一种液流电池及其控制方法与流程

1.本技术属于电化学技术领域，尤其涉及一种液流电池及其控制方法。


背景技术：

2.环境问题正在推动质量更高、数量更多的可再生能源的开发和使用。然而，由于可再生能源的不稳定特性，电化学储能(ees)迫切需要在电网应用中实际利用。氧化还原液流电池具有能量容量大、安全性高、能量功率比灵活控制等优点，是ees应用中非常有前景的系统。通常，液流电池由点堆单元、电解液、正极电解液储罐、负极电解液储罐以及管理控制单元等部分构成，例如全钒液流电池、锌溴液流电池、锌铈液流电池、铁铬液流电池、锌镍液流电池、锂离子液流电池等，然而上述液流电池，在充电过程或放电过程中，正极或负极储罐中的溶液中离子浓度是不断变化的，不利于管理控制。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供了一种液流电池及其控制方法，可以解决液流电池在充放电过程中的系统控制复杂、过于依赖soc检测的问题。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种液流电池，包括：
5.第一正极储存装置、第二正极储存装置、第一反应装置、第一负极储存装置以及第二负极储存装置，所述第一正极储存装置以及所述第二正极储存装置分别与所述第一反应装置连接，所述第一负极储存装置以及所述第二负极储存装置分别与所述第一反应装置连接；
6.其中，所述第一正极储存装置至少用于储存氧化剂，所述第二正极储存装置至少用于储存还原产物，所述第一负极储存装置至少用于储存还原剂，所述第二负极储存装置至少用于储存氧化产物，所述氧化剂与所述还原剂流经所述第一反应装置中发生氧化还原反应，生成包含还原产物的溶液和包含氧化产物的溶液，并分别流入所述第二正极储存装置与第二负极储存装置中，或，所述还原产物和所述氧化产物流经所述第一反应装置中在外部电流作用下发生氧化还原反应，生成包含氧化剂的溶液和包含还原剂的溶液，并分别流入所述第一正极储存装置以及所述第一负极储存装置中。
7.进一步的，所述第一正极储存装置与所述第二正极储存装置之间可控制地双向连通。
8.进一步的，还包括用于测量所述第一正极储存装置中或第二正极储存装置中的氧化剂浓度的氧化剂浓度检测装置；以及，用于检测第一负极储存装置或所述第二负极储存装置中的还原剂浓度的还原剂浓度检测装置。
9.进一步的，在所述第二正极储存装置与第一反应装置之间还设置有第一正极循环管道，使所述第二正极储存装置中的溶液可以由所述第一正极循环管道流入第一反应装置后，再流入所述第二正极储存装置中；以及，在所述第二负极储存装置与第一反应装置之间还设置有第一负极循环管道，使所述第二负极储存装置中的溶液可以由所述第一负极循环
管道流入第一反应装置后，再流入所述第二正极储存装置中。
10.第二方面，本技术提供了一种液流电池，包括：第一正极储存装置、第二正极储存装置、第一反应装置、第二反应装置、第一负极储存装置以及第二负极储存装置，所述第一正极储存装置以及所述第二正极储存装置分别与所述第一反应装置连接，所述第一负极储存装置以及所述第二负极储存装置分别与所述第一反应装置连接；所述第一正极储存装置以及所述第二正极储存装置分别与所述第二反应装置连接，所述第一负极储存装置以及所述第二负极储存装置分别与所述第二反应装置连接；
11.其中，所述第一正极储存装置至少用于储存氧化剂，所述第二正极储存装置至少用于储存还原产物，所述第一负极储存装置至少用于储存还原剂，所述第二负极储存装置至少用于储存氧化产物，所述氧化剂与所述还原剂流经所述第一反应装置中发生氧化还原反应，生成包含还原产物的溶液和包含氧化产物的溶液，并分别流入所述第二正极储存装置与第二负极储存装置中，或，所述还原产物和所述氧化产物流经所述第二反应装置中在外部电流作用下发生氧化还原反应，生成包含氧化剂的溶液和包含还原剂的溶液，并分别流入所述第一正极储存装置以及所述第一负极储存装置中。
12.进一步的，所述第一正极储存装置与所述第二正极储存装置之间可控制地双向连通。
13.进一步的，还包括用于测量所述第一正极储存装置中或第二正极储存装置中的氧化剂浓度的氧化剂浓度检测装置；以及，用于检测第一负极储存装置或所述第二负极储存装置中的还原剂浓度的还原剂浓度检测装置。
