專利名稱：散熱一體化電堆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋅溴液流電池反應(yīng)電堆散熱領(lǐng)域，尤其是涉及散熱一體化電堆。
背景技術(shù)：
在我國可再生能源規(guī)劃中，受風(fēng)力與太陽能發(fā)電的自然條件與并網(wǎng)條件限制，當(dāng)下制約我國新能源發(fā)展的最大問題之一就是并網(wǎng)困難。目前能夠大規(guī)模解決新能源儲能的技術(shù)是抽水蓄能，但是抽水蓄能電站建設(shè)必須有水源，而我國風(fēng)電與太陽能豐富地區(qū)多在中西部缺水地區(qū)。而鋅溴電池可以同時(shí)解決大規(guī)模儲能的可靠性與經(jīng)濟(jì)性問題。以往的常規(guī)散熱方式是電解液進(jìn)入電堆之前，或離開電堆之后，進(jìn)入換熱系統(tǒng)進(jìn) 行散熱。這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)有以下幾點(diǎn)需要額外的換熱結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)復(fù)雜程度上升，穩(wěn)定性降低；只能給電解液換熱，不能給電堆本身換熱，使得電堆溫度無法得到降低，電堆在高溫下工作，影響了電堆的使用壽命；換熱溫度與實(shí)際需要溫度有延遲，不易于對換熱溫度進(jìn)行具體控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供散熱一體化電堆，它在溴側(cè)半電池上加入冷卻水流道，使電池反應(yīng)電堆和電解液內(nèi)部進(jìn)行自身冷卻，在不增加電堆結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度的前提下實(shí)現(xiàn)了自身換熱效果，增加了系統(tǒng)的集成度和穩(wěn)定性，同時(shí)提高系統(tǒng)的能量密度。本發(fā)明的技術(shù)方案散熱一體化電堆，包括溴側(cè)半電池和相對應(yīng)的鋅側(cè)半電池，溴側(cè)半電池與鋅側(cè)半電池相扣合，鋅側(cè)半電池上設(shè)有鋅側(cè)電解液腔，鋅側(cè)電解液腔的一側(cè)設(shè)有導(dǎo)熱層，且導(dǎo)熱層上設(shè)有冷卻水管。前述的這種散熱一體化電堆中，所述溴側(cè)半電池上設(shè)有矩形的溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)、鋅側(cè)電解液出口 A、溴側(cè)電解液出口 A、溴側(cè)電解液流出流道、鋅側(cè)電解液入口 A、溴側(cè)電解液入口 A和溴側(cè)電解液流B，溴側(cè)電解液流出流道和溴側(cè)電解液流B設(shè)于溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)矩形短邊的兩側(cè)，溴側(cè)電解液流出流道和溴側(cè)電解液流B的一端均與溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)相連，溴側(cè)電解液流出流道和溴側(cè)電解液流B的另一端分別與溴側(cè)電解液出口 A和溴側(cè)電解液入口 A相連，鋅側(cè)電解液入口 A設(shè)于溴側(cè)電解液流出流道同側(cè)與溴側(cè)電解液流出流道反方向，鋅側(cè)電解液出口 A設(shè)于溴側(cè)電解液流B同側(cè)與溴側(cè)電解液流B反方向。前述的這種散熱一體化電堆中，所述溴側(cè)半電池上還設(shè)有溴側(cè)冷卻水出口 A、溴側(cè)冷卻水流道A、溴側(cè)冷卻水入口 A、溴側(cè)冷卻水出口 B、溴側(cè)冷卻水流道B和溴側(cè)冷卻水入口B,溴側(cè)冷卻水流道A和溴側(cè)冷卻水流道B分別設(shè)在溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)矩形長邊的兩側(cè)，溴側(cè)冷卻水出口 A和溴側(cè)冷卻水入口 A設(shè)于溴側(cè)冷卻水流道A的兩端，溴側(cè)冷卻水出口 B和溴側(cè)冷卻水入口 B設(shè)于溴側(cè)冷卻水流道B的兩端。