氧化还原液流电池和电池系统的制作方法

氧化还原液流电池和电池系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年5月15日提交的标题为“氧化还原液流电池和电池系统(redox flow battery and battery system)”的美国临时申请第63/025,229号的优先权。上述申请的整体内容出于所有目的以引用方式并入本文。
技术领域
3.本说明书总体上涉及氧化还原液流电池和电池系统。
4.

背景技术：
和

技术实现要素：

5.氧化还原液流电池适用于电网规模的存储应用，因为它们能够独立地扩展功率和容量，以及在数千次循环中充电和放电，与传统电池技术相比，性能损失更低。由于在电池单元堆中结合了低成本材料，因此铁混合氧化还原液流电池特别有吸引力。铁氧化还原液流电池(ifb)依靠铁、盐和水作为电解液。在一些实施方案中，ifb中的这些地球上资源丰富且廉价的材料以及刺激性化学物质的省略减少了电池的环境足迹。
6.以前的液流电池中的电池单元堆表现出空间效率低下。当处于压缩状态时，电池单元堆中也可能发生不希望的材料翘曲(例如，偏转)，从而限制电解液流动并导致其他不希望的电解液流动动力学。在电池组装期间，堆中的电池单元也可能出现错位，从而导致电解液流动模式出现其他问题。在某些情况下，空间效率低下和电池单元堆变形会阻碍电池单元堆缩放。例如，由于电池单元制造公差、制造误差等，电池单元堆缩放还可能加剧或导致堆中的各个电池单元的错位。
7.发明人已经认识到先前氧化还原液流电池的上述缺点并且开发了至少部分地克服这些缺点的氧化还原液流电池。在一个示例中，氧化还原液流电池包括通过两个端板插入并包括多个配合的膜框架板和双极框架板的电池单元堆组件，所述多个配合的膜框架板和双极框架板在配合界面处形成多个负极流动通道和正极流动通道，所述多个负极流动通道和正极流动通道被配置为将负极电解液和正极电解液分配到多个双极板中。在氧化还原液流电池中，膜联接到多个膜框架板中的每一个并且顺序地定位在多个双极板中所包括的两个双极板之间。这样，可以在电池单元堆中实现紧凑的电解液流动模式，从而实现电池单元堆的高效缩放。
8.在一个示例中，多个负极流动通道和正极流动通道可以由配合的榫槽以及粘合路径界定。粘合路径和榫槽实现更快的电池单元堆组装，同时还减少堆中的电解液泄漏的机会。
9.应理解，提供上面的概要是为了以简化的形式介绍将在具体实施方式中进一步描述的概念选择。这并不意味着识别要求保护的主题的关键或必要特征，所述要求保护的主题的范围由随附于具体实施方式的权利要求书唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决上述或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
10.图1示出了示例性氧化还原液流电池系统的示意图。
11.图2示出了具有压缩组件的氧化还原液流电池的示例的分解图。
12.图3示出了图2中描绘的氧化还原液流电池的组装图。
13.图4示出了具有双极板组件的电池单元堆的示例的横截面图。
14.图5示出了图4所示的双极板组件的分解图。
15.图6示出了图4所示的双极板组件中的分配通道的详细视图。
16.图7示出了包括在图4所示的双极板组件中的双极框架组件的详细视图。
17.图8示出了包括在图4所示的双极板组件中的双极框架组件的分解图。
18.图9示出了包括在图4所示的双极板组件中的膜框架组件的分解图。
19.图10示出了包括在图4所示的双极板组件中的膜框架组件的详细视图。
20.图11示出了图4所示的双极板组件中的配合的对准凸台的详细视图。
21.图12示出了带有榫槽界面的图4所示的双极板组件的横截面图。
22.图13示出了图12所示的双极板组件中的双极框架组件的第一侧。
23.图14示出了图13所示的双极板组件的一部分的详细视图。
24.图15示出了图12所示的双极板组件中的双极框架组件的第二侧。
25.图16示出了图15所示的双极框架组件的一部分的详细视图。
26.图17至图18示出了图4中描绘的电池单元堆的另一部分的横截面，其中膜框架板和双极框架板配合以形成负极电解液流动路径。
27.图19至图20示出了图4中描绘的电池单元堆的另一部分的横截面，其中膜框架板和双极框架板配合以形成正极电解液流动路径。
28.图21至图22示出了电池单元堆中的增强膜的示例。
29.图23示出了双极框架板的堆叠。
30.图2至图23大致按比例绘制。然而，在其他实施方案中，可以使用其他相对尺寸。
具体实施方式
31.以下描述涉及用于增加系统紧凑性以及减小电池单元堆中的分流电流的液流电池系统和制造技术。在一个示例中，液流电池系统可以包括具有顺序排列的双极框架组件和膜框架组件的电池单元堆，在双极框架组件和膜框架组件之间形成有榫槽界面。榫槽界面空间有效地界定了堆中不同的电解液流动通道。进一步在一个示例中，电解液流动通道可以包括蛇形分流通道，其被配置为使电解液流过其中。蛇形形状允许增加分流通道的长度，从而减小电池工作期间生成的分流电流。电池单元堆中的框架组件还可以包括嵌套的对准凸台。对准凸台允许快速和高效的电池单元堆构建(例如，简化的制造自动化)并降低所述堆中的电池单元未对准的可能性。
32.如图1所示，在氧化还原液流电池系统10中，负电极26可称为镀覆电极，并且正电极28可称为氧化还原电极。第一电池单元18的镀覆侧(例如，负电极隔室20)内的负极电解液可称为镀覆电解液，而位于第一电池单元18的氧化还原侧(例如，正电极隔室22)的正极电解液可称为氧化还原电解液。
33.混合氧化还原液流电池是由一种或多种电活性材料作为固体层在电极上的沉积
表征的氧化还原液流电池。例如，混合氧化还原液流电池可以包括在整个电池充电过程中经由电化学反应作为固体镀敷在基板上的化学物质。在电池放电期间，镀覆的物质可以经由电化学反应离子化，变得可溶于电解液中。在混合电池系统中，氧化还原电池的充电容量(例如，存储的最大能量)可能会受到电池充电期间镀覆的金属量的限制，并且可能取决于镀覆系统的效率以及可用于镀覆的可用体积和表面积。
