一种导流板及一体化双极板的制作方法

本发明属于液流电池，具体涉及一种导流板及一体化双极板。

背景技术：

1、液流电池是一种新兴的储能电池，其由电堆单元、电解液、电解液存储供给单元以及管理控制单元等部分构成。液流电池电堆主要由离子交换膜、电极框、双极板等堆叠而成，通过对堆叠后的电堆施加一定的压力，来实现电堆的整体密封。在实践中发现，电极框和双极板堆叠时，为了提高电极框和双极板之间的密封性，电极框对定位精度要求高，电极框装配难度大、效率低。另外，由于目前主流双极板材料为纯石墨板，其脆性较大，机械强度小，承受装堆的压力时，易发生破裂或者产生裂纹，使双极板不能有效完成导电的功能。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种新型的双流道式导流板。

2、本发明的另一目的是提供使用上述双流道式导流板的一体化双极板。

3、为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

4、一种导流板，其包括一体成形的导流板本体，所述导流板本体为设有用于安装双极板的空腔的回形结构，所述导流板本体上开设有电解液流道，所述电解液流道包括开设在所述导流板本体的正面的第一电解液流道、开设在所述导流板本体的反面的第二电解液流道和用于连通所述第一电解液流道和所述第二电解液流道的第一连通孔，所述导流板本体中开设有位于所述第一电解液流道和所述第二电解液流道之间的用于嵌入式安装双极板的安装槽，所述安装槽包括第一部分和第二部分，所述第一部分为沿所述导流板本体的内边框延伸且开口朝向所述空腔的单向槽，所述第二部分为与所述第一部分和所述空腔连通并延伸至所述导流板本体的外边框的用于供双极板插入所述导流板本体中的通槽。

5、在本发明实施例中，所述导流板本体包括两个相对设置的长边框和两个相对设置的短边框，所述第一部分开设在一个短边框和两个长边框中，所述第二部分开设在另一个短边框中，每个所述长边框上均开设有所述电解液流道。

6、进一步地，位于同一所述长边框上的所述第一电解液流道和所述第二电解液流道在垂直于所述导流板本体所在平面的方向上相重叠，所述第一连通孔的轴线垂直于所述导流板所在的平面，位于不同所述长边框上的所述电解液流道相互中心对称。

7、进一步地，所述第一电解液流道和所述第二电解液流道分别包括分配流道和汇集流道，所述分配流道包括与所述空腔连通的第一分配区和与所述第一分配区连通的第二分配区，所述第一分配区设有多个沿所述长边框的内边缘等距间隔设置的第一阻挡块，所述第二分配区设有多个沿平行于所述长边框的内边缘方向间隔设置的第二阻挡块，所述汇集流道的一端开口与所述第二分配区相连，另一端与所述第一连通孔连接。

8、再进一步地，每个所述长边框的正面分别设置多组所述第一电解液流道，位于同一长边框上的多组所述第一电解液流道的分配流道沿所述长边框的长度方向依次排列设置。

9、再进一步地，每个所述长边框的反面分别设置多组所述第二电解液流道，位于同一长边框上的多组所述第二电解液流道的分配流道沿所述长边框的长度方向依次排列设置。

10、在具体实施方式中，可以根据空腔的长度选择电解液流道的组数，实现电解液在电解安装腔中均匀分布。

11、再进一步地，位于同一长边框上的多组所述第一电解液流道的汇集流道和多组所述第二电解液流道的汇集流道均与同一个所述第一连通孔连通。

12、进一步地，在所述长边框上的所述第一部分的槽底至所述长边框的内边缘的距离小于所述第二阻挡块到所述长边框的内边缘的距离。

13、本发明的长边框和/或短边框的规格可根据电堆要求设计，不做具体限制。

14、在本发明一些实施例中，在所述长边框上的所述第一部分的槽底至所述长边框的内边缘的距离为5~20mm，在所述短边框上的所述第一部分的槽底至所述短边框的内边缘的距离为5~20mm。