前述的這種散熱一體化電堆中，所述鋅側(cè)半電池上設(shè)有矩形的鋅側(cè)反應(yīng)活性區(qū)、鋅側(cè)電解液流出流道、鋅側(cè)電解液出口 B、溴側(cè)電解液入口 B、鋅側(cè)電解液流入流道、鋅側(cè)電解液入口 B和溴側(cè)電解液出口 B，鋅側(cè)電解液流出流道和鋅側(cè)電解液流入流道設(shè)于鋅側(cè)反應(yīng)活性區(qū)長邊的兩側(cè)，鋅側(cè)電解液流出流道和鋅側(cè)電解液流入流道的一端均與鋅側(cè)反應(yīng)活性區(qū)相連，鋅側(cè)電解液流出流道的另一端與鋅側(cè)電解液出口 B相連，鋅側(cè)電解液流入流道的另一端與鋅側(cè)電解液入口 B連接，溴側(cè)電解液入口 B設(shè)于鋅側(cè)電解液流入流道同側(cè)與鋅側(cè)電解液流入流道反方向，溴側(cè)電解液出口 B設(shè)于鋅側(cè)電解液流出流道同側(cè)與鋅側(cè)電解液流出流道反方向。 前述的這種散熱一體化電堆中，鋅側(cè)半電池上還設(shè)有鋅側(cè)冷卻水入口 A、鋅側(cè)冷卻水出口 B、鋅側(cè)冷卻水入口 B、鋅側(cè)冷卻水出口 A，鋅側(cè)冷卻水入口 A設(shè)于鋅側(cè)電解液出口 B旁，鋅側(cè)冷卻水出口 B設(shè)于溴側(cè)電解液入口 B —側(cè)，鋅側(cè)冷卻水入口 B設(shè)于鋅側(cè)電解液入口B旁，鋅側(cè)冷卻水出口 A設(shè)于溴側(cè)電解液出口 B —側(cè)。前述的這種散熱一體化電堆中，所述溴側(cè)冷卻水流道A和溴側(cè)冷卻水流到B采用正弦曲線型流道或波浪線型流到。前述的這種散熱一體化電堆中，所述溴側(cè)冷卻水流道A和溴側(cè)冷卻水流到B長度大于鋅側(cè)電解液流出流到和鋅側(cè)電解液流入流道的I. 5倍，溴側(cè)冷卻水流道A和溴側(cè)冷卻水流到B寬度大于鋅側(cè)電解液流出流到和鋅側(cè)電解液流入流道的O. 5倍，震幅寬度大于鋅側(cè)電解液流出流到和鋅側(cè)電解液流入流道。前述的這種散熱一體化電堆中，所述溴側(cè)冷卻水流道A和溴側(cè)冷卻水流到B距離溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)為3mm 8mm。前述的這種散熱一體化電堆中，所述溴側(cè)冷卻水出口 A和溴側(cè)冷卻水出口 B處還分別設(shè)有檢測元件A和檢測元件B。前述的這種散熱一體化電堆中，檢測元件A和檢測元件B均為溫度傳感器或電導(dǎo)
率傳感器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在溴側(cè)半電池上加入冷卻水流道，使電池反應(yīng)電堆內(nèi)部進(jìn)行自身冷卻，在不增加電堆結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度的前提下實(shí)現(xiàn)了自身換熱效果，增加了系統(tǒng)的集成度和穩(wěn)定性，同時(shí)提高系統(tǒng)的能量密度。冷卻水流到和活性反應(yīng)區(qū)域之間的距離為實(shí)現(xiàn)密封要求的最小距離，優(yōu)選為5mm。在冷卻水出口處一般有檢測元件，主要有溫度傳感器，反饋出口溫度，控制冷卻水流速和溫度；有泄露傳感器，一般為電導(dǎo)率傳感器，當(dāng)冷卻水和電解液存在泄露時(shí)，冷卻水電導(dǎo)率放生變化。以下例進(jìn)行換熱效率計(jì)算電堆輸出功率為5kW，電堆正常工作溫度為35攝氏度，電解液出口溫度流出活性面積溫度為45攝氏度(或熱功率為8W)。儲罐內(nèi)電解液質(zhì)量為180kg，換熱面積為80cm2/片，冷卻水溫度為15攝氏度，進(jìn)出口溫度近似相等。導(dǎo)熱層厚度為O. 5mm，換熱系數(shù)為O. 46W/ (mK),計(jì)算結(jié)果如下所示。在假設(shè)條件內(nèi)，該設(shè)備可以保證鋅側(cè)電解液出口溫度低于30攝氏度。電池功率為5kW，效率為75%，效率損失均以熱量形式散發(fā)出來。熱功耗為I. 25kff,其中30%能量以輻射至環(huán)境當(dāng)中。實(shí)際換熱需求為875W。假設(shè)換熱效率為70%，冷量需求為I. 25kff, COP為3. 5時(shí)，耗電能360W。約為電堆功耗的7 8%，節(jié)省了單獨(dú)的制冷泵，。本發(fā)明的優(yōu)勢在于集成結(jié)構(gòu)，將換熱器集成于電堆內(nèi)，在實(shí)現(xiàn)相同換熱效果的基礎(chǔ)上，結(jié)構(gòu)更加簡單，性能更加穩(wěn)定。
