专利名称：一种锂离子液流电池反应器的制作方法
一种锂离子液流电池反应器技术领域
本发明属于化学储能电池技术，具体涉及一种锂离子液流电池反应器。
背景技术：
随着全球能源日益紧缺，新兴能源产业的发展势在必行，但必须依托储能技术。储能电站便是在储能技术领域的一项突破，电化学储能由于具有能量密度高、简单可靠等优点，在电能应用中占有举足轻重的地位。
锂离子液流电池综合了锂离子电池和液流电池的优点，是一种能量密度大、成本较低的新型可充电电池。锂离子液流电池由正极悬浮液池、负极悬浮液池、电池反应器、液泵(或者其他动力系统)及密封管道组成。其中，正极悬浮液池盛放正极复合材料颗粒(如磷酸铁锂复合材料颗粒)和电解液的混合物，负极悬浮液池盛放负极复合材料颗粒(如钛酸锂复合材料颗粒)和电解液的混合物。锂离子液流电池工作时，电极悬浮液在液泵(或其他动力)的推动下通过密封管道在电极悬浮液池和电池反应器之间流动，流速可根据电极悬浮液浓度和环境温度(或者动力大小)进行调节。
锂离子液流电池的关键部件是电池反应器。现有的锂离子液流电池反应器由具有交叉结构的电极盒组成，制作工艺简单，采用的双隔膜结构能够避免电池内部短路从而大大提高了电池的安全性能，同时由于正负电极片间距小、结构紧凑，使得电池的充放电性能和能量密度大大提高。不足的是，电极悬浮液在平板集流板中流动性较差且不均匀，同时由于电极悬浮液由有机电解液、电极活性材料和导电剂组成，是一种粘稠的非水系悬浮液，目前的电池反应器由于没有设置气体保护装置和气流通道，使得目前的电池反应器安全性能较低，且散热性不好，这些问题在一定程度上影响了锂离子液流电池的整体性能和规模实施。发明内容
为了克服目前电池反应器中存在的电极悬浮液流动性差、气密性不足、散热性不好等缺点，本发明提供了一种锂离子液流电池反应器，本发明的电池反应器还适合规模制备和规模应用。
本发明的目的在于提供一种锂离子液流电池反应器。
在本发明中，正极集流板和负极集流板统称为集流板；正极悬浮液和负极悬浮液统称为电极悬浮液。
本发明的一种锂离子液流电池反应器包括多孔隔膜、正极集流板和负极集流板， 正极集流板、多孔隔膜和负极集流板相互叠加在一起，形成多孔隔膜与集流板相互叠加的结构；其中，正极集流板和负极集流板为具有直通沟槽的波形板，并且，正极集流板的直通沟槽方向和负极集流板的直通沟槽方向相互垂直；两层多孔隔膜之间设有正极集流板构成正极反应腔室，两层多孔隔膜之间设有负极集流板构成负极反应腔室，其中多孔隔膜与集流板之间沿沟槽方向在集流板的两侧粘接固定，相邻的正极反应腔室与负极反应腔室的边缘四周粘接固定；正极悬浮液在正极反应腔室沿沟槽方向流通，负极悬浮液在负极反应腔室沿沟槽方向流通；正极悬浮液流通方向的两端的侧面分别为A面和A '面，以及负极悬浮液流通方向的两端的侧面分别为B面和B y面，A面和A,面分别与B面和B ,面互相垂直。
本发明的集流板的剖面波形包括正弦波、方波、三角波、梯形波、锯齿波、脉冲波、 或者具有凸凹起伏的异型波。
本发明的集流板为非平面板，而是波形板，随着波形板的波形的凸凹起伏，波形板的上表面和下表面分别形成直通沟槽，从而电极悬浮液沿着直通沟槽的方向流通。本发明的集流板采用波形板，能够使电极悬浮液均匀地流入各个反应腔室，改善了电极悬浮液的流动性，同时增大集流面积，有效地提高电池的倍率特性。
