本發(fā)明涉及液流電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種一體化電極。

背景技術(shù)：

目前常見的復(fù)合電極依次由正極電極材料、雙極板、負(fù)極電極材料組成，但這些復(fù)合電極只具備電化學(xué)功能，不具備流體功能。

如中國發(fā)明專利(cn102082276a)公開了一種復(fù)合塑料導(dǎo)電電極制造方法及用該方法制成的導(dǎo)電電極，具體的，該復(fù)合塑料導(dǎo)電電極制造方法包括步驟:a:將塑膠粒和導(dǎo)電劑進(jìn)行充分混合,再對混合料在180℃～300℃的條件下進(jìn)行熱熔；b:制作厚度為0.5mm～20mm的含碳導(dǎo)電板；c:待含碳導(dǎo)電板溫度降至125℃～150℃時,將厚度2mm～22mm的碳?xì)謮汉系胶紝?dǎo)電板的內(nèi)部,使碳?xì)峙c含碳導(dǎo)電板合為一體；d:冷卻后制得復(fù)合塑料導(dǎo)電電極。復(fù)合塑料導(dǎo)電電極包括至少一塊含碳導(dǎo)電板和至少兩塊第二碳?xì)?其中,第二碳?xì)謮喝牒紝?dǎo)電板內(nèi)并與含碳導(dǎo)電板合為一體。通過上述方案制備成的復(fù)合導(dǎo)電塑料板,導(dǎo)電性能顯著提高,導(dǎo)電電極結(jié)構(gòu)致密,不易變形,大大增強(qiáng)了導(dǎo)電電極在穩(wěn)定狀態(tài)下的使用壽命。

但是，上述結(jié)構(gòu)的復(fù)合電極只具備電化學(xué)功能，不具備流體功能，使得復(fù)合電極的使用范圍受到限制，且使用壽命較短。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)電電極存在的上述不足，本發(fā)明旨在提供一種具備流體功能的一體化電極，使復(fù)合電極具備電化學(xué)功能與流體功能，進(jìn)而擴(kuò)大復(fù)合電極的使用范圍，并大幅延長使用壽命。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種一體化電極，具有這樣的特征，包括：

三合一電極板；

第一電極框，具有正對三合一電極板的第一配合面和背對三合一電極板的第一工作面，第一工作面上設(shè)置第一液流單元；以及

第二電極框，具有正對三合一電極板的第二配合面和背對三合一電極板的第二工作面，第二工作面上設(shè)置第二液流單元；

其中，第一電極框和第二電極框?qū)ΨQ地分設(shè)于三合一電極板的兩側(cè)，并且，第一電極框和第二電極框相組合形成嵌裝三合一電極板的外框體；

三合一電極板具有：與第一電極框連接的正電極、與第二電極框連接的負(fù)電極、以及分隔正電極和負(fù)電極的雙極板，并且，正電極與第一液流單元相連，負(fù)電極與第二液流單元相連。

上述的一體化電極，還具有這樣的特征，，第一電極框的中心部位開設(shè)有嵌裝正電極的第一方孔，相應(yīng)地，第二電極框的中心部位開設(shè)有嵌裝負(fù)電極的第二方孔。

上述的一體化電極，還具有這樣的特征，第一配合面于第一方孔的兩側(cè)設(shè)置有若干凹槽，并且，第二配合面上設(shè)置有若干個分別與每一凹槽對應(yīng)卡合的凸起。

上述的一體化電極，還具有這樣的特征，第一液流單元包括第一進(jìn)液口、第一出液口、以及第一流道；第一進(jìn)液口和第一出液口分別設(shè)置在第一電極框的兩端的中心，或第一電極框的四角，且分別與第一流道相連通。

上述的一體化電極，還具有這樣的特征，第二液流單元包括第二進(jìn)液口、第二出液口、以及第二流道；第二進(jìn)液口和第二出液口分別設(shè)置在第二電極框的兩端的中心，或第二電極框的四角，且分別與第二流道相連通。