在電堆中直接集成散熱單元，在不改變電堆結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的前提下實(shí)現(xiàn)換熱效果。增加系統(tǒng)的集成度和穩(wěn)定性，同時(shí)提高系統(tǒng)的能量密度。


圖I是本發(fā)明的電堆組裝示意圖；圖2是電堆局部放大圖；圖3是溴側(cè)半電池結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是鋅側(cè)半電池結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中的標(biāo)記為I-溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)，2-鋅側(cè)電解液出口 A，3-溴側(cè)冷卻水出口A，4-溴側(cè)冷卻水流道A，5-溴側(cè)冷卻水入口 A，6-溴側(cè)電解液出口 A，7-溴側(cè)電解液流出流 道，8-鋅側(cè)電解液入口 A，9-溴側(cè)冷卻水出口 B，10-溴側(cè)冷卻水流道B，11-溴側(cè)電解液入口A，12-溴側(cè)電解液流B，13-溴側(cè)冷卻水入口 B，14-鋅側(cè)電解液流出流道，15-鋅側(cè)電解液出口 B，16-鋅側(cè)冷卻水入口 A，17-溴側(cè)電解液入口 B，18-鋅側(cè)冷卻水出口 B，19-鋅側(cè)電解液流入流道，20-鋅側(cè)冷卻水入口 B，21-鋅側(cè)電解液入口 B，22-鋅側(cè)冷卻水出口 A，23-鋅側(cè)反應(yīng)活性區(qū)，24-溴側(cè)電解液出口 B，25-鋅側(cè)半電池，26-鋅側(cè)電解液腔，27-導(dǎo)熱層，28-冷卻水管，29-溴側(cè)半電池，30-檢測元件A，31-檢測元件B。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不作為對本發(fā)明限制的依據(jù)。本發(fā)明的實(shí)施例I :如圖I和圖2所示，散熱一體化電堆，包括溴側(cè)半電池29和相對應(yīng)的鋅側(cè)半電池25，溴側(cè)半電池29與鋅側(cè)半電池25相扣合，鋅側(cè)半電池25上設(shè)有鋅側(cè)電解液腔26，鋅側(cè)電解液腔26的一側(cè)設(shè)有導(dǎo)熱層27，且導(dǎo)熱層27上設(shè)有冷卻水管28。如圖3所示，所述溴側(cè)半電池29上設(shè)有矩形的溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)I、鋅側(cè)電解液出口A2、溴側(cè)電解液出口 A6、溴側(cè)電解液流出流道7、鋅側(cè)電解液入口 A8、溴側(cè)電解液入口 All和溴側(cè)電解液流B12，溴側(cè)電解液流出流道7和溴側(cè)電解液流B12設(shè)于溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)I矩形短邊的兩側(cè)，溴側(cè)電解液流出流道7和溴側(cè)電解液流B12的一端均與溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)I相連，溴側(cè)電解液流出流道7和溴側(cè)電解液流B12的另一端分別與溴側(cè)電解液出口 A6和溴側(cè)電解液入口 All相連，鋅側(cè)電解液入口 AS設(shè)于溴側(cè)電解液流出流道7同側(cè)與溴側(cè)電解液流出流道7反方向，鋅側(cè)電解液出口 A2設(shè)于溴側(cè)電解液流B12同側(cè)與溴側(cè)電解液流B12反方向。