正极集流板的材料采用铝或表面镀铝的金属板，厚度为O. 05、. 5毫米；负极集流板的材料采用铜、镍、或者表面镀铜、镀镍的金属板中的一种，厚度为O. 05、. 5毫米。并且， 正极集流板在A面和A y面分别设置有正极极耳，并分别由正极极柱通过正极极耳将各层正极集流板相连；负极集流板在B面和B '面分别设置有负极极耳，并分别由负极极柱通过负极极耳将各层负极集流板相连；正极极柱和负极极柱分别为导电的金属杆。
进一步，在正极集流板或负极集流板的凸凹起伏的凸点或凹点的外侧涂有绝缘层，以防止长期使用导致多孔隔膜破损，使得正极集流板与负极集流板的接触点短路。绝缘层的厚度小于O. I毫米。
多孔隔膜的材料采用聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯等的电子不导电的聚合物材料中的一种，或者采用玻璃纤维无纺布、合成纤维无纺布、陶瓷纤维纸等的电子不导电的微孔无机非金属材料中的一种，或者，多孔隔膜的材料采用电子不导电的聚合物基体、液体有机增塑剂和锂盐三部分复合构成的凝胶聚合物电解质复合材料。多孔隔膜的孔隙内为电子不导电的电解液。多孔隔膜的作用是阻碍正极颗粒和负极颗粒材料的通过而允许含锂离子的电解液通过。
电极悬浮液沿着波形板直通沟槽的方向流过集流板，直通沟槽的方向即为电极悬浮液的流通方向。正极悬浮液从正极集流板的A面流向A '面,或从A '面流向A面；负极悬浮液从负极集流板的B面流向By面，或从By面流向B面。
电池反应器进一步包括两片冷却板，多孔隔膜与集流板相互叠加的结构位于冷却板之间，组成电池模块。冷却板表面开有气流通道，电池工作时惰性气体沿着气流通道进入电池模块，对电池反应器起到了冷却散热的作用。η层电池模块叠加在一起，组成电池堆，其中，η为自然数,且η彡2。
进一步，电池堆的上面和下面分别设置进液导流室和出液导流室。进液导流室和出液导流室的内部分别设置有互不相通的正极导流腔和负极导流腔，进液导流室设置有正极进液口和负极进液口，正极导流腔和负极导流腔的一端分别与正极进液口和负极进液口相连，另一端分别通向进液导流室的互相垂直的两个侧面一A面和B面；以及出液导流室设置有正极出液口和负极出液口，正极导流腔和负极导流腔的一端分别与正极出液口和负极出液口相连，另一端分别通向出液导流室的互相垂直的两个侧面，A面和B面或A '面和 B "面。
进液导流室和第一层电池模块、相邻的两层电池模块、以及第η层电池模块与出液导流室的同一侧面设置有转向罩，用于引入或引出电极悬浮液，或连接相邻的两层电池模块，使得上一层电池模块中的各个正极反应腔室的一侧流出的正极悬浮液顺畅的流入同侧的下一层电池模块的各个正极反应腔室；或者，使得上一层电池模块中的各个负极反应腔室的一侧流出的负极悬浮液顺畅的流入同侧的下一层电池模块的各个负极反应腔室。
若η为偶数，则在进液导流室和第一层电池模块、第二层和第三层电池模块、……、第η-2层和第η-l层电池模块、及在第η层电池模块和出液导流室的A面设置|+ I个转向罩，以及，在第一层和第二层电池模块、……、第η-l层和第η层电池模块的A '面设置-个转向罩；并且，在进液导流室和第一层电池模块、在第二层和第三层电池模块、……、第η-2ft层和第η-l层电池模块、及在第η层电池模块和出液导流室的B面设置$ + 1个转向罩，以及，在第一层和第二层电池模块、……、第η-l层和第η层电池模块的B y面设置§个转向罩。