34.阳极是指电活性材料失去电子的电极，而阴极是指电活性材料获得电子的电极。在电池充电期间，正极电解液在负电极26处获得电子，因此负电极26是电化学反应的阴极。在放电期间，正极电解液失去电子；因此，负电极26是反应的阳极。替代地，在放电期间，负极电解液和负电极可以分别称为电化学反应的阳极液和阳极，而正极电解液和正电极可以分别称为电化学反应的阴极液和阴极。在充电期间，负极电解液和负电极可以分别称为电化学反应的阴极液和阴极，而正极电解液和正电极可以分别称为电化学反应的阳极液和阳极。为简单起见，本文使用的术语正和负是指氧化还原电池液流系统中的电极、电解液和电极隔室。
35.混合氧化还原液流电池的一个示例是全铁氧化还原液流电池(ifb)，其中电解液包括铁盐形式的铁离子(例如，fecl2、fecl3等)，其中负电极包括金属铁。例如，在负电极26处，亚铁离子fe
2+
在电池充电期间接收两个电子并作为铁金属镀敷到负电极26上，并且铁金属fe0在电池放电期间失去两个电子并重新溶解为fe
2+
。在正电极处，fe
2+
在充电期间失去一个电子以形成三价铁离子fe
3+
，并且在放电期间fe
3+
得到一个电子以形成fe
2+
。电化学反应总结在等式(1)和(2)中，其中正向反应(从左到右)指示电池充电期间的电化学反应，而逆向反应(从右到左)指示电池放电期间的电化学反应：
[0036][0037][0038]
如上所述，ifb中使用的负极电解液可以提供足量的fe
2+
，因此在充电期间，fe
2+
可以接受来自负电极的两个电子以形成fe0并镀覆到基板上。在放电期间，镀覆的fe0然后可能失去两个电子，电离成fe
2+
并可能溶解回电解液中。上述反应的平衡电位为-0.44v，因此，此反应为所需系统提供了负极端子。在ifb的正极侧，电解液可以在充电期间提供失去一个电子并氧化成fe
3+
的fe
2+
。在放电期间，由电解液提供的fe
3+
通过吸收由电极提供的电子而变成fe
2+
。此反应的平衡电位为+0.77v，为所需系统创建一个正极端子。
[0039]
与使用非再生电解液的其他电池类型相比，ifb提供对其电解液进行充电和再充电的能力。经由端子40和42在电极上施加电流来实现充电。负电极26可以经由端子40电耦合到电压源的负极侧，使得电子可以经由正电极递送到负极电解液(例如，由于fe
2+
在正电极隔室22的正极电解液中被氧化成fe
3+
)。提供给负电极26(例如镀敷电极)的电子可以在负极电解液中还原fe
2+
以在镀覆基板上形成fe0，使其镀覆到负电极26上。
[0040]
放电可以持续，同时fe0仍可用于负极电解液进行氧化，而fe
3+
仍可用于正极电解液进行还原。作为一个示例，可通过增加到第一电池单元18的正电极隔室22侧的正极电解液的浓度或体积以经由外部源(诸如外部正极电解液罐52)提供额外的fe
3+
离子来维持fe
3+
的可用性。更常见的是，放电期间的fe0的可用性可能是ifb系统中的一个问题，其中可用于放电的fe0可能与负电极基板的表面积和体积以及镀覆效率成正比。充电容量可能取决于
负电极隔室20中的fe
2+
的可用性。作为一个示例，可通过经由外部源(诸如外部负极电解液室50)提供额外的fe
2+
离子以增加到第一电池单元18的负电极隔室20侧的负极电解液的浓度或体积来维持fe
2+
的可用性。
[0041]
在ifb中，正极电解液包括亚铁离子、三价铁离子、三价铁络合物或它们的任何组合，而负极电解液包括亚铁离子或亚铁络合物，这取决于ifb系统的充电状态。如前所述，在负极电解液和正极电解液中都使用铁离子允许在电池单元的两侧使用相同的电解物质，这可以减少电解液交叉污染并可以提高ifb系统的效率，与其他氧化还原液流电池系统相比，更换电解液的次数更少。
[0042]
ifb中的效率损失可能是由于电解液穿过隔膜24(例如，离子交换膜屏障、微孔膜等)而导致的。例如，正极电解液中的三价铁离子可以通过三价铁离子浓度梯度和隔膜两侧的电泳力被驱向负极电解液。随后，三价铁离子穿透膜屏障并越过负电极隔室20可能导致库仑效率损失。三价铁离子从低ph氧化还原侧(例如酸性更强的正电极隔室22)越到高ph镀覆侧(例如酸性更低的负电极隔室20)可能导致fe(oh)3的沉淀。fe(oh)3的沉淀可能使隔膜24劣化并导致永久的电池性能和效率损失。例如，fe(oh)3沉淀物可能会化学污染离子交换膜的有机官能团或物理堵塞离子交换膜的小微孔。在任何一种情况下，由于fe(oh)3沉淀物，膜欧姆电阻可能会随着时间的推移而升高，并且电池性能可能会下降。沉淀物可以通过用酸清洗电池来去除，但持续的维护和停机时间对于商业电池应用可能是不利的。此外，清洗可能依赖于电解液的定期制备，这会导致额外的处理成本和复杂性。替代地，响应于电解液ph变化向正极电解液和负极电解液添加特定的有机酸可以减轻电池充电和放电循环期间沉淀物的形成，而不会增加总体成本。此外，实施抑制三价铁离子跨越的膜屏障也可以减轻污染。
[0043]
额外的库仑效率损失可能是由h
+
(例如，质子)的减少和后续h2(例如，氢气)的形成导致的，并且负电极隔室20中的质子与在镀铁金属电极处供应的电子反应以形成氢气。
[0044]
ifb电解液(例如，fecl2、fecl3、feso4、fe2(so4)3等)容易获得并且可以低成本生产。ifb电解液提供更高的回收价值，因为相同的电解液可用于负极电解液和正极电解液，因此与其他系统相比，减少了交叉污染问题。此外，由于其电子构型，铁在将其镀覆在负电极基板上期间可以凝固成大致均匀的固体结构。对于混合氧化还原电池中常用的锌和其他金属，在镀覆期间可能会形成固体枝晶结构。与其他氧化还原液流电池相比，ifb系统的稳定电极形态可以提高电池的效率。此外，与其他氧化还原液流电池电解液相比，铁氧化还原液流电池减少了有毒原材料的使用，并且可以在相对中性的ph下运行。因此，与当前生产的所有其他先进氧化还原液流电池系统相比，ifb系统减少了对环境的影响。
[0045]
继续参考图1，示出了氧化还原液流电池系统10的示意图。氧化还原液流电池系统10可以包括流体连接到多室电解液储罐110的第一氧化还原液流电池单元18。第一氧化还原液流电池通常可以包括负电极隔室20、隔膜24和正电极隔室22。隔膜24可以包括电绝缘的离子传导屏障，其防止正极电解液和负极电解液的整体混合，同时允许特定离子传导穿过其中。例如，隔膜24可以包括离子交换膜和/或微孔膜。
[0046]