所述溴側(cè)半電池29上還設(shè)有溴側(cè)冷卻水出口 A3、溴側(cè)冷卻水流道A4、溴側(cè)冷卻水入口 A5、溴側(cè)冷卻水出口 B9、溴側(cè)冷卻水流道BlO和溴側(cè)冷卻水入口 B13，溴側(cè)冷卻水流道A4和溴側(cè)冷卻水流道BlO分別設(shè)在溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)I矩形長邊的兩側(cè)，溴側(cè)冷卻水出口 A3和溴側(cè)冷卻水入口 A5設(shè)于溴側(cè)冷卻水流道A4的兩端，溴側(cè)冷卻水出口 B9和溴側(cè)冷卻水入口 B13設(shè)于溴側(cè)冷卻水流道BlO的兩端。如圖4所示，所述鋅側(cè)半電池25上設(shè)有矩形的鋅側(cè)反應(yīng)活性區(qū)23、鋅側(cè)電解液流出流道14、鋅側(cè)電解液出口 B15、溴側(cè)電解液入口 B17、鋅側(cè)電解液流入流道19、鋅側(cè)電解液入口 B21和溴側(cè)電解液出口 B24，鋅側(cè)電解液流出流道14和鋅側(cè)電解液流入流道19設(shè)于鋅側(cè)反應(yīng)活性區(qū)23長邊的兩側(cè)，鋅側(cè)電解液流出流道14和鋅側(cè)電解液流入流道19的一端均與鋅側(cè)反應(yīng)活性區(qū)23相連，鋅側(cè)電解液流出流道14的另一端與鋅側(cè)電解液出口 B15相連，鋅側(cè)電解液流入流道19的另一端與鋅側(cè)電解液入口 B21連接，溴側(cè)電解液入口 B17設(shè)于鋅側(cè)電解液流入流道19同側(cè)與鋅側(cè)電解液流入流道19反方向，溴側(cè)電解液出口 B24設(shè)于鋅側(cè)電解液流出流道14同側(cè)與鋅側(cè)電解液流出流道14反方向。鋅側(cè)半電池25上還設(shè)有鋅側(cè)冷卻水入口 A16、鋅側(cè)冷卻水出口 B18、鋅側(cè)冷卻水入口 B20、鋅側(cè)冷卻水出口 A22，鋅側(cè)冷卻水入口 A16設(shè)于鋅側(cè)電解液出口 B15旁，鋅側(cè)冷卻水出口 B18設(shè)于溴側(cè)電解液入口 B17 —側(cè)，鋅側(cè)冷卻水入口 B20設(shè)于鋅側(cè)電解液入口 B21旁，鋅側(cè)冷卻水出口 A22設(shè)于溴側(cè)電解液出口 B24 —側(cè)。所述溴側(cè)冷卻水流道A4和溴側(cè)冷卻水流到BlO采用正弦曲線型流道或波浪線型流到。所述溴側(cè)冷卻水流道A4和溴側(cè)冷卻水流到BlO長度大于鋅側(cè)電解液流出流到14 和鋅側(cè)電解液流入流道19的I. 5倍，溴側(cè)冷卻水流道A4和溴側(cè)冷卻水流到BlO寬度大于鋅側(cè)電解液流出流到14和鋅側(cè)電解液流入流道19的O. 5倍，震幅寬度大于鋅側(cè)電解液流出流到14和鋅側(cè)電解液流入流道19。所述溴側(cè)冷卻水流道A4和溴側(cè)冷卻水流到BlO距離溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)I為3mm。所述溴側(cè)冷卻水出口 A3和溴側(cè)冷卻水出口 B9處還分別設(shè)有檢測元件A30和檢測元件B31 ;檢測元件A30和檢測元件B31均為溫度傳感器或電導(dǎo)率傳感器。本發(fā)明的實(shí)施例2 :如圖I和圖2所示，散熱一體化電堆，包括溴側(cè)半電池29和相對應(yīng)的鋅側(cè)半電池25，溴側(cè)半電池29與鋅側(cè)半電池25相扣合，鋅側(cè)半電池25上設(shè)有鋅側(cè)電解液腔26，鋅側(cè)電解液腔26的一側(cè)設(shè)有導(dǎo)熱層27，且導(dǎo)熱層27上設(shè)有冷卻水管28。如圖3所示，所述溴側(cè)半電池29上設(shè)有矩形的溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)I、鋅側(cè)電解液出口A2、溴側(cè)電解液出口 A6、溴側(cè)電解液流出流道7、鋅側(cè)電解液入口 A8、溴側(cè)電解液入口 All和溴側(cè)電解液流B12，溴側(cè)電解液流出流道7和溴側(cè)電解液流B12設(shè)于溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)I矩形短邊的兩側(cè)，溴側(cè)電解液流出流道7和溴側(cè)電解液流B12的一端均與溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)I相連，溴側(cè)電解液流出流道7和溴側(cè)電解液流B12的另一端分別與溴側(cè)電解液出口 A6和溴側(cè)電解液入口 All相連，鋅側(cè)電解液入口 AS設(shè)于溴側(cè)電解液流出流道7同側(cè)與溴側(cè)電解液流出流道7反方向，鋅側(cè)電解液出口 A2設(shè)于溴側(cè)電解液流B12同側(cè)與溴側(cè)電解液流B12反方向。