[發明專利]一種液流電池系統泄漏的快速自動報警裝置

在審

• 申請號: 201310723426.5
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN104733747A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 胡里清;胡卓能
• 申請（專利權）人: 上海神力科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術領域

本發明涉及一種新能源技術領域，尤其是涉及一種液流電池系統泄漏的快速自動報警裝置。

背景技術

利用風能、太陽能等可再生能源發電是人類將來利用新能源發電的最主要的方式。由于風能、太陽能發電過程受自然因素如天氣等影響，具有隨機性、不連續特點，難于保持穩定的電能輸出，需要和一定規模的電能儲存裝置相配合，構成完整的供電系統，保證持續穩定的電能供應。因此，開發電能轉化效率高、儲存容量大、經濟性能好的儲能系統成為利用新能源發電的技術關鍵。在與各種形式的儲能技術，例如蓄水儲能電站、高速飛輪機械儲能、超導儲能等相比較，電化學儲能具有能量轉化效率高，可移動性強等特點，在各類儲能技術中有獨特的優勢。在各種電化學儲能技術中，液流電池系統具有大容量電能儲存與高效轉化功能，以及使用壽命長、環保、安全的特點，易于和風能、太陽能發電相匹配，可以大幅度降低設備造價，為新能源發電提供技術保證。用于電網系統儲能，適合于中等規模廠礦企業、賓館飯店、政府部門的不間斷電源使用，能夠有效改善電網供電質量，完成電網的“移峰填谷”作用。

全釩液流電池(Vanadium?Redox?Battery，VRB)是一種新型化學電源，通過不同價態的釩離子相互轉化實現電能的儲存與釋放，使用同種釩元素組成電池系統，從原理上避免了正負半電池間不同種類活性物質相互滲透產生的交叉污染。(圖1)使用溶解在電解液中不同價態釩離子作為電池正極和負極活性物質，正極電解液和負極電解液分開儲存，從原理上避免電池儲存過程自放電現象，適合于大規模儲能過程應用。正極電解液儲槽B和負極電解液儲槽A通過磁力泵D為全釩液流電池的正極E和負極E提供電解液，正極E和負極E’通過離子交換膜G隔開，為電源負載C供電。當風能、太陽能發電裝置的功率超過額定輸出功率時，通過對液流電池的充電，將電能轉化為化學能儲存在不同價態的離子對中；當發電裝置不能滿足額定輸出功率時，液流電池開始放電，把儲存的化學能轉化為電能，保證穩定電功率輸出。由于液流電池對于風能、太陽能等可再生能源發電過程的重要意義，作為關鍵技術在國內外得到普遍關注。

全釩液流電池充電/放電運行過程，電極上將發生以下氧化還原反應。

正極反應：

負極反應：

由于正極電解液和負極電解液分別處于氧化性價態和還原性價態，無論是在電堆內部的充電/放電運行過程，還是電解液輸送過程，需要保持正極電解液和負極電解液不發生混合，否則不同價態的釩離子間彼此交換電子產生自放電現象，嚴重影響電池效率。通常情況，液流電池系統包括電堆區(包括單個電池堆或多個電堆串聯或并聯)、電解液區(包括兩種電解液儲罐、輸送管路、輸送泵等)，這兩個區域如果發生大量泄漏情況，可通過液位計看出，但是如果是少量泄漏或長期跑漏將難以探測，即使發現上述二個區的少量泄露或跑漏，采取恰當及時的補救措施是非常重要的，以免產生大漏等事故。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種安全有效的液流電池系統泄漏的快速自動報警裝置。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種液流電池系統泄漏的快速自動報警裝置，包括電解液區、電堆區，其特征在于，還包括自動控制系統，該自動控制系統包括防護圍欄、以及設置在防護圍欄底部的電流探測器，和電流探測器連接的報警器，所述的電解液區和電堆區安置在防護圍欄內；當電解液區或電堆區發生泄漏，泄漏出來的電解液使電流探測器二極導通，引發報警器報警。

所述的防護圍欄包括一個傾斜底面，所述的電流探測器設置在傾斜底面地勢最低的一側。

所述的防護圍欄內表面采用陶瓷貼片或者進行防酸處理，所述的防酸處理為在其內表面涂覆環氧樹脂。

所述的電流探測器包括至少兩個金屬導桿、電流采集導線，多個金屬導桿間隔設置在防護圍欄底部，并通過電流采集導線連通，同時施加一個12～24V的電壓，構成一個電流回路；當電解液泄漏將金屬桿導通，所述的電流回路中產生電流，觸發報警器報警。

所述的防護圍欄底部地勢最低的一側設有電解液集流溝，金屬導桿設置在該電解液集流溝內，電解液未泄漏時，金屬導桿之間為斷路，不產生電流，電解液泄漏時，因為電解液有硫酸氧釩、硫酸溶液組成，具有較大的電導率，將作為二極的金屬導桿導通，電流回路產生電流。

所述的多個金屬導桿每間隔0.5～1m設置一個。