專利名稱：圓形液流電池及包括其的圓形液流電池堆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液流電池領(lǐng)域，具體而言，涉及一種圓形液流電池及包括其的圓形液流電池堆。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的液流電池堆，包括液流框I’、雙極板2’、多孔電極3’、離子交換膜4’按照?qǐng)DI所示次序疊放并裝配而成，電池堆的組成由 圖I中所示的結(jié)構(gòu)重復(fù)疊放而成，由圖I和圖2可以看出，其單電池片為矩形，電解液進(jìn)口在矩形一端，而出口在矩形另外一端。無論怎么進(jìn)行電池內(nèi)部流場(chǎng)設(shè)計(jì)，電解液都要逐漸從電池片的一端流向另一端導(dǎo)致電解液在電池片內(nèi)反應(yīng)不均勻。而且，在該流動(dòng)過程中，充放電時(shí)，在其進(jìn)口端電解液反應(yīng)離子濃度大于出口端反應(yīng)離子濃度，而且隨著電解液的流動(dòng)及反應(yīng)離子的消耗，反應(yīng)離子濃度逐漸變小因此，進(jìn)口端和出口端的電解液反應(yīng)離子濃度有一定差異，而進(jìn)口端和出口端電解液經(jīng)過多孔電極的線速度是相同的(由于矩形電池片設(shè)計(jì)，其進(jìn)出口截面積相等且進(jìn)出口體積流速始終相等)，從而進(jìn)一步加劇了電解液反應(yīng)不均勻、濃差極化以及電池效率的降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種圓形液流電池及包括其的圓形液流電池堆，優(yōu)化了電解液在反應(yīng)過程中的反應(yīng)離子濃度的均勻性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種圓形液流電池，圓形液流電池包括正極半電池；負(fù)極半電池；圓形的離子交換膜，設(shè)置在正極半電池和負(fù)極半電池之間；兩個(gè)分別向正極半電池和負(fù)極半電池提供電解液的圓形的進(jìn)液端板，設(shè)置在圓形液流電池的第一端部和/或第二端部，各進(jìn)液端板分別包括圓形的進(jìn)液內(nèi)孔，設(shè)置在進(jìn)液端板的圓心周圍處；多個(gè)相互隔離的圓形的進(jìn)液邊槽，沿進(jìn)液端板的周向均勻排布，各進(jìn)液邊槽將進(jìn)液內(nèi)孔與正極半電池或負(fù)極半電池連通。進(jìn)一步地，上述各進(jìn)液端板背離離子交換膜的第一表面為平面，朝向離子交換膜的第二表面包括與進(jìn)液端板同心的圓形凹陷部，進(jìn)液內(nèi)孔設(shè)置在圓形凹陷部中，進(jìn)液邊槽設(shè)置在圓形凹陷部外圍靠近進(jìn)液端板邊緣的位置，且兩個(gè)進(jìn)液端板的圓形凹陷部大小相等；多個(gè)導(dǎo)流槽，設(shè)置在進(jìn)液邊槽與圓形凹陷部之間將電解液由進(jìn)液內(nèi)孔導(dǎo)流至進(jìn)液邊槽。進(jìn)一步地，上述導(dǎo)流槽的深度與圓形凹陷部的深度相同。進(jìn)一步地，上述各進(jìn)液端板的進(jìn)液邊槽和導(dǎo)流槽均為四個(gè)。進(jìn)一步地，兩個(gè)上述進(jìn)液端板由外到內(nèi)依次設(shè)置在圓形液流電池的同一端部，位于外側(cè)的進(jìn)液端板還包括與位于內(nèi)側(cè)的進(jìn)液端板的進(jìn)液內(nèi)孔位置對(duì)應(yīng)且連通的圓形的進(jìn)液導(dǎo)流孔，且進(jìn)液導(dǎo)流孔的深度與位于外側(cè)的進(jìn)液端板的厚度相同；位于內(nèi)側(cè)的進(jìn)液端板還包括多個(gè)圓形的進(jìn)液邊孔，與位于外側(cè)的進(jìn)液端板的進(jìn)液邊槽對(duì)應(yīng)且連通；圓柱體，與位于外側(cè)的進(jìn)液端板的進(jìn)液內(nèi)孔相對(duì)應(yīng)且厚度與位于內(nèi)側(cè)的進(jìn)液端板的厚度相同。進(jìn)一步地，兩個(gè)上述進(jìn)液端板分別設(shè)置在離子交換膜的第一端部和第二端部，任意一個(gè)進(jìn)液端板的圓形凹陷部還設(shè)置有將來自另一個(gè)進(jìn)液端板的電解液導(dǎo)出圓形液流電池的圓形的出液內(nèi)孔，且出液內(nèi)孔的深度與其所在的進(jìn)液端板的厚度相同。進(jìn)一步地，上述正極半電池和負(fù)極半電池分別包括液流框，設(shè)置在離子交換膜的一側(cè)，液流框包括同心設(shè)置且相互連接的環(huán)形框和圓板；多孔電極，嵌設(shè)在液流框的環(huán)形框與圓板之間；雙極板，設(shè)置在多孔電極遠(yuǎn)離離子交換膜的一側(cè)；絕緣板，設(shè)置在雙極板遠(yuǎn)離多孔電極的一側(cè)，靠近雙極板的側(cè)面具有凹槽；集流板，嵌設(shè)在絕緣板的凹槽中；兩個(gè)進(jìn)液端板分別為正極進(jìn)液端板和負(fù)極進(jìn)液端板，正極進(jìn)液端板的進(jìn)液內(nèi)孔為正極進(jìn)液內(nèi)孔、正極進(jìn)液端板的進(jìn)液邊槽為正極進(jìn)液邊槽；負(fù)極進(jìn)液端板的進(jìn)液內(nèi)孔為負(fù)極進(jìn)液內(nèi)孔、負(fù)極進(jìn)液端板的進(jìn)液邊槽為負(fù)極進(jìn)液邊槽，其中正極進(jìn)液端板設(shè)置在靠近正極半電池的一側(cè)，來自正極進(jìn)液內(nèi)孔的正極電解液依次經(jīng)過正極半電池的絕緣板、雙極板和液流框進(jìn)入正極半電池的多孔電極進(jìn)行反應(yīng)；或正極進(jìn)液端板設(shè)置在遠(yuǎn)離正極半電池的一側(cè)，來自正極進(jìn) 液內(nèi)孔的正極電解液依次經(jīng)過負(fù)極半電池的絕緣板、雙極板、液流框、離子交換膜和正極半電池的液流框進(jìn)入正極半電池的多孔電極進(jìn)行反應(yīng)；或負(fù)極進(jìn)液端板設(shè)置在靠近負(fù)極半電池的一側(cè)，來自負(fù)極進(jìn)液內(nèi)孔的負(fù)極電解液依次經(jīng)過負(fù)極半電池的絕緣板、雙極板和液流框進(jìn)入負(fù)極半電池的多孔電極進(jìn)行反應(yīng)；或負(fù)極進(jìn)液端板設(shè)置在遠(yuǎn)離負(fù)極半電池的一側(cè)，來自負(fù)極進(jìn)液內(nèi)孔的負(fù)極電解液依次經(jīng)過正極半電池的絕緣板、雙極板、液流框、離子交換膜和負(fù)極半電池的液流框進(jìn)入負(fù)極半電池的多孔電極進(jìn)行反應(yīng)。進(jìn)一步地，上述離子交換膜、雙極板、液流框和靠近正極進(jìn)液端板或負(fù)極進(jìn)液端板的絕緣板均具有與正極進(jìn)液邊槽相對(duì)應(yīng)的圓形的正極液流通孔，正極半電池的多孔電極與正極液流通孔相連通；與負(fù)極進(jìn)液邊槽相對(duì)應(yīng)的圓形的負(fù)極液流通孔，負(fù)極半電池的多孔電極與負(fù)極液流通孔相連通；離子交換膜和液流框的圓板上分別設(shè)置有圓形的正極集液孔，與正極半電池的多孔電極相連通；圓形的負(fù)極集液孔，與負(fù)極半電池的多孔電極相連通。