一种液流电池系统结构的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及液流电池领域，具体为一种液流电池系统结构。
【背景技术】
[0002]随着化石能源的日渐紧缺和环境污染问题的日益严重，人类逐步把未来能源的希望寄托于风能、太阳能等可再生清洁能源的开发和利用，同时由于风能、太阳能等可再生能源的特点是具有不稳定性和不连续性，因此要将这些能源发电时产生的低品质电流收集起来并进行平滑、稳定和可控输出，才能满足用户终端的需求，实现可再生能源的真正意义上的应用。
[0003]液流电池是一种新兴的二次储能电池，与其它将活性物质储存在电池内部的普通电池不同，它将电解液储存在电堆外部的储罐，通过流体栗和流体输送管路实现电解液在电堆腔体内的循环流动，进而完成液流电池的充放电过程。液流电池作为储能系统，具有设计灵活(功率和容量可独立设计)、使用寿命长、充放电性能好、选址自由、能量效率高、安全环保、维护费用低和易实现规模化蓄电等其它常规电池所不具备的诸多优点。实际应用时，液流电池可以广泛应用于风能、太阳能等可再生能源发电系统作为储能系统，使产生的电力能够连续稳定的输出；也可以用来对电网进行削峰填谷，将用电低谷的电力储存起来，在用电高峰时输出，以此来平衡电力供需；另外，还可以作为应急电源系统和备用电站等，被认为是最具商业化前景的储能技术之一。目前，多个国家已相继建成kW?Mff级的液流电池示范系统，配套于太阳能、风能等可再生能源发电系统起到平滑输出、跟踪计划发电、平衡负荷和削峰填谷等作用。
[0004]目前，全f凡液流电池已经实现商业化应用，其中，f凡离子作为全f凡液流电池系统中唯一活性导电存储载体，其在溶液中的浓度和实际利用率决定着电池系统的充放电能力。由于氢离子交换膜的透过性，正负极钒离子不断随水分子迀移同时伴随着副反应的产生，全钒液流电池系统在经历长期充放电循环后，往往造成正极剩余大量V5+离子，所述V5+离子会与周围的硫酸根结合为某种沉淀，导致液流电池放电量降为初始电量的70 %以下，严重影响了电池的使用性能。现有技术中解决该技术问题的方式，一般为给液流电池系统配备大功率电解设备，定期去除沉淀物，设备成本高、耗电量大、物力人力消耗大。
【发明内容】
[0005]本发明针对以上问题的提出，而研制一种液流电池系统结构。
[0006]本发明的技术手段如下:
[0007]一种液流电池系统结构，包括:至少一个电堆、正极电解液储罐、负极电解液储罐、以及供电和/或用电的设备；所述电堆具有第一电输入输出端、第二电输入输出端、第一电解液入口、第二电解液入口、第一电解液出口和第二电解液出口 ；
[0008]所述正极电解液储罐和所述负极电解液储罐均连接所述电堆的第一电解液入口和第二电解液入口 ；所述电堆的第一电解液出口和第二电解液出口均与所述正极电解液储罐和所述负极电解液储罐相连；
[0009]所述设备具有正极接线端和负极接线端；所述电堆的第一电输入输出端和第二电输入输出端均可与所述正极接线端或负极接线端相连接；
[0010]进一步地:
[0011 ] 所述液流电池系统可工作在正接状态；
[0012]当所述液流电池系统工作在正接状态时，正极电解液由正极电解液储罐流出，进入所述电堆的第一电解液入口，然后由所述电堆的第一电解液出口流出，回到所述正极电解液储罐；所述负极电解液由负极电解液储罐流出，进入所述电堆的第二电解液入口，然后由所述电堆的第二电解液出口流出，回到所述负极电解液储罐；同时，所述电堆的第一电输入输出端连接所述设备的正极接线端，所述电堆的第二电输入输出端连接所述设备的负极接线端；
[0013]进一步地:
[0014]所述液流电池系统可工作在反接状态；
[0015]当所述液流电池系统工作在反接状态时，正极电解液由正极电解液储罐流出，进入所述电堆的第二电解液入口，然后由所述电堆的第二电解液出口流出，回到所述正极电解液储罐；所述负极电解液由负极电解液储罐流出，进入所述电堆的第一电解液入口，然后由所述电堆的第一电解液出口流出，回到所述负极电解液储罐；同时，所述电堆的第一电输入输出端连接所述设备的负极接线端，所述电堆的第二电输入输出端连接所述设备的正极接线端；
[0016]另外，还包括用于控制所述液流电池系统工作在正接状态或反接状态的控制系统；
[0017]进一步地:所述正极电解液储罐和所述负极电解液储罐分别通过具有三通结构的管路系统连接所述电堆的第一电解液入口和第二电解液入口 ；所述电堆的第一电解液出口和第二电解液出口分别通过具有三通结构的管路系统连接所述正极电解液储罐和所述负极电解液储罐；所述管路系统具有一个主管和两个与所述主管相连通的第一支管、第二支管；
[0018]进一步地:
[0019]所述第一支管和第二支管上均设有二通阀；
[0020]所述正极接线端和负极接线端均通过开关连接所述电堆的第一电输入输出端和第二电输入输出端；
[0021]进一步地:
[0022]所述主管与第一支管、第二支管的连接处设有三通阀；
[0023]所述正极接线端和负极接线端均通过开关连接所述电堆的第一电输入输出端和第二电输入输出端；
[0024]进一步地，所述控制系统通过控制所述二通阀和所述开关以使所述液流电池系统工作在正接状态或反接状态；
[0025]进一步地，所述控制系统通过控制所述三通阀和所述开关以使所述液流电池系统工作在正接状态或反接状态；
[0026]进一步地:
[0027]所述设备为储能逆变器；
[0028]正极电解液和负极电解液中的活性物质由相同元素组成。
[0029]由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种液流电池系统结构，能够有效解决现有技术中全钒液流电池系统在经历长期充放电循环后，由于V5+离子与周围的硫酸根结合为某种沉淀所造成的电池使用性能下降的问题，同时也避免了现有技术中互混电解液的解决方式所导致的电量损失和中断系统运行的问题，实现了在线恢复电池系统的性能，提高了电池系统的运行效率。
【附图说明】
[0030]图1、图2是本发明包括一个电堆的结构示意图；
[0031]图3、图4是本发明包括多个并联电堆的结构示意图；
[0032]图5、图6是本发明包括多个串联电堆的结构示意图。
[0033]图中:1、正极电解液储罐，2、负极电解液储罐，3、电堆，4、储能逆变器，9、三通阀，
10、二通阀，11、流体栗，12、开关，13、管路系统，31、第一电解液入口，32、第二电解液入口，33、第一电解液出口，34、第二电解液出口，35、第一电输入输出端，36、第二电输入输出端，41、正极接线端，42、负极接线端。
【具体实施方式】
[0034]如图1和图2所示的一种液流电池系统结构，包括:至少一个电堆3、正极电解液储罐1、负极电解液储罐2、以及供电和/或用电的设备4 ;所述电堆3具有第一电输入输出端35、第二电输入输出端36、第一电解液入口 31、第二电解液入口 32、第一电解液出口 33和第二电解液出口 34 ;所述正极电解液储罐I和所述负极电解液储罐2均连接所述电堆3的第一电解液入口 31和第二电解液入口 32 ;所述电堆3的第一电解液出口 33和第二电解液出口 34均与所述正极电解液储罐I和所述负极电解液储罐2相连；所述设备4具有正极接线端41和负极接线端42 ;所述电堆3的第一电输入输出端35和第二电输入输出端36均可与所述正极接线端41或负极接线端42相连接；进一步地所述液流电池系统可工作在正接状态；当所述液流电池系统工作在正接状态时，正极电解液由正极电解液储罐I流出，进入所述电堆3的第一电解液入口 31，然后由所述电堆3的第一电解液出口 33流出，回到所述正极电解液储罐I ;所述负极电解液由负极电解液储罐2流出，进入所述电堆3的第二电解液入口 32，然后由所述电堆3的第二电解液出口 34流出，回到所述负极电解液储罐2 ;同时，所述电堆3的第一电输入输出端35连接所述设备4的正极接线端41，所述电堆3的第二电输入输出端36连接所述设备4的负极接线端42 ;进一步地:所述液流电池系统可工作在反接状态；当所述液流电池系统工作在反接状态时，正极电解液由正极电解液储罐I流出，进入所述电堆3的第二电解液入口 32，然后由所述电堆3的第二电解液出口 34流出，回到所述正极电解液储罐I ;所述负极电解液由负极电解液储罐2流出，进入所述电堆3的第一电解液入口 31，然后由所述电堆3的第一电解液出口 33流出，回到所述负极电解液储罐2 ;同时，所述电堆3的第一电输入输出端35连接所述设备4的负极接线端42，所述电堆3的第二电输入输出端36连接所述设备4的正极接线端41 ;另外，还包括用于控制所述液流电池系统工作在正接状态或反接状态的控制系统；进一步地:所述正极电解液储罐I和所述负极电解液储罐2分别通过具有三通结构的管路系统13连接所述电堆3的第一电解液入口 31和第二电解液入口 32 ;所述电堆3的第一电解液出口 33和第二电解液出口 34分别通过具有三通结构的管路系统13连接所述正极电解液储罐I和所述负极电解液储罐2 ;所述管路系统13具有一个主管和两个与所述主管相连通的第一支管、第二支管；进一步地:所述第一支管和第二支管上均设有二通阀10 ;所述正极接线端41和负极接线端42均通过开关12连接所述电堆3的第一电输入输出端35和第二电输入输出端36 ;进一步地:所述主管与第一支管、第二支管的连接处设有三通阀9 ;所述正极接线端41和负极接线端42均通过开关12连接所述电堆3的第一电输入输出端35和第二电输入输出端36 ;进一步地，所述控制系统通过控制所述二通阀10和所述开关12以使所述液流电池系统工作在正接状态或反接状态；进一步地，所述控制系统通过控制所述三通阀9和所述开关12以使所述液流电池系统工作在正接状态或反接状态；进一步地:所述设备4为储能逆变器；正极电解液和负极电解液中的活性物质由相同元素组成，该活性物质具体可以为钒，