CN116742036A - 电极框、液流电池及液流电池堆 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种电极框、液流电池及液流电池堆，属于储能技术领域。所述电极框包括N个子电极框，所述N个子电极框中相邻两个子电极框通过第一绝缘层叠加，每个子电极框的第一端和第二端分别设置有沿厚度方向的一个或多个通孔，其中，每个通孔处设置有从该通孔的内壁到电极框内壁的一个或多个流道，以使得电解液通过通孔流入或流出电极，其中，N为大于1的正整数。在将所述电极框应用于液流电池时，可以保证液流电池堆中每个子液流电池的电解液独立运行，降低液流电池堆内部旁路电流，提高液流电池堆的效率和可靠性。

Description

电极框、液流电池及液流电池堆

技术领域

本发明涉及储能技术领域，具体地涉及一种电极框、液流电池及液流电池堆。

背景技术

储能作为提高能源利用率的关键技术，用于可再生能源并网、削峰填谷、调峰调频等方面，能够提高可再生能源的利用率，提高电网稳定性。液流电池因其长寿命、安全可靠、功率和容量可单独设计等优点，成为大规模储能的主要技术之一。

液流电池一般是由功率单元和容量单元组成。作为容量单元的电解液，以其中的活性物质的价态变化实现能量的储存和释放，工作时，电解液流经作为功率单元的电堆内部，进行电能和化学能的转换，从而实现功率的输入和输出。

当前，液流电池普遍电压等级较低，一方面是因为旁路电流的影响，另一方面是因为叠加更多的电池给制造带来困难。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种电极框、液流电池及液流电池堆，用于解决液流电池普遍电压等级较低的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种电极框，所述电极框包括N个子电极框，所述N个子电极框中相邻两个子电极框通过第一绝缘层叠加，每个子电极框的第一端和第二端分别设置有沿厚度方向的一个或多个通孔，其中，每个通孔处设置有从该通孔的内壁到电极框内壁的一个或多个流道，以使得电解液通过通孔流入或流出电极，其中，N为大于1的正整数。

可选的，设置于所述第一端的第一数量的通孔被用作正极电解液入口孔，设置于所述第二端的第二数量的通孔被用作正极电解液出口孔；和/或设置于所述第一端的第三数量的通孔被用作负极电解液入口孔，设置于所述第二端的第四数量的通孔被用作负极电解液出口孔。

可选的，在所述电极框为正极电极框的情况下，所述电极框上被用作负极电解液入口孔和负极电解液出口孔的通孔被密封；在所述电极框为负极电极框的情况下，所述电极框上被用作正极电解液入口孔和正极电解液出口孔的通孔被密封。

可选的，所述第一数量和所述第二数量相同，和/或所述第三数量和所述第四数量相同。

可选的，所述第一端和所述第二端为相对端。

可选的，所述电极框由耐酸腐蚀的高分子材料制成，所述高分子材料优选为以下一种或多种材料：PVC、PP、PE。

可选的，所述电极框通过以下一种方式形成：机械加工、注塑、模压、3D打印。

相应的，本发明实施例还提供一种液流电池，包括顺序层叠的正极电极框、正极电极、隔膜、负极电极、负极电极框，所述正极电极框和所述负极电极框为上述的电极框；所述正极电极包括N个子正极电极，所述N个子正极电极中每个子正极电极各自独立的嵌于所述正极电极框的相应子电极框中，所述负极电极包括与所述N个子正极电极一一对应的N个子负极电极，所述N个子负极电极中每个子负极电极各自独立的嵌于所述负极电极框的相应子电极框中，从而使得所述液流电池由N个子液流电池叠加形成。

相应的，本发明实施例还提供一种液流电池堆，包括：上述的液流电池；设置于所述液流电池堆两端的正极端板和负极端板，所述正极端板包括正极电流导出板，所述负极端板包括负极电流导出板，其中所述正极电流导出板包括与所述N个子正极电极一一对应的N个子正极电流导出板并且所述负极电流导出板包括与所述N个子负极电极一一对应的N个子负极电流导出板，其中所述N个子正极电流导出板中相邻两个子正极电流导出板之间通过第四绝缘层叠加，并且所述N个子负极电流导出板中相邻两个负极电流导出板之间通过第五绝缘层叠加。