14.第三方面，本技术提供了一种液流电池，包括：第一正极储存装置、第二正极储存装置、第一反应装置、第二反应装置、第一负极储存装置以及第二负极储存装置，所述第一正极储存装置以及所述第二正极储存装置分别与所述第一反应装置连接，所述第一负极储存装置以及所述第二负极储存装置分别与所述第一反应装置连接；所述第二正极储存装置通过两个管道与所述第二反应装置连接，所述第二负极储存装置通过两个管道与所述第二反应装置连接；所述第一正极储存装置以及所述第二正极储存装置之间可控制的双向联通，所述第一负极储存装置以及所述第二负极储存装置之间可控制的双向联通。
15.第四方面，本技术提供了一种液流电池控制方法，
16.在放电过程中：使包含氧化剂的溶液由第一正极储存装置流入第一反应装置中，同时使包含还原剂的溶液由第一负极储存装置流入第一反应装置中，氧化剂和还原剂在所述第一反应装置中发生氧化还原反应并放电，生成的包含还原产物的溶液和包含氧化产物的溶液分别流入第二正极储存装置、第二负极储存装置；
17.在充电过程中：使包含还原产物的溶液流入第一反应装置中，同时使包含氧化产物的溶液流入第一反应装置中，对所述第一反应装置施加外部电流使所述还原产物与所述氧化产物在第一反应装置中发生氧化还原反应，生成包含氧化剂的溶液以及包含还原剂的溶液，分别流入第一正极储存装置以及第一负极储存装置中。
18.进一步的，在放电过程中，若所述第一正极储存装置中的液位高度低于预设的阈值时，使第二正极储存装置中的溶液直接流入第一正极储存装置中；或，当所述第一负极储存装置中的液位高度低于预设的阈值时，使所述第二负极储存装置中的溶液直接流入所述第一负极储存装置中；
19.在充电过程中，若所述第二正极储存装置中的液位高度低于预设的阈值时，使第一正极储存装置中的溶液直接流入第二正极储存装置中；或，当所述第二负极储存装置中的液位高度低于预设的阈值时，使所述第一负极储存装置中的溶液直接流入所述第二负极储存装置中。
20.进一步的，在放电过程中，当所述第二正极储存装置中的氧化剂浓度低于预设的浓度阈值，和/或，所述第二负极储存装置中的还原剂浓度低于预设的浓度阈值时，关闭由第二正极储存装置至第一正极储存装置的通道，以及关闭由第二负极储存装置至第一负极储存装置的通道，停止放电；
21.在充电过程中，当所述第一正极储存装置中的氧化剂浓度高于预设的浓度阈值，和/或，所述第一负极储存装置中的还原剂浓度高于预设的浓度阈值时，关闭由第一正极储存装置至第二正极储存装置的通道，以及关闭由第一负极储存装置至第二负极储存装置的通道，停止充电。
22.第五方面，本技术提供了一种液流电池控制方法，
23.在放电过程中：使包含氧化剂的溶液由第一正极储存装置流入第一反应装置中，同时使包含还原剂的溶液由第一负极储存装置流入第一反应装置中，氧化剂和还原剂在所述第一反应装置中发生氧化还原反应并放电，生成的包含还原产物的溶液和包含氧化产物的溶液分别流入第二正极储存装置、第二负极储存装置；
24.在充电过程中：使包含还原产物的溶液流入第二反应装置中，同时使包含氧化产物的溶液流入第二反应装置中，对所述第二反应装置施加外部电流使所述还原产物与所述氧化产物在第二反应装置中发生氧化还原反应，生成包含氧化剂的溶液以及包含还原剂的溶液，分别流入第一正极储存装置以及第一负极储存装置中。
25.进一步的，在放电过程中，若所述第一正极储存装置中的液位高度低于预设的阈值时，使第二正极储存装置中的溶液直接流入第一正极储存装置中；或，当所述第一负极储存装置中的液位高度低于预设的阈值时，使所述第二负极储存装置中的溶液直接流入所述第一负极储存装置中；
26.在充电过程中，若所述第二正极储存装置中的液位高度低于预设的阈值时，使第一正极储存装置中的溶液直接流入第二正极储存装置中；或，当所述第二负极储存装置中的液位高度低于预设的阈值时，使所述第一负极储存装置中的溶液直接流入所述第二负极储存装置中。
27.进一步的，在放电过程中，当所述第二正极储存装置中的氧化剂浓度低于预设的浓度阈值，和/或，所述第二负极储存装置中的还原剂浓度低于预设的浓度阈值时，关闭由第二正极储存装置至第一正极储存装置的通道，以及关闭由第二负极储存装置至第一负极储存装置的通道，停止放电；
28.在充电过程中，当所述第一正极储存装置中的氧化剂浓度高于预设的浓度阈值，和/或，所述第一负极储存装置中的还原剂浓度高于预设的浓度阈值时，关闭由第一正极储存装置至第二正极储存装置的通道，以及关闭由第一负极储存装置至第二负极储存装置的通道，停止充电。
29.第六方面，本技术提供了一种液流电池控制方法，使第一正极储存装置中的溶液以及第一负极储存装置中的溶液流入第一反应装置中完成放电反应，使反应后的溶液分别
等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
