[發明專利]一種液流電池系統及電池儲罐

有效

• 申請號: 201210056897.0
• 申請日: 2012-03-06
• 公開（公告）號: CN102593490A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 孟琳;張祺;劉學軍;陸克
• 申請（專利權）人: 北京百能匯通科技股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04;H01M8/18
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 郭防

技術領域

本發明涉及一種液流電池系統及電池儲罐，屬于電池領域。

背景技術

現有技術中，獨立的能源系統如分布式能源系統中所用的蓄電池通常是鉛酸電池。而鉛酸電池在性能和環境上都存在著致命的缺陷。比如在炎熱氣候的環境中通常壽命很短，尤其在深度放電時更加嚴重。同時，鉛酸電池亦對環境有害，因為鉛酸電池的一個主要成分為鉛，可能在生產和棄置時引致嚴重的環境問題。

液流電解質電池，例如鋅溴電池和全釩液流電池等可以克服上述鉛酸電池的缺點，具有循環壽命長，環境污染小的特點。特別地，液流電解質電池可以實現深度放電，且電池的能量密度是比鉛酸電池的數倍。

但目前液流電池也存在著一些問題，如對溫度相對敏感，系統相對復雜等，如鋅溴液流電池，一般為避免溴分壓過高而降低電解液容量和腐蝕管路，往往采取在電解液中加入絡合劑的方法。但是絡合溴溶液由于與水相不相容，且密度差較大，為保證其供應，往往需要在系統中加入單獨的絡合溴系統供液泵，使系統復雜性提高，穩定性相應下降。同時由于絡合溴密度和粘度較大，介于其流動阻力的影響，往往不集成相應的散熱系統，從而使熱量積聚，造成電解液溫度上升，最終使得電池性能下降。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種液流電池系統及電池儲罐，它具有系統結構簡單，對溫度敏感度低的優點，另外還能夠使系統實現在無絡合溴供液泵的環境下運行，同時系統對壓力能進行余能回收，并用于強化系統傳熱，使液流電池系統穩定運行。

本發明的技術方案：一種液流電池系統，包括電堆、換熱器、負極供液泵、正極供液泵和一體化儲罐，一體化儲罐包括負極儲罐和正極儲罐，負極儲罐通過供液管路與負極供液泵連接，負極供液泵通過與換熱器連接，換熱器與電堆的負極連接，電堆通過排液管路與負極儲罐連接；正極供液泵通過供液管路與正極供液泵連接，正極供液泵與電堆的正極連接，電堆通過排液管路與正極儲罐連接。

前述的液流電池系統中，所述電堆采用雙電堆結構。

一種應用于前述的液流電池系統的液流電池儲罐，包括一體化儲罐、正負極隔板、儲罐正極內腔和儲罐負極內腔，一體化儲罐的內部被正負極隔板分為儲罐正極內腔和儲罐負極內腔兩部分；儲罐正極內腔的頂部設有“L”形正極突臺和正極電解液出口，“L”形正極突臺上設有正極電解液入口，儲罐負極內腔的頂部設有“L”形負極突臺和負極電解液出口，“L”形負極突臺上設有負極電解液入口。“L”形正極突臺的作用是保證正極電解液靜態液位高于泵入口處液位，從而使得非自吸泵在不灌泵的條件下可以正常工作。同時”L”形正極突臺對系統結構其支撐作用，L型的結構使其強度更高。”L”形正極突臺具有脫離體系的單質溴及其他副反應氣體產物的收集功能，可根據情況進行氣體回收或排空操作。“L”形負極突臺的作用是保證正極電解液靜態液位高于泵入口處液位，從而使得非自吸泵在不灌泵的條件下可以正常工作。同時”L”形負極突臺對系統結構其支撐作用，L型的結構使其強度更高。”L”形負極突臺具有氫氣及其他副反應氣體產物的收集功能，可根據情況進行氣體回收或排空操作。

前述的這種液流電池系統的液流電池儲罐中，儲罐正極內腔內設有正極電解液輸出管道、正極電解液輸入管道、壓力回收管和正極噴射口，正極電解液輸出管道的一端與正極電解液出口連接，另一端上設有有機相計量閥和水相計量閥；正極電解液輸入管道的一端與正極電解液入口連接，另一端通過壓力回收管與正極噴射口連接。

前述的這種液流電池系統的液流電池儲罐中，儲罐正極內腔的底部設有斜坡，儲罐正極內腔內設有有機相計量閥的一側低于另一側。

前述的這種液流電池系統的液流電池儲罐中，正極噴射口上設有正極螺旋槳。

前述的這種液流電池系統的液流電池儲罐中，儲罐負極內腔內設有負極電解液輸出管道、負極電解液輸入管道、壓力回收管和負極噴射口，負極電解液輸出管道與負極電解液出口連接，負極電解液輸入管道的一端與負極電解液入口連接，另一端通過壓力回收管與負極噴射口連接。

前述的這種液流電池系統的液流電池儲罐中，負極噴射口上設有負極螺旋槳。

前述的這種液流電池系統的液流電池儲罐中，一體化儲罐的形狀為長方體。

與現有技術相比，本發明既簡化了液流電池系統結構，同時還加強了液流電池系統的穩定性。

本發明通過計量閥代替有機相泵，并通過一定結構保證其正常工作。電池系統不同的充放電狀態，改換閥的通斷和開度，同時儲罐在正極電解液口外側有溢流槽結構，保證系統穩定運行。