可选的，所述液流电池堆包括一个上述的液流电池，所述N个子液流电池被串联连接。

可选的，所述液流电池堆包括M个上述的液流电池，并且所述液流电池堆还包括：双极板，设置于相邻的两个所述液流电池之间，其中所述双极板包括与所述N个子正极电极一一对应的N个子双极板，所述N个子双极板中相邻两个子双极板之间通过第六绝缘层叠加，使得所述液流电池堆由N组子液流电池叠加形成，每组子液流电池包括M个子液流电池，其中，M为大于1的正整数。

可选的，所述N组子液流电池被串联连接。

本发明实施例提供的电极框、液流电池及液流电池堆具有以下技术优势：

(1)多个子电极框叠加形成电极框，每个子电极框设置有独立的电解液流道分布，在将电极框应用于液流电池堆时，可以保证液流电池堆中每个子液流电池的电解液独立运行，降低液流电池堆内部旁路电流，提高液流电池堆的效率和可靠性。

(2)与由同样数量的相关技术中的液流电池形成的液流电池堆相比，使用本发明实施例提供的液流电池形成液流电池堆的输出电压能够提高N倍。

(3)液流电池堆输出电压的增大能够促进逆变、升压的实施，减少系统集成难度，使得液流电池堆更加灵活地使用各种场景。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1示出了根据本发明一实施例的电极框的侧面示意图；

图2示出了电极框上的流道的示意图；

图3示出了根据本发明一实施例的液流电池的示意图；

图4示出了根据本发明一实施例的液流电池堆的示意图；

图5示出了根据本发明另一实施例的液流电池堆的示意图；

图6示出了图4和图5所示的液流电池堆与相关技术中的液流电池堆的放电极化曲线对比。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”、“第三”等的描述，则该“第一”、“第二”、“第三”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

图1示出了根据本发明一实施例的电极框的侧面示意图。本发明实施例提供一种电极框，该电极框可以包括N个子电极框，其中N为大于1的正整数。图1中电极框包括3个子电极框110、120和130，这里是以N为3进行示例的，N可以为任意大于1的正整数。

N个子电极框中相邻两个子电极框通过第一绝缘层140叠加。第一绝缘层140一方面起到绝缘的作用，另一方面起到隔离电解液的作用。第一绝缘层140可以采用密封形式或焊接形式被形成。

每个子电极框的第一端131和第二端132分别设置有沿厚度方向的一个或多个通孔133。图1中示出的每个子电极框的第一端和第二端上分别设置有2个通孔，这仅用于示例，可以根据第一端和第二端的长度在其上设置任意合适数量的通孔，或者根据实际需要在第一端和第二端上设置任意合适数量的通孔。各通孔可以是均匀排列或非均匀排列的设置在第一端和第二端上。通孔的大小可以根据其所在端的宽度而被设置。同一端上各通孔的大小可以相同或不同。

每个通孔133处设置有从该通孔的内壁到电极框内壁的一个或多个流道，如图2所示，通孔和与该通孔连接的一个或多个流道134，使得电解液可以流入或流出电极。第一端131和第二端132优选为相对端，以便于电解液更顺畅的流入和流出。但是本发明实施例并不限制于此，第一端131和第二端132也可以是相邻端。

在一可选实施例中，电极框可以被用作正极电极框，设置于所述第一端131的第一数量的通孔可以被用作正极电解液入口孔，设置于所述第二端132的第二数量的通孔可以被用作正极电解液出口孔。第一数量的值不大于第一端上通孔的数量，第二数量的值不大于第二端上通孔的数量。在正极电极框用于液流电池堆的情况下，液流电池堆中各正极电极框上正极电解液入口孔的位置均相同以形成正极电解液流入液流电池堆的流道。液流电池堆中各正极电极框上正极电解液出口孔的位置均相同以形成正极电解液流出液流电池堆的流道。第一数量和第二数量优选可以是相同的，以便于正极电解液更顺畅的流入和流出。但是本发明实施例并不限制于此，第一数量和第二数量也可以不同。

