CN117374353B - 一种液流电池用碱性电解液制备设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液流电池用碱性电解液制备设备及方法，涉及电解液生产技术领域，应用于可移动载具，所述可移动载具上设置有车载集装箱，所述车载集装箱内集成有原料装置、粉碎装置、混合装置、制备装置、储液装置、加热装置和换热装置，将制备装置、储液装置等集成在一起，通过合理的电解液制备工艺流程的设计，优化了大型液流电池用碱性电解液制备的工艺，提高了电解液制备的效率，加快了液流电池储能***项目实施的进度；该电解液制备设备使用了化工过程强化装置，混合效率进一步提高，工艺过程进一步简化，设备投入进一步减少，加热和换热效果有所提高。

Description

一种液流电池用碱性电解液制备设备及方法

技术领域

本发明涉及电解液生产技术领域，尤其涉及一种液流电池用碱性电解液制备设备及方法。

背景技术

电解质溶液，又称电解液，是液流电池的储能介质，是液流电池的关键材料之一。液流电池***的能量容量是由电解液储能活性物质的浓度和容量决定的。液-液型液流电池是指正、负极活性物质均为可溶性特定溶剂中的溶质。不同种类的液-液型液流电池的结构基本相似，但电解液组成则完全不同。电解液的性能直接影响液流电池储能***的性能。电解液按照pH值来划分，可分为酸性、中性和碱性。

在进行液流电池用电解液的制备时，通常需要采用专用的设备，涉及基础物料的准备、投料、混合、加水、搅拌、输送和存放等过程。因此，液流电池用电解液的制备通常需要在液流电池储能项目现场完成，或在液流电池储能设备制造商的厂房内完成。但是如果选择在厂房内完成电解液制备，存在电解液长途运输的问题，如果在项目现场完成电解液制备，则存在从项目现场当地附近寻找合适溶剂的问题，这两种制备方式都存在制备场地固定的问题。

利用车载集装箱进行液流电池用电解液的制备方式虽然能够解决制备场地固定的问题，但这类方式涉及到液态原料和电解液的存放、运输期间可使用空间量等问题，需要额外设置液态原料存储罐，以及需要设置多种重复的配合装置，占地面积大，不利于运输，运输时间被浪费，而且运输环境多变，原料及电解液容易发生相变，影响电解液运输至目的地后的进一步处理。

发明内容

本发明提供了一种液流电池用碱性电解液制备设备及方法，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种液流电池用碱性电解液制备方法，应用于可移动载具，所述可移动载具上设置有车载集装箱，所述车载集装箱内集成有原料装置、粉碎装置、混合装置、制备装置、储液装置、加热装置和换热装置，所述方法包括：操作一、在所述可移动载具运输前，根据目标电解液的成分、浓度、纯度及需求量，将对应的目标固态原料放置至所述原料装置，将对应的目标液态原料存储至所述储液装置；操作二、在所述可移动载具运输时，将所述目标固态原料从所述原料装置输送至所述粉碎装置粉碎，得到粉碎固态原料，将所述粉碎固态原料输送至混合装置；操作三、将所述目标液态原料从所述储液装置传输至所述混合装置，与所述粉碎固态原料混合，得到混合物料，和/或，将制备物料多次从所述制备装置传输至混合装置，在所述混合装置内洗去沉积的粉碎固态原料，得到混合物料；操作四、将所述混合物料从所述混合装置传输至所述制备装置，所述制备装置利用所述混合物料进行电解液制备，并通过加热装置和换热装置使制备环境满足制备温度要求，得到制备物料；操作五、将所述制备物料从所述制备装置传输至所述储液装置，与所述储液装置内的溶液混合，得到混合后的储液溶液；重复操作二至操作五，至所述储液装置内的储液溶液满足目标电解液参数，得到所述目标电解液；操作六、在所述可移动载具运输至目的地时，将所述目标电解液输送至外部容器中。

在一可实施方式中，所述方法还包括：在操作二之前，若目标液态原料存在相变问题，所述储液装置将所述目标液态原料传输至所述制备装置，通过加热装置和/或换热装置使目标液态原料恢复原料状态，再传输至所述混合装置；在操作五中，若制备物料温度超过制备温度，将所述制备物料从所述制备装置通过放热管路回流至所述制备装置，实现制备物料的自循环；在得到所述目标电解液之后，当所述目标电解液出现结晶问题时，所述储液装置将所述目标电解液传输至所述制备装置，通过所述加热装置使目标电解液恢复液体状态，再传输至所述储液装置。

在一可实施方式中，在根据所述制备装置的储液容量，确定指定重量的目标固态原料之前，当目标固态原料有多种时，确定传输至所述制备装置的目标液态原料成分；选择可溶解于所述目标液态原料成分的目标固态原料进行称重处理。

在一可实施方式中，所述方法还包括：根据所述目标电解液的成分、浓度、纯度及需求量确定目标固态原料的成分、纯净度和需求量和目标液态原料的成分、纯净度和需求量；基于所述目标固态原料的成分、纯净度和需求量和目标液态原料的成分、纯净度和需求量筛选符合尺寸和制备条件的原料装置、粉碎装置、混合装置、制备装置、储液装置、加热装置和换热装置；基于所述原料装置、粉碎装置、混合装置、制备装置、储液装置、加热装置和换热装置，筛选符合尺寸条件的所述车载集装箱和用于负载所述车载集装箱的可移动载具；将所述原料装置、粉碎装置、混合装置、制备装置、储液装置、加热装置和换热装置集成于车载集装箱中。

在一可实施方式中，根据所述目标电解液成分、浓度、纯度及需求量，确定目标固态原料成分、纯净度和需求量和目标液态原料成分、纯净度和需求量，包括：根据所述目标电解液的成分、浓度、纯度及需求量确定阳极电解液的成分、浓度、纯度及需求量和阴极电解液的成分、浓度、纯度及需求量；根据所述阳极电解液的成分、浓度、纯度和需求量确定阳极固态原料成分、纯净度和需求量；根据所述阴极电解液的成分、浓度、纯度和需求量确定阴极固态原料成分、纯净度和需求量。

在一可实施方式中，所述基于所述目标固态原料的成分、纯净度和需求量和目标液态原料的成分、纯净度和需求量筛选符合尺寸和制备条件的原料装置、粉碎装置、混合装置、制备装置、储液装置、加热装置和换热装置，包括：基于所述阳极固态原料成分、纯净度和需求量和阳极液态原料成分、纯净度和需求量确定阳极原料装置、阳极制备装置和阳极储液装置，对应确定阳极粉碎装置、阳极混合装置；基于所述阳极储液装置的容量来确定阳极制备装置的容量，所述阳极制备装置的储液容量为阳极储液装置储液容量的1/4~1/15；在所述阳极制备装置中设置液位传感器和热电偶温度计，监控阳极制备装置工作时的阳极液位状态和阳极温度状态；基于所述阴极固态原料成分、纯净度和需求量和阴极液态原料成分、纯净度和需求量确定阴极原料装置、阴极制备装置和阴极储液装置，对应确定阴极粉碎装置、阴极混合装置；基于所述阴极储液装置的容量确定阴极制备装置的容量，所述阴极制备装置的储液容量为阴极储液装置储液容量的1/4~1/15；在所述阴极制备装置中设置液位传感器和热电偶温度计，监控阴极制备装置工作时的阴极液位状态和阴极温度状态；在所述阳极制备装置和阴极制备装置的对应位置设置所述换热装置，通过所述换热装置对所述阳极制备装置中的制备物料和所述阴极制备装置中的制备物料进行热交换。

在一可实施方式中，将所述阳极原料装置、阳极粉碎装置、阳极混合装置、阳极制备装置和阳极储液装置固定于车载集装箱的第一侧；通过阳极传输装置连接所述阳极原料装置和所述阳极粉碎装置，用于将目标固态原料从所述阳极原料装置输送至所述阳极粉碎装置；通过第一阳极传输管道连接所述阳极粉碎装置和所述阳极混合装置，用于将粉碎固态原料输送至所述阳极混合装置；通过第二阳极传输管道连接所述阳极储液装置和所述阳极混合装置，用于将阳极储液溶液从所述阳极储液装置输送至所述阳极混合装置；通过第三阳极传输管道连接所述阳极制备装置和所述阳极混合装置，用于将阳极制备物料从所述阳极制备装置输送至所述阳极混合装置；通过第四阳极传输管道连接所述阳极混合装置和所述阳极制备装置，用于将阳极混合物料从所述阳极混合装置输送至所述阳极制备装置；通过第五阳极传输管道连接所述阳极制备装置和所述阳极储液装置，用于将阳极制备物料从所述阳极制备装置输送至所述阳极储液装置。

