一种液流电池用电解液价态在线均衡控制方法

本发明属于液流电池电解液，具体涉及一种液流电池用电解液价态在线均衡控制方法。

背景技术：

1、液流电池是一类新型的电化学储能系统，具有功率大、寿命长、能量效率高、稳定性好以及低维护成本和绿色环保等优点，对于新型电力系统，如风能、太阳能灯大规模储能领域具有广阔的发展。电解液是液流电池的活性物质，直接决定了电池系统的效率、容量和使用寿命，起到非常重要的作用。

2、液流电池在实际应用中，在电池充放电过程中，正负极反应同时会伴随着析氢和析氧等副反应，会导致电解液价态和浓度失衡，导致电池容量持续衰减，严重影响储能系统的正常运行。

技术实现思路

1、针对现有技术的中的问题，本发明提供一种液流电池用电解液价态在线均衡控制方法，通过在电堆正、负极储罐的管路中各并联一个价态调节装置，采用正、负极循环泵将电解液通过并联管路通入各自价态调节装置中，采用电解的方法，实时对价态失衡的正、负极电解液进行价态调整，获得价态平衡的电解液。该发明方法简单易操作、能耗低、可用于在线进行价态再平衡。

2、本发明的技术方案是：

3、一种液流电池用电解液价态在线均衡控制方法，通过在电堆正、负极储罐的管路中分别并联一个正极价态调节装置和负极价态调节装置，采用正、负极循环泵将电解液通过并联管路通入各自价态调节装置中，采用电解的方法，实时对价态失衡的正、负极电解液进行价态调整，获得价态平衡的电解液。

4、进一步的，上述的一种液流电池用电解液价态在线均衡控制方法，所述正极价态调节装置包括电解装置、正极泵、负极出液口、自动阀门、负极进液口、正极储液罐、电堆正极储罐；负极价态调节装置包括电解装置、正极泵、负极出液口、自动阀门、负极进液口、正极储液罐、电堆负极储罐。

5、进一步的，上述的一种液流电池用电解液价态在线均衡控制方法，所述的正极价态调节装置和负极价态调节装置的正极储液罐中电解液为液流电池活性物质有机酸水溶液，所述电解液的浓度为1-5mol/l。

6、进一步的，上述的一种液流电池用电解液价态在线均衡控制方法，所述的正极出液口、负极出液口、自动阀门、正极进液口、负极进液口通过并联管路将电堆正、负极储罐中电解液打入到正、负极价态调节装置中。

7、进一步的，上述的一种液流电池用电解液价态在线均衡控制方法，所述价态调节装置的正极储液罐带有酸雾和水汽回收装置。

8、进一步的，上述的一种液流电池用电解液价态在线均衡控制方法，所述酸雾和水汽回收装置包括三个回收罐通过排气管串联排列，第一个回收罐存占罐体体积1/3的去离子水、第二个回收罐存占罐体体积1/3的碱液、第三个回收罐存占罐体体积1/3的活性炭。

9、进一步的，上述的一种液流电池用电解液价态在线均衡控制方法，正极价态调节装置中负极液为电堆正极液，当正极价态调节装置检测到正极价态过高，启动电解装置进行电解，将正极价态调节至平衡价态。

10、进一步的，上述的一种液流电池用电解液价态在线均衡控制方法，负极价态调节装置中负极液为电堆负极液，当负极价态调节装置检测到负极价态失衡，启动电解装置进行电解，将负极价态调节至平衡价态。

11、进一步的，上述的一种液流电池用电解液价态在线均衡控制方法，正、负极价态调节装置均为独立的价态调节装置能够单独运行或同步运行。

12、本发明的设计思想是：

13、通过在电堆正、负极储罐的管路中各并联一个价态调节装置，采用正、负极循环泵将电解液通过并联管路通入各自价态调节装置中，采用电解的方法，该方法可以单独对正、负极电解液进行价态调节，也可以同时进行，提高了电解效率。同时可以高效的根据液流电堆正负极电解液价态和浓度，分别电解至不同价态，获得价态平衡的电解液，提高液流电池使用寿命，节约成本，且无环境污染。

14、本发明的优点及有益效果：

15、1、本发明可以高效的根据液流电堆正负极电解液价态和浓度，分别电解至不同价态，获得价态平衡的电解液，提高液流电池使用寿命，节约成本，且无环境污染。

16、2、本发明可以单独对正负极电解液进行价态调节，也可以同时进行，提高了电解效率。

17、3、本发明消耗成本低，适用于大规模产业化。

技术特征：

1.一种液流电池用电解液价态在线均衡控制方法，其特征在于，通过在电堆正、负极储罐的管路中分别并联一个正极价态调节装置和负极价态调节装置，采用正、负极循环泵将电解液通过并联管路通入各自价态调节装置中，采用电解的方法，实时对价态失衡的正、负极电解液进行价态调整，获得价态平衡的电解液。

2.根据权利要求1所述的一种液流电池用电解液价态在线均衡控制方法，其特征在于，所述正极价态调节装置包括电解装置、正极泵、负极出液口、自动阀门、负极进液口、正极储液罐、电堆正极储罐；负极价态调节装置包括电解装置、正极泵、负极出液口、自动阀门、负极进液口、正极储液罐、电堆负极储罐。

3.根据权利要求2所述的一种液流电池用电解液价态在线均衡控制方法，其特征在于，所述的正极价态调节装置和负极价态调节装置的正极储液罐中电解液为液流电池活性物质有机酸水溶液，所述电解液的浓度为1-5mol/l。

4.根据权利要求2所述的一种液流电池用电解液价态在线均衡控制方法，其特征在于，所述的正极出液口、负极出液口、自动阀门、正极进液口、负极进液口通过并联管路将电堆正、负极储罐中电解液打入到正、负极价态调节装置中。

5.根据权利要求2所述的一种液流电池用电解液价态在线均衡控制方法，其特征在于，所述价态调节装置的正极储液罐带有酸雾和水汽回收装置。

6.根据权利要求5所述的一种液流电池用电解液价态在线均衡控制方法，其特征在于，所述酸雾和水汽回收装置包括三个回收罐通过排气管串联排列，第一个回收罐存占罐体体积1/3的去离子水、第二个回收罐存占罐体体积1/3的碱液、第三个回收罐存占罐体体积1/3的活性炭。

7.根据权利要求2所述的一种液流电池用电解液价态在线均衡控制方法，其特征在于，正极价态调节装置中负极液为电堆正极液，当正极价态调节装置检测到正极价态过高，启动电解装置进行电解，将正极价态调节至平衡价态。

8.根据权利要求2所述的一种液流电池用电解液价态在线均衡控制方法，其特征在于，负极价态调节装置中负极液为电堆负极液，当负极价态调节装置检测到负极价态失衡，启动电解装置进行电解，将负极价态调节至平衡价态。

9.根据权利要求1所述的一种液流电池用电解液价态在线均衡控制方法，其特征在于，正、负极价态调节装置均为独立的价态调节装置能够单独运行或同步运行。

技术总结
本发明属于液流电池电解液技术领域，具体涉及一种液流电池用电解液价态在线均衡控制方法。该方法通过在电堆正、负极储罐的管路中各并联一个价态调节装置，采用正、负极循环泵将电解液通过并联管路通入各自价态调节装置中，采用电解的方法，实时对价态失衡的正、负极电解液进行价态调整，获得价态平衡的电解液。该发明方法简单易操作、能耗低、可用于在线进行价态再平衡。

技术研发人员：侯绍宇,吴晓亮,刘建国
受保护的技术使用者：中国科学院金属研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/5/27