46.在本技术说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
47.本技术实施例提供的***方法可以应用于****等，本技术实施例对终端设备的具体类型不作任何限制。
48.下面将通过具体实施例对本技术实施例提供的技术方案进行介绍。
49.实施例一
50.参见图1，本技术提供了一种液流电池，包括第一正极储存装置101、第二正极储存装置102、第一反应装置301、第一负极储存装置201以及第二负极储存装置202，所述第一正极储存装置101以及所述第二正极储存装置102分别与所述第一反应装置301连接，所述第一负极储存装置201以及所述第二负极储存装置202分别与所述第一反应装置301连接。其中，第一反应装置301为电堆，电堆至少包括正极电极、负极电极以及隔膜(电堆结构为现有技术，此处不做详细描述)，所述第一正极储存装置101至少用于储存氧化剂，所述第二正极储存装置102至少用于储存还原产物，所述第一负极储存装置201至少用于储存还原剂，所述第二负极储存装置202至少用于储存氧化产物，氧化剂和还原剂分别从第一正极储存装置101和第一负极储存装置201流入第一反应装置301中发生氧化还原反应，生成包含还原产物的溶液和包含氧化产物的溶液，并分别流入所述第二正极储存装置102与第二负极储存装置202中，在此过程中将化学能转化成电能，并可以通过逆变器等装置对外输出电能。
51.在充电过程中，还原产物和所述氧化产物流经第一反应装置中在外部电流作用下发生氧化还原反应，生成包含氧化剂的溶液和包含还原剂的溶液，并分别流入所述第一正极储存装置以及所述第一负极储存装置中。
52.由于本技术分别在正极和负极设置了两个储液装置，即第一正极储存装置101、第二正极储存装置102、第一负极储存装置201以及第二负极储存装置202，使液流电池的充电和放电按照预设的流动方向进行，即放电过程是将第一正极储存装置101中的氧化剂和第一负极储存装置201中的还原剂流入第一反应装置301中，发生氧化还原反应之后生成的还原产物和氧化产物分别流入第二正极储存装置102和第二负极储存装置202中，将还原产物与氧化剂、氧化产物与还原剂分离开来，从而使第一正极储存装置101中的氧化剂浓度保持稳定，不会受到还原产物的干扰，第一负极储存装置201中的还原剂浓度也保持稳定，从而可以保证放电过程中的功率更加稳定和可靠；充电的原理与放电过程相同，即充电生成的氧化剂与充电前的还原产物分离设置，充电生成的还原剂与充电前的氧化产物分离设置，可保证待充电的电解质的浓度稳定；可便于控制，同时还可以简化充放电过程对电解质流速的控制，此外由于在充满电的情况下，第一正极储存装置101中的电解质溶液在放电过程中不会参杂其他任何溶液，因此其氧化剂的浓度值为稳定的，剩余电量可以通过液位高度来体现，还可降低现有液流电池对电解质soc值检测的依赖；同时也更便于对液流电池的soc(荷电状态)值进行计算。
53.具体的，本实施例所描述的液流电池，可以用于多种活性物质不同的液流电池。例如，在一个可选的实施例中，本发明用于全钒液流电池，则氧化剂为vo
2+
,还原剂为v
2+
，还原产物为vo
2+
，氧化产物为v
3+
，电池放电的过程电极反应为：
54.正极：vo
2+
+2h
+
+e-←
充电/放电
→
vo
2+
+h2o
55.负极：v
2+-e-←
充电/放电
→v3+
56.总反应：vo
2+
+v
2+
+2h
+
←
充电/放电
→
vo
2+
+v
3+
+h2o
57.在放电过程中，在氧化剂和还原剂充分反应的情况下，正极的+5价钒离子全部被还原为+4价的还原产物，负极的+2价钒离子全部被氧化为+3价的氧化产物。在这种情况下，第二正极储存装置102中所流入的溶液全部为+4价的钒离子，第二负极储存装置202中所流入的溶液全部为+3价的钒离子，由于氧化产物和还原剂互相隔离，还原产物和氧化剂也互相隔离，因此在一次放电循环中可以保证第一正极储存装置101中的氧化剂浓度处于稳定状态，第一负极储存装置201中的还原剂浓度也处于稳定状态，且这种稳定的浓度为充电结束时的氧化剂、还原剂浓度，故可以简化对流速等参数的控制，保证稳定的输出功率。