负电极隔室20可以包括负电极26，并且负极电解液可以包括电活性材料。正电极隔室22可以包括正电极28，并且正极电解液可以包括电活性材料。在一些示例中，多个氧化还原液流电池单元18可以串联或并联组合以在氧化还原液流电池系统中生成更高的电压
或电流。例如，在一些示例中，氧化还原液流电池系统10可以包括两个电池单元堆，如图10至图13所示，其中每个电池单元堆由多个电池单元形成。作为一个示例，图1中描绘了氧化还原液流电池系统10，其具有第一电池单元18以及与第一电池单元18类似地配置的第二电池单元19。如此，本文针对第一电池单元18描述的所有部件和过程可以类似地在第二电池单元19中找到。
[0047]
第一电池单元18可以被包括在第一电池单元堆中并且第二电池单元19可以被包括在第二电池单元堆中。第一和第二电池单元可以彼此流体联接或不流体联接，但每个都流体联接到电解液储罐110和再平衡反应器80、82。例如，第一电池单元18和第二电池单元19中的每一个都可以经由分支到第一电池单元18和第二电池单元19中的每一个的公共通路连接到负极电解液泵30和正极电解液泵32，如图1所示。类似地，电池单元可各自具有通路，这些通路合并成将电池单元联接到再平衡反应器80、82的公共通路。
[0048]
在图1中进一步示出负极电解液泵30和正极电解液泵32，它们都用于将电解液溶液泵送通过液流电池系统10。电解液储存在电池单元外部的一个或多个罐中，并经由负极电解液泵30和正极电解液泵32分别泵送通过电池的负电极隔室20侧和正电极隔室22侧。
[0049]
氧化还原液流电池系统10还可以包括第一双极板36和第二双极板38，每一双极板都分别沿着负电极26和正电极28的背面侧(例如，与面对隔膜24的一侧相反)定位。第一双极板36可以与负电极26接触，并且第二双极板38可以与正电极28接触。然而，在其他示例中，双极板可以布置成靠近相应电极隔室内的电极但与电极隔开。在任一情况下，双极板36和38可以分别经由与端子40和42直接接触或分别通过负电极26和正电极28电耦合到端子40和42。由于双极板36、38的材料的导电特性，ifb电解液可以通过第一双极板36和第二双极板38输送到负电极26和正电极28处的反应位点。电解液流动也可以由负极电解液泵30和正极电解液泵32辅助，促进通过第一氧化还原液流电池单元18的强制对流。通过强制对流以及第一双极板36和第二双极板38的存在的组合，反应的电化学物质也可以被引导离开反应位点。
[0050]
如图1所示，第一氧化还原液流电池单元18还可以包括负极电池端子40和正极电池端子42。当向电池端子40和42施加充电电流时，正极电解液在正电极28处被氧化(失去一个或多个电子)，而负极电解液在负电极26处被还原(获得一个或多个电子)。在电池放电期间，电极上会发生反向氧化还原反应。换言之，正极电解液在正电极28处被还原(获得一个或多个电子)，而负极电解液在负电极26处被氧化(失去一个或多个电子)。跨电池的电势差由正电极隔室22和负电极隔室20中的电化学氧化还原反应维持，并且可以在反应持续的同时通过集流器感应电流。氧化还原电池存储的能量的量受到电解液中可用于放电的电活性材料的量限制，取决于电解液的总体积和电活性材料的溶解度。
[0051]
液流电池系统10还可以包括集成式多室电解液储罐110。多室储罐110可由隔板98分隔。隔板98可以在储罐内形成多个腔室，使得正极电解液和负极电解液都可以包含在单个罐内。负极电解液室50容纳包括电活性材料的负极电解液，正极电解液室52容纳包括电活性材料的正极电解液。隔板98可以定位在多室储罐110内以在负极电解液室50和正极电解液室52之间产生期望的体积比。在一个示例中，隔板98可以定位成根据负极氧化还原反应和正极氧化还原反应之间的化学计量比来设置负极电解液室和正极电解液室的体积比。图1进一步示出了储罐110的填充高度112，其可以指示每个罐隔室中的液位。图1还示出了
位于负极电解液室50的填充高度112上方的气体顶部空间90，以及位于正极电解液室52的填充高度112上方的气体顶部空间92。气体顶部空间92可用于储存通过氧化还原液流电池的操作生成的氢气(例如，由于质子还原和腐蚀副反应)并与来自第一氧化还原液流电池单元18的返回电解液一起输送到多室储罐110。氢气可以在多室储罐110内的气液界面(例如，填充高度112)处自发分离，从而排除作为氧化还原液流电池系统的一部分的附加气液分离器。一旦与电解液分离，氢气可填充气体顶部空间90和92。如此，储存的氢气可以帮助从多室储罐110中清除其他气体，从而充当用于减少电解液物质的氧化的惰性气体层，这可以帮助减少氧化还原液流电池容量损失。这样，利用集成式多室储罐110可以放弃传统氧化还原液流电池系统常见的单独的正负极电解液储罐、储氢罐和气液分离器，从而简化系统设计，减少系统的物理占用空间，并降低系统成本。
[0052]
图1还示出了溢流孔96，其在气体顶部空间90和92之间的隔板98中形成开口，并提供平衡两个室之间的气体压力的手段。溢流孔96可以定位在高于填充高度112的阈值高度。溢流孔还能够在电池交叉的情况下自平衡正极电解液室和负极电解液室中的每一者中的电解液。在全铁氧化还原液流电池系统的情况下，相同的电解液(fe
2+
)用于负电极隔室20和正电极隔室22两者，因此在负极电解液室50和正极电解液室52之间溢出的电解液可能会降低整体系统效率，但会维持整体电解液成分、电池模块性能和电池模块容量。凸缘配件可用于进出多室储罐110的入口和出口的所有管道连接，以保持连续加压状态而没有泄漏。多室储罐110可包括负极电解液室和正极电解液室中的每一者的至少一个出口，以及负极电解液室和正极电解液室中的每一者的至少一个入口。此外，可以从气体顶部空间90和92提供一个或多个出口连接，用于将氢气引导至再平衡反应器80和82。
[0053]
