液流电池系统与液流电池系统的充放电方法_2

文档序号:9913434阅读:来源:国知局
,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,使从一个或多个储液空间进入正极或负极的电解液,在发生电化学反应后不再全部都进入其流出的储液空间中,这样就可以有效减少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尚;另外,由于未反应的电解液与反应后的电解液完全混合,可能造成死角处的电解液不会进入正极或负极中充电,这样造成同一储液罐10中的电解液浓度分布不均匀,使得充电过程电解液均达不到SOC为100 %的满荷电状态,而本申请的液流电池系统,使得反应后的电解液至少有部分没有与未反应的电解液混合,进而使得至少有一个储液空间中的电解液被抽干,这样就避免了死角电解液不进入正极或者负极充电,使得储液空间中的电解液浓度分布较均匀,提高了充电过程电解液的SOC值,提高了电池的电量。
[0032]本申请一种实施例中,上述正极储液单元3和上述负极储液单元4各具有一个储液罐10,上述储液空间设置在一个上述储液罐10中。以下以储液空间为两个为例进行说明。
[0033]如图2所示,正极储液单元3和上述负极储液单元4各具有一个储液罐10,并且每个储液罐10均具有两个储液空间,分别为第一正极储液空间31、第二正极储液空间32、第一负极储液空间41与第二负极储液空间42。第一正极储液空间31设置有第一正极进口开关01与第一正极出口开关02,第二正极储液空间32设置有第二正极进口开关03与第二正极出口开关04。第一负极储液空间41对应设置有第一负极进口开关07与第一负极出口开关08,第二负极储液空间42第二负极进口开关09与第二负极出口开关O1。该液流电池系统中的电池堆可以包括两个电池,第一正极储液空间31与一个电池的正极相连接,第二正极储液空间
32与另一个电池的正极相连接,当然,液流电池系统中的电池也可以为单电池,或者三个以上的电池形成的电池堆,储液空间也可以为三个以上,电池堆中的电池与相应的储液空间的连接关系可以为一对多、多对多和/或多对一,无论采用怎样的连接方式均不影响本申请技术问题的解决。(图2中示出了第一正极储液空间31的第一正极进口开关01与正极相连,第二正极储液空间32的第二正极进口开关03也与正极相连,实际上第一正极进口开关01与第二正极进口开关03连接的是两个不同的正极,图2中用正极I可以代表两个电池的正极,也可以代表一个电池的正极)。
[0034]本申请的又一种实施例中,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3和/或上述负极储液单元4可以具有至少两个储液罐10,也就是说,正极储液单元3具有至少两个储液罐10,或者负极储液单元4具有至少两个储液罐10,或者正极储液单元3与负极储液单元4均具有至少两个储液罐10。
[0035]以正极储液单元3具有两个储液空间为例,如图3所示,正极储液单元3包括两个储液空间,分别为第一正极储液空间31与第二正极储液空间32,每一个储液空间对应一个储液罐10,第一正极储液空间31设置有第一正极进口开关01与第一正极出口开关02,第二正极储液空间32设置有第二正极进口开关03与第二正极出口开关04,负极储液单元4包括一个储液罐10,且负极储液单元4对应的储液罐10中包括两个由隔板形成的储液空间,分别为第一负极储液空间41与第二负极储液空间42,第一负极储液空间41对应设置有第一负极进口开关07与第一负极出口开关08,第二负极储液空间42第二负极进口开关09与第二负极出口开关010。
[0036]本申请的再一种实施例中,上述正极储液单元3和/或上述负极储液单元4各自具有至少两个储液空间,其中,上述正极储液单元3和上述负极储液单元4中的一个具有至少两个储液罐10,一个上述储液罐10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10中;另一个具有一个储液罐10,上述储液空间设置在一个上述储液罐10中。
[0037]如图4所示,正极储液单元3与负极储液单元4均具有两个储液罐10,每个储液罐10形成一个储液空间,分别为第一正极储液空间31、第二正极储液空间32、第一负极储液空间41与第二负极储液空间42。如图4所不,每个储液空间对应设置有进口开关与出口开关。
