[發(fā)明專利]一種基于液流電池荷電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011636726.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN112864427A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 叱干婷;江杉;王世宇;徐廣民;魯志穎;汪平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連融科儲(chǔ)能裝備有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04313
• 分類號(hào): H01M8/04313;H01M8/04537;H01M8/18
• 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)明屬于液流電池領(lǐng)域，公開了一種基于液流電池荷電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置及方法。包括電池負(fù)極進(jìn)、出液口、電池正極進(jìn)、出液口、液流負(fù)極半電池、液流正極半電池、阻液膠墊、離子膜、液流電池參比檢測(cè)腔、閥門、主管道、儲(chǔ)液裝置；起始向液流電池參比檢測(cè)腔中添加與液流半電池同極電解液，當(dāng)電池開始運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電極A與電極B之間、電極B與電極C之間的開路電壓，通過分別監(jiān)測(cè)正負(fù)極電解液荷電狀態(tài)，可刨除由于滲透導(dǎo)致的開路電壓差值，以及價(jià)態(tài)衰減引起的開路電壓差值，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)真實(shí)的荷電狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。從而使電解液利用率提高，進(jìn)而提高液流電池性能；同時(shí)可以更安全的進(jìn)行充放電，提高電池使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于液流電池領(lǐng)域，本發(fā)明涉及一種基于液流電池荷電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)

液流電池電解液荷電狀態(tài)(SOC)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，目前已應(yīng)用的技術(shù)包括：?jiǎn)坞姵亻_路電壓測(cè)量法，電池充放電電荷轉(zhuǎn)移數(shù)與電荷總轉(zhuǎn)移數(shù)比值法，電池充/放電量與總充/放電量比值法，以及目前根據(jù)電池電解液物理性能，如：粘度，電導(dǎo)率等等來(lái)監(jiān)測(cè)SOC。目前廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中的是單電池開路電壓(OCV)測(cè)量法，即實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)單電池兩端正負(fù)電解液開路電壓值，根據(jù)開路電壓與電池荷電狀態(tài)關(guān)系，間接得到電池荷電狀態(tài)。

專利號(hào)US2005164075A1美國(guó)專利“Method for operating redox flow batteryand flow battery cell stack”，公開了一種單電池開路電壓測(cè)量法，即實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)單電池兩端正負(fù)電解液開路電壓值，根據(jù)開路電壓與電池荷電狀態(tài)關(guān)系，間接得到電池荷電狀態(tài)。該方法首先需要尋找到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下電池正負(fù)極電解液開路電壓與荷電狀態(tài)關(guān)系曲線，根據(jù)曲線確定電池開路電壓與實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)關(guān)系，然后利用單電池測(cè)量電解液開路電壓狀況，即可得目前單電池荷電狀態(tài)狀況。但是，開路電壓反應(yīng)一定狀態(tài)下正負(fù)電解液的電勢(shì)差，已知的開路電壓-荷電狀態(tài)關(guān)系曲線，只適用于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，當(dāng)正負(fù)極價(jià)態(tài)衰減厲害，或體積不均衡時(shí)，則監(jiān)測(cè)不準(zhǔn)確。

專利號(hào)CN101614794A中國(guó)專利“一種基于電位差參數(shù)的液流電池荷電狀態(tài)在線檢測(cè)方法”，將正負(fù)極電解液與參比溶液分別用交換膜分隔開來(lái)，分別測(cè)量電解液正極、負(fù)極相對(duì)于參比電解液的電勢(shì)差，得到電池正負(fù)極電解液的開路電位，進(jìn)而分別得到正負(fù)極電解液的荷電狀態(tài)情況。但是，已知的開路電壓-荷電狀態(tài)曲線只適用于參比電解液狀態(tài)穩(wěn)定時(shí)，即與正負(fù)極電解液進(jìn)行參比的物質(zhì)不發(fā)生污染時(shí)，若改變對(duì)比側(cè)物質(zhì)電極電位則檢測(cè)不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的弊端，本發(fā)明一方面提供了一種基于液流電池荷電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，以有效解決背景技術(shù)中所提及的技術(shù)問題。

一種基于液流電池荷電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，液流負(fù)極半電池分別與電池負(fù)極出液口、電池負(fù)極進(jìn)液口相連通，液流正極半電池分別與電池正極進(jìn)液口、電池正極出液口相連通，液流正極半電池依次通過阻液膠墊A、離子膜A、離子膜B、離子膜C，阻液膠墊B與液流電池參比檢測(cè)腔相連通，一方面參比電解液出口一端與液流電池參比檢測(cè)腔連通，另一端通過閥門A與主管道連通；另一方面參比電解液入口一端與液流電池參比檢測(cè)腔連通，另一端通過閥門B與儲(chǔ)液裝置連通，儲(chǔ)液裝置另一端分別伸出進(jìn)液口、出液口，其中出液口通過閥門C與主管道連通，進(jìn)液口通過另一個(gè)閥門D與主管道連通；所述液流負(fù)極半電池設(shè)有電極A，液流正極半電池設(shè)有電極B，液流電池參比檢測(cè)腔設(shè)有電極C；所述液流電池參比檢測(cè)腔內(nèi)充有參比溶液，參比溶液與其相連液流半電池同一極。

進(jìn)一步的，上述液流電池正負(fù)極可以互換；

進(jìn)一步的，所述的離子膜采用1層以上，本實(shí)例中優(yōu)選3層離子膜；可采用同種或不同種陰離子、陽(yáng)離子多孔膜；

進(jìn)一步的，所述的兩個(gè)離子通道外徑相交或相切或相離；

進(jìn)一步的，所述的儲(chǔ)液裝置體積大于液流電池參比檢測(cè)腔體積。

本發(fā)明另一方面提供了一種基于液流電池荷電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置的方法，包括以下步驟：