尽管图1中未示出，但是集成式多室电解液储罐110还可以包括一个或多个加热器，所述加热器热耦合到负极电解液室50和正极电解液室52中的每一者。在替代示例中，仅负极电解液室和正极电解液室之一可以包括一个或多个加热器。在仅正极电解液室52包括一个或多个加热器的情况下，可以通过将在电源模块的电池单元处生成的热量传递到负极电解液来加热负极电解液。这样，电源模块的电池单元可以加热负极电解液并促进负极电解液的温度调节。一个或多个加热器可由控制器88致动以单独或一起调节负极电解液室50和正极电解液室52的温度。例如，响应于电解液温度降低到阈值温度以下，控制器88可以增加供应给一个或多个加热器的电力，从而增加到电解液的热通量。电解液温度可由安装在多室电解液储罐110上的一个或多个温度传感器指示，包括传感器60和62。一个或多个加热器可包括浸入电解液流体中的盘管型加热器或其他浸入式加热器，或表面罩式加热器，其通过负极电解液室和正极电解液室的壁传导地传递热量以加热其中的流体。在不脱离本公开的范围的情况下，可以采用其他已知类型的罐加热器。此外，控制器88可以响应于液位降低到固体填充阈值水平以下而停用负极电解液室50和正极电解液室52中的一个或多个加热器。换言之，控制器88可以仅响应于液位增加到固体填充阈值水平以上来启动负极电解液室50和正极电解液室52中的一个或多个加热器。这样，可以避免在正极和/或负极电解液室中没有足够液体的情况下启动一个或多个加热器，从而降低加热器过热或烧坏的风险。
[0054]
此外，可以从现场水合系统(未示出)提供到负极电解液室50和正极电解液室52中的每一者的一个或多个入口连接。这样，现场水合系统可以促进氧化还原液流电池系统的调试，包括在最终使用位置对所述系统进行安装、填充和水合。此外，在其在最终使用位置
调试之前，氧化还原液流电池系统可以在与最终使用位置不同的电池制造设施处进行干组装，而不对所述系统进行填充和水合，然后再将所述系统运送到最终使用位置。在一个示例中，最终使用位置可以对应于氧化还原液流电池系统10将被安装和用于现场能量存储的位置。换言之，预期一旦在最终使用位置进行安装和水合，氧化还原液流电池系统10的位置将变得固定，并且氧化还原液流电池系统10不再被视为便携式干系统。因此，从氧化还原液流电池系统最终用户的角度来看，干式便携式氧化还原液流电池系统10可以现场交付，之后氧化还原液流电池系统10被安装、水合和调试。在水合之前，氧化还原液流电池系统10可以被称为干式便携式系统，即氧化还原液流电池系统10无需或没有水和湿电解液。一旦水合，氧化还原液流电池系统10可称为湿式非便携式系统，即氧化还原液流电池系统10包括湿电解液。
[0055]
进一步如图1所示，通常储存在多室储罐110中的电解液溶液经由负极电解液泵30和正极电解液泵32泵送至整个液流电池系统10。储存在负极电解液室50中的电解液经由负极电解液泵30泵送通过负电极隔室20侧，而储存在正极电解液室52中的电解液经由正极电解液泵32泵送通过电池的正电极隔室22侧。
[0056]
在氧化还原液流电池系统10中，两个电解液再平衡反应器80和82可以分别与第一电池单元18的负极侧和正极侧处的电解液的再循环流动路径串联或并联连接。一个或多个再平衡反应器可以在电池的负极侧和正极侧与电解液的再循环流动路径串联连接，并且其他再平衡反应器可以并联连接，以实现冗余(例如，可以维修再平衡反应器而不中断电池和再平衡操作)和增加再平衡能力。在一个示例中，电解液再平衡反应器80和82可以分别放置在从正电极隔室20和负电极隔室22到正极电解液室50和负极电解液室52的返回流动路径中。电解液再平衡反应器80和82可用于再平衡氧化还原液流电池系统中由于副反应、离子交叉等而发生的电解液电荷不平衡，如本文所述。在一个示例中，电解液再平衡反应器80和82可以包括滴流床反应器，其中氢气和电解液在填充床中的催化剂表面处接触以进行电解液再平衡反应。在其他示例中，再平衡反应器80和82可以包括流通型反应器，其能够在没有填充催化剂床的情况下使氢气和电解液液体接触并进行再平衡反应。
[0057]
在氧化还原液流电池系统10的操作期间，传感器和探针可以监测和控制电解液的化学性质，诸如电解液ph、浓度、荷电状态等。例如，如图1所示，传感器62和60可以定位成分别监测正极电解液室52和负极电解液室50处的正极电解液和负极电解液状况。在另一示例中，传感器62和60可各自包括一个或多个电解液液位传感器以分别指示正极电解液室52和负极电解液室50中的电解液液位。作为另一示例，也在图1中示出的传感器72和70可以分别监测正电极隔室22和负电极隔室20处的正极电解液和负极电解液状况。传感器72、70可以是ph探针、光学探针、压力传感器、电压传感器等。传感器可以定位在整个氧化还原液流电池系统10的其他位置以监测电解液化学性质和其他性质。
[0058]
例如，传感器可以定位在外部酸罐(未示出)中以监测外部酸罐的酸量或ph，其中来自外部酸罐的酸经由外部泵(未示出)供应到氧化还原液流电池系统10，以减少电解液中的沉淀物形成。可以安装额外的外部罐和传感器以向氧化还原液流电池系统10供应其他添加剂。例如，包括现场水合系统的温度、电导率和液位传感器在内的各种传感器可以将信号传送到控制器88。此外，控制器88可以在氧化还原液流电池系统10的水合期间向致动器(诸如现场水合系统的阀和泵)发送信号。作为一个示例，传感器信息可以被传送到控制器88，
所述控制器又可以致动泵30和32以控制电解液流过第一电池单元18，或执行其他控制功能。以这种方式，控制器88可以响应传感器和探针之一或它们的组合。
[0059]
氧化还原液流电池系统10还可包括氢气源。在一个示例中，氢气源可以包括单独的专用氢气储罐。在图1的示例中，氢气可以储存在集成式多室电解液储罐110中并从其供应。集成式多室电解液储罐110可以向正极电解液室52和负极电解液室50供应额外的氢气。集成式多室电解液储罐110可以交替地向电解液再平衡反应器80和82的入口供应额外的氢气。作为一个示例，质量流量计或其他流量控制装置(其可以由控制器88控制)可以调节来自集成式多室电解液储罐110的氢气流量。集成式多室电解液储罐110可以补充氧化还原液流电池系统10中生成的氢气。例如，当在氧化还原液流电池系统10中检测到气体泄漏时或当在低氢分压下还原反应速率过低时，可以从集成式多室电解液储罐110供应氢气以再平衡正极电解液和负极电解液中的电活性物质的荷电状态。作为一个示例，控制器88可以响应于测量到的ph变化或响应于测量到的电解液或电活性物质的荷电状态变化而从集成式多室电解液储罐110供应氢气。
[0060]
