一种台阶定位凸台及应用其组装电堆的方法与流程

本发明属于储能技术领域，具体涉及一种电池电堆的组装结构及组装方法。

背景技术：

氧化还原液流电池是以液体电解液为电极活性物质的二次电池，包括全钒液流电池、锌溴液流电池、多硫化钠/溴液流电池、锌/镍液流电池、铁/铬液流电池、钒/多卤化物液流电池、锌/铈液流电池等。其中，铁铬液流电池以fe²⁺/fe³⁺和cr²⁺/cr³⁺为氧化还原电对，酸的水溶液为支持电解质。铁铬液流电池正负极均为溶液，安全性高；而且具有储能规模大、循环寿命长、环境友好等优点，被认为是最有应用前景的液流电池储能技术。

一个单元的氧化还原液流电池由隔膜、正负极电解液、正极和负极组成，通常一个单元电池是用两个板框组装而成，板框中间为放置电极的区域，电极一般为碳毡等多孔的材料，正极或负极的电解液流过正极或负极的碳毡。多个单元的电池组合在一起即构成电堆。构成电池的结构材料中，电极采用碳材料，板框通常采用工程塑料，因此即使是很大容量的电堆，也能实现成本低廉；尤其是铁铬液流电池，可以做到极大的容量且安全有保证。

多个单元的电池组合时，其板框要叠放在一起，相互位置须固定。现有的机械定位技术多采用圆柱形的定位部件(例如图1所示)，需要的空间比较大，在空间局促的环境中不便使用。专利cn103633359a公开了一种燃料电池电堆的组装方法，包括将电堆组装外定位工装固定在施压装置上，将电堆组件按次序放入外定位工装内堆叠，施压装置向堆叠在外定位工装内的电堆组件施压至设定压力值，在压力值下将集成封装侧板分别紧固在电堆四周封装，撤掉施压装置的压力和外定位工装，取出封装完的电堆，组装完成。此方法需要使用外定位工装，对操作空间和成本的要求更高。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足之处，本发明的第一个目的是提出一种台阶定位凸台，以实现快速准确的电堆组装。

本发明的第二个目的是提供应用所述的台阶定位凸台组装电堆的方法。

实现本发明上述目的的技术方案为：

一种台阶定位凸台，所述台阶定位凸台外形是两个同轴且直径不同的圆柱体连接而成的形状，圆柱的中心开有贯通的通气孔，大直径的圆柱体的顶面开有凹下去的定位槽。

其中，小直径的圆柱体的外径d1和所述凹下去的定位槽的内径d2相适配。

进一步地，所述小直径的圆柱体的外径d1比定位槽内径d2小0.01～0.1mm。

本发明的一种优选技术方案为，所述大直径的圆柱体的高度为3.5～4.5mm，所述凹下去的定位槽的深度为所述高度的0.6～0.75倍。

其中，所述小直径的圆柱体的外径d1为18～22mm；

可选地，所述通气孔的内径为6～7mm。

所述小直径圆柱体的高度为所述大直径的圆柱体的高度的1.5～2.0倍。

本发明的进一步优选技术方案为，在所述大直径的圆柱体顶面和底面，以及小直径圆柱体的底面均开有倒角。

所述大直径的圆柱体顶面和底面的倒角为边长0.4～0.6mm的倒角。

所述小直径圆柱体的底面的倒角深度为0.75～1.0mm。

其中，所述台阶定位凸台的材质为聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)、聚氯乙烯(pvc)中的一种。

应用所述的台阶定位凸台组装电堆的方法，其是在电池板框的四角设置所述台阶定位凸台，将多个单元电池的板框对齐，则所述台阶定位凸台一一嵌合，实现多个单元电池的叠置。

进一步地，所述电堆是氧化还原液流电池的电堆。

其中，所述氧化还原液流电池为铁铬氧化还原液流电池。

本发明的有益效果在于：

本发明提出的台阶定位凸台，在凸台顶部增加定位槽，增加定位的深度。在台阶定位凸台内加工透气孔，避免装配时内部形成密闭气腔。本台阶定位凸台放置于板框的四角，节约了装配空间。

本结构需要在板框上加工出放置定位凸台的梯形空间。发明人在操作中发现，该梯形空间放入凸台后同时有气体留存在板框和凸台之间，严重时可导致框架变形。因此提出通气孔的设计。

在台阶定位凸台的底部增加定位槽，在组装电堆时使定位凸台与定位槽配合，以达到定位的目的，同时在台阶的中间部分增加通气孔，避免配合时内部结构产生压缩气体，使电堆结构更加严密。在电堆组装过程中，本台阶型定位凸台可以有效地定位两个板框的相对位置，且节约了组装的时间。

