[發(fā)明專利]適用于鹽酸系液流電池的電池堆殘液清洗裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110288302.3
• 申請(qǐng)日: 2021-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN113130944B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓峰;申鵬;吳珂科;俞高偉;張輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01M8/04223
• 分類號(hào): H01M8/04223;H01M8/18
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 李雙嬌

本發(fā)明涉及液流電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于鹽酸系液流電池的電池堆殘液清洗裝置及方法。該清洗裝置包括吹氣機(jī)構(gòu)和承接電池堆出液口排出的電解液的廢液罐，吹氣機(jī)構(gòu)包括輸送吹掃氣體的筒體、設(shè)于筒體內(nèi)的鼓風(fēng)機(jī)、對(duì)筒體內(nèi)的吹掃氣體進(jìn)行加熱和加濕的加熱器和加濕器，筒體的兩端分別設(shè)有與吹掃氣體氣源相連通的進(jìn)風(fēng)口和與電池堆進(jìn)液口相連通的出風(fēng)口。該清洗方法采用該清洗裝置，主要是由控制器根據(jù)壓力變送器、溫度傳感器和濕度計(jì)測(cè)量到的壓力值信息、溫度值信息和濕度值信息控制鼓風(fēng)機(jī)、加熱器和加濕器的工作狀態(tài)，使筒體出風(fēng)口處的吹掃氣體的壓力值、溫度值和濕度值升高并維持在目標(biāo)范圍內(nèi)。能夠?qū)崿F(xiàn)電池堆內(nèi)部殘留電解液的深度清洗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液流電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于鹽酸系液流電池的電池堆殘液清洗裝置及方法。

背景技術(shù)

液流電池是一種新型高效的電化學(xué)儲(chǔ)能裝置，其突破電解液固量、定容限制，實(shí)現(xiàn)了電解液循環(huán)流動(dòng)和系統(tǒng)容量、功率靈活可變狀態(tài)。同時(shí)，液流電池是一種活性物質(zhì)存在于液態(tài)電解質(zhì)中的二次電池技術(shù)。正負(fù)極電解液被分別儲(chǔ)存在正負(fù)極儲(chǔ)罐內(nèi)，在循環(huán)泵作用下，正負(fù)極電解液分別從儲(chǔ)罐流至電池堆正負(fù)極參與電化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)電能與化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化，再流回正負(fù)極儲(chǔ)罐。

液流電池的優(yōu)勢(shì)在于系統(tǒng)容量與功率獨(dú)立分開，容易調(diào)節(jié)。控制容量與功率的變量分別為儲(chǔ)罐電解液容量與電堆的大小和數(shù)量。只要增加電解液容量和電池堆面積、數(shù)量，即可增大系統(tǒng)容量和功率。同時(shí)，液流電池環(huán)境友好、安全性能高，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)無(wú)污染，無(wú)爆炸和著火危險(xiǎn)，同時(shí)操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定。

目前，液流電池電解質(zhì)溶液選用較為靈活，主流選擇為鹽酸或硫酸溶液。其中，鹽酸系液流電池即選擇一定濃度的鹽酸作為電解質(zhì)溶液。

液流電池中電池堆作為主要部件決定了整個(gè)系統(tǒng)的充放電性能。如圖1所示，電池堆1由若干個(gè)電池堆單體100排列組成，電池堆1的兩側(cè)分別設(shè)有進(jìn)液口1a和出液口1b，用于電解液流進(jìn)和流出電池堆1。如圖2所述，單個(gè)電池堆單體100包括一層離子交換膜101、分別設(shè)于離子交換膜101兩側(cè)的兩層雙極板102、分別設(shè)于兩層雙極板102外側(cè)的兩層集流板103、分別設(shè)于兩層集流板103外側(cè)的兩個(gè)單片電池板框104以及分別設(shè)于兩個(gè)單片電池板框104外側(cè)的電池堆外側(cè)端板105。

液流電池系統(tǒng)在商業(yè)運(yùn)行前需要對(duì)電池堆1進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試性能良好方可應(yīng)用。測(cè)試結(jié)果分以下兩種情況：情況一，若是測(cè)試結(jié)果符合預(yù)期，則電池堆1需在試驗(yàn)臺(tái)架拆除，移至項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行，測(cè)試工作后需排凈電池堆1內(nèi)部電解液，而后將電池堆1從測(cè)試臺(tái)架拆除，期間要求電池堆1內(nèi)部隔絕氮?dú)猓磺闆r二，若是測(cè)試結(jié)果嚴(yán)重偏離預(yù)期，且沒有補(bǔ)救措施，就必須將電池堆1從測(cè)試臺(tái)架拆除并將電池堆1完全拆開尋找原因。兩種情況下均需排凈電池堆1內(nèi)部電解液，前者也需隔絕氮?dú)膺M(jìn)行。但因集流板103內(nèi)流道細(xì)長(zhǎng)、形式復(fù)雜，且碳?xì)蛛p極板102吸附作用較強(qiáng)，電池堆1內(nèi)部往往殘留許多電解液無(wú)法排凈，這樣在情況一下會(huì)嚴(yán)重影響電池堆1二次充放電性能和效率，導(dǎo)致液流電池系統(tǒng)整體性能偏低；在情況二下則會(huì)使得電池堆1完全拆除過(guò)程中有大量電解液因密封失效缺乏約束而四處流淌，且有大量氯化氫氣體揮發(fā)出來(lái)，將會(huì)使拆堆的環(huán)境非常惡劣，嚴(yán)重影響拆堆操作人員的身體健康。因此，亟需一種電池堆殘液清洗裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種適用于鹽酸系液流電池的電池堆殘液清洗裝置及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)電池堆內(nèi)部殘留電解液的深度清洗，以克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種適用于鹽酸系液流電池的電池堆殘液清洗裝置，包括向電池堆的進(jìn)液口送入吹掃氣體的吹氣機(jī)構(gòu)和承接電池堆的出液口排出的電解液的廢液罐，吹氣機(jī)構(gòu)包括輸送吹掃氣體的筒體、設(shè)于筒體內(nèi)的鼓風(fēng)機(jī)、對(duì)筒體內(nèi)的吹掃氣體進(jìn)行加熱的加熱器和對(duì)筒體內(nèi)的吹掃氣體進(jìn)行加濕的加濕器，筒體的兩端分別設(shè)有與吹掃氣體氣源相連通的進(jìn)風(fēng)口和與電池堆的進(jìn)液口相連通的出風(fēng)口。

優(yōu)選地，進(jìn)風(fēng)口處設(shè)有濾網(wǎng)。