例如，负极电解液室50或负电极隔室20的ph增加可能指示氢气从氧化还原液流电池系统10泄漏和/或反应速率在可用氢气分压下太慢，并且控制器88可以响应于ph增加而增加从集成式多室电解液储罐110到氧化还原液流电池系统10的氢气供应。作为另一示例，控制器88可以响应于ph变化从集成式多室电解液储罐110供应氢气，其中ph增加超过第一阈值ph或降低超过第二阈值ph。在ifb的情况下，控制器88可以提供额外的氢气以增加三价铁离子的还原速率和质子的产生速率，从而降低正极电解液的ph。此外，负极电解液的ph可以通过从正极电解液越过到负极电解液的三价铁离子的氢还原或通过在正极侧生成的质子由于质子浓度梯度和电泳力越过到负极电解液而降低。以这种方式，可以将负极电解液的ph保持在稳定区域内，同时降低三价铁离子(从正电极隔室越过)沉淀为fe(oh)3的风险。
[0061]
可以实施用于响应于由其他传感器(诸如氧还原电位(orp)计或光学传感器)检测到的电解液ph的变化或电解液荷电状态的变化而控制来自集成式多室电解液储罐110的氢气供应速率的其他控制方案。此外，触发控制器88的动作的ph或荷电状态的变化可以基于变化率或在一段时间内测量到的变化。可以基于氧化还原液流电池系统10的时间常数来预定或调整变化率的时间段。例如，如果再循环率高，则可以缩短时间段，并且可以快速测量浓度的局部变化(例如，由于副反应或气体泄漏)，因为时间常数可能很小。
[0062]
图2示出了具有第一压力板202和第二压力板204的氧化还原液流电池200(例如，ifb)的示例，其中电池单元堆206位于压力板之间。具体地，压力板的内侧205可以设计成与电池单元堆206的相对侧相接。应当理解，图2中所示的氧化还原液流电池200以及本文描述的其他氧化还原液流电池和系统是图1所示的氧化还原液流电池系统10的示例。因此，图1所示的氧化还原液流电池系统10的结构和/或功能特征可以在本文所述的其他氧化还原液流电池和电池系统中展示，反之亦然。
[0063]
轴系统201在图2至图23中提供以供参考。z轴可以平行于重力轴。y轴可以是纵轴和/或x轴可以是横轴。然而，在其他实施方案中，可以使用轴的其他取向。
[0064]
电池单元堆206包括第一端板208，所述第一端板定位在第一压力板202内部并且与第一压力板202的内表面共面接触。被配置为使电流流动的第一集流器210可以布置在第一端板208和第一压力板202之间。第一压力板202和第二压力板204定位在氧化还原液流电
池200的相对终端212上。
[0065]
在电池单元堆206中，第一双极板组件214布置在第一电池单元堆206的第一端板208和第二端板216之间。此外，双极板组件219被示为沿y轴堆叠。双极板组件包括也沿y轴堆叠的多个框架板215。多个框架板215为电池单元堆206提供结构支撑。框架板215还包括穿过其中的多个电解液流动通道，在本文中关于图4至图20更详细地描述。多个框架板215中的每个框架板可以类似地被配置为框住电池单元堆的一个电池单元。每个电池单元包括插入到每个框架板的至少一个开口中的一个或多个双极板217。此外，双极板位于每个电池单元的负电极和正电极之间，电极沿着双极板的相对面布置。此外，负电极位于双极板和膜分离器(例如，图1的隔膜24)之间。这样，每个双极板组件具有包括膜分离器、负电极、双极板和正电极的部件堆叠，并且部件堆叠与电池单元堆206中的每个连续双极板组件重复。然而，应当理解，在其他实施方案中，可以部署其他合适的电池单元堆布置。
[0066]
第二端板216可以与第二压力板204共面接触。第二集流器218可以布置在第二端板216和第二压力板204之间。
[0067]
图2还示出了多个流动端口220。流动端口220被设计成使电解液(例如，正极电解液或负极电解液)流入和流出电池单元堆206。如此，流动端口220被示为延伸穿过第二压力板204中的开口。
[0068]
第一压力板202和第二压力板204可以被设计成在组装时既在结构上加强氧化还原液流电池200又向电池单元堆施加预加载力。通过这种方式，压力板具有双重用途，并且允许增加电池系统的紧凑性，如果需要的话。然而，已经设想了多种电池板和外壳布置。
[0069]
压力板202、204还可以包括多个叉车开口234，从而允许叉车在电池构建、安装、维修等期间接合压力板。因此，如果需要，可以经由叉车有效地操纵电池组。
[0070]
氧化还原液流电池200还包括压缩组件236，所述压缩组件被设计成在电池单元堆206上施加预加载力以减少电池单元堆在电池操作期间的偏转(例如，电池单元堆的有效区域)。压缩组件236包括沿压力板202、204的外侧224延伸的弹簧238(例如，板弹簧)。
[0071]
氧化还原液流电池200还包括多个拉杆240。拉杆240被设计成延伸穿过弹簧238、压力板202、204和电池单元堆206。其他拉杆可以延伸穿过压力板202、204以及电池单元堆206并且可以不穿过弹簧238。氧化还原液流电池200中包括被设计成螺纹接合拉杆240以允许压缩力施加在电池单元堆206上的螺母242。
[0072]
图3示出了组装构造的氧化还原液流电池200。拉杆240的一部分被示出为延伸穿过弹簧238。详细地说，拉杆240延伸穿过弹簧238的上部和下部以促进弹簧弯曲。附加的拉杆240被示出为延伸穿过压力板202、204和电池单元堆206。侧螺栓300也示出为延伸穿过压力板202、204。拉杆240的头部302和联接到拉杆的螺母242(见图2)可以被拧紧，以允许在电池组装期间设定电池单元堆压缩。
[0073]
图3再次示出了被设计成使电解液能够流入和流出电池单元堆206的流动端口220。具体地，在一个实施方案中，端口304可以是流入端口并且端口306可以是流出端口。然而，已经设想了其他电池流入和流出方案。详细地说，可以在氧化还原液流电池200中设置正极电解液流入端口和负极电解液流入端口。同样，可以在氧化还原液流电池200中设置正极电解液流出端口和负极电解液流出端口。
[0074]
图4示出了包括双极板组件214的电池单元堆206的一部分。双极板组件214包括相
互配合以形成电解液流动路径的双极框架组件404和膜框架组件406。
[0075]
双极框架组件404包括双极框架板408和由双极框架板支撑的双极板217。膜框架组件406包括膜框架板412和由膜框架板支撑的膜414。双极板组件214的配合设计使得与板和盖式设计相比能够增加组件的紧凑性，从而允许减少用于构建所述组件的材料量以降低制造成本。此外，如果需要，可以放弃结构上未支撑的膜，从而减少电池单元堆的变形。
