液流电池系统与液流电池系统的充放电方法
【技术领域】
[0001 ]本申请涉及电池领域，具体而言，涉及一种液流电池系统与液流电池系统的充放电方法。
【背景技术】
[0002]如图1所示，现有的液流电池系统通常包括电池堆，电池堆包括一个或者多个电池，每个电池都包括正极1、负极2、正极I与负极2之间的交换膜7，通常单侧电极采用一个储液罐1进行循环和回收，整个电池系统配有两个储液罐1、一个储液罐1与液流电池系统中所有的正极I相连，另一个与液流电池系统中所有的负极2相连，并且，正极I通过正极输液栗5与一个储液罐10连接，负极2通过负极输液栗6与另一个储液罐10连接。
[0003]液流电池系统通过电解液进行电量的存储和释放。通常将电解液含有的电量用荷电状态(State Of Charge，简称S0C)参数表示。
[0004]以正极I的充电过程为例，进口电解液处于未充电状态，经过电极并在其中完成充电。因此与进口电解液相比，出口电解液中高电位介质的浓度较高(即SOC较高)，且整体电势比进口电解液高。
[0005]现有的方案中，进出口电解液直接在储液罐10中充分混合，使得进口电解液的高电位介质的浓度不断提高，使得充电电量增大，出口电解液的高电位介质的浓度不断降低，使得放电电量减小，液流电池系统中的能量效率为放电电量与充电电量的百分比，由于出口电解液直接在储液罐1中充分混合，因此使得电池系统的能量较低；另外，同一储液罐1中电解液各介质的浓度分布不均匀，容易造成充电过程中部分溶液没有完全达到SOC为100%的满荷电状态，降低电池的电量。同样，放电过程存在类似上述的问题。
【发明内容】
[0006]本申请的主要目的在于提供一种液流电池系统与液流电池系统的充放电方法，以解决现有技术中的电解液直接在储液罐中混合造成的能量损失的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种液流电池系统，该液流电池系统包括正极、负极、正极储液单元、负极储液单元和交换膜，上述正极储液单元与上述正极相连，上述负极储液单元与上述负极相连，上述交换膜设置在上述正极与上述负极之间，其中，上述正极储液单元和上述负极储液单元中的至少一个包括至少两个相互隔离的储液空间，各上述储液空间均设置有进口开关与出口开关，且各上述储液空间与对应的正极或负极通过上述进口开关和上述出口开关可开合地相连。
[0008]进一步地，上述正极储液单元和上述负极储液单元各具有一个储液罐，上述储液空间设置在一个上述储液罐中。
[0009]进一步地，具有至少两个相互隔离的上述储液空间的上述正极储液单元和/或上述负极储液单元具有至少两个储液罐，一个上述储液罐形成一个上述储液空间。
[0010]进一步地，上述正极储液单元和上述负极储液单元各自具有至少两个上述储液空间，其中，上述正极储液单元和上述负极储液单元中的一个具有至少两个储液罐，一个上述储液罐形成一个上述储液空间，或者各上述储液空间随机分布在各上述储液罐中；另一个具有一个储液罐，上述储液空间设置在一个上述储液罐中。
[OO11 ] 进一步地，上述正极储液单元和/或上述负极储液单元具有至少三个上述储液空间，且具有至少三个上述储液空间的上述正极储液单元和/或上述负极储液单元具有至少两个储液罐，各上述储液空间随机分布在各上述储液罐中。
[0012]进一步地，上述液流电池系统还包括正极输液栗与负极输液栗，其中，正极输液栗设置在上述正极储液单元与上述正极之间，优选上述正极输液栗与上述正极储液单元的储液空间一一对应设置;负极输液栗设置在上述负极储液单元与上述负极之间，优选上述负极输液栗与上述负极储液单元的储液空间一一对应设置。
[0013]根据本申请的另一方面，提供了一种液流电池系统的充放电方法，该充放电方法采用上述液流电池系统实施
[0014]进一步地，上述充放电方法包括:保持N个储液空间的进口开关是开启状态，使上述N个上述储液空间中的电解液输送至正极和/或负极进行电化学反应;保持M个上述储液空间的出口开关是开启状态，使得经过上述电化学反应的上述电解液输送至上述M个储液空间中，上述M个储液空间中的至少一个上述储液空间不是上述N个上述储液空间中的储液空间，且上述M个上述储液空间与上述N个上述储液空间属于正极储液单元或负极储液单