附图说明

图1为现有技术的定位装置。

图2为本发明的台阶定位凸台正面视图。

图3为图2的a-a剖面图；

图4为本发明的台阶定位凸台的立体图，

图5为两个本发明的台阶定位凸台正面视图的组合的示意图；

图中，

1为大直径的圆柱体,2为定位槽，3为通气孔，4为小直径的圆柱体，5为限位边，6为第一台阶定位凸台，7为第二台阶定位凸台。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例中，如无特殊说明，所采用的技术手段均为本领域已有的技术手段。

实施例1

本实施例提出一种台阶定位凸台，参见图4，所述台阶定位凸台外形是两个同轴且直径不同的圆柱体连接而成的形状，参见图2和图3，圆柱的中心开有贯通的通气孔3，大直径的圆柱体1的顶面开有凹下去的定位槽2，大直径的圆柱体1的底面构成限位边5。

其中，小直径的圆柱体4的外径d1和所述凹下去的定位槽的内径d2相适配。具体地，所述小直径的圆柱体4的外径d1比定位槽内径d2小0.01～0.1mm。其中，所述大直径的圆柱体1的高度为3.5～4.5mm，所述凹下去的定位槽2的深度为所述高度的0.6～0.75倍。

进一步地，所述小直径的圆柱体的外径d1为18～22mm；所述通气孔的内径为6～7mm。所述小直径圆柱体的高度为所述大直径的圆柱体的高度的1.5～2.0倍。在所述大直径的圆柱体顶面和底面，以及小直径圆柱体的底面均开有倒角。

具体本实施例中，大直径的圆柱体1的高度为3.9mm，外径为24.80mm；所述凹下去的定位槽2的深度为2.5mm，内径20mm。大直径的圆柱体顶面和底面的倒角为45度边长0.5mm的倒角；

小直径的圆柱体的外径d1为19.4mm，所述小直径圆柱体的底面的倒角为0.87×1.50mm。本台阶定位凸台高度10.90mm，通气孔3内径为φ6.5mm，

所述台阶定位凸台的材质为聚丙烯(pp)。大直径的圆柱体1和小直径圆柱体外壁加工精度1.6。

应用实施例1

参见图5，应用实施例1所述的台阶定位凸台组装电堆的方法，在电池板框的四角设置所述台阶定位凸台，将多个单元电池的板框对齐，第一台阶定位凸台6的小直径圆柱体插入第二台阶定位凸台7的定位槽；类似地多个台阶定位凸台一一嵌合，实现多个单元电池的叠置。本结构还节约了组装的时间，组装的时候基本上放上去板框就可以了，用时约1秒钟，而一般的盲孔装配的话需要3-5秒。

具体本实施例中，所述电堆是铁铬氧化还原液流电池的电堆。

实施例2

本实施例提出一种台阶定位凸台，所述台阶定位凸台外形是两个同轴且直径不同的圆柱体连接而成的形状，圆柱的中心开有贯通的通气孔3，大直径的圆柱体1的顶面开有凹下去的定位槽2，大直径的圆柱体1的底面构成限位边5。

其中，小直径的圆柱体4的外径d1和所述凹下去的定位槽的内径d2相适配。具体地，所述小直径的圆柱体4的外径d1比定位槽内径d2小0.01～0.1mm。其中，所述大直径的圆柱体1的高度为3.5～4.5mm，所述凹下去的定位槽2的深度为所述高度的0.6～0.75倍。

进一步地，所述小直径的圆柱体的外径d1为18～22mm；所述通气孔的内径为6～7mm。所述小直径圆柱体的高度为所述大直径的圆柱体的高度的1.5～2.0倍。在所述大直径的圆柱体顶面和底面，以及小直径圆柱体的底面均开有倒角。

具体本实施例中，大直径的圆柱体1的高度为3.6mm，外径为22.5mm；所述凹下去的定位槽2的深度为2.4mm，内径18.4mm。大直径的圆柱体顶面和底面的倒角均为45度边长0.5mm的倒角；

小直径的圆柱体的外径d1为18mm，所述小直径圆柱体的底面的倒角为0.82×1.50mm。本台阶定位凸台高度9.6mm，通气孔3内径为φ6.0mm，

所述台阶定位凸台的材质为聚氯乙烯(pvc)。大直径的圆柱体1和小直径圆柱体外壁加工精度均为1.6。

虽然，以上通过实施例对本发明进行了说明，但本领域技术人员应了解，在不偏离本发明精神和实质的前提下，对本发明所做的改进和变型，均应属于本发明的保护范围内。