上述的一體化電極，還具有這樣的特征，第一電極框于第一方孔的外圍開設(shè)第一密封槽，第二電極框于第二方孔的外圍開設(shè)與第一密封槽相對齊的第二密封槽，并且，第一密封槽和第二密封槽均嵌設(shè)有密封圈。

上述的一體化電極，還具有這樣的特征，第一電極框的邊緣部位和第二電極框的邊緣部位由螺栓連接。

本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)，產(chǎn)生的積極效果是：

(1)上述技術(shù)方案提供的一體化電極是一種五合一復(fù)合電極，在三合一電極板外設(shè)置第一電極框和第二電極框，并且，一體化電極中各組件通過機(jī)械方 式卡合為一個整體部件，同時設(shè)置第一液流單元和第二液流單元解決了現(xiàn)有的復(fù)合電極只具備電化學(xué)功能，而不具備流體功能的問題，進(jìn)而擴(kuò)大了復(fù)合電極的使用范圍，延長了復(fù)合電極的使用壽命。

(2)另外，上述技術(shù)方案提供的一體化電極可與離子膜組裝即可成為一個單體電池，降低了電極材料與集流體之間的接觸電阻、提高了電池的電壓效率，優(yōu)化了電池制備工藝，提高了電池制備的穩(wěn)定性。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明涉及的實施例中一體化電極的爆炸圖；

圖2為本發(fā)明涉及的實施例中三合一電極板的側(cè)視圖；

圖3為本發(fā)明涉及的實施例中第一電極框的主視圖；

圖4為圖1中字母i對應(yīng)部分的放大圖。

附圖中：1、第一電極框；11、第一出液口；12、第一進(jìn)液口；13、第一流道；14、第一方孔；15、螺紋孔；2、第二電極框；21、第二出液口；22、第二方孔；23、凸起；24、第二密封槽；3、三合一電極板；31、雙極板；32、正電極；33、負(fù)電極。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。

圖1為本發(fā)明涉及的實施例中一體化電極的爆炸圖，圖2為本發(fā)明涉及的實施例中三合一電極板的側(cè)視圖。請參見圖1和圖2。本實施例提供的一體化電極可與離子膜相配合，從而形成一流體單元電池。該一體化電極包括：第一電極框1、三合一電極板3、第二電極框2、以及密封部。具體的，第一電極框1的結(jié)構(gòu)與第二電極框2的結(jié)構(gòu)相配合，第一電極框1和第二電極框2對稱地分設(shè)于三合一電極板3的兩側(cè)，并且，第一電極框1和第二電極框2相組合形成嵌裝三合一電極板1的外框體。

更為詳細(xì)的，如圖1所示，第一電極框1包括第一工作面和第一配合面，第一工作面背對三合一電極板3，第一配合面正對三合一電極板3，第一工作面上設(shè)置第一液流單元；第二電極框2包括第二工作面和第二配合面，第二工作面背對三合一電極板3，第二配合面正對三合一電極板3，并且，第二配合面與第一配合面相卡合，第二工作面上設(shè)置有第二液流單元，第一液流單元和第二液流單元不連通。三合一電極板3被夾設(shè)在第一電極框1和第二電極板之間。

如圖1和圖2所示，在本實施例中，三合一電極板3包括與第一電極框連接的正電極32、與第二電極框連接的負(fù)電極33、以及分隔正電極32和負(fù)電極33的雙極板31，即正電極32和負(fù)電極33對稱設(shè)置于雙極板31的兩個側(cè)壁上，并且，正電極32與第一液流單元相連，負(fù)電極33與第二液流單元相連；密封部設(shè)置在第一電極框1和第二電極框2之間，將雙極板31的邊緣包裹，從而防止電解液溢出。

本發(fā)明在上述基礎(chǔ)上還具有如下實施方式：

圖3為本發(fā)明涉及的實施例中第一電極框的主視圖，請結(jié)合圖1-圖3所示。第一電極框1上開設(shè)有嵌裝正電極32的第一方孔14，相應(yīng)地，第二電極框2上開設(shè)有嵌裝負(fù)電極33的第二方孔22，第一方孔14和第二方孔22相對齊，第一方孔14優(yōu)選設(shè)置在第一電極框1的中心；相應(yīng)的，第二方孔22優(yōu)選設(shè)置在第二電極框2的中心。正電極32和負(fù)電極33可由碳紙、和或碳纖維、和或碳?xì)帧⒑突蚴珰种瞥?；雙極板31可由導(dǎo)電塑料板、有機(jī)碳板、碳紙等任意一種導(dǎo)電材料制成。

