一种液流电池系统的制作方法

文档序号:13672107阅读:来源:国知局
技术特征:
1.一种液流电池系统,包括:由正极、负极与离子交换膜构成的电池堆;充电电路与连接在该充电电路上的充电电源;放电电路与搭载在该放电电路上的负载;正极电解液储罐,负极电解液储罐,正极循环泵,负极循环泵,正极液流循环管路与负极液流循环管路,其特征在于:所述正极电解液储罐在竖直方向上被储罐隔板隔断,分隔成N个周向设置的正极腔体;每个所述正极腔体分别连接有正极腔体进液管路、正极腔体出液管路,并且所述正极腔体进液管路上设置有正极腔体进液阀门,所述正极腔体出液管路上设置有正极腔体出液阀门;并且,各个正极腔体进液管路均并联设置在所述正极电解液储罐的进液端,作为所述正极液流循环管路的正极出液总管路的支路,所述正极出液总管路与所述正极的电解液出口相连;并且,各个正极腔体出液管路均并联设置在所述正极电解液储罐的出液端,作为所述正极液流循环管路的正极进液总管路的支路,所述正极进液总管路与所述正极的电解液进口相连;并且,在所述液流电池系统初始运行之前,仅有N-1个所述正极腔体内存储有电解液,而余下的1个正极腔体是空置的;并且,在所述液流电池系统运行过程中,当其中一个正极腔体的正极腔体进液阀门与其中另一个正极腔体的正极腔体出液阀门开启时,所述其中一个正极腔体的正极腔体出液阀门与所述其中另一个正极腔体的正极腔体进液阀门闭合,并且其余正极腔体的所有正极腔体出液阀门和正极腔体进液阀门也闭合,使得总有且仅有两个正极腔体同时连通着所述正极液流循环管路,从而与电池堆的正极一起形成正极电解液循环回路;和/或所述负极电解液储罐在竖直方向上被储罐隔板隔断,分隔成M个周向设置的负极腔体;每个所述负极腔体分别连接有负极腔体进液管路、负极腔体出液管路,并且所述负极腔体进液管路上设置有负极腔体进液阀门,所述负极腔体出液管路上设置有负极腔体出液阀门;并且,各个负极腔体进液管路均并联设置在所述负极电解液储罐的进液端,作为所述负极液流循环管路的负极出液总管路的支路,所述负极出液总管路与所述负极的电解液出口相连;并且,各个负极腔体出液管路均并联设置在所述负极电解液储罐的出液端,作为所述负极液流循环管路的负极进液总管路的支路,所述负极进液总管路与所述负极的电解液进口相连;并且,在所述液流电池系统初始运行之前,仅有M-1个所述负极腔体内存储有电解液,而余下的1个负极腔体是空置的;并且,在所述液流电池系统运行过程中,当其中一个负极腔体的负极腔体进液阀门与其中另一个负极腔体的负极腔体出液阀门开启时,所述其中一个负极腔体的负极腔体出液阀门与所述其中另一个负极腔体的负极腔体进液阀门闭合,并且其余负极腔体的所有负极腔体出液阀门和负极腔体进液阀门也闭合,使得总有且仅有两个负极腔体同时连通着所述负极液流循环管路,从而与电池堆的负极一起形成负极电解液循环回路;其中,N、M为自然数,且N≥3,M≥3。2.根据权利要求1所述的液流电池系统,其特征在于,所述正极电解液储罐在竖直方向上被储罐隔板隔断,分隔成N个周向设置的正极腔体;每个所述正极腔体分别连接有正极腔体进液管路、正极腔体出液管路,并且所述正极腔体进液管路上设置有正极腔体进液阀门,所述正极腔体出液管路上设置有正极腔体出液阀门;并且,各个正极腔体进液管路均并联设置在所述正极电解液储罐的进液端,作为所述正极液流循环管路的正极出液总管路的支路,所述正极出液总管路与所述正极的电解液出口相连;并且,各个正极腔体出液管路均并联设置在所述正极电解液储罐的出液端,作为所述正极液流循环管路的正极进液总管路的支路,所述正极进液总管路与所述正极的电解液进口相连;并且,在所述液流电池系统初始运行之前,仅有N-1个所述正极腔体内存储有电解液,而余下的1个正极腔体是空置的;并且,在所述液流电池系统运行过程中,当其中一个正极腔体的正极腔体进液阀门与其中另一个正极腔体的正极腔体出液阀门开启时,所述其中一个正极腔体的正极腔体出液阀门与所述其中另一个正极腔体的正极腔体进液阀门闭合,并且其余正极腔体的所有正极腔体出液阀门和正极腔体进液阀门也闭合,使得总有且仅有两个正极腔体同时连通着所述正极液流循环管路,从而与电池堆的正极一起形成正极电解液循环回路;和所述负极电解液储罐在竖直方向上被储罐隔板隔断,分隔成