58.在实际的放电过程中，正极的+5价钒离子可能不会全部被还原为+4价的还原产物，同样的负极的+2价钒离子也不会全部被氧化为+3价的氧化产物，因此流入第二正极储存装置102中的溶液为+4价和+5价混合的溶液，流入第二负极储存装置202中的为+2价和+3价混合的溶液，当第一正极储存装置101中的溶液用完或第一负极储存装置201中的溶液用完后，可以将第二正极储存装置102中的溶液直接输送到第一正极储存装置101中，如图3所示，同时将第二负极储存装置202中的溶液直接输送到第一负极储存装置201中，使未充分反应的钒离子再次流入反应装置中进行反应，这种模式可以用于电网负荷过大或其他需要持续放电的情况。
59.充电的过程和放电过程相反，通过控制第二正极储存装置102中的溶液以及第二负极储存装置202中的溶液同时流入反应装置中，并对反应装置施加外部电流，即可将还原产物氧化为氧化剂，氧化产物还原为还原剂，生成的氧化剂和还原剂分别流入第一正极储存装置101和第一负极储存装置201中。同样的，当电网负荷较小而发电量过多时，可以在第二正极储存装置102或第二负极储存装置202中的溶液用完之后，再将第一正极储存装置101中的溶液直接输送至第二正极储存装置102中，将第一负极储存装置201中的溶液直接输送至第二负极储存装置202中，再次循环充电的操作。
60.在一个可选的实施例中，上述实施例中所描述的储存装置中的溶液的输送和流动，可以通过水泵配合管道来实现，如图1和图2所示，例如第一正极储存装置101通过管道与第一反应装置301连接，在管道上设置水泵，在第二负极储存装置202与第一反应装置301之间的管道上设置水泵，在第一负极储存装置201与第一反应装置301之间的管道上设置水泵，在第二负极储存装置202与第一反应装置301上设置水泵。上述水泵可以为单向水泵成对设置，使储存装置与第一反应装置301之间实现可控制的双向流动；也可以利用高度差，例如将第一正极储存装置101以及第一负极储存装置201设置在第一反应装置301的上方，这样由第一正极储存装置101到第一反应装置301之间的电解质流动可以不设置泵(第一负极储存装置201同理)，同时将第二正极储存装置102以及第二负极储存装置202设置在第一反应装置的下方，反应后的电解质可以在重力作用下流入第二正极储存装置102以及第二负极储存装置202中，此过程也无需水泵，故仅需在第二正极储存装置向第一反应装置之间
的管道上设置单向水泵，以及在第二负极储存装置至第一反应装置的管道上设置单向水泵，将第二正极储存装置102以及第二负极储存装置202中的的电解质泵送至第一反应装置301处进行充电反应，上述方案可以在保证实现发明目的的前提下，进一步降低成本。
61.进一步的，当水泵为双向泵时(如图2所示)，可以在第一正极储存装置101与第一反应装置301之间以及第二正极储存装置与第一反应装置之间仅设置一个双向泵(负极同理)，使该双向泵既负责将第一正极储存装置101中的溶液泵送至第一反应装置301(正向循环，放电反应)，又负责将第二正极储存装置102中的溶液泵送至第一反应装置301(反向循环，充电反应)，负极同理。
62.进一步的，本技术中的第一正极储存装置101和第二正极储存装置102可以分离设置，即设置成两个独立的储存装置，也可以一体化设置，例如设置在同一个容器中，通过隔板将两个储存装置分离开，在隔板上设置可以控制两个装置中溶液相互流通的控制阀门和/或水泵。负极的储存装置同理值得说明的是，本技术实施例所举出的例子仅为示意性示例，并不对第一正极储存装置以及第二正极储存装置的设置形式、结构上进行限定，任何满足正极或负极反应前后的电解质分离存储的技术方案，都在本技术的保护范围内。
63.在一个可选的实施例中，本发明所提供的液流电池可以还可以应用在锌溴液流电池上。其反应方程为：
64.正极：br2+2e-←
充电/放电
→
2br-65.负极：zn
←
充电/放电
→
zn
2+
+2e-66.总反应：zn+br2←
充电/放电
→
2znbr267.与全钒液流电池相似，锌溴液流电池与全钒液流电池相比，相当于把氧化剂替换为了br2，把还原剂替换为了zn，把还原产物替换为了br-，把氧化产物替换为了zn
2+
。其他的控制方法和结构设计均可以参照本实施例对全钒液流电池的描述。
68.在一个可选的实施例中，本发明所提供的液流电池可以还可以应用在锌铈液流电池上。其反应方程为：
69.正极：2ce
4+
+2e-←
充电/放电
→
2ce
3+
70.负极：zn
←
充电/放电
→
zn
2+
+2e
71.总反应：2ce
4+
+zn
←
充电/放电
→
zn
2+
+2ce
3+
72.与全钒液流电池相似，锌铈液流电池与全钒液流电池相比，相当于把氧化剂替换为了ce
4+
，把还原剂替换为了zn，把还原产物替换为了ce
3+
，把氧化产物替换为了zn
2+