所述溴側(cè)半電池29上還設(shè)有溴側(cè)冷卻水出口 A3、溴側(cè)冷卻水流道A4、溴側(cè)冷卻水入口 A5、溴側(cè)冷卻水出口 B9、溴側(cè)冷卻水流道BlO和溴側(cè)冷卻水入口 B13，溴側(cè)冷卻水流道A4和溴側(cè)冷卻水流道BlO分別設(shè)在溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)I矩形長邊的兩側(cè)，溴側(cè)冷卻水出口 A3和溴側(cè)冷卻水入口 A5設(shè)于溴側(cè)冷卻水流道A4的兩端，溴側(cè)冷卻水出口 B9和溴側(cè)冷卻水入口 B13設(shè)于溴側(cè)冷卻水流道BlO的兩端。如圖4所示，所述鋅側(cè)半電池25上設(shè)有矩形的鋅側(cè)反應(yīng)活性區(qū)23、鋅側(cè)電解液流出流道14、鋅側(cè)電解液出口 B15、溴側(cè)電解液入口 B17、鋅側(cè)電解液流入流道19、鋅側(cè)電解液入口 B21和溴側(cè)電解液出口 B24，鋅側(cè)電解液流出流道14和鋅側(cè)電解液流入流道19設(shè)于鋅側(cè)反應(yīng)活性區(qū)23長邊的兩側(cè)，鋅側(cè)電解液流出流道14和鋅側(cè)電解液流入流道19的一端均與鋅側(cè)反應(yīng)活性區(qū)23相連，鋅側(cè)電解液流出流道14的另一端與鋅側(cè)電解液出口 B15相連，鋅側(cè)電解液流入流道19的另一端與鋅側(cè)電解液入口 B21連接，溴側(cè)電解液入口 B17設(shè)于鋅側(cè)電解液流入流道19同側(cè)與鋅側(cè)電解液流入流道19反方向，溴側(cè)電解液出口 B24設(shè)于鋅側(cè)電解液流出流道14同側(cè)與鋅側(cè)電解液流出流道14反方向。鋅側(cè)半電池25上還設(shè)有鋅側(cè)冷卻水入口 A16、鋅側(cè)冷卻水出口 B18、鋅側(cè)冷卻水入口 B20、鋅側(cè)冷卻水出口 A22，鋅側(cè)冷卻水入口 A16設(shè)于鋅側(cè)電解液出口 B15旁，鋅側(cè)冷卻水出口 B18設(shè)于溴側(cè)電解液入口 B17 —側(cè)，鋅側(cè)冷卻水入口 B20設(shè)于鋅側(cè)電解液入口 B21旁，鋅側(cè)冷卻水出口 A22設(shè)于溴側(cè)電解液出口 B24 —側(cè)。所述溴側(cè)冷卻水流道A4和溴側(cè)冷卻水流到BlO采用正弦曲線型流道或波浪線型流到。所述溴側(cè)冷卻水流道A4和溴側(cè)冷卻水流到BlO長度大于鋅側(cè)電解液流出流到14和鋅側(cè)電解液流入流道19的I. 5倍，溴側(cè)冷卻水流道A4和溴側(cè)冷卻水流到BlO寬度大于 鋅側(cè)電解液流出流到14和鋅側(cè)電解液流入流道19的O. 5倍，震幅寬度大于鋅側(cè)電解液流出流到14和鋅側(cè)電解液流入流道19。所述溴側(cè)冷卻水流道A4和溴側(cè)冷卻水流到BlO距離溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)I為5mm。所述溴側(cè)冷卻水出口 A3和溴側(cè)冷卻水出口 B9處還分別設(shè)有檢測元件A30和檢測元件B31 ;檢測元件A30和檢測元件B31均為溫度傳感器或電導(dǎo)率傳感器。本發(fā)明的實(shí)施例3 :如圖I和圖2所示，散熱一體化電堆，包括溴側(cè)半電池29和相對應(yīng)的鋅側(cè)半電池25，溴側(cè)半電池29與鋅側(cè)半電池25相扣合，鋅側(cè)半電池25上設(shè)有鋅側(cè)電解液腔26，鋅側(cè)電解液腔26的一側(cè)設(shè)有導(dǎo)熱層27，且導(dǎo)熱層27上設(shè)有冷卻水管28。