正极悬浮液通过正极进液口流入进液导流室，流经正极导流腔从A面流出，通过进液导流室和第一层电池模块的A面的转向罩流入第一层电池模块的各个正极反应腔室， 从第一层电池模块的Ay面流出，通过转向罩从Ay面流入第二层电池模块的各个正极反应腔室，……，从第η-l层电池模块的A y面流出，通过转向罩从面流入第η层电池模块的各个正极反应腔室，然后从第η层电池模块的A面流出，通过转向罩流入出液导流室， 从而形成S形流场，最终经出液导流室的正极导流腔从正极出液口流出，返回电极悬浮液池。同理，负极悬浮液通过负极进液口流入进液导流室，流经负极导流腔从B面流出，在转向罩的引流作用下，依次流过每一层电池模块的各个负极反应腔室，形成S形流场，最终经出液导流室的负极导流腔从负极出液口流出，返回电极悬浮液池。
若η为奇数,则在进液导流室和第一层电池模块、第二层和第三层电池模块、......、第η-l层和第η层电池模块的A面分别设置个转向罩，以及，在第一层和第二层电2池模块、……、第η-2层和第η-l层电池模块、及在第η层电池模块和出液导流室的A ' 面设置个转向罩；并且,在进液导流室和第一层电池模块、在第二层和第三层电池模块、……、第η-l层和第η层电池模块的B面分别设置个转向罩，以及，在第一层和第2二层电池模块、……、第η-2层和第η-l层电池模块、及在第η层电池模块和出液导流室的 B ζ面设置个转向罩。
同样，正极悬浮液或负极悬浮液分别从进液导流室的正极进液口或负极进液口流入正极导流腔或负极导流腔，在转向罩的引流作用下，依次流过每层电池模块的各个正极反应腔室或负极反应腔室，形成S形流场,并最终从出液导流室的正极出液口或负极出液口流出。
由于通过在相邻的两层电池模块的侧面设置转向罩，从而使得电极悬浮液依次流过每层电池模块，形成S形流场，加快了电极悬浮液的流动速度，增加了电池反应的有效体积，可以大大提高电池的能量密度，同时使得各层电池模块中的电极悬浮液均匀流过。
进一步，进液导流室和出液导流室的正极导流腔和负极导流腔为树状，包括主流道和从主流道分支出的两条以上分流道。进液导流室设置有正极进液口和负极进液口，正极进液口和负极进液口分别与进液导流室的正极导流腔和负极导流腔主流道相连；出液导流室设置有正极出液口和负极出液口，正极出液口和负极出液口分别与出液导流室的正极导流腔和负极导流腔主流道相连。具有主流道和分流道的进液导流室和出液导流室，能够减少进液与出液带来的扰流现象对电池均匀性的影响。
进一步，冷却板气流通道为沟槽，沟槽的入口和出口靠近冷却板的四角，并位于转向罩外部。气流通道沟槽可以为直线形、弧形、曲线形等的连续形沟槽。电池工作时惰性气体由气体保护室的进气孔进入电池反应器内部，之后沿着气流通道入口进入两片冷却板之间，对电池反应器起到了冷却散热的作用。
进一步，本发明的锂离子液流电池反应器包括气体保护室，其中，进液导流室、电池堆、转向罩和出液导流室放置在气体保护室内部，气体保护室的顶部开有进气孔、出气孔、正极极柱孔、正极进液孔和负极进液孔，正极进液孔和负极进液孔分别连接进液导流室的正极进液口和负极进液口，所有正极极柱由一根导线相连通过正极极柱孔引出构成正极主极柱；底部开有负极极柱孔、正极出液孔和负极出液孔，正极出液孔和负极出液孔分别连接正极出液口和负极出液口，所有负极极柱由一根导线相连通过负极极柱孔引出构成负极主极柱。在进气孔处通入惰性气体，并经过各个冷却板的气流通道，从出气孔流出，使得整个电池反应器处于惰性气体保护氛围中，能够阻隔空气中的水蒸气和氧气进入电池反应器与电极悬浮液接触，影响电池的使用。惰性气体包括氮气或氩气或氮氩混合气体，气压在 O. l-ο. 2Mpa之间。本发明的优势
I)本发明的集流板采用波形板，能够使电极悬浮液均匀地流入各个腔室，改善了电极悬浮液的流动性，同时增大集流面积，有效地提高电池的倍率特性；
