一種電池板及釩電池的制作方法

本發明實施例涉及釩電池技術領域，尤其涉及一種電池板及釩電池。

背景技術：

液流電池板多用于釩電池(全釩氧化還原電池，vrb，vanadiumredoxbattery)中，它是一種以不同價態的釩離子電解液進行氧化還原的電化學反應裝置，能夠高效地實現化學能與電能之間的相互轉化。

具體的，它是以釩離子v4⁺/v5⁺和v2⁺/v3⁺作為電池的正負極氧化還原對，將正負極電解液分別儲存于兩個儲液罐中，由耐酸液體泵驅動活性電解液至反應場所再回至儲液罐中形成循環液流回路，以實現充放電過程。在整個全釩氧化還原液流電池儲能系統中，電池組性能的好壞決定著整個系統的充放電性能，尤其是充放電功率。電池組是由多片單電池依次疊放壓緊，串聯而成。電池容量可以隨著儲液罐體積的增加而提高，電池的輸出功率則由電池組控制，功率和容量相互獨立，可以分開靈活設計，且電池使用壽命長，能深度放電而不損壞電池，它具有功率大、容量大、效率高、成本低、壽命長、綠色環保等優點，因此在風能太陽能儲能、ups電源、電網調峰等領域有很好的發展前景。

現有技術中，釩電池主要包含作為電極材料使用的碳氈或者石墨氈、作為流道作用的電池板、以及作為集流體使用的電極板，而上述三者是通過裝配壓緊力來實現連接的，并設置密封墊，以確保不會泄露電解液。

然而，對于傳統的液流框來說，其側面具有一個整體的定位平面，因而，即便使用了作為密封措施的密封圈，密封圈多由價格昂貴的氟材料制成。通常，密封圈沿電池板殼體的邊緣內圈設置，由于電池板殼體邊長較長，密封圈的長度也隨之而長，進一步提高了釩電池的制造成本。

此外，如果密封圈的密封效果不理想，則會造成電池內外漏液的情況。當電池內部漏液時，在電池工作時會發出熱量，并在各流道出析出釩晶體，從而造成堵塞，影響電解液的流通，使電池癱瘓。當電池外部漏液時，則電解液會造成環境污染。現有技術中，釩電池的結構一般采用外置式彈簧，其結構參見圖1，彈簧4套設在螺桿2上，彈簧4一端與鋼結構夾板1接觸，彈簧4另一端與螺帽3接觸。在電堆組裝時，把彈簧4與電堆中的組件一起壓縮，電堆各個組件靠彈簧4壓緊。但由于彈簧4無論怎么壓縮，都存在一定的伸縮空間，彈簧4無法被螺帽3完全鎖死，彈簧4變形，從而導致流道側板5、雙極板6、電池板7以及磺酸離子膜8之間出現滲漏的情況。此外，如果采用多組電堆組件組裝，還會發生中間的電堆組件向下沉的情況，導致各組件流道孔錯位，更容易發生正負液混合，導致發生放電現象，致使系統癱瘓。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種電池板及釩電池，不僅可以避免滲漏，還可以降低電池板和釩電池的制作成本。

為了達到上述目的，本發明提供了一種電池板，包括殼體；

所述殼體設有用于安裝電極板的安裝口；

所述殼體沿所述安裝口外圈附近設有第一橡膠密封圈，所述第一橡膠密封圈凸出于所述殼體表面。

與現有技術相比，本電池板所選用的第一橡膠密封圈的長度相對較短，故而降低了第一橡膠密封圈的制作成本，從而降低了釩電池的制作成本。

本發明還提供了一種釩電池，包括彈簧、螺帽、螺桿、兩塊鋼結構夾板、兩塊流道側板，以及n塊如權利要求1所述的電池板，n為大于或等于1的自然數；

所述電池板位于所述流道側板之間；

所述流道側板的一側設有彈簧固定結構，所述彈簧的一端安裝在所述彈簧固定結構內，所述彈簧的另一端與所述鋼結構夾板的一側面接觸，螺帽套設在螺桿上，螺帽與鋼結構夾板的另一側面接觸。

本發明同現有技術相比，設計了內置式彈簧結構，彈簧設于流道側板與鋼結構夾板之間，當螺帽把電堆組件鎖緊時，彈簧一起完成壓縮，這樣能量儲存到了彈簧中，彈簧在組裝好的電堆中釋放能量，并對電堆形成恒定的擠壓作用，從而提高了電堆組件之間的密封性，避免了相互泄漏；另一方面，由于擠壓力足夠，也避免了多個電堆組件組裝時，中間的電堆組件向下沉的情況，從而避免了由于流道孔相互錯誤而導致正負液相互滲透造成放電。

在一實施例中，所述殼體沿所述殼體的邊緣內圈附近設有第二橡膠密封圈，所述第二橡膠密封圈凸出于所述殼體表面。

在一實施例中，所述的彈簧固定結構包括外圈彈簧固定結構、內圈彈簧固定結構和中心彈簧固定結構。

在一實施例中，所述的外圈彈簧固定結構分別設在流道側板的外圈邊框上，每兩個外圈彈簧固定結構之間的距離為50-80mm，每兩個相對的外圈彈簧固定結構的位置相互對稱。

在一實施例中，所述的內圈彈簧固定結構分別設在流道側板的流道孔內側的左右兩端。

在一實施例中，所述的中心彈簧固定結構分別設在流道側板的中心和對角線上。

在一實施例中，所述的彈簧固定結構為彈簧孔。

在一實施例中，所述的彈簧中，置于流道側板內圈的壓力小于置于流道側板外圈的壓力。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現有技術的結構示意圖；

