双极板及其适用的液流电池的制作方法

本申请主要涉及液流电池领域，尤其涉及一种双极板及其适用的液流电池。

背景技术：

1、电堆是全钒液流电池储能系统的核心部件。为了提供满足用户需求的电压及功率，通常将多节单体电池串联在一起，用端板作为支撑结构，形成液流电池电堆。每节单电池包括极框、多孔电极、离子交换膜、双极板等部件。其中，每节单电池是由两个极框和一个膜电极组成，极框和膜电极之间通过线密封或面密封的形式进行密封，防止电解液泄露。端板四周布置有螺杆螺母，对电堆进行紧固，一方面保证电堆的密封性能，另一方面保证双极板与电极之间的接触压力。

2、现有技术中，常见的端板中间区域变形量较大，导致中间部分的接触电阻较大，降低电堆转化效率；而四周区域受力较大，对离子膜、电极等核心部件会产生不可逆的机械损伤，降低电堆使用寿命。

技术实现思路

1、本申请要解决的技术问题是提供一种双极板及其适用的液流电池，可使电堆内部受力更加均匀，提高接触压力分布的均匀性，提升电堆转化效率，延长电堆寿命。

2、为解决上述技术问题，本申请提供了一种双极板，适用于液流电池，所述双极板包括相对的上表面和下表面，其中，在所述上表面和/或下表面上进一步具有多个主表面，每个主表面在垂直于所述上表面和所述下表面的第一方向上具有不同的厚度。

3、在本申请的一实施例中，所述上表面和所述下表面上均具有多个主表面，且所述上表面上的多个主表面与所述下表面上的多个主表面的数量之和为8～14个。

4、在本申请的一实施例中，将同样位于所述上表面或所述下表面的相邻两个主表面在所位于的所述上表面或所述下表面上投影后，所述相邻两个主表面的交界处形成了分隔线，所述分隔线的形状为直线或弧线。

5、在本申请的一实施例中，所述双极板在所述第一方向上的厚度最大值为1～8mm。

6、在本申请的一实施例中，同样位于所述上表面或所述下表面的相邻两个主表面在所述第一方向上的厚度差为0.1～2mm。

7、在本申请的一实施例中，所述上表面和/或下表面上还具有多条流道，所述多条流道的形状包括平行流道，蛇形流道或交指流道。

8、在本申请的一实施例中，自所述上表面和/或下表面的中心位置至所述双极板两个短边的边缘，依次具有第一主表面，第二主表面，第三主表面和第四主表面，其中，所述第一主表面至所述第四主表面的厚度依次递减。

9、在本申请的一实施例中，在所述第一主表面至所述第四主表面中，相邻两个主表面的厚度为等差数列。

10、在本申请的一实施例中，所述第一主表面在所述上表面或所述下表面的投影面积占所述上表面或所述下表面的活性区域面积的35～55％。

11、本申请的另一方面还提出了一种液流电池，包括上述的双极板。

12、与现有技术相比，本申请具有以下优点：本申请通过在电堆中的双极板上设计具有不同厚度的主表面，从而解决现有液流电池电堆内部受力不均匀、接触压力分布不均匀的问题；本申请中的双极板结构简单、易于加工，可实现商业化应用；本申请中的双极板使得液流电池堆内的接触压力分布均匀，提高电堆转换效率，同时可避免局部过压，确保密封效果，延长电堆使用寿命。

技术特征：

1.一种双极板，适用于液流电池，其特征在于，所述双极板包括相对的上表面和下表面，其中，在所述上表面和/或下表面上进一步具有多个主表面，每个主表面在垂直于所述上表面和所述下表面的第一方向上具有不同的厚度。

2.如权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述上表面和所述下表面上均具有多个主表面，且所述上表面上的多个主表面与所述下表面上的多个主表面的数量之和为8～14个。

3.如权利要求1所述的双极板，其特征在于，将同样位于所述上表面或所述下表面的相邻两个主表面在所位于的所述上表面或所述下表面上投影后，所述相邻两个主表面的交界处形成了分隔线，所述分隔线的形状为直线或弧线。

4.如权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述双极板在所述第一方向上的厚度最大值为1～8mm。

5.如权利要求1所述的双极板，其特征在于，同样位于所述上表面或所述下表面的相邻两个主表面在所述第一方向上的厚度差为0.1～2mm。

6.如权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述上表面和/或下表面上还具有多条流道，所述多条流道的形状包括平行流道，蛇形流道或交指流道。

7.如权利要求1所述的双极板，其特征在于，自所述上表面和/或下表面的中心位置至所述双极板两个短边的边缘，依次具有第一主表面，第二主表面，第三主表面和第四主表面，其中，所述第一主表面至所述第四主表面的厚度依次递减。

8.如权利要求7所述的双极板，其特征在于，在所述第一主表面至所述第四主表面中，相邻两个主表面的厚度为等差数列。

9.如权利要求7或8所述的双极板，其特征在于，所述第一主表面在所述上表面或所述下表面的投影面积占所述上表面或所述下表面的活性区域面积的35～55％。

10.一种液流电池，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的双极板。

技术总结
本申请提供了一种双极板及其适用的液流电池。双极板包括相对的上表面和下表面，其中，在上表面和/或下表面上进一步具有多个主表面，每个主表面在垂直于上表面和下表面的第一方向上具有不同的厚度。本申请的双极板及其适用的液流电池可使电堆内部受力更加均匀，提高接触压力分布的均匀性，提升电堆转化效率，延长电堆寿命。

技术研发人员：姚鹤
受保护的技术使用者：寰泰储能科技股份有限公司
技术研发日：20221221
技术公布日：2024/1/12