進(jìn)一步地，上述液流框靠近離子交換膜的側(cè)面為平面，液流框的圓板的厚度小于環(huán)形框的厚度，且環(huán)形框和圓板之間通過連接板相連，環(huán)形框、圓板與連接板之間圍成扇形區(qū)域，多孔電極嵌設(shè)在扇形區(qū)域內(nèi)。進(jìn)一步地，上述絕緣板具有凹槽的側(cè)面還包括與絕緣板同心設(shè)置的圓柱形突起平臺(tái)，凹槽包括圓環(huán)形主體部，圍繞圓柱形突起平臺(tái)且與絕緣板同心設(shè)置；外延部，外延部為圓環(huán)形主體部向絕緣板的邊緣延伸出的條狀凹槽，集流板嵌設(shè)在凹槽中且嵌設(shè)于外延部的部分向絕緣板的外部繼續(xù)延伸；其中，正極進(jìn)液端板和負(fù)極進(jìn)液端板在圓形液流電池中的排布方式為方式一或方式二，方式一為正極進(jìn)液端板設(shè)置在靠近正極半電池的一側(cè)，負(fù)極進(jìn)液端板設(shè)置在靠近負(fù)極半電池的一側(cè)，雙極板的圓心周圍處和絕緣板的圓形突起平臺(tái)均設(shè)置有正極集液孔和負(fù)極集液孔；方式二為正極進(jìn)液端板設(shè)置在遠(yuǎn)離正極半電池的一偵牝負(fù)極進(jìn)液端板設(shè)置在遠(yuǎn)離負(fù)極半電池的一側(cè)，雙極板的圓心周圍處和絕緣板的圓形突起平臺(tái)均設(shè)置有正極集液孔和負(fù)極集液孔。進(jìn)一步地，上述正極進(jìn)液端板和負(fù)極進(jìn)液端板在圓形液流電池中的排布方式為方式三或方式四，方式三為上述正極進(jìn)液端板設(shè)置在靠近正極半電池的一側(cè)，且負(fù)極進(jìn)液端板設(shè)置在正極進(jìn)液端板與正極半電池之間，負(fù)極半電池的雙極板和絕緣板的圓心周圍處均設(shè)置有圓形的正極電解液導(dǎo)出孔和圓形的負(fù)極電解液導(dǎo)出孔；方式四為負(fù)極進(jìn)液端板設(shè)置在靠近負(fù)極半電池的一側(cè)，正極進(jìn)液端板設(shè)置在負(fù)極半電池與負(fù)極進(jìn)液端板之間，正極半電池的雙極板和絕緣板的圓心周圍處均設(shè)置有正極電解液導(dǎo)出孔和負(fù)極電解液導(dǎo)出孔；當(dāng)正極進(jìn)液端板和負(fù)極進(jìn)液端板在圓形液流電池中的排布方式為方式三或方式四時(shí)，遠(yuǎn)離正極進(jìn)液端板和負(fù)極進(jìn)液端板的絕緣板具有凹槽的側(cè)面還包括與該絕緣板同心設(shè)置的圓柱形突起平臺(tái)，該絕緣板的正極電解液導(dǎo)出孔設(shè)置在圓柱形突起平臺(tái)中，凹槽包括圓環(huán)形主體部，圍繞圓柱形突起平臺(tái)且與該絕緣板同心設(shè)置；外延部，外延部為圓環(huán)形主體部向該絕緣板的邊緣延伸出的條狀凹槽，集流板嵌設(shè)在凹槽中且嵌設(shè)于外延部的部分向絕緣板的外部繼續(xù)延伸；靠近正極進(jìn)液端板和負(fù)極進(jìn)液端板的絕緣板的凹槽包括圓形主體部，與該絕緣板同心設(shè)置；外延部，外延部為圓形主體部向該絕緣板的邊緣延伸出的條狀凹槽，集流板嵌設(shè)在凹槽中且嵌設(shè)于外延部的部分向該絕緣板的外部繼續(xù)延伸。進(jìn)一步地，上述正極進(jìn)液端板、負(fù)極進(jìn)液端板、絕緣板、雙極板、液流框和離子交換膜通過螺紋緊固件固定在一起。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種圓形液流電池堆，液流電池堆包括上述的圓形液流電池，且以圓形液流電池的離子交換膜、圓形液流電池的正極半電池的多孔電極和液流框、圓形液流電池的負(fù)極半電池的多孔電極和液流框、以及一個(gè)阻隔雙極板為組合·單元重復(fù)排列，在組合單元中，多孔電極嵌設(shè)在與其對(duì)應(yīng)的液流框中，正極半電池的液流框與負(fù)極半電池的液流框設(shè)置在離子交換膜的兩側(cè)，阻隔雙極板設(shè)置在液流框的遠(yuǎn)離離子交換膜的一側(cè)，且阻隔雙極板包括圓形的正極電解液流通內(nèi)孔和負(fù)極電解液流通內(nèi)孔，間隔設(shè)置在阻隔雙極板的圓心周圍處；圓形的正極電解液流通邊孔，與圓形液流電池的正極進(jìn)液端板的正極進(jìn)液邊槽對(duì)應(yīng)且相互連通；圓形的負(fù)極電解液流通邊孔，與圓形液流電池的負(fù)極進(jìn)液端板的負(fù)極進(jìn)液邊槽對(duì)應(yīng)且相互連通。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，電解液由位于進(jìn)液端板的圓心處的進(jìn)液內(nèi)孔分流到沿進(jìn)液端板的周向均勻排布的進(jìn)液邊槽后再輸送至正極半電池和負(fù)極半電池，電解液在正極半電池和負(fù)極半電池的電池板內(nèi)的流動(dòng)路徑縮短了，并且電解液以一種均勻的狀態(tài)進(jìn)入正極半電池和負(fù)極半電池，從而改善了電解液在液流電池內(nèi)的反應(yīng)的均勻性。


構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說明書附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的液流電池的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出了圖I所示的液流電池的俯視圖，其中箭頭的指向表明電解液的流動(dòng)方向；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施例的圓形液流電池的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4示出了圖3所示的正極進(jìn)液端板的朝向負(fù)極進(jìn)液端板的側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5示出了圖4所示的正極進(jìn)液端板的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖6示出了圖3所示的負(fù)極進(jìn)液端板的遠(yuǎn)離正極進(jìn)液端板的側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7示出了圖6所示的負(fù)極進(jìn)液端板的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖8示出了圖3所示的正極半電池的絕緣板的遠(yuǎn)離負(fù)極進(jìn)液端板的側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖9示出了圖8所示的絕緣板的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖10示出了圖3所示的正極半電池的集流板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11示出了圖3所示的正極半電池的雙極板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12示出了圖3所示的正極半電池的多孔電極的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13示出了圖3所示的正極半電池的液流框的遠(yuǎn)離離子交換膜的側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖14示出了圖13所示的液流框的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖15示出了圖3所示的離子交換膜的靠近負(fù)極半電池的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；圖16示出了圖3所示的負(fù)極半電池的液流框的遠(yuǎn)離離子交換膜的側(cè)面的結(jié)構(gòu)示 