[发明专利]一种钒电池充电状态的检测方法及其装置

权利要求书

1.一种钒电池充电状态的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）用角度谱型表面等离子体共振传感器检测所述钒电池的电解液，得到所述电 解液的表面等离子体共振角度谱信息，并计算得到所述电解液的表面等离子体共振角 和/或折射率；

（2）通过预先建立的各种参数下电解液的表面等离子体共振角和/或折射率与充电 状态关系的数据库查询或计算得到所述钒电池的充电状态；

所述步骤（2）中的参数为总钒离子浓度、钒离子种类和酸度，所述数据库的建立 包括如下步骤：

（2.1）配置一定参数下的钒电池电解液；

（2.2）用角度谱型表面等离子体共振传感器检测不同充电状态下步骤（2.1）中钒 电池电解液的表面等离子体共振角度谱信息；

（2.3）计算并存储步骤（2.1）中的参数下钒电池充电状态同电解液的表面等离子 体共振角和/或折射率的关系；

（2.4）改变电解液的参数，重复步骤（2.1）～（2.3）直到检测并记录所需的全部 参数下钒电池充电状态同电解液的表面等离子体共振角和/或折射率的关系；

所述角度谱型表面等离子体共振传感器包括含有探测面的表面等离子体共振激发 模块，表面等离子体共振激发模块是一块折射率为1.75的重火石玻璃制成的一个斜面 上镀有40nm金膜的等边棱镜，镀金膜的一面即为探测面，所述步骤（1）和/或步骤（2） 中电解液的表面等离子体共振角和/或折射率的获得包括如下步骤：

A、使钒电池的电解液接触所述表面等离子体共振激发模块的探测面；

B、使光源以不同的入射角入射到所述探测面上，激发表面等离子体共振现象，所 述光源为单色或者准单色光源；

C、获取所述电解液的表面等离子体共振角度谱信息；

D、处理所述电解液的表面等离子体共振角度谱信息，计算得到电解液的表面等离 子体共振角和/或折射率。

2.如权利要求1所述的钒电池充电状态的检测方法，其特征在于：所述步骤B中， 所述光源经过会聚光路会聚后以不同的入射角从所述棱镜的入射面入射，并在所述棱 镜的探测面上发生内全反射后从所述棱镜的出射面出射，所述入射角大于全反射角。

3.一种钒电池充电状态的检测装置，其特征在于：包括角度谱型表面等离子体共 振传感器、电解液流池、处理模块和储存模块，所述角度谱型表面等离子体共振传感 器包括发光模块、表面等离子体共振激发模块和探测模块，其中：

所述表面等离子体共振激发模块是一块折射率为1.75的重火石玻璃制成的一个斜 面上镀有40nm金膜的等边棱镜，镀金膜的一面即为探测面，

所述发光模块，用于提供单色或者准单色光源，并使所述光源以不同的入射角入 射到所述表面等离子体共振激发模块的探测面上；

所述表面等离子体共振激发模块，用于在所述表面等离子体共振激发模块的探测 面上激发表面等离子体共振现象；

所述探测模块，用于获取所述电解液的表面等离子体共振角度谱信息；

所述处理模块，用于根据所述电解液的表面等离子体共振角度谱信息计算得到电 解液的表面等离子体共振角和/或折射率，并在预先建立的各种参数下电解液的表面等 离子体共振角和/或折射率与充电状态关系的数据库中查询或计算得到所述钒电池的充 电状态，所述参数为总钒离子浓度、钒离子种类和酸度；

电解液流池，与所述表面等离子体共振激发模块的探测面配合，设有电解液出入 的通道，使钒电池的电解液接触所述探测面；

所述存储模块，用于存储各种参数下电解液的表面等离子体共振角和/或折射率与 充电状态关系的数据库，所述电解液的表面等离子体共振角和/或折射率是在各种参数 下由所述检测装置检测得到。

4.如权利要求3所述的钒电池充电状态的检测装置，其特征在于：所述发光模块 包括沿发射光路方向依次设置的光源和会聚光路，所述会聚光路将所述光源发送的光 束会聚后以不同的入射角从所述棱镜的入射面入射并在所述棱镜的探测面上发生内全 反射后从所述棱镜的出射面出射，所述入射角大于全反射角。