[0076]
图5再次示出了双极板组件214的部分分解图，其包括双极框架组件404和膜框架组件406。加强网500定位在双极框架组件404和膜框架组件406之间，用于对双极板217和膜414的结构支撑。这样，可以减少弯曲和其他不希望的堆叠变形。
[0077]
转到图21，其示出了具有双极板2103的双极板组件2102中的加强网2100的示例的详细视图。因此，加强网2100是图5所示的网500的示例。网2100包括肋2104和在肋之间延伸并在结构上加强肋的交叉支撑2106。肋2104和交叉支撑2106的横截面具有多边形形状(例如，矩形形状)。然而，已经设想了备用肋和/或交叉支撑轮廓。
[0078]
图22示出了双极板组件2102的横截面图，其中膜2200与加强网2100相邻并且毡层2202与双极板2103相邻。加强肋2104与双极板2103中的棘爪2204配合。应当理解，双极板2103可以包括碳片和/或石墨箔，其被冲压以形成棘爪2204。加强肋2104允许在电池使用期间更均匀和有效的压缩力分布，从而减少堆叠变形。箭头2206指示施加到电池单元堆的压缩力的大体方向。如前所述，电池单元堆压缩由压缩组件236生成，如图2所示。在一个示例中，加强网2100可以由合适的聚合物(例如，聚丙烯)构成，从而允许电池单元堆的结构加强而不会对电解液产生电磁干扰。
[0079]
再次参考图5，双极板组件214包括至少部分在膜框架板412内的负极电解液入口502和正极电解液入口506。应当理解，电解液入口和出口是经由双极框架组件404和膜框架组件406之间的配合形成的，在本文中关于图17至图20更详细地讨论。双极板组件214还包括至少部分在双极框架板408内的负极电解液出口508和正极电解液出口509。
[0080]
电解液流动通道也形成在双极框架组件404和膜框架组件406的界面处。详细地说，在双极板组件214中，当组装时，负极分流通道520从其相应的电解液入口和出口(图9所示的膜框架组件406中的负极电解液入口502和出口900)延伸。正极分流通道522也从其相应的入口和出口(双极框架板408中的正极电解液入口506和正极电解液出口509)延伸。然而，已经设想了分流通道中的其他合适的电解液流动路径。
[0081]
分流通道可以设计为蛇形，其中部分523表现出基本上相反的电解液流动方向性，从而允许增加通道的长度。分流通道的延长减小了分流电流。因此，电池系统可以在能量功率输出和在某些情况下的存储容量方面更高效地运行。应当理解，在某些示例中，也可以减小分流通道的横截面积以减小分流电流。
[0082]
双极板组件214在组装时包括负极入口和出口分配通道526。分配通道使电解液能够从有效板区域530分配和捕获。因此，分配通道与相关的分流通道流体连通。
[0083]
应当理解，双极板组件214中的电解液(例如，正极或负极电解液)的一般流动路径如下进行：(i)电解液最初通过电解液入口流入对应的分流通道；(ii)然后电解液从分流通道流入入口分配通道；(iii)然后电解液从入口分配通道流入膜/双极板界面；(iv)然后电解液从膜/双极板界面流入出口分配通道；(v)然后电解液从出口分配通道流向相关联的分流通道；并且(vi)随后电解液从分流通道流入相应的电解液出口。
[0084]
膜框架板412和/或双极框架板408可由合适的聚合物构成，诸如氯化聚氯乙烯(cpvc)等。在一个用例示例中，膜可以由涂覆的nafion
tm
构成。然而，可以设想其他合适的膜材料。当组装时，膜框架组件406和双极框架组件404可以粘接在一起。也可以使用粘接法将膜414粘合到膜框架板412和/或将双极板217粘合到双极框架板408。然而，其他合适的附接技术，诸如热焊接，也已被设想用于附接这些部件。
[0085]
图5还示出了具有螺栓开口532的突耳531，所述突耳在结构上加强了螺栓，从而能够在电池单元堆中实现更大的力分散。突耳531在膜框架板412和双极框架板408两者中。然而，在其他示例中，可以使用其他板轮廓。双极框架板408的第一侧550和膜框架板412的第一侧552在图5中示出。双极框架板和膜框架板的第二侧554和556也分别在图5中示出。图8至图9描绘了双极框架板和膜框架板的第二侧的详细视图并且在本文中更详细地讨论。
[0086]
图6示出了包括具有分配通道524的双极板217和双极框架板408的双极框架组件404的详细视图。具体地，入口分配通道在600处指示并且出口分配通道在602处指示。电解液流动的一般方向经由箭头603指示。然而，实际上电解液流动模式具有更大的复杂性。在所示示例中，入口分配通道600和出口分配通道602分别彼此偏移(例如，沿x轴偏移)。因此，可以减少电解液流动中的死区，从而提高电池运行效率。偏移分配通道还可以提供更紧凑的板组件布置，从而实现更高效的电池可扩展性。
[0087]
在一个示例中，入口分配通道600可以在朝向有效板区域530延伸的方向(例如，沿z轴的方向)上发散。相反，出口分配通道602可以在远离有效板区域530延伸的方向(例如，沿z轴的方向)上会聚。这样，增加了跨越有效区域的电解液分散。
[0088]
图7示出了双极框架组件404的详细视图。详细地说，负极电解液入口700垂直定位在负极电解液分流通道520以及正极电解液分流通道522下方，如图5所示。提供重力轴以供参考。例如，将电解液入口定位在分流下方允许额外的电解液从电池单元堆中排出，从而在维修或运输过程中简化拆卸。例如，允许电池单元堆排出大部分电解液也减少了(例如，防止)沉淀物在电池单元堆中积聚的机会。
[0089]
图8示出了包括双极框架板408和双极板217的双极框架组件404的第二侧554的分解图。正极电解液入口506和正极电解液出口509示出为使正极电解液流向正极分流通道522和分配通道524。双极板217也在图8中示出。双极板217的纵横比可以大于1:3(例如，在所示实施方案中1:1)以降低制造成本。然而，已经设想了其他合适的双极板纵横比。纵横比表示板的高度802和宽度804之间的比例关系。应当理解，双极板可以被分隔以维持期望的纵横比。例如，在一个用例实施方案中，可以提供三个双极板来维持1:1的纵横比。然而，在其他实施方案中，可以使用替代数量的双极板和/或不同的板纵横比。