意圖；圖17示出了圖16所示的液流框的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖18示出了圖3所示的阻隔雙極板朝向負(fù)極絕緣板的側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖19示出了圖3所示的負(fù)極半電池的雙極板靠近負(fù)極絕緣板的側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖20示出了圖3所示的負(fù)極半電池的絕緣板的靠近雙極板的側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖21示出了圖20所示的絕緣板的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖22示出了圖3所示的負(fù)極半電池的集流板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖23示出了根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選的實(shí)施例的圓形液流電池的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖24示出了圖23所示的正極進(jìn)液端板的結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖25示出了圖23所示的負(fù)極進(jìn)液端板的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。如圖3所示，在本發(fā)明一種典型的實(shí)施方式中，提供了一種圓形液流電池，該圓形液流電池包括正極半電池、負(fù)極半電池、圓形的離子交換膜I、兩個(gè)分別向正極半電池和負(fù)極半電池提供電解液的圓形的進(jìn)液端板，離子交換膜I設(shè)置在正極半電池和負(fù)極半電池之間，兩個(gè)進(jìn)液端板設(shè)置在圓形液流電池的第一端部和/或第二端部，各進(jìn)液端板分別包括圓形的進(jìn)液內(nèi)孔和多個(gè)相互隔離的圓形的進(jìn)液邊槽，進(jìn)液內(nèi)孔設(shè)置在進(jìn)液端板圓心周圍處；多個(gè)進(jìn)液邊槽沿進(jìn)液端板的周向均勻排布，各進(jìn)液邊槽將進(jìn)液內(nèi)孔與正極半電池或負(fù)極半電池連通。具有上述結(jié)構(gòu)的圓形液流電池，電解液由位于進(jìn)液端板的圓心處的進(jìn)液內(nèi)孔分流到沿進(jìn)液端板的周向均勻排布的進(jìn)液邊槽后再輸送至正極半電池和負(fù)極半電池，電解液在正極半電池和負(fù)極半電池的電池板內(nèi)的流動(dòng)路徑縮短了，并且電解液以一種均勻的狀態(tài)進(jìn)入正極半電池和負(fù)極半電池，從而改善了電解液在液流電池內(nèi)的反應(yīng)的均勻性。如圖3所示，在本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施例中，各進(jìn)液端板背離離子交換膜I的第一表面為平面，朝向離子交換膜I的第二表面包括與進(jìn)液端板同心的圓形凹陷部和多個(gè)導(dǎo)流槽，進(jìn)液內(nèi)孔設(shè)置在圓形凹陷部中，進(jìn)液邊槽設(shè)置在第一圓形凹陷部外圍靠近進(jìn)液端板邊緣的位置，且兩個(gè)進(jìn)液端板的圓形凹陷部大小相等；多個(gè)導(dǎo)流槽設(shè)置在進(jìn)液邊槽與圓形凹陷部之間將電解液由進(jìn)液內(nèi)孔導(dǎo)流至進(jìn)液邊槽。進(jìn)液內(nèi)孔設(shè)置在圓形凹陷部，從而使由進(jìn)液內(nèi)孔流入的電解液在圓形凹陷部匯集并通過導(dǎo)流槽導(dǎo)流至進(jìn)液邊槽，使得進(jìn)液端板的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，而且保證了電解液的均勻流動(dòng)。如圖4至圖7所示，為了使電解液在進(jìn)液端板中流動(dòng)順暢，優(yōu)選導(dǎo)流槽的深度與所述圓形凹陷部的深度相同。如圖4至圖7所示，上述進(jìn)液邊槽個(gè)數(shù)為多個(gè)，在保證電解液均勻流動(dòng)的前提下，優(yōu)選進(jìn)液邊槽和導(dǎo)流槽均為四個(gè)。如圖3至圖7所示，兩個(gè)進(jìn)液端板由外到內(nèi)依次設(shè)置在離子交換膜I的同一端部， 位于外側(cè)的進(jìn)液端板還包括與位于內(nèi)側(cè)的進(jìn)液端板的進(jìn)液內(nèi)孔位置對(duì)應(yīng)且連通的圓形的進(jìn)液導(dǎo)流孔，且進(jìn)液導(dǎo)流孔的深度與位于外側(cè)的進(jìn)液端板的厚度相同；位于內(nèi)側(cè)的進(jìn)液端板還包括多個(gè)圓形的進(jìn)液邊孔和圓柱體，進(jìn)液邊孔與位于外側(cè)的進(jìn)液端板的進(jìn)液邊槽對(duì)應(yīng)且連通，圓柱體與位于外側(cè)的進(jìn)液端板的進(jìn)液內(nèi)孔相對(duì)應(yīng)且厚度與位于內(nèi)側(cè)的進(jìn)液端板的厚度相同。將兩個(gè)進(jìn)液端板由外到內(nèi)依次設(shè)置在離子交換膜I的同一側(cè)時(shí)，為了使電解液利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)分別流入正極半電池和負(fù)極半電池，在外側(cè)的進(jìn)液端板上設(shè)置進(jìn)液導(dǎo)流孔使電解液流經(jīng)外側(cè)的進(jìn)液端板后由內(nèi)側(cè)的進(jìn)液端板的進(jìn)液內(nèi)孔，然后再依次流經(jīng)位于內(nèi)側(cè)的進(jìn)液端板的進(jìn)液邊槽后進(jìn)入正極半電池和負(fù)極半電池，電解液在正極半電池和負(fù)極半電池反應(yīng)完成之后直接流出圓形液流電池。在位于內(nèi)側(cè)的進(jìn)液端板上設(shè)置于位于外側(cè)的進(jìn)液端板的進(jìn)液內(nèi)孔相對(duì)應(yīng)的圓柱體，且該圓柱體的厚度與進(jìn)液端板的厚度相同因此可以使該圓柱體與位于外側(cè)的進(jìn)液端板相抵接，起到相互支撐的作用，有利于兩個(gè)進(jìn)液端板的組合。