[發明專利]用于液流電池廢氣處理的方法以及液流電池系統

有效

• 申請號: 201810973123.1
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN110858659B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 祖革;王瑾;鄭曉昊
• 申請（專利權）人: 江蘇泛宇能源有限公司
• 主分類號: H01M8/18
• 分類號: H01M8/18
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

本發明公開了一種用于液流電池廢氣處理的方法和液流電池系統。所述方法包括：將正極電解液過充產生的氧化性廢氣與負極電解液混合，進行氧化還原反應。所述方法簡單有效，既能吸收正極過充產生的氧化性廢氣，同時又不會使電解液損失酸根離子，又效維持了電解液的平衡，有助于在長期運行中保持電池的容量。

技術領域

本發明涉及一種用于液流電池廢氣處理的方法以及液流電池系統，屬于液流電池技術領域。

背景技術

為了實現可持續發展，改善能源環境，人類開始大規模利用風能、太陽能等新能源，然而，由于新能源發電的不穩定性，在并網時對電網沖擊較大。因此，一種可以用來平復電力波動，維持功率平衡的大規模儲能系統應運而生。其中，液流電池技術因具有大規模儲能的天然優勢而得到了廣泛的應用：液流電池儲電量的大小與電解液體積成線性正比，充放電功率由電堆尺寸及數量決定，所以能按照需求，設計出從kW到MW級別不同的充放電功率，可持續放電1小時到數天的不同儲能體量的液流電池；液流電池的電解液是基于常用無機酸、無機鹽的，因此，電解液化學成分穩定，儲存方便，對環境影響小，自放電系數極低，適合長期的電能儲存；液流電池的反應溫度為常溫常壓，電解液流動過程是自然的水基循環散熱系統，安全性能極高，事故影響遠低于其他大型儲能方案；而且由于液流電池穩定可靠的充放電循環，其理論充放電次數沒有上限。

目前液流電池的電解液主要分為三大主要體系，即硫酸基溶液、鹽酸基溶液及硫酸基/鹽酸基混合溶液。后兩種含鹽酸的電解液，在運行過程中，一旦電堆內部出現局部過充問題，正極電解液中會產生氯氣，氯氣有毒，如果未經任何處理直接排入大氣中，則會對人體和環境造成危害。本領域中，主要的處理方式是將氯氣排出電池再用堿液進行吸收，但這會造成電解液中氯成分的損失，進而導致電解液逐漸偏離電化學平衡，一方面使得電池容量逐漸下降，另一方面使得電池發生副反應的幾率大大增加，最終導致電堆系統失效。

可以看出，現有技術中，雖然對于液流電池過充產生的氧化性廢氣的處理問題進行了一定的研究，但如何能在吸收廢氣的同時，還能保持電解液中酸根離子含量不變，這并不能說是充分的。

發明內容

發明要解決的問題

針對以上現有技術中所存在的如何處理電池過充產生的氧化性廢氣，同時還能保持電解液中總體酸根離子含量不變的問題，本發明提供一種用于液流電池廢氣處理的方法以及一種液流電池系統。

用于解決問題的方案

本發明使用以下技術方案解決上述技術問題：

本發明首先提供一種用于液流電池廢氣處理的方法，所述方法包括：將正極電解液過充產生的氧化性廢氣與負極電解液混合，進行氧化還原反應。

根據以上所述的方法，所述氧化性廢氣將所述負極電解液中的第一金屬離子氧化生成第二金屬離子，所述第一金屬離子和所述第二金屬離子為所述負極電解液中含有的氧化還原電對，其中，所述第一金屬離子的價態相對所述第二金屬離子的低。

根據以上所述的方法，采用文丘里管將所述氧化性廢氣與所述負極電解液混合。

根據以上所述的方法，所述正極電解液中含有鹽酸，所述氧化性廢氣包括氯氣。

根據以上所述的方法，所述負極電解液中含有釩離子、鈦離子、鉻離子、鋅離子和錫離子中的至少一種金屬離子。

根據以上所述的方法，所述氧化性廢氣通入所述負極電解液的速率為0.5-10m³/h。