本實(shí)用新型屬于全釩液流電池領(lǐng)域，特別涉及一種結(jié)構(gòu)優(yōu)化的全釩液流電池導(dǎo)流裝置。

背景技術(shù)：

全釩液流電池作為一種新型儲(chǔ)能電池，具有綠色環(huán)保、應(yīng)用安全、充放電循環(huán)次數(shù)多、能量轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)，可運(yùn)用于電網(wǎng)的削峰平谷以及太陽(yáng)能、風(fēng)能的儲(chǔ)藏，具有廣泛的應(yīng)用前景。

全釩液流電池是通過(guò)外接泵將電解液從儲(chǔ)罐中向電池裝置中泵入從而循環(huán)流動(dòng)利用。電解液在電池裝置內(nèi)部進(jìn)行流動(dòng)滲入石墨氈到達(dá)電極板，通過(guò)氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化。整個(gè)裝置主要包括電解液儲(chǔ)罐、外接泵和電池組件，其中電池組件含有電極板、集流體、質(zhì)子交換隔膜和電池板框等，其中電池板框是電解液在電極板上流動(dòng)從而發(fā)生電化學(xué)的重要場(chǎng)所，對(duì)電池效率的影響也至關(guān)重要。電解液在電池裝置內(nèi)部的流動(dòng)方式將會(huì)決定電解液的分配的均勻性，從而影響電化學(xué)反應(yīng)的效率大小。因此良好的電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)提高全釩液流電池銷率具有很積極的作用。

現(xiàn)階段，全釩液流電池裝置內(nèi)部流道結(jié)構(gòu)主要是平直式和蛇形式。平直式流道具有流動(dòng)阻力小的優(yōu)點(diǎn)，但是該流動(dòng)方式下電解液在電池內(nèi)部的分布不夠均勻的特點(diǎn)。而另一種蛇形流道的特點(diǎn)是流動(dòng)距離長(zhǎng)電解液分布均勻，但是同時(shí)其流動(dòng)阻力也更大會(huì)導(dǎo)致外泵的做功增加。且流動(dòng)過(guò)程中相鄰反向流動(dòng)的流道連接部分容易出現(xiàn)局部流動(dòng)死區(qū)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是為了解決上述問(wèn)題，提供一種能夠有效降優(yōu)化電解液在電池裝置的內(nèi)部的流動(dòng)方式的結(jié)構(gòu)優(yōu)化的全釩液流電池導(dǎo)流裝置。

為此，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種結(jié)構(gòu)優(yōu)化的全釩液流電池導(dǎo)流裝置，其特征在于：包括中空的聚合物板框，聚合物板框的上下對(duì)角位置設(shè)有進(jìn)液口和出液口，所述進(jìn)液口連接公共進(jìn)液流道，公共進(jìn)液流道一側(cè)設(shè)有進(jìn)液擋板，所述出液口連接公共出液流道，公共出液流道一側(cè)設(shè)有出液擋板；所述公共進(jìn)液流道與公共出液流道之間設(shè)有若干平行分布的蛇形分流道，各個(gè)蛇形分流道之間用格柵隔開，形成蛇形分流道和格柵交錯(cuò)排列的形態(tài)；所述蛇形分流道中相鄰且反向流動(dòng)的流道之間用半圓形連接流道連接，且間隔距離相同。

進(jìn)一步地，所述公共進(jìn)液流道與公共出液流道之間設(shè)有3組蛇形分流道，平行放置互不干擾。

進(jìn)一步地，所述格柵的內(nèi)外兩側(cè)的轉(zhuǎn)彎部分均采用圓角處理。

進(jìn)一步地，所述進(jìn)液擋板和出液擋板均為傾斜設(shè)置，進(jìn)液擋板和出液擋板的傾斜角度與蛇形分流道數(shù)量和間距相關(guān)聯(lián)。