在一可实施方式中，将所述阴极原料装置、阴极粉碎装置、阴极混合装置、阴极制备装置和阴极储液装置固定于车载集装箱的第二侧；通过阴极传输装置连接所述阴极原料装置和所述阴极粉碎装置，用于将目标固态原料从所述阴极原料装置输送至所述阴极粉碎装置；通过第一阴极传输管道连接所述阴极粉碎装置和所述阴极混合装置，用于将粉碎固态原料输送至所述阴极混合装置；通过第二阴极传输管道连接所述阴极储液装置和所述阴极混合装置，用于将阴极储液溶液从所述阴极储液装置输送至所述阴极混合装置；通过第三阴极传输管道连接所述阴极制备装置和所述阴极混合装置，用于将阴极制备物料从所述阴极制备装置输送至所述阴极混合装置；通过第四阴极传输管道连接所述阴极混合装置和所述阴极制备装置，用于将阴极混合物料从所述阴极混合装置输送至所述阴极制备装置；通过第五阴极传输管道连接所述阴极制备装置和所述阴极储液装置，用于将阴极制备物料从所述阴极制备装置输送至所述阴极储液装置。

在一可实施方式中，所述将所述目标固态原料从所述原料装置输送至所述粉碎装置粉碎，得到粉碎固态原料，将所述粉碎固态原料输送至混合装置，包括：根据所述制备装置的储液容量，确定指定重量的目标固态原料；通过称重装置从所述原料装置中获得指定重量的目标固态原料，将所述指定重量的目标固态原料通过粉碎装置进行粉碎，得到粉碎固态原料，所述粉碎固态原料的颗粒直径根据所述混合装置和制备装置对进料的颗粒度指标确定；将所述粉碎固态原料输送至混合装置；对应的，将所述目标液态原料从所述储液装置传输至所述混合装置，与所述粉碎固态原料混合，得到混合物料，包括：根据所述制备装置的储液容量，确定指定体积和/或重量的目标液态原料；通过设置于储液装置中的流量计，确定一段时间内从储液装置传输至所述制备装置的体积和/或重量，以从所述储液装置获取指定体积和/或重量的目标液态原料，并将所述目标液态原料输送至混合装置；目标固态原料与目标液态原料在所述混合装置中充分混合后，进入制备装置。

在一可实施方式中，所述将所述混合物料从所述混合装置传输至所述制备装置，所述制备装置利用所述混合物料进行电解液制备，并通过加热装置和换热装置使制备环境满足制备温度要求，得到制备物料，包括：将所述混合物料输送至所述制备装置的反应釜内，先后通过超重力反应器和高剪切混合机，使所述粉碎固态原料和目标液态原料在反应釜内进行强化混合和化学反应，得到制备物料；在制备过程中，通过加热装置、换热装置和反应釜***保温层对所述制备物料进行加温、控温和保温，和/或，将所述制备物料通过放热管路进行自循环，以对制备物料进行降温；所述制备装置包括阳极制备装置和阴极制备装置，进一步的，还包括：确定所述阳极制备装置中阳极制备物料对应的阳极预设温度，实时检测所述阳极制备装置中阳极制备物料对应的阳极实际温度；确定所述阴极制备装置中阴极制备物料对应的阴极预设温度，实时检测所述阴极制备装置中阴极制备物料对应的阴极实际温度；根据所述阳极预设温度、阳极实际温度、阴极预设温度和阴极实际温度，通过换热装置对所述阳极制备装置中的阳极制备物料和所述阴极制备装置中的阴极制备物料进行热交换。

根据本发明的第二方面，提供了一种液流电池用碱性电解液制备装置，应用于可移动载具，所述可移动载具上设置有车载集装箱，所述车载集装箱内集成有原料装置、粉碎装置、混合装置、制备装置、储液装置、加热装置和换热装置；所述原料装置，与粉碎装置连接，用于在所述可移动载具运输前，根据目标电解液的成分、浓度、纯度及需求量，将对应的目标固态原料放置至所述原料装置；所述粉碎装置，与混合装置连接，用于在所述可移动载具运输时，获取来自所述原料装置的所述目标固态原料，对所述目标固态原料进行粉碎，得到粉碎固态原料，将所述粉碎固态原料输送至混合装置；所述混合装置，还与制备装置连接用于获取来自所述储液装置的目标液态原料，与所述粉碎固态原料混合，得到混合物料；还用于多次获取来自所述制备装置的制备物料，洗去沉积的粉碎固态原料，得到混合物料；所述制备装置，与储液装置连接，用于获取来自混合装置的混合物料，利用所述混合物料进行电解液制备，得到制备物料；所述加热装置，与制备装置连接，用于加热制备装置，使制备物料满足对应的制备温度；所述换热装置，与多个制备装置连接，用于对多个制备装置进行热交换，使制备物料满足对应的制备温度；所述储液装置，用于在所述可移动载具运输前，根据目标电解液的成分、浓度、纯度及需求量，将对应的目标液态原料存储至所述储液装置，还用于获取来自制备装置的制备物料，与所述储液装置内的溶液混合，得到混合后的储液溶液；所述储液装置，还用于与所述混合装置和所述制备装置形成自循环的制备***，实现电解液的循环制备，至所述储液装置内的储液溶液满足目标电解液参数，得到所述目标电解液；所述储液装置，还具有外接管路，用于在所述可移动载具运输至目的地时，通过外接管路将所述目标电解液输送至外部容器中；若目标液态原料存在相变问题，所述储液装置还用于将所述目标液态原料传输至所述制备装置，通过加热装置和/或换热装置使目标液态原料恢复原料状态，再传输至所述混合装置；所述制备装置还具有设置于制备装置外的放热管路，所述放热管路的两端均连接在制备装置上，若制备物料温度超过制备温度，将所述制备物料从所述制备装置通过放热管路回流至所述制备装置，实现制备物料的自循环；在得到所述目标电解液之后，当所述目标电解液出现结晶问题时，所述储液装置将所述目标电解液传输至所述制备装置，通过所述加热装置使目标电解液恢复液体状态，再传输至所述储液装置。

在一可实施方式中，所述混合装置、制备装置和储液装置上均设置有溢流阀，所述溢流阀用于供副产物排放。

在一可实施方式中，所述粉碎装置与所述混合装置的连接管道上设置有单向阀，所述单向阀用于限制混合装置内的混合物料回流至所述粉碎装置。

在一可实施方式中，所述车载集装箱上设置有通风装置，用于将车载集装箱内的副产物排放至车载集装箱外部。

本发明实施例提供的一种液流电池用碱性电解液制备设备及方法，通过将原料装置、粉碎装置、混合装置、制备装置、储液装置、加热装置和换热装置集成到车载集装箱内，可移动载具在运输车载集装箱过程前，可以实现目标液态原料和目标固态原料的存储，从而在车载集装箱运输过程中，在无需额外设备做现场配套的情况下，就可以利用原料装置、粉碎装置、混合装置、制备装置、储液装置、加热装置和换热装置集成到车载集装箱内形成的自循环***，通过将目标液态原料存储至储液装置内，使电解液的制备能够在制备设备内以循环方式执行预先设定好的配液逻辑，大大简化了大型电池碱性电解液的制备过程，节省了运输期间需要的电解液制备空间，无需额外设置液态原料存储罐，占地面积小，方便运输，能够充分利用运输时间，而且在原料及电解液发生相变的情况下，也能够通过该***处理相变问题，保证了液态原料和目标电解液的质量，且由于目标液态原料和目标电解液均通过储液装置存储，还能够避免原料浪费。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