如圖23至圖25所示，兩個(gè)進(jìn)液端板分別設(shè)置在離子交換膜I的第一端部和第二端部，任意一個(gè)進(jìn)液端板的圓形凹陷部還設(shè)置有將來另一個(gè)進(jìn)液端板的電解液導(dǎo)出圓形液流電池的圓形的出液內(nèi)孔，且出液內(nèi)孔的深度與其所在的進(jìn)液端板的厚度相同。當(dāng)兩個(gè)進(jìn)液端板分別設(shè)置在離子交換膜I的兩側(cè)時(shí)，為了便于電解液流出圓形液流電池，因此優(yōu)選在進(jìn)液端板設(shè)置電解液的出液內(nèi)孔。當(dāng)然如果不設(shè)置出液內(nèi)孔，也可以通過管道弓I流將電解液弓I出圓形液流電池。如圖3所示，在本發(fā)明又一種優(yōu)選的實(shí)施例中，上述正極半電池和負(fù)極半電池分別包括液流框2、多孔電極3、雙極板4、絕緣板6和集流板5，液流框2設(shè)置在離子交換膜I的一側(cè)，液流框2包括同心設(shè)置且相互連接的環(huán)形框21和圓板22 ;多孔電極3嵌設(shè)在液流框2的環(huán)形框21與圓板22之間；雙極板4設(shè)置在多孔電極3遠(yuǎn)離離子交換膜I的一側(cè)；絕緣板6設(shè)置在雙極板4遠(yuǎn)離多孔電極3的一側(cè),靠近雙極板4的側(cè)面具有凹槽；集流板5嵌設(shè)在絕緣板6的凹槽中；兩個(gè)進(jìn)液端板分別為正極進(jìn)液端板7和負(fù)極進(jìn)液端板8，正極進(jìn)液端板7的進(jìn)液內(nèi)孔為正極進(jìn)液內(nèi)孔71、正極進(jìn)液端板7的進(jìn)液邊槽為正極進(jìn)液邊槽72 ;負(fù)極進(jìn)液端板8的進(jìn)液內(nèi)孔為負(fù)極進(jìn)液內(nèi)孔81、負(fù)極進(jìn)液端板8的進(jìn)液邊槽為負(fù)極進(jìn)液邊槽83，其中正極進(jìn)液端板7設(shè)置在靠近正極半電池的一側(cè)，來自正極進(jìn)液內(nèi)孔71的正極電解液依次經(jīng)過正極半電池的絕緣板6、雙極板4和液流框2進(jìn)入正極半電池的多孔電極3進(jìn)行反應(yīng)；或正極進(jìn)液端板7設(shè)置在遠(yuǎn)離正極半電池的一側(cè)，來自正極進(jìn)液內(nèi)孔71的正極電解液依次經(jīng)過負(fù)極半電池的絕緣板6、雙極板4、液流框2、離子交換膜I和正極半電池的液流框2進(jìn)入正極半電池的多孔電極3進(jìn)行反應(yīng)；或負(fù)極進(jìn)液端板8設(shè)置在靠近負(fù)極半電池的一側(cè)，來自負(fù)極進(jìn)液內(nèi)孔81的負(fù)極電解液依次經(jīng)過負(fù)極半電池的絕緣板6、雙極板4和液流框2進(jìn)入負(fù)極半電池的多孔電極3進(jìn)行反應(yīng)；或負(fù)極進(jìn)液端板8設(shè)置在遠(yuǎn)離負(fù)極半電池的一側(cè)，來自負(fù)極進(jìn)液內(nèi)孔81的負(fù)極電解液依次經(jīng)過正極半電池的絕緣板6、雙極板4、液流框2、離子交換膜I和負(fù)極半電池的液流框2進(jìn)入負(fù)極半電池的多孔電極3進(jìn)行反應(yīng)。上述實(shí)施例中的正極進(jìn)液端板7和負(fù)極進(jìn)液端板8與具有上述結(jié)構(gòu)的正極半電池和負(fù)極半電池組合時(shí)，組合方式不同電解液的流動(dòng)路徑不同，但是只要能夠保證電解液進(jìn)入半電池內(nèi)部參與反應(yīng)、反應(yīng)完成后流出圓形液流電池即可。如圖4和圖5所示，如上所述，當(dāng)進(jìn)液端板為正極進(jìn)液端板7時(shí)，其上的進(jìn)液內(nèi)孔為正極進(jìn)液內(nèi)孔71，進(jìn)液邊槽為正極進(jìn)液邊槽72，導(dǎo)流槽為正極導(dǎo)流槽74，且當(dāng)其上具有導(dǎo)流通孔時(shí)該進(jìn)液導(dǎo)流通孔為負(fù)極進(jìn)液導(dǎo)流通孔73，當(dāng)其上具有進(jìn)液邊孔時(shí)該進(jìn)液邊孔為 負(fù)極進(jìn)液邊孔，當(dāng)其上具有出液內(nèi)孔時(shí)該出液內(nèi)孔為負(fù)極出液內(nèi)孔75;當(dāng)進(jìn)液端板為負(fù)極進(jìn)液端板8時(shí),其上的進(jìn)液內(nèi)孔為負(fù)極進(jìn)液內(nèi)孔81,進(jìn)液邊槽為負(fù)極進(jìn)液邊槽83,導(dǎo)流槽為負(fù)極導(dǎo)流槽84，且當(dāng)其上具有進(jìn)液導(dǎo)流通孔時(shí)該進(jìn)液導(dǎo)流通孔為正極進(jìn)液導(dǎo)流通孔，當(dāng)其上具有進(jìn)液邊孔時(shí)該進(jìn)液邊孔為正極進(jìn)液邊孔82，當(dāng)其上當(dāng)其上具有出液內(nèi)孔時(shí)該出液內(nèi)孔為正極出液內(nèi)孔85。如圖8、圖9、圖11至17和圖19至圖21所示，離子交換膜I、雙極板4、液流框2和靠近正極進(jìn)液端板7或負(fù)極進(jìn)液端板8的絕緣板6均具有與正極進(jìn)液邊槽72相對(duì)應(yīng)的圓形的正極液流通孔10和與負(fù)極進(jìn)液邊槽83相對(duì)應(yīng)的圓形的負(fù)極液流通孔20，正極半電池的多孔電極3與正極液流通孔10相連通；負(fù)極半電池的多孔電極3與負(fù)極液流通孔20相連通；離子交換膜I和液流框2的圓板22上分別設(shè)置有圓形的正極集液孔30和圓形的負(fù)極集液孔40，正極集液孔30與正極半電池的多孔電極3相連通；負(fù)極集液孔40與負(fù)極半電池的多孔電極3相連通。因此，在設(shè)計(jì)圓形電池時(shí)，控制具有上述結(jié)構(gòu)的圓形液流電池的正極進(jìn)液邊槽72的周長(zhǎng)、負(fù)極進(jìn)液邊槽83的周長(zhǎng)、正極集液孔30的周長(zhǎng)和負(fù)極集液孔40的周長(zhǎng)，從而控制電解液進(jìn)出圓形液流電池的線速度。而且，在利用上述圓形液流電池充放電時(shí)，以正極半電池為例，正極電解液液流框2的正極液流通孔10進(jìn)入多孔電極3后向位于液流框2中心處的正極集液孔30集中，在正極電解液的流動(dòng)過程中，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)離子濃度會(huì)逐漸變小，同時(shí)由于圓形液流電池的多孔電極3的反應(yīng)區(qū)域也沿電解液的流動(dòng)方向逐漸減小，那么其所需參與反應(yīng)的離子的量也是逐漸減小，因此可以保證整個(gè)圓形液流電池的離子反應(yīng)的均勻性，進(jìn)一步減少了電解液的濃差極化，提高了圓形液流電池的充放電效率。如圖13、圖14、圖16和圖17所示，液流框2靠近離子交換膜I的側(cè)面為平面，液流框2的圓板22的厚度小于環(huán)形框21的厚度，且環(huán)形框21和圓板22之間通過連接板23相連，環(huán)形框21、圓板22與連接板23之間圍成扇形區(qū)域，多孔電極3嵌設(shè)在扇形區(qū)域內(nèi)。