CN104078695A - 一种全沉积型铅酸液流电池储能装置 - Google Patents

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Abstract

一种全沉积型铅酸液流电池储能装置由由储液罐、循环泵、流量计、输液管、反应器和交直流电转化器组成；反应器有导线、电极板等附属设备。储液罐中的电解液在循环泵的作用下流入反应器中，电解液发生氧化还原反应后再流回到储液罐中。充电时，电解液中的Pb离子发生氧化还原反应而在正极板上沉积PbO2和负极板上沉积Pb；放电时，正负极板上的PbO2和Pb沉积物发生氧化还原反应生成Pb离子而溶入到电解液中。在充放电过程中，需要根据充放电电流、电压的大小或反应器中电极板的数目不同通过流量计调整电解液流量的大小。

Description

一种全沉积型铅酸液流电池储能装置
技术领域
本发明涉及一种氧化还原液流电池储能装置，特别涉及一种全沉积型铅酸液流电池储能装置，属于能源科学技术新能源与节能领域。
背景技术
能源危机与环境污染已经威胁到人类的生存和发展，大规模开发和应用无碳清洁分布式能源已经成为当今和今后人类社会生活的主题。在无碳清洁分布式能源中，储量最为丰富和最具规模化应用前景的是太阳能和风能等分布式能源。但是自然界中的太阳能和风能能量密度低，在时间和地域分布上极不均匀，随时间和季节波动性、地域差异性很大，这些都是限制其规模化开发应用的瓶颈。
氧化还原液流电池作为新型的蓄电储能装置，具有诸多潜在的优良性能，如储能容量大、可超深度放电、使用寿命长、浓差极化小等，而且不受地理条件限制，可以作为太阳能、风能等分布式清洁能源的配套储能设备，还可以作为电网的调峰装置，提高输电质量，保障电网安全。
由于氧化还原液流电池的种类不同，其反应机理不同。在传统的全钒体系、多硫化钠/溴体系和铁/铬体系等氧化还原液流电池中，存在两个主要不足之处：一个是关键组件隔膜，其性能不是很稳定，而且隔膜价格昂贵，这是传统液流储能电池发展的瓶颈。另外一个需要两套输液***，使得***结构复杂，成本增加。
发明内容
为克服价格昂贵和性能不稳定的隔膜和两套输液***的问题，本发明的目的是提供一种全沉积型铅酸液流电池储能装置，正负极使用同一种液体，均以甲基磺酸和甲基磺酸铅混合液为电解液，避免了电解液的交叉污染和昂贵的离子交换膜问题。使其与现有技术相比，与传统的氧化还原液流电池一样可实现能源的储存，同时避免两套输液***的复杂性和隔膜的高成本的缺点。
本发明的技术方案如下。
一种全沉积型铅酸液流电池储能装置，其特征在于：所述全沉积型铅酸液流电池储能装置由储液罐、循环泵、流量计、输液管、反应器、交直流电转化器、电能和负载组成；所述反应器有导线、电极板等附属设备。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果。
全沉积型铅酸液流电池储能装置以可溶的甲基磺酸铅作为正负极的基质溶液，正负电对中的还原态和氧化态均以可溶的二价铅离子存在于电解液中，而其对应的氧化态PbO2和还原态Pb则不溶于电解液，而沉积在正负电极表面上。全沉积型铅酸液流电池储能装置中的反应器中以两个极板、两极板之间的极室和极室中的电解液构成一个充放电单元，电解液通过输液管道与反应器外的循环泵、储液罐相连而实现循环，完成储能和用能过程。
本发明提供的全沉积型铅酸液流电池储能装置，由于每个电极之间实现的并行连接，具有更大的单位容积电极反应面积和均匀的电极电流分布和电解液流场，正负电极板交替排列，正负电极板数由电池容量大小确定。因而可以得到在相同的反应器容积内得到更大的电池充放电电流和电压和更为稳定的充放电性能。
附图说明
图1为本发明的全沉积型铅酸液流电池储能装置的示意图。
图中：1-循环泵；2-流量计；3-输液管；4-反应器；5-交直流电转换器；6-储液罐；7-电极板；8-导线；9-电能；10-负载。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施案例对本发明做进一步的说明。
图1为本发明的全沉积型铅酸液流电池储能装置的示意图。所述全沉积型铅酸液流电池储能装置由循环泵1、流量计2、输液管3、反应器4、交直流电转换器5、储液罐6、电能9和负载10组成；所述反应器有电极板7和导线8等附属设备。
本发明的运行原理为：电源开关接通后，循环泵1将储液罐6中的电解液通过输液管3流入到反应器4中，电解液在反应器中的液面不断升高到达出口而从反应器中流出经过输液管4流入到储液罐7中而实现电解液的循环流动。充电时，将交直流电转换器5中的档位调至充电档。这时，电流经过导线8通入电极板7中，在有电流通过的条件下，电解液中的Pb离子发生氧化还原反应而在正极板上沉积PbO2和负极板上沉积Pb。放电时，将交直流电转换器5中的档位调至放电档。这时，正负极板上的PbO2和Pb沉积物发生氧化还原反应生成Pb离子而溶入到电解液中，同时在整个回路上产生电流而输送给负载10。在充放电过程中，需要根据充放电电流、电压的大小或反应器4中电极板7的数目不同通过流量计2调整电解液流量的大小。
实施例。
本发明提供的全沉积型铅酸液流电池储能装置在小型的太阳能发电装置上试用，安装在太阳能发电装置的用电部位。电解液是1.5mol/L的甲基磺酸铅和0.9mol/L的甲基磺酸的混合液；储液罐的容积为10L，电解液的流量为2L/min；电极板数为50，其中正负极板各为25；充放电电流为20A，充放电时间为10h。
储能装置运行了100个充放电循环，充放电过程中运行稳定，可靠，运行过程中没有发生沉积物脱落或沉积物粘连导致断路或短路的现象。停止充放电后，电极板上的沉积物比较致密和均匀，说明本发明的液流电池储能装置在此电解液流量和反应器结构设计条件下，电解液在反应器内流场分布非常均匀，而且与电极板之间的接触非常充分，使得液流电池储能装置具有稳定的充放电性能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，当不能以此限定本发明的实施的范围，凡依本发明所作的等同变化与修饰，都应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种全沉积型铅酸液流电池储能装置，其特征在于：所述全沉积型铅酸液流电池储能装置由循环泵（1）、流量计（2）、输液管（3）、反应器（4）、交直流电转换器（5）、储液罐（6）、电能（9）和负载（10）组成；所述反应器有电极板（7）和导线（8）等附属设备。
2.按照权利要求1所述的全沉积型铅酸液流电池储能装置，其特征在于所述反应器内正负电极板交替排列，正负电极板数由电池容量大小确定。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105845960A (zh) * 2016-05-06 2016-08-10 华中科技大学 一种铅液流电池及其电解槽
CN106684420A (zh) * 2016-12-20 2017-05-17 华中科技大学 一种带有流场设计的铅液流电池
CN106711486A (zh) * 2016-12-13 2017-05-24 华中科技大学 一种铅液流电池电解液
CN110140250A (zh) * 2017-11-28 2019-08-16 住友电气工业株式会社 氧化还原液流电池
CN110718709A (zh) * 2019-10-18 2020-01-21 大连大学 一种单液无膜全沉积型铅酸液流电池装置及其工作方法
RU2809218C1 (ru) * 2023-06-19 2023-12-07 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Рязанское гвардейское высшее воздушно-десантное ордена Суворова дважды Краснознаменное командное училище имени генерала армии В.Ф. Маргелова" Министерства обороны Российской Федерации Свинцово-кислотный аккумулятор

