[發(fā)明專利]一種液態(tài)鋅離子電池荷電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110290740.3
• 申請(qǐng)日: 2021-03-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112909321A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃云輝;郭澤洲;李真;孫琪真;閆志君;沈越;劉磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇集萃華科智能裝備科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/054
• 分類號(hào): H01M10/054;H01M10/48
• 代理公司: 無(wú)錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;陳麗麗

本發(fā)明涉及電池監(jiān)測(cè)管理技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種液態(tài)鋅離子電池荷電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，其中，包括：光源，能夠發(fā)出光信號(hào)；光纖傳感器，與所述光源連接，且位于所述液態(tài)鋅離子電池的電解液中，能夠監(jiān)測(cè)所述液態(tài)鋅離子電池充放電過(guò)程中對(duì)所述光信號(hào)的響應(yīng)信號(hào)，探測(cè)器，與所述光纖傳感器連接，能夠記錄在所述液態(tài)鋅離子電池充放電過(guò)程中所述光纖傳感器的輸出波長(zhǎng)；充放電測(cè)試儀，與所述液態(tài)鋅離子電池連接，用于實(shí)現(xiàn)所述液態(tài)鋅離子電池的充放電。本發(fā)明還公開(kāi)了一種液態(tài)鋅離子電池荷電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)方法。本發(fā)明提供的液態(tài)鋅離子電池荷電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置能夠精確的反映電池實(shí)際的荷電狀態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池監(jiān)測(cè)管理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種液態(tài)鋅離子電池荷電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置及一種液態(tài)鋅離子電池荷電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)

清潔能源如太陽(yáng)能風(fēng)能等具有強(qiáng)度隨時(shí)間變化不規(guī)律，空間分布不均勻的特點(diǎn)，因此不能直接并入電網(wǎng)，需要有一個(gè)本地的儲(chǔ)能系統(tǒng)將產(chǎn)生的電能收集起來(lái)再統(tǒng)一并入電網(wǎng)。液態(tài)鋅離子電池作為二次鋅基電池具有成本低廉、環(huán)境友好、能量密度高和倍率性能好的優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是可大規(guī)模應(yīng)用于儲(chǔ)能領(lǐng)域的電池技術(shù)。

然而，在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，需要對(duì)電池的荷電狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以實(shí)時(shí)了解電池的情況，以更好地進(jìn)行電池管理。當(dāng)前，電池荷電狀態(tài)的監(jiān)測(cè)方法主要有開(kāi)路電壓法和安時(shí)積分法。開(kāi)路電壓法根據(jù)理想狀態(tài)下充放電曲線中荷電狀態(tài)和電壓的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系確定當(dāng)前狀態(tài)下的荷電狀態(tài)，電池達(dá)到開(kāi)路電壓需要長(zhǎng)時(shí)間靜置因而不適于荷電狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；安時(shí)積分法通過(guò)計(jì)算當(dāng)前循環(huán)放出的電量與上一循環(huán)周期中完全放出電量的比值計(jì)算電池當(dāng)前的荷電狀態(tài)，由于電池每次充放電存在老化且每一循環(huán)中電池的工作條件不一定相同因而會(huì)產(chǎn)生較大誤差。這兩種方法都基于外部的測(cè)量的電壓電流信息估測(cè)電池內(nèi)部的荷電狀態(tài)不能滿足電池荷電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種液態(tài)鋅離子電池荷電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置及一種液態(tài)鋅離子電池荷電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)方法，解決相關(guān)技術(shù)中存在的無(wú)法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確反映電池內(nèi)部的荷電狀態(tài)的問(wèn)題。

作為本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種液態(tài)鋅離子電池荷電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，其中，包括：

光源，能夠發(fā)出光信號(hào)；

光纖傳感器，與所述光源連接，且位于所述液態(tài)鋅離子電池的電解液中，能夠監(jiān)測(cè)所述液態(tài)鋅離子電池充放電過(guò)程中對(duì)所述光信號(hào)的響應(yīng)信號(hào)，

探測(cè)器，與所述光纖傳感器連接，能夠記錄在所述液態(tài)鋅離子電池充放電過(guò)程中所述光纖傳感器的輸出波長(zhǎng)；

充放電測(cè)試儀，與所述液態(tài)鋅離子電池連接，用于實(shí)現(xiàn)所述液態(tài)鋅離子電池的充放電。

進(jìn)一步地，所述光纖傳感器包括長(zhǎng)周期光柵、光纖法布里-珀羅傳感器和錐形光纖干涉儀中的任意一種。

進(jìn)一步地，所述光源包括寬譜光源，所述光源發(fā)出的光信號(hào)的波長(zhǎng)在1510nm~1590nm之間。

進(jìn)一步地，所述液體鋅離子電池包括容器和位于所述容器內(nèi)的電解液，所述光纖傳感器固定在所述電解液中。

進(jìn)一步地，所述電解液包括水相溶液和有機(jī)相溶液，所述水相溶液和有機(jī)相溶液能夠分層設(shè)置，所述有機(jī)相溶液在所述水相溶液上層，所述光纖傳感器固定在所述水相溶液中。

進(jìn)一步地，所述液態(tài)鋅離子電池還包括設(shè)置在所述有機(jī)相溶液上方的正極集流體以及設(shè)置在所述水相溶液下方的負(fù)極金屬導(dǎo)電電極，所述正極集流體與所述充放電測(cè)試儀的正極連接，所述負(fù)極金屬導(dǎo)電電極與所述充放電測(cè)試儀的負(fù)極連接。

作為本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種根據(jù)前文所述的液態(tài)鋅離子電池荷電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)的液態(tài)鋅離子電池荷電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)方法，其中，包括：

將光纖傳感器置于所述液態(tài)鋅離子電池的電解液中；

依次連接光源、光纖傳感器和探測(cè)器，并將充放電測(cè)試儀與所述液態(tài)鋅離子電池連接；

在所述液態(tài)鋅離子電池充放電時(shí)，所述探測(cè)器記錄所述光纖傳感器的輸出波長(zhǎng)。