[發(fā)明專利]一種用于微短路情況下液態(tài)金屬電池恢復(fù)的方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)日: 2020-05-20
• 公開（公告）號(hào): CN111786038A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙廣耀;王博;盛鵬;白會(huì)濤;李慧;薛晴;劉雙宇;徐麗;陳新;李震;劉曉圣;寧曉輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司;國家電網(wǎng)有限公司;國網(wǎng)浙江省電力有限公司;西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M10/42
• 分類號(hào): H01M10/42;H01M10/44;H01M10/39
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

一種用于微短路情況下液態(tài)金屬電池恢復(fù)的方法，包括：當(dāng)液態(tài)金屬電池處于微短路時(shí)；將液態(tài)金屬電池升溫后進(jìn)行充電，并在充電過程中判斷液態(tài)金屬電池是否恢復(fù)；如果在預(yù)設(shè)第一時(shí)長后沒有恢復(fù)，則將電池降溫到室溫狀態(tài)后再次升溫充電，直到液態(tài)金屬電池恢復(fù)正常。本發(fā)明提供的技術(shù)方案可恢復(fù)微短路的液態(tài)金屬電池。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種儲(chǔ)能電池領(lǐng)域，具體講涉及一種用于微短路情況下液態(tài)金屬電池恢復(fù)的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著全球面臨的化石能源的枯竭問題，各國正在積極的研發(fā)可以替代化石能源的新型可再生能源，但是大部分的可再生能源如風(fēng)能，太陽能面臨著間歇性與波動(dòng)性大的缺點(diǎn)，這會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)的供電質(zhì)量下降，進(jìn)而帶來并網(wǎng)難的問題。同時(shí)，隨著智能電網(wǎng)時(shí)代的到來，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)不能很好地滿足用戶日益提高的用電需求，比如在用電高峰時(shí)段電力供不應(yīng)求，低峰時(shí)段供過于求等問題。

針對(duì)這些問題，大規(guī)模電能儲(chǔ)存技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，通過在風(fēng)能和太陽能能量充足時(shí)段儲(chǔ)存電能，在其能量匱乏時(shí)段釋放電能，儲(chǔ)能技術(shù)可以對(duì)新能源發(fā)電技術(shù)進(jìn)行“削峰填谷”和平滑輸出。同時(shí)在電網(wǎng)用電低峰期間儲(chǔ)存電能，在電網(wǎng)用電高峰期間釋放電能，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行“削峰填谷”，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的穩(wěn)定輸出。大規(guī)模的儲(chǔ)能技術(shù)主要分為抽水儲(chǔ)能，壓縮空氣儲(chǔ)能，飛輪儲(chǔ)能，超級(jí)電容器儲(chǔ)能和電池儲(chǔ)能等。其中電池儲(chǔ)能技術(shù)憑借著能量轉(zhuǎn)換效率高，配制及設(shè)計(jì)靈活，不受環(huán)境條件限制等優(yōu)勢(shì)，受到人們的廣泛重視。目前應(yīng)用于儲(chǔ)能領(lǐng)域的電池技術(shù)有改性鉛酸電池技術(shù)、鋰離子電池技術(shù)、鈉硫電池技術(shù)與全釩液流電池技術(shù)等。但面臨實(shí)際的儲(chǔ)能市場(chǎng)需求，現(xiàn)有的電池技術(shù)仍存在著壽命較短、成本較高等問題。

為了滿足儲(chǔ)能市場(chǎng)對(duì)儲(chǔ)能電池的要求，美國麻省理工學(xué)院教授D.R.Sadoway于2007年提出了“液態(tài)金屬電池”概念。該全液態(tài)金屬電池模型采用液態(tài)金屬作為正負(fù)極，液態(tài)熔融鹽作為電解質(zhì)，互不相溶性和密度大小差異使得液態(tài)金屬負(fù)極、液態(tài)熔融鹽和液態(tài)金屬正極自上而下自然分為三層。這種電池結(jié)構(gòu)使得電池的組裝更加簡(jiǎn)便，降低了制造成本，同時(shí)液態(tài)金屬正負(fù)極也會(huì)避免出現(xiàn)應(yīng)力疲勞導(dǎo)致的失效問題以及支晶生長導(dǎo)致的短路問題，因此可以大幅提高電池的循環(huán)壽命，同時(shí)液態(tài)熔融鹽電解質(zhì)的高電導(dǎo)率使得電池可以在高倍率下進(jìn)行充放電，滿足大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的高功率要求。

但是液態(tài)金屬電池所在初始運(yùn)行的幾個(gè)循環(huán)內(nèi)容易發(fā)生短路，這種情況叫做微短路。微短路是一個(gè)對(duì)液態(tài)金屬電池性能損傷極大的現(xiàn)象，現(xiàn)有技術(shù)中尚未有針對(duì)微短路的液態(tài)金屬電池恢復(fù)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種用于微短路情況下液態(tài)金屬電池恢復(fù)的方法，包括：

當(dāng)液態(tài)電池處于微短路時(shí)；

將液態(tài)金屬電池升溫后進(jìn)行充電，并在充電過程中判斷液態(tài)金屬電池是否恢復(fù)；

如果在預(yù)設(shè)第一時(shí)長后沒有恢復(fù)，則將電池降溫到室溫狀態(tài)后再次升溫充電，直到液態(tài)金屬電池恢復(fù)正常。

優(yōu)選的，所述將液態(tài)金屬電池升溫后進(jìn)行充電，包括：

將液態(tài)金屬電池升溫；

使用恒電壓對(duì)所述液態(tài)金屬電池進(jìn)行充電，并在充電過程中根據(jù)電池電流的變換判斷液態(tài)金屬電池是否恢復(fù)，如果恢復(fù)，則退出充電狀態(tài)；

否則，繼續(xù)判斷液態(tài)金屬電池是否恢復(fù)，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)第二時(shí)長后，如果所述電池電流未恢復(fù)，則采用脈沖恒電壓對(duì)所述液態(tài)金屬進(jìn)行充電。

優(yōu)選的，所述采用脈沖恒電壓對(duì)所述液態(tài)金屬進(jìn)行充電，包括：

S1按第三時(shí)長使用脈沖恒電壓對(duì)所述液態(tài)金屬電池進(jìn)行充電，并在充電過程中根據(jù)電池電流的變換判斷液態(tài)金屬電池是否恢復(fù)；如果恢復(fù)，則退出充電狀態(tài)；

S2否則，停止充電，并間歇第四時(shí)長后再次執(zhí)行步驟S1，直到達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)長。

優(yōu)選的，所述判斷液態(tài)金屬電池是否恢復(fù)包括：