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101853956A (zh) * 2010-06-12 2010-10-06 江苏华富控股集团有限公司 一种铅酸液流电池
CN102290588A (zh) * 2011-07-25 2011-12-21 中国东方电气集团有限公司 液流电池***及其控制方法和装置
CN103715447A (zh) * 2013-11-20 2014-04-09 浩源科技有限公司 一种高效可溶性铅酸液流电池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101853956A (zh) * 2010-06-12 2010-10-06 江苏华富控股集团有限公司 一种铅酸液流电池
CN102290588A (zh) * 2011-07-25 2011-12-21 中国东方电气集团有限公司 液流电池***及其控制方法和装置
CN103715447A (zh) * 2013-11-20 2014-04-09 浩源科技有限公司 一种高效可溶性铅酸液流电池

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
牛微 等: "无膜单液全沉积型铅酸液流电池研究进展", 《沈阳工程学院学报(自然科学版)》, vol. 7, no. 4, 31 October 2011 (2011-10-31) *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105845960A (zh) * 2016-05-06 2016-08-10 华中科技大学 一种铅液流电池及其电解槽
CN106711486A (zh) * 2016-12-13 2017-05-24 华中科技大学 一种铅液流电池电解液
CN106711486B (zh) * 2016-12-13 2020-05-19 华中科技大学 一种铅液流电池电解液
CN106684420A (zh) * 2016-12-20 2017-05-17 华中科技大学 一种带有流场设计的铅液流电池
CN106684420B (zh) * 2016-12-20 2019-05-31 华中科技大学 一种带有流场设计的铅液流电池
CN110140250A (zh) * 2017-11-28 2019-08-16 住友电气工业株式会社 氧化还原液流电池
CN110140250B (zh) * 2017-11-28 2022-07-08 住友电气工业株式会社 氧化还原液流电池
CN110718709A (zh) * 2019-10-18 2020-01-21 大连大学 一种单液无膜全沉积型铅酸液流电池装置及其工作方法
RU2809218C1 (ru) * 2023-06-19 2023-12-07 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Рязанское гвардейское высшее воздушно-десантное ордена Суворова дважды Краснознаменное командное училище имени генерала армии В.Ф. Маргелова" Министерства обороны Российской Федерации Свинцово-кислотный аккумулятор

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