M个周向设置的负极腔体;每个所述负极腔体分别连接有负极腔体进液管路、负极腔体出液管\t路,并且所述负极腔体进液管路上设置有负极腔体进液阀门,所述负极腔体出液管路上设置有负极腔体出液阀门;并且,各个负极腔体进液管路均并联设置在所述负极电解液储罐的进液端,作为所述负极液流循环管路的负极出液总管路的支路,所述负极出液总管路与所述负极的电解液出口相连;并且,各个负极腔体出液管路均并联设置在所述负极电解液储罐的出液端,作为所述负极液流循环管路的负极进液总管路的支路,所述负极进液总管路与所述负极的电解液进口相连;并且,在所述液流电池系统初始运行之前,仅有M-1个所述负极腔体内存储有电解液,而余下的1个负极腔体是空置的;并且,在所述液流电池系统运行过程中,当其中一个负极腔体的负极腔体进液阀门与其中另一个负极腔体的负极腔体出液阀门开启时,所述其中一个负极腔体的负极腔体出液阀门与所述其中另一个负极腔体的负极腔体进液阀门闭合,并且其余负极腔体的所有负极腔体出液阀门和负极腔体进液阀门也闭合,使得总有且仅有两个负极腔体同时连通着所述负极液流循环管路,从而与电池堆的负极一起形成负极电解液循环回路。3.根据权利要求2所述的液流电池系统,其特征在于,M=N。4.根据权利要求2所述的液流电池系统,其特征在于,每个所述正极腔体的体积相等。5.根据权利要求2所述的液流电池系统,其特征在于,每个所述负极腔体的体积相等。6.根据权利要求2所述的液流电池系统,其特征在于,每个所述正极腔体的体积与每个所述负极腔体的体积相等。7.一种液流电池系统,包括:由正极、负极与离子交换膜构成的电池堆;充电电路与连接在该充电电路上的充电电源;放电电路与搭载在该放电电路上的负载;正极电解液储罐,负极电解液储罐,正极循环泵,负极循环泵,正极液流循环管路与负极液流循环管路,其特征在于:所述正极电解液储罐和所述负极电解液储罐均在竖直方向上均被储罐隔板等分为3个腔体,其中:1号、2号、3号腔体各自连接有1号、2号、3号腔体进液管路和腔体出液管路,并且在各自的腔体进液管路上相应地设置有1号、2号、3号腔体进液阀门,在各自的腔体出液管路上设置有1号、2号、3号腔\t体出液阀门;并且,1号、2号、3号腔体进液管路并联设置在所述正极电解液储罐或所述负极电解液储罐的进液端,作为液流循环管路的出液总管路的支路,所述出液总管路与所述正极或负极的电解液出口相连;并且,1号、2号、3号腔体出液管路并联设置在所述正极电解液储罐或所述负极电解液储罐的出液端,作为所述液流循环管路的进液总管路的支路,所述进液总管路与所述正极或负极的电解液进口相连;并且,在所述液流电池系统初始运行之前,1号和2号腔体内存储有电解液,而3号腔体内是空的;并且,所述液流电池系统运行时包括以下步骤:步骤一:开启1号腔体出液阀门与3号腔体进液阀门,且其它阀门保持闭合,通过正极循环泵或负极循环泵将电解液从1号腔体输送至电池堆的正极或负极,经反应后回流至3号腔体内;步骤二:当1号腔体内的电解液全部流出后,关闭1号腔体出液阀门与3号腔体进液阀门,同时开启2号腔体出液阀门与1号腔体进液阀门,且其它阀门保持闭合,通过正极循环泵或负极循环泵将电解液从2号腔体输送至电池堆的正极或负极,经反应后回流至1号腔体内;步骤三:当2号腔体内的电解液全部流出后,关闭2号腔体出液阀门与1号腔体进液阀门,同时开启3号腔体出液阀门与2号腔体进液阀门,且其它阀门保持闭合,通过正极循环泵或负极循环泵将电解液从3号腔体输送至电池堆的正极或负极,经反应后回流至2号腔体内;步骤四:当3号腔体内的电解液全部流出后,关闭3号腔体出液阀门与2号腔体进液阀门,接着重复以上步骤一至三。8.根据权利要求7所述的液流电池系统,其特征在于,所述液流电池系统还包括液位传感器,用于控制阀门的开启和闭合。9.根据权利要求7所述的液流电池系统,其特征在于,所述液流电池系统还包括时间继电器,用于控制阀门的开启和闭合。10.根据权利要求1-9中任一项所述的液流电池系统,其特征在于,所述液流电池选自以下任一种:全钒液流电池、铁-铬液流电池、锌-溴液流电池、钒-溴液流电池、铁-钒液流电池、锌-铈液流电池。
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