图1示出了本发明实施例一种液流电池用碱性电解液制备方法实现流程示意图；

图2示出了本发明一种实施例中一种液流电池用碱性电解液制备设备的内部布局示意图；

图3示出了本发明一种实施例中一种液流电池用碱性电解液制备设备的整体结构示意图；

图4示出了本发明实施例一种液流电池用碱性电解液制备设备的微混合器组混合机理示意图；

图5示出了本发明另一种实施例中一种液流电池用碱性电解液制备设备的整体结构示意图；

图6示出了本发明另一种实施例中一种液流电池用碱性电解液制备设备的内部布局示意图。

图中标号说明：1、车载集装箱；2、原料装置；21、置物架；22、称重装置；221、阳极称重装置；222、阴极称重装置；3、粉碎装置；31、辊式破碎机；321、阳极粉碎装置；322、阴极粉碎装置；33、涡轮粉碎机或球磨机；4、混合装置；41、静态混合器；421、阳极混合装置；422、阴极混合装置；43、微混合器组；44、缓冲室；5、制备装置；51、反应釜；511、超重力反应器；5111、射流喷嘴；512、高剪切混合机；521、阳极制备装置；522、阴极制备装置；6、储液装置；61、储液罐；611、喷嘴；621、阳极储液装置；622、阴极储液装置；7、加热装置；71、微波发生器；8、换热装置；91、单向阀；92、电控阀门；93、流量计；94、循环泵；95、PLC控制器；96、超声波液位计；97、热电偶温度计；98、Y型过滤器；99、通风装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1、图2和图3，根据本发明的第一方面，提供了一种液流电池用碱性电解液制备方法，应用于可移动载具，可移动载具上设置有车载集装箱1，车载集装箱1内集成有原料装置2、粉碎装置3、混合装置4、制备装置5、储液装置6、加热装置7和换热装置8。

可移动载具可以是与车载集装箱1配套的特种车辆，特种车辆在配合车载集装箱1的运输过程，即能够满足远距离运输的需要，也能够满足碱性电解液制备过程中的用电需求。例如，根据车载集装箱1内集成的制备设备，特种车辆可以提供单相AC220V或三相AC380V交流电，电压±20%，频率：50±2Hz；24V直流电，电压±15%。基于目标项目资料所需的碱性电解液的需求，可移动载具中可以设置一套或多套包含上述装置的制备设备。一般车载集装箱1中可以集成两套制备设备，以分别制备阳极电解液和阴极电解液。需要理解的是，本方法的自动化控制可以通过PLC控制器95实现。

液流电池用碱性电解液制备方法，包括：

操作一、在可移动载具运输前，根据目标电解液的成分、浓度、纯度及需求量，将对应的目标固态原料放置至原料装置2，将对应的目标液态原料存储至储液装置6。

在本方法操作一中，根据目标地的目标项目资料确定液流电池用的目标电解液对应的成分、浓度、纯度及需求量。根据目标电解液的成分、浓度、纯度及需求量，可以确定制得目标电解液所需要的目标固态原料成分、浓度、纯度及需求量和目标液态原料成分、浓度、纯度及需求量。根据实际情况，目标固态原料可以是一种或多种，目标液态原料也可以是一种或多种。

将目标固态原料放置到原料装置2上，原料装置2可以包括若干置物架21和称重装置22，当目标固态原料为多种时，可以通过置物盒、置物袋或置物隔板对多种目标固态原料进行分隔，以避免目标固态原料在放置过程中发生反应，且通过封闭的置物盒、置物袋，当目标固态原料为细粒度较小的颗粒状或粉状原料时，还能够降低放置过程产生的粉尘量。

将目标液态原料灌入储液装置6中。同一套制备设备中的储液装置6可以为一个或多个，当目标液态原料为多种时，若多种目标液态原料在灌装时会互相反应，可以将不同的目标液态原料灌入不同的储液装置6中，以保证目标液态原料在存储过程中的纯净度，储液装置6为储液罐61。

操作二、在可移动载具运输时，将目标固态原料从原料装置2输送至粉碎装置3粉碎，得到粉碎固态原料，将粉碎固态原料输送至混合装置4。

在本方法操作二中，具体包括：首先，根据制备装置5的储液容量，确定指定重量的目标固态原料；然后，通过称重装置22从置物架21中获得指定重量的目标固态原料，将指定重量的目标固态原料通过粉碎装置3进行粉碎，得到粉碎固态原料，粉碎固态原料的颗粒直径根据混合装置4和制备装置5对进料的颗粒度指标确定；再后，将粉碎固态原料输送至混合装置4。

将目标固态原料从原料装置2输送至粉碎装置3进行粉碎，得到粉碎固态原料，使粉碎固态原料的颗粒度满足后续的制备要求。粉碎装置3可以为辊式破碎机31，辊式破碎机31内设置有过滤用的筛网，根据制备要求选择筛网的精度。例如，当制备要求得到的粉碎固态原料的最大直径不超过5mm时，筛网的精度可以选择4~5目。粉碎装置3可以对目标固态原料进行多次粉碎，以将筛网上大颗粒的残留物尽可能都破碎至5mm以下，至辊式破碎机31无残留物或残留物无法进一步破碎。基于该种情况，在操作一中，本方法可以基于破碎损耗，预先多放置一些目标固态原料。

在集成时，可以将辊式破碎机31装设于过滤装置上方，之后，可以通过管道将满足粒径要求的粉碎固态原料送入混合装置4中，混合装置4与辊式破碎机31的连接处可以设置单向阀91，以使粉碎装置3内的目标固态原料、目标液态原料、制备物料和混合物料、目标电解液等均无法反流。

操作三、将目标液态原料从储液装置6传输至混合装置4，与粉碎固态原料混合，得到混合物料。

在本方法操作三中，具体包括：首先，根据制备装置5的储液容量，确定指定体积和/或重量的目标液态原料；然后，通过设置于储液装置6中的流量计93，确定一段时间内从储液装置6传输至制备装置5的体积和/或重量，以从储液装置6获取指定体积和/或重量的目标液态原料，并将目标液态原料输送至混合装置4；再后，目标固态原料与目标液态原料在混合装置4中充分混合后，进入制备装置5。

储液装置6与混合装置4之间通过管道连接，管道上依次设置有电控阀门92、流量计93和循环泵94。在第一次混合过程中，目标液态原料从储液装置6依次经过电控阀门92、流量计93和循环泵94进入混合装置4与粉碎固态原料进行初步混合，在第二次及后续的混合过程中，储液装置6内的储液溶液经过电控阀门92、流量计93和循环泵94进入混合装置4与粉碎固态原料进行初步混合，得到混合物料。

本方法的操作二和操作三可以同步进行，也可以先后进行，两者互不关联。粉碎固态原料和目标液态原料可以同时或先后送入混合装置4，混合装置4同时具有粉碎固态原料和目标液态原料时进行混合处理，混合装置4可以为静态混合器41，粉碎固态原料和目标液态原料在静态混合器41中进行初步的混合、搅拌和化学反应，得到混合物料，并沿管道进入操作四的制备装置5进行制备，得到制备物料。

参见图4和图5，为了进一步提高目标固态原料和目标液态原料的混合效果，可考虑使用微混合器组43来替代静态混合器41。微混合器组包括多个微混合器，为满足液流电池用碱性电解液的制备，需要使用大量同样的微混合器进行并联操作，通过“数目放大方法”，来有效地提高微混合器组的总处理量，使其与静态混合器的处理量相当。相对于使用静态混合器，微混合器组会产生较大的压损，在试验阶段需要确认单个微混合器可能产生的压降，用来选择合适循环泵的扬程和流量。

且由于微混合器组43内流道的截面几何尺寸在微米量级，对进入微混合器组43的原料具有一定的颗粒度要求。此处选用的微混合器组43，其内部流道的宽度和深度的大致范围为50μm~600μm，内部流道的长度与微混合器组43的外形尺寸有关。针对微混合器组43的特点，需要选择的粉碎装置能将目标固态原料粉碎至100目以下（颗粒度小于0.15mm），一般为涡轮粉碎机或球磨机33。当制备要求得到的粉末固态原料的最大直径不超过0.15mm时，筛网的精度可以选择100~150目。涡轮粉碎机或球磨机33可以对目标固态原料进行多次粉碎，已将筛网上大颗粒的残留物尽可能都粉碎至0.15mm以下，至该类粉碎装置无残留物或残留物无法进一步破碎。

