[发明专利]具备催化剂管理与电解液容量再平衡的液流电池子系统

权利要求书

1.一种具备催化剂管理与电解液容量再平衡的液流电池子系统，与液流电池主系统相连，所述液流电池主系统包括主电堆、正极储液罐和负极储液罐，其特征在于，所述子系统包括：

功能型电堆；

第一流动环路，所述第一流动环路将所述功能型电堆的正极侧、所述主电堆的正极侧以及所述正极储液罐三个部分连接，同时具备调整循环回路的组合方式；

第二流动环路，所述第二流动环路将所述功能型电堆的负极侧、所述主电堆的负极侧以及所述负极储液罐三个部分连接，同时具备调整循环回路的组合方式；

第一辅助储液罐，所述第一辅助储液罐设置于所述功能型电堆的正极侧与所述第一流动环路相连的管路上；

第二辅助储液罐，所述第二辅助储液罐设置于所述功能型电堆的负极侧与所述第二流动环路相连的管路上；

所述子系统与所述液流电池主系统的主电堆、正极储液罐和负极储液罐之间构成组合方式可切换的循环回路；

将所述正极储液罐通过所述第一流动环路与所述功能型电堆的正极侧相连，所述负极储液罐通过所述第二流动环路与所述功能型电堆的负极侧相连，且所述主电堆被隔离于所述循环回路之外，经由所述第一辅助储液罐、所述第二辅助储液罐分别向所述功能型电堆的正极侧、负极侧充入所述正极储液罐、所述负极储液罐中的电解液，所述功能型电堆以原位电化学沉积法富集所述液流电池主系统电解液中的低浓度金属基催化剂离子；

断开所述功能型电堆与所述正极储液罐及所述负极储液罐的连接，并将所述功能型电堆两极侧分别通过所述第一流动环路、所述第二流动环路与所述主电堆的两极侧连通，此时控制所述功能型电堆放电使被富集在所述功能型电堆单极侧电极表面的金属基催化剂颗粒氧化、脱落，并溶解于所述子系统单极侧的电解液中，为所述主电堆的单极侧提供含有高浓度金属基催化剂离子的电解液；

将所述正极储液罐通过所述第一流动环路与所述子系统连通，同时隔离所述主电堆和所述负极储液罐，并将具有指定氧化或还原性的再平衡液充入到所述第二辅助储液罐中，以调整所述液流电池主系统中正极电解液荷电状态的平衡；或者将所述负极储液罐通过所述第二流动环路与所述子系统连通，同时隔离所述主电堆和所述正极储液罐，并将具有指定氧化或还原性的再平衡液充入到所述第一辅助储液罐中，以调整所述液流电池主系统中负极电解液荷电状态的平衡。

2.根据权利要求1所述的具备催化剂管理与电解液容量再平衡的液流电池子系统，其特征在于，所述功能型电堆采用嵌有叉指型流道的双极板。

3.根据权利要求1所述的具备催化剂管理与电解液容量再平衡的液流电池子系统，其特征在于，所述第一辅助储液罐、所述第二辅助储液罐的体积分别小于所述正极储液罐、所述负极储液罐的体积的1/10。

4.根据权利要求3所述的具备催化剂管理与电解液容量再平衡的液流电池子系统，其特征在于，所述第一辅助储液罐、所述第二辅助储液罐均设有进液口、出液口，用于向所述第一辅助储液罐、所述第二辅助储液罐补充、排出所述再平衡液。

5.根据权利要求1所述的具备催化剂管理与电解液容量再平衡的液流电池子系统，其特征在于，所述具有指定氧化或还原性的再平衡液包括：氯化铬和氯化亚铁酸性溶液的混合物、硫酸氧钒酸性溶液或葡萄糖溶液任一种。

6.根据权利要求1所述的具备催化剂管理与电解液容量再平衡的液流电池子系统，其特征在于，所述功能型电堆的正极侧通过第一供液泵与所述第一流动环路相连；所述功能型电堆的负极侧通过第二供液泵与所述第二流动环路相连。