[实用新型]一种柱状液流电池装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种全钒液流电池，尤其涉及一种柱状液流电池装置。

背景技术

由于全钒液流电池原理上的先进性，目前针对全钒液流电池方面的研究亦逐步展开。这其中具有代表性的科研项目例如探索电解质溶液浓度及添加剂对电化学反应的影响；钒溶液在不同碳电极材料上的电化学行为及电池的快速充放电性能；在钒硫酸溶液中添加适量的硫酸钠和甘油以提高钒离子的溶解度和溶液的稳定性；全钒液流电池用质子传导膜材料；开展全钒液流电池电极过程研究；全钒液流蓄电系统及其关键材料的研究开发，以及在高浓度、高稳定性电解质溶液的基础研究工作；铁/铬液流电池、多硫化钠/溴蓄电系统和全钒液流蓄电系统；全钒液流电池的离子交换膜材料选择、膜内物质迁移与扩散行为、电堆结构设计与自动化控制原理方面。随着国际上风电装机容量的迅速发展以及我国风电产业的快速成长，对大规模蓄电储能装备的市场需求日渐迫切。全钒液流电池技术呈现以下发展方向：(1)增大规模：发展大规模液流蓄电过程设计理论和集成原则，优化系统设计方案，构成数兆瓦时的超大规模液流蓄电系统，满足可再生能源发电、电网调峰等过程对大规模蓄电的需求。(2)提高效率：优化电堆结构和电池材料，减小正负极电解液交叉放电；增加电解液有效浓度和改变电极结构，降低过电位，提高液流蓄电系统能量效率。(3)降低成本：通过深入研究电池关键材料并进行规模化制备，探索新型电化学体系，优化液流蓄电系统组成，降低系统成本，增强市场竞争能力。(4)延长寿命：开发新型离子交换膜、电极和双极板材料，增强电池材料在电化学体系中的耐氧化性，延长大规模液流蓄电系统的使用寿命。

目前的全钒液流电池均采用双极板结构电堆，结构复杂。一方面，采用双电极串联，若其中一组损坏便会导致整个系统运行故障，且维修更换困难；另一方面，双极板电堆易发生内部渗漏，导致正负极电解液交叉污染，造成电堆能量损失较大。

实用新型内容

针对以上缺陷，本实用新型的目的是提供一种降低了生产成本、改进的模块结构设置合理、采用柱状液流电池模块结构的柱状液流电池装置，以实现通过与正负极电解质溶液和溶液输送系统组合，即可正常运行的独立电池模块。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种柱状液流电池装置，包括设置于装置外层的绝缘层、筒形结构的负极、正极以及隔膜圈，所述负极与隔膜圈外层之间填充为负极钒电解液腔；所述隔膜圈内侧与装置中心正极之间设置为正极钒电解液腔或负极钒电解液腔；所述正极与隔膜圈外层之间填充为正极钒电解液腔；该电池装置于正向输入端或负向输出端分别开设正极电解液进口管与负极电解液进口管；所述隔膜圈与正负电极均为筒形结构；正、负电极与隔膜之间填充为碳毡、石墨毡、碳布或其它增大电极比表面积的导电材料；正负电极和正负极电解液室数目为若干个。

与现有技术相比较，本实用新型所述的柱状液流电池装置的有益效果为：能够实现通过与正负极电解质溶液和溶液输送系统组合，即可正常运行的独立电池模块；采用柱状液流电池模块结构，正负电极和正负极电解液室数目为N(N为正整数)；电池模块之间可通过串并联实现电压及功率的放大；隔膜、正负电极均采用筒形结构；电极与隔膜之间可填充并可为碳毡、石墨毡、碳布或其它增大电极比表面积的导电材料；产品应用范围广，具有较大的可拓展空间。

附图说明

下面根据实施例和附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型实施例所述柱状液流电池装置的纵向剖面结构示意图；

图2是本实用新型实施例所述柱状液流电池装置的横向剖面结构示意图；

图3是本实用新型的另一实施例示意图。

图中：

1、绝缘层；2、负极；2′、正极；3、负极钒电解液腔；3′、正极钒电解液腔；4、隔膜圈；5、正极钒电解液腔；5′、负极钒电解液腔；6、正极；6′、负极；7、负极导线；7′、正极导线；8、正极导线；8′、负极导线；9、正极电解液进口管；9′、负极电解液进口管；10、负极电解液进口管；10′、正极电解液进口管；11、正极电解液出口管；11′、负极电解液出口管；12、负极电解液出口管；12′、正极电解液出口管。

具体实施方式

实施例1