一种液流电池双极板焊接装置的制作方法

专利检索2026-06-22  5


本技术涉及液流电池双极板加工,尤其涉及一种液流电池双极板焊接装置。


背景技术:

1、液流电池具有安全性高、循环寿命长、储能规模大、功率容量可独立设计等优点,在应用于大型固定式储能系统中具有得天独厚的优势,成为了大容量、长时间储能的首选技术之一。双极板作为液流电池电堆的关键部件之一,具有分隔正负极电解液、汇集电流、支撑电极等作用。目前从电阻率,结构强度等综合性能来评估,柔性石墨板是性价比较高的选择之一。双极板与电极框的焊合是其中一项关键的工艺,焊合工件在电堆工作环境下的结构强度及密封性,直接关系到电堆的电压效率和库伦效率。

2、申请号为202123059085.5的一篇中国专利文件中,记载了一种钒液流电池双极板焊接装置,它包括冷热分体控制器、上支撑座、热交换装置、两根导油管、工件支撑座和边框,上支撑座设置在压力机的下压盘底面上,热交换装置设置在上支撑座的底面上,工件支撑座设置在热交换装置正下方的压力机基座上,边框放置在工件支撑座的顶面,冷热分体控制器放置在压力机一旁的地面上,热交换装置与冷热分体控制器通过两根导油管连通。

3、上述热交换装置接触边框的上表面,然而焊接过程中双极板的底面温度也较高,由于双极板的底面距离热交换装置较远,这样就会导致双极板冷却缓慢,影响冷却效率。

4、因此,需要针对上述缺陷开发一种液流电池双极板焊接装置。


技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种液流电池双极板焊接装置,进行双面冷却,冷却速度快,冷却效率高,极大限度消除两种不同材料在焊接后产生的内应力变形。

2、为解决上述技术问题,本实用新型采用如下技术方案:

3、本实用新型一种液流电池双极板焊接装置,包括机架、定位结构、上压板、下压板、冷却机构和激光焊接机构,对双极板和电极框进行焊接的所述激光焊接机构设置在所述机架的顶板上方,两个所述上压板水平对称设置在所述顶板的,所述上压板的底面上设置有第一冷却通道和激光避让槽,所述第一冷却通道位于所述激光避让槽的内侧;所述下压板设置在所述定位结构上,所述定位结构设置在所述机架的横隔板上用于驱动所述下压板在两个所述上压板之间移动和驱动所述下压板与所述上压板配合夹紧所述双极板和所述电极框;所述下压板上设置有第二冷却通道,所述第二冷却通道位于所述激光避让槽的外侧;所述第一冷却通道和所述第二冷却通道与所述冷却机构连通;所述电极框为透明的pe材料且与所述双极板的接触面涂油黑色水性涂层。

4、进一步的,所述冷却机构包括冷却箱、第一水泵、第一出液管、第二水泵、第二出液管、进液管和冷凝管,所述第一出液管上设置有所述第一水泵且通过所述第一水泵将所述冷却箱内的冷却液抽送到所述第一冷却通道内,所述第二出液管上设置有所述第二水泵且通过所述第二水泵所述冷却箱内的冷却液抽送到所述第二冷却通道内,所述第一冷却通道和所述第二冷却通道内的冷却液经所述进液管回到所述冷却箱内,所述冷凝管设置在所述冷却箱内。

5、进一步的,所述冷却机构还包括补液管,所述补液管用于补充所述冷却箱的冷却液。

6、进一步的,所述激光避让槽的一端设置有第一进气孔,经所述第一进气孔向所述激光避让槽内吹送保护气体。

7、进一步的,所述下压板上设置有通气槽,当所述上压板和所述下压板夹紧时所述通气槽位于在所述激光避让槽的正下方,所述通气槽的一端设置有第二进气孔另一端设置有出气孔,所述保护气体通话所述第二进气孔进入所述通气槽通过所述出气孔吹出。

8、进一步的,所述定位结构包括水平往复运动机构、液压缸、过渡板、导向组件,用于驱动所述下压板水平往复运动的所述水平往复运动机构设置在所述横隔板上,用于驱动所述下压板上下移动的所述液压缸设置在所述水平往复运动机构的滑块上,所述过渡板设置在所述液压缸的顶部用于放置所述下压板,所述导向组件设置在所述过渡板的底部以保证所述下压板上下移动的稳定性。

9、进一步的,所述定位结构还包括压力传感器,所述压力传感器设置在所述液压缸和所述过渡板之间,所述压力传感器电连接到设备控制器。

10、进一步的,所述电极框中间设置有电极板通孔,所述电极板通孔底部设置有凸起,所述凸起的位置与所述激光避让槽相对应,所述上压板设置为台阶状,压紧后所述上压板的底部插接到所述电极板通孔中且所述上压板的中部和底部分别压紧所述电极框和所述双极板。

11、与现有技术相比,本实用新型的有益技术效果:

12、1、通过设置第一冷却通道和第二冷却通道,使得冷却机构中的冷却液分别对双极板和电极框的上下面进行冷却,加快冷却速度提高冷却效率,结合在冷却箱内设置冷凝管,能够对回流到冷却箱内的冷却液进行快速降温,保证高冷却效率,极大限度消除两种不同材料在焊接后产生的内应力变形。通过设置补液管能对冷却箱中的冷却液进行补充,避免因蒸发等因素导致冷却液过少,保证冷却质量。

