專利名稱：液流電池的集成匯流管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液流電池的匯流管。特別地，但并非排它的，本發(fā)明涉及形成集成匯流管的方法，這種匯流管可以用于液流電池的電池組。
背景技術(shù)：
鉛酸蓄電池常被用于獨立供電系統(tǒng)中。然而，鉛酸蓄電池在性能和環(huán)境安全方面存在很多限制。鉛酸蓄電池通常在炎熱的條件下壽命極短，特別是在完全放電的時候。另夕卜，鉛酸蓄電池對環(huán)境的危害很大，因為鉛是鉛酸蓄電池的主要組分，在制造和處理期間會導(dǎo)致嚴重的環(huán)境問題。液流電池，如鋅溴電池，全釩電池，多硫化鈉/溴電池，為克服鉛酸電池上述的限制提供了可能。特別是，液流電池的可用壽命不受深度放電的影響，而且液流電池的能量重量比比鉛酸電池高六倍。然而，液流電池的生產(chǎn)比鉛酸蓄電池更困難。像鉛酸電池一樣，液流電池由電池單元組構(gòu)成，以產(chǎn)生高于單元電池電壓的特定電壓。但是與鉛酸電池不同的是，液流電池的電池單元通過電解液循環(huán)液壓連接。所產(chǎn)生的問題是，當(dāng)旁路電流通過電解液循環(huán)通路在單元電池之間流動時，會引起電池中的能量損耗和能量不平衡。為了防止或減少這種旁路電流，液流電池中的電池單元必須有足夠長的電解液循環(huán)路徑，這樣可以增加電池之間的電阻。電解液通過外部的匯流管輸送和抽離出電池組。每個電池單元在電解液循環(huán)回路的毛細管口有多個進口和出口。每個外部匯流管通過一個由彈性連接管組成的精密部件連接到電池組上。典型的含有54個單元的電池組需要216個彈性連接管。這種精密的部件不僅難以制造，而且在裝配和使用期間也容易損壞。參照圖1，該圖示出了現(xiàn)有液流電池的一個電池組(I)的示意圖。電池組內(nèi)的各單元通過一系列的彈性連接管(3)與外部的匯流管(2)連接。本發(fā)明的目的是為了解決以上所述的現(xiàn)有液流電池的一個或多個缺陷，其中包括對外部匯流管的改進。本發(fā)明的另一個目的是提供一個制作液流電池中集成匯流管的方法。

發(fā)明內(nèi)容
首先，本發(fā)明是為了提供一種用于連接液流電池中各電池單元組的集成匯流通路的制作方法。方法包括:
制作一個與電池組相鄰的模腔，模腔的開口對著電池組里的毛細管口。在模腔內(nèi)放上多個針，針的尾部與毛細管口相接；然后在模腔內(nèi)填上材料，再將材料硬化成型，最后拿掉里面的針，從而在硬化材料里形成了可以與毛細管口進行液體交換的通道。更具體的說法是，本發(fā)明包含了形成與電池單元連接的通路的制造方法:
方法之一，是在材料填充到模腔之前放一個匯流管型芯來形成匯流空腔，并讓針穿過這個型芯
另一個方法是，在成型以后用機械加工的方法形成匯流空腔。本發(fā)明還包括了密封匯流空腔和硬化材料外表面之間部分通道的方法。包括:毛細管口在毛細管的端部，而毛細管一直深入到電池內(nèi)；
當(dāng)材料硬化時，針頭露在模腔外面，而針尾插進毛細管口 ；
針頭的直徑要比針尾的直徑大；
用來制作模腔的模架可以在材料硬化后取出來；
用抽取板來取出針；
模架上有許多個孔，當(dāng)把針插進模腔時，也被固定在模架上對應(yīng)的孔中。對應(yīng)本發(fā)明的開始所述，本發(fā)明適用于具有集成匯流管的液流電池。


為了幫助理解本發(fā)明以及實施本發(fā)明，下面參照附圖對本發(fā)明的實施進行描述。圖1是現(xiàn)有的帶有外部匯流管的液流電池的不意圖。圖2是液流電池的一個電池組中模架底板頂部的示意圖。圖3是圖1中的部分電池組和位于模架底板的匯流管型芯的示意圖。圖4是圖3中的匯流 管型芯被針穿過，插進毛細管口的示意圖。圖5是圖4中的電池單元，匯流管，和針，并進一步展示模架頂板和底部的示意圖。圖6是與圖5相同的，但是進一步展現(xiàn)模架的另一邊板的示意圖。圖7是圖6中模架的另一角度示意圖。圖8是拿掉邊板以后，所形成的集成匯流管在電池組一角的示意圖。圖9是用來制作集成匯流管的針的示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的實施方式包括連接液流電池中電池單元的集成匯流管的制作方法，和含有集成匯流管的液流電池的制作方法。本發(fā)明的部件以簡潔概括的方式例示在圖中，這些附圖只是為了說明本發(fā)明的較優(yōu)實施例用的，而不是為了要限制它；這些附圖只表示出了用于理解本發(fā)明的必須的具體細節(jié)的實施方式，沒有提供過多的對專業(yè)人士顯而易見的細節(jié)。