15、更进一步地，在所述短边框上的所述第一部分的槽底至所述短边框的内边缘的距离等于在所述长边框上的所述第一部分的槽底至所述长边框的内边缘的距离。

16、进一步地，相邻两个所述第一阻挡块之间形成第一分支流道，相邻两个所述第二阻挡块之间形成第二分支流道，所述第一分支流道的数量大于所述第二分支流道的数量。

17、在本发明一些实施例中，所述第一分支流道和所述第二分支流道的宽度分别独立地为2~5mm。

18、进一步地，所述第一分配区和所述第二分配区之间还设有沿平行于所述长边框的内边缘方向延伸的缓冲区。

19、在本发明一些实施例中，所述汇集流道的宽度为5~10mm，所述汇集流道的长度为所述长边框的内边缘的长度的0.6~2倍。

20、在本发明一些实施例中，所述第一连通孔的直径为15~30mm；

21、进一步地，所述第一阻挡块和所述第二阻挡块的每条棱边均设置弧形倒角。

22、在本发明一些实施例中，所述汇集流道的一端与所述第二分配区的中部相连接，所述汇集流道包括1~3个弯折部，所述弯折部的弯折角度为90°。

23、在本发明一些实施例中，所述汇集流道与分配流道的交汇处以及所述汇集流道的每个弯折处均设置弧形过渡。

24、在本发明一些实施例中，所述导流板的材质为pp、pe或pvc。

25、进一步地，所述导流板上还开设有第二连通孔，所述第二连通孔用于两个导流板堆叠时与另一导流板的第一连通孔相连通。

26、在本发明一些实施例中，所述导流板上开设有两个所述第二连通孔，两个所述第二连通孔分设于所述导流板的对角上，位于同一边框上的第一连通孔和第二连通孔分布在相对两侧。

27、在本发明实施例中，所述导流板还包括覆设在所述导流板本体的正面的第一盖板和覆设在所述导流板本体的反面的第二盖板，所述第一盖板可将所述第一电解液流道完全覆盖，所述第二盖板可将所述第二电解液流道完全覆盖。本发明中的第一盖板和第二盖板可用于焊接离子膜。本发明中的第一盖板和第二盖板的形状与导流板一致，在第一盖板和第二盖板的四个角上分别开设与所述第一连通孔或所述第二连通孔相对应的通孔。

28、进一步地，所述第一盖板和所述第二盖板与所述导流板本体分体设置或一体成形。

29、本发明第二方面还提供一种一体化双极板，所述一体化双极板包括上述导流板和安装在所述导流板中的双极板，所述第二部分远离所述空腔的一侧开口经焊接密封。

30、由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

31、本发明的导流板具有一定的强度，可以直接帮助双极板承受装堆的压力，使得安装在其中的双极板不易破裂，同时对双极板选材，尤其是机械强度方面可以没有那么苛刻，可降低成本；本发明的导流板能够实现更好的密封效果，可使电堆能够更加紧密的密封，有效防止漏液，从而提高液流电池的性能。

技术特征：

1.一种导流板，其特征在于，所述导流板包括一体成形的导流板本体（1），所述导流板本体（1）为设有用于安装双极板的空腔（11）的回形结构，所述导流板本体（1）上开设有电解液流道，所述电解液流道包括开设在所述导流板本体（1）的正面的第一电解液流道（12）、开设在所述导流板本体（1）的反面的第二电解液流道（13）和用于连通所述第一电解液流道（12）和所述第二电解液流道（13）的第一连通孔（15），所述导流板本体（1）中开设有位于所述第一电解液流道（12）和所述第二电解液流道（13）之间的用于嵌入式安装双极板的安装槽（14），所述安装槽（14）包括第一部分（141）和第二部分（142），所述第一部分（141）为沿所述导流板本体（1）的内边框延伸且开口朝向所述空腔（11）的单向槽，所述第二部分（142）为与所述第一部分（141）和所述空腔（11）连通并延伸至所述导流板本体（1）的外边框的用于供双极板插入所述导流板本体（1）中的通槽。

2.根据权利要求1所述的导流板，其特征在于，所述导流板本体（1）包括两个相对设置的长边框和两个相对设置的短边框，所述第一部分（141）开设在一个短边框和两个长边框中，所述第二部分（142）开设在另一个短边框中，每个所述长边框上均开设有所述电解液流道。

