[發(fā)明專利]基于鹽穴的對稱型液流電池、控制方法及其應用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811250811.1
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109390614A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發(fā)明（設計）人: 陳留平;徐俊輝;李丹;馬旭強;王慧
• 申請（專利權(quán)）人: 中鹽金壇鹽化有限責任公司
• 主分類號: H01M8/04298
• 分類號: H01M8/04298;H01M8/18
• 代理公司: 常州智慧騰達專利代理事務所(普通合伙) 32328
• 代理人: 趙旭

本發(fā)明公開了一種基于鹽穴的對稱型液流電池、控制方法及其應用，所述對稱型液流電池包括：兩個電解液儲液庫，電解液儲液庫為鹽礦開采后形成的具有物理溶腔的鹽穴，溶腔內(nèi)儲存有電解液，電解液包括正極活性物質(zhì)、負極活性物質(zhì)和支持電解質(zhì)，正極活性物質(zhì)與負極活性物質(zhì)一致且均為水溶性的有機活性分子，電解液在惰性氣體環(huán)境保護下；液流電池堆，液流電池堆分別與兩個電解液儲液庫連通，電解液儲液庫內(nèi)的電解液由泵輸送至液流電池堆，參與電化學反應。該基于鹽穴的對稱型液流電池避免了電解液相互滲透造成的容量衰減，同時具有容量大、密封性能好、廉價等優(yōu)點，適合于應用于大規(guī)模的儲能電站，提高了鹽穴資源的綜合利用率。

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于儲能氧化還原液流電池領域，具體涉及一種基于鹽穴的對稱型液流電池、該對稱型液流電池的控制方法以及該對稱型液流電池的應用。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟快速發(fā)展，伴隨而來的環(huán)境以及能源短缺等問題日趨嚴重，促進了一些清潔能源的大力發(fā)展，例如風能、太陽能和潮汐能等。但是由于這些可再生能源的不連續(xù)性和不穩(wěn)定性，使其利用受到大量限制，利用率低。因此，需要大力發(fā)展儲能技術(shù)，為電網(wǎng)的穩(wěn)定性提供保障。在各種儲能技術(shù)中，液流電池儲能技術(shù)由于具有容量大、安全性高、低成本等優(yōu)勢，因此是大規(guī)模儲能技術(shù)的首選。

大規(guī)模液流電池的儲能技術(shù)涉及到大量電解液的存儲，一般存儲電量越多所需的電解液越多，需要的溶腔就越大。鹽腔是地下鹽層利用水溶性開采鹽礦后的地下空穴，具有容量大、密封性能好、滲透系數(shù)小等優(yōu)點。現(xiàn)有的鹽穴多用于儲存石油、高壓氣體以及相關產(chǎn)品，例如天然氣等，因此可以用于大量電解液的存儲。關于基于鹽穴的有機液流電池的研究較少，目前發(fā)展較為成熟的液流電池主要采用的是無機類型的電解質(zhì)，如釩液流電池和鋅溴液流電池等，面臨著強酸體系或者活性物質(zhì)毒性較大等問題，對生態(tài)環(huán)境影響較大，同時，由于正負極活性物質(zhì)的相互滲透，造成電池在長期使用過程中容量不斷衰減，因此有必要針對以上問題對現(xiàn)有液流電池進行性能改進。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明提出一種基于鹽穴的對稱型液流電池，該對稱型液流電池能夠避免電解液相互滲透造成的容量衰減。

本發(fā)明還提出一種基于鹽穴的對稱型液流電池的控制方法，操作簡便，利于工程應用。

本發(fā)明還提出一種基于鹽穴的對稱型液流電池的的應用，應用范圍廣。

根據(jù)本發(fā)明第一方面實施例的基于鹽穴的對稱型液流電池，包括：兩個電解液儲液庫，兩個所述電解液儲液庫間隔開相對設置，所述電解液儲液庫為鹽礦開采后形成的具有物理溶腔的鹽穴，所述溶腔內(nèi)儲存有電解液，所述的電解液包括正極活性物質(zhì)、負極活性物質(zhì)和支持電解質(zhì)，所述正極活性物質(zhì)與所述負極活性物質(zhì)一致且均為水溶性的有機活性分子，所述電解液在惰性氣體環(huán)境保護下，避免氧化的正極活性物質(zhì)和負極活性物質(zhì)被還原；液流電池堆，所述液流電池堆分別與兩個所述電解液儲液庫連通；所述液流電池堆包括：電解池槽體，電解池槽體內(nèi)充入所述電解液；兩個極板，兩個所述極板相對設置；電池隔膜，所述電池隔膜位于所述電解池槽體內(nèi)，所述電池隔膜將所述電解池槽體分隔為與一所述電解液儲液庫連通的陽極區(qū)和與另一所述電解液儲液庫連通的陰極區(qū)，一所述極板設于所述陽極區(qū)，另一所述極板設于所述陰極區(qū)，所述陽極區(qū)內(nèi)具有包括所述正極活性物質(zhì)的正極電解液，所述陰極區(qū)內(nèi)具有包括所述負極活性物質(zhì)的負極電解液，所述電池隔膜能夠供所述支持電解質(zhì)穿透，阻止所述正極活性物質(zhì)和所述負極活性物質(zhì)穿透；循環(huán)管路，所述循環(huán)管路將一所述電解液儲液庫內(nèi)的電解液輸入或輸出所述陽極區(qū)，所述循環(huán)管路將另一所述電解液儲液庫內(nèi)的電解液輸入或輸出所述陰極區(qū)；循環(huán)泵，所述循環(huán)泵設于所述循環(huán)管路，通過所述循環(huán)泵使所述電解液循環(huán)流動供給。