[發明專利]一種全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置

無效

• 申請號: 201410347663.0
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN104078695A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 劉旭東;畢孝國;唐堅;牛微;董穎男
• 申請（專利權）人: 沈陽工程學院
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種氧化還原液流電池儲能裝置，特別涉及一種全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置，屬于能源科學技術新能源與節能領域。

背景技術

能源危機與環境污染已經威脅到人類的生存和發展，大規模開發和應用無碳清潔分布式能源已經成為當今和今后人類社會生活的主題。在無碳清潔分布式能源中，儲量最為豐富和最具規模化應用前景的是太陽能和風能等分布式能源。但是自然界中的太陽能和風能能量密度低，在時間和地域分布上極不均勻，隨時間和季節波動性、地域差異性很大，這些都是限制其規模化開發應用的瓶頸。

氧化還原液流電池作為新型的蓄電儲能裝置，具有諸多潛在的優良性能，如儲能容量大、可超深度放電、使用壽命長、濃差極化小等，而且不受地理條件限制，可以作為太陽能、風能等分布式清潔能源的配套儲能設備，還可以作為電網的調峰裝置，提高輸電質量，保障電網安全。

由于氧化還原液流電池的種類不同，其反應機理不同。在傳統的全釩體系、多硫化鈉/溴體系和鐵/鉻體系等氧化還原液流電池中，存在兩個主要不足之處：一個是關鍵組件隔膜，其性能不是很穩定，而且隔膜價格昂貴，這是傳統液流儲能電池發展的瓶頸。另外一個需要兩套輸液系統，使得系統結構復雜，成本增加。

發明內容

為克服價格昂貴和性能不穩定的隔膜和兩套輸液系統的問題，本發明的目的是提供一種全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置，正負極使用同一種液體，均以甲基磺酸和甲基磺酸鉛混合液為電解液，避免了電解液的交叉污染和昂貴的離子交換膜問題。使其與現有技術相比，與傳統的氧化還原液流電池一樣可實現能源的儲存，同時避免兩套輸液系統的復雜性和隔膜的高成本的缺點。

本發明的技術方案如下。

一種全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置，其特征在于：所述全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置由儲液罐、循環泵、流量計、輸液管、反應器、交直流電轉化器、電能和負載組成；所述反應器有導線、電極板等附屬設備。

本發明與現有技術相比，具有以下優點及突出性效果。

全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置以可溶的甲基磺酸鉛作為正負極的基質溶液，正負電對中的還原態和氧化態均以可溶的二價鉛離子存在于電解液中，而其對應的氧化態PbO₂和還原態Pb則不溶于電解液，而沉積在正負電極表面上。全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置中的反應器中以兩個極板、兩極板之間的極室和極室中的電解液構成一個充放電單元，電解液通過輸液管道與反應器外的循環泵、儲液罐相連而實現循環，完成儲能和用能過程。

本發明提供的全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置，由于每個電極之間實現的并行連接，具有更大的單位容積電極反應面積和均勻的電極電流分布和電解液流場，正負電極板交替排列，正負電極板數由電池容量大小確定。因而可以得到在相同的反應器容積內得到更大的電池充放電電流和電壓和更為穩定的充放電性能。

附圖說明

圖1為本發明的全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置的示意圖。

圖中：1-循環泵；2-流量計；3-輸液管；4-反應器；5-交直流電轉換器；6-儲液罐；7-電極板；8-導線；9-電能；10-負載。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施案例對本發明做進一步的說明。

圖1為本發明的全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置的示意圖。所述全沉積型鉛酸液流電池儲能裝置由循環泵1、流量計2、輸液管3、反應器4、交直流電轉換器5、儲液罐6、電能9和負載10組成；所述反應器有電極板7和導線8等附屬設備。

本發明的運行原理為：電源開關接通后，循環泵1將儲液罐6中的電解液通過輸液管3流入到反應器4中，電解液在反應器中的液面不斷升高到達出口而從反應器中流出經過輸液管4流入到儲液罐7中而實現電解液的循環流動。充電時，將交直流電轉換器5中的檔位調至充電檔。這時，電流經過導線8通入電極板7中，在有電流通過的條件下，電解液中的Pb離子發生氧化還原反應而在正極板上沉積PbO2和負極板上沉積Pb。放電時，將交直流電轉換器5中的檔位調至放電檔。這時，正負極板上的PbO2和Pb沉積物發生氧化還原反應生成Pb離子而溶入到電解液中，同時在整個回路上產生電流而輸送給負載10。在充放電過程中，需要根據充放電電流、電壓的大小或反應器4中電極板7的數目不同通過流量計2調整電解液流量的大小。

實施例。