钒电池的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种钒电池。该钒电池包括：电池堆；正极电解液储罐，与电池堆连接，形成第一循环回路；以及负极电解液储罐，与电池堆连接，形成第二循环回路，其中，钒电池还包括：用于向正极电解液储罐通入低价钒离子溶液的低价钒离子溶液供应装置，低价钒离子为二价钒离子和/或三价钒离子；用于回收正极电解液储罐中多余的高价钒离子溶液的高价钒离子溶液回收装置，高价钒离子为四价钒离子和/或五价钒离子。该钒电池中低价钒离子溶液供应装置能够向正极电解液储罐通入低价钒离子，以将其中的五价钒离子中和。高价钒离子溶液回收装置能够将正极电解液中多余的高价钒离子溶液回收，减少正负极电解液中钒离子的摩尔量之差。
【专利说明】钒电池
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及液流电池领域，具体而言，涉及一种钒电池。
【背景技术】
[0002]全钒氧化还原液流电池(钒电池)是一类新型电化学储能体系，具有功率大、容量大、能量转换效率高、使用寿命长、安全性高及绿色环保等优点，在与光伏发电和风力发电配套的大规模储能系统、智能电网调峰、通讯基站以及分布式电源等领域具有广阔的应用前景。
[0003]电解液是钒电池的活性物质，直接决定了电池系统的蓄电容量。钒电池的电解液中以不同价态的钒离子溶液作为电解质，以硫酸溶液作为支撑电解质。其中，在配置初始状态的正负极电解液时，正极电解液为四价钒离子溶液，负极电解液为与正极电解液等摩尔浓度和等体积的三价钒离子溶液。或者，正负极电解液均采用等摩尔浓度和等体积的三价、四价钒离子混合溶液(混合溶液中三价钒离子与四价钒离子的摩尔浓度浓度为1:1)，通过在钒电池中的原位电解，正极电解液中的混合溶液转换为四价钒离子溶液，负极电解液中的混合溶液转换为三价钒离子溶液。在后期的充放电过程中，钒电池通过不同价态钒离子的相互转换实现能量的存储于释放。其中，在充电过程中，正极电解液中的四价钒离子发生失电子反应，转化为五价钒离子，负极电解液中的三价钒离子发生得电子反应，转化为二价钒离子；在放电过程中，正负极电解液中的上述反应逆向进行。具体电池反应如下:
【权利要求】
1.一种I凡电池,包括: 电池堆(10)； 正极电解液储罐(20 )，与所述电池堆(10 )连接，形成第一循环回路；以及 负极电解液储罐(30)，与所述电池堆(10)连接，形成第二循环回路， 其特征在于，所述钒电池还包括: 用于向所述正极电解液储罐(20)通入低价钒离子溶液的低价钒离子溶液供应装置(40)，所述低价钒离子为二价钒离子和/或三价钒离子； 用于回收所述正极电解液储罐(20)中多余的高价钒离子溶液的高价钒离子溶液回收装置(50)，所述高价钒离子为四价钒离子和/或五价钒离子。
2.根据权利要求1所述的钒电池，其特征在于，所述钒电池中， 所述低价钒离子溶液供应装置(40)的出口端与所述正极电解液储罐(20)相连； 所述高价钒离子溶液回收装置(50)的入口端与所述正极电解液储罐(20)相连。
3.根据权利要求2所述的钒电池，其特征在于，所述高价钒离子溶液回收装置(50)为用以将所述高价钒离子电解为所述低价钒离子的电解池。
4.根据权利要求3 所述的钒电池，其特征在于，所述电解池中，其阴极(510)的入口端与所述正极电解液储罐(20)的出口端相连。
5.根据权利要求2所述的钒电池，其特征在于，所述高价钒离子溶液回收装置(50)为用以将所述高价钒离子还原为所述低价钒离子的化学还原池。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的钒电池，其特征在于，所述高价钒离子溶液回收装置(50 )和低价钒离子溶液供应装置(40 )为同一装置。
7.根据权利要求3至5中任一项所述的钒电池，其特征在于，所述负极电解液储液罐(30)和低价fL离子溶液供应装置(40)为同一装置,所述高价fL离子溶液回收装置(50)的出口端与所述负极电解液储液罐(30)连接，用于向所述负极电解液储液罐(30)中补充所述低价钒离子溶液。
8.根据权利要求7所述的钒电池，其特征在于，所述钒电池中， 所述正极电解液储罐(20)的出口端通过第一三通管(610)可选择地与所述电池堆(10)或所述高价钒离子溶液回收装置(50)相连通； 所述负极电解液储罐(30)的出口端通过第二三通管(620)可选择地与所述电池堆或所述正极电解液储罐(20)相连通。
9.根据权利要求8所述的钒电池，其特征在于，所述钒电池中， 所述第一三通管(610)与所述电池堆(10)之间的流路上设有第一阀门(710)； 所述第一三通管(610)与所述高价钒离子溶液回收装置(50)之间的流路上设有第二阀门(720)； 所述第二三通管(620)与所述电池堆(10)之间的流路上设有第三阀门(730)； 所述第二三通管(620)与所述正极电解液储罐(20)之间的流路上设有第四阀门(740)； 所述第一阀门(710)和所述第二阀门(720)不同时开启，且所述第三阀门(730)和所述第四阀门(740)不同时开启。
10.根据权利要求8所述的钒电池，其特征在于，所述钒电池中还包括设置在所述正极电解液储罐(20)的出口端与所述第一三通管(610)之间的第一液体泵(810);和设置在所述负极电解液储罐(30)的出 口端与所述第二三通管(620)之间的第二液体泵(820)。
【文档编号】H01M8/04GK203690409SQ201420053453
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年1月27日 优先权日:2014年1月27日
【发明者】高艳, 汤浩, 房红琳, 杜坤, 殷聪, 周正 申请人:中国东方电气集团有限公司