一种用于全钒液流电池电解液制备的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于全钒液流电池电解液制备的装置，具有用于盛放液态和粉状原料的负极反应区，所述负极反应区具有可完全盖住所述负极反应区开口的顶盖，所述负极反应区的侧壁上开设有入料开口，所述用于全钒液流电池电解液制备的装置还包括一端与所述入料开口密封连接并与所述负极反应区相通、另一端接收所述液体和粉状原料的带排气功能的加料管。本实用新型克服现有的全钒液流电池的电解液制备和加入反应原料时容易有液体溅出或者粉尘逸出的情况、解决了反应和添加反应原料时容易产生危险且操作繁杂的缺点，提供一种有效防止液体溅出或者粉尘逸出、更安全且操作简便的用于全钒液流电池电解液制备的装置。
【专利说明】-种用于全钒液流电池电解液制备的装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电池领域，具体为一种用于全钒液流电池电解液制备的装置。
【背景技术】
[0002] 全钒液流电池是一种新型的储能电池，由于其容易实现规模化、循环寿命长、绿色 环保等特性，在大功率储能系统、可再生能源系统和大电网削峰填谷等方面得到了越来越 广泛的使用。全钒液流电池主要由电堆、电解液和供液系统构成，其特点之一是电池的电解 液和电极可以分开存放，且电池的活性物质存在于液体中。其工作原理为：将具有不同价态 的钒离子溶液分别作为正极和负极的活性物质，分别储存在各自的电解液储罐中。两种电 解液在各自的泵的驱动下，由各自的电解液储罐分别独立地循环流经电堆的正极或负极， 并在电极表面发生氧化和还原反应，实现对电池的充放电。
[0003] 目前，全钒液流电池的电解液一般通过电解的方法制备，具体步骤一般包括：打开 反应装置的盖子，将钒的化合物与混合酸溶液加入容器的负极反应区内；把另一酸溶液加 入正极反应区，正负极反应区之间通过离子膜分隔，然后盖上反应装置的盖子，通过电解的 方法至化合物反应完毕后，负极反应区可获得电解液。
[0004] 以上电解液的制备存在以下问题：1、添加液体或者粉状化合物原料时必须打开盖 子并从顶部加入，加入液体或者化合物，正极反应区不需要经常更替反应物，相比获取电解 液的负极反应区，则需要频繁释放制备完成的电解液并加入新的反应材料，而且制作容量 较大时，容易会造成添加液体反应物溅出，在倾倒较大批量粉状化合物一定会扬起一定程 度的粉尘，这两种反应物都具有一定的腐蚀性和毒性，液态反应物溅到操作人员的身上会 造成对皮肤或者眼睛等器官有严重损害，即使溅到其他设备上也会造成设备的腐蚀；而粉 状反应物若长期吸入，即使每次吸入非常微量都会对人的健康产生危害；2、反应时，装置内 会产生一定的酸
[0005] 气和氧气，氧气在装置内积聚到一定程度会遇到明火会产生危险；酸气吸入人体 会影响健康因此，反应时盖子不可以将口完全封上，而是要留出空隙使反应产生的气体尽 快逸出，操作人员盖盖子时需要注意，如果遗忘或操作不当，可能会造成不安全；另外，目前 的全钒液流电池的电解液反应装置一般为方形，虽然反应过程中一般伴随着搅拌，但装置 的角落处还是容易出现化合物的沉积，导致反应未能完全进行，化合物长时间累积会大大 影响电解液的质量，而且这种沉积是无法通过延长反应时间消除的，只能通过清理，增加了 反应装置的维护程序。 实用新型内容
[0006] 本实用新型解决的技术问题在于克服现有的全钒液流电池的电解液制备时容易 有液体溅出或者粉尘逸出的情况、反应时容易产生危险且操作繁杂的缺点，提供一种有效 防止液体溅出或者粉尘逸出、更安全且操作简便的用于全钒液流电池电解液制备的装置。
[0007] 本实用新型的用于全钒液流电池电解液制备的装置，具有用于盛放液体和粉状原 料的负极反应区，所述负极反应区具有可完全盖住所述负极反应区开口的顶盖，所述负极 反应区的侧壁上开设有入料开口，所述用于全钒液流电池电解液制备的装置还包括一端与 所述入料开口密封连接并与所述负极反应区相通、另一端接收所述液体和粉状原料的加料 排气管。
[0008] 作为优选，所述加料排气管自其与所述入料开口密封连接的一端起向另一端延伸 的方向上向上倾斜。
[0009] 作为进一步优选，所述加料排气管与开设有入料开口的侧壁之间的夹角的角度为 20° -70。。
[0010] 作为更进一步优选，所述加料排气管与开设有入料开口的侧壁之间的夹角的角度 为 40° -50°。
[0011] 作为更进一步所述加料排气管与开设有入料开口的侧壁之间的夹角的角度为 45。。
[0012] 作为优选，所述入料开口的最低端的高度不小于所述负极反应区侧壁高度的3/4。
[0013] 作为优选，所述加料排气管的接收所述液体和粉状原料的一端的横截面面积大于 所述加料排气管与所述入料开口密封连接的一端的横截面面积。