在一可选实施例中，电极框可以被用作负极电极框，设置于所述第一端131的第三数量的通孔可以被用作负极电解液入口孔，设置于所述第二端132的第四数量的通孔可以被用作负极电解液出口孔。第三数量的值不大于第一端上通孔的数量，第三数量的值不大于第二端上通孔的数量。在负极电极框用于液流电池堆的情况下，液流电池堆中各负极电极框上负极电解液入口孔的位置均相同以形成负极电解液流入液流电池堆的流道。液流电池堆中各负极电极框上负极电解液出口孔的位置均相同以形成负极电解液流出液流电池堆的流道。第三数量和第四数量优选可以是相同的，以便于负极电解液更顺畅的流入和流出。但是本发明实施例并不限制于此，第三数量和第四数量也可以不同。

可选地，被用作正极电解液入口孔的通孔与被用作负极电极液入口孔或出口孔的通孔可以是相同或不同。被用作正极电解液出口孔的通孔与被用作负极电极液入口孔或出口孔的通孔可以是相同或不同。

在一可选实施例中，可以设置第一端上一部分的通孔用作正极电解液入口孔、另一部分的通孔用作负极电解液入口孔，设置第二端上一部分的通孔用作正极电极液流出口孔、另一部分的通孔用作负极电解液出口孔。例如，图1中将各子电极框中第一端上的一个通孔用作正极电解液入口孔、另一个通孔用作负极电解液入口孔，将各子电极框中第二段上的一个通孔用作正极电极液流出口孔、另一个通孔用作负极电解液出口孔。各子电极框中用作正极电解液入口孔的通孔位置可以相同，用作负极电解液入口孔的通孔位置可以相同，用于正极电极液流出口孔的通孔位置可以相同，用于负极电极液流出口孔的通孔位置可以相同。

在任意实施例中，在所述电极框为正极电极框的情况下，所述电极框上被用作负极电解液入口孔和负极电解液出口孔的通孔被密封，以防止正极电解液从这一或这些通孔流出。

在任意实施例中，在所述电极框为负极电极框的情况下，所述电极框上被用作正极电解液入口孔和正极电解液出口孔的通孔被密封，以防止负极电解液从这一或这些通孔流出。

在任意实施例中，所述电极框可以由耐酸腐蚀的高分子材料制成，所述高分子材料可以为以下一种或多种材料：PVC、PP、PE等。

在任意实施例中，所述电极框可以通过以下一种方式形成：机械加工、注塑、模压、3D打印等。

本发明实施例提供的电极框通过多个子电极框叠加形成，每个子电极框设置有独立的电解液流道分布，在将电极框应用于液流电池堆时，可以保证液流电池堆中每个子液流电池的电解液独立运行，降低液流电池堆内部旁路电流，提高液流电池堆的效率和可靠性。

图3示出了本发明一实施例的液流电池的示意图。如图1所示，本发明实施例提供一种液流电池，包括顺序层叠的正极电极框11、正极电极、隔膜13(也称为离子交换膜)、负极电极、负极电极框15。正极电极框11和负极电极框15可以为根据本发明任意实施例所述的电极框。正极电极框11用于向正极电极导入正极电解液。负极电极框15用于向负极电极导入负极电解液。

正极电极可以包括N个子正极电极12，所述N个子正极电极12中每个子正极电极各自独立的嵌于所述正极电极框的相应子电极框中，即正极电极框的每个子电极框中嵌入有一个子正极电极。负极电极可以包括N个子负极电极14，所述N个子负极电极14中每个子负极电极各自独立的嵌于所述负极电极框的相应子电极框中，即负极电极框的每个子电极框中嵌入有一个负极电极。由此使得所述液流电池由N个子液流电池叠加形成。每个子液流电池可以认为是由正极电极框11、一个子正极电极、隔膜13、和与所述一个子正极电极在位置上对齐的一个子负极电极、负极电极框15顺序层叠形成。本发明任意实施例中，N为大于1的正整数。本发明任意实施例中描述的“叠加”的方向与“层叠”的方向垂直。例如图1中所示，“层叠”的方向为横向，“叠加”的方向为纵向。