。其他的控制方法和结构设计均可以参照本实施例对全钒液流电池的描述。
73.在一个可选的实施例中，本发明所提供的液流电池可以还可以应用在锌镍液流电池上。其反应方程为：
74.正极：2ni(oh)2+2oh-←
充电/放电
→
2niooh+2h2o+2e-75.负极：zn(oh)
42-+2e-←
充电/放电
→
zn+4oh-76.与全钒液流电池相似，锌镍液流电池与全钒液流电池相比，相当于把氧化剂替换为了niooh，把还原剂替换为了zn，把还原产物替换为了ni(oh)2，把氧化产物替换为了zn(oh)
42-。其他的控制方法和结构设计均可以参照本实施例对全钒液流电池的描述。
77.在一个可选的实施例中，本发明所提供的液流电池可以还可以应用在铅液流电池上。其反应方程为：
78.正极：pbo2+4h
+
+2e-←
充电/放电
→
pb
2+
+2h2o
79.负极：pb
←
充电/放电
→
pb
2+
+2e-80.总反应：2pb
2+
+2h2o
←
充电/放电
→
pbo2+4h
+
+pb
81.与全钒液流电池相似，铅液流电池与全钒液流电池相比，相当于把氧化剂替换为了pbo2，把还原剂替换为了pb，把还原产物替换为了pb
2+
，把氧化产物替换为了pb
2+
。其他的控制方法和结构设计均可以参照本实施例对全钒液流电池的描述。此外，还有许多种可以应用的液流电池，例如多硫化钠/溴液流电池、铁铬液流电池等，为了简化说明书篇幅，本技术不对其一一进行介绍，需要说明的是，凡是正极与负极的电解液相互分离的液流电池，均可以适用本技术所提出的技术方案。本技术中所列举出的几种液流电池，也仅仅是作为举例说明，并不代表本技术仅可以应用于上述几种液流电池。
82.在一个可选的实施例中，如图4所示，上述所有实施方式均可以进一步的设置为：设置第二反应装置302，第二反应装置302与第一反应装置301相互独立，使第二反应装置302的正极流入口与第二正极储存装置102的出口相连通，使第二反应装置302的正极流出口与第一正极储存装置101的入口相连通，使第二反应装置302的负极流入口与第二负极储存装置202的出口相连通，使第二反应装置302的负极流出口与第一负极储存装置201的入口相连通。从而使液流电池的充电过程和放电过程的反应场所分离开，充电时溶液的流动路径与放电时的溶液流动路径也不同，从而可以更高效地执行边充电边放电的工作。
83.具体的放电过程为：所述氧化剂与所述还原剂流经所述第一反应装置301中发生氧化还原反应，生成包含还原产物的溶液和包含氧化产物的溶液，并分别流入所述第二正极储存装置102与第二负极储存装置202中；
84.充电过程为：来自于第二正极储存装置102中的还原产物和来自于第二负极储存装置202中的氧化产物流经所述第二反应装置302中在外部电流作用下发生氧化还原反应，生成包含氧化剂的溶液和包含还原剂的溶液，并分别流入所述第一正极储存装置101以及所述第一负极储存装置201中。
85.在一个可选的实施例中，还包括用于测量所述第一正极储存装置101中或第二正极储存装置102中的氧化剂浓度的氧化剂浓度检测装置；以及，用于检测第一负极储存装置201或所述第二负极储存装置202中的还原剂浓度的还原剂浓度检测装置。
86.上述氧化剂浓度检测装置以及还原剂浓度检测装置用于间接的反应电池的放电程度或充电程度。例如当所述第二正极储存装置102中的氧化剂浓度较高，例如高于某一阈值，则代表所述第二正极储存装置102中的电解质依然具备一定的放电能力，可以在深度放电过程中循环利用已经放过电的电解质。具体的，氧化剂浓度检测装置或者还原剂浓度检测装置可以为采用电量累计法、电阻测量法、开路电压法(ovc)、分光光度法、电导法、辅助电池法、电极电位法等多种检测方法的装置，以电极电位法为例，其可以通过设置工作电极、参比电极制作成一体化的测量探头，置于正、负极电解液管路中，监测工作电极的电位并通过能斯特方程式来换算氧化剂浓度或还原剂浓度，上述多种检测方法均为现有技术，本实施例中不做详细描述。通过氧化剂浓度检测装置以及还原剂浓度检测装置可以在循环多次放电或循环多次充电的情况下，用于判断第二正极储存装置102中的氧化剂浓度以及第二负极储存装置202中的还原剂浓度，从而判断液流电池还是否可以进行循环放电。此外，上述氧化剂浓度检测装置以及还原剂浓度检测装置可以设置在储存装置内部，也可以
设置在外部，具体根据不同的检测方法和手段选择。