[0014] 作为优选，所述加料排气管包括管体和漏斗形状的加料口，所述管体的一端与所 述入料开口密封连接，所述管体的另一端与所述加料口密封连接。
[0015] 作为优选，所述加料口接收所述液体和粉状原料的入口是水平的。
[0016] 作为优选，所述顶盖采用透明耐腐蚀材料。
[0017] 作为优选，所述用于全钒液流电池电解液制备的装置相邻侧壁的内壁之间为圆滑 过渡。
[0018] 本实用新型的用于全钒液流电池电解液制备的装置和现有技术相比，具有以下有 益效果：
[0019] 1、本实用新型的用于全钒液流电池电解液制备的装置在侧壁上开设入料开口并 设置与入料开口相通的加料排气管，可将液体和粉状原料加入负极反应区，而大大减少相 比正极反应区而言需要频繁加入和排放反应物导致的液体溅出或者粉末逸出增加的情况， 保护操作人员的健康或者设备，加料时可先加粉末原料再添加液体原料。同时操作人员加 盖负极反应区的顶盖时，不需要刻意保留方便反应所需的排气缝隙，从而增加了操作的安 全性，并使得操作更加简便。
[0020] 2、加料排气管与开设有入料开口的侧壁之间的夹角的角度可使得液体和粉末更 容易地进加入负极反应区，同时可防止由于夹角太小造成的落料太急，引起粉尘的逸出。
[0021] 3、加料排气管的接收液体和粉状原料的一端的横截面面积大于加料排气管与入 料开口密封连接的一端的横截面面积。这种结构使得向负极反应区内添加液体和粉末原料 更加方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为本实用新型一个实施例的用于全钒液流电池电解液制备的装置打开顶盖 时的结构示意图。
[0023] 图2为本实用新型一个实施例的用于全钒液流电池电解液制备的装置盖上顶盖 时的结构示意图。
[0024] 附图标记
[0025] 1-用于全钒液流电池电解液制备的装置，2-负极反应区，3-开口，4-加料排气管， 5-侧壁，6-圆滑过渡，7-管体，8-加料口，9-正极反应区，10-顶盖，11-离子膜。
【具体实施方式】
[0026] 图1为本实用新型一个实施例的用于全钒液流电池电解液制备的装置打开顶盖 时的结构示意图。如图1所示，本实用新型的用于全钒液流电池电解液制备的装置，具有用 于盛放液体和粉状原料的负极反应区2和用于盛放另一种酸溶液的正极反应区9,正极反 应区9和负极反应区2之间通过离子膜11隔开。负极反应区2的顶部设有开口 3,其中负 极反应区的开口 3的面积与负极反应区2面积相当，便于搅拌装置伸入负极反应区2内对 负极反应区2的液体和粉状原料进行搅拌使其混合均匀，以利于反应的充分进行。所述负 极反应区2具有可完全盖住所述负极反应区2开口 3的顶盖10,即顶盖10在各方向上的尺 寸不小于负极反应区2的尺寸。
[0027] 正极反应区9也具有顶部的开口，图2为本实用新型一个实施例的用于全钒液流 电池电解液制备的装置盖上顶盖时的结构示意图。如图2所示，顶盖10盖住负极反应区2 的开口的同时，也盖住正极反应区9的开口，即正极反应区和负极反应区2的顶盖是一体 的。当然，正极反应区9和负极反应区2亦可各自设置独立的顶盖。当然，正极反应区的设 置不影响本实用新型的保护范围。
[0028] 所述负极反应区2的侧壁5上开设有入料开口（图中未示出），所述用于全钒液 流电池电解液制备的装置1还包括一端与所述入料开口密封连接并与所述负极反应区2相 通、另一端接收所述液体和粉状原料的加料排气管4。
[0029] 本实用新型的用于全钒液流电池电解液制备的装置1在侧壁5上开设入料开口并 设置与入料开口相通的加料排气管4,操作人员可通过加料工具，如漏斗或者其他工具，或 者不通过工具将液体和粉状原料加入负极反应区2,有效减少了液体溅出或者粉末逸出损 害操作人员的健康或者设备，加料时可先加粉末原料再添加液体。同时操作人员加盖负极 反应区2的顶盖时，可使入口被完全盖住，不需要刻意保留出供反应产生的气体排出的缝 隙，从而增加了操作的安全性，并使得操作更加简便。在反应时，反应产生的气体通过加料 排气管4排出负极反应区2,并可通过其他措施将气体从加料排气管4导出，例如在加料排 气管4的侧壁5上连接导气管（图中未示出）。
[0030] 作为优选，所述加料排气管4自其与所述入料开口密封连接的一端起向另一端延 伸的方向上向上倾斜。作为进一步的优选，所述加料排气管4与开设有入料开口的侧壁5 之间的夹角的角度为20° -70°。所述加料排气管4与开设有入料开口的侧壁5之间的夹 角的角度为40° -50°。所述加料排气管4与开设有入料开口的侧壁5之间的夹角的角度 可使得液体和粉末更容易地进加入负极反应区2,同时可防止夹角太小时，发生粉尘的少量 逸出。在本实施例中，所述加料排气管4与开设有入料开口的侧壁5之间的夹角的角度为 45。。