將多孔電極3嵌設(shè)在扇形區(qū)域內(nèi)后，通過正極液流通孔10的正極電解液或通過負(fù)極液流通孔20的負(fù)極電解液進(jìn)入與其對(duì)應(yīng)的多孔電極3，由于圓板22的厚度小于環(huán)形框21的厚度，因此正極電解液或負(fù)極電解液都可以順利地由多孔電極3流向圓板22，并經(jīng)圓板22中設(shè)置的正極集液孔30或負(fù)極集液孔40流出多孔電極3和液流框2。由于在液流框2上同時(shí)具有正極液流通孔10、負(fù)極液流通孔20、正極集液孔30和負(fù)極集液孔40，因此，為了避免正極電解液和負(fù)極電解液的相互滲透，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)將正極電解液的流經(jīng)通道與負(fù)極電解液的流經(jīng)通道相互隔離，以正極半電池的多孔電極3和液流框2為例，如圖13和圖14所示，將正極液流通孔10、多孔電極3采用密封圈密封，同時(shí)將位于圓板22上的負(fù)極集液孔40也采用密封圈密封，而且，為了便于正極電解液由正極液流通孔10穩(wěn)定地流入多孔電極3，可以在液流框2的環(huán)形框21上雕刻通孔或?qū)Я鞑蹖⒄龢O液流通孔10與多孔電極3連通。上述的采用密封圈將正極電解液和負(fù)極電解液的隔離的方法適用于圓形液流電池的其他組件中。如圖20至圖22所示，絕緣板6具有凹槽的側(cè)面還包括與絕緣板6同心設(shè)置的圓 柱形突起平臺(tái)61，凹槽包括圓環(huán)形主體部62和外延部63，圓環(huán)形主體部62圍繞圓柱形突起平臺(tái)61且與絕緣板6同心設(shè)置；外延部63為圓環(huán)形主體部62向絕緣板6的邊緣延伸出的條狀凹槽，集流板5嵌設(shè)在凹槽中且嵌設(shè)于外延部63的部分向絕緣板6的外部繼續(xù)延伸；其中，正極進(jìn)液端板7和負(fù)極進(jìn)液端板8在圓形液流電池中的排布方式為方式一或方式二，方式一為正極進(jìn)液端板7設(shè)置在靠近正極半電池的一側(cè)，負(fù)極進(jìn)液端板8設(shè)置在靠近負(fù)極半電池的一側(cè)，雙極板4的圓心周圍處和絕緣板6的圓形突起平臺(tái)61均設(shè)置有正極集液孔30和負(fù)極集液孔40 ;方式二為正極進(jìn)液端板7設(shè)置在遠(yuǎn)離正極半電池的一側(cè)，負(fù)極進(jìn)液端板8設(shè)置在遠(yuǎn)離負(fù)極半電池的一側(cè)，雙極板4的圓心周圍處和絕緣板6的圓形突起平臺(tái)61均設(shè)置有正極集液孔30和負(fù)極集液孔40。當(dāng)正極進(jìn)液端板7和負(fù)極進(jìn)液端板8分開設(shè)置時(shí)，為了便于完成反應(yīng)的電解液流出圓形液流電池并簡(jiǎn)化圓形液流電池的結(jié)構(gòu)，因此優(yōu)選采用上述方式在絕緣板6的圓形周圍處設(shè)置一圓形突起平臺(tái)61，并將正極集液孔30和負(fù)極集液孔40設(shè)置在該圓形突起平臺(tái)61上，從而來自雙極板3的正極集液孔30的正極電解液導(dǎo)入負(fù)極進(jìn)液端板8的正極出液內(nèi)孔85后流出圓形液流電池，同樣，來自雙極板3的負(fù)極集液孔40的負(fù)極電解液導(dǎo)入正極進(jìn)液端板7的負(fù)極出液內(nèi)孔75后流出圓形液流電池。集流板5嵌設(shè)在絕緣板6的凹槽的圓環(huán)形主體部62和外延部63，不僅可以避免集流板5與絕緣板6簡(jiǎn)單的堆疊造成的電解液腐蝕集流板5的弊端，而且還實(shí)現(xiàn)了對(duì)較好地收集電流的效果。當(dāng)圓形液流電池包括依次排列的正極進(jìn)液端板7、正極半電池(包括依次排列的嵌設(shè)有集流板5的絕緣板6、雙極板4和嵌設(shè)由多孔電極3的液流框2)、離子交換膜I、負(fù)極半電池(包括依次排列的嵌設(shè)有多孔電極3的液流框2、雙極板4和嵌設(shè)由集流板5的絕緣板6)、負(fù)極進(jìn)液端板8。在進(jìn)行充放電時(shí)，正極電解液依次流經(jīng)正極進(jìn)液端板7的正極進(jìn)液內(nèi)孔71、正極進(jìn)液邊槽72，正極半電池的絕緣板6、雙極板4、液流框2的正極液流通孔10，正極半電池的多孔電極3，正極半電池的液流框2的正極集液孔30，離子交換膜I的正極集液孔30，負(fù)極半電池的液流框2、雙極板4、絕緣板6的正極集液孔30后由負(fù)極進(jìn)液端板8的正極出液內(nèi)孔85流出圓形液流電池；負(fù)極電解液依次流經(jīng)負(fù)極進(jìn)液端板8的負(fù)極進(jìn)液內(nèi)孔81、負(fù)極進(jìn)液邊槽83，負(fù)極半電池的絕緣板6、雙極板4、液流框2的負(fù)極液流通孔20，負(fù)極半電池的多孔電極3，負(fù)極半電池的液流框2的負(fù)極集液孔40，離子交換膜I的負(fù)極集液孔40，正極半電池的液流框2、雙極板4、絕緣板6的負(fù)極集液孔40后由正極進(jìn)液端板7的負(fù)極出液內(nèi)孔75流出圓形液流電池。
當(dāng)圓形液流電池包括依次排列的負(fù)極進(jìn)液端板8、正極半電池(包括依次排列的嵌設(shè)有集流板5的絕緣板6、雙極板4和嵌設(shè)由多孔電極3的液流框2)、離子交換膜I、負(fù)極半電池(包括依次排列的嵌設(shè)有多孔電極3的液流框2、雙極板4和嵌設(shè)由集流板5的絕緣板6)、正極進(jìn)液端板7。在進(jìn)行充放電時(shí)，正極電解液依次流經(jīng)正極進(jìn)液端板7的正極進(jìn)液內(nèi)孔71、正極進(jìn)液邊槽72，負(fù)極半電池的絕緣板6、雙極板4、液流框2的正極液流通孔10，離子交換膜I的正極液流通孔10，正極半電池的液流框2的正極液流通孔10，正極半電池的多孔電極3，正極半電池的液流框2、雙極板4、絕緣板6的正極集液孔30后由負(fù)極進(jìn)液端板8的正極出液內(nèi)孔85流出圓形液流電池；負(fù)極電解液依次流經(jīng)負(fù)極進(jìn)液端板8的負(fù)極進(jìn)液內(nèi)孔81、負(fù)極進(jìn)液邊槽83，正極半電池的絕緣板6、雙極板4、液流框2的負(fù)極液流通孔20，離子交換膜I的負(fù)極液流通孔20，負(fù)極半電池的液流框2的負(fù)極液流通孔20，負(fù)極半電池的多孔電極3，負(fù)極半電池的液流框2、雙極板4、絕緣板6的負(fù)極集液孔40后由正極進(jìn)液端板7的負(fù)極出液內(nèi)孔75流出圓形液流電池。