87.在一个可选的实施例中，如图5所示，包括第一正极储存装置101、第二正极储存装置102、第一负极储存装置201、第二负极储存装置202以及第一反应装置301，其中第一反应装置301为电堆，第一正极储存装置101和第二正极储存装置102分别与第一反应装置301联通，第一负极储存装置201以及第二负极储存装置202分别与第一反应装置301联通。在所述第二正极储存装置102与第一反应装置301之间还设置有第一正极循环管道，使所述第二正极储存装置102中的溶液可以由所述第一正极循环管道流入第一反应装置301后，再流入所述第二正极储存装置102中；在所述第二负极储存装置202与第一反应装置301之间还设置有第一负极循环管道，使所述第二负极储存装置202中的溶液可以由所述第一负极循环管道流入第一反应装置301后，再流入所述第二正极储存装置102中。
88.具体的，第一正极循环管道以及第一负极循环管道上分别设置有电磁阀k1和k2,以及水泵，用于控制液流电池的电解质流向。当电磁阀k1和k2开启时，可以实现第二正极储存装置102、第二负极储存装置202内循环的充电或放电过程，从而保证在第二正极储存装置102、第二负极储存装置202内循环的过程中，不影响第一正极储存装置101、第一负极储存装置201中氧化剂、还原剂的离子浓度，可以保证第一正极储存装置101、第一负极储存装置201中所储存的电解质的放电能力维持稳定。
89.具体的，第一正极循环管道本质上为在第二正极储存装置102与第一反应装置301之间增设了一个管道(负极同理)，使第二正极储存装置102中的溶液可以流入第一反应装置301再流回到第二正极储存装置102中。
90.当电磁阀k1和k2关闭时，液流电池可以按照默认的模式工作，即第一正极储存装置101、第一负极储存装置201中的溶液在第一反应装置301中反应(充电或放电)后分别流入第二正极储存装置102、第二负极储存装置202中。
91.进一步的，第一正极储存装置101和第二正极储存装置102之间可控制的双向联通，第一负极储存装置201和第二负极储存装置202之间可控制地双向联通。使得第一正极储存装置101、第二正极储存装置102中的溶液可以在特定的工况下直接互相传输，同时第一负极储存装置201与第二负极储存装置202中的溶液也可以在特定的工况下直接互相传输。
92.在一个可选的实施例中，如图6所示，还提供了另一种液流电池，其与图5所示的液流电池的区别在于，增加了第二反应装置302，并使第二正极储存装置102与第二反应装置302之间通过两个管道循环联通，使第二负极储存装置202与第二反应装置302之间通过两个管道循环联通，在循环管道上设置水泵，可以使第二正极储存装置102中的溶液可以由所述第一正极循环管道流入第一反应装置301后，再流入所述第二正极储存装置102中；并且，可以使所述第二负极储存装置202中的溶液可以由所述第一负极循环管道流入第一反应装置301后，再流入所述第二正极储存装置102中。
93.上述实施方式可以实现如下效果，通过第二反应装置302将充电和放电的场所分离开，可使充放电过程互不干扰，提高电池工作效率，在第一反应装置301中运行放电步骤时，第一正极储存装置101中的溶液经过第一反应装置301流入第二正极储存装置102(负极同理)，此时第二正极储存装置102中的溶液可以流入第二反应装置302中进行充电操作，并且充电后的溶液又流回第二正极储存装置102中(负极同理)，从而可以保证第一正极储存
装置101、第一负极储存装置201中氧化剂、还原剂浓度的稳定。此外，在第一正极储存装置101、第一负极储存装置201中的液位高度低于某一阈值时，可以将第二正极储存装置102、第二负极储存装置202中的溶液直接分别输入第一正极储存装置101、第一负极储存装置201中，进而可以继续维持第一正极储存装置101、第一负极储存装置201中的氧化剂、还原剂浓度的稳定。
94.作为可变换的实施方式，上述实施方式还可进一步选择性地设置为以下结构，参考图7所示，图7所示的技术方案与图6相比，区别在于将图6中增加的第二正极储存装置102与第一反应装置301之间的第一正极循环管道去掉，将第二负极储存装置202与第一反应装置301之间的第一负极循环管道去掉。其工作原理为第一正极储存装置101中的溶液以及第一负极储存装置201中的溶液流入第一反应装置301中发生放电反应，反应后的溶液分别流入第二正极储存装置102以及第二负极储存装置202中。使第二正极储存装置102以及第二负极储存装置202中的溶液流入第二反应装置302中进行充电，充电后的溶液分别流入第二正极储存装置102以及第二负极储存装置202中。上述充电和放电反应可以同时进行，也可不同时进行，可以保证第一正极储存装置101、第一负极储存装置201中氧化剂、还原剂浓度的稳定，简化控制。