液流电池还可以包括位于正负极周边的密封部件，用于防止电解液渗到液流电池的外侧而对液流电池进行腐蚀。

N个子正极电极12和N个子负极电极14优选可以分别完全相同，例如每一个子正极电极12、每一个子负极电极14的尺寸均相同、材质均相同等。每一个子正极电极12的尺寸、每一个子负极电极14的尺寸可以为100cm²-5000cm²，优选为100cm²-2000cm²。

在本发明进一步的实施例中，提供一种液流电池堆，包括：根据本发明任意实施例所述的液流电池；设置于所述液流电池堆两端的正极端板和负极端板，所述正极端板包括正极电流导出板，所述负极端板包括负极电流导出板，其中所述正极电流导出板包括与所述N个子正极电极一一对应的N个子正极电流导出板并且所述负极电流导出板包括与所述N个子负极电极一一对应的N个子负极电流导出板，其中所述N个子正极电流导出板中相邻两个子正极电流导出板之间通过第四绝缘层叠加，并且所述N个子负极电流导出板中相邻两个负极电流导出板之间通过第五绝缘层叠加。

在一可选实施例中，液流电池堆可以由一个根据本发明任意实施例所述的液流电池、设置于两端的正极端板和负极端板组成。正极端板除包括正极电流导出板外还包括位于正极电流导出板外侧的第一高分子板，相应地负极端板除包括负极电流导出板外还包括位于负极电流导出板外侧的第二高分子板。所述第一高分子板设置有流道接口，该流道接口与正极电极框的流道接通，正极电解液通过该流道接口流入正极电极框的流道。所述第二高分子板设置有流道接口，该流道接口与负极电极框的流道接通，负极电解液通过该流道接口流入负极电极框的流道。液流电池堆的各部件可以通过螺栓或焊接的方式紧固或固定。

第四绝缘层用于确保相邻子正极电流导出板之间没有任何电连接或短路现象。第五绝缘层用于确保相邻子负极电流导出板之间没有任何电连接或短路现象。第三绝缘层和第五绝缘层可以使用相同的绝缘材料制成，例如可以采用密封或焊接或其他形式的绝缘材料制成。

在本实施例中，液流电池堆的N个子液流电池可以通过外电路被串联连接。具体地，可以通过对各子正极电流导出板和子负极电流导出板进行电连接而实现N个子液流电池的串联连接。

在一可选实施例中，液流电池堆可以包括M个根据本发明任意实施例所述的液流电池，其中，M为大于1的正整数。相应地，液流电池堆还可以包括双极板，设置于相邻的两个所述液流电池之间，其中所述双极板包括与所述N个子正极电极一一对应的N个子双极板，所述N个子双极板中相邻两个子双极板之间通过第六绝缘层叠加，使得所述液流电池堆由N组子液流电池叠加形成，每组子液流电池包括M个子液流电池。双极板的数量为液流电池的数量减去一。每个子双极板可以用于将相邻两个子液流电池串联连接。

在本实施例中，正极端板除包括正极电流导出板外还包括位于正极电流导出板外侧的第一高分子板，相应地负极端板除包括负极电流导出板外还包括位于负极电流导出板外侧的第二高分子板。所述第一高分子板设置有流道接口，该流道接口与正极电极框的流道接通，正极电解液通过该流道接口流入正极电极框的流道。所述第二高分子板设置有流道接口，该流道接口与负极电极框的流道接通，负极电解液通过该流道接口流入负极电极框的流道。液流电池堆的各部件可以通过螺栓或焊接的方式紧固或固定。

所述第六绝缘层用于确保相邻子双极板之间没有任何电连接或短路现象。第六绝缘层、第四绝缘层和第五绝缘层可以使用相同的绝缘材料制成，例如可以采用密封或焊接或其他形式的绝缘材料制成。