[0038]另一种实施例中,上述正极储液单元3和/或上述负极储液单元4具有至少三个上述储液空间,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10,各上述储液空间随机分布在各上述储液罐10中。
[0039]如图5所示,正极储液单元3具有两个储液罐10,其中,一个储液罐10为是一个储液空间,为第一正极储液空间31,另一个储液罐10由隔板形成两个储液空间,分别是第二正极储液空间32与第三正极储液空间33,也就是说正极储液单元3—共具有三个储液空间。第一正极储液空间31设置有第一正极进口开关01与第一正极出口开关02;第二正极储液空间32设置有第二正极进口开关03与第二正极出口开关04;第三正极储液空间33设置有第三正极进口开关05与第三正极出口开关06。
[0040]为了提高液流电池系统的充电与放电的效率,如图2至5所示,本申请优选上述液流电池系统还包括:正极输液栗5与负极输液栗6,其中,正极输液栗5设置在上述正极储液单元3与上述正极之间;负极输液栗6设置在上述负极储液单元4与上述负极2之间。
[0041]当然,上述正极输液栗5和负极输液栗6的数量不限于一个。本申请的一种优选的实施例中,当储液空间有多个时,正极输液栗5与正极储液单元3的储液空间一一对应设置,负极输液栗6与负极储液单元4的储液空间一一对应设置,比如可以一个储液空间与相应的电极通过一个流路相连,在各流路上均设置一个相应的输液栗,这样可以方便控制充放电时各储液空间的电解液流向。但是上述结构比较复杂,本领域技术人员也可以在各电池中仅设置一个输液栗,但是在与各储液空间与相应电极连接的管路上设置各自的开关已进行针对性控制。
[0042]本申请的另一种典型的实施方式中,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。
[0043]该充放电的方法采用上述的液流电池系统实施,由于上述液流电池系统正极储液单元3与正负极储液单元4中的一个或两个具备两个储液空间,这样通过控制进口开关与出口开关就能控制电解液的流向,继而可以避免电化学反应后的电解液与反应前的电解液直接在一个储液空间中混合,进而避免电解液的能量损失并且提高了电池的电量。
[0044]为了进一步提高充放电的效率,本申请优选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个上述储液空间中的储液空间(即上述M个储液空间中的至少一个上述储液空间是上述N个上述储液空间中以外的储液空间),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3或负极储液单元4。
[0045]上述的充电方法使得没发生电化学反应的电解液与电化学反应后的电解液不会在同一个储液单元中混合,也就是说当电解液从某个或者某些储液单元中输出进入到正极或者负极中发生电化学反应,并且,反应后输出的反应后的电解液至少有一部分没有回到原来的储液单元中,而是进入其他的储液单元中,这里的其它储液单元不是上述提到的反应前的某个或某些储液单元,而是除这些储液单元之外的另外一些储液单元,这样就能避免同一储液单元中的还没有发生电化学反应的电解液与反应后的电解液混合,进而进一步避免了能量的损失,同时,也提高了电池的电量。
[0046]—种实施例中,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 < Q < N。也就是说,反应后的电解液有一部分并没有返回原来的储液空间中,或者全部都没有返回进入到原来的储液空间中,而是进入了除N个储液空间以外的其它的储液空间中。
[0047]采用如图3所示的液流电池系统进行充放电,以正极充电过程为例,保持第一正极进口开关01是开启状态,保证第二正极进口开关03关闭为关闭状态,同时,保证第一正极出口开关02与第二正极出口开关04是开启状态,电解液由第一正极储液空间31输送至正极中进行电化学反应,反应后的电解液输出至第一正极储液空间31与第二正极储液空间32中,也就是说电解液没有全部返回至第一正极储液空间3
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1