2)在相邻的两层电池模块的侧面设置转向罩，从而使得电极悬浮液依次流过每层电池模块，形成S形流场，加快了电极悬浮液的流动速度，增加了电池反应的有效体积，可以大大提高电池的能量密度，同时使得各层电池模块中的电极悬浮液均匀流过；
3)气体保护室和冷却板的气流通道，使得惰性保护气体能够进入电池反应器，保证了整个电池反应器的气密性和散热性，同时隔绝空气中的水蒸气和氧气与电极悬浮液接触，影响电池的使用；
4)具有主流道和分流道的进液导流室和出液导流室，能够减少进液与出液带来的扰流现象对电池均匀性的影响。
图I为本发明的集流板的结构示意图，其中，Ca)为立体图，(b)为剖面图2为本发明的多孔隔膜与集流板相互叠加的结构的一个实施例的示意图3为本发明的电池模块的一个实施例的结构示意图4为本发明的进液导流室的一个实施例的结构示意图，其中，(a)为立体图，(b) 为沿图(a)中M-M '线的剖面图，(C)为沿图(a)中L-L '线的剖面图5为本发明的电池堆的上面和下面分别设置进液导流室和出液导流室的一个实施例的结构示意图6为本发明的一个实施例中设置在电池堆的A面的四个转向罩连接在一起的结构示意图7为本发明的电池堆上下设有进液导流室和出液导流室，四周设有转向罩的一个实施例的结构示意图8为本发明的气体保护室的结构示意图9为本发明的锂离子液流电池反应器的一个实施例的工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图，通过实例对本发明做进一步说明。
如图I所示，本发明的集流板为具有直通沟槽的波形板，并设置有极耳。在集流板的凸凹起伏的凸点或凹点的外侧涂有绝缘层11。在本实施例中，集流板的剖面波形为正弦波。
如图2所示，本发明的锂离子液流电池反应器包括多孔隔膜3、正极集流板I和负极集流板2，形成正极集流板、多孔隔膜、负极集流板相互叠加的结构，其中，正极集流板 I和负极集流板2为具有直通沟槽的波形板，并且，正极集流板的直通沟槽方向和负极集流板的直通沟槽方向相互垂直。两层多孔隔膜3之间设有正极集流板I构成正极反应腔室， 两层多孔隔膜3之间设有负极集流板2构成负极反应腔室，其中多孔隔膜与集流板之间沿沟槽方向在集流板的两侧粘接固定，相邻的正极反应腔室与负极反应腔室边缘四周粘接固定。正极悬浮液在正极反应腔室沿沟槽方向流通，负极悬浮液在负极反应腔室沿沟槽方向流通。在本实施例中，在集流板沿沟槽方向的两侧分别粘贴有塑料垫板，多孔隔膜与塑料垫板之间粘接密封安装固定。
如图3所示，本发明的锂离子液流电池反应器进一步包括两片冷却板4，冷却板表面开有气流通道41，多孔隔膜与集流板相互叠加的结构位于两个冷却板4之间，组成电池模块。在本实施例中，冷却板表面开有4条相互交叉直通型气流通道。电池模块具有相互垂直的两对侧面，其中，正极悬浮液流通方向的两端的侧面分别为A面和A '面，以及负极悬浮液流通方向的两端的侧面分别为B面和B y面。正极悬浮液从正极集流板的A面流向 A '面，或从A '面流向A面；负极悬浮液从负极集流板的B面流向B '面，或从B '面流向B面。在本实施例中，正极集流板在A面和A y面的四个顶角分别设置有四个正极极耳 12,负极集流板在B面和B '面的四个顶角分别设置有四个负极极耳13。
如图4所示,进液导流室5设置有正极进液口 51和负极进液口 52,内部设置有互不相通的正极导流腔53和负极导流腔54。正极导流腔53和负极导流腔54为树状，包括主流道和从主流道分支出的两条以上分流道，正极导流腔53和负极导流腔54的流道方向相互垂直。在本实施例中，有八条分流道。进液导流室5的正极进液口 51和负极进液口 52 分别与其正极导流腔53和负极导流腔54的主流道相连。