J L ο
[0015]进一步地，上述M2上述N，上述M个上述储液空间中的Q个储液空间为上述N个储液空间的储液空间，O N。
[0016]进一步地，上述上述N，上述M个上述储液空间中的P个储液空间不是上述N个储液空间中的储液空间，其中，O < P < M。
[0017]应用本申请的技术方案，正极储液单元和/或负极储液单元中包括至少两个储液空间，并且，每个储液空间的进出口设置有进口开关与出口开关，并且，储液空间通过进口开关与正极或者负极相连，这样只需要控制进口开关与出口开关的状态就可以控制电解液的流向，使得从一个或多个储液空间进入正极或负极电解液，在发生电化学反应后流出的电解液不再全部都进入其之前的储液空间中，这样就可以避免进口电解液与出口电解液直接在同样的储液空间混合，也就是说N个储液空间中至少有一个储液空间中的进口电解液不会与出口电解液进行混合，该储液空间中进口电解液的SOC不会持续递增，使得充电电量下降，同理，在放电过程中出口电解液的SOC也不会持续递减，使得放电电量增加，这样最终使得电池系统的能量效率提高；另外，这样可以避免同一储液罐中电解液各介质的浓度分布较不均匀，使得充电过程中大部分电解液均达到SOC为100 %的满荷电状态，提高了电池的电量。
【附图说明】
[0018]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
[0019]图1示出了现有技术提供的液流电池系统的结构示意图；
[0020]图2示出了本申请一种实施例提供的液流电池系统的结构示意图；
[0021]图3示出了本申请一种实施例提供的液流电池系统的结构示意图；
[0022]图4示出了本申请一种实施例提供的液流电池系统的结构示意图；以及
[0023]图5示出了本申请一种实施例提供的液流电池系统的结构示意图。
[0024]其中，上述附图包括以下附图标记:
[°°25] 1、正极；2、负极；3、正极储液单元;4、负极储液单元;5、正极输液栗;6、负极输液栗;7、交换膜；10、储液罐;31、第一正极储液空间；32、第二正极储液空间；33、第三正极储液空间；41、第一负极储液空间；42、第二负极储液空间；01、第一正极进口开关;02、第一正极出口开关;03、第二正极进口开关;04、第二正极出口开关;05、第三正极进口开关;06、第三正极出口开关;07、第一负极进口开关;08、第一负极出口开关;09、第二负极进口开关;010、第二负极出口开关。
【具体实施方式】
[0026]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0027]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0028]正如【背景技术】所介绍的，现有技术中的进口电解液与出口电解液直接在储液罐中混合导致电解液的能量损失的问题，为了解决如上，本申请提出了一种液流电池系统的充放电方法。
[0029]本申请一种典型的实施方式中，如图2至5所示，提出了一种液流电池系统，包括正极1、负极2、正极储液单元3、负极储液单元4和交换膜7，上述正极储液单元3与上述正极相连，上述负极储液单元4与上述负极相连，上述交换膜7设置在上述正极与上述负极之间，上述正极储液单元3和上述负极储液单元4中的至少一个包括至少两个相互隔离的储液空间，各上述储液空间均设置有进口开关与出口开关，且各上述储液空间与对应的正极或负极通过上述进口开关和上述出口开关可开合地相连。
[0030]由于液流电池系统中包含电池堆，一个电池堆包括一个或者多个电池，每个电池均包括正极1、负极2与交换膜7，所以本申请中的正极1(包括图2至5中的)可以是指一个正极I，也可以是多个电池对应的多个正极I，负极2同样适用。
[0031 ] 上述的液流电池系统，正极储液单元3和/或负极储液单元4中包括至少两个储液空间，并且