一种可激光焊接的液流电池电极框结构及液流电池电堆

1.本实用新型属于液流电池领域，涉及一种可激光焊接的液流电池电极框结构。


背景技术：

2.随着液流电池储能行业的不断发展，需求量不断增加，现有的电池结构已经不能满足持续降低电池成本和增加电池密封可靠性的需求。


技术实现要素：

3.本实用新型一种可焊接的液流电池电极框结构；
4.一种可激光焊接的液流电池电极框结构，包括带有用于容置电极的中部通孔的平板状电极框，于电极框的一侧表面的四周边缘上设有一环形凸台，中部通孔处于环形凸台所围绕区域内，于电极框的另一侧表面的四周边缘上于与环形凸台相对应的位置处设有与环形凸台相对应的环形凹槽。
5.还包括下述2种电极框，它们分别为：
6.一种电极框为带有用于容置电极的中部通孔的平板状电极框，于电极框的一侧表面的单电池边缘上设有一环形凸台，中部通孔处于环形凸台所围绕区域内；
7.另一种电极框为带有用于容置电极的中部通孔的平板状电极框，于电极框的一侧表面的四周边缘上设有一环形凹槽，中部通孔处于环形凹槽所围绕区域内；
8.2种电极框形状和尺寸相同，且2种电极框上的环形凸台与环形凹槽相对应匹配。
9.一种液流电池电堆，其是由置于2个端板之间的2节以上依次层叠而成，每节单电池均包括用于容置正极和负极的2个电极框，包括靠近2个端板的2个电极框和其他电极框，
10.靠近2个端板的2个电极框，1个电极框为带有用于容置电极的中部通孔的平板状电极框，于电极框的一侧表面的单电池边缘上设有一环形凸台，中部通孔处于环形凸台所围绕区域内；另一个电极框为带有用于容置电极的中部通孔的平板状电极框，于电极框的一侧表面的四周边缘上设有一环形凹槽，中部通孔处于环形凹槽所围绕区域内；
11.其它电极框为带有用于容置电极的中部通孔的平板状电极框，于电极框的一侧表面的四周边缘上设有一环形凸台，中部通孔处于环形凸台所围绕，于电极框的另一侧表面的四周边缘上于与环形凸台相对应的位置处设有与环形凸台相对应的环形凹槽；
12.单电池组装电堆的过程中相邻电极框中一个电极框的环形凸台置于另一个电极框的环形凹槽内；
13.所述电极框为透明材料的电极框；组装过程，于环形凸台顶面，即远离电极框的表面，或环形凹槽底面涂有深色水性涂层，或于环形凸台的一个或二个侧壁面(内侧壁面或外侧壁面)、或环形凹槽的远离中部通孔的侧壁面、或环形凹槽的靠近中部通孔的侧壁面涂有不透光的水性涂层，然后可通过环形凸台与环形凹槽将相邻电极框激光焊接。
14.不透光的水性涂层颜色为黑色、棕色或灰色中的一种。
15.目前液流电池两节电池电极框相接触的位置，是由密封垫进行面密封或者线密
封，密封垫由人工手动进行铺放，可靠性不高，而且密封垫成本较高；本实用新型旨在建立一种新的密封形式，将相邻两节电极框进行激光焊接，这种形式密封可靠性高，还能够大大降低电池的成本。
附图说明
16.图1为本实用新型正面斜45度示意图；
17.图中：1为电极框的环形凸台
18.图2为本实用新型背面面斜45度示意图：
19.图中：2为电极框的环形凹槽,3为电极框的中部通孔.
具体实施方式
20.一种液流电池电堆，其是由置于2个端板之间的8节以上依次层叠而成，每节单电池均包括用于容置正极和负极的2个电极框，包括靠近2个端板的2个电极框和其他电极框。
21.靠近2个端板的2个电极框，1个电极框为带有用于容置电极的中部通孔的平板状电极框，如图2中的结构3，于电极框的一侧表面的单电池边缘上设有一环形凸台如附图1中的结构1，中部通孔处于环形凸台所围绕区域内；另一个电极框为带有用于容置电极的中部通孔的平板状电极框，于电极框的一侧表面的四周边缘上设有一环形凹槽，如附图2中的结构2，中部通孔处于环形凹槽所围绕区域内。
22.其它电极框为带有用于容置电极的中部通孔的平板状电极框，于电极框的一侧表面的四周边缘上设有一环形凸台，中部通孔处于环形凸台所围绕，于电极框的另一侧表面的四周边缘上于与环形凸台相对应的位置处设有与环形凸台相对应的环形凹槽。
23.单电池组装电堆的过程中相邻电极框中一个电极框的环形凸台置于另一个电极框的环形凹槽内。
24.所述电极框为透明材料的电极框；组装过程，于环形凸台顶面(远离电极框的表面)涂有不透光颜色水性涂层，不透光颜色为黑色。
25.具体过程：
26.(1)在透明材料pe电极框制作时，电极框的正面，加工一个环形凸台，如图1中的结构1，同时在背面，加工一个环形凹槽；并在环形凸台的顶面进行焊接时必要的非油性涂料(黑色水性涂层)涂深色处理，所述深色为黑色；
27.(2)在两节电池电极框拼装时，将其中一节电极框的环形凸台部位，对准另一节电池电极框的环形凹槽处，如图2中的结构2，进行拼装，并压紧；
28.(3)将两节电极框放置于激光焊接机上，进行焊接处理；
29.焊接完成后，两节电极框即可实现无密封垫密封。
30.图1为本实用新型正面斜45度示意图；
31.图中：1为电极框的环形凸台；
32.图2为本实用新型背面面斜45度示意图；
33.图中：2为电极框的环形凹槽。


