本發(fā)明實(shí)施例涉及釩電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電池板及釩電池。

背景技術(shù)：

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(jià)態(tài)的釩離子電解液進(jìn)行氧化還原的電化學(xué)反應(yīng)裝置，能夠高效地實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化。

具體的，它是以釩離子v4⁺/v5⁺和v2⁺/v3⁺作為電池的正負(fù)極氧化還原對(duì)，將正負(fù)極電解液分別儲(chǔ)存于兩個(gè)儲(chǔ)液罐中，由耐酸液體泵驅(qū)動(dòng)活性電解液至反應(yīng)場(chǎng)所再回至儲(chǔ)液罐中形成循環(huán)液流回路，以實(shí)現(xiàn)充放電過(guò)程。在整個(gè)全釩氧化還原液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中，電池組性能的好壞決定著整個(gè)系統(tǒng)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(lián)而成。電池容量可以隨著儲(chǔ)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(dú)立，可以分開(kāi)靈活設(shè)計(jì)，且電池使用壽命長(zhǎng)，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(zhǎng)、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因此在風(fēng)能太陽(yáng)能儲(chǔ)能、ups電源、電網(wǎng)調(diào)峰等領(lǐng)域有很好的發(fā)展前景。

現(xiàn)有技術(shù)中，釩電池主要包含作為電極材料使用的碳?xì)只蛘呤珰?、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(guò)裝配壓緊力來(lái)實(shí)現(xiàn)連接的，并設(shè)置密封墊，以確保不會(huì)泄露電解液。

然而，對(duì)于傳統(tǒng)的液流框來(lái)說(shuō)，其側(cè)面具有一個(gè)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(jià)格昂貴的氟材料制成。通常，密封圈沿電池板殼體的邊緣內(nèi)圈設(shè)置，由于電池板殼體邊長(zhǎng)較長(zhǎng)，密封圈的長(zhǎng)度也隨之而長(zhǎng)，進(jìn)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(huì)造成電池內(nèi)外漏液的情況。當(dāng)電池內(nèi)部漏液時(shí)，在電池工作時(shí)會(huì)發(fā)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(dāng)電池外部漏液時(shí)，則電解液會(huì)造成環(huán)境污染。現(xiàn)有技術(shù)中，釩電池的結(jié)構(gòu)一般采用外置式彈簧，其結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖1，彈簧4套設(shè)在螺桿2上，彈簧4一端與鋼結(jié)構(gòu)夾板1接觸，彈簧4另一端與螺帽3接觸。在電堆組裝時(shí)，把彈簧4與電堆中的組件一起壓縮，電堆各個(gè)組件靠彈簧4壓緊。但由于彈簧4無(wú)論怎么壓縮，都存在一定的伸縮空間，彈簧4無(wú)法被螺帽3完全鎖死，彈簧4變形，從而導(dǎo)致流道側(cè)板5、雙極板6、電池板7以及磺酸離子膜8之間出現(xiàn)滲漏的情況。此外，如果采用多組電堆組件組裝，還會(huì)發(fā)生中間的電堆組件向下沉的情況，導(dǎo)致各組件流道孔錯(cuò)位，更容易發(fā)生正負(fù)液混合，導(dǎo)致發(fā)生放電現(xiàn)象，致使系統(tǒng)癱瘓。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)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(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種電池板，包括殼體；

所述殼體設(shè)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(shè)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(xiàn)有技術(shù)相比，本電池板所選用的第一橡膠密封圈的長(zhǎng)度相對(duì)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(fā)明還提供了一種釩電池，包括彈簧、螺帽、螺桿、兩塊鋼結(jié)構(gòu)夾板、兩塊流道側(cè)板，以及n塊如權(quán)利要求1所述的電池板，n為大于或等于1的自然數(shù)；

所述電池板位于所述流道側(cè)板之間；

所述流道側(cè)板的一側(cè)設(shè)有彈簧固定結(jié)構(gòu)，所述彈簧的一端安裝在所述彈簧固定結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述彈簧的另一端與所述鋼結(jié)構(gòu)夾板的一側(cè)面接觸，螺帽套設(shè)在螺桿上，螺帽與鋼結(jié)構(gòu)夾板的另一側(cè)面接觸。

本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，設(shè)計(jì)了內(nèi)置式彈簧結(jié)構(gòu)，彈簧設(shè)于流道側(cè)板與鋼結(jié)構(gòu)夾板之間，當(dāng)螺帽把電堆組件鎖緊時(shí)，彈簧一起完成壓縮，這樣能量?jī)?chǔ)存到了彈簧中，彈簧在組裝好的電堆中釋放能量，并對(duì)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(gè)電堆組件組裝時(shí)，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(cuò)誤而導(dǎo)致正負(fù)液相互滲透造成放電。

在一實(shí)施例中，所述殼體沿所述殼體的邊緣內(nèi)圈附近設(shè)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(shí)施例中，所述的彈簧固定結(jié)構(gòu)包括外圈彈簧固定結(jié)構(gòu)、內(nèi)圈彈簧固定結(jié)構(gòu)和中心彈簧固定結(jié)構(gòu)。

在一實(shí)施例中，所述的外圈彈簧固定結(jié)構(gòu)分別設(shè)在流道側(cè)板的外圈邊框上，每?jī)蓚€(gè)外圈彈簧固定結(jié)構(gòu)之間的距離為50-80mm，每?jī)蓚€(gè)相對(duì)的外圈彈簧固定結(jié)構(gòu)的位置相互對(duì)稱(chēng)。

