一种钒电池电解液过滤装置的制作方法

本实用新型涉及液流电池技术领域，尤其涉及一种钒电池电解液过滤装置。

背景技术：

伴随着可再生能源、分布式微网和智慧能源的加速发展，在提升可再生能源并网率、平衡电网稳定性方面发挥重要作用的储能技术越来越受关注。而在众多大容量储能技术路线中，全钒液流电池已脱颖而出。

与其他储能技术相比，全钒液流电池储能技术因其使用寿命长、规模大、安全可靠等突出的优势，成为规模储能的首选技术之一。钒电解液作为全钒液流电池中的关键材料之一，直接影响钒电池的效率。钒电池电解液在钒电池工作过程中会随着温度的变化有所析出，形成沉淀，在泵的作用下进入电堆会造成不可逆的阻塞，影响其电化学反应效率；此外，由于电解液在电池系统内循环，会冲刷电极材料，电极材料被冲刷下来的碎屑再次循环到电堆中也会造成电堆的阻塞，影响电池的效率；电解液储液罐会通过有机物液封的方式使电解液与空气隔绝，在泵的作用下会有一部分有机溶剂混合在电解液里进入到电堆中，同样会造成有机物大量沉积在电堆中，从而影响电池的效率。

如上所述，钒电池的电解液过滤环节显得尤为重要，目前，大多数采取的策略是通过在电堆进口前装Y型过滤器，但是这种Y型过滤器不能起到百分之百的过滤效果，随着电池的持续运行，仍有一部分残渣进入到电堆中，此外，Y型过滤器对有掺有有机物的电解液起不到过滤的作用，因此，开发一种新型的钒电池电解液过滤装置成为了电池系统设计中的重要环节。

如已公开专利CN204656090U披露了一种钒电池电解液的过滤装置，其通过加装一种带有板框式压滤机、中转罐与控制系统以及电动阀门的装置，实现电动控制的过滤效果，但是该方法在管路安装过程中需要增加多种装置，不利于系统的高度集成化，安装复杂。专利CN206168036U披露了一种钒电池电解液还原过滤装置，提出通过将析出的五氧化二钒还原，进而从新进入电解液中继续使用，达到过滤电解液的效果，但是该方法需要在电池系统中增加还原装备，占用空间，系统集成过于复杂。再如专利CN206444273U公布了发明专利《一种钒电池电解液的过滤装置》，提出了加装多台板框式压滤机、搅拌轮以及伺服电机等装置，实现多次过滤，达到电解液过滤的效果。但是该方法增加多台大功率用电器，在系统运行过程中增加能耗，降低电池效率。

目前液流电池电解液过滤效果直接影响电池的效率，传统方法有两种：其一，在进电堆前加装大功率过滤装置，增加管路集成的占用空间，增加能耗，降低电池系统的效率；其二，在进堆前加装Y型过滤器，不能完全过滤固体掺杂物，并且对有机溶剂起不到过滤效率。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种钒电池电解液过滤装置。

本实用新型的钒电池电解液过滤装置，通过物理吸附实现对电解液的过滤作用，通过在储液罐与泵之间增加一个过滤器，过滤器由第一吸油棉层、活性炭层和第二吸油棉层三部分构成；在该过滤器两侧加装法兰，便于拆卸更换，吸油棉层可以吸附有机溶剂，活性炭可以吸附固体颗粒杂质，电池在运行一段时间后，将此过滤装置进行更换，分离油脂和析出的五氧化二钒，五氧化二钒可以回收通过累积到一定量通过还原，重新配制电解液，节约钒的投入量，达到过滤钒电解液的效果。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种钒电池电解液过滤装置，包括设置于电池堆和储液罐之间管道上的过滤器，所述过滤器由第一吸油棉层、中间活性炭层和第二吸油棉层组成，所述中间活性炭层设置于所述第一吸油棉层和第二吸油棉层之间。

进一步地，在所述的钒电池电解液过滤装置上，所述过滤器位于所述储液罐的出液口管道上。

进一步地，在所述的钒电池电解液过滤装置上，所述过滤器两侧装设有法兰，所述过滤器通过两侧的所述法兰可拆卸安装在管道上。

进一步地，在所述的钒电池电解液过滤装置上，所述过滤器与其两侧的所述法兰之间通过螺栓紧固在一起。

进一步地，在所述的钒电池电解液过滤装置上，所述第一吸油棉层和所述第二吸油棉层均采用吸脂棉。

进一步地，在所述的钒电池电解液过滤装置上，所述第一吸油棉层厚度为5-10mm。

进一步地，在所述的钒电池电解液过滤装置上，所述第二吸油棉层厚度为10-20mm。

进一步地，在所述的钒电池电解液过滤装置上，所述中间活性炭层厚度为15-30mm。

进一步地，在所述的钒电池电解液过滤装置上，所述中间活性炭层由粒径为100-300nm的活性炭颗粒构成。

本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本实用新型的钒电池电解液过滤装置，通过在储液罐与循环泵之间增加一个过滤器，通过过滤器可有效吸附电解液中的有机溶剂和固体颗粒杂质，达到过滤钒电解液的效果；此外，该装置无需任何用电设备，不增加系统能耗，管路设计便于集成化，节约空间，过滤效果明显，保护电堆内部关键材料，延长电堆使用寿命，操作简便，可靠性高。

附图说明

图1为本实用新型一种钒电池电解液过滤装置的结构示意图；

其中，各附图标记为：

10-电堆，20-循环泵，30-储液罐，40-过滤器，41-第一吸油棉层，42-中间活性炭层，43-第二吸油棉层，44-法兰，45-螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

如图1所示，本实施例提供了一种钒电池电解液过滤装置，包括设置于电池堆10和储液罐30之间管道上的过滤器40，所述过滤器40由第一吸油棉层41、中间活性炭层42和第二吸油棉层43组成，所述中间活性炭层42设置于所述第一吸油棉层41和第二吸油棉层43之间。该钒电池电解液过滤装置通过物理吸附实现对电解液的过滤作用，通过在储液罐与泵之间增加一个过滤器，达到过滤钒电解液的效果。

本实施例中，于上述技术方案的基础上，所述过滤器40位于储液罐30的出液口管道上；具体地，所述过滤器40安装在所述储液罐30的出液口与循环泵20之间的管道上。

本实施例中，于上述技术方案的基础上，所述过滤器40两侧装设有法兰44，所述过滤器40通过两侧的所述法兰44可拆卸安装在管道上，所述过滤器40与其两侧的所述法兰44之间通过螺栓45紧固在一起。

本实施例中，于上述技术方案的基础上，所述第一吸油棉层41和所述第二吸油棉层43均采用吸脂棉。

作为本实施例的一个优选技术方案，所述第一吸油棉层41厚度为5-10mm，优选为6-8mm。所述第二吸油棉层43厚度为10-20mm，优选为12-16mm。

作为本实施例的另一个优选技术方案，所述中间活性炭层42厚度为15-30mm，优选为20-25mm。且所述中间活性炭层42由粒径为100-300nm的活性炭颗粒构成。

综上，本实施例的钒电池电解液过滤装置，通过在储液罐与泵之间增加一个过滤器，过滤器由两吸油棉层与中间活性炭层三部分构成，此装置两侧加装法兰，便于拆卸更换，吸油棉层可以吸附有机溶剂，活性炭层可以吸附固体颗粒杂质，电池在运行一段时间后，将此过滤装置进行更换，分离油脂和析出的五氧化二钒，五氧化二钒可以回收通过累积到一定量通过还原，重新配制电解液，节约钒的投入量，达到过滤钒电解液的效果。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。