另外，本文所示出和說明的本發(fā)明各個方面可視具體用途的需要分開使用或成為各種組合使用。參照圖2、3，還有圖5-8，這些圖顯示了一種用于生產(chǎn)制造液流電池的集成匯流管的方法。這些圖體現(xiàn)了在液流電池中電池單元的一個邊角上，是如何形成集成匯流管的。相同的集成匯流管都會安裝在電池單元的四角或者是電池里的其他地方。圖2是液流電池中一個電池組(I)的一角示意圖，體現(xiàn)了制作集成匯流管的第一步:將電池組(I)固定在有許多小孔(6)的模架底板(5)上。電池組(I)中含有多個由一堆電極板(7)和隔在電極板之間的隔離膜(8)所組成的電池單元。每個電池單元由一個電極板(7)，相鄰的隔離膜(8)以及一個毛細管(9)組成。毛細管(9)被放在電極板(7)和相鄰的隔離膜(8)之間的毛細通道內(nèi)。如圖所示，毛細管要稍稍露出電極板(7)和隔離膜(8)的邊緣。從頂端看下去，電池基本上就像是個被切掉一角(11)的長方形。毛細管的材料可以是高分子，或者任何可以與注入塑料融接的材料。模架底板(5)屬于模架的一部分，而模架構(gòu)成了與電池組一角連接的模腔。參照圖3，位于被切掉的區(qū)域(11)內(nèi)，匯流管型芯(13)被安在底板(5)上。匯流管型芯基本是圓柱形，有底座(15)和頂部(17)。底座(15)被固定在底板(5)上。匯流管型芯(13)上有兩排交錯的的小孔(19)，小孔對準(zhǔn)電池組(I)的毛細管(9) 口。參照圖4，把針(21)插入?yún)R流管型芯(13)的小孔(19)里。這些針(21)通過小孔
(19)穿過匯流管型芯(13)。針(21)尾插進毛細管(9) 口，從而密封住毛細管。圖四只是給出了針相對于匯流管型芯和電池組里的擺放方式，并沒有體現(xiàn)如何形成集成匯流管的方法。圖5體現(xiàn)了形成集成匯流管的下一步。電池組(I)的頂部是模架頂板(23)，側(cè)邊是模架邊板(25)。這樣模架底板(5)，頂板(23)，邊板(25)和邊板(33)所圍成的空間就形成了模腔(27)。邊板(25)上有一排交錯的孔與匯流管型芯(13)上的孔(19)相對應(yīng)。頂板
(23)上有一個開向模腔(27)的填料孔(31)。實際應(yīng)用中，加熱的填充材料從填料孔(31)注入到模腔(27)中。填充材料可以是任何能跟電極板(7)和毛細管(9)有效結(jié)合的高分子材料。填充材料將電極板(7)的邊緣都包住，從而將電極板(7)密封起來；同時，還將每根突出電極板(7)的毛細管(9)的外表面包住、密封起來。另外，頂板(23)上還有個孔(29)與匯流管型芯(13)的頂部(17)相對應(yīng)。針(21)通過邊板(25)的孔插進模腔中，再如圖四所示的，穿過匯流管型芯(13)，插進毛細管(9) 口。圖6和圖7體現(xiàn)了被模架包住的電池組的不同角度示意圖。模架邊板(33)上的孔(35)跟頂板(23)和底板(5)上的定位孔(6)是相對應(yīng)的。邊板(33)被用緊固件穿過孔(35 )和定位孔(6 )與底板(5 )和頂板(23 )固定在一起。另外，在模架邊板(25 )上裝上抽取板(26 )，把針(21)放進抽取板中。如圖6和7所示，當(dāng)電池組被模架包住后，將模具材料填充到模腔(27)中。填充的材料可以是聚乙烯，聚丙烯，或者是其他合適的材料。然后等模具材料定形。根據(jù)圖8所示，材料定型以后，拿掉用來固定模架的扣件，針(21)以及板(5)，板
(23),板(25)和板(33)。拿掉邊板(25)上的抽取板(26)就可以拿掉針(21)。最后,拿掉匯流管型芯(13)。在最終的硬化材料(37)里，原來匯流管型芯(13)的位置，匯流空腔(41)和毛細管(9)之間形成了通道(39)。密封硬化材料(37)外部和匯流空腔(41)的通道(42)。這樣就形成了液流電池的集成匯流管，包括:匯流空腔(41)和硬化材料(37)中的通道(39)。其中，通道(39)順暢地連接了匯流空腔(41)和毛細管(9)。另外一種可行的方法是，在裝板(5)，板(23)，板(25)，和板(33)形成模架時，拿掉模腔(27)中的匯流管型芯(13)，當(dāng)材料在模架里成形后，拿掉板(5)，板(23)，板(25)和板，再在硬化材料(37)中打一個洞就形成了匯流空腔。形成匯流空腔后，邊板可以就可以焊在單元組(I)的周邊，包括模腔面(37)的各邊，從而有效地密封住電池單元。多種焊接技術(shù)可以用來焊接邊板。根據(jù)圖9，針(21)包括針頭(45)、針尾(43)、以及連接頭尾的細長部分(47)。針尾