如圖3所示，所述溴側(cè)半電池29上設(shè)有矩形的溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)I、鋅側(cè)電解液出口A2、溴側(cè)電解液出口 A6、溴側(cè)電解液流出流道7、鋅側(cè)電解液入口 A8、溴側(cè)電解液入口 All和溴側(cè)電解液流B12，溴側(cè)電解液流出流道7和溴側(cè)電解液流B12設(shè)于溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)I矩形短邊的兩側(cè)，溴側(cè)電解液流出流道7和溴側(cè)電解液流B12的一端均與溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)I相連，溴側(cè)電解液流出流道7和溴側(cè)電解液流B12的另一端分別與溴側(cè)電解液出口 A6和溴側(cè)電解液入口 All相連，鋅側(cè)電解液入口 AS設(shè)于溴側(cè)電解液流出流道7同側(cè)與溴側(cè)電解液流出流道7反方向，鋅側(cè)電解液出口 A2設(shè)于溴側(cè)電解液流B12同側(cè)與溴側(cè)電解液流B12反方向。所述溴側(cè)半電池29上還設(shè)有溴側(cè)冷卻水出口 A3、溴側(cè)冷卻水流道A4、溴側(cè)冷卻水入口 A5、溴側(cè)冷卻水出口 B9、溴側(cè)冷卻水流道BlO和溴側(cè)冷卻水入口 B13，溴側(cè)冷卻水流道A4和溴側(cè)冷卻水流道BlO分別設(shè)在溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)I矩形長邊的兩側(cè)，溴側(cè)冷卻水出口 A3和溴側(cè)冷卻水入口 A5設(shè)于溴側(cè)冷卻水流道A4的兩端，溴側(cè)冷卻水出口 B9和溴側(cè)冷卻水入口 B13設(shè)于溴側(cè)冷卻水流道BlO的兩端。如圖4所示，所述鋅側(cè)半電池25上設(shè)有矩形的鋅側(cè)反應(yīng)活性區(qū)23、鋅側(cè)電解液流出流道14、鋅側(cè)電解液出口 B15、溴側(cè)電解液入口 B17、鋅側(cè)電解液流入流道19、鋅側(cè)電解液入口 B21和溴側(cè)電解液出口 B24，鋅側(cè)電解液流出流道14和鋅側(cè)電解液流入流道19設(shè)于鋅側(cè)反應(yīng)活性區(qū)23長邊的兩側(cè)，鋅側(cè)電解液流出流道14和鋅側(cè)電解液流入流道19的一端均與鋅側(cè)反應(yīng)活性區(qū)23相連，鋅側(cè)電解液流出流道14的另一端與鋅側(cè)電解液出口 B15相連，鋅側(cè)電解液流入流道19的另一端與鋅側(cè)電解液入口 B21連接，溴側(cè)電解液入口 B17設(shè)于鋅側(cè)電解液流入流道19同側(cè)與鋅側(cè)電解液流入流道19反方向，溴側(cè)電解液出口 B24設(shè)于鋅側(cè)電解液流出流道14同側(cè)與鋅側(cè)電解液流出流道14反方向。鋅側(cè)半電池25上還設(shè)有鋅側(cè)冷卻水入口 A16、鋅側(cè)冷卻水出口 B18、鋅側(cè)冷卻水入口 B20、鋅側(cè)冷卻水出口 A22，鋅側(cè)冷卻水入口 A16設(shè)于鋅側(cè)電解液出口 B15旁，鋅側(cè)冷卻水出口 B18設(shè)于溴側(cè)電解液入口 B17 —側(cè)，鋅側(cè)冷卻水入口 B20設(shè)于鋅側(cè)電解液入口 B21旁，鋅側(cè)冷卻水出口 A22設(shè)于溴側(cè)電解液出口 B24 —側(cè)。所述溴側(cè)冷卻水流道A4和溴側(cè)冷卻水流到BlO采用正弦曲線型流道或波浪線型流到。所述溴側(cè)冷卻水流道A4和溴側(cè)冷卻水流到BlO長度大于鋅側(cè)電解液流出流到14和鋅側(cè)電解液流入流道19的I. 5倍，溴側(cè)冷卻水流道A4和溴側(cè)冷卻水流到BlO寬度大于鋅側(cè)電解液流出流到14和鋅側(cè)電解液流入流道19的O. 5倍，震幅寬度大于鋅側(cè)電解液流出流到14和鋅側(cè)電解液流入流道19。