如图5所示，在本实施例中，七层电池模块叠加在一起，组成电池堆，电池堆的上面和下面分别设置进液导流室5和出液导流室6。所有同侧正极极耳12分别由四根正极极柱14相连，所有同侧负极极耳13分别由四根负极极柱15相连。
进液导流室和第一层电池模块、相邻的两层电池模块、以及第七层电池模块与出液导流室的同一侧面设置有转向罩7，如图6所示。
如图7所示，在本实施例中，七层电池模块叠加在一起组成电池堆，在进液导流室和第一层电池模块、第二层和第三层、第四层和第五层、以及第六层和第七层电池模块的A 面、A Z面、B面和By面分别设置转向罩。连接正极极耳的正极极柱和连接负极极耳的负极极柱处于转向罩外面。
如图8所示，气体保护室8的顶部开有进气孔83、出气孔84、正极极柱孔85、正极进液孔81和负极进液孔82，正极进液孔81和负极进液孔82分别连接正极进液口 51和负极进液口 52，所有正极极柱由一根导线相连通过正极极柱孔引出构成正极主极柱86 ;底部开有负极主极柱孔87、正极出液孔88和负极出液孔89，正极出液孔88和负极出液孔89分别连接正极出液口和负极出液口，所有负极极柱由一根导线相连通过负极极柱孔引出构成负极主极柱。电池工作时，气体保护室为一密闭箱体，各部位采用粘接、焊接或者铆接方式连接。
本发明的工作原理如图9所示。正极悬浮液通过气体保护室8顶部的正极进液孔 81进入进液导流室的正极导流腔53内，在流道的导流作用下均匀的进入A面的转向罩和第一层电池模块的正极反应腔室内，之后进入A y面的转向罩和第二层电池模块的正极反应腔室内，……，正极悬浮液在转向罩和每层电池模块的正极反应腔室内连续流动形成S形流场，完成反应后进入出液导流室6中的正极导流腔，之后由正极出液口返回正极悬浮液池。 与此同时，负极悬浮液通过气体保护室顶部的负极进液孔82进入进液导流室5的负极导流腔54内，之后通过转向罩的引流作用进入电池堆的负极反应腔室进行反应，完成反应后进入出液导流室6由负极出液口返回负极悬浮液池。
工作时，正极悬浮液在正极反应腔室沿沟槽方向流通，负极悬浮液在负极反应腔室沿沟槽方向流通，正极集流板的沟槽方向和负极集流板的沟槽方向相互垂直。充放电时， 正极反应腔室的正极悬浮液和相邻负极反应腔室的负极悬浮液的锂离子可以通过多孔隔膜3微孔中的电解液以及两片多孔隔膜之间的电解液进行交换。具体过程是，当电池放电时，负极反应腔室中的负极复合材料颗粒内部的锂离子脱嵌而出，进入电解液，并通过多孔隔膜到达正极反应腔室，嵌入到正极复合材料颗粒内部；与此同时，负极反应腔室中的负极复合材料颗粒内部的电子流入负极集流板2，并通过负极极耳13流入负极极柱15，在电池的外部回路完成做功后流入正极极柱14，通过正极极耳12流入正极集流板I，最后嵌入正极反应腔室中的正极复合材料颗粒内部。电池充电的过程与之相反。在上述放电和充电过程中，正极反应腔室中的正极复合材料颗粒处于连续流动或间歇流动的状态，并通过颗粒与颗粒之间的接触以及颗粒与正极集流板I的表面接触，形成网络状的电子导电通道，负极反应腔室中的负极复合材料颗粒也与此类似。这样，在锂离子液流电池反应器中进行电池的充放电过程。
电池反应器工作过程中，惰性气体由气体保护室顶部进气孔83进入电池反应器， 使得整个电池反应在一个惰性气体保护氛围中进行，同时惰性气体通过冷却板4的气流通道41进入电池模块，不仅能够阻隔外界空气和水蒸气与电极悬浮液接触，同时对电池反应器起到很好的散热作用。当气压达到O. 1-0. 2Mpa后，惰性气体通过气体保护室顶部的出气孔84排放。惰性气体为氮气或者IS气或者氮氩;混合气。
