[發明專利]釩離子濃度監測方法、釩電池SOC監測方法、設備及介質

有效

• 申請號: 202110701089.4
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113437334B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 汪保國;鄒志青;李盼;王國樑;楊輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海高等研究院
• 主分類號: H01M8/0444
• 分類號: H01M8/0444;H01M8/04537;H01M8/18;G01D21/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 劉逸瀟

本發明提供一種釩離子濃度監測方法、釩電池SOC監測方法、設備及介質；其中，所述釩離子濃度監測方法包括：獲取所述釩電池中釩離子的總初始濃度；于一監測時刻，分別采集所述正負極電解液的液位信息、電位信息和溫度信息；同時，于所述正負極電解液中分別對應采集相同體積的正負極電解液樣本進行混合，并采集混合后電解液樣本的電位信息和溫度信息；根據所述釩離子的總初始濃度，和所述正負極電解液的液位置信息、電位信息、溫度信息，以及混合電解液樣本的電位信息和溫度信息，通過構建方程組解算獲得所述監測時刻下各價釩離子的濃度信息，從而可以快速、便捷地獲得任意監測時刻下的各價釩離子濃度。

技術領域

本發明屬于電化學儲能領域，涉及一種釩電池中的釩離子濃度監測方法、釩電池SOC監測方法、電子設備及計算機存儲介質。

背景技術

全釩液流電池是以釩為活性物質呈循環流動液態的氧化還原電池，其將電能存儲于不同價態的釩離子溶液中，通過使電解液在電池的正極室和負極室內循環流動，實現電極表面的充放電過程。其中，正極電解液由四價釩離子V(IV)和五價釩離子V(V)溶液組成，負極電解液由二價釩離子V(II)和三價釩離子V(III)溶液組成。

由于釩電池的電解液存儲在正負極的儲罐中，這為監測電解液的濃度、溫度和體積等狀態參數提供了便利。通過獲取釩電池電解液的濃度、溫度等各狀態參數，可以獲得釩電池的荷電狀態(State of Charge，SOC)和電池容量信息，進而可以獲得電解液價態調配的邊界條件信息等。

目前，釩電池中各價釩離子濃度常用獲取方式主要包括電位滴定、紫外光譜等；然而，這些方法往往需要取樣、稀釋溶液和濃度檢測等步驟，整套步驟下來需要2-3小時，不滿足實時監測對檢測時間的要求，因此不具有實時監測的特點。

因此，如何自動、準確和高效地獲取釩電池中各價釩離子濃度信息，已成為本領域亟待解決的技術問題。

發明內容

鑒于以上現有技術中存在的缺點，本發明的目的在于提供一種釩離子濃度監測方法、釩電池SOC監測方法、電子設備及計算機存儲介質，用于解決現有技術中無法快速獲取任意一監測時刻下釩電池中各價態釩離子濃度信息等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明首先提供一種釩電池中釩離子濃度監測方法，用于監測釩電池充放電過程中各價釩離子濃度，所述釩電池包括正負極存儲單元，所述正負極存儲單元中分別對應存儲有正負極電解液；其中，所述正極電解液包含四價和五價釩離子；所述負極電解液中包含二價和三價釩離子；所述釩離子濃度監測方法包括：獲取所述釩電池中釩離子的總初始濃度；于一監測時刻，分別采集所述正負極電解液的液位信息、電位信息和溫度信息；同時，于所述正負極電解液中分別對應采集相同體積的正負極電解液樣本進行混合，以獲得混合電解液樣本，并采集所述混合電解液樣本的電位信息和溫度信息；根據所述釩離子的總初始濃度，和所述正負極電解液的液位置信息、電位信息、溫度信息，以及所述混合電解液樣本的電位信息和溫度信息，通過構建方程組解算獲得所述監測時刻下各價釩離子的濃度信息。

于本發明的一實施例中，于所述正負極電解液采集的所述電解液樣本的總容積不大于所述監測時刻下所述正負極電解液總容積的10‰。