(43)的直徑大小剛好能夠插進毛細管口，這樣可以有效地密封住毛細管，防止給模腔(27)填料時堵塞住毛細管(9) 口。細長部分(47)的尺寸大小剛好可以插進匯流管型芯(13)的孔(19)中，這樣可以密封住匯流空腔(41)，防止在填料時流進匯流空腔(41)里。針頭(45)的大小要比抽取板(26)上的孔大。這樣，從板(25)上拿掉抽取板(26)的同時，也拿掉了針(21)。用上述方法制得的集成匯流管比現(xiàn)有的外部匯流管更不容易損壞，而且使得匯流管和毛細管之間密封性更好。綜上，要制作集成匯流管主要需要匯流型芯(13)，針(21)，板(5)，板(23)，板(25)，板(33)。以上本發(fā)明的各實施例旨在提供相關(guān)技術(shù)的描述，而不應(yīng)該限制在本文描述的實施例上。本發(fā)明說明書旨在包括所有替代的，更改的，本文已經(jīng)討論過的，以及其他在本發(fā)明的實質(zhì)和范圍內(nèi)的其他實施方式。
權(quán)利要求
1.一種液流電池中連接電池單元的集成匯流管通路的形成方法，方法包括: 制作一個與電池單元的相鄰的模腔，模腔的開口對著電池組里的毛細管口 ； 在模腔內(nèi)放上多個針，針的尾部與毛細管口相接； 在模腔內(nèi)填上材料； 將材料硬化成型； 拿掉里面的針，這樣就在硬化材料里形成了可以與毛細管口進行液體交換的通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成匯流管，其特征是:還包括形成連接通道的匯流空腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成匯流管，其特征是:在材料填充到模腔之前放一個匯流管型芯來形成匯流空腔，并讓針穿過這個型芯。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的匯流形空腔，其特征是:成型以后用機械加工的方法形成匯流空腔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成匯流管，其特征是:密封匯流空腔和硬化材料外表面之的通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成匯流管，其特征是:毛細管口在毛細管的底部，而毛細管一直深入到電池內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成匯流管，其特征是:當(dāng)材料硬化時，針頭露在模腔外面，而針尾插進毛細管口。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的針，其特征是:針頭的直徑要比針尾的直徑大。
9.根據(jù)權(quán)利要起I所述的集成匯流管，其特征是:用來制作模腔的模架可以在材料硬化后取出來。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的模架，其特征是:模架上有許多個孔，當(dāng)把針插進模腔時，針被固定在模架上對應(yīng)的孔中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成匯流管，其特征是:用抽取板來取出針。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成匯流管，其特征是:液流電池中電池組的集成匯流管包含了集成匯流通道。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種通過形成與液流電池中電池組(1)相連的集成匯流管來加強匯流管與電池組(1)中毛細管之間的密封性的方法。本發(fā)明包括制作連接電池組(1)的模穴(27)，讓模穴(27)開口對著電池組中的毛細管口。將一定數(shù)量的針(21)放進模穴里，針(21)尾插進毛細管。再往模穴里填充材料，材料在模穴中硬化成型。然后將針(21)從硬化材料中拿掉，形成通路，使得液體可以在匯流管和毛細管間流動。
文檔編號H01M8/02GK103094586SQ20131000828
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月10日
發(fā)明者王昕 申請人:王昕