在一實(shí)施例中，所述的內(nèi)圈彈簧固定結(jié)構(gòu)分別設(shè)在流道側(cè)板的流道孔內(nèi)側(cè)的左右兩端。

在一實(shí)施例中，所述的中心彈簧固定結(jié)構(gòu)分別設(shè)在流道側(cè)板的中心和對(duì)角線上。

在一實(shí)施例中，所述的彈簧固定結(jié)構(gòu)為彈簧孔。

在一實(shí)施例中，所述的彈簧中，置于流道側(cè)板內(nèi)圈的壓力小于置于流道側(cè)板外圈的壓力。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為第一實(shí)施方式中的電池板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為第二實(shí)施方式中的釩電池的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為第二實(shí)施方式中的流道側(cè)板部件結(jié)構(gòu)示意圖。

上述圖中，1為鋼結(jié)構(gòu)夾板；2為螺桿；3為螺帽；4為彈簧；5為流道側(cè)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(jié)構(gòu)；11為內(nèi)圈彈簧固定結(jié)構(gòu)；12為中心彈簧固定結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

第一實(shí)施方式提供了一種電池板，參見(jiàn)圖2，該電池板7包括殼體；殼體設(shè)有用于安裝電極板的安裝口71；殼體沿安裝口外圈附近設(shè)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(shí)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(guò)上述內(nèi)容不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)多個(gè)電池板排列在一起時(shí)，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(qū)域，防止漏液。由于第一橡膠密封圈沿安裝口外圈附近設(shè)置，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的將密封圈沿殼體邊緣內(nèi)圈附近設(shè)置的總長(zhǎng)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(yīng)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(jià)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(shuō)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(shí)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(guò)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(jié)構(gòu)，防止二者之間出現(xiàn)漏液現(xiàn)象。大、小殼體的拼裝結(jié)構(gòu)可用于電極板的安裝。超音波焊接是利用高頻振動(dòng)波傳遞到兩個(gè)需焊接的物體表面，在加壓的情況下，使兩個(gè)物體表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。本實(shí)施方式中，可在大殼體76和小殼體74的表面上設(shè)置焊接紋路，該紋路與搓衣板紋路相似，為倒w形，也可以說(shuō)由多個(gè)三角形凸起并列布置而成。在融合時(shí)，由于三角形凸起的面積小，容熔化，使得該結(jié)構(gòu)的熔合性能更好，大、小殼體連接的封閉性能也更好，不會(huì)出現(xiàn)漏液現(xiàn)象。

值得指出的是，殼體沿殼體的邊緣內(nèi)圈附近設(shè)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(jìn)一步提高電池板在拼裝后的密封性能。

第二實(shí)施方式提供了一種釩電池，參見(jiàn)圖3和圖4，它包括鋼結(jié)構(gòu)夾板、螺桿、螺帽、流道側(cè)板和彈簧，以及第一實(shí)施方式中的電池板，電池板緊挨排列。需要說(shuō)明的是，電池板的數(shù)量可以為n個(gè)，n為大于或等于1的自然數(shù)。流道側(cè)板5的一側(cè)設(shè)有彈簧固定結(jié)構(gòu)，彈簧4的一端安裝在彈簧固定結(jié)構(gòu)內(nèi)，彈簧4的另一端與鋼結(jié)構(gòu)夾板1的一側(cè)面接觸，螺帽3套設(shè)在螺桿2上，螺帽3與鋼結(jié)構(gòu)夾板1的另一側(cè)面接觸。

本發(fā)明中，彈簧固定結(jié)構(gòu)包括外圈彈簧固定結(jié)構(gòu)10、內(nèi)圈彈簧固定結(jié)構(gòu)11和中心彈簧固定結(jié)構(gòu)12。

外圈彈簧固定結(jié)構(gòu)10分別設(shè)在流道側(cè)板5的外圈邊框上，每?jī)蓚€(gè)外圈彈簧固定結(jié)構(gòu)10之間的距離為50-80mm，每?jī)蓚€(gè)相對(duì)的外圈彈簧固定結(jié)構(gòu)10的位置相互對(duì)稱(chēng)。外圈彈簧固定結(jié)構(gòu)10內(nèi)安裝的彈簧4起到對(duì)電堆組件整體的擠壓作用，從而實(shí)現(xiàn)整體密封并避免中間的電堆組件下沉。

內(nèi)圈彈簧固定結(jié)構(gòu)11分別設(shè)在流道側(cè)板5的流道孔9內(nèi)側(cè)的左右兩端。

內(nèi)圈彈簧固定結(jié)構(gòu)11內(nèi)安裝的彈簧4起到對(duì)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(jié)構(gòu)12分別設(shè)在流道側(cè)板5的中心和對(duì)角線上。中心彈簧固定結(jié)構(gòu)12內(nèi)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(dǎo)電效率，從而也提高了電堆功率。彈簧固定結(jié)構(gòu)為彈簧孔。

還需特別說(shuō)明的是，本實(shí)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(guò)第一橡膠密封圈對(duì)離子膜施壓固定，由于離子膜的價(jià)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(shù)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(zhì)為碳素彈簧鋼或合金彈簧鋼。

彈簧4中，置于流道側(cè)板5內(nèi)圈的壓力小于置于流道側(cè)板5外圈的壓力。每只彈簧4所需要儲(chǔ)存的力是根據(jù)電堆截面積與體積的大小來(lái)確定的。

本發(fā)明設(shè)計(jì)了內(nèi)置式彈簧結(jié)構(gòu)，彈簧設(shè)于流道側(cè)板與鋼結(jié)構(gòu)夾板之間，當(dāng)螺帽把電堆組件鎖緊時(shí)，彈簧一起完成壓縮，這樣能量?jī)?chǔ)存到了彈簧中，彈簧在組裝好的電堆中釋放能量，并對(duì)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(gè)電堆組件組裝時(shí)，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(cuò)誤而導(dǎo)致正負(fù)液相互滲透造成放電的現(xiàn)象。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。