最后需要注意的是，公布实施方式的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。
权利要求
1.一种锂离子液流电池反应器，其特征在于，所述电池反应器包括多孔隔膜(3)、正极集流板(I)和负极集流板(2)，正极集流板、多孔隔膜和负极集流板相互叠加在一起，形成多孔隔膜与集流板相互叠加的结构；其中，正极集流板(I)和负极集流板(2)为具有直通沟槽的波形板，并且，正极集流板的直通沟槽方向和负极集流板的直通沟槽方向相互垂直；两层多孔隔膜(3)之间设有正极集流板(I)构成正极反应腔室，两层多孔隔膜(3)之间设有负极集流板(2)构成负极反应腔室，其中多孔隔膜与集流板之间沿沟槽方向在集流板的两侧粘接固定，相邻的所述正极反应腔室与负极反应腔室的边缘四周粘接固定；正极悬浮液在正极反应腔室沿沟槽方向流通，负极悬浮液在负极反应腔室沿沟槽方向流通；正极悬浮液流通方向的两端的侧面分别为A面和A y面，以及负极悬浮液流通方向的两端的侧面分别为B面和B z面，A面和A z面分别与B面和B z面互相垂直。
2.如权利要求I所述的电池反应器，其特征在于，所述正极集流板(I)和负极集流板(2)的剖面波形包括正弦波、方波、三角波、梯形波、锯齿波、脉冲波、或者具有凸凹起伏的异型波。
3.如权利要求I所述的电池反应器，其特征在于，所述正极集流板(I)的材料采用铝或表面镀铝的金属板，厚度为O. 05、. 5毫米；负极集流板(2)的材料采用铜、镍、或者表面镀铜、镀镍的金属板中的一种，厚度为O. 05、. 5毫米。
4.如权利要求I所述的电池反应器，其特征在于，所述在正极集流板或负极集流板的凸凹起伏的凸点或凹点的外侧涂有绝缘层(11);绝缘层的厚度小于O. I毫米。
5.如权利要求I所述的电池反应器，其特征在于，所述正极集流板在A面和Ay面分别设置有正极极耳(12)，并分别由正极极柱(14)通过正极极耳将各层正极集流板相连；负极集流板在B面和B y面分别设置有负极极耳(13)，并分别由负极极柱通过负极极耳(15)将各层负极集流板相连；所述正极极柱和负极极柱分别为导电的金属杆。
6.如权利要求I所述的电池反应器，其特征在于，所述电池反应器进一步包括两片冷却板(4)，冷却板表面开有气流通道(41)，多孔隔膜与集流板相互叠加的结构位于两个冷却板(4)之间，组成电池模块，η个所述电池模块叠加在一起，组成电池堆，其中，η为自然数且η≥2。
7.如权利要求6所述的电池反应器，其特征在于，所述电池堆的上面和下面分别设置进液导流室(5 )和出液导流室(6 )，进液导流室(5 )和出液导流室(6 )的内部分别设置有互不相通的正极导流腔(53)和负极导流腔(54)，进液导流室(5)设置有正极进液口(51)和负极进液口(52)，正极导流腔(53)和负极导流腔(54)的一端分别与正极进液口(51)和负极进液口(52)相连，另一端分别通向进液导流室的互相垂直的两个侧面A面和B面；以及出液导流室(6)设置有正极出液口和负极出液口，正极导流腔和负极导流腔的一端分别与正极出液口和负极出液口相连，另一端分别通向出液导流室的互相垂直的两个侧面，A面和B面或A '面和B '面。