13、2、通过在避让槽和通气槽中吹送保护气体,避免焊接过程中双极板和电极框的焊接位置与外界空气接触发生氧化,保证焊接质量,避免因氧化而影响双极板的性能。

14、3、通过设置导向组件能够保证液压缸上下移动的稳定性,避免偏差,保证焊接位置的准确,保证焊接质量。通过设置压力传感器,能够检测液压缸对过渡板的压力,进而通过压力传感器的压力值来确认上压板和下压板对双极板和电极框的压力值,保证双极板和电极框可靠的压紧。

15、4、通过设置台阶状的上压板,使得上压板同时压紧双极板和电极框,起到限位作用,减少电极板通孔位置的双极板因焊接过程中受热而发生的形变。



技术特征:

1.一种液流电池双极板焊接装置,其特征在于:包括机架(1)、定位结构(2)、上压板(3)、下压板(4)、冷却机构(5)和激光焊接机构(9),对双极板(6)和电极框(7)进行焊接的所述激光焊接机构(9)设置在所述机架(1)的顶板(101)上方,两个所述上压板(3)水平对称设置在所述顶板(101)的,所述上压板(3)的底面上设置有第一冷却通道(301)和激光避让槽(302),所述第一冷却通道(301)位于所述激光避让槽(302)的内侧;所述下压板(4)设置在所述定位结构(2)上,所述定位结构(2)设置在所述机架(1)的横隔板(102)上用于驱动所述下压板(4)在两个所述上压板(3)之间移动和驱动所述下压板(4)与所述上压板(3)配合夹紧所述双极板(6)和所述电极框(7);所述下压板(4)上设置有第二冷却通道(401),所述第二冷却通道(401)位于所述激光避让槽(302)的外侧;所述第一冷却通道(301)和所述第二冷却通道(401)与所述冷却机构(5)连通。

2.根据权利要求1所述的液流电池双极板焊接装置,其特征在于:所述冷却机构(5)包括冷却箱(501)、第一水泵(502)、第一出液管(503)、第二水泵(504)、第二出液管(505)、进液管(506)和冷凝管(507),所述第一出液管(503)上设置有所述第一水泵(502)且通过所述第一水泵(502)将所述冷却箱(501)内的冷却液抽送到所述第一冷却通道(301)内,所述第二出液管(505)上设置有所述第二水泵(504)且通过所述第二水泵(504)所述冷却箱(501)内的冷却液抽送到所述第二冷却通道(401)内,所述第一冷却通道(301)和所述第二冷却通道(401)内的冷却液经所述进液管(506)回到所述冷却箱(501)内,所述冷凝管(507)设置在所述冷却箱(501)内。

3.根据权利要求2所述的液流电池双极板焊接装置,其特征在于:所述冷却机构(5)还包括补液管(508),所述补液管(508)用于补充所述冷却箱(501)的冷却液。

4.根据权利要求1所述的液流电池双极板焊接装置,其特征在于:所述激光避让槽(302)的一端设置有第一进气孔(303),经所述第一进气孔(303)向所述激光避让槽(302)内吹送保护气体。

5.根据权利要求4所述的液流电池双极板焊接装置,其特征在于:所述下压板(4)上设置有通气槽(402),当所述上压板(3)和所述下压板(4)夹紧时所述通气槽(402)位于在所述激光避让槽(302)的正下方,所述通气槽(402)的一端设置有第二进气孔(403)另一端设置有出气孔(404),所述保护气体通话所述第二进气孔(403)进入所述通气槽(402)通过所述出气孔(404)吹出。

6.根据权利要求1所述的液流电池双极板焊接装置,其特征在于:所述定位结构(2)包括水平往复运动机构(201)、液压缸(202)、过渡板(203)、导向组件(204),用于驱动所述下压板(4)水平往复运动的所述水平往复运动机构(201)设置在所述横隔板(102)上,用于驱动所述下压板(4)上下移动的所述液压缸(202)设置在所述水平往复运动机构(201)的滑块上,所述过渡板(203)设置在所述液压缸(202)的顶部用于放置所述下压板(4),所述导向组件(204)设置在所述过渡板(203)的底部以保证所述下压板(4)上下移动的稳定性。

7.根据权利要求6所述的液流电池双极板焊接装置,其特征在于:所述定位结构(2)还包括压力传感器(205),所述压力传感器(205)设置在所述液压缸(202)和所述过渡板(203)之间,所述压力传感器(205)电连接到设备控制器。

8.根据权利要求1所述的液流电池双极板焊接装置,其特征在于:所述电极框(7)中间设置有电极板通孔(701),所述电极板通孔(701)底部设置有凸起(702),所述凸起(702)的位置与所述激光避让槽(302)相对应,所述上压板(3)设置为台阶状,压紧后所述上压板(3)的底部插接到所述电极板通孔(701)中且所述上压板(3)的中部和底部分别压紧所述电极框(7)和所述双极板(6)。


技术总结
本技术公开了一种液流电池双极板焊接装置,包括机架、定位结构、上压板、下压板、冷却机构和激光焊接机构,激光焊接机构设置在机架的顶板上方,两个上压板水平对称设置在顶板的,上压板的底面上设置有第一冷却通道和激光避让槽,第一冷却通道位于激光避让槽的内侧;下压板设置在定位结构上,定位结构设置在机架的横隔板上;下压板上设置有第二冷却通道,第二冷却通道位于激光避让槽的外侧;第一冷却通道和第二冷却通道与冷却机构连通;电极框为透明的PE材料且与双极板的接触面涂油黑色水性涂层。本技术液流电池双极板焊接装置,进行双面冷却,冷却速度快,冷却效率高,极大限度消除两种不同材料在焊接后产生的内应力变形。

技术研发人员:张博
受保护的技术使用者:保定市正念复合材料科技有限公司
技术研发日:20231018
技术公布日:2024/5/29
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