CN101872847A - 一种薄膜式全钒液流储能电池负极电解液储液罐 - Google Patents

一种薄膜式全钒液流储能电池负极电解液储液罐 Download PDF

Info

Publication number
CN101872847A
CN101872847A CN200910049803A CN200910049803A CN101872847A CN 101872847 A CN101872847 A CN 101872847A CN 200910049803 A CN200910049803 A CN 200910049803A CN 200910049803 A CN200910049803 A CN 200910049803A CN 101872847 A CN101872847 A CN 101872847A
Authority
CN
China
Prior art keywords
film
electrolyte
cell
thin film
thin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200910049803A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101872847B (zh
Inventor
夏嘉琪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN2009100498035A priority Critical patent/CN101872847B/zh
Publication of CN101872847A publication Critical patent/CN101872847A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101872847B publication Critical patent/CN101872847B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

一种薄膜式全钒液流储能电池负极电解液储液罐，它的罐体和罐盖均由耐酸腐蚀的高分子聚合物制成，都设计成法兰结构，在两个法兰之间夹装一层薄膜；为增强薄膜的强度在薄膜中间夹一层由纤维材料制成的编织物；为了增大薄膜上下波动范围，薄膜(3)设计成波纹结构；在薄膜的上、下面设置保护罩予以保护。薄膜下面与电解液相接触，薄膜上面与大气相通，利用薄膜把负极电解液与大气隔绝，避免负极电解液中V(II)被氧化成V(III)，延缓负极电解液荷电状态不平衡的进程和钒电池容量下降，提高电池的运行效率。此外，储液罐中还设置气体释放装置、液位计、温度传感器、电解液加液、排液等操作阀门，使它更能满足实际运行管理的需要。

