一種含永磁體材料的全釩液流電池裝置的制作方法

本實用新型屬于全釩液流電池領域，特別涉及一種含永磁體材料的全釩液流電池裝置。

背景技術：

全釩液流電池作為一種新型儲能電池，具有應用安全、充放電循環次數多、能量轉換效率高等優點，且電解液可多次循環利用，充放電容量大，可運用于電網的削峰平谷以及太陽能、風能的儲藏，具有廣泛的應用前景。

全釩液流電池是通過外接泵將電解液從儲罐中向電池裝置中泵入從而循環流動利用。電解液在電極表面進行電化學反應，通過氧化還原反應實現能量的轉化。整個裝置主要包括電解液儲罐、外接泵和電池組件，其中電池組件含有電極板、集流體、質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從而發生電化學的重要場所，對電池效率的影響也至關重要。正負極板框之間流動的電解液用質子交換隔膜隔開，但是任何質子交換膜均無法完全消除釩離子在膜上的滲透。因此降低釩離子的跨膜滲透會有相當積極的作用。

目前，降低釩離子滲透性的主要方法是采用性能更好的質子交換膜。但是如何在相同的質子交換膜的基礎上尋找更好的操作方法降低釩離子的滲透性，顯得更具應用價值。根據洛侖磁力理論和離子滲透實驗結果的結果可以得出，正確的添加永磁場對降低釩離子的滲透性有明顯的作用。在相同條件下明顯降低釩離子的跨膜滲透從而增加電池的充放電次數提高電池運行效率。因此通過設計一種含永磁體材料的板框裝置可明顯降低釩離子的跨膜滲透性，進而提高電池充放電次數延長電池使用壽命。目前并無相關文獻和專利對此種裝置有過相關報道。

技術實現要素：

本實用新型的目的是為了解決上述問題，通過一種能夠有效降低釩離子在質子交換膜上的跨膜滲透的含永磁體材料的全釩液流電池裝置。

為此，本實用新型的技術方案是：一種含永磁體材料的全釩液流電池裝置，其特征在于：包括中空的聚合物板框，聚合物板框上下對角位置設有進液口和出液口，所述聚合物板框的左右兩側嵌入永磁體；所述聚合物板框上方設有公共進液流道，正對進液口，聚合物板框下方設有公共出液流道，正對出液口；所述聚合物板框內設有各個分流道，各個分流道之間用磁性材料格柵隔開且各個分流道間隔距離相同，各個分流道連通公共進液流道和公共出液流道。

進一步地，所述永磁體嵌入聚合物板框內，磁性材料格柵外部包裹有聚合物。

進一步地，所述嵌入聚合物板框的永磁體和磁性材料格柵均是釹鐵硼永磁體，永磁體和磁性材料格柵的極性按照從左到右為S極和N極依次交錯排列放置。

本實用新型工作時，電解液從進液口流入公共進液流道后分配入各個分流道，經分流道流出后進入公共出液流道后從出液口流出電池裝置。所述聚合物板框使用材料為聚乙烯、聚丙烯或聚四氟乙烯；永磁體是嵌入在聚合物板框內部，不與電解液直接接觸；磁性材料格柵外部包裹聚合物也不與電解液直接接觸。

和現有全釩液流電池相比，本實用新型的有益效果為：

1）永磁體材料的使用使得電池裝置形成了一個方向從左到右的磁場。那么電解液流動的時候內部的釩離子就會收到自下而上的洛侖磁力，所以就會使得釩離子更多的向電極板方向運動，減少向質子交換膜方向的運動，從而降低了釩離子的跨膜滲透，合理的磁場強度下釩離子滲透可降低達18%左右，大大增加了全釩液流電池的充放電循環次數，延長電池壽命；

2）永磁體的使用可增強電解液中釩離子的運動性，加快反應降低極化提高電池使用效率。

附圖說明

以下結合附圖和本實用新型的實施方式來作進一步詳細說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖中標記為：進液口1、進液公共流道2、分流道3、磁性材料格柵4、永磁體5、出液口6、出液公共流道7、聚合物板框8。

具體實施方式

參見附圖。本實施例包括嵌入永磁體5的中空的聚合物板框8，所述聚合物板框8使用材料可以為聚乙烯、聚丙烯或聚四氟乙烯，在所述的聚合物板框的上下對角位置設有進液口1和出液口6，聚合物板框8的中空位置設有公共進液流道2、分流道3和公共出液流道7，各個分流道3之間被磁性材料格柵4相互隔離，形成分流道3和磁性材料格柵4交錯排列的形態，電解液通過外接泵從進液口1輸入通過公共進液流道2分配至分流道3，再流入公共出液流道7匯集從出液口6返回儲罐，完成循環。

一個單電池會有兩個聚合物板框8，中間以質子交換膜隔開，正負極電解液分別在外接泵的作用下在兩個不同的板框內部流動，嵌入永磁體5和磁性材料格柵4后，永磁體5和磁性材料格柵從左到右以S極和N極是順序交錯排列，形成穩定磁場，磁性材料格柵4外裹一層聚合物，不與電解液直接接觸。

本實施例中的磁性材料的使用明顯降低了釩離子在正負極電解液間的滲透性，增加了電池的充放電循環次數延長了電池的使用壽命，增強了釩離子之間的運動性，加快了反應性提高了電池使用效率。