[发明专利]液流电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及电池领域，具体而言，涉及一种液流电池系统。 

背景技术

液流电池的种类很多，以应用较为广泛的全钒液流电池为例，全钒氧化还原液流电池是一种以不同价态的钒离子电解液进行氧化还原的电化学反应装置，能够高效地实现化学能与电能之间的相互转化。该类电池具有使用寿命长，能量转化效率高，安全性好，环境友好等优点，能用于风能发电和光伏发电配套的大规模储能系统，是电网削峰填谷、平衡负载的主要选择之一。因此，近年来全钒氧化还原液流电池逐渐成为大容量储能电池研究的重点。 

全钒液流电池分别以钒离子V2+/V3+和V4+/V5+作为电池的正负极氧化还原电对，将正、负极电解液分别存储于两个储液罐中，由泵驱动电解液至电池，再回至储液罐中形成闭合循环液流回路，以实现充、放电过程。 

在全钒液流电池系统中，电池堆性能的好坏决定着整个系统的充放电性能，尤其是充放电功率及效率。电池堆是由多片单电池依次叠放压紧，并且串联而成。其中，传统的单片液流电池和电池堆如图1所示，单体液流电池包括：液流框1、集流板2、电极3和离子交换膜4，由多个单体电池5依次叠放压紧并且串联组成电池堆6。 

图2示出了现有技术中的液流电池系统的结构示意图。如图2所示，电池堆6的两个半电池堆61和62分别接入正极和负极电解液液路循环，通过正极液体泵11和负极液体泵12驱动至正极储液罐7和负极储液罐8，形成两个电解液液路循环。 

温度的变化会对液流电池的电解液中不同价态的电解质溶解度有所影响，以全钒氧化还原液流电池为例，其中五价钒离子在高温下易沉淀，其他价态的钒离子在低温下易沉淀。当电解液中电解质浓度较高时，在高电荷态下正极电解液中五价钒离子化合物的的稳定性和溶解度会降低而析出结晶。这些析出物可能引起石墨毡、管道及液体泵等的堵塞，降低电池系统的充放电效率，甚至导致电池无法正常工作。 

另外，伴随温度的升高，电池材料腐蚀及副反应产生的速度会加快，对电池的密封以及防腐等要求更高。而钒电池在运行过程中不可避免的伴随着放热，这样，对钒电池的效率和寿命均会产生影响。 

发明内容

本发明旨在提供一种液流电池系统，以解决现有技术中液流电池工作过程中放热导致其效率和寿命降低的问题。 

为了实现上述目的，本发明提供了一种液流电池系统，包括：电池堆；电解液储液罐，通过电解液液路管与电池堆连接，并形成循环回路，液流电池系统还包括：换热器，设置在电解液液路管中。 

进一步地，电解液液路管包括：第一液路支管，连接在电池堆的电解液出口和电解液储液罐的进口之间；第二液路支管，连接在电池堆的电解液进口和电解液储液罐的出口之间，在第二液路支管中设有液体泵。 

进一步地，换热器设置在第一液路支管中。 

进一步地，换热器设置在第一液路支管中靠近电池堆的电解液出口处。 

进一步地，本发明的液流电池系统还包括：流量控制器，设置在换热器和电池堆之间。 

进一步地，换热器为多个，各换热器均设置在第一液路支管中。 

进一步地，换热器为多个，至少一个换热器设置在第二液路支管中，其余的换热器均设置在第一液路支管中。 

进一步地，换热器为空气散热器，包括：换热器进口管路和换热器出口管路；换热器散热管路，其两端分别与换热器进口管路和换热器出口管路连接，换热器散热管路包括多个相互平行且间隔设置的散热支管。 

进一步地，液流电池系统为全钒液流电池系统。 

应用本发明的技术方案，在液流电池系统的电解液液路管中增加换热器，这样，通过换热器进行热交换的方法，可以将电解液所携带的热量耗散或交换出液流电池系统，从而使液流电池处于优化的工作温度范围。从而有效解决现有技术中液流电池工作过程中放热导致其效率和寿命降低的问题。 

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： 

图1示出了现有技术中的液流电池和液流电池堆的结构示意图； 

图2示出了现有技术中的液流电池系统的结构示意图； 

图3示出了根据本发明的液流电池系统的实施例的结构示意图； 

图4示出了图3的液流电池系统的换热器的实施例的示意图；以及 

图5示出了根据本发明的液流电池系统的另一实施例的结构示意图。 

具体实施方式