第一液流單元包括第一進(jìn)液口12、第一出液口11、以及第一流道13；其中第一進(jìn)液口12和第一出液口11分別為兩個，以方便進(jìn)液和出液，第一進(jìn)液口12和第一出液口11分別設(shè)置在第一電極框1的兩端，且位于兩端的中心或第一電極框1的四個角上，第一進(jìn)液口12和第一出液口11分別與第一流道13相連通。

同樣的，第二液流單元包括第二進(jìn)液口(圖中未顯示)、第二出液口21、以及第二流道(圖中未顯示)；其中第二進(jìn)液口和第二出液口21分別為兩個，以方便進(jìn)液和出液，第二進(jìn)液口和第二出液口21分別設(shè)置在第二電極框2相對的兩端，且位于兩端的中心或第二電極框2的四個角上，第二進(jìn)液口和 第二出液口21分別與第二流道相連通。

第一電極框1和第二電極框2相卡合后，第一進(jìn)液口12和第二進(jìn)液口的位置相對齊，第一出液口11和第二出液口21的位置相對齊。

圖4為圖1中字母i對應(yīng)部分的放大圖，請結(jié)合圖1至4所示。本發(fā)明的進(jìn)一步實施例中，第一配合面于第一方孔的兩側(cè)設(shè)置有若干凹槽(圖中未畫出)，對應(yīng)的第二配合面上設(shè)置有若干個分別與每一凹槽對應(yīng)卡合的凸起23，凸起23位于第二方孔22的兩側(cè)，使第一電極框1和第二電極框2相連。

本發(fā)明的進(jìn)一步實施例中，密封部包括密封槽和密封圈(圖中未顯示)，密封槽包括第一密封槽(圖中未顯示)和第二密封槽24，第一密封槽位于第一方孔14的外圍，第二密封槽24位于第二方孔22外圍，第一密封槽與第二密封槽對齊。第一密封槽和第二密封槽24均嵌設(shè)有密封圈，密封圈框設(shè)在雙極板31的邊緣處以將雙極板31的邊緣包裹，防止電解液外溢。密封圈可優(yōu)選三元乙丙膠、氟橡膠、硅橡膠、丁晴橡膠等任意一種非導(dǎo)電密封材料制成。

本發(fā)明的進(jìn)一步實施例中，第一電極框1的邊緣部位和第二電極框2的邊緣部位分別設(shè)置有多個螺紋孔15，第一電極框1和第二電極框2通過貫穿相應(yīng)螺紋孔的螺栓連接，螺栓優(yōu)選為聚丙烯、或聚乙烯、或聚氯乙烯、或環(huán)氧樹脂等非導(dǎo)電材料制成。

本實施例中提供上述技術(shù)方案提供的一體化電極是一種五合一復(fù)合電極，在三合一電極板3外設(shè)置第一電極框1和第二電極框2，并且，一體化電極中各組件通過機(jī)械方式卡合為一個整體部件，同時設(shè)置第一液流單元和第二液流單元解決了現(xiàn)有的復(fù)合電極只具備電化學(xué)功能，而不具備流體功能的問題，進(jìn)而擴(kuò)大了復(fù)合電極的使用范圍，延長了復(fù)合電極的使用壽命。另外，上述技術(shù)方案提供的一體化電極可與離子膜組裝即可成為一個單體電池，降低了電極材料與集流體之間的接觸電阻、提高了電池的電壓效率，優(yōu)化了電池制備工藝，提高了電池制備的穩(wěn)定性。

綜上，以上內(nèi)容僅為本發(fā)明較佳的實施例，并非因此限制本發(fā)明的實施方式及保護(hù)范圍，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識到凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。