3.根据权利要求2所述的导流板，其特征在于，位于同一所述长边框上的所述第一电解液流道（12）和所述第二电解液流道（13）在垂直于所述导流板本体（1）所在平面的方向上相重叠，所述第一连通孔（15）的轴线垂直于所述导流板所在的平面，位于不同所述长边框上的所述电解液流道相互中心对称。

4.根据权利要求2所述的导流板，其特征在于，所述第一电解液流道（12）和所述第二电解液流道（13）分别包括分配流道和汇集流道（24），所述分配流道包括与所述空腔（11）连通的第一分配区和与所述第一分配区连通的第二分配区，所述第一分配区设有多个沿所述长边框的内边缘等距间隔设置的第一阻挡块（21），所述第二分配区设有多个沿平行于所述长边框的内边缘方向间隔设置的第二阻挡块（22），所述汇集流道（24）的一端开口与所述第二分配区相连，另一端与所述第一连通孔（15）连接。

5.根据权利要求4所述的导流板，其特征在于，每个所述长边框的正面分别设置多组所述第一电解液流道（12），位于同一长边框上的多组所述第一电解液流道（12）的分配流道沿所述长边框的长度方向依次排列设置，

6.根据权利要求4所述的导流板，其特征在于，在所述长边框上的所述第一部分（141）的槽底至所述长边框的内边缘的距离小于所述第二阻挡块（22）到所述长边框的内边缘的距离。

7.根据权利要求6所述的导流板，其特征在于，在所述长边框上的所述第一部分（141）的槽底至所述长边框的内边缘的距离为5~20mm，在所述短边框上的所述第一部分（141）的槽底至所述短边框的内边缘的距离为5~20mm。

8.根据权利要求4所述的导流板，其特征在于，相邻两个所述第一阻挡块（21）之间形成第一分支流道，相邻两个所述第二阻挡块（22）之间形成第二分支流道，所述第一分支流道的数量大于所述第二分支流道的数量，所述第一分支流道和所述第二分支流道的宽度分别独立地为2~5mm。

9.根据权利要求4所述的导流板，其特征在于，所述第一分配区和所述第二分配区之间还设有沿平行于所述长边框的内边缘方向延伸的缓冲区（23）；

10.根据权利要求4所述的导流板，其特征在于，所述汇集流道（24）的一端与所述第二分配区的中部相连接，所述汇集流道（24）包括1~3个弯折部，所述弯折部的弯折角度为90°。

11.根据权利要求10所述的导流板，其特征在于，所述汇集流道（24）与分配流道的交汇处以及所述汇集流道（24）的每个弯折处均设置弧形过渡。

12.根据权利要求2所述的导流板，其特征在于，所述导流板的材质为pp、pe或pvc；

13.根据权利要求1至12中任一项所述的导流板，其特征在于，所述导流板还包括覆设在所述导流板本体（1）的正面的第一盖板和覆设在所述导流板本体（1）的反面的第二盖板，所述第一盖板可将所述第一电解液流道（12）完全覆盖，所述第二盖板可将所述第二电解液流道（13）完全覆盖。

14.根据权利要求13所述的导流板，其特征在于，所述第一盖板和所述第二盖板与所述导流板本体（1）分体设置或一体成形。

15.一种一体化双极板，其特征在于，所述一体化双极板包括权利要求1至14中任一项所述的导流板和安装在所述导流板中的双极板，所述第二部分（142）远离所述空腔（11）的一侧开口经焊接密封。

技术总结本发明涉及一种导流板及一体化双极板，本发明的导流板包括一体成形的导流板本体，导流板本体的正面设有第一电解液流道、导流板本体的反面设有第二电解液流道，导流板本体中开设有位于第一电解液流道和第二电解液流道之间的用于嵌入式安装双极板的安装槽，安装槽包括沿导流板本体的内边框延伸且开口朝向空腔的单向槽和与第一部分和空腔连通并延伸至导流板本体的外边框的用于供双极板插入导流板本体中的通槽。本发明的导流板具有一定的强度，可以帮助双极板承受装堆的压力，使得安装在其中的双极板不易破裂，本发明的导流板可使电堆能够更加紧密的密封，有效防止漏液。技术研发人员：杨鸿程,冯勇,张庶受保护的技术使用者：艾博特瑞能源科技（苏州）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/21