圖2為第一實施方式中的電池板的結構示意圖；

圖3為第二實施方式中的釩電池的結構示意圖；

圖4為第二實施方式中的流道側板部件結構示意圖。

上述圖中，1為鋼結構夾板；2為螺桿；3為螺帽；4為彈簧；5為流道側板；6為雙極板；7為電池板；8為磺酸離子膜；9為流道孔；10為外圈彈簧固定結構；11為內圈彈簧固定結構；12為中心彈簧固定結構。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

第一實施方式提供了一種電池板，參見圖2，該電池板7包括殼體；殼體設有用于安裝電極板的安裝口71；殼體沿安裝口外圈附近設有第一橡膠密封圈72，第一橡膠密封圈72凸出于殼體表面。本實施方式中，第一橡膠密封圈的凸出部分的截面呈半球形。

通過上述內容不難發現，當多個電池板排列在一起時，第一橡膠密封圈受壓使第一橡膠密封圈與殼體之間形成一封閉區域，防止漏液。由于第一橡膠密封圈沿安裝口外圈附近設置，相對于現有技術中的將密封圈沿殼體邊緣內圈附近設置的總長度較低，因此，使得密封材料的使用量降低，從而降低了釩電池的制造成本。不僅如此，由于第一橡膠密封圈的密封范圍小，之后與第一橡膠密封圈配合的離子膜的面積也可相應減少，只要保證離子膜的面積略大于第一橡膠密封圈的圍繞面積，使第一橡膠密封圈可以貼合在離子膜邊緣即可，由于離子膜的價格非常高，因此也不難理解，降低離子膜的面積即降低了釩電池的制造成本。

值得說明的是，該殼體具有流道孔75用于電解液的流通，用于配合安裝在釩電池中。

本實施例中，殼體還由一塊大殼體76和兩塊小殼體74拼接而成，其中，大殼體具有安裝口71，小殼體通過超音波焊接固定在大殼體76上，大殼體76和小殼體74為一體化結構，防止二者之間出現漏液現象。大、小殼體的拼裝結構可用于電極板的安裝。超音波焊接是利用高頻振動波傳遞到兩個需焊接的物體表面，在加壓的情況下，使兩個物體表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。本實施方式中，可在大殼體76和小殼體74的表面上設置焊接紋路，該紋路與搓衣板紋路相似，為倒w形，也可以說由多個三角形凸起并列布置而成。在融合時，由于三角形凸起的面積小，容熔化，使得該結構的熔合性能更好，大、小殼體連接的封閉性能也更好，不會出現漏液現象。

值得指出的是，殼體沿殼體的邊緣內圈附近設有第二橡膠密封圈73，第二橡膠密封圈73凸出于殼體表面，以進一步提高電池板在拼裝后的密封性能。

第二實施方式提供了一種釩電池，參見圖3和圖4，它包括鋼結構夾板、螺桿、螺帽、流道側板和彈簧，以及第一實施方式中的電池板，電池板緊挨排列。需要說明的是，電池板的數量可以為n個，n為大于或等于1的自然數。流道側板5的一側設有彈簧固定結構，彈簧4的一端安裝在彈簧固定結構內，彈簧4的另一端與鋼結構夾板1的一側面接觸，螺帽3套設在螺桿2上，螺帽3與鋼結構夾板1的另一側面接觸。

本發明中，彈簧固定結構包括外圈彈簧固定結構10、內圈彈簧固定結構11和中心彈簧固定結構12。

外圈彈簧固定結構10分別設在流道側板5的外圈邊框上，每兩個外圈彈簧固定結構10之間的距離為50-80mm，每兩個相對的外圈彈簧固定結構10的位置相互對稱。外圈彈簧固定結構10內安裝的彈簧4起到對電堆組件整體的擠壓作用，從而實現整體密封并避免中間的電堆組件下沉。

內圈彈簧固定結構11分別設在流道側板5的流道孔9內側的左右兩端。

內圈彈簧固定結構11內安裝的彈簧4起到對流道孔9的密封作用，避免流道孔9之間的電解液體相互滲透。

中心彈簧固定結構12分別設在流道側板5的中心和對角線上。中心彈簧固定結構12內安裝的彈簧4起到平衡擠壓力的作用，使擠壓力更均勻，從而使雙極板6、電池板7與磺酸離子膜8更貼合，提高導電效率，從而也提高了電堆功率。彈簧固定結構為彈簧孔。

還需特別說明的是，本實施方式中的離子膜的面積略大于第一橡膠密封圈的圍繞面積，使第一橡膠密封圈可以貼合在離子膜邊緣，通過第一橡膠密封圈對離子膜施壓固定，由于離子膜的價格非常高，因此也不難理解，降低離子膜的面積即降低了釩電池的制造成本。

彈簧4的壓力為88n-141n，彈簧的距離與壓力成正比，系數為1.76。

彈簧4為圓柱圓形截面材料壓縮螺旋彈簧或圓柱矩形截面材料壓縮螺旋彈簧，材質為碳素彈簧鋼或合金彈簧鋼。

彈簧4中，置于流道側板5內圈的壓力小于置于流道側板5外圈的壓力。每只彈簧4所需要儲存的力是根據電堆截面積與體積的大小來確定的。

本發明設計了內置式彈簧結構，彈簧設于流道側板與鋼結構夾板之間，當螺帽把電堆組件鎖緊時，彈簧一起完成壓縮，這樣能量儲存到了彈簧中，彈簧在組裝好的電堆中釋放能量，并對電堆形成恒定的擠壓作用，從而提高了電堆組件的密封性，避免了相互滲透；

另一方面，由于擠壓力足夠，也避免了多個電堆組件組裝時，中間的電堆組件向下沉的情況，從而避免了由于流道孔相互錯誤而導致正負液相互滲透造成放電的現象。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。