如圖8、圖9、圖20至圖22所示，正極進(jìn)液端板7和負(fù)極進(jìn)液端板8在圓形液流電池中的排布方式為方式三或方式四，方式三為正極進(jìn)液端板7設(shè)置在靠近正極半電池的 一側(cè)，且負(fù)極進(jìn)液端板8設(shè)置在正極進(jìn)液端板7與正極半電池之間，負(fù)極半電池的雙極板4和絕緣板6的圓心周圍處均設(shè)置有正極電解液導(dǎo)出孔50和負(fù)極電解液導(dǎo)出孔60 ;方式四為負(fù)極進(jìn)液端板8設(shè)置在靠近負(fù)極半電池的一側(cè)，正極進(jìn)液端板7設(shè)置在負(fù)極半電池與負(fù)極進(jìn)液端板8之間，正極半電池的雙極板4和絕緣板6的圓心周圍處均設(shè)置有正極電解液導(dǎo)出孔50和負(fù)極電解液導(dǎo)出孔60 ;當(dāng)正極進(jìn)液端板7和負(fù)極進(jìn)液端板8在圓形液流電池中的排布方式為方式三或方式四時(shí)，遠(yuǎn)離正極進(jìn)液端板7和負(fù)極進(jìn)液端板8的絕緣板6具有凹槽的側(cè)面還包括與該絕緣板6同心設(shè)置的圓柱形突起平臺(tái)61,該絕緣板6的正極電解液導(dǎo)出孔50設(shè)置在圓柱形突起平臺(tái)61中，凹槽包括圓環(huán)形主體部62和外延部63，圓環(huán)形主體部62圍繞圓形突起平臺(tái)61且與該絕緣板6同心設(shè)置；外延部63為圓環(huán)形主體部62向該絕緣板6的邊緣延伸出的條狀凹槽，集流板5嵌設(shè)在凹槽中且嵌設(shè)于外延部63的部分向絕緣板6的外部繼續(xù)延伸；靠近正極進(jìn)液端板7和負(fù)極進(jìn)液端板8的絕緣板6的凹槽包括圓柱形主體部64和外延部63，圓柱形主體部64與該絕緣板6同心設(shè)置；外延部63為圓柱形主體部64向該絕緣板6的邊緣延伸出的條狀凹槽，集流板5嵌設(shè)在凹槽中且嵌設(shè)于外延部63的部分向該絕緣板6的外部繼續(xù)延伸。當(dāng)正極進(jìn)液端板7和負(fù)極進(jìn)液端板8設(shè)置在同一側(cè)時(shí)，正極半電池的絕緣板6和負(fù)極半電池的絕緣板6結(jié)構(gòu)可以相同也可以不同，優(yōu)選上述不同的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。當(dāng)圓形液流電池包括依次排列的正極進(jìn)液端板7、負(fù)極進(jìn)液端板8、正極半電池(包括依次排列的嵌設(shè)有集流板5的絕緣板6、雙極板4和嵌設(shè)由多孔電極3的液流框2)、離子交換膜I、負(fù)極半電池(包括依次排列的嵌設(shè)有多孔電極3的液流框2、雙極板4和嵌設(shè)由集流板5的絕緣板6)。在進(jìn)行充放電時(shí)，正極電解液依次流經(jīng)正極進(jìn)液端板7的正極進(jìn)液內(nèi)孔71、正極進(jìn)液邊槽72，負(fù)極進(jìn)液端板8的正極進(jìn)液邊孔82，正極半電池的絕緣板6、雙極板4、液流框2的正極液流通孔10，正極半電池的多孔電極3，正極半電池的液流框2的正極集液孔30，離子交換膜I的正極集液孔30，負(fù)極半電池的液流框2、雙極板4、絕緣板6的正極集液孔30流出圓形液流電池；負(fù)極電解液依次流經(jīng)正極進(jìn)液端板7的負(fù)極進(jìn)液導(dǎo)流孔73、負(fù)極進(jìn)液端板8的負(fù)極進(jìn)液內(nèi)孔81、負(fù)極進(jìn)液邊槽83，正極半電池的絕緣板6、雙極板4、液流框2的負(fù)極液流通孔20，離子交換膜I的負(fù)極液流通孔20，負(fù)極半電池的液流框2的負(fù)極液流通孔20，負(fù)極半電池的多孔電極3，負(fù)極半電池的液流框2、雙極板4、絕緣板6的負(fù)極集液孔40流出圓形液流電池。當(dāng)圓形液流電池包括依次排列的負(fù)極進(jìn)液端板8、正極進(jìn)液端板7、正極半電池(包括依次排列的嵌設(shè)有集流板5的絕緣板6、雙極板4和嵌設(shè)由多孔電極3的液流框2)、離子交換膜I、負(fù)極半電池(包括依次排列的嵌設(shè)有多孔電極3的液流框2、雙極板4和嵌設(shè)由集流板5的絕緣板6)。在進(jìn)行充放電時(shí)，正極電解液依次流經(jīng)負(fù)極進(jìn)液端板8的正極導(dǎo)流通孔，正極進(jìn)液端板7的正極進(jìn)液內(nèi)孔71、正極進(jìn)液邊槽72，正極半電池的絕緣板6、雙極板4、液流框2的正極液流通孔10，正極半 電池的多孔電極3，正極半電池的液流框2的正極集液孔30，離子交換膜I的正極集液孔30，負(fù)極半電池的液流框2、雙極板4、絕緣板6的正極集液孔30流出圓形液流電池；負(fù)極電解液依次流經(jīng)負(fù)極進(jìn)液端板8的負(fù)極進(jìn)液內(nèi)孔81、負(fù)極進(jìn)液邊槽83，正極進(jìn)液端板7的負(fù)極導(dǎo)流通孔，正極半電池的絕緣板6、雙極板4、液流框2的負(fù)極液流通孔20，離子交換膜I的負(fù)極液流通孔20，負(fù)極半電池的液流框2的負(fù)極液流通孔20，負(fù)極半電池的多孔電極3，負(fù)極半電池的液流框2、雙極板4、絕緣板6的負(fù)極集液孔40流出圓形液流電池。如圖4和圖23所示，本發(fā)明的圓形液流電池的各組件在組裝時(shí)可以采用多種組裝方式比如螺栓連接、粘結(jié)、鉚接等，優(yōu)選正極進(jìn)液端板7、負(fù)極進(jìn)液端板8、絕緣板6、雙極板4、液流框2和離子交換膜I通過螺紋緊固件固定在一起。在正極進(jìn)液端板7、負(fù)極進(jìn)液端板8、絕緣板6、雙極板4、液流框2和離子交換膜I分別制作位置對(duì)應(yīng)的螺栓孔，然后使螺釘穿過螺栓孔將各組件固定為一體。如圖18所示，一種圓形液流電池堆，液流電池堆包括上述的圓形液流電池，且以圓形液流電池的離子交換膜I、圓形液流電池的正極半電池的多孔電極3和液流框2、圓形液流電池的負(fù)極半電池的多孔電極3和液流框2、以及一個(gè)阻隔雙極板9為組合單元重復(fù)排列，在該組合單元中，多孔電極3嵌設(shè)在與其對(duì)應(yīng)的液流框2中，正極半電池的液流框2與負(fù)極半電池的液流框2設(shè)置在離子交換膜I的兩側(cè)，阻隔雙極板9設(shè)置在液流框2的遠(yuǎn)離離子交換膜I的一側(cè)，且阻隔雙極板9包括正極電解液流通內(nèi)孔91、負(fù)極電解液流通內(nèi)孔92、正極電解液流通邊孔93和負(fù)極電解液流通邊孔94，正極電解液流通內(nèi)孔91和負(fù)極電解液流通內(nèi)孔92間隔設(shè)置在阻隔雙極板9的圓心周圍處；正極電解液流通邊孔93與圓形液流電池的正極進(jìn)液端板7的正極進(jìn)液邊槽72對(duì)應(yīng)且相互連通；負(fù)極電解液流通邊孔94與圓形液流電池的負(fù)極進(jìn)液端板8的負(fù)極進(jìn)液邊槽83對(duì)應(yīng)且相互連通。具有上述結(jié)構(gòu)的圓形電池堆，由于電解液以一種均勻的狀態(tài)進(jìn)入多孔電極3進(jìn)行均勻反應(yīng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了減小濃差極化以及增加電池效率的效果。