[發明專利]帶余能回收裝置的液流電池系統及回收余能的方法

有效

• 申請號: 201210057305.7
• 申請日: 2012-03-06
• 公開（公告）號: CN102544556A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 孟琳;張祺;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;H01M8/02
• 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

本發明涉及一種帶余能回收裝置的液流電池系統及回收余能的方法，屬于液流電池領域。

背景技術

現有技術中，由于鋅溴液流電池可以克服傳統鉛酸電池在性能和環境上存在的缺陷，具有循環壽命長，受環境影響小的特點。因此越來越多的人開始研究并生產鋅溴液流電池，但是目前鋅溴液流電池技術還不成熟，還存在很多的問題。

現有鋅溴液流電池在充電時，正極產生單質溴。單質溴容易從電池隔膜的微孔滲漏到負極當中，與單質鋅反應，發生自放電，使電池能量降低。因此通常采用在正極電解液中加入配合劑的做法，正極的溴單質生成溴配合物，降低其穿透隔膜的概率，使電流效率大大提高。

在放電時，由于溴配合物和電解液比重相差過大，在靜置的溶液里往往會因為密度比而分相。因此，在傳統工藝中一般為溴配合物單獨配置供液泵，以保證電堆可以順利放電。其缺點是單獨配置供液泵使系統功耗上升，能效下降，同時使系統復雜程度增加，穩定性降低。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種帶余能回收裝置的液流電池系統及回收余能的方法，它能夠有效防止鋅溴液流電池自放電，并且具有系統結構簡單的優點，而且系統功耗低，能效和穩定性高。

本發明的技術方案：一種帶余能回收裝置的液流電池系統，包括電堆、負極儲罐和正極儲罐，負極儲罐和正極儲罐為一體化設計，負極儲罐和正極儲罐通過正負極隔板隔開；負極儲罐通過供液管路與負極供液泵連接，負極供液泵與換熱器連接，換熱器與電堆的負極連接，電堆通過排液管路與負極儲罐上的負極電解液入口連接；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；負極儲罐和正極儲罐內均設有余能回收裝置。

前述的帶余能回收裝置的液流電池系統中，所述正極儲罐內的余能回收裝置包括電解液回管A、電解液壓力回收器A和電解液噴射口A，兩根對稱設置的電解液回管A與電堆上的排液管路連接，電解液壓力回收器A設置在電解液回管A的中部，電解液噴射口A設置在電解液回管A的尾部。

前述的帶余能回收裝置的液流電池系統中，電解液回管A的形狀為“S”形，電解液回管A的第一拐角的角度a為0°～90°，電解液回管A的第二拐角的角度β為0°～90°。

前述的帶余能回收裝置的液流電池系統中，電解液回管A的形狀為“S”形，電解液回管A的第一拐角的角度a為45°，電解液回管A的第二拐角的角度β為60°。

前述的帶余能回收裝置的液流電池系統中，負極儲罐內的余能回收裝置包括電解液回管B、排液管、電解液壓力回收器B、能量聯動桿、正極加壓器、變徑管和電解液噴射口B，電解液回管B設于負極儲罐內，電解液回管B的一端與負極電解液入口連接，另一端與電解液壓力回收器B連接，電解液壓力回收器B上設有排液管，正極加壓器設于正極儲罐內，電解液壓力回收器B通過貫穿于正負極隔板的能量聯動桿與正極加壓器連接，正極加壓器通過變徑管與電解液噴射口B連接。

一種前述的帶余能回收裝置的液流電池系統回收余能的方法，正極儲罐內的余能回收，正極電解液發生反應后進入電解液回管A，電解液回管A內的電解液壓力回收器A回收壓力后將正極電解液從電解液噴射口A噴出，并攪拌正極儲罐內的電解液；

負極儲罐內的余能回收，負極電解液從負極電解液入口進入電解液回管B，并對電解液壓力回收器B做功，然后由排液管排出，負極電解液對電解液壓力回收器B產生的能量通過能量聯動桿傳遞給正極加壓器，正極電解液在正極加壓器內加壓后，進入變徑管，最終通過電解液噴射口B噴出。

與現有技術相比，本發明設置了余能回收裝置，能夠有效回收系統的余能，無需單獨設置供液泵，極大的簡化了系統，降低了系統的功耗，使系統的能效大幅提升。

本發明能夠有效防止鋅溴液流電池自放電，正極電解液發生反應后進入電解液回管A8，電解液回管A8內的電解液壓力回收器A9回收壓力后將正極電解液從電解液噴射口A10以不低于0.1m/s的速度噴出；

負極電解液從負極電解液入口13進入電解液回管B14，并對電解液壓力回收器B15做功，然后由排液管12排出，負極電解液對電解液壓力回收器B15產生的能量通過能量聯動桿16傳遞給正極加壓器17，正極電解液在正極加壓器17內加壓后，進入變徑管18，最終通過電解液噴射口B19以不低于0.1m/s的速度噴出。噴出的電解液在正極儲罐6內形成穩定的環流(如圖5所述)，并沖刷沉降在儲罐底部的溴配合物，在升力和水動力的作用下，使溴配合物懸浮起來，且并保持懸浮狀態。