子双极板、子正极电流导出板和子负极电流导出板均可以采用石墨制成，也可是石墨板结合金属导体制成。子双极板、子正极电流导出板和子负极电流导出板的尺寸可以为100cm²-5000cm²，优选为100cm²-2000cm²。

在本实施例中，N组子液流电池被串联连接。具体地，可以通过对各子正极电流导出板和子负极电流导出板进行电连接而实现N组子液流电池的每组子液流电池彼此间的串联连接。由于每组子液流电池中的各子液流电池也是串联连接，因此相当于每个子夜流电池是彼此串联连接的。

进一步地，本发明实施例提供的液流电池堆的外部结构与尺寸可以与相关技术中的液流电池堆的外部结构与尺寸保持相同，从而方便替换相关技术中的液流电池堆。另外，本发明实施例提供的液流电池堆也可以认为是对液流电池堆中的部件进行分割，其中，正极电极、正极电极框、负极电极、负极电极框、双极板、正极电流导出板、负极电流导出板分别被对应地均匀分割成N个，各部件被分割的位置可以处于同一水平线。正极电极、负极电极被分割的空隙中填充有与正极电极、负极电极具有相同孔隙率的多孔绝缘材料制成的绝缘层。双极板、正极电极框、正极电流导出板、负极电极框、负极电流导出板被分割的空隙中填充有密封或焊接或其他形式的绝缘材料制成的绝缘层。液流电池堆中的其他部件的分割与不分割不会影响液流电池堆输出高倍电压，因此优选可以不对这些其他部件进行分割，所述其他部件例如为隔膜、设置在两端的第一高分子板和第二高分子板等，其中正极电极框、负极电极框可以采用本发明任意实施例所述的电极框。

所述分割相当于在液流电池堆堆叠方向上形成N个并联的小型电堆。通过外电路将这些小型电堆串联起来，液流电池堆输出的端电压将是同类型的未分割的液流电池堆输出的端电压的N倍。可以理解，这里的“分割”仅是一种类比解释，在实际应用过程中，本发明实施例中提供的液流电池堆并不是采用“分割”的方式形成的，在设计之初或实际生产时，被“分割”的部件优选使用上文所述的“叠加”的方式形成。

可选地，本发明实施例中提供的液流电池堆可以是全钒液流电池电堆，也可以是其他体系的液流电池电堆，也可以是单液流电池电堆。

相关技术的液流电池或液流电池堆中，N的取值为1。与由同样数量的相关技术中的液流电池形成的液流电池堆相比，使用本发明实施例提供的液流电池形成液流电池堆的输出电压能够提高N倍，并且同时可以保持外部结构和尺寸不发生变化。

下面通过一些实施例来对本发明实施例提供的液流电池堆的有益效果进行进一步描述的。这些实施例中液流电池堆为全钒液流电池电堆。

实施例1

如图4所示，在该实施例中，N＝2，液流电池堆由3个液流电池组成。每个液流电池包括：顺序层叠的正极电极框、正极电极、隔膜、负极电极、负极电极框，正极电极框和负极电极框均采用本发明任意实施例所述的电极框。正极电极包括通过第一绝缘层叠加的第一子正极电极和第二子正极电极，负极电极包括通过第二绝缘层叠加的第一子负极电极和第二子负极电极。相邻的两个所述液流电池之间设置有双极板，双极板相应的包括通过第五绝缘层叠加的第一子双极板和第二子双极板。液流电池的两端设置有正极端板和负极端板，正极端板包括正极电流导出板和第一高分子板，负极端板包括负极电流导出板和第二高分子板。正极电流导出板包括通过第三绝缘层叠加的第一子正极电流导出板和第二子正极电流导出板，负极电流导出板包括通过第五绝缘层叠加的第一子负极电流导出板和第二子负极电流导出板。从而使得所述液流电池堆由2组子液流电池叠加形成，每组子液流电池包括3个子液流电池。

所述第一子正极电流导出板与所述第二子负极电流导出板电连接，通过所述第二子正极电流导出板输出正极电压并通过所述第一子负极电流导出板输出负极电压；或者所述第二子正极电流导出板与所述第一子负极电流导出板电连接，通过所述第一子正极电流导出板输出正极电压并通过所述第二子负极电流导出板输出负极电压。