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種圓形液流電池，其特征在于，所述圓形液流電池包括 正極半電池； 負(fù)極半電池； 圓形的離子交換膜(1)，設(shè)置在所述正極半電池和所述負(fù)極半電池之間； 兩個(gè)分別向所述正極半電池和所述負(fù)極半電池提供電解液的圓形的進(jìn)液端板，設(shè)置在所述圓形液流電池的第一端部和/或第二端部，各所述進(jìn)液端板分別包括 圓形的進(jìn)液內(nèi)孔，設(shè)置在所述進(jìn)液端板的圓心周圍處； 多個(gè)相互隔離的圓形的進(jìn)液邊槽，沿所述進(jìn)液端板的周向均勻排布，各所述進(jìn)液邊槽將所述進(jìn)液內(nèi)孔與所述正極半電池或所述負(fù)極半電池連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圓形液流電池，其特征在于，各所述進(jìn)液端板背離所述離子交換膜(I)的第一表面為平面，朝向所述離子交換膜(I)的第二表面包括 與所述進(jìn)液端板同心的圓形凹陷部，所述進(jìn)液內(nèi)孔設(shè)置在所述圓形凹陷部中，所述進(jìn)液邊槽設(shè)置在所述圓形凹陷部外圍靠近所述進(jìn)液端板邊緣的位置，且兩個(gè)所述進(jìn)液端板的圓形凹陷部大小相等； 多個(gè)導(dǎo)流槽，設(shè)置在所述進(jìn)液邊槽與所述圓形凹陷部之間將所述電解液由所述進(jìn)液內(nèi)孔導(dǎo)流至所述進(jìn)液邊槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓形液流電池，其特征在于，所述導(dǎo)流槽的深度與所述圓形凹陷部的深度相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圓形液流電池，其特征在于，各所述進(jìn)液端板的所述進(jìn)液邊槽和所述導(dǎo)流槽均為四個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓形液流電池，其特征在于，兩個(gè)所述進(jìn)液端板由外到內(nèi)依次設(shè)置在所述圓形液流電池的同一端部， 位于外側(cè)的所述進(jìn)液端板還包括與位于內(nèi)側(cè)的所述進(jìn)液端板的進(jìn)液內(nèi)孔位置對(duì)應(yīng)且連通的圓形的進(jìn)液導(dǎo)流孔，且所述進(jìn)液導(dǎo)流孔的深度與所述位于外側(cè)的進(jìn)液端板的厚度相同； 所述位于內(nèi)側(cè)的進(jìn)液端板還包括 多個(gè)圓形的進(jìn)液邊孔，與所述位于外側(cè)的進(jìn)液端板的進(jìn)液邊槽對(duì)應(yīng)且連通； 圓柱體，與所述位于外側(cè)的進(jìn)液端板的進(jìn)液內(nèi)孔相對(duì)應(yīng)且厚度與所述位于內(nèi)側(cè)的進(jìn)液端板的厚度相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓形液流電池，其特征在于，兩個(gè)所述進(jìn)液端板分別設(shè)置在所述離子交換膜(I)的第一端部和第二端部，任意一個(gè)進(jìn)液端板的圓形凹陷部還設(shè)置有將來自另一個(gè)進(jìn)液端板的電解液導(dǎo)出所述圓形液流電池的圓形的出液內(nèi)孔，且所述出液內(nèi)孔的深度與其所在的進(jìn)液端板的厚度相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項(xiàng)所述的圓形液流電池，其特征在于，所述正極半電池和所述負(fù)極半電池分別包括 液流框(2)，設(shè)置在所述離子交換膜(I)的一側(cè)，所述液流框(2)包括同心設(shè)置且相互連接的環(huán)形框(21)和圓板(22)； 多孔電極(3)，嵌設(shè)在所述液流框(2)的環(huán)形框(21)與圓板(22)之間； 雙極板(4)，設(shè)置在所述多孔電極(3)遠(yuǎn)離所述離子交換膜(I)的一側(cè)；絕緣板(6 )，設(shè)置在所述雙極板(4 )遠(yuǎn)離所述多孔電極(3 )的一側(cè)，靠近所述雙極板(4 )的側(cè)面具有凹槽； 集流板(5)，嵌設(shè)在所述絕緣板(6)的所述凹槽中； 兩個(gè)所述進(jìn)液端板分別為正極進(jìn)液端板(7)和負(fù)極進(jìn)液端板(8)，所述正極進(jìn)液端板(7)的進(jìn)液內(nèi)孔為正極進(jìn)液內(nèi)孔(71)、所述正極進(jìn)液端板(7)的進(jìn)液邊槽為正極進(jìn)液邊槽(72);所述負(fù)極進(jìn)液端板(8)的進(jìn)液內(nèi)孔為負(fù)極進(jìn)液內(nèi)孔(81)、所述負(fù)極進(jìn)液端板(8)的進(jìn)液邊槽為負(fù)極進(jìn)液邊槽(83 )， 其中 所述正極進(jìn)液端板(7)設(shè)置在靠近所述正極半電池的一側(cè)，來自所述正極進(jìn)液內(nèi)孔(71)的正極電解液依次經(jīng)過所述正極半電池的絕緣板(6)、雙極板(4)和液流框(2)進(jìn)入所述正極半電池的多孔電極(3)進(jìn)行反應(yīng)；或 所述正極進(jìn)液端板(7)設(shè)置在遠(yuǎn)離所述正極半電池的一側(cè)，來自所述正極進(jìn)液內(nèi)孔(71)的正極電解液依次經(jīng)過所述負(fù)極半電池的絕緣板(6 )、雙極板(4 )、液流框(2 )、離子交換膜(I)和正極半電池的液流框(2)進(jìn)入所述正極半電池的多孔電極(3)進(jìn)行反應(yīng)；或所述負(fù)極進(jìn)液端板(8)設(shè)置在靠近所述負(fù)極半電池的一側(cè)，來自所述負(fù)極進(jìn)液內(nèi)孔(81)的負(fù)極電解液依次經(jīng)過所述負(fù)極半電池的絕緣板(6)、雙極板(4)和液流框(2)進(jìn)入所述負(fù)極半電池的多孔電極(3)進(jìn)行反應(yīng)；或 所述負(fù)極進(jìn)液端板(8)設(shè)置在遠(yuǎn)離所述負(fù)極半電池的一側(cè)，來自所述負(fù)極進(jìn)液內(nèi)孔(81)的負(fù)極電解液依次經(jīng)過所述正極半電池的絕緣板(6 )、雙極板(4)、液流框(2 )、離子交換膜(I)和所述負(fù)極半電池的液流框(2)進(jìn)入所述負(fù)極半電池的多孔電極(3)進(jìn)行反應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圓形液流電池，其特征在于， 所述離子交換膜(I)、雙極板(4)、液流框(2)和靠近所述正極進(jìn)液端板(7)或所述負(fù)極進(jìn)液端板(8)的所述絕緣板(6)均具有 與所述正極進(jìn)液邊槽(72)相對(duì)應(yīng)的圓形的正極液流通孔(10)，所述正極半電池的多孔電極(3)與所述正極液流通孔(10)相連通； 與所述負(fù)極進(jìn)液邊槽(83)相對(duì)應(yīng)的圓形的負(fù)極液流通孔(20)，所述負(fù)極半電池的多孔電極(3)與所述負(fù)極液流通孔(20)相連通； 所述離子交換膜(I)和所述液流框(2)的所述圓板(22)上分別設(shè)置有 圓形的正極集液孔(30)，與所述正極半電池的多孔電極(3)相連通； 圓形的負(fù)極集液孔(40)，與所述負(fù)極半電池的多孔電極(3)相連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圓形液流電池，其特征在于，所述液流框(2)靠近所述離子交換膜(I)的側(cè)面為平面，所述液流框(2)的所述圓板(22)的厚度小于所述環(huán)形框(21)的厚度，且所述環(huán)形框(21)和所述圓板(22)之間通過連接板(23)相連，所述環(huán)形框(21)、所述圓板(22)與連接板(23)之間圍成扇形區(qū)域，所述多孔電極(3)嵌設(shè)在所述扇形區(qū)域內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圓形液流電池，其特征在于， 