[0031] 作为优选，所述入料开口的最低端的高度不小于所述负极反应区2侧壁5高度的 3/4。操作时，负极反应区2内液体的液面不可超过负极反应区2侧壁5高度的3/4,以提供 充分的反应空间，负极反应产生的气体位于液面之上，可被容易地排出。
[0032] 作为优选，所述加料排气管4的接收所述液体和粉状原料的一端的横截面面积大 于所述加料排气管4与所述入料开口密封连接的一端的横截面面积。这种结构使得向负极 反应区2内添加液体和粉末原料更加方便。在本实施例中，所述加料排气管4包括管体7和 漏斗形状的加料口 8,所述管体7的一端与所述入料开口密封连接，所述管体7的另一端与 所述加料口 8密封连接。管体7与加料口 8可以是组合而成，亦可是一体成形。优选为一 体成形，可获得更好的密封性能。管体7和加料口 8的横截面可以是各种形状，如圆形或者 矩形。在本实施例中，管体7和加料口 8的横截面为矩形。另外，在本实施例中，如图1和 图2所示，加料口 8的入口是水平的，更便于加料并且可防止加料过急时导致液体或者粉末 溢出。当然，在其他实施例中，加料口 8的入口亦可是倾斜的。当然加料排气管4最好选择 耐腐蚀的材料制成。
[0033] 装置的侧壁5和顶盖须采用耐腐蚀材料，更具体地为耐硫酸腐蚀的材料。作为优 选所述顶盖优选采用透明耐腐蚀材料，可直接观察到液体的加入量，不需要计算即可防止 液体的液面超过负极反应区2侧壁5高度的3/4,当然装置的侧壁5也可选择透明材料。
[0034] 在本实施例中，所述用于全钒液流电池电解液制备的装置1相邻侧壁5的内壁之 间为圆滑过渡6,即装置的角落处为圆角，可防止粉末原料在此沉积并积聚导致反应不完 全、不均匀。
[0035] 以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新 型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员在本实用新型的实质和保护范围内，对 本实用新型做出的各种修改或等同替换也落在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种用于全钒液流电池电解液制备的装置，具有用于盛放液体和粉状原料的负极反 应区，所述负极反应区具有可完全盖住所述负极反应区开口的顶盖，其特征在于：所述负极 反应区的侧壁上开设有入料开口，所述用于全钒液流电池电解液制备的装置还包括一端与 所述入料开口密封连接并与所述负极反应区相通、另一端接收所述液体和粉状原料的加料 排气管。
2. 根据权利要求1所述的用于全钒液流电池电解液制备的装置，其特征在于：所述加 料排气管自其与所述入料开口密封连接的一端起向另一端延伸的方向上向上倾斜。
3. 根据权利要求2所述的用于全钒液流电池电解液制备的装置，其特征在于：所述加 料排气管与开设有入料开口的侧壁之间的夹角的角度为20° -70°。
4. 根据权利要求3所述的用于全钒液流电池电解液制备的装置，其特征在于：所述加 料排气管与开设有入料开口的侧壁之间的夹角的角度为40° -50°。
5. 根据权利要求4所述的用于全钒液流电池电解液制备的装置，其特征在于：所述加 料排气管与开设有入料开口的侧壁之间的夹角的角度为45°。
6. 根据权利要求1-5中任一项所述的用于全钒液流电池电解液制备的装置，其特征在 于：所述入料开口的最低端的高度不小于所述负极反应区侧壁高度的3/4。
7. 根据权利要求1-5中任一项所述的用于全钒液流电池电解液制备的装置，其特征在 于：所述加料排气管的接收所述液体和粉状原料的一端的横截面面积大于所述加料排气管 与所述入料开口密封连接的一端的横截面面积。
8. 根据权利要求7所述的用于全钒液流电池电解液制备的装置，其特征在于：所述加 料排气管包括管体和漏斗形状的加料口，所述管体的一端与所述入料开口密封连接，所述 管体的另一端与所述加料口密封连接。
9. 根据权利要求8所述的用于全钒液流电池电解液制备的装置，其特征在于：所述加 料口接收所述液体和粉状原料的入口是水平的。
10. 根据权利要求1-5中任一项或权利要求8或9所述的用于全f凡液流电池电解液制 备的装置，其特征在于：所述顶盖采用透明耐腐蚀材料。
11. 根据权利要求1-5中任一项或权利要求8或9所述的用于全f凡液流电池电解液制 备的装置，其特征在于：所述用于全钒液流电池电解液制备的装置相邻侧壁的内壁之间为 圆滑过渡。
【文档编号】H01M8/18GK203895553SQ201420326191
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】邱新平, 席靖宇, 刘炳良, 王永科, 陈定贤 申请人:广东威亚邦新能源科技有限公司