[发明专利]检测液流电池内电解液状态的SOC检测装置、方法及具有SOC检测装置的液流电池系统

说明书

本发明公开了一种检测液流电池内电解液状态的SOC检测装置、检测方法以及具有SOC检测装置的液流电池系统，包括端板、第一双极板、正/负极电解液检测腔、离子交换膜以及分别与所述正/负极电解液检测腔相连通的正极电解液进出口管路与负极电解液进出口管路；其特征在于，所述SOC检测装置还包括多个开设有第一通孔的绝缘板、参比检测腔以及置于所述参比检测腔内的作为电位测试电极的第二双极板，其中，所述绝缘板被分别设置于所述离子交换膜两侧以间隔参比检测腔与正/负极电解液检测腔；所述参比检测腔内充有参比溶液。本发明能够在保持检测装置的稳定的同时有效避免正极或负极电解液因价态失衡对电池系统可能造成的影响。

技术领域

本发明涉及液流电池技术，具体地说是一种检测液流电池内电解液状态的SOC检测装置、方法及具有SOC检测装置的液流电池系统。

背景技术

现有技术中的液流电池电解液状态的在线监测方法存在如下问题：

1.在现有的SOC电池结构，即使用一块与液流电池（特别是全钒）电堆类似的电池接入系统中，通过监测该电池的电压评估电解液所含的电量；但是该方法，由于检测的仅为正负极电解液的电压差，因此只能粗略地预估电解液所含电量，而不能较为精确的分析出正极电解液或负极电解液的电解液状态，因此无法避免正极或负极电解液因价态失衡对电池系统可能造成的影响；

2. 采用参比电极的方法，即通过参比电极测试电解液的电位，评估电解液的状态；但是该方法，由于参比电极的原理是参比液需要与待测液进行实时的离子交换，因此很难长时间保持参比溶液的稳定，且容易对待测溶液造成污染，亦即采用此方法，参比电极很容易失效；

3. 通过电位滴定法或分光光度法分析电解液的组成及状态，虽然采用电位滴定法或分光光度法分析电解液的组成及状态可获得较为准确的结果，但其最大的问题是无法在现场时时监测电解液的状态，需要将溶液取出后再进行测量，因此无法时时获悉电解液中钒离子的浓度；

综上可知，现有的液流电池电解液状态的在线监测方法均一定的弊端，不能满足实时监测液流电池电解液状态的使用需求。

发明内容

鉴于现有技术存在的弊端，本发明一方面提供了检测液流电池内电解液状态的SOC检测装置，以有效解决背景技术中所提及的技术问题。

一种检测液流电池内电解液状态的SOC检测装置，包括端板、第一双极板、正/负极电解液检测腔、离子交换膜以及分别与所述正/负极电解液检测腔相连通的正极电解液进出口管路与负极电解液进出口管路；其特征在于，所述SOC检测装置还包括多个开设有第一通孔的绝缘板、参比检测腔以及置于所述参比检测腔作为电位测试电极的第二双极板，其中，所述绝缘板被分别设置于所述离子交换膜两侧以间隔参比检测腔与正/负极电解液检测腔；所述参比检测腔内充有参比溶液。

进一步的，所述SOC检测装置的检测腔由参比检测腔以及正极电解液检测腔、负极电解液检测腔中的至少一种电解液检测腔组成。

进一步的，所述参比检测腔开有供参比溶液流通更新的第二通孔。

进一步的，所述参比溶液为具有钒离子的电解液。

进一步的，所述电解液中钒离子的价态范围为3.5价的价态或者4价与5价的混合价态中的一种。

进一步的，所述第二双极板置于参比检测腔内部分开有空腔，所述空腔的开孔面积与参比检测腔腔体内电极总面积的比例范围为0~1。

进一步的，所述第二双极板的材质为碳材料、金属材料、导电聚合物中的任意一种。

进一步的，所述第一通孔的孔径内填充有高比表面积材料或亲水性材料。

进一步的，所述第一通孔为直通孔或者沿所述绝缘板厚度方向延伸弯折的弯折孔。