所述絕緣板(6)具有所述凹槽的側(cè)面還包括與所述絕緣板(6)同心設(shè)置的圓柱形突起平臺(tái)(61),所述凹槽包括 圓環(huán)形主體部(62)，圍繞所述圓柱形突起平臺(tái)(61)且與所述絕緣板(6)同心設(shè)置； 外延部(63)，所述外延部(63)為所述圓環(huán)形主體部(62)向所述絕緣板(6)的邊緣延伸出的條狀凹槽，所述集流板(5)嵌設(shè)在所述凹槽中且嵌設(shè)于所述外延部(63)的部分向所述絕緣板(6)的外部繼續(xù)延伸； 其中，所述正極進(jìn)液端板(7)和所述負(fù)極進(jìn)液端板(8)在所述圓形液流電池中的排布方式為方式一或方式二， 所述方式一為所述正極進(jìn)液端板(7)設(shè)置在靠近所述正極半電池的一側(cè)，所述負(fù)極進(jìn)液端板(8)設(shè)置在靠近所述負(fù)極半電池的一側(cè)，所述雙極板(4)的圓心周圍處和所述絕緣板(6)的圓形突起平臺(tái)(61)均設(shè)置有正極集液孔(30)和負(fù)極集液孔(40)； 所述方式二為所述正極進(jìn)液端板(7)設(shè)置在遠(yuǎn)離所述正極半電池的一側(cè)，所述負(fù)極進(jìn)液端板(8)設(shè)置在遠(yuǎn)離所述負(fù)極半電池的一側(cè)，所述雙極板(4)的圓心周圍處和所述絕緣板(6 )的圓形突起平臺(tái)(61)均設(shè)置有正極集液孔(30 )和負(fù)極集液孔(40 )。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圓形液流電池，其特征在于， 所述正極進(jìn)液端板(7)和所述負(fù)極進(jìn)液端板(8)在所述圓形液流電池中的排布方式為方式三或方式四， 所述方式三為所述正極進(jìn)液端板(7)設(shè)置在靠近所述正極半電池的一側(cè)，且所述負(fù)極進(jìn)液端板(8)設(shè)置在所述正極進(jìn)液端板(7)與所述正極半電池之間，所述負(fù)極半電池的雙極板(4 )和絕緣板(6 )的圓心周圍處均設(shè)置有圓形的正極電解液導(dǎo)出孔(50 )和圓形的負(fù)極電解液導(dǎo)出孔(60)； 所述方式四為所述負(fù)極進(jìn)液端板(8)設(shè)置在靠近所述負(fù)極半電池的一側(cè)，所述正極進(jìn)液端板(7)設(shè)置在所述負(fù)極半電池與所述負(fù)極進(jìn)液端板(8)之間，所述正極半電池的雙極板(4 )和絕緣板(6 )的圓心周圍處均設(shè)置有正極電解液導(dǎo)出孔(50 )和負(fù)極電解液導(dǎo)出孔(60)； 當(dāng)所述正極進(jìn)液端板(7)和所述負(fù)極進(jìn)液端板(8)在所述圓形液流電池中的排布方式為方式三或方式四時(shí)， 遠(yuǎn)離所述正極進(jìn)液端板(7)和所述負(fù)極進(jìn)液端板(8)的絕緣板(6)具有所述凹槽的側(cè)面還包括與該所述絕緣板(6)同心設(shè)置的圓柱形突起平臺(tái)(61)，該所述絕緣板(6)的正極電解液導(dǎo)出孔(50)設(shè)置在所述圓柱形突起平臺(tái)(61)中，所述凹槽包括圓環(huán)形主體部(62)，圍繞所述圓柱形突起平臺(tái)(61)且與該所述絕緣板(6)同心設(shè)置； 外延部(63 )，所述外延部(63 )為所述圓環(huán)形主體部(62 )向該所述絕緣板(6 )的邊緣延伸出的條狀凹槽，所述集流板(5)嵌設(shè)在所述凹槽中且嵌設(shè)于所述外延部(63)的部分向所述絕緣板(6)的外部繼續(xù)延伸； 靠近所述正極進(jìn)液端板(7)和所述負(fù)極進(jìn)液端板(8)的絕緣板(6)的所述凹槽包括 圓形主體部(64)，與該所述絕緣板(6)同心設(shè)置； 外延部(63),所述外延部(63)為所述圓形主體部(64)向該所述絕緣板(6)的邊緣延伸出的條狀凹槽，所述集流板(5)嵌設(shè)在所述凹槽中且嵌設(shè)于所述外延部(63)的部分向該所述絕緣板(6)的外部繼續(xù)延伸。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圓形液流電池，其特征在于，所述正極進(jìn)液端板(7)、負(fù)極進(jìn)液端板(8)、絕緣板(6)、雙極板(4)、液流框(2)和離子交換膜(I)通過螺紋緊固件固定在一起。
13.—種圓形液流電池堆，其特征在于，所述液流電池堆包括權(quán)利要求I至12中任一項(xiàng)所述的圓形液流電池，且以所述圓形液流電池的離子交換膜(I)、所述圓形液流電池的正極半電池的多孔電極(3)和液流框(2)、所述圓形液流電池的負(fù)極半電池的多孔電極(3)和液流框(2)、以及一個(gè)阻隔雙極板(9)為組合單元重復(fù)排列，在所述組合單元中，所述多孔電極(3 )嵌設(shè)在與其對(duì)應(yīng)的所述液流框(2 )中，所述正極半電池的液流框(2 )與所述負(fù)極半電池的液流框(2)設(shè)置在所述離子交換膜(I)的兩側(cè)，所述阻隔雙極板(9)設(shè)置在所述液流框(2)的遠(yuǎn)離所述離子交換膜(I)的一側(cè)，且所述阻隔雙極板(9)包括 圓形的正極電解液流通 內(nèi)孔(91)和負(fù)極電解液流通內(nèi)孔(92)，間隔設(shè)置在所述阻隔雙極板(9)的圓心周圍處； 圓形的正極電解液流通邊孔(93)，與所述圓形液流電池的正極進(jìn)液端板(7)的正極進(jìn)液邊槽(72)對(duì)應(yīng)且相互連通； 圓形的負(fù)極電解液流通邊孔(94)，與所述圓形液流電池的負(fù)極進(jìn)液端板(8)的負(fù)極進(jìn)液邊槽(83)對(duì)應(yīng)且相互連通。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種圓形液流電池及包括其的圓形液流電池堆。該圓形液流電池包括正極半電池；負(fù)極半電池；圓形的離子交換膜，設(shè)置在正極半電池和負(fù)極半電池之間；兩個(gè)分別向正極半電池和負(fù)極半電池提供電解液的圓形的進(jìn)液端板，設(shè)置在圓形液流電池的第一端部和/或第二端部，各進(jìn)液端板分別包括圓形的進(jìn)液內(nèi)孔，設(shè)置在進(jìn)液端板的圓心周圍處；多個(gè)相互隔離的圓形的進(jìn)液邊槽，沿進(jìn)液端板的周向均勻排布，各進(jìn)液邊槽將進(jìn)液內(nèi)孔與正極半電池或負(fù)極半電池連通。在上述圓形液流電池中，電解液由位于圓心處的進(jìn)液內(nèi)孔分流到周向均勻排布的進(jìn)液邊槽后輸送至電池內(nèi)，縮短了電解液的流動(dòng)路徑，并且電解液均勻進(jìn)入電池內(nèi)，改善了電解液反應(yīng)的均勻性。
文檔編號(hào)H01M8/18GK102903946SQ20121042930
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者殷聰, 宋彥斌, 湯浩, 高 玉, 李云, 高艷 申請(qǐng)人:中國(guó)東方電氣集團(tuán)有限公司