[發(fā)明專利]用于控制氧化還原液流電池的操作的方法和設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410816929.1
• 申請日: 2014-12-24
• 公開（公告）號: CN104733756A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設計）人: 李知泳;李承沿;金載珉;金守煥;芮熙昌
• 申請（專利權）人: OCI有限公司
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊生平;鐘錦舜

相關申請的交叉引用

本申請要求于2013年12月24日提交的、名稱為“METHOD?AND?APPARATUS?FOR?CONTROLLING?OPERATION?OF?REDOX?FLOW?BATTERY”的韓國專利申請No.10-2013-0162275的權益，借此通過引用方式將其全部內(nèi)容并入本文中。

技術領域

本發(fā)明涉及用于控制氧化還原液流電池的操作的方法和設備。

背景技術

氧化還原液流電池指的是通過電解質(zhì)中包含的離子的氧化反應/還原反應來對電力進行充電或者放電的電化學電力存儲設備。在這種氧化還原液流電池中，由不同種類的活性材料組成的陽極液和陰極液由分離器彼此分離。

離子跨渡(crossover)通過分離器發(fā)生并且通過分離器交換的離子的數(shù)量根據(jù)活性材料的種類即離子的氧化反應數(shù)量而變化，使得陰極液和陽極液中的一種溶液的數(shù)量增加。這種不平衡的跨渡破壞了陰極液和陽極液之間的電容性平衡，并且減少了電解質(zhì)溶液的使用率，由此導致電池的容量方面的減少。

為了解決氧化還原液流電池的容量減少的問題，用于混合陽極液和陰極液的方法或者用于將電解質(zhì)溶液中的一種從一個存儲槽遷移到包含另一種電解質(zhì)溶液的另一種存儲槽的方法用在現(xiàn)有技術中。然而，電解質(zhì)溶液的混合或者遷移在解決容量減少的問題方面需要分離的能量源和相當長的時間。而且，用于在特定條件下混合電解質(zhì)溶液的方法具有電池中充電的能量的消耗的缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的方面提供了用于控制氧化還原液流電池的操作的方法和設置，該方法和設備能夠阻止氧化還原液流電池的容量中的減少。

此外，本發(fā)明的方法提供了用于控制氧化還原液流電池的操作的方法和設置，該方法和設備能夠在沒有額外處理例如電解質(zhì)溶液的混合或者遷移以及由此導致的額外成本負擔的情況下阻止氧化還原液流電池的容量的減少。

進一步地，本發(fā)明的方面提供了用于控制氧化還原液流電池的操作的方法和設備，該方法和設備可以在沒有停止電池的操作去檢修的情況下長期保護氧化還原液流電池的連續(xù)且穩(wěn)定的操作。

本發(fā)明不限于這些方面，并且上面沒有提及的本發(fā)明的其它方面和優(yōu)勢將通過下面的描述來理解，并且從本發(fā)明的示例性實施例中更清楚理解。此外，容易明白，這些方面和優(yōu)勢由權利要求中給出的特征及其組合來實現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，用于控制氧化還原液流電池的操作的方法包括：獲得陽極液離子關于分離器的擴散率；獲得陰極液離子關于所述分離器的擴散率；基于所述陽極液離子的擴散率和所述陰極液離子的擴散率來確定取決于所述氧化還原液流電池的電荷狀態(tài)值的電解質(zhì)擴散率；基于所述電解質(zhì)擴散率來確定所述氧化還原液流電池的最小電荷狀態(tài)值和最大電荷狀態(tài)值；并且基于所述最小電荷狀態(tài)值和最大電荷狀態(tài)值來設置所述氧化還原液流電池的工作條件。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，用于控制氧化還原液流電池的操作的設備包括：擴散率確定單元，其獲得陽極液離子關于分離器的擴散率和陰極液離子關于所述分離器的擴散率，并且基于所述陽極液離子的擴散率和所述陰極液離子的擴散率來確定取決于所述氧化還原液流電池的電荷狀態(tài)值的電解質(zhì)擴散率；第一工作條件設置單元，其基于所述電解質(zhì)擴散率來設置所述氧化還原液流電池的最小電荷狀態(tài)值和最大電荷狀態(tài)值；以及第二工作條件設置單元，其基于所述最小電荷狀態(tài)值和最大電荷狀態(tài)值來設置所述氧化還原液流電池的工作條件。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明，存在阻止氧化還原液流電池的容量的減少的優(yōu)勢。

此外，根據(jù)本發(fā)明，存在在沒有額外處理例如電解質(zhì)溶液的混合或者遷移以及由此導致的額外成本負擔的情況下阻止氧化還原液流電池的容量的減少的優(yōu)勢。

進一步地，根據(jù)本發(fā)明，存在在沒有停止電池的操作以用于檢修的情況下長期保護氧化還原液流電池的連續(xù)且穩(wěn)定的操作的優(yōu)勢。

附圖說明

本發(fā)明的上述方面、特征和優(yōu)勢以及其它方面、特征和優(yōu)勢將通過結(jié)合附圖從下面實施例的詳細描述中變得顯而易見，其中：

圖1是由根據(jù)本發(fā)明的用于控制氧化還原液流電池的操作的方法和設備控制的氧化還原液流電池的示意圖；

圖2示出了取決于氧化還原液流電池的電荷狀態(tài)值的陽極液和陰極液的組合的變型；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于控制氧化還原液流電池的操作的設備的框圖；

圖4描繪本發(fā)明的示例1中的關于分離器A的電解質(zhì)擴散率的曲線圖；