[發明專利]一種具有自排除離心泵內氣體的液流電池系統及其排氣方法

有效

• 申請號: 201310590297.7
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103606691A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 李樹旺;張華民;孫丹
• 申請（專利權）人: 大連融科儲能技術發展有限公司
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 范爍;李洪福

技術領域

本發明涉及液流電池系統，具體地說是一種具有自排除離心泵內氣體的液流電池系統及其排氣方法。

背景技術

世界范圍的能源緊張和環境加劇惡化的態勢促使世界各國開發和利用可再生能源的呼聲日益高漲。但是太陽能、風能等可再生能源發電存在能量供應不穩定性、不持續的特點，往往需要性能優良的儲能系統與之配套。

作為新型綠色二次蓄電池，液流電池擁有安全性高、設計靈活、快速響應、無特殊地形要求、運行和維護費用較低等其他二次電池所難以比擬的優勢，已經在太陽能儲能系統、風電儲能系統、大型應急電源系統和電力系統削峰填谷等多個領域成功應用。

液流電池系統由電堆、電解液、管道系統和電池管理系統及其他輔助設備構成。電解液通過離心泵實現電解液在電池系統內的循環。電解液在經歷長期充放電運行的過程中會產生一定量的氣體（如氫氣、溴蒸汽等），當電池系統停機時，產生的氣體往往會積存在離心泵的葉輪室內。離心泵如果要啟動，必須保證其讓葉輪內可以充滿液體，否則不能實現輸送液體的功能，而由于電解液產生的氣體積存在離心泵的葉輪室內，恰好阻止了離心泵功能的實現，導致電池系統無法實現初啟動。為了保證能正常實現電解液的輸送，從而順利啟動電池系統，現在的方法是在電池系統運行前，直接打開離心泵出口的排氣閥進行排氣。此種方法雖然可以將離心泵內的氣體排出，但是由于泵中的氣體大部分為氫氣、溴蒸汽等危險氣體，直接排出存在一定的危險。另外，操作人員在進行排氣時往往無法準確判斷離心泵積存的氣體量，在進行排氣的過程中需要多次間歇性排氣，因排氣量過大還會造成電解液的外泄或者外噴，給操作人員的安全帶來一定的隱患。

發明內容

根據上述提出的技術問題，而提供一種具有自排除離心泵內氣體的液流電池系統及其排氣方法。本發明通過在離心泵啟動前實施排氣方法，在保證離心泵功能的前提下，有效的防止了電解液的外泄，實現液流電池系統順利完成初啟動。

本發明采用的技術手段如下：

一種具有自排除離心泵內氣體的液流電池系統，包括電解液儲罐和與所述電解液儲罐相連通的離心泵，所述離心泵通過電解液進液管路與電堆的電解液進液口相連通，所述電堆的電解液出液口通過電解液出液管路與所述電解液儲罐相連通，其特征在于：

在所述電解液進液管路上設有與所述電解液出液管路相連通的用于排除所述離心泵內氣體的電解液分支管路，所述電解液分支管路與所述電解液進液管路相通的一端設有控制閥；所述電解液進液管路上還設有用于監測管路內壓力的壓力傳感裝置。

作為優選，在所述離心泵與所述電堆之間還設有過濾器。

作為優選，所述電解液分支管路的進液端設置在與所述電解液儲罐相連通的所述離心泵之后的電解液進液管路上。

作為本發明的一個技術方案，所述電解液分支管路的進液端設置在與所述電解液儲罐中的負極電解液儲罐相連通的電解液進液管路上，所述電解液分支管路的出液端設置在與所述電解液儲罐中的負極電解液儲罐相連通的電解液出液管路上。

作為本發明的又一個技術方案，所述電解液分支管路的進液端設置在與所述電解液儲罐中的正極電解液儲罐相連通的電解液進液管路上，所述電解液分支管路的出液端設置在與所述電解液儲罐中的正極電解液儲罐相連通的電解液出液管路上。

全釩液流電池負極電解液中的二價釩與氫離子發生反應生成氫氣，長期運行后，負極儲罐中往往積累一定量的氫氣，因此，電解液分支管路優選地設置在液流電池負極儲罐的電解液進、出管路上，使離心泵中積存的氣體回到相應的電解液儲罐中。而對于鋅溴等液流電池，電池在完成充放電循環后，正極電解液中會殘余一定量的未完全溶解的溴單質，儲罐中積累了一定量的溴蒸氣，因此，電解液分支管路優選地設置在液流電池正極液儲罐的電解液進、出管路上，使離心泵中積存的氣體回到相應的儲罐中。

作為優選，所述壓力傳感裝置為壓力表或壓力傳感器。

本發明還公開了上述液流電池系統自排除離心泵內氣體的排氣方法，其特征在于包括如下步驟：

①在電池系統停機后再運行時，首先打開控制閥，使電解液分支管路與電解液出液管路相連通，啟動離心泵，通過電解液進液管路將離心泵內的氣體排回到電解液儲罐中；

②觀察進液管路上設置的壓力傳感裝置，當進液管路內壓力上升到預設值后，關閉控制閥，電池系統正常運行。

作為優選，所述壓力傳感裝置為壓力表或壓力傳感器。