与宏观静态混合器中的多级混合釜的混合过程类似，通过微混合器组43的微混合过程，在每一级中多相流体不断被分割和再汇合，可实现多相流体的充分混合，且混合效率和效果都优于静态混合器。如图4所示，基于分隔、再成型、重新组合机理，利用这种概念的微混合***通过不断重复分隔、再成型、重新组合的过程实现多相流体的完全混合。由图4中各段截面图可知，多相流体在进入微混合器后先被分为两股、四股、之后流道的宽度和高度同时发生变化，而截面积保持不变、随后经历流体层数加倍，并伴随流道的宽度和高度同时发生变化，而截面积保持不变。上述过程可多次重复，从而提高混合效率。在微混合器组43前可考虑设置缓冲室44，用于粉碎固态原料和目标液态原料的初步接触，由于缓冲室的内部结构，可对进入其中的液体进行扰动，形成涡流。这样在水力作用下的混合物料进入微混合器组43进行混合的效果更好。

和/或，将制备物料多次从制备装置5传输至混合装置4，在混合装置4内洗去沉积的粉碎固态原料，得到混合物料。

在另一种情况下，本方法为了能够充分制备目标电解液，当制备装置5中存在制备物料的情况下，还可以将制备物料通过管道送入混合装置4，与粉碎装置3中残留的粉碎固态原料进行初步混合，得到混合物料。为方便解释，本说明中，来自制备装置5的溶液均可以定义为制备物料。

操作四、将混合物料从混合装置4传输至制备装置5，制备装置5利用混合物料进行电解液制备，并通过加热装置7和换热装置8使制备环境满足制备温度要求，得到制备物料。

在本方法操作四中，制备装置5为反应釜51，反应釜51的顶部与混合装置4之间通过管道连接，混合物料从反应釜51的顶部进入，通过反应釜51内的反应装置进行制备反应，同时，通过加热装置7和换热装置8使反应釜51内的制备环境满足制备温度要求，得到制备物料。其中，反应釜51内可以设置热电偶温度计97检测实际制备温度，加热装置7可以为微波发生器71，对反应釜51内液体进行加热。换热装置8可以为板式换热器，作为热量交换界面，对多套设备内配置的碱性电解液来进行热交换，进一步起到节能作用。

具体包括：将混合物料输送至制备装置5的反应釜51内，先后通过超重力反应器511和高剪切混合机512，使粉碎固态原料和目标液态原料在反应釜51内进行强化混合和化学反应，得到制备物料。

超重力反应器511包括旋转组件和分离挡片，旋转组件在电机带动下绕旋转轴高速旋转，分离挡片为超重力反应器511的外侧边沿阻挡装置，分离挡片表面形成多孔道结构，孔道的直径小于混合物料中粉碎固体物料的初始直径，并被设计成制备物料经过该工艺过程后最大要求粒径。

优选的超重力反应器511结构，包括引流对冲管及射流喷嘴5111、旋转组件和分离挡片。其中引流对冲管分两股，可将由经混合装置初步混合的混合物料导引至超重力反应器的中心区域，并在水力作用下，产生相互对撞的两股射流。这两股高能射流相互碰撞，并由于喷射和雾化作用形成很大的接触表面，有利于混合物料在超重力反应器内的初部混合，有利于射流进一步分离、散射至超重力反应器的分离挡片表面，以及后续混合物料在超重力环境下的强化混合和化学反应。

在这个过程中，混合物料在超重力反应器511内高速旋转，混合物料中的液体会随着离心力经孔道被抛离反应器，而混合物料中的固体由于直径的原因，在离心力的作用下，会在反应器中与流过的液体进行强化混合和化学反应。

根据电解液制备工艺流程，混合物料在完成一段时间的强化混合和化学反应后，其中的液体和小颗粒直径的固体在离心力的作用下被抛离超重力反应器511，流入反应釜51底部，仅存在一部分大颗粒直径的固体留在超重力反应器511中，此时超重力反应器511停止转动，预混合效果达成。

接下来打开在反应釜51顶部中心安装的高剪切混合机512，使混合物料在高剪切混合机512的叶片端面与定子齿圈内侧窄小间隙内受到剪切、摩擦、冲击和碰撞等作用而被粉碎地越来越细从而达到均质乳化目的。根据电解液制备工艺流程，在反应釜51底部的固液混合物料在完成一段时间的均质混合和进一步化学反应后，静置于反应釜51内。

整个配液过程会多次重复上述液流循环，即反应釜51内静置的制备物料会通过反应釜51底部的管路，经过电控阀门92、流量计93、循环泵94后进入静态混合器41，进行混合和搅拌，然后从反应釜51的顶部重新进入反应釜51内的超重力反应器511，与超重力反应器511内残留的大颗粒固体物质再次进行强化混合、搅拌和化学反应。每次这样的液流循环，都会使反应釜51内的大颗粒固体物质减少，直到固体物质完全溶解于碱性混合液中。反应釜51内高剪切混合机512能保证碱性混合液最终会被均质乳化，并形成一定活性物质浓度，一定pH值的稳定碱性电解液。位于反应釜51顶部的超声波液位计96会记录本次配液过程中各阶段的液位值。

在制备过程中，通过加热装置7、换热装置8和反应釜51***保温层对制备物料进行加温、控温和保温，和/或，将制备物料通过放热管路进行自循环，以对制备物料进行降温；制备装置5利用混合物料进行电解液制备，并通过加热装置7和换热装置8使制备环境满足制备温度要求，得到制备物料。

反应釜51为不锈钢材质结构，内部腔室用于上述电解液的制备，反应釜51***在一定高度安装微波馈入器的多个探头，探头与外部的微波发生器71通过电缆连接，将微波馈入反应釜51的内部腔室。微波具有加热作用，能够均匀地为腔室内的制备物料加热。

当目标电解液包括阳极电解液和阴极电解液两种电解液的情况下，还包括：确定阳极制备装置5中阳极制备物料对应的阳极预设温度，实时检测阳极制备装置5中阳极制备物料对应的阳极实际温度；确定阴极制备装置5中阴极制备物料对应的阴极预设温度，实时检测阴极制备装置5中阴极制备物料对应的阴极实际温度；根据阳极预设温度、阳极实际温度、阴极预设温度和阴极实际温度，通过换热装置8对阳极制备装置5中的阳极制备物料和阴极制备装置5中的阴极制备物料进行热交换。

对于液流电池来说，通常存在阴、阳极侧电解液。对于该碱性电解液制备设备来说，存在双侧电解液配液装置共同工作的过程。双侧电解液配液过程可看作两个单侧电解液配液装置同时工作的过程，考虑到阴、阳极侧电解液内溶液和溶质所需原料的不同，制备过程的各自合理的溶解温度也不同，可使用一个微波发生器71来控制两个反应釜51***的微波馈入器多个探头的工作时间，起到不同的加热作用；当需要对该部分液体降温时，则可以通过液流循环，带走一部分热量，将碱性溶液的温度控制在一定范围内。可以使用板式换热器作为热量交换界面，对阳极制备设备和阴极制备设备内配置的碱性电解液来进行热交换，进一步起到节能作用。

操作五、将制备物料从制备装置5传输至储液装置6，与储液装置6内的溶液混合，得到混合后的储液溶液。

将制备物料通过管道传输至储液装置6中，与储液装置6内的目标液态原料或上一轮得到的储液溶液混合，得到混合后的储液溶液，如此，完成其中一轮的制备。

重复操作二至操作五，至储液装置6内的储液溶液满足目标电解液参数，得到目标电解液。

按照上述的制备方式，重复操作二至操作五，至储液装置6内的储液溶液满足目标电解液参数，得到目标电解液。具体的，由于本方法一开始按照目标电解液的成分、浓度、纯度及需求量确定了对应成分、浓度、纯度及需求量的目标固态原料和目标液态原料，在所有目标液态原料均完成制备时，可以认定为储液溶液满足目标电解液参数，得到目标电解液，也可以在储液罐61内设置成分及浓度检测装置，当成分及浓度满足目标电解液参数时，认定为得到目标电解液。

操作六、在可移动载具运输至目的地时，将目标电解液输送至外部容器中。

当可移动载具运输至目的地时，可以通过将储液装置6的出口与外接管路连接，通过外接管路将目标电解液输送至外部容器中，外部容器的体积可以与储液罐61体积保持一致或不一致。进一步的，通过对外接管路的控制，可以直接将储液装置6中的目标电解液灌注至同等体积的目标液流电池中，从而节省液流电池的制备环节，降低污染可能性。

