[發(fā)明專利]一種用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)全釩液流電池電解液濃度的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811140260.3
• 申請(qǐng)日: 2018-09-28
• 公開（公告）號(hào): CN109473703B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙葉龍;董艷影;于彩紅;孫愷;鄒毅;宋玉波;劉宗浩;王良;梁加富;高新亮;王丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連融科儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04298
• 分類號(hào): H01M8/04298;H01M8/04992;G01N27/26
• 代理公司: 大連智高專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 畢進(jìn)

本發(fā)明公開了一種用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)全釩液流電池電解液濃度的方法及系統(tǒng)，其包括：獲取采樣數(shù)據(jù)，即通過SOC檢測(cè)裝置對(duì)不同濃度的正負(fù)極電解液相對(duì)于參比溶液的電位參數(shù)進(jìn)行采樣，同時(shí)對(duì)正極電解液總體積、負(fù)極電解液總體積進(jìn)行采集；通過采樣數(shù)據(jù)擬合出正/負(fù)極電解液電位經(jīng)驗(yàn)公式；建立電解液濃度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，所述數(shù)據(jù)庫(kù)包括正/負(fù)極電解液電位經(jīng)驗(yàn)公式、釩總物質(zhì)量守恒公式以及可選公式/不等式中的至少一個(gè)公式或者不等式確定待測(cè)正/負(fù)極電解液中各個(gè)價(jià)態(tài)釩離子濃度。本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)全釩液流電池系統(tǒng)中正/負(fù)極釩離子濃度，為制定系統(tǒng)控制策略提供準(zhǔn)確及時(shí)的數(shù)據(jù)支持。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液流電池技術(shù)，具體地說是一種用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)全釩液流電池電解液濃度的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中的液流電池電解液濃度的在線監(jiān)測(cè)方法存在如下問題：

1.采用電位滴定法或分光光度法分析電解液的組成及狀態(tài)雖然可獲得較為準(zhǔn)確的結(jié)果，但其最大的問題是無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電解液的狀態(tài)，需要將溶液取出后再進(jìn)行測(cè)量，也就是說上述方法均為離線采樣分析，無(wú)法或難以實(shí)現(xiàn)在線分析；

2.方程聯(lián)立方法，如CN201510724523通過電解液折射率、標(biāo)準(zhǔn)能斯特方程及總釩守恒、正電荷守恒等方程聯(lián)立解出各種離子濃度，但使用能斯特方程并不能準(zhǔn)確的計(jì)算各種離子的濃度，方程內(nèi)變量均為各種離子的活度；

綜上可知，現(xiàn)有的液流電池電解液濃度狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)方法均一定的弊端，不能滿足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液流電池電解液狀態(tài)的使用需求。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的弊端，本發(fā)明一方面提供了用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)全釩液流電池電解液濃度的方法，以有效解決背景技術(shù)中所提及的技術(shù)問題。

一種用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)全釩液流電池電解液濃度的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、獲取采樣數(shù)據(jù)，即通過SOC檢測(cè)裝置對(duì)不同濃度的正負(fù)極電解液相對(duì)于參比溶液的電位參數(shù)進(jìn)行采樣，同時(shí)對(duì)正極電解液總體積、負(fù)極電解液總體積進(jìn)行采集；所述SOC檢測(cè)裝置包括端板、第一雙極板、正/負(fù)極電解液檢測(cè)腔、離子交換膜、分別與所述正/負(fù)極電解液檢測(cè)腔相連通的正極電解液進(jìn)出口管路與負(fù)極電解液進(jìn)出口管路，多個(gè)開設(shè)有第一通孔的絕緣板、參比檢測(cè)腔以及置于所述參比檢測(cè)腔作為電位測(cè)試電極的第二雙極板，其中，所述絕緣板被分別設(shè)置于所述離子交換膜兩側(cè)以間隔參比檢測(cè)腔與正/負(fù)極電解液檢測(cè)腔；所述參比檢測(cè)腔內(nèi)充有參比溶液；

S2、通過采樣數(shù)據(jù)擬合出正/負(fù)極電解液電位經(jīng)驗(yàn)公式；

其中，所述正極電解液電位經(jīng)驗(yàn)公式為

所述負(fù)極電解液電位經(jīng)驗(yàn)公式為

式中，E_正、E_負(fù)分別為正、負(fù)極電解液電位，單位mV；分別為2價(jià)、3價(jià)、4價(jià)、5價(jià)釩離子濃度；A_正為正極電位經(jīng)驗(yàn)公式常數(shù)項(xiàng)；B_正為正極電位經(jīng)驗(yàn)公式4價(jià)釩離子系數(shù)；C_正為正極電位經(jīng)驗(yàn)公式5價(jià)釩離子系數(shù)；A_負(fù)為負(fù)極電位經(jīng)驗(yàn)公式常數(shù)項(xiàng)；B_負(fù)為負(fù)極電位經(jīng)驗(yàn)公式2價(jià)釩離子系數(shù)；C_負(fù)為負(fù)極電位經(jīng)驗(yàn)公式3價(jià)釩離子系數(shù)；

S3、建立電解液濃度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)并確定待測(cè)正/負(fù)極電解液中各個(gè)價(jià)態(tài)釩離子濃度，所述電解液濃度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)包括正/負(fù)極電解液電位經(jīng)驗(yàn)公式、釩總物質(zhì)量守恒公式以及可選公式/不等式中的至少一個(gè)公式或者不等式以確定待測(cè)正/負(fù)極電解液中各個(gè)價(jià)態(tài)釩離子濃度，所述可選公式/不等式包括系統(tǒng)平均價(jià)態(tài)公式、正極釩總量守恒公式、負(fù)極釩總量守恒公式、正極釩濃度區(qū)間不等式以及負(fù)極釩濃度區(qū)間不等式；

其中，所述釩總物質(zhì)量守恒公式為