歪斜，在两侧的纵梁3上设置有多块托架9，托架9的内面抵靠在前端板6和多个单元电池板11的侧面上，从而将多个单元电池板11压紧在规定的合适位置处。所述前、后端板6、15上开有多个通孔，节约材料，减轻重量，但又能够保证规定的强度。每一纵梁3上设有多个纵梁定位孔4，所述横梁1、16可以沿所述纵梁3前后移动，所述横梁1、16可以通过所述纵梁定位孔4定位。通过本实施例与现有技术比较可知，若按现有技术图1的结构方式，每块板至少要有60多个螺栓孔、要用60多个长的螺栓、用120多个螺母从两头旋紧，不仅工艺麻烦、维修繁琐、更重要的是难以保证电液不泄漏。本实施例1所用的是一个压力为5吨的液压千斤顶，置于千斤顶横梁I之中，通过顶架5、前端板6，压紧40个单元板组合成的长达3 m的电堆。千斤顶横梁I能够在纵梁的定位孔中前后移动定位，从而随意增减调节单元电池板的数量。安装时只需把单元电池板11放置在纵梁和横梁所形成的围架内，开动液压千斤顶2，一次性压紧。维修时，只需松开千斤顶2，直接吊起需要维修的单元电池板11即可，维修后，直接吊起插入合适的部位开动液压千斤顶2压紧就安装完毕，操作过程简便有效。上述实例I只是一种基本的压紧方式，调节横梁与纵梁的连接位置及个数、相应设置千斤顶，可以形成多种围架的电堆压力方式，
图3-A是基本的千斤顶设在一端加压方式，围架形状为U型逆时针旋转90°的状态。图3-B是两千斤顶从两端向中间加压方式，围架形状为H型逆时针旋转90°的状态。图3-C是两个千斤顶设置在中间向两端加压的方式。上述3图中空心箭头表示压紧力的方向。本发明的技术方案克服了现有螺栓连接的方式组成电池堆的不足，设计构思一种简便的千斤顶压紧组装方式，其压力均匀、密封效果好，操作简单，便于各部件的更换。更重要的是能够把电池板面积做大，不仅能把电池板的面积做得大于0.5 m2、还可能制成3 m2、或者更大，能有效地提高电池总的能量密度和功率。在用千斤顶压紧后的长期使用中也可以用2个到8个螺杆辅助压紧，以保障压紧系统的的稳定可靠。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。凡未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种用于氧化还原液流电池组装的压紧机构，包括机座、多块单元电池板、围架，所述围架设置在所述机座上，多块所述单元电池板设置在所述围架内，在多块所述单元电池板的端部设置有端板，其特征在于:通过设置在所述围架上的至少一个千斤顶压紧所述端板，并将多块所述单元电池板压紧固定。
2.根据权利要求1所述的一种用于氧化还原液流电池组装的压紧机构，其特征在于:所述围架是由两侧的纵梁和设置在所述纵梁上的至少两个横梁所构成，所述纵梁设置在所述机座上，所述千斤顶设置在所述横梁上。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于氧化还原液流电池组装的压紧机构，其特征在于:所述千斤顶的顶压端连接有顶架，所述千斤顶通过所述顶架压紧在所述端板上。
4.根据权利要求1所述的一种用于氧化还原液流电池组装的压紧机构，其特征在于:两侧所述纵梁上均排列有多个托架，多个所述托架的内面抵靠在所述单元电池板的端面上。
5.根据权利要求2所述的一种用于氧化还原液流电池组装的压紧机构，其特征在于:每一所述纵梁上设有多个纵梁定位孔，所述横梁能沿所述纵梁移动，所述横梁通过所述纵梁定位孔定位。
6.根据权利要求1或2所述的一种用于氧化还原液流电池组装的压紧机构，其特征在于:所述千斤顶的压紧方式是从一边外端压紧，或两外端压紧，或将千斤顶设置于中间向外端压紧。
7.根据权利要求6所述的一种用于氧化还原液流电池组装的压紧机构，其特征在于:所述千斤顶是液压千斤顶，或螺杆千斤顶，或棘轮千斤顶，或连杆千斤顶；数量是一个、两个或四个。
8.根据权利要求1所述的一种用于氧化还原液流电池组装的压紧机构，其特征在于:所述端板上开有多个通孔。
全文摘要
本发明提供了一种用于氧化还原液流电池组装的压紧机构,它可以解决现有技术存在的采用螺栓压紧所带来的问题。本发明的技术方案是，一种用于氧化还原液流电池组装的压紧机构，包括机座、多块单元电池板、围架，所述围架设置在所述机座上，多块所述单元电池板设置在所述围架内，在多块所述单元电池板的端部设置有端板，通过设置在所述围架上的至少一个千斤顶压紧所述端板，并将多块所述单元电池板固定。本发明的技术方案克服了现有螺栓连接的方式组成电池堆的不足，设计构思一种简便的千斤顶压紧组装方式，其压力均匀、密封效果好，操作简单，便于各部件的更换。更重要的是能够把电池板面积做大，不仅能把电池板的面积做得大于0.5m2、还可能制成3m2、或者更大，能有效地提高电池总的能量密度和功率。
文档编号H01M8/18GK103199295SQ20121000020
公开日2013年7月10日 申请日期2012年1月4日 优先权日2012年1月4日
发明者崔骥, 罗臬, 杨立章 申请人:崔骥, 罗臬