一种液流电池电堆的密封结构的制作方法

本发明属于液流储能领域，具体涉及一种液流电池电堆的密封结构。

背景技术：

1、液流电池作为储能技术的一种，因其具有响应速度快、安全性高、功率和容量相互独立、可深度放电、效率高且环境友好等优点，已经逐渐成为最具有发展潜力的储能技术之一。然而，液流电池的单电池标准开路电压较小，为满足实际应用，常常需要将几十甚至几百片单电池串联组装形成电堆，以便得到所需的电压。目前液流电池电堆主要由多个单电池叠加后用压滤机压合在一起，其关键部件包括：质子交换膜、双极板、电极、电极框、密封件和端板。液流电池电堆的可靠性很大程度受限于液流电池的密封性。

2、现有技术中，液流电池电堆结构的密封多采用密封材料机械密封的方式来实现，如使用密封条或密封垫等。这些常用的密封材料具有双面凸筋的结构，这种结构容易因密封材料老化以及位置偏移而发生严重的电解液漏液情况，影响密封的可靠性。此外，如果采用多组电堆组件组装，还可能因电堆组件错位导致电解液漏液从而产生异常放电等情况，致使电池电堆系统瘫痪，严重影响电堆组件的使用寿命。因此，如何有效提高液流电池电堆的密封可靠性，是一项亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中所存在的上述问题，本发明提供了一种液流电池电堆的密封结构。

2、本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

3、本发明提供了一种液流电池电堆的密封结构，包括：以液流电池电堆的电极板为对称轴由内至外依次镜像设置的第一密封圈、电极框和第二密封圈；

4、其中，所述电极框朝向所述电极板的第一面设有一圈第一凹槽，背向所述电极板的第二面设有一圈第二凹槽；

5、所述第一密封圈环绕于所述第一凹槽内并与所述第一凹槽的底面贴合，所述第一密封圈朝向所述电极板的一面设有第一内环凸筋和第一外环凸筋；

6、所述第二密封圈环绕于所述第二凹槽内并与所述第二凹槽的底面贴合，所述第二密封圈背向所述第二凹槽的一面设有第二内环凸筋和第二外环凸筋；

7、其中，所述电极板被夹紧于两个对称设置的电极框的第一面中实现所述第一面的密封，所述电极框的第二面与液流电池电堆的其他部件贴合实现所述第二面的密封，所述其他部件包括：端板、集流板或质子交换膜。

8、在一个实施例中，所述电极框包括：pvc电极框。

9、在一个实施例中，所述电极框的第一局部框体宽度大于所述电极框的第二局部框体宽度；

10、所述第一局部框体宽度为：所述第一凹槽的内边缘至所述电极框的内边缘之间的局部框体宽度；

11、所述第二局部框体宽度为：所述第一凹槽的外边缘至所述电极框的外边缘之间的局部框体宽度。

12、在一个实施例中，所述第一密封圈和所述第二密封圈均为弹性密封圈。

13、在一个实施例中，所述第一密封圈和所述第一凹槽的槽壁之间设有预设的第一避让距离，所述第二密封圈和所述第二凹槽的槽壁之间设有预设的第二避让距离。

14、在一个实施例中，所述第一密封圈的厚度为0.5mm～1mm，所述第一内环凸筋和所述第一外环凸筋两者的凸筋高度均为0.4mm～0.8mm。

15、在一个实施例中，所述第二密封圈的厚度为0.8mm～1mm，所述第二内环凸筋和所述第二外环凸筋两者的凸筋高度均为1mm～2mm。

16、在一个实施例中，所述第一密封圈是通过胶贴的方式预装在所述第一凹槽中的，所述第二密封圈是通过胶贴的方式预装在所述第二凹槽中的。

17、本发明提供的液流电池电堆的密封结构中，第一密封圈环绕于第一凹槽内并与第一凹槽的底面贴合，第一密封圈仅有朝向电极板的一面设有第一内环凸筋和第一外环凸筋；第二密封圈环绕于第二凹槽内并与第二凹槽的底面贴合，第二密封圈仅有背向第二凹槽的一面设有第二内环凸筋和第二外环凸筋。对电堆施加夹紧力时，电极板被夹紧于两个电极框的第一面中实现第一面的密封，电极框的第二面与液流电池电堆的质子交换膜贴合实现第二面的密封。具体而言，由于第一密封圈环绕于第一凹槽内，第二密封圈环绕于第二凹槽内，两个凹槽的侧壁可以起到限位功能，使电极框中间的电解液大部分不能泄露到第一凹槽和第二凹槽内，隔离了电解质与作为电堆中密封件的两个密封圈直接接触，提高了密封件的有效寿命。此外，由于第一密封圈被限位于第一凹槽内与第一凹槽的底面很好地贴合，第二密封圈被限位于第二凹槽内并与第二凹槽的底面很好地贴合，因此本发明还可以避免因密封圈的偏移而造成的密封失效。

18、综上可见，本发明提供的液流电池电堆的密封结构具有较高的密封可靠性。

19、以下将结合附图及对本发明做进一步详细说明。

技术特征：

1.一种液流电池电堆的密封结构，其特征在于，包括：以液流电池电堆的电极板为对称轴由内至外依次镜像设置的第一密封圈、电极框和第二密封圈；

2.根据权利要求1所述的液流电池电堆的密封结构，其特征在于，所述电极框包括：pvc电极框。

3.根据权利要求1所述的液流电池电堆的密封结构，其特征在于，所述电极框的第一局部框体宽度大于所述电极框的第二局部框体宽度；

4.根据权利要求1所述的液流电池电堆的密封结构，其特征在于，所述第一密封圈和所述第二密封圈均为弹性密封圈。

5.根据权利要求4所述的液流电池电堆的密封结构，其特征在于，所述第一密封圈和所述第一凹槽的槽壁之间设有预设的第一避让距离，所述第二密封圈和所述第二凹槽的槽壁之间设有预设的第二避让距离。

6.根据权利要求1所述的液流电池电堆的密封结构，其特征在于，所述第一密封圈的厚度为0.5mm～1mm，所述第一内环凸筋和所述第一外环凸筋两者的凸筋高度均为0.4mm～0.8mm。

7.根据权利要求1所述的液流电池电堆的密封结构，其特征在于，所述第二密封圈的厚度为0.8mm～1mm，所述第二内环凸筋和所述第二外环凸筋两者的凸筋高度均为1mm～2mm。

8.根据权利要求1所述的液流电池电堆的密封结构，其特征在于，所述第一密封圈是通过胶贴的方式预装在所述第一凹槽中的，所述第二密封圈是通过胶贴的方式预装在所述第二凹槽中的。

技术总结
本发明公开了一种液流电池电堆的密封结构，包括：第一密封圈、电极框和第二密封圈。电极框朝向电极板的第一面设有一圈第一凹槽，背向电极板的第二面设有一圈第二凹槽。第一密封圈环绕于第一凹槽内，第一密封圈朝向电极板的一面设有第一内环凸筋和第一外环凸筋。第二密封圈环绕于第二凹槽内，第二密封圈背向第二凹槽的一面设有第二内环凸筋和第二外环凸筋。电极板被夹紧于两个对称设置的电极框的第一面中实现第一面的密封，电极框的第二面与液流电池电堆的其他部件贴合实现第二面的密封，其他部件包括：端板、集流板或质子交换膜。本发明提供的液流电池电堆的密封结构提高了液流电池电堆的密封可靠性。

技术研发人员：李建斌,韩乐聪,李子涵,闫渊,金胜骞,焦晓雷
受保护的技术使用者：林源电力（南京）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15