在该实施例中，正极电极、负极电极总面积为200cm²，相应的每个子正极电极、每个子负极电极的面积为100cm²。

液流电池堆的正极电解液初始浓度为0.8mol L^-1V(IV)+0.8mol L^-1V(IV)+3mol L^-1H₂SO₄，负极电解液浓度为0.8mol L^-1V(II)+0.8mol L^-1V(III)+3mol L^-1H₂SO₄。

由于各子液流电池串联连接，因此在各子液流电池的子正极电极处电势逐级升高。如图2中所示，从负极开始，顺序串联的各子液流电池的子正极电极处电势分别为：1*OCP、2*OCP、3*OCP、4*OCP、5*OCP、6*OCP。因此本实施例中，液流电池堆能够输出6*OCP的电压，其中OCP表示开路电势。

实施例2

如图5所示，在该实施例中，N＝3，液流电池堆由3个液流电池组成。每个液流电池包括：顺序层叠的正极电极框、正极电极、隔膜、负极电极、负极电极框，正极电极框和负极电极框均采用本发明任意实施例所述的电极框。正极电极包括通过第一绝缘层叠加的第一子正极电极、第二子正极电极、第三子正极电极，负极电极包括通过第二绝缘层叠加的第一子负极电极、第二子负极电极、第三子负极电极。相邻的两个所述液流电池之间设置有双极板，双极板相应的包括通过第五绝缘层叠加的第一子双极板、第二子双极板、第三子双极板。液流电池的两端设置有正极端板和负极端板，正极端板包括正极电流导出板和第一高分子板，负极端板包括负极电流导出板和第二高分子板。正极电流导出板包括通过第三绝缘层叠加的第一子正极电流导出板、第二子正极电流导出板、第三子正极电流导出板，负极电流导出板包括通过第五绝缘层叠加的第一子负极电流导出板、第二子负极电流导出板、第三子负极电流导出板。从而使得所述液流电池堆由3组子液流电池叠加形成，每组子液流电池包括3个子液流电池。

所述第二子负极电流导出板与所述第一子正极电流导出板电连接，所述第三子负极电流导出板与所述第二子正极电流导出板电连接，通过所述第一子负极电流导出板输出负极电流并通过所述第三子正极电流导出板输出正极电流。

在该实施例中，正极电极、负极电极总面积为200cm²，相应的每个子正极电极、每个子负极电极的面积为66.7cm²。

液流电池堆的正极电解液初始浓度为0.8mol L^-1V(IV)+0.8mol L^-1V(IV)+3mol L^-1H₂SO₄，负极电解液浓度为0.8mol L^-1V(II)+0.8mol L^-1V(III)+3mol L^-1H₂SO₄。

根据与实施例1相似的原理，本实施例中，液流电池堆能够输出9*OCP的电压。

对比例1

该实施例描述的是相关技术中的液流电池堆。在该实施例中，N＝1，液流电池堆由3个液流电池组成。每个液流电池包括：顺序层叠的正极电极框、正极电极、隔膜、负极电极、负极电极框。相邻的两个所述液流电池之间设置有双极板。液流电池的两端设置有正极端板和负极端板，正极端板包括正极电流导出板和第一高分子板，负极端板包括负极电流导出板和第二高分子板。

在该实施例中，正极电极、负极电极总面积为200cm²。液流电池堆的放电极化性能可以通过恒电位仪进行测量。

液流电池堆的正极电解液初始浓度为0.8mol L^-1V(IV)+0.8mol L^-1V(IV)+3mol L^-1H₂SO₄，负极电解液浓度为0.8mol L^-1V(II)+0.8mol L^-1V(III)+3mol L^-1H₂SO₄。

根据与实施例1相似的原理，本实施例中，液流电池堆能够输出3*OCP的电压。易知，与对比例相比，实施例1中液流电池堆的输出电压提高2倍，实施例2中液流电池堆的输出电压提高3倍。