具体的，可以打开储液罐61对应外部管路的电动阀门，制备好的电解液经过储液罐61底部管路、电动阀门、流量计93和循环泵94，被注入项目现场液流电池储能***的储液罐61内。流量计93可计算所注入电解液的体积，是否满足液流电池储能***的需要，由于该设备中的阴、阳极侧储液罐61体积与液流电池储能***的储液罐61的体积一致，电解液制备过程中去离子水、电解液溶剂和溶质所需物料的备料过程经过严格计量，存在的偏差可控。

对应的，在原料准备阶段，往储液罐61内注入目标液态原料的过程中，可以通过打开对应储液罐61的电动阀门，将准备好的目标液体原料经过反应釜51底部管路、电动阀门、流量计93、循环泵94、静态混合器41和Y型过滤器98，注入设备储液罐61内，流量计93可计算所注入目标液态原料的体积，是否满足配液设备的需要。

应用本方法，可根据目标液流电池储能单元的基本容量需求，选择合适大小的储液罐61，配套碱性电解液制备装置5，并将其集成在一个体积足够的定制集装箱内。该装备在液流电池***项目部署时，以车载集装箱1形式运输至项目现场。在出发前，可完成与电解液相关容量相对应的目标固态原料的放置和目标液态原料的罐装。在运输过程中，完成相对应的目标电解液溶剂所需物料的准备和投料，完成相对应的碱性电解液溶质所需物料的准备和投料，并在运输过程中完成电解液制备过程中的物料混合、加液、制备等工作。由于该类工作可自动化进行，且无需环境配合，在运输过程中独立完成，节省了液流电池配液的时间。在车载集装箱1运输至项目现场时，只需完成同等体积储液罐61内碱性电解液的传输即可，加快了液流电池储能***项目实施的进度。

在一可实施方式中，方法还包括：

在操作二之前，若目标液态原料存在相变问题，储液装置6将目标液态原料传输至制备装置5，通过加热装置7和/或使目标液态原料恢复原料状态，再传输至混合装置4。

在得到目标电解液之后，当目标电解液出现结晶问题时，储液装置6将目标电解液传输至制备装置5，通过加热装置7使目标电解液恢复液体状态，再传输至储液装置6。

具体的，在高海拔、高寒地区使用该方法时，存在混液初期的目标液态原料准备温度和混液终期的电解液温度保持问题。

在实际制备过程中，若储液装置6内的目标液态原料或储液溶液存在相变问题，则不利于后续的混合操作和制备操作，需要对目标液态原料或储液溶液进行状态恢复，基于此，可以在保持混合装置4和制备装置5内无其他物料的前提下，通过管道将存在相变问题的目标液态原料或储液溶液通过管道经过混合装置4输送至制备装置5，在制备装置5中，通过加热装置7或换热装置8对存在相变问题的目标液态原料或储液溶液进行加热，使其恢复至原料状态，再通过制备装置5的管道传输回混合装置4中，与粉碎固态原料进行初步混合，得到混合物料。

混液初期的目标液态原料如去离子水温度过低，可能导致液体部分相变成固态，不利于后续的混液工作。这种情况下，可以按照上述步骤混液过程，将一部分去离子水引入反应釜51中，并通过微波加热的方式对其进行加热后再返回储液罐61，这样反复多次，可明显提高储液罐61内去离子水的温度，使去离子水的固态相变消失。储液罐61内置热电偶温度计97可实时监控并记录去离子水的温度状态，在温度低于某一数值时开启该过程，并在温度高于某一数值时停止该过程。

在实际制备中，在得到目标电解液之后，当目标电解液由于温度过低出现结晶时，参考对目标液态原料和储液溶液的处理，可以通过管道将目标电解液输送至制备装置5，通过加热装置7进行加热，使目标电解液恢复液体状态，再传输至储液装置6。进一步的，为了节省空间，提高集成度，可以利用已有的储液装置6、混合装置4、制备装置5之间的管路，将目标电解液通过混合装置4传输至制备装置5进行加热，再传输回储液装置6中。

混液终期的目标电解液温度过低，可能导致电解质溶液的溶解度下降，并出现结晶问题，不利于后续的液流电池储能***的项目实施。这种情况下，可以按照上述步骤混液过程，将一部分电解液引入反应釜51中，并通过微波加热的方式对其进行加热后再返回储液罐61，这样反复多次，可明显提高储液罐61内电解液的温度，使电解液内的结晶消失。储液罐61内置热电偶温度计97可实时监控并记录电解液的温度状态，在温度低于某一数值时开启该过程，并在温度高于某一数值时停止该过程。

在液流电池储能***的项目实施过程中，储液罐61内配制完毕的阴、阳极侧电解液会被取样并送检，待确认电解液溶剂、溶质及其他微量元素浓度符合要求后，可开始电解液操作六的传输过程，如发现相关物质浓度存在问题，还可以采取其他措施。

在操作五中，若制备物料温度超过制备温度，将制备物料从制备装置5通过放热管路回流至制备装置5，实现制备物料的自循环。

在实际制备中，电解液溶剂配制的过程为升温过程，但形成的高温碱性溶液可能不利于溶质粉碎固态原料溶于碱性溶液的过程，高温甚至有可能破坏某些原料的分子结构，生成不必要的副产物。所以有必要在此过程中对反应釜51内的溶液进行适当温控。当反应釜51内的温度计显示碱性溶液或目标电解液的温度过高时，需要对该部分液体降温时，可以通过液流循环，带走一部分热量，将碱性溶液的温度控制在一定范围内。具体的，当存在制备装置5内的制备物料的实际温度超过制备温度的场景时，通过管道在制备装置5外形成可回流的放热管路，使温度过高的制备物料通过可回流的放热管路在外部自循环进行放热后回流至制备装置5，以实现对温度过高的制备物料的降温。进一步的，为了节省空间，提高集成度，可以利用已有的制备装置5与混合装置4之间形成的管路作为放热管路，实现制备物料的外部自循环。

在根据制备装置的储液容量，确定指定重量的目标固态原料之前，当目标固态原料有多种时，确定传输至所述制备装置的目标液态原料成分；选择可溶解于所述目标液态原料成分的目标固态原料进行称重处理。

具体的，目标固态原料有多种时，多种目标固态原料的溶解度不同，可以根据目标固态原料的溶解度确定对应的溶解顺序，具体的，可以确定不同目标固态原料相对目标液态原料的溶解度，然后按照溶解度从高到低依次选择合适的目标固态原料进行每轮制备工作，每一轮的目标固态原料也可以是多种的。在实际制备中，目标电解液呈碱性，有的目标固态原料与目标液态原料搅拌可形成碱性溶液，而有的目标固态原料仅溶于碱性溶液，难溶于目标液态原料，所以整个目标液态原料与目标固态原料的搅拌应遵循：先搅拌可溶于目标液态原料的目标固态原料生成碱性溶液，再搅拌可溶于碱性溶液的目标固态原料的规律。

需要补充的是，基于最终的目标电解液是多轮制备物料在储液装置中混合得到的，故每一轮的目标固态原料和目标液态原料的称重量可以无需精确，每一轮的目标固态原料和目标液态原料的具体类别也可以不一样。

在操作一之前，方法还包括：首先，根据目标电解液的成分、浓度、纯度及需求量确定目标固态原料的成分、纯净度和需求量和目标液态原料的成分、纯净度和需求量；然后，基于目标固态原料的成分、纯净度和需求量和目标液态原料的成分、纯净度和需求量筛选符合尺寸和制备条件的原料装置2、粉碎装置3、混合装置4、制备装置5、储液装置6、加热装置7和换热装置8；再后，基于原料装置2、粉碎装置3、混合装置4、制备装置5、储液装置6、加热装置7和换热装置8，筛选符合尺寸条件的车载集装箱1和用于负载车载集装箱1的可移动载具；之后，将原料装置2、粉碎装置3、混合装置4、制备装置5、储液装置6、加热装置7和换热装置8集成于车载集装箱1中。

在确定已知尺寸的原料装置2、粉碎装置3、混合装置4、制备装置5、储液装置6、加热装置7和换热装置8之后，可以基于集成度要求对上述装置进行排布，并通过管道或传送装置进行连接，以在车载集装箱1内实现装置的高度集成、高度自动化、结构紧凑，流动性强的效果。

