[發明專利]含有流動電解液的電化學設施的防漏電方法及防漏電裝置

無效

• 申請號: 201210303428.4
• 申請日: 2012-08-24
• 公開（公告）號: CN103633347A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 晏成和;楊立章;羅臬;崔驥
• 申請（專利權）人: 崔驥;羅臬;晏成和
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04;H01M8/02
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 崔濱生

技術領域

本發明涉及用于含有流動電解液的電化學設施的防漏電，主要包括電化學反應的電解槽以及氧化還原液流電池組。

具體是用于現代電化學反應的電解槽以及將化學能與電能直接互為轉換的氧化還原液流電池組的電解液的進液和出液的斷流防漏電裝置及方法。

背景技術

含有流動電解液的電化學設施主要包括電化學反應的電解槽以及氧化還原液流電池組。現代電化學反應的電解槽組以及氧化還原液流電池組都是由以離子膜分隔開的陽極室和陰極室組成，在電池室空腔內分別流動著活性電解液，通過氧化、還原反應，實現化學能與電能直接互為轉換。正、負極活性電解液分別外接陽極和陰極電解液儲存罐，外接兩臺液泵，每種電解液各自形成連續的循環系統。現有電化學反應的電解槽與氧化還原液流電池的設施基本結構相同。

現有的氧化還原液流電池是把幾十塊電池板組合、壓緊，形成電堆。儲能時，在首尾之間的電極板輸入幾十伏的電壓，相鄰的電池板之間有1V至1.3V的電壓，使正、負極的活性電解液在離子膜之間發生還原反應，電解液儲存電能；用電時，兩組儲有能量的電解液流經電堆，在離子膜之間發生氧化反應，使相鄰的電池板之間產生1V至1.3V的電壓，串聯疊加，于是，在首尾電極之間能輸出幾十伏電壓。簡而言之，不管是儲能還是輸出，電極之間總是存在幾十伏電壓。

例如，在圖1的技術方案中，在電池儲存電能或輸出電能時，A、B兩組氧化還原液流電池的導電液下進上出，液流分別貫穿、連通幾十塊串聯起來的電池板，即：電堆同電極的首尾之間的電解液經支管連著總管、全是導通的。在正、負電極之間存在幾十伏電壓，于是在電壓的作用下，電流會沿著導電性能良好的電解液在電極之間傳導，產生很大的短路電流，該短路電流不可小覷。

電解液導電性能良好，現有的氧化還原液流電池的液流形式是正極、負極電解液分別流經幾十塊串聯起來的電池板，下進上出，貫穿連續流動，這樣的結構，導致如下弊病：

1、在電池儲存電能或輸出電能時，兩組氧化還原液流電池的導電液流下進上出，電解液通過流入總管進入到每個電池板，液流分別貫穿幾十塊串聯起來的電池板連續流動，即：電堆同電極的首尾之間的液流連接著總管全是導通的。電極之間總是存在幾十伏電壓，于是在電壓的作用下，電流會沿著導電性能良好的電解液在電極之間傳導，產生短路電流，形成電壓降、這就是漏電。

2、為了克服漏電，現有的氧化還原液流電池把進液通道的管徑制得較細，特意迂回得很長,參見圖2，以加大電阻，減少漏電。這樣會增大液流阻力，減少了整個電堆的效率，漏電還是難以避免。

3、電壓越高，漏電越嚴重（漏電與電壓的平方成正比）為了克服漏電，現有的氧化還原液流電池只能把電池板組合控制在50片、電壓控制在50伏左右。這么低的電壓，使輸入、輸出前后的變壓工作量加大，低壓會使線損增加。

4、低壓和漏電，限制了電池總的能量密度和功率的提高。

5、現代電化學反應的電解槽組與氧化還原液流電池的設施結構相同，同樣存在上述弊病。

發明內容

本發明提供了一種含有流動電解液的電化學設施的防漏電方法及防漏電裝置，它可以解決現有技術存在的電流會沿著電解液在電極之間傳導，產生短路電流，形成電壓降、造成漏電的問題。

現有的液流電池的漏電弊端是由于在正、負電極間的電解液全面連通連續流動所造成的短路電流，為此，本發明的目的是：克服導電液流在全面連通、連續流動所帶來的電流短路——加裝絕緣的隔斷裝置，讓電解液在流動的同時被隔斷，不能形成電流通路，從而杜絕了由導電液流連續流動所造成的短路、漏電。

本發明的技術方案是一種含有流動電解液的電化學設施的防漏電方法。在電化學設施流動電解液的流道中加裝有絕緣材料制成的防漏電隔斷裝置，所述防漏電隔斷裝置對流經其內部的電解液進行隔斷，使電解液在流動時被絕緣材料隔斷、形成斷路。

在含有流動電解液的電化學設施內，或在電解液流入、流出所述含有流動電解液的電化學設施處、或在含有流動電解液的電化學設施的管道處或管道外中的至少一處設有絕緣材料制成的防漏電隔斷裝置。

所述防漏電裝置可以是絕緣材料制成的閥門隔斷裝置、瓣膜隔斷裝置、齒輪液泵或者是柱塞液泵，自由落體斷流方法以及絕緣材料制成的隔斷葉輪。

在進液和/或出液的管體上分別加裝由絕緣材料制成的隔斷葉輪，所述隔斷葉輪包括外殼、輪轂、多個隔斷葉片、葉輪軸，所述多個隔斷葉片間隔地設置在所述輪轂上。