技术特征：
1.一种可激光焊接的液流电池电极框结构，其特征是：包括带有用于容置电极的中部通孔的平板状电极框，于电极框的一侧表面的四周边缘上设有一环形凸台，中部通孔处于环形凸台所围绕区域内，于电极框的另一侧表面的四周边缘上于与环形凸台相对应的位置处设有与环形凸台相对应的环形凹槽。2.一种可激光焊接的液流电池电极框结构，其特征是：包括下述2种电极框，它们分别为：一种电极框为带有用于容置电极的中部通孔的平板状电极框，于电极框的一侧表面的单电池边缘上设有一环形凸台，中部通孔处于环形凸台所围绕区域内；另一种电极框为带有用于容置电极的中部通孔的平板状电极框，于电极框的一侧表面的四周边缘上设有一环形凹槽，中部通孔处于环形凹槽所围绕区域内；2种电极框形状和尺寸相同，且2种电极框上的环形凸台与环形凹槽相对应匹配。3.一种液流电池电堆，其特征是：由置于2个端板之间的2节以上依次层叠而成，每节单电池均包括用于容置正极和负极的2个电极框，包括靠近2个端板的2个电极框和其他电极框，其特征在于：靠近2个端板的2个电极框，1个电极框为带有用于容置电极的中部通孔的平板状电极框，于电极框的一侧表面的单电池边缘上设有一环形凸台，中部通孔处于环形凸台所围绕区域内；另一个电极框为带有用于容置电极的中部通孔的平板状电极框，于电极框的一侧表面的四周边缘上设有一环形凹槽，中部通孔处于环形凹槽所围绕区域内；其它电极框为带有用于容置电极的中部通孔的平板状电极框，于电极框的一侧表面的四周边缘上设有一环形凸台，中部通孔处于环形凸台所围绕，于电极框的另一侧表面的四周边缘上于与环形凸台相对应的位置处设有与环形凸台相对应的环形凹槽；单电池组装电堆的过程中相邻电极框中一个电极框的环形凸台置于另一个电极框的环形凹槽内；所述电极框为透明材料的电极框；组装过程，于远离电极框的表面的环形凸台顶面或环形凹槽底面涂有深色水性涂层，或于内侧壁面或外侧壁面的环形凸台的一个或二个侧壁面、或环形凹槽的远离中部通孔的侧壁面、或环形凹槽的靠近中部通孔的侧壁面涂有深色水性涂层，然后可通过环形凸台与环形凹槽将相邻电极框激光焊接。4.根据权利要求3所述的液流电池电堆，其特征是：水性涂层的深色为黑色、棕色或灰色中的一种。

技术总结
本实用新型公开了一种可激光焊接的液流电池电极框结构及液流电池电堆，包括下述2种电极框，一种电极框为带有用于容置电极的中部通孔的平板状电极框，于电极框的一侧表面的单电池边缘上设有一环形凸台，中部通孔处于环形凸台所围绕区域内；另一种电极框为带有用于容置电极的中部通孔的平板状电极框，于电极框的一侧表面的四周边缘上设有一环形凹槽，中部通孔处于环形凹槽所围绕区域内；2种电极框形状和尺寸相同，且2种电极框上的环形凸台与环形凹槽相对应匹配。本发明旨在建立一种新的密封形式，将相邻两节电极框进行激光焊接，这种形式密封可靠性高，还能够大大降低电池的成本。还能够大大降低电池的成本。还能够大大降低电池的成本。


技术研发人员：李先锋 郝斌 张华民
受保护的技术使用者：中国科学院大连化学物理研究所
技术研发日：2020.11.25
技术公布日：2021/9/17