Description

一种薄膜式全钒液流储能电池负极电解液储液罐
所属技术领域
一种薄膜式全钒液流储能电池负极电解液储液罐，属于电池技术领域。
背景材料：
全钒液流储能电池(以下简称为钒电池)的电解液是电池堆的重要组分，它是以不同价态的钒离子溶解在硫酸中的混合溶液，正极电解液为V(IV)的硫酸溶液，负极电解液为V(III)的硫酸溶液。钒电池在充放电过程中，希望正、负极电解液离子浓度始终保持在初始的最佳状态，也就是离子浓度保持不变。实际上由于电池隔膜的离子迁移和电解液的稳定性等原因，在钒电池经过充放电后很快就把这种初始的理想状态打破了，正、负电解液的荷电状态就失去平衡，这种现象随着电解液充放电循环次数的增加将会变得越来越严重，其结果表现为钒电池充放电容量减少，能量效率下降。其中电解液的不稳定性，即钒电池充电后负极电解液中V(II)在普通敞开式储液罐与大气相接触，极易氧化成V(III)，是造成平衡***破坏主要原因之一。为了防止空气把负极电解液中V(II)氧化成V(III)，国外学者曾对钒电池采用密封式储液罐或者在储液罐中通入氮气或惰性气体予以保护方法，也采用在储液罐电解液表面覆盖一层厚为(0.5～5)cm的难溶于电解液的矿物油、菜油、鲸油等液体把电解液与空气隔绝的方法。这些方法确实具有一定效果，能有效地降低V(II)的氧化速率。但上述这些方法也存在一些缺点，通入氮气或惰性气体予以保护，会造成运行成本增加。加入矿物油、菜油、鲸油等液体把电解液与空气隔绝，在过充后油料均会分解，黏附在隔膜上，难以清除，易使贵重的隔膜受损，造成隔膜离子交换困难。若把储液罐做成全密封，如不解决钒电池在使用操作时所得带来的有关问题，如电解液换液、运行监测和储液罐气体释放等，也很难被推广使用。因此目前防止V(II)的氧化的方法，是采用了在负极电解液中加入稳定剂和还原剂，该方法尚处在试验阶段，有一定效果，但不够彻底。
发明内容
为了防止钒电池负极电解液中V(II)被氧化，本发明提供一种薄膜式全钒液流储能电池负极电解液储液罐。它能隔绝负极电解液与大气相接触，同时能解决钒电池在使用操作时需要关注的问题，如电解液换液、运行监测和储液罐气体释放等。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
1.薄膜式全钒液流储能电池负极电解液储液罐的罐体和罐盖两部件均选用耐酸腐蚀的高分子聚合物，采用浇注的方法制成。它们都设计成法兰结构，用螺钉把两者连接在一起，在两个法兰之间夹装一层柔软薄膜，薄膜的下面与电解液相接触，薄膜的上面与大气相通。钒电池在工作时薄膜会随着电解液的液面变化而上下波动。电解液始终被薄膜所复盖，与大气隔绝。
2.薄膜是由耐酸腐蚀的高分子聚合物制成。为增强薄膜的强度，在薄膜中间夹一层由纤维材料制成的编织物。
3.为了增大薄膜上下波动范围，其薄膜设计成波纹结构，其波纹数和波纹结构参数，由薄膜直径和薄膜上、下波动量来决定。
4.为防止储液罐液面波动过大，造成薄膜过度膨胀而损伤，在薄膜上、下面各设置一个保护罩，予以保护。保护罩与薄膜之间距离根据薄膜波纹数、波纹结构参数和薄膜强度决定，允许现场调整。
5.钒电池在充放电过程中，在充放电过程中，总会有少量气体的产生，随着钒电池运行时间的增加，气体的集聚，储液罐必须设置排气装置和相应操作阀门。排气管路应设置在气体集聚空间可能达到的最高位置，能充分排尽电解液液面上所有残留的气体。为此在薄膜中心位置的上面设置一个小室，用耐酸腐蚀的高分子聚合物制成，小室和薄膜紧密连接，并保证小室和薄膜密封。小室底部开口，与薄膜下面的电解液液面沟通。在小室的侧面安装储液罐的排气管路，在排气管路上安装有压力表和气体释放阀。气体释放的方式有二种，人工释放和自动释放。人工释放是监测压力表的压力，当压力值达到释放值时，人工操作气体释放阀，来实施气体的释放。自动释放是当气体压力值达到气体释放阀自动开启压力时，气体释放阀自动开启，释放气体。
6.储液罐的液位和储液罐内电解液的温度是钒电池***正常运行管理所必须监测的内容。尤其在无人管理少值守的电站中应用的钒电池***尤为显得重要。为此在储液罐罐盖上设置指针式液位计作为现场监测用或采取位移传感器作为电气远传监测用。设置温度传感器测量电解液的温度。
本发明专利的有益效果是，利用储液罐内薄膜把负极电解液与大气隔绝，避免负极电解液中V(II)被氧化成V(III)，能延缓负极电解液荷电状态不平衡的进程和钒电池容量下降，提高全钒液流储能电池运行效率。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是薄膜式全钒液流储能电池负极电解液储液罐结构原理图。
图中1.罐体，2.罐盖，3.薄膜，4.下保护罩，5.上保护罩，6.温度传感器，7.液位计，8小室，9.排气管路，10.压力表，11.气体释放阀，12.加液罐，13.阀门，14.阀门，15.阀门，16.阀门。
具体实施方式
参照图1，罐体(1)和罐盖(2)均选用耐酸腐蚀的高分子聚合物，采用浇注的方法制成。它们都设计成法兰结构，用螺钉把两者连接在一起，在两个法兰之间夹装一层薄膜(3)，薄膜(3)的下面与电解液相接触，薄膜(3)的上面与大气相通。钒电池在工作时薄膜(3)会随着电解液的液面变化而上下波动。电解液始终被薄膜(3)所复盖，与大气隔绝。
薄膜(3)是由耐酸腐蚀的高分子聚合物制成。为增强薄膜(3)的强度，在薄膜(3)中间夹一层由纤维材料制成的编织物。薄膜(3)设计成波纹结构，其波纹数和波纹结构参数由薄膜(3)的直径和薄膜(3)上、下波动量来决定。
在薄膜(3)的下面设置下保护罩(4)，在薄膜(3)的上面设置上保护罩(5)，对薄膜(3)分别予以保护。下保护罩(4)固定在罐体(1)上，上保护罩(5)固定在罐盖(2)上，下保护罩(4)和上保护罩(5)与薄膜(3)之间距离根据薄膜(3)的波纹数、波纹结构参数和薄膜强度决定。
在薄膜(3)中心位置的上面设置一个小室(8)，它用耐酸腐蚀的高分子聚合物制成，小室(8)和薄膜(3)紧密连接，并保证小室(3)和薄膜(8)密封。小室(8)底部开口，与薄膜(3)下面的电解液液面沟通。在小室(8)的侧面安装储液罐的排气管路(9)，在排气管路(9)上安装有压力表(10)和气体释放阀(11)。气体释放的方式有二种，人工释放和自动释放。人工释放是监测压力表(10)的压力，当压力值达到释放值时，人工操作气体释放阀(11)，来实施气体的释放。自动释放是当气体压力值达到气体释放阀(11)自动开启压力时，气体释放阀(11)自动开启，释放气体。
在罐盖(2)的中心位置上设置一个液位计(7)，液位计(7)可以是指针式液位计作为现场监测用或采取位移传感器作为电气远传监测用。液位计(7)的可动测量杆设置在小室(8)的顶部，与小室(8)相接触，测量小室(8)顶部位移来反映储液罐液面高低。在罐盖(2)上还设置温度传感器(6)，它的测点贴在薄膜(3)上，由柔性导线输出，测量薄膜(3)的温度来反映电解液的温度。
在储液罐的侧面下部设置电解液循环泵抽吸口，安装阀门(15)；在储液罐的侧面上部设置电解液回液口，安装阀门(14)；在储液罐的底部设置电解液排液口，安装阀门(16)；与电解液回液口三通连接的加液罐(12)的下部，安装阀门(13)。在电池堆运行时，阀门(14)和阀门(15)打开；储液罐需要更换电解液时，阀门(16)打开，平时关闭；储液罐需要加液时，启用加液罐(12)，电解液注入加液罐(12)后，开启阀门(13)；完成加液后关闭阀门(13)。