图6示出了图4和图5所示的液流电池堆与相关技术中的液流电池堆的放电极化曲线对比。可以看出，通过实际实验验证了：实施例1和实施例2的电堆工作电压分别是对比例的2倍和3倍，与单电池分成的子单电池的个数成正比。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (12)

1.一种电极框，其特征在于，所述电极框包括N个子电极框，所述N个子电极框中相邻两个子电极框通过第一绝缘层叠加，每个子电极框的第一端和第二端分别设置有沿厚度方向的一个或多个通孔，

其中，每个通孔处设置有从该通孔的内壁到电极框内壁的一个或多个流道，以使得电解液通过通孔流入或流出电极，

其中，N为大于1的正整数，所述电极框为正极电极框或负极电极框。

2.根据权利要求1所述的电极框，其特征在于，在所述每个子电极框中：

设置于所述第一端的第一数量的通孔被用作正极电解液入口孔，设置于所述第二端的第二数量的通孔被用作正极电解液出口孔；和/或

设置于所述第一端的第三数量的通孔被用作负极电解液入口孔，设置于所述第二端的第四数量的通孔被用作负极电解液出口孔。

3.根据权利要求2所述的电极框，其特征在于，

在所述电极框为正极电极框的情况下，所述电极框上被用作负极电解液入口孔和负极电解液出口孔的通孔被密封；

在所述电极框为负极电极框的情况下，所述电极框上被用作正极电解液入口孔和正极电解液出口孔的通孔被密封。

4.根据权利要求2或3的电极框，其特征在于，所述第一数量和所述第二数量相同，和/或所述第三数量和所述第四数量相同。

5.根据权利要求1所述的电极框，其特征在于，所述第一端和所述第二端为相对端。

6.根据权利要求1所述的电极框，其特征在于，所述电极框由耐酸腐蚀的高分子材料制成，所述高分子材料优选为以下一种或多种材料：PVC、PP、PE。

7.根据权利要求1所述的电极框，其特征在于，所述电极框通过以下一种方式形成：机械加工、注塑、模压、3D打印。

8.一种液流电池，其特征在于，包括顺序层叠的正极电极框、正极电极、隔膜、负极电极、负极电极框，

所述正极电极框和所述负极电极框为权利要求1至7中任一项所述的电极框；

所述正极电极包括N个子正极电极，所述N个子正极电极中每个子正极电极各自独立的嵌于所述正极电极框的相应子电极框中，所述负极电极包括与所述N个子正极电极一一对应的N个子负极电极，所述N个子负极电极中每个子负极电极各自独立的嵌于所述负极电极框的相应子电极框中，从而使得所述液流电池由N个子液流电池叠加形成。

9.一种液流电池堆，其特征在于，包括：

根据权利要求8所述的液流电池；

设置于所述液流电池堆两端的正极端板和负极端板，所述正极端板包括正极电流导出板，所述负极端板包括负极电流导出板，其中所述正极电流导出板包括与所述N个子正极电极一一对应的N个子正极电流导出板并且所述负极电流导出板包括与所述N个子负极电极一一对应的N个子负极电流导出板，其中所述N个子正极电流导出板中相邻两个子正极电流导出板之间通过第四绝缘层叠加，并且所述N个子负极电流导出板中相邻两个负极电流导出板之间通过第五绝缘层叠加。

10.根据权利要求9所述的液流电池堆，其特征在于，所述液流电池堆包括一个根据权利要求8所述的液流电池，所述N个子液流电池被串联连接。

11.根据权利要求9所述的液流电池堆，其特征在于，所述液流电池堆包括M个根据权利要求8所述的液流电池，并且所述液流电池堆还包括：

双极板，设置于相邻的两个所述液流电池之间，其中所述双极板包括与所述N个子正极电极一一对应的N个子双极板，所述N个子双极板中相邻两个子双极板之间通过第六绝缘层叠加，使得所述液流电池堆由N组子液流电池叠加形成，每组子液流电池包括M个子液流电池，

其中，M为大于1的正整数。

12.根据权利要求11所述的液流电池堆，其特征在于，所述N组子液流电池被串联连接。