一種液流電池電解液流動(dòng)的均勻化方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種液流電池電解液流動(dòng)的均勻化方法，在液流電池電解液正極進(jìn)出口處增加流動(dòng)阻力，降低正極進(jìn)出口處通過(guò)正極的電解液流動(dòng)速度；在遠(yuǎn)離正極進(jìn)出口的兩拐角處降低流動(dòng)阻力，提高遠(yuǎn)離正極進(jìn)出口處通過(guò)正極的電解液流動(dòng)速度；在液流電池電解液負(fù)極進(jìn)出口處增加流動(dòng)阻力，降低負(fù)極進(jìn)出口處通過(guò)負(fù)極的電解液流動(dòng)速度；在遠(yuǎn)離負(fù)極進(jìn)出口的兩拐角處降低流動(dòng)阻力，提高遠(yuǎn)離負(fù)極進(jìn)出口處通過(guò)負(fù)極的電解液流動(dòng)速度。為了改善電池內(nèi)部整體傳質(zhì)，在電池正負(fù)極進(jìn)出口處增加流動(dòng)阻力，降低電解液流速；在兩拐角處降低流動(dòng)阻力，增加電解液流速，從而使得電解液在電池內(nèi)的流動(dòng)趨于均勻化，實(shí)現(xiàn)電池內(nèi)液相傳質(zhì)強(qiáng)化，電池性能提高的效果。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種液流電池電解液流動(dòng)均勻化的方法，屬于儲(chǔ)能

技術(shù)介紹
在液流電池內(nèi)部，電解液經(jīng)內(nèi)部流場(chǎng)流動(dòng)形成循環(huán)回路，電池內(nèi)部流場(chǎng)對(duì)電解液流動(dòng)分布十分重要。在傳統(tǒng)的方形對(duì)角流動(dòng)液流電池中，正負(fù)極電解液分別經(jīng)正負(fù)極液體進(jìn)口流入電池，再經(jīng)正負(fù)極半電池內(nèi)的電極，在電極表面活性位點(diǎn)處發(fā)生正負(fù)極電化學(xué)反應(yīng)后，電解液從正負(fù)極液體出口處流出。電解液在流道內(nèi)的流動(dòng)均勻性，直接影響電池內(nèi)傳質(zhì)情況，進(jìn)而影響電池性能。傳統(tǒng)方形對(duì)角流液流電池中，電解液在流道內(nèi)流動(dòng)不均勻，靠近進(jìn)出口處流動(dòng)速度較高，與進(jìn)出口相鄰的兩拐角處流動(dòng)速度小，易形成流動(dòng)死區(qū)。這種流場(chǎng)不均勻分布使得電池內(nèi)部進(jìn)出口處傳質(zhì)較強(qiáng)，而兩拐角處傳質(zhì)較弱，造成局部較大的濃差極化，降低電池整體性能。針對(duì)此，可以采用在電池進(jìn)出口處增加流動(dòng)阻力，降低電解液流動(dòng)速度；在兩拐角處降低流動(dòng)阻力，增加電解液流動(dòng)速度的方式，使得電解液在電池流道內(nèi)的流動(dòng)趨于均勻化，強(qiáng)化電池內(nèi)液相傳質(zhì)，提高電池性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提出一種液流電池電解液流動(dòng)的均勻化方法，在液流電池電解液正極進(jìn)出口處增加流動(dòng)阻力，降低正極進(jìn)出口處通過(guò)正極的電解液流動(dòng)速度；在遠(yuǎn)離正極進(jìn)出口的兩拐角處降低流動(dòng)阻力，提高遠(yuǎn)離正極進(jìn)出口處通過(guò)正極的電解液流動(dòng)速度；在液流電池電解液負(fù)極進(jìn)出口處增加流動(dòng)阻力，降低負(fù)極進(jìn)出口處通過(guò)負(fù)極的電解液流動(dòng)速度；在遠(yuǎn)離負(fù)極進(jìn)出口的兩拐角處降低流動(dòng)阻力，提高遠(yuǎn)離負(fù)極進(jìn)出口處通過(guò)負(fù)極的電解液流動(dòng)速度。所述液流電池為方形液流電池，其正負(fù)電極為方形；其正極或負(fù)極的電解液進(jìn)口和出口分別設(shè)置于方形液流電池的二個(gè)對(duì)角處；正極的電解液進(jìn)口和出口與負(fù)極的電解液進(jìn)口和出口分別位于方形液流電池的四個(gè)角所在位置處。增加正極和負(fù)極進(jìn)出口處流動(dòng)阻力為降低正極和負(fù)極進(jìn)出口附近電極材料的孔隙率；降低遠(yuǎn)離正極和負(fù)極進(jìn)出口的兩拐角處流動(dòng)阻力為提高遠(yuǎn)離正極和負(fù)極進(jìn)出口的兩拐角處附近電極材料的孔隙率。正極的電解液由正極進(jìn)口流入經(jīng)正極后由正極出口流出，靠近正極進(jìn)口和正極出口處的二個(gè)對(duì)角處的正極的電極材料孔隙率小于正極中部的電極材料的孔隙率；遠(yuǎn)離正極進(jìn)口和正極出口處的二個(gè)對(duì)角處的正極的電極材料孔隙率大于正極中部的電極材料的孔隙率；所述靠近正極進(jìn)口和正極出口處的二個(gè)對(duì)角處、以及遠(yuǎn)離正極進(jìn)口和正極出口處的二個(gè)對(duì)角處是指以方形正極的任一一個(gè)角為圓心，以方形正極中最短的一條邊長(zhǎng)的一半為半徑，于方形正極上圈定的四分之一圓所處的區(qū)域。