Claims (4)

1.一种薄膜式全钒液流储能电池负极电解液储液罐，其特征是：罐体(1)和罐盖(2)均选用耐酸腐蚀的高分子聚合物，采用浇注的方法制成；它们都设计成法兰结构，用螺钉把两者连接在一起；在两个法兰之间夹装一层薄膜(3)，薄膜(3)的下面与电解液相接触，薄膜(3)的上面与大气相通；钒电池在工作时，薄膜(3)会随着电解液的液面变化而上下波动；电解液始终被薄膜(3)所复盖，与大气隔绝；薄膜(3)是由耐酸腐蚀的高分子聚合物制成；为增强薄膜(3)的强度，在薄膜(3)中间夹一层由纤维材料制成的编织物；薄膜(3)设计成波纹结构，其波纹数和波纹结构参数由薄膜(3)的直径和薄膜(3)上、下波动量来决定；在薄膜(3)的下面设置下保护罩(4)，在薄膜(3)的上面设置上保护罩(5)，对薄膜(3)分别予以保护；下保护罩(4)固定在罐体(1)上，上保护罩(5)固定在罐盖(2)上，下保护罩(4)和上保护罩(5)与薄膜(3)之间距离根据薄膜(3)的波纹数、波纹结构参数和薄膜强度决定。
2.根据权利要求1所述的一种薄膜式全钒液流储能电池负极电解液储液罐，其特征是：在薄膜(3)中心位置的上面设置一个小室(8)，它用耐酸腐蚀的高分子聚合物制成，小室(8)和薄膜(3)紧密连接，并保证小室(3)和薄膜(8)密封；小室(8)底部开口，与薄膜(3)下面的电解液液面沟通；在小室(8)的侧面安装储液罐的排气管路(9)，在排气管路(9)上安装有压力表(10)和气体释放阀(11)。
3.根据权利要求1所述的一种薄膜式全钒液流储能电池负极电解液储液罐，其特征是：在罐盖(2)的中心位置上设置一个液位计(7)，液位计(7)可以是指针式液位计作为现场监测用或是位移传感器作为电气远传监测用；液位计(7)的可动测量杆设置在小室(8)的顶部，与小室(8)相接触，测量小室(8)顶部位移来反映储液罐液面高低。
4.根据权利要求1所述的一种薄膜式全钒液流储能电池负极电解液储液罐，其特征是：在罐盖(2)上还设置温度传感器(6)，它的测点贴在薄膜(3)上，由柔性导线输出，测量薄膜(3)的温度来反映电解液的温度。
CN2009100498035A 2009-04-23 2009-04-23 一种薄膜式全钒液流储能电池负极电解液储液罐 Expired - Fee Related CN101872847B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100498035A CN101872847B (zh) 2009-04-23 2009-04-23 一种薄膜式全钒液流储能电池负极电解液储液罐