[0090]
图9示出了膜框架组件406的第二侧556的分解透视图。所述组件包括膜框架板412和膜414。负极电解液入口502和负极电解液出口508示出为使负极电解液流向负极分流通道520和分配通道526。
[0091]
膜414也在图9中描绘。膜414在图9中示出为连续片，其跨膜框架板412横向延伸。因此，在一个实施方案中，膜414在组装时可以跨越相邻双极框架组件中的多个双极板。然而，已经设想了替代的膜轮廓。例如，在其他实施方案中，膜可以分成不同的部分。
[0092]
图10示出了处于组装状态的膜框架组件406的详细视图，其中加强网500与膜414相邻。膜框架板412包括多个对准凸台1000，从而允许与包括对应对准凸台的相邻双极框架
板自对准。在所示实施方案中，框架板包括四个凸台。然而，在其他实施方案中，可以使用替代数量的框架板凸台。在一个示例中，对准凸台可以定位在框架板的相对垂直侧上，以促进制造期间的快速对准。这样，可以提高电池单元堆制造效率和精度。具体而言，对准凸台1000形成便于快速零件配准和检查的孔图案基准，从而简化自动化制造过程。在一个用例示例中，可以修改制造模具以使凸台以比其他类型的对准特征(诸如横跨整个板的对准特征)更具成本效益的方式对准。
[0093]
图11示出了与膜框架板412配合的双极框架板408的详细横截面图。具体地，双极框架板408中的对准凸台1100与膜框架板412中的对准凸台1000配合。配合的凸台在方向1102上逐渐变细以实现高效的板对准。因此凸台各自包括锥形外表面1104和凸缘1106。凸缘1106被示为朝向凸台的开口1108的中心延伸。然而，已经设想了其他凸缘轮廓。
[0094]
图12示出了双极板组件214，其包括在组件中划分电解液流动路径的配合的榫和槽。如果需要，榫槽布置可以适应框架板中较大的塑料公差。图12中示出了舷外榫槽界面1200、分流榫槽界面1202和分配榫槽界面1204。榫槽轮廓允许双极框架板408和膜框架板412之间的空间有效连接。此外，榫槽轮廓使得粘合路径1206能够在配合特征附近形成，从而增加膜框架板412和双极框架板408之间的结合强度。因此，在用粘合剂填充之前，粘合路径1206可以是榫的相对侧上的间隙。如此，在双极板组件构建之后，合适的粘合剂(例如，不同类型的环氧树脂等)珠可以位于粘合路径1206中。然而，在其他示例中，分配通道、分流通道和/或跨越通道可以经由气体辅助模制在具有双极框架板和膜框架板的框架结构中构建。因此，在这样的示例中，如果需要，可以在模制过程中创建通道，这可以允许从双极板组件中省略胶水或其他密封界面的使用。此外，如果需要，在框架组件中提供模制电解液通道还能够减少电池单元堆的零件计数，从而将膜框架板和双极框架板合并为一个连续部件(例如，整体结构)。
[0095]
图12还示出了双极板217和膜414。如前所述，双极板217联接(例如，热焊接、粘接、它们的组合等)到双极框架板408并且膜414联接到膜框架板412。因此，在一个示例中，膜414可以热焊接到膜框架板412。同样，双极板217可以热焊接到双极框架板408。应当理解，热焊接在两个部件之间产生一层热粘合材料(例如，接头)。
[0096]
图13至图16示出了双极框架组件404的双极框架板408中的榫槽特征的详细视图。转到图13，描绘了具有双极框架板408和联接到其的双极板217的双极框架组件404的第一侧(例如，顶侧)1300。双极框架板408包括双极板组件中的榫槽界面的槽部分，如图12所示。具体地，示出了舷外槽1302、分流槽1304、分配槽1306和跨越槽1308(例如，端口槽)。
[0097]
图14示出了具有舷外槽1302、分流槽1304、分配槽1306和跨越槽1308(例如，端口榫)的双极框架板408的详细视图。应当理解，槽是允许膜框架板中的榫与其配合以形成紧凑界面的凹陷。因此，应当理解，膜框架组件，特别是双极板组件中的膜框架板，具有对应的榫槽特征，其轮廓与双极框架板408中的榫槽特征相配合，以在其中划分电解液流动通道。
[0098]
图15示出了具有双极框架板408和联接到其的双极板217的双极框架组件404的第二侧(例如，底侧)1500。双极框架板408包括双极板组件中的榫槽界面的榫部分。具体地，示出了舷外榫1502、分流榫1504、分配榫1506和跨越榫1508(例如，端口槽)。榫是构形成与相邻膜框架板中的槽相配合的延伸部。当联接榫和槽时，可以在每个界面处施加粘合剂珠以密封双极板组件中的不同电解液流动通道。然而，在其他示例中，可以省略榫槽界面处的粘
接。应当理解，舷外榫槽界面围绕双极板组件的周边延伸以密封电池单元堆。
[0099]
图16示出了双极框架板408的详细视图，其中再次示出了舷外榫1502、分流榫1504、分配榫1506和跨越榫1508(例如，端口榫)。如前所述，榫是构形成与相邻膜框架板中的槽相配合的延伸部。
[0100]
图17示出了电池单元堆206的一部分的横截面图，包括双极框架板1700和膜框架板1702。如图所示，双极框架板和膜框架板在电池单元堆中顺序交替。应当理解，图17中所示的框架板可以与本文所述的其他框架板共享相似的特征。如此，为简洁起见省略了多余的描述。附接到对应的双极框架板1700的双极板217也在图17中描绘。
[0101]
图18示出了具有双极框架板1700和膜框架板1702的电池单元堆206的横截面的详细视图。连续框架板之间的界面形成电池单元堆206中的多个负极电解液入口1800以及多个负极分流通道1802。如图所示，负极分流通道1802经由双极框架板和膜框架板两者中的槽形成，以增加分流通道的横截面积。因此，如果需要，可以增加通过分流通道的电解液流速。
[0102]
图19示出了电池单元堆206的一部分的横截面图，包括多个双极框架板1700和膜框架板1702。图19还示出了联接(例如，粘接、热焊接等)到双极框架板1700的双极板217。图19还示出了在板框架之一上的字母数字零件指示符1900。然而，应当理解，堆叠中的附加零件可以包括零件指示符以简化制造。
[0103]
