[发明专利]一种降低液流电池电解液迁移的方法及装置

说明书

本发明涉及液流电池及能量恢复领域，特别是涉及一种降低液流电池电解液迁移的方法，解决现有液流电池电解液迁移、容量衰减等问题。该方法通过调节正负极两侧电解液储罐内的压力，使两侧储罐内的压力不同，用物理的方式通过压力差来降低液流电池电解液的迁移。本发明通过调节正负极两侧电解液储罐内的压力来降低液流电池电解液的迁移，同时能够解决由电解液迁移带来的容量衰减等问题，实现电池的长期运行和电解液的高效利用。本发明工艺简单，操作简便，无需使用任何额外的化学品，成本低，且效果显著。

技术领域

本发明涉及液流电池及能量恢复领域，特别是涉及一种降低液流电池电解液迁移的方法及其装置。

背景技术

液流电池是一种新型的储能系统，与传统的储能方式相比，具有能量转换效率高、系统设计灵活、蓄电容量大、选址自由、可深度放电、安全环保、维护费用低等优点，可以广泛应用于风能、太阳能等可再生能源发电储能、应急电源系统、备用电站和电力系统削峰填谷等方面，在能源存储方面尤其是再生能源的固定存储具有突出的优势。电池正负极电解液是液流储能电池中的重要组成部分，它起着储存能量、导通电路，将电能转化为化学能的作用。电解液中活性物质的浓度和电解液的电导率等将直接影响电池的充放电容量和电池性能；因此要求电解液具有较高的活性物质浓度和电导率，同时还应具有较好的化学稳定性和较低的成本。

不同的液流电池体系电解液迁移原因不同，例如全钒液流电池中不同价态钒离子的迁移速率不同，并且，由于不同价态的钒离子携带的水合离子数不同，导致在长期的运行过程中正负电解液价态失衡，同时电解液有少量迁移。该体系只要控制住钒离子的迁移，就可极大程度抑制其水迁移。因此有在全钒液流电池中加入不同类型的添加剂或抑制剂，以抑制钒离子的迁移。而碱性锌铁液流电池所用隔膜能有效阻止活性物质的迁移，不存在活性物质的互串，只存在明显的水迁移现象。因此不同体系的液流电池水迁移原因不同，需要提供的解决的方案也不尽相同。如果能找到一种降低液流电池迁移的通用方法，将对液流电池电解液领域具有重要影响。

本发明旨在开发一种通用型的降低液流电池迁移的装置，通过调节正负极两侧电解液储罐内的压力，使两侧储罐内的压力不同，用物理的方式通过压力差来降低液流电池电解液的迁移。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种降低液流电池电解液迁移的方法及其装置，解决由此带来的容量衰减的问题，实现电池的长期运行和电解液的高效利用。

本发明的技术方案为：

一种降低液流电池电解液迁移的方法，液流电池包括液流电池(1)，正极、负极电解液驱动器(2和2’)，管路(3)，密闭的正极、负极电解液储罐(4和4’)；其特征在于：于密闭的正极电解液储罐(4)和/

或负极电解液储罐(4’)内电解液上方的腔室充入气体或进行抽真空操作，使正极电解液储罐(4)和负极电解液储罐(4’)内具有不同的压力，之间具有压差。

正极电解液储罐(4)和负极电解液储罐(4’)的压差范围为0.01-0.1MPa。

一种可实现权利要求1所述方法的降低液流电池电解液迁移的装置，

所述包括液流电池(1)，正极、负极电解液驱动器(2和2’)，管路(3)，密闭的正极、负极电解液储罐(4和4’)；

所述正极电解液驱动器(2)将电解液通过管路由正极电解液储罐(4)送至液流电池(1)的正极腔，再通过管路返回至正极电解液储罐(4)中，完成正极电解液循环过程；

所述负极电解液驱动器(2’)将电解液通过管路由负极电解液储罐(4’)送至液流电池(1)的负极腔，再通过管路返回至负极电解液储罐(4’)中，完成负极电解液循环过程；