95.此外，本实施例所提供的技术方案同样适用于上述氧化剂、还原剂的示例。
96.实施例2：
97.本实施例提供了一种液流电池控制方法：
98.在放电过程中：使包含氧化剂的溶液由第一正极储存装置101流入第一反应装置301中，同时使包含还原剂的溶液由第一负极储存装置201流入第一反应装置301中，氧化剂和还原剂在所述第一反应装置301中发生氧化还原反应并放电，生成的包含还原产物的溶液和包含氧化产物的溶液分别流入第二正极储存装置102、第二负极储存装置202；具体的，包含还原产物的溶液是指该溶液中含有还原产物，但是在反应不充分的情况下也可能含有其他物质，例如氧化剂。包含氧化产物的溶液是指溶液中含有氧化产物，但是当反应不充分的情况下还可能含有其他物质，例如还原剂。
99.在充电过程中：使包含还原产物的溶液流入第一反应装置301中，同时使包含氧化产物的溶液流入第一反应装置301中，对所述第一反应装置301施加外部电流使所述还原产物与所述氧化产物在第一反应装置301中发生氧化还原反应，生成包含氧化剂的溶液以及包含还原剂的溶液，分别流入第一正极储存装置101以及第一负极储存装置201中。具体的，包含氧化剂的溶液是指该溶液中含有氧化剂，但是在反应不充分的情况下，还可能还有其他物质，例如还原产物。
100.具体的，上述控制方法中所述的氧化物、还原物、还原产物以及氧化产物可以为实施例1中所列举的任意一种液流电池中所指出的氧化物、还原物、还原产物以及氧化产物，以及与实施例1中所列举的液流电池原理相同的其他液流电池中的对应物质。
101.作为可变换的实施方式，本实施例还提供了一种液流电池控制方法，该方法所需的结构参考图5所示，
102.在放电时，使第一正极储存装置101中的溶液流入第一反应装置301中，使第一负极储存装置201中的溶液流入第一反应装置301中发生放电反应，反应后的溶液分别流入第二正极储存装置102和第二负极储存装置202中；
103.在充电时，使所述第二正极储存装置102中的溶液由第一正极循环管道流入第一反应装置301中，使所述第二负极储存装置202中的溶液由第一负极循环管道流入第一反应装置301中完成充电反应，使反应后的溶液分别流入第二正极储存装置102以及第二负极储存装置202中。上述方法用于在第一正极储存装置101、第一负极储存装置201中的溶液由放电状态停止时，可以按照上述步骤进行充电，从而可以保证充电后的溶液不会进入到第一正极储存装置101、第一负极储存装置201中，保证了第一正极储存装置101、第一负极储存装置201中氧化剂、还原剂的浓度稳定，并可以在第一正极储存装置101、第一负极储存装置201中的溶液反应完时，将第二正极储存装置102、第二负极储存装置202中的溶液直接输送至第一正极储存装置101、第一负极储存装置201中；或者当不需要放电而需要充电时，将第一正极储存装置101、第一负极储存装置201中的溶液分别输送至第二正极储存装置102、第二负极储存装置202中，从而对第二正极储存装置102、第二负极储存装置202中的溶液进行循环充电。
104.作为可变换的实施方式，本实施例还提供了一种新的液流电池控制方法，实施该方法所需的结构参考图7所示。
105.使第一正极储存装置101中的溶液流入第一反应装置301中，使所述第一负极储存装置201中的溶液流入第一反应装置301中完成放电反应，使反应后的溶液分别流入第二正极储存装置102以及第二负极储存装置202中；
106.使所述第二正极储存装置102中的溶液流入第二反应装置302中，使所述第二负极储存装置202中的溶液流入第二反应装置302中，对第二反应装置302施加电流完成充电反应，使反应后的溶液分别流入第二正极储存装置102和第二负极储存装置202中。上述充电和放电反应可以同时进行，也可不同时进行，可以保证第一正极储存装置101、第一负极储存装置201中氧化剂、还原剂浓度的稳定，简化控制。进一步的，在如图6所示的结构中，放电反应还可以由第二正极储存装置102、第二负极储存装置202中的溶液通过第一正极循环管道、第一负极循环管道正循环流动来实现，从而更加充分地利用第二正极储存装置102、第二负极储存装置202中的氧化剂活还原剂。