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100498035A CN101872847B (zh) 2009-04-23 2009-04-23 一种薄膜式全钒液流储能电池负极电解液储液罐

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101872847A true CN101872847A (zh) 2010-10-27
CN101872847B CN101872847B (zh) 2012-07-25

Family

ID=42997602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009100498035A Expired - Fee Related CN101872847B (zh) 2009-04-23 2009-04-23 一种薄膜式全钒液流储能电池负极电解液储液罐

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101872847B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102244281A (zh) * 2011-05-27 2011-11-16 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 用于液流电池储液罐的密封方法
CN103296300A (zh) * 2013-06-05 2013-09-11 四川大学 一种用于实验室研究的钒电池组、液流框和储液罐
CN106129451A (zh) * 2016-08-29 2016-11-16 江苏准信自动化科技股份有限公司 智能型电池化成池水循环***
CN106248879A (zh) * 2016-08-05 2016-12-21 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 一种用于全钒液流电池储液罐的气体在线检测方法
WO2023097170A1 (en) * 2021-11-24 2023-06-01 Uop Llc Protective layer for an electrolyte in a flow battery

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2728987Y (zh) * 2004-09-21 2005-09-28 郭亮 膜袋密封储液罐
BRPI0711076A2 (pt) * 2006-04-28 2011-08-23 Bluescope Steel Ltd tanque de armazenamento de água, dispositivo e método para montagem do mesmo, sistemas de retenção e de armazenamento de água, base e módulo de base para a montagem de uma base adaptada para suportar um tanque de armazenamento de água
CN201067940Y (zh) * 2007-08-22 2008-06-04 东北林业大学 塑合木生产用真空加压浸注和/或热固化罐

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102244281A (zh) * 2011-05-27 2011-11-16 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 用于液流电池储液罐的密封方法
CN103296300A (zh) * 2013-06-05 2013-09-11 四川大学 一种用于实验室研究的钒电池组、液流框和储液罐
CN106248879A (zh) * 2016-08-05 2016-12-21 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 一种用于全钒液流电池储液罐的气体在线检测方法
CN106129451A (zh) * 2016-08-29 2016-11-16 江苏准信自动化科技股份有限公司 智能型电池化成池水循环***
WO2023097170A1 (en) * 2021-11-24 2023-06-01 Uop Llc Protective layer for an electrolyte in a flow battery

Also Published As

Publication number Publication date
CN101872847B (zh) 2012-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101872847B (zh) 一种薄膜式全钒液流储能电池负极电解液储液罐
CN101262068B (zh) 用于自适应性氢排放策略的电池堆穿越率的在线检测
CN106450383B (zh) 一种质子交换膜燃料电池水管理***及其工作方法
CN104900892B (zh) 液流电池负极电解液密封***及液流电池***
CN104718644B (zh) 碱性电池中的气体压强和电极充电状态的管理
MXPA03010957A (es) Un sistema y metodo para generar directamente hidrogeno a alta presion.
EP2899789B1 (en) Redox flow battery
US11239477B2 (en) Purge circuit of a fuel cell
CN110048147B (zh) 一种具备混液功能的全钒液流电池管路***
CN108598529B (zh) 一种全钒液流电池正负极***压力平衡装置
JP2020196906A (ja) 水電解装置異常診断用プログラム及び水電解システム
CN102244281A (zh) 用于液流电池储液罐的密封方法
JP2007026808A (ja) 燃料電池システム
CN202996968U (zh) 钒电池电解液储存***
TW201911635A (zh) 氧化還原液流電池之運用方法、及氧化還原液流電池
CN109659646B (zh) 一种空气电池的阴极保护***和方法
US20090004511A1 (en) Battery Watering System
CN114566683B (zh) 一种多功能锌溴液流电池电堆测试装置及其测试方法
CN203039017U (zh) 蓄电池高效排酸***
KR20170006099A (ko) 플로우 전지
CN108183254B (zh) 节能且可提高电池稳定性的钒电池
May Development of valve-regulated lead/acid batteries for distributed power requirements
CN102629674A (zh) 一种大容量镍氢电池组结构
US20140272482A1 (en) Electrolyte protection compositions and methods
JP2003277963A (ja) 高圧水素の製造装置及びその製法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120725

Termination date: 20130423