負(fù)極的電解液由負(fù)極進(jìn)口流入經(jīng)負(fù)極后由負(fù)極出口流出，靠近負(fù)極進(jìn)口和負(fù)極出口處的二個(gè)對(duì)角處的負(fù)極的電極材料孔隙率小于負(fù)極中部的電極材料的孔隙率；遠(yuǎn)離負(fù)極進(jìn)口和負(fù)極出口處的二個(gè)對(duì)角處的負(fù)極的電極材料孔隙率大于負(fù)極中部的電極材料的孔隙率；所述靠近負(fù)極進(jìn)口和負(fù)極出口處的二個(gè)對(duì)角處、以及遠(yuǎn)離負(fù)極進(jìn)口和負(fù)極出口處的二個(gè)對(duì)角處是指以方形負(fù)極的任一一個(gè)角為圓心，以方形負(fù)極中最短的一條邊長(zhǎng)的一半為半徑，于方形負(fù)極上圈定的四分之一圓所處的區(qū)域。本專利技術(shù)有益效果為了改善電池內(nèi)部整體傳質(zhì)，在電池正負(fù)極進(jìn)出口處增加流動(dòng)阻力，降低電解液流速；在兩拐角處降低流動(dòng)阻力，增加電解液流速，從而使得電解液在電池內(nèi)的流動(dòng)趨于均勻化，實(shí)現(xiàn)電池內(nèi)液相傳質(zhì)強(qiáng)化，電池性能提高的效果。附圖說(shuō)明圖1方形對(duì)角流液流電池內(nèi)電極的孔隙率分布圖；其中1-電解液進(jìn)口，2-孔隙率為a的區(qū)域，3-孔隙率為b的區(qū)域，4-孔隙率為c的區(qū)域，5-電解液出口。具體實(shí)施方式以電極形狀為正方形的方形液流電池為例，其中正極的電解液由正極進(jìn)口流入，經(jīng)正極后由正極出口流出，靠近正極進(jìn)口和正極出口處的二個(gè)對(duì)角處的正極的電極材料孔隙率為a，小于正極中部的電極材料的孔隙率b；遠(yuǎn)離正極進(jìn)口和正極出口處的二個(gè)對(duì)角處的正極的電極材料孔隙率為c，大于正極中部的電極材料的孔隙率b(a<b<c)。在相同的條件下，電流密度為100mA/cm-2時(shí)，其電壓效率比正負(fù)極電極采用相同孔隙率的方形液流電池約高1％，電流密度越高，改善效果更明顯。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種液流電池電解液流動(dòng)的均勻化方法，其特征在于：在液流電池電解液正極進(jìn)出口處增加流動(dòng)阻力，降低正極進(jìn)出口處通過(guò)正極的電解液流動(dòng)速度；在遠(yuǎn)離正極進(jìn)出口的兩拐角處降低流動(dòng)阻力，提高遠(yuǎn)離正極進(jìn)出口處通過(guò)正極的電解液流動(dòng)速度；在液流電池電解液負(fù)極進(jìn)出口處增加流動(dòng)阻力，降低負(fù)極進(jìn)出口處通過(guò)負(fù)極的電解液流動(dòng)速度；在遠(yuǎn)離負(fù)極進(jìn)出口的兩拐角處降低流動(dòng)阻力，提高遠(yuǎn)離負(fù)極進(jìn)出口處通過(guò)負(fù)極的電解液流動(dòng)速度。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種液流電池電解液流動(dòng)的均勻化方法，其特征在于：在液流電
池電解液正極進(jìn)出口處增加流動(dòng)阻力，降低正極進(jìn)出口處通過(guò)正
極的電解液流動(dòng)速度；在遠(yuǎn)離正極進(jìn)出口的兩拐角處降低流動(dòng)阻
力，提高遠(yuǎn)離正極進(jìn)出口處通過(guò)正極的電解液流動(dòng)速度；在液流
電池電解液負(fù)極進(jìn)出口處增加流動(dòng)阻力，降低負(fù)極進(jìn)出口處通過(guò)
負(fù)極的電解液流動(dòng)速度；在遠(yuǎn)離負(fù)極進(jìn)出口的兩拐角處降低流動(dòng)
阻力，提高遠(yuǎn)離負(fù)極進(jìn)出口處通過(guò)負(fù)極的電解液流動(dòng)速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述液流電池為方形
液流電池，其正負(fù)電極為方形；其正極或負(fù)極的電解液進(jìn)口和出
口分別設(shè)置于方形液流電池的二個(gè)對(duì)角處；正極的電解液進(jìn)口和
出口與負(fù)極的電解液進(jìn)口和出口分別位于方形液流電池的四個(gè)角
所在位置處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于：增加正極和負(fù)極
進(jìn)出口處流動(dòng)阻力為降低正極和負(fù)極進(jìn)出口附近電極材料的孔隙
率；降低遠(yuǎn)離正極和負(fù)極進(jìn)出口的兩拐角處流動(dòng)阻力為提高遠(yuǎn)離
正極和負(fù)極進(jìn)出口的兩拐角處附近電極材料的孔隙率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：正極的電解液由...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張華民，鄭瓊，邢楓，李先鋒，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：遼寧;21