所述溴側(cè)冷卻水流道A4和溴側(cè)冷卻水流到BlO距離溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)I為8mm。所述溴側(cè)冷卻水出口 A3和溴側(cè)冷卻水出口 B9處還分別設(shè)有檢測元件A30和檢測元件B31 ;檢測元件A30和檢測元件B31均為溫度傳感器或電導(dǎo)率傳感器。本發(fā)明工作原理在電堆的溴側(cè)半電池29上加設(shè)溴側(cè)冷卻水出口 A3、溴側(cè)冷卻水流道A4、溴側(cè)冷卻水入口 A5、溴側(cè)冷卻水出口 B9、溴側(cè)冷卻水流道BlO和溴側(cè)冷卻水入口B13，鋅側(cè)半電池25與溴側(cè)半電池29扣合，溴側(cè)冷卻水流道A4和溴側(cè)冷卻水流道BlO對應(yīng)位置的鋅側(cè)電解液流出流道14和鋅側(cè)電解液流入流道19集成換熱結(jié)構(gòu),利用冷水與電解液的溫差，進(jìn)行熱傳導(dǎo)，降低電解液的溫度。本發(fā)明也可直接對電堆進(jìn)行加熱。
權(quán)利要求
1.散熱一體化電堆，包括溴側(cè)半電池(29)和相對應(yīng)的鋅側(cè)半電池(25)，溴側(cè)半電池(29)與鋅側(cè)半電池(25)相扣合，其特征在于鋅側(cè)半電池(25)上設(shè)有鋅側(cè)電解液腔(26)，鋅側(cè)電解液腔(26 )的一側(cè)設(shè)有導(dǎo)熱層(27 )，且導(dǎo)熱層(27 )上設(shè)有冷卻水管(28 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的散熱一體化電堆，其特征在于所述溴側(cè)半電池(29)上設(shè)有矩形的溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)(I)、鋅側(cè)電解液出口 A (2)、溴側(cè)電解液出口 A (6)、溴側(cè)電解液流出流道(7 )、鋅側(cè)電解液入口 A (8 )、溴側(cè)電解液入口 A (11)和溴側(cè)電解液流B (12)，溴側(cè)電解液流出流道(7)和溴 側(cè)電解液流B (12)設(shè)于溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)(I)矩形短邊的兩側(cè)，溴側(cè)電解液流出流道(7)和溴側(cè)電解液流B (12)的一端均與溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)(I)相連，溴側(cè)電解液流出流道(7)和溴側(cè)電解液流B (12)的另一端分別與溴側(cè)電解液出口 A (6)和溴側(cè)電解液入口 A (11)相連，鋅側(cè)電解液入口 A (8)設(shè)于溴側(cè)電解液流出流道(7)同側(cè)與溴側(cè)電解液流出流道(7)反方向，鋅側(cè)電解液出口 A (2)設(shè)于溴側(cè)電解液流B (12)同側(cè)與溴側(cè)電解液流B (12)反方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱一體化電堆，其特征在于所述溴側(cè)半電池(29)上還設(shè)有溴側(cè)冷卻水出口 A (3)、溴側(cè)冷卻水流道A (4)、溴側(cè)冷卻水入口 A (5)、溴側(cè)冷卻水出口B (9)、溴側(cè)冷卻水流道B (10)和溴側(cè)冷卻水入口 B (13)，溴側(cè)冷卻水流道A (4)和溴側(cè)冷卻水流道B (10)分別設(shè)在溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)(I)矩形長邊的兩側(cè)，溴側(cè)冷卻水出口 A (3)和溴側(cè)冷卻水入口 A (5)設(shè)于溴側(cè)冷卻水流道A (4)的兩端，溴側(cè)冷卻水出口 B (9)和溴側(cè)冷卻水入口 B (13)設(shè)于溴側(cè)冷卻水流道B (10)的兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的散熱一體化電堆，其特征在于所述鋅側(cè)半電池(25)上設(shè)有矩形的鋅側(cè)反應(yīng)活性區(qū)(23)、鋅側(cè)電解液流出流道(14)、鋅側(cè)電解液出口 B (15)、溴側(cè)電解液入口 B (17)、鋅側(cè)電解液流入流道(19)、鋅側(cè)電解液入口 B (21)和溴側(cè)電解液出口 B(24)，鋅側(cè)電解液流出流道(14)和鋅側(cè)電解液流入流道(19)設(shè)于鋅側(cè)反應(yīng)活性區(qū)(23)長邊的兩側(cè)，鋅側(cè)電解液流出流道(14)和鋅側(cè)電解液流入流道(19)的一端均與鋅側(cè)反應(yīng)活性區(qū)(23 )相連，鋅側(cè)電解液流出流道(14 )的另一端與鋅側(cè)電解液出口 B (15 )相連，鋅側(cè)電解液流入流道(19)的另一端與鋅側(cè)電解液入口 B (21)連接，溴側(cè)電解液入口 B (17)設(shè)于鋅側(cè)電解液流入流道(19)同側(cè)與鋅側(cè)電解液流入流道(19)反方向，溴側(cè)電解液出口 B (24)設(shè)于鋅側(cè)電解液流出流道(14)同側(cè)與鋅側(cè)電解液流出流道(14)反方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的散熱一體化電堆，其特征在于鋅側(cè)半電池(25)上還設(shè)有鋅側(cè)冷卻水入口 A (16)、鋅側(cè)冷卻水出口 B (18)、鋅側(cè)冷卻水入口 B (20)、鋅側(cè)冷卻水出口 A(22)，鋅側(cè)冷卻水入口 A (16)設(shè)于鋅側(cè)電解液出口 B (15)旁，鋅側(cè)冷卻水出口 B (18)設(shè)于溴側(cè)電解液入口 B (17) 一側(cè)，鋅側(cè)冷卻水入口 B (20)設(shè)于鋅側(cè)電解液入口 B (21)旁，鋅側(cè)冷卻水出口 A (22)設(shè)于溴側(cè)電解液出口 B (24) 一側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的散熱一體化電堆，其特征在于所述溴側(cè)冷卻水流道A(4)和溴側(cè)冷卻水流到B (10)采用正弦曲線型流道或波浪線型流到。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的散熱一體化電堆，其特征在于所述溴側(cè)冷卻水流道A(4)和溴側(cè)冷卻水流到B (10)長度大于鋅側(cè)電解液流出流到(14)和鋅側(cè)電解液流入流道(19)的I. 5倍，溴側(cè)冷卻水流道A (4)和溴側(cè)冷卻水流到B (10)寬度大于鋅側(cè)電解液流出流到(14)和鋅側(cè)電解液流入流道(19)的O. 5倍，震幅寬度大于鋅側(cè)電解液流出流到(14)和鋅側(cè)電解液流入流道(19)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的散熱一體化電堆，其特征在于所述溴側(cè)冷卻水流道A(4)和溴側(cè)冷卻水流到B (10)距離溴側(cè)反應(yīng)活性區(qū)(I)為3mm 8mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的散熱一體化電堆，其特征在于所述溴側(cè)冷卻水出口A(3)和溴側(cè)冷卻水出口 B (9)處還分別設(shè)有檢測元件A (30)和檢測元件B (31)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的散熱一體化電堆，其特征在于檢測元件A(30)和檢測元件B (31)均為溫度傳感器或電導(dǎo)率傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了散熱一體化電堆，包括溴側(cè)半電池(29)和相對應(yīng)的鋅側(cè)半電池(25)，溴側(cè)半電池(29)與鋅側(cè)半電池(25)相扣合， (25)上設(shè)有鋅側(cè)電解液腔(26)，鋅側(cè)電解液腔(26)的一側(cè)設(shè)有導(dǎo)熱層(27)，且導(dǎo)熱層(27)上設(shè)有冷卻水管(28)。本發(fā)明在溴側(cè)半電池上加入冷卻水流道，使電池反應(yīng)電堆內(nèi)部進(jìn)行自身冷卻，在不增加電堆結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度的前提下實(shí)現(xiàn)了自身換熱效果，增加了系統(tǒng)的集成度和穩(wěn)定性，同時(shí)提高系統(tǒng)的能量密度。
文檔編號H01M8/04GK102969518SQ201210526558
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者孟琳, 王書軍, 劉學(xué)軍, 陸克 申請人:青海百能匯通新能源科技有限公司