在一可实施方式中，混合装置4、制备装置5和储液装置6上均设置有溢流阀，溢流阀用于供副产物排放。

参见图1、图3和图4，在一可实施方式中，根据目标电解液成分、浓度、纯度及需求量，确定目标固态原料成分、纯净度和需求量和目标液态原料成分、纯净度和需求量，包括：首先，根据目标电解液的成分、浓度、纯度及需求量确定阳极电解液的成分、浓度、纯度及需求量和阴极电解液的成分、浓度、纯度及需求量；然后，根据阳极电解液的成分、浓度、纯度和需求量确定阳极固态原料成分、纯净度和需求量；再后，根据阴极电解液的成分、浓度、纯度和需求量确定阴极固态原料成分、纯净度和需求量。

在常规的液流电池制备中，通常包括阴极电解液和阳极电解液，本方法可以将针对阴极电解液的制备设备和针对阳极电解液的制备设备同时集成到同一车载集装箱中，以进一步提高运输和制备效率。

在一可实施方式中，基于目标固态原料的成分、纯净度和需求量和目标液态原料的成分、纯净度和需求量筛选符合尺寸和制备条件的原料装置、粉碎装置、混合装置、制备装置、储液装置、加热装置7和换热装置8，包括：首先，基于阳极固态原料成分、纯净度和需求量和阳极液态原料成分、纯净度和需求量确定阳极原料装置、阳极制备装置521和阳极储液装置621，对应确定阳极粉碎装置321、阳极混合装置421；然后，基于阳极储液装置621的容量来确定阳极制备装置521的容量，阳极制备装置521的储液容量为阳极储液装置621储液容量的1/4~1/15；再后，在阳极制备装置521中设置液位传感器和热电偶温度计97，监控阳极制备装置521工作时的阳极液位状态和阳极温度状态。阳极液位状态和阳极温度状态根据实际情况进行确定。

同理，基于目标固态原料的成分、纯净度和需求量和目标液态原料的成分、纯净度和需求量筛选符合尺寸和制备条件的原料装置、粉碎装置、混合装置、制备装置、储液装置、加热装置7和换热装置8，包括：首先，基于阴极固态原料成分、纯净度和需求量和阴极液态原料成分、纯净度和需求量确定阴极原料装置、阴极制备装置522和阴极储液装置622，对应确定阴极粉碎装置322、阴极混合装置422；然后，基于阴极储液装置622的容量确定阴极制备装置522的容量，阴极制备装置522的储液容量为阴极储液装置622储液容量的1/4~1/15；在阴极制备装置522中设置液位传感器和热电偶温度计97，监控阴极制备装置522工作时的阴极液位状态和阴极温度状态；再后，在阳极制备装置521和阴极制备装置522的对应位置设置换热装置8，通过换热装置8对阳极制备装置521中的制备物料和阴极制备装置522中的制备物料进行热交换。阴极液位状态和阴极温度状态根据实际情况进行确定。

在车载集装箱内同时集成有阴极电解液制备设备和阳极电解液制备设备的场景下，需要先基于阳极固态原料和阳极液态原料确定对应的阳极原料装置、阳极粉碎装置321、阳极混合装置421、阳极制备装置521、阳极储液装置621，根据阴极固态原料和阴极液态原料确定对应的阴极原料装置、阴极粉碎装置322、阴极混合装置422、阴极制备装置522、阴极储液装置622，基于阴极和阳极的制备参数不同，在阳极制备装置521和阴极制备装置522中均需要安装液位传感器和热电偶温度计97，监控阴极制备装置522工作时的阴极液位状态和阴极温度状态。

并且，由于本方法实施过程中可进行多次制备循环，且为了使目标电解液的混合度满足要求，本发明的制备装置的储液容量为储液装置储液容量的1/5~1/10，由于反应釜51与储液罐61之间体积的差距，一般反应釜51与储液罐61之间的有效体积之比进一步可以选为1:5~1:10；每次只能制备整个储液罐61内一部分电解液，一般每次制备的电解液容量占储液罐61内电解液总量的1/5~1/10；按照这个比例，每次配液前称重对应***相关的阳极固态原料或阴极固态原料，并将该固态原料送入对应***的辊式破碎机31一起破碎。如此设置，按照每次制备的电解液占储液罐61内电解液总量1/5~1/10，重复经过5~10次后完成整个储液罐61内电解液的配制。

参见图6，在一可实施方式中，将原料装置、制备装置和储液装置集成于车载集装箱，包括：首先，将阳极原料装置、阳极粉碎装置321、阳极混合装置421、阳极制备装置521和阳极储液装置621固定于车载集装箱的第一侧；然后，通过阳极传输装置连接阳极原料装置和阳极粉碎装置321，用于将目标固态原料从阳极原料装置输送至阳极粉碎装置321；再后，通过第一阳极传输管道连接阳极粉碎装置321和阳极混合装置421，用于将粉碎固态原料输送至阳极混合装置421；再后，通过第二阳极传输管道连接阳极储液装置621和阳极混合装置421，用于将阳极储液溶液从阳极储液装置621输送至阳极混合装置421；之后，通过第三阳极传输管道连接阳极制备装置521和阳极混合装置421，用于将阳极制备物料从阳极制备装置521输送至阳极混合装置421；之后，通过第四阳极传输管道连接阳极混合装置421和阳极制备装置521，用于将阳极混合物料从阳极混合装置421输送至阳极制备装置521；之后，通过第五阳极传输管道连接阳极制备装置521和阳极储液装置621，用于将阳极制备物料从阳极制备装置521输送至阳极储液装置621。

对应的，首先，将阴极原料装置、阴极粉碎装置322、阴极混合装置422、阴极制备装置522和阴极储液装置622固定于车载集装箱的第二侧；然后，通过阴极传输装置连接阴极原料装置和阴极粉碎装置322，用于将目标固态原料从阴极原料装置输送至阴极粉碎装置322；再后，通过第一阴极传输管道连接阴极粉碎装置322和阴极混合装置422，用于将粉碎固态原料输送至阴极混合装置422；再后，通过第二阴极传输管道连接阴极储液装置622和阴极混合装置422，用于将阴极储液溶液从阴极储液装置622输送至阴极混合装置422；之后，通过第三阴极传输管道连接阴极制备装置522和阴极混合装置422，用于将阴极制备物料从阴极制备装置522输送至阴极混合装置422；之后，通过第四阴极传输管道连接阴极混合装置422和阴极制备装置522，用于将阴极混合物料从阴极混合装置422输送至阴极制备装置522；之后通过第五阴极传输管道连接阴极制备装置522和阴极储液装置622，用于将阴极制备物料从阴极制备装置522输送至阴极储液装置622。

两套制备设备在集装箱中的集成方案需要满足结构紧凑、流动性强、装备集成度高的需求。

本发明实施场景中，车载集装箱除蒙皮外还设置有集装箱保温层。将车载集装箱内部进行划区，形成第一区域、第二区域和第三区域。第一区域用于固定阳极储液装置621，第二区域用于固定阴极储液装置622，第三区域用于设置各类制备装置，第一区域和第二区域的功能可以互换。第一区域和第二区域相加的区域与第三区域的位置可以互换。阳极储液装置621和阴极储液装置622均可以选为储液罐61，可以由不锈钢材质焊接而成，考虑到储液罐61内需要存储电解液，可以在储液罐61外设置防止罐体变形的加强筋，并在储液罐61内部焊接横向防波板和纵向防波板，以防止液体前后、左右流动振荡。且防波板可以同时提升储液罐61内部结构强度。储液罐61***还设置有储液保温层，以缓解电解液配液过程和运输过程中的热量损失，起到节能作用。

在第三区域远离第一区域的位置设置阳极原料装置和阴极原料装置，阳极原料装置和阴极原料装置均可以为若干置物架21，以放置阳极固态原料和阴极固态原料。集装箱位于阳极储液罐61的一侧，在置物架21和阳极储液罐61之间依次设置阳极称重装置221、阳极破碎装置、阳极混合装置421、阳极制备装置521，并在集装箱位于阴极储液罐61的一侧，在置物架21和阴极储液罐61之间依次设置阴极称重装置222、阴极破碎装置、阴极混合装置422、阴极制备装置522。