本實(shí)用新型工作時(shí)，電解液從進(jìn)液口流入公共進(jìn)液流道后，在進(jìn)液擋板作用下分別流入各個(gè)不同的蛇形分流道，電解液經(jīng)蛇形分流道流出后進(jìn)入公共出液流道，然后在出液擋板的作用下從出液口流出電池裝置。聚合物板框的材料使用聚乙烯、聚丙烯或者聚四氟乙烯均可；進(jìn)液擋板和出液擋板可以使得電解液更加均勻的進(jìn)入和流出流道避免局部死區(qū)；蛇形分流道可以使電解液分布更加均勻；半圓形連接流道可降低流動(dòng)阻力避免流動(dòng)死區(qū)，且進(jìn)液擋板和出液擋板連接部分的圓角裝置也可降低流動(dòng)阻力避免流動(dòng)死區(qū)。

和現(xiàn)有全釩液流電池相比，本實(shí)用新型的有益效果為：

1）首先電解液經(jīng)過(guò)進(jìn)液口到進(jìn)液公共流道，然后在進(jìn)液擋板的作用下進(jìn)入分流道，可以防止公共進(jìn)液流道后半段的電解液因?yàn)樽枇υ龃蠖M(jìn)入分流道不均勻的現(xiàn)象；同樣從分流道流出的電解液也不會(huì)因?yàn)榱鲃?dòng)阻力增大而導(dǎo)致出現(xiàn)電解液流出不均勻的現(xiàn)象；從而進(jìn)一步使得電解液在流道中更加均勻的分布，從而提高全釩液流電池的能量利用效率；

2）蛇形分流道之中相鄰且反向流動(dòng)的流道通過(guò)半圓形連接流道連接，可以使流動(dòng)中可能出現(xiàn)的死區(qū)降到最低；多通道并行蛇形流道和傳統(tǒng)蛇形流道相比電解液流動(dòng)阻力降低；與平直式流道相比其電解液分布更加均勻有利于提高電池的運(yùn)行效率。

附圖說(shuō)明

以下結(jié)合附圖和本實(shí)用新型的實(shí)施方式來(lái)作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)記為：進(jìn)液口1、蛇形分流道2、公共進(jìn)液流道3、進(jìn)液擋板4、半圓形連接流道5、出液口6、公共出液流道7、出液擋板8、格柵9。

具體實(shí)施方式

參見附圖。本實(shí)施例包括中空的聚合物板框，聚合物板框的材料使用聚乙烯、聚丙烯或者聚四氟乙烯均可；聚合物板框的上下對(duì)角位置設(shè)有進(jìn)液口1和出液口6，所述進(jìn)液口1連接公共進(jìn)液流道3，公共進(jìn)液流道3一側(cè)設(shè)有進(jìn)液擋板4，所述出液口6連接公共出液流道7，公共出液流道7上側(cè)設(shè)有出液擋板8；所述公共進(jìn)液流道3與公共出液流道7之間設(shè)有若干平行分布的蛇形分流道2，各個(gè)蛇形分流道2之間用格柵9隔開，形成蛇形分流道2和格柵9交錯(cuò)排列的形態(tài)，格柵9的內(nèi)外兩側(cè)的轉(zhuǎn)彎部分均采用圓角處理；所述蛇形分流道2中相鄰且反向流動(dòng)的流道之間用半圓形連接流道5連接，且間隔距離相同。

本實(shí)施例工作時(shí)，電解液通過(guò)外接泵從進(jìn)液口1輸入，在進(jìn)液擋板4的作用下通過(guò)公共進(jìn)液流道3分配至各個(gè)蛇形分流道2，然后在出液擋板8的作用下匯集到公共出液流道7，最終從出液口6返回儲(chǔ)罐，完成循環(huán)。

一個(gè)單電池會(huì)有兩個(gè)電池裝置，中間以質(zhì)子交換膜隔開正負(fù)極電解液分別在外接泵的作用下在兩個(gè)不同的聚合物板框內(nèi)部流動(dòng)，使用的蛇形分流道2的數(shù)量應(yīng)不少于3組，具體數(shù)量應(yīng)根據(jù)電解液使用的數(shù)量以及使用需求確定。