8.如权利要求7所述的电池反应器，其特征在于，所述进液导流室和第一层电池模块、相邻的两层电池模块、以及第η层电池模块与出液导流室的同一侧面设置有转向罩(7)； 若η为偶数，则在进液导流室和第一层电池模块、在第二层和第三层电池模块、……、 Yl第η-2层和第η-I层电池模块、及在第η层电池模块和出液导流室的A面设置^ +1个转向罩(7)，以及，在第一层和第二层电池模块、……、第η-I层和第η层电池模块的Az面设置|个转向罩(7);并且，在进液导流室和第一层电池模块、在第二层和第三层电池模块、……、第η-2层和第η-I层电池模块、及在第η层电池模块和出液导流室的B面设置f+ 1个转向 2罩(7)，以及，在第一层和第二层电池模块、……、第η-I层和第η层电池模块的B '面设置I个转向罩(7)；2若η为奇数,则在进液导流室和第一层电池模块、在第二层和第三层电池模块、......、第η-I层和第η层电池模块的A面分别设置个转向罩(7)，以及，在第一层和第二层电Z池模块、……、第η-2层和第η-I层电池模块、及在第η层电池模块和出液导流室的A '面设置个转向罩(7);并且，在进液导流室和第一层电池模块、在第二层和第三层电池模2块、……、第η-I层和第η层电池模块的B面分别设置个转向罩(7),以及,在第一 2 和第二层电池模块、……、第η-2层和第η-I层电池模块、及在第η层电池模块和出液导流室的B ζ面设置个转向罩(7)，其中，η为自然数且η彡2。2
9.如权利要求7所述的电池反应器，其特征在于，所述进液导流室(5)和出液导流室(6)的正极导流腔(53)和负极导流腔(54)为树状，包括主流道和从主流道分支出的两条以上分流道；正极进液口(51)和负极进液口(52)分别与进液导流室(5)的正极导流腔和负极导流腔的主流道相连；正极出液口和负极出液口分别与出液导流室(6 )的正极导流腔和负极导流腔的主流道相连。
10.如权利要求7所述的电池反应器，其特征在于，所述电池反应器进一步包括气体保护室(8 )，其中，进液导流室(5 )、电池堆、转向罩(7 )和出液导流室(6 )放置在气体保护室(8)内部，气体保护室(8)的顶部开有进气孔(83)、出气孔(84)、正极极柱孔(85)、正极进液孔(81)和负极进液孔(82)，正极进液孔(81)和负极进液孔(82)分别连接正极进液口(51)和负极进液口(52)，所有正极极柱由一根导线相连通过正极极柱孔引出构成正极主极柱(86);底部开有负极极柱孔(87)、正极出液孔(88)和负极出液孔(89)，正极出液孔(88)和负极出液孔(89)分别连接正极出液口和负极出液口，所有负极极柱由另一根导线相连通过负极极柱孔引出构成负极主极柱。
全文摘要
本发明公开了一种锂离子液流电池反应器。本发明的集流板采用波形板，能够使电极悬浮液均匀地流入各个腔室，同时增大集流面积，有效地提高电池的倍率特性；在相邻的两个电池模块的侧面设置转向罩，从而使得电极悬浮液依次流过每个电池模块，形成S形流场，加快了电极悬浮液的流动速度，增加了电池反应的有效体积，可以大大提高电池的能量密度，同时使得各个电池模块中的电极悬浮液均匀流过；具有主流道和分流道的进液导流室和出液导流室，能够减少进液与出液带来的扰流现象对电池均匀性的影响；惰性气体通过气体保护室和冷却板的气流通道进入电池反应器，保证了整个电池反应器的气密性和散热性，同时隔绝空气中的水蒸汽和氧气与电极悬浮液接触。
文档编号H01M2/14GK102931427SQ20121044028
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月7日 优先权日2012年11月7日
发明者陈永翀, 冯彩梅, 张艳萍, 韩立, 张萍, 王秋平 申请人:北京好风光储能技术有限公司, 中国科学院电工研究所