其中，置物架21和阳极称重装置221之间、阳极称重装置221与阳极破碎装置之间的传递可以通过阳极传输装置实现，阳极传输装置为手动、半自动或全自动物移设备，如机械臂、传送带、传送管道等。阳极破碎装置与阳极混合装置421之间通过第一阳极传输管道连接，第一阳极传输管道连接为固态颗粒粉末传输管道，可以将阳极破碎装置设置于阳极混合装置421上方，第一阳极传输管道的进口连接于阳极破碎装置底部，第一阳极传输管道的出口连接于阳极混合装置421顶部，在阳极混合装置421的顶部设有单向阀91，当粉碎的阳极固态原料进入静态混合器41后将无法反流。

第二阳极传输管道、第三阳极传输管道、第四阳极传输管道和第五阳极传输管道上均连接有电控阀门92、流量计93、循环泵94，以实现液体传输和流量监控。

第五阳极传输管道的进口端连接在反应釜51底部，管道上还设置有电动阀门、流量计93、循环泵94、静态混合器41和Y型过滤器98，第五阳极传输管道的出口端连接于储液罐61顶部，第五阳极传输管道的出口端设有喷嘴611，可自上而下将该部分电解液喷淋至储液罐61内；或将第五阳极传输管道的出口端浸入储液溶液中，管道末端设有喷嘴611将制备物料直接注入储液溶液中，进一步混合。Y型过滤器98内置滤芯，精度为30目左右，可将本轮次配液过程中难溶的物质滤去，减少难溶、不溶杂质通过电解液进入储液罐61。

同理，置物架21和阴极称重装置222之间、阴极称重装置222与阴极破碎装置之间的传递可以通过阴极传输装置实现，阴极传输装置为手动、半自动或全自动物移设备，如机械臂、传送带、传送管道等。阴极破碎装置与阴极混合装置422之间通过第一阴极传输管道连接，第一阴极传输管道连接为固态颗粒粉末传输管道，可以将阴极破碎装置设置于阴极混合装置422上方，第一阴极传输管道的进口连接于阴极破碎装置底部，第一阴极传输管道的出口连接于阴极混合装置422顶部，在阴极混合装置422的顶部设有单向阀91，当粉碎的阴极固态原料进入静态混合器41后将无法反流。

第二阴极传输管道、第三阴极传输管道、第四阴极传输管道和第五阴极传输管道上均连接有电控阀门92、流量计93、循环泵94，以实现液体传输和流量监控。

第五阴极传输管道的进口端连接在反应釜51底部，管道上还设置有电动阀门、流量计93、循环泵94、静态混合器41和Y型过滤器98，第五阴极传输管道的出口端连接于储液罐61顶部，第五阴极传输管道的出口端设有喷嘴611，可自上而下将该部分电解液喷淋至储液罐61内；或将第五阴极传输管道的出口端浸入储液溶液中，管道末端设有喷嘴611将制备物料直接注入储液溶液中，进一步混合。Y型过滤器98内置滤芯，精度为30目左右，可将本轮次配液过程中难溶的物质滤去，减少难溶、不溶杂质通过电解液进入储液罐61。

需要补充的是，在制备过程中，物料从准备区到投料区的输送过程中，不可避免会伴随固体物料粉末的外溢，故车载集装箱上需要设置通风装置99，通过通风装置99进行通风，以避免集装箱内粉末物质浓度的提高和累计，而引起燃烧或***。对于混液过程中可能出现的气体释放过程，集装箱内装设可燃、有毒气体探测器，并检测到在浓度达到一定程度时，通过通风装置99及时排放这些气体。

根据本发明的第二方面，提供了一种液流电池用碱性电解液制备装置5，应用于可移动载具，可移动载具上设置有车载集装箱1，车载集装箱1内集成有原料装置2、粉碎装置3、混合装置4、制备装置5、储液装置6、加热装置7和换热装置8；原料装置2，用于在可移动载具运输前，根据目标电解液的成分、浓度、纯度及需求量，将对应的目标固态原料放置至原料装置2；粉碎装置3，用于在可移动载具运输时，获取来自原料装置2的目标固态原料，对目标固态原料进行粉碎，得到粉碎固态原料，将粉碎固态原料输送至混合装置4；混合装置4，用于获取来自储液装置6的目标液态原料，与粉碎固态原料混合，得到混合物料；还用于多次获取来自制备装置5的制备物料，洗去沉积的粉碎固态原料，得到混合物料；制备装置5，用于获取来自混合装置4的混合物料，利用混合物料进行电解液制备，得到制备物料；加热装置7和换热装置8，用于使制备环境满足制备温度；储液装置6，用于在可移动载具运输前，根据目标电解液的成分、浓度、纯度及需求量，将对应的目标液态原料存储至储液装置6；还用于获取来自制备装置5的制备物料，与储液装置6内的溶液混合，得到混合后的储液溶液；还用于在可移动载具运输至目的地时，将目标电解液输送至外部容器中。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种液流电池用碱性电解液制备方法，其特征在于，应用于可移动载具，所述可移动载具上设置有车载集装箱，所述车载集装箱内集成有原料装置、粉碎装置、混合装置、制备装置、储液装置、加热装置和换热装置，所述方法包括：

操作一、在所述可移动载具运输前，根据目标电解液的成分、浓度、纯度及需求量，将对应的目标固态原料放置至所述原料装置，将对应的目标液态原料存储至所述储液装置；

操作二、在所述可移动载具运输时，将所述目标固态原料从所述原料装置输送至所述粉碎装置粉碎，得到粉碎固态原料，将所述粉碎固态原料输送至混合装置；

操作三、将所述目标液态原料从所述储液装置传输至所述混合装置，与所述粉碎固态原料混合，得到混合物料；

操作四、将所述混合物料从所述混合装置传输至所述制备装置，所述制备装置利用所述混合物料进行电解液制备，并通过加热装置和换热装置使制备环境满足制备温度要求，得到制备物料；

操作五、将所述制备物料从所述制备装置传输至所述储液装置，与所述储液装置内的溶液混合，得到混合后的储液溶液；

重复操作二至操作五，至所述储液装置内的储液溶液满足目标电解液参数，得到所述目标电解液；

操作六、在所述可移动载具运输至目的地时，将所述目标电解液输送至外部容器中；

还包括：

在操作二之前，若目标液态原料存在相变问题，所述储液装置将所述目标液态原料传输至所述制备装置，通过加热装置和/或换热装置使目标液态原料恢复原料状态，再传输至所述混合装置；

在操作五中，若制备物料温度超过制备温度，将所述制备物料从所述制备装置通过放热管路回流至所述制备装置，实现制备物料的自循环；

在得到所述目标电解液之后，当所述目标电解液出现结晶问题时，所述储液装置将所述目标电解液传输至所述制备装置，通过所述加热装置使目标电解液恢复液体状态，再传输至所述储液装置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在根据所述制备装置的储液容量，确定指定重量的目标固态原料之前，当目标固态原料有多种时，确定传输至所述制备装置的目标液态原料成分；

选择可溶解于所述目标液态原料成分的目标固态原料进行称重处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述目标电解液的成分、浓度、纯度及需求量确定目标固态原料的成分、纯净度和需求量和目标液态原料的成分、纯净度和需求量；

基于所述目标固态原料的成分、纯净度和需求量和目标液态原料的成分、纯净度和需求量筛选符合尺寸和制备条件的原料装置、粉碎装置、混合装置、制备装置、储液装置、加热装置和换热装置；

基于所述原料装置、粉碎装置、混合装置、制备装置、储液装置、加热装置和换热装置，筛选符合尺寸条件的所述车载集装箱和用于负载所述车载集装箱的可移动载具；

将所述原料装置、粉碎装置、混合装置、制备装置、储液装置、加热装置和换热装置集成于车载集装箱中。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述目标电解液成分、浓度、纯度及需求量，确定目标固态原料成分、纯净度和需求量和目标液态原料成分、纯净度和需求量，包括：

根据所述目标电解液的成分、浓度、纯度及需求量确定阳极电解液的成分、浓度、纯度及需求量和阴极电解液的成分、浓度、纯度及需求量；

根据所述阳极电解液的成分、浓度、纯度和需求量确定阳极固态原料成分、纯净度和需求量；

根据所述阴极电解液的成分、浓度、纯度和需求量确定阴极固态原料成分、纯净度和需求量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标固态原料的成分、纯净度和需求量和目标液态原料的成分、纯净度和需求量筛选符合尺寸和制备条件的原料装置、粉碎装置、混合装置、制备装置、储液装置、加热装置和换热装置，包括：