107.在一个可选的实施例中，在放电过程中，若所述第一正极储存装置101中的液位高度低于预设的阈值时，使第二正极储存装置102中的溶液直接流入第一正极储存装置101中；或，当所述第一负极储存装置201中的液位高度低于预设的阈值时，使所述第二负极储存装置202中的溶液直接流入所述第一负极储存装置201中。具体的，对液位高度的检测可通过设置液位传感器来实现，液位传感器为现有技术本实施例不做详细描述。当出现电网负荷过大的情况时，液流电池完成一次放电循环(即第一正极储存装置101中的溶液全部参与反应并流入了第二正极储存装置102，或第一负极储存装置201中的全部溶液参与了反应并流入了第二负极储存装置202)，仍不足以弥补电网所需时，或者其他需要大量放电的情况时，由于第二正极储存装置102以及第二负极储存装置202中的溶液存在一些尚未发生反应的离子，还具备一定的放电能力，因此可将第二正极储存装置102以及第二负极储存装置202中的溶液分别直接输送至第一正极储存装置101和第一负极储存装置201中，并进行第二轮的放电循环。或者是直接通过泵将第二正极储存装置102中的溶液输送至第一反应装置301中，将第二负极储存装置202中的溶液输送至第一反应装置301中进行第二轮放电。
108.在充电过程中，若所述第二正极储存装置102中的液位高度低于预设的阈值时，使
第一正极储存装置101中的溶液直接流入第二正极储存装置102中；或，当所述第二负极储存装置202中的液位高度低于预设的阈值时，使所述第一负极储存装置201中的溶液直接流入所述第二负极储存装置202中。可以在电力充足的情况下，进一步提高第一正极储存装置101以及第一负极储存装置201中溶液的氧化剂、还原剂的浓度。
109.在一个可选的实施例中，在放电过程中，当所述第二正极储存装置102中的氧化剂浓度低于预设的浓度阈值，和/或，所述第二负极储存装置202中的还原剂浓度低于预设的浓度阈值时，关闭由第二正极储存装置102至第一正极储存装置101的通道，以及关闭由第二负极储存装置202至第一负极储存装置201的通道，停止放电；
110.在充电过程中，当所述第一正极储存装置101中的氧化剂浓度高于预设的浓度阈值，和/或，所述第一负极储存装置201中的还原剂浓度高于预设的浓度阈值时，关闭由第一正极储存装置101至第二正极储存装置102的通道，以及关闭由第一负极储存装置201至第二负极储存装置202的通道，停止充电。
111.具体的，上述步骤应用于多次循环放电或充电的过程，在第二正极储存装置102以及第二负极储存装置202中可分别设置有氧化剂浓度检测装置以及还原剂浓度检测装置，用于检测第二正极储存装置102中氧化剂的浓度以及第二负极储存装置202中的还原剂浓度。通过氧化剂和还原剂的浓度来判断溶液是否还具备放电能力，将检测出的氧化剂浓度和还原剂浓度与预设的浓度阈值进行对比，若第二正极储存装置102中的氧化剂浓度低于预设的浓度阈值，或者第二负极储存装置202中地还原剂浓度低于预设地浓度阈值，则证明第二正极储存装置102和第二负极储存装置202中地溶液已经不具备有效地放电能力，此时可关闭由第二负极储存装置202流向第一负极储存装置201的通道，以及关闭第二正极储存装置102流向第一正极储存装置101的通道。具体的，可以通过控制泵的开闭来控制由第二正极储存装置102流向第一正极储存装置101的通道以及由第二负极储存装置202流向第一负极储存装置201的通道。进一步的，氧化剂浓度检测装置还可以选择性地设置在第一正极储存装置102之外，或，氧化剂浓度检测装置还可以选择性地设置在第一正极储存装置101中，或设置在第一正极储存装置101之外，同理还原剂浓度检测装置还可以选择性地设置在第一负极储存装置201中，或设置在第一负极储存装置201之外，或设置在第二负极储存装置202之外。本实施例不对上述氧化剂浓度检测装置以及还原剂浓度检测装置的设置位置进行限定，仅做示意性举例。
112.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
113.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
114.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单
元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
115.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
116.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。