图20示出了多个双极框架板1700和膜框架板1702的详细视图。连续框架板之间的界面2000形成电池单元堆206中的多个正极电解液入口2002以及多个正极分流通道2004。这样，电解液可以空间上有效地通过电池单元堆，从而允许电池单元堆实现更紧凑的布置。因此，如果需要，可以更经济有效地实施电池缩放。
[0104]
图23示出了双极框架板2302的堆叠2300，其中顺序板经由榫槽界面2304配合。双极框架板2302类似于以上关于图2至图22讨论的双极框架板。因此，为简洁起见省略了多余的描述。应当理解，本文所述的膜框架板可以以类似的方式堆叠。如果需要，框架板可堆叠性可提高电池单元堆制造的库存效率和实现更高的封装密度。
[0105]
提供其中多个双极框架组件和膜框架组件配合形成正极分流通道和负极分流通道的氧化还原液流电池的技术效果是以节省空间的方式减少分流电流的生成。
[0106]
此外，图2至图23示出了具有各种部件的相对定位的示例配置。如果示出为彼此直接接触或直接联接，则至少在一个示例中，此类元件可分别称为直接接触或直接联接。相似地，至少在一个示例中，示出为彼此邻接或相邻的元件可分别是彼此邻接或相邻的。作为一个示例，彼此处于共面接触的部件可被称为处于共面接触。作为另一示例，在至少一个示例中，彼此分开定位且之间仅具有间隔而没有其他部件的元件可被称为处于共面接触。作为又一示例，相对于彼此在彼此上方/下方、在彼此相对侧、或彼此左侧/右侧示出的元件可被称为处于共面接触。此外，如图所示，在至少一个示例中，最顶部的元件或元件的点可被称为部件的“顶部”，而最底部的元件或元件的点可被称为部件的“底部”。如本文所用，顶部/底部、上部/下部、上/下可相对于附图的竖直轴线，并且用于描述附图的元件相对于彼此的定位。如此，在一个示例中，示出为在其他元件上方的元件竖直定位在其他元件上方。作为另一示例，附图中描绘的元件的形状可被称为具有这些形状(例如，圆形的、直的、平面的、弯曲的、倒圆的、倒角的、成角度的等)。此外，在至少一个示例中，示出为彼此相交的元件可
被称为相交元件或彼此相交。此外，在一个示例中，示出为在另一元件内或示出为在另一元件外的元件可被称为相交元件或彼此相交。
[0107]
本发明将在以下段落中进一步描述。在一个方面，提供了一种氧化还原液流电池，其包括通过两个端板插入的电池单元堆组件，所述电池单元堆组件包括：多个配合的膜框架板和双极框架板，所述多个配合的膜框架板和双极框架板在配合界面处形成多个负极流动通道和正极流动通道，所述多个负极流动通道和正极流动通道被配置为将负极电解液和正极电解液分配到多个双极板中；其中膜联接到多个膜框架板中的每一个并且顺序地定位在多个双极板中所包括的两个双极板之间。
[0108]
在另一方面，提供了一种氧化还原液流电池，其包括通过两个端板插入的电池单元堆组件，所述电池单元堆组件包括：多个配合的膜框架板和双极框架板，所述多个配合的膜框架板和双极框架板在配合界面处形成多个负极流动通道和正极流动通道，所述多个负极流动通道和正极流动通道被配置为将负极电解液和正极电解液分配到多个双极板中；其中膜联接到多个膜框架板中的每一个；其中至少一个双极板联接到多个双极框架板中的每一个；并且其中加强网位于一个或多个连续双极板和膜之间。
[0109]
在又一方面，提供了一种氧化还原液流电池，其包括通过两个端板插入的电池单元堆组件，所述电池单元堆组件包括：多个配合的膜框架板和双极框架板，所述多个配合的膜框架板和双极框架板在配合界面处形成多个负极流动通道和正极流动通道，所述多个负极流动通道和正极流动通道将负极电解液和正极电解液分配到多个双极板中；其中膜联接到多个膜框架板中的每一个；其中至少一个双极板联接到多个双极框架板中的每一个；并且其中加强网位于一个或多个连续双极板和膜之间并且被配置为在结构上加强相邻的双极板和膜。
[0110]
在任何方面或这些方面的组合中，电池单元堆组件还可包括定位在连续双极板和膜之间的加强网。
[0111]
在任何方面或这些方面的组合中，其中加强网可以包括多个肋，这些肋通过多个双极板和多个膜分配压缩力。
[0112]
在任何方面或这些方面的组合中，多个双极框架板和膜框架板中的每一个可以包括定位在对应框架板的横向相对侧上的至少两个对准凸台。
[0113]
在任何方面或这些方面的组合中，粘合界面可以形成在每对膜框架板和双极框架板的配合界面中的配合榫槽之间，并且其中粘合界面可以划分负极流动通道和正极流动通道。
[0114]
在任何方面或这些方面的组合中，粘合界面可以包括在槽的相对侧上以粘合剂填充的间隙。
[0115]
在任何方面或这些方面的组合中，多个膜板的纵横比可以大于1:3。
[0116]
在任何方面或这些方面的组合中，膜可以热焊接到膜框架板。
[0117]
在任何方面或这些方面的组合中，多个配合的膜框架板和双极框架板可各自包括外围突耳中被配置为接收压缩螺栓的开口。
[0118]
在任何方面或这些方面的组合中，电池单元堆组件可以包括在电池单元堆组件的外表面上的至少一个可见的字母数字零件指示符。
[0119]
在任何方面或这些方面的组合中，加强网层可包括与相邻双极板中的凹陷对接的
多个肋。
[0120]
在任何方面或这些方面的组合中，配合界面可以包括将膜框架板接合到双极框架板的粘合路径。
[0121]
在任何方面或这些方面的组合中，配合界面可包括配合的榫槽。
[0122]
在任何方面或这些方面的组合中，多个膜板的纵横比可以大于1:3。
[0123]
在任何方面或这些方面的组合中，膜可以热焊接到膜框架板。
[0124]
在任何方面或这些方面的组合中，多个负极流动通道和正极流动通道可以由配合的榫槽以及粘合路径界定。
[0125]
在任何方面或这些方面的组合中，多个膜板的纵横比可以大于1:3。
[0126]
在任何方面或这些方面的组合中，膜可以热焊接到膜框架板。
[0127]
所附权利要求特别指出了被认为是新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可涉及“一个”要素或“第一”要素或其等效形式。此类权利要求应理解成包括一个或多个此类要素的并入，既不要求也不排除两个或多个此类要素。可通过对本权利要求的修改或通过在本技术或相关申请中提出新的权利要求来要求保护所公开的特征、功能、元件和/或属性的其他组合和子组合。此类权利要求，无论在范围上与原始权利要求相比更宽、更窄、等同还是不同，都被认为包括在本公开的主题内。