基于所述阳极固态原料成分、纯净度和需求量和阳极液态原料成分、纯净度和需求量确定阳极原料装置、阳极制备装置和阳极储液装置，对应确定阳极粉碎装置、阳极混合装置；

基于所述阳极储液装置的容量来确定阳极制备装置的容量，所述阳极制备装置的储液容量为阳极储液装置储液容量的1/4~1/15；

在所述阳极制备装置中设置液位传感器和热电偶温度计，监控阳极制备装置工作时的阳极液位状态和阳极温度状态；

基于所述阴极固态原料成分、纯净度和需求量和阴极液态原料成分、纯净度和需求量确定阴极原料装置、阴极制备装置和阴极储液装置，对应确定阴极粉碎装置、阴极混合装置；

基于所述阴极储液装置的容量确定阴极制备装置的容量，所述阴极制备装置的储液容量为阴极储液装置储液容量的1/4~1/15；

在所述阴极制备装置中设置液位传感器和热电偶温度计，监控阴极制备装置工作时的阴极液位状态和阴极温度状态；

在所述阳极制备装置和阴极制备装置的对应位置设置所述换热装置，通过所述换热装置对所述阳极制备装置中的制备物料和所述阴极制备装置中的制备物料进行热交换。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

将所述阳极原料装置、阳极粉碎装置、阳极混合装置、阳极制备装置和阳极储液装置固定于车载集装箱的第一侧；

通过阳极传输装置连接所述阳极原料装置和所述阳极粉碎装置，用于将目标固态原料从所述阳极原料装置输送至所述阳极粉碎装置；

通过第一阳极传输管道连接所述阳极粉碎装置和所述阳极混合装置，用于将粉碎固态原料输送至所述阳极混合装置；

通过第二阳极传输管道连接所述阳极储液装置和所述阳极混合装置，用于将阳极储液溶液从所述阳极储液装置输送至所述阳极混合装置；

通过第三阳极传输管道连接所述阳极制备装置和所述阳极混合装置，用于将阳极制备物料从所述阳极制备装置输送至所述阳极混合装置；

通过第四阳极传输管道连接所述阳极混合装置和所述阳极制备装置，用于将阳极混合物料从所述阳极混合装置输送至所述阳极制备装置；

通过第五阳极传输管道连接所述阳极制备装置和所述阳极储液装置，用于将阳极制备物料从所述阳极制备装置输送至所述阳极储液装置。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

将所述阴极原料装置、阴极粉碎装置、阴极混合装置、阴极制备装置和阴极储液装置固定于车载集装箱的第二侧；

通过阴极传输装置连接所述阴极原料装置和所述阴极粉碎装置，用于将目标固态原料从所述阴极原料装置输送至所述阴极粉碎装置；

通过第一阴极传输管道连接所述阴极粉碎装置和所述阴极混合装置，用于将粉碎固态原料输送至所述阴极混合装置；

通过第二阴极传输管道连接所述阴极储液装置和所述阴极混合装置，用于将阴极储液溶液从所述阴极储液装置输送至所述阴极混合装置；

通过第三阴极传输管道连接所述阴极制备装置和所述阴极混合装置，用于将阴极制备物料从所述阴极制备装置输送至所述阴极混合装置；

通过第四阴极传输管道连接所述阴极混合装置和所述阴极制备装置，用于将阴极混合物料从所述阴极混合装置输送至所述阴极制备装置；

通过第五阴极传输管道连接所述阴极制备装置和所述阴极储液装置，用于将阴极制备物料从所述阴极制备装置输送至所述阴极储液装置。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述目标固态原料从所述原料装置输送至所述粉碎装置粉碎，得到粉碎固态原料，将所述粉碎固态原料输送至混合装置，包括：

根据所述制备装置的储液容量，确定指定重量的目标固态原料；

通过称重装置从所述原料装置中获得指定重量的目标固态原料，将所述指定重量的目标固态原料通过粉碎装置进行粉碎，得到粉碎固态原料，所述粉碎固态原料的颗粒直径根据所述混合装置和制备装置对进料的颗粒度指标确定；

将所述粉碎固态原料输送至混合装置；

对应的，将所述目标液态原料从所述储液装置传输至所述混合装置，与所述粉碎固态原料混合，得到混合物料，包括：

根据所述制备装置的储液容量，确定指定体积和/或重量的目标液态原料；

通过设置于储液装置中的流量计，确定一段时间内从储液装置传输至所述制备装置的体积和/或重量，以从所述储液装置获取指定体积和/或重量的目标液态原料，并将所述目标液态原料输送至混合装置；

目标固态原料与目标液态原料在所述混合装置中充分混合后，进入制备装置。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述混合物料从所述混合装置传输至所述制备装置，所述制备装置利用所述混合物料进行电解液制备，并通过加热装置和换热装置使制备环境满足制备温度要求，得到制备物料，包括：

将所述混合物料输送至所述制备装置的反应釜内，先后通过超重力反应器和高剪切混合机，使粉碎固态原料和目标液态原料在反应釜内进行强化混合和化学反应，得到制备物料；

在制备过程中，通过加热装置、换热装置和反应釜***保温层对所述制备物料进行加温、控温和保温，和/或，将所述制备物料通过放热管路进行自循环，以对制备物料进行降温；

所述制备装置包括阳极制备装置和阴极制备装置，进一步的，还包括：

确定所述阳极制备装置中阳极制备物料对应的阳极预设温度，实时检测所述阳极制备装置中阳极制备物料对应的阳极实际温度；

确定所述阴极制备装置中阴极制备物料对应的阴极预设温度，实时检测所述阴极制备装置中阴极制备物料对应的阴极实际温度；

根据所述阳极预设温度、阳极实际温度、阴极预设温度和阴极实际温度，通过换热装置对所述阳极制备装置中的阳极制备物料和所述阴极制备装置中的阴极制备物料进行热交换。

10.一种液流电池用碱性电解液制备装置，其特征在于，应用于可移动载具，所述可移动载具上设置有车载集装箱，所述车载集装箱内集成有原料装置、粉碎装置、混合装置、制备装置、储液装置、加热装置和换热装置；

所述原料装置，与粉碎装置连接，用于在所述可移动载具运输前，根据目标电解液的成分、浓度、纯度及需求量，将对应的目标固态原料放置至所述原料装置；

所述粉碎装置，与混合装置连接，用于在所述可移动载具运输时，获取来自所述原料装置的所述目标固态原料，对所述目标固态原料进行粉碎，得到粉碎固态原料，将所述粉碎固态原料输送至混合装置；

所述混合装置，与储液装置连接，用于获取来自所述储液装置的目标液态原料，与所述粉碎固态原料混合，得到混合物料；还与制备装置连接，用于多次获取来自所述制备装置的制备物料，洗去沉积的粉碎固态原料，得到混合物料；

所述制备装置，与储液装置连接，用于获取来自混合装置的混合物料，利用所述混合物料进行电解液制备，得到制备物料；

所述加热装置，与制备装置连接，用于加热制备装置，使制备物料满足对应的制备温度；

所述换热装置，与多个制备装置连接，用于对多个制备装置进行热交换，使制备物料满足对应的制备温度；

所述储液装置，用于在所述可移动载具运输前，根据目标电解液的成分、浓度、纯度及需求量，将对应的目标液态原料存储至所述储液装置，还用于获取来自制备装置的制备物料，与所述储液装置内的溶液混合，得到混合后的储液溶液；

所述储液装置，还用于与所述混合装置和所述制备装置形成自循环的制备***，实现电解液的循环制备，至所述储液装置内的储液溶液满足目标电解液参数，得到所述目标电解液；

所述储液装置，还具有外接管路，用于在所述可移动载具运输至目的地时，通过外接管路将所述目标电解液输送至外部容器中；

若目标液态原料存在相变问题，所述储液装置还用于将所述目标液态原料传输至所述制备装置，通过加热装置和/或换热装置使目标液态原料恢复原料状态，再传输至所述混合装置；

所述制备装置还具有设置于制备装置外的放热管路，所述放热管路的两端均连接在制备装置上，若制备物料温度超过制备温度，将所述制备物料从所述制备装置通过放热管路回流至所述制备装置，实现制备物料的自循环；

在得到所述目标电解液之后，当所述目标电解液出现结晶问题时，所述储液装置将所述目标电解液传输至所述制备装置，通过所述加热装置使目标电解液恢复液体状态，再传输至所述储液装置。