液流电池净化制造技术

控制器阻止正极电解液经过液流电池的正极室的流动，以将所述正极电解液截留在所述正极室内以及液压隔离液流电池而不停止负极电解液经过液流电池的负极室的流动；在将正极电解液截留在正极室内时，液流电池放电直到在正极室的反应表面处逸出氢气；以及随后停止放电并重新启动正极电解液经过正极室的流动。并重新启动正极电解液经过正极室的流动。并重新启动正极电解液经过正极室的流动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液流电池净化


[0001]本专利技术涉及液流电池的控制。

技术介绍

[0002]电化学电池可以包括由隔膜装置分隔的阳极侧和阴极侧。阳极侧可以包括阳极集电器、阳极电活性材料(在放电时氧化)和电解质。阴极侧可以包括阴极集电器、阴极电活性材料(放电时还原)和电解质。分隔阳极侧和阴极侧的隔膜装置允许离子在其间流动。集电器、电活性材料、电解质和隔膜装置因此形成将化学能转化为电能的电化学反应器。集电器可以(外部)电连接在一起以形成电路。

技术实现思路

[0003]一种用于净化液流电池的方法，包括将正极电解液截留在液流电池的正极室内，以液压分离所述液流电池而不停止负极电解液经过所述液流电池的负极室的流动；以及在将正极电解液截留在正极室内时液流电池放电，使得依次地所述正极室内的正极电解液的带电物质被消耗，在所述正极室的反应表面上的电化学阻碍性过渡金属污染物被电化学还原并变成为电化学非阻碍性，并且在预定的时间段内在反应表面处逸出氢气。该方法还包括，在所述预定的时间段结束之后，停止放电并重新启动所述正极电解液经过所述正极室的流动。
[0004]一种液流电池的控制系统，包括控制器，该控制器停止正极电解液经过所述液流电池的正极室的流动，以将所述正极电解液截留在所述正极室内，并且液压隔离所述液流电池而不停止负极电解液经过所述液流电池的负极室的流动。所述控制器在将所述正极电解液截留在所述正极室内时还使液流电池放电直到在所述正极室的反应表面处逸出氢气，以及随后停止放电并重新启动所述正极电解液经过所述正极室的流动。
[0005]一种液流电池的控制系统，包括控制器，该控制器停止正极电解液经过所述液流电池的正极室的流动而不停止负极电解液经过所述液流电池的负极室的流动。所述控制器还使液流电池放电，同时正极电解液经过所述正极室的流动停止，并且在所述液流电池的电压保持在阈值或低于阈值至少预定时间段后，停止放电并重新启动所述正极电解液经过所述正极室的流动。
附图说明
[0006]图1是液流电池系统的示意图。
[0007]图2是净化图1的液流电池的控制算法的流程图。
具体实施方式
[0008]在此描述了各种实施方式。然而，应当理解所公开的实施方式仅是示例，其它实施方式可以采用各种替代形式。这些附图不一定是按比例的。某些特征可以被放大或缩小以
显示特定成分的细节。因此，此处公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅作为指导本领域技术人员的代表性基础。
[0009]参考任何一个附图中的图示和描述的各种特征可以与一个或多个其它附图中的图示特征结合，以产生未明确图示或描述的实施方式。图示特征的组合为典型应用提供了代表性的实施方式。然而，与本公开的教导相一致的特征的各种组合和修改对特定的应用或实施方式可能是所希望的。
[0010]液流电池是一种可充电电池，其中含有一种或多种溶解电活性物质的电解质流过(流入和流出)将化学能转换为电能的电化学反应器。含有一种或多种溶解电活性物质的附加电解质储存在外部，通常储存在罐中，并且通常通过电化学反应器(或多个电化学反应器)泵送。因此，液流电池可以具有根据外部储存罐的尺寸而变化的容量。
[0011]参见图1，液流电池10可以包括由隔膜16(例如离子交换膜)分隔的正极侧12和负极侧14。正侧极12包括正极室18、正极集电器20和正极电解液储液器22。同样地，负极侧14包括负极室24、负极集电器26和负极电解液储液器28。隔膜16允许正极室18与负极室24中的电活性材料之间的离子流动。因此，腔室18、24，集电器20、26和隔膜16形成电化学反应器30，将化学能转换为电能(并且在某些设置中，将电转换为化学能)。因此，正极集电器20和负极集电器26可以(外部)电连接(一起或与其它集电器一起)以形成电路。
[0012]正极电解液32和负极电解液34通常通过可溶性中间体分别与用于传输正负反应材料离子的电解质结合。正极电解液32和负极电解液34在液流电池10的相应侧循环以驱动电化学反应器30内的反应。因此，正极电解液32和负极电解液34是可移动的。为此，正极侧12还包括与正极室18和正极电解液储液器22流体连通的入口/出口管36，以及循环泵38、热交换器40和阀门42各自与入口/出口管36可操作的设置。循环泵38，顾名思义，使正极电解液32经过正极室18、正极电解液储液器22和入口/出口管36进行循环。可以操作热交换器40以控制正极电解液32的温度。可以操作阀门42以控制正极电解液32流入和/或流出正极室18。
[0013]负极侧14包括入口/出口管44、循环泵46、热交换器48和阀门50。入口/出口管44与负极室24和负极电解液储液器28流体连通，循环泵46、热交换器46和阀门50分别与入口/出口管44可操作的设置。循环泵46使负极电解液34经过阳极室24、阳极电解液储器28和入口/出口管44进行循环。可以操作热交换器46以控制负极电解液34的温度。可以操作阀门50以控制负极电解液34流入和/或流出负极室24。
[0014]负极侧14可以包括在负极电解液储液器28中混合的氧化锌和氢氧化钠的浆液以确保活性材料(锌酸盐)在溶液中的最大溶解。该溶液可用作液流电池10的负极电解液34。在充电时，可溶性锌酸盐在负极集电器26的表面处发生反应，将锌金属52沉积在负极集电器26的表面(与负极室24相邻)上。在放电时，负载使反应逆转，使锌金属52从负极集电器26的表面氧化。该放电产物通常储存在负极电解液储液器28中，但应加以管理以确保其不会沉积在系统中的其他地方。
[0015]一个或多个控制器54可以操作循环泵38、46和阀门42、50，以将正极电解液32和负极电解液34分别流入和流出腔室18、24和储液器22、28。这种流动通常需要液流和温度的控制。因此，液流电池10可以包括电流、电压、温度和/或以已知方式与电化学反应器30、储液器22、28等设置的其它传感器，并且它们与一个或多个控制器54连通以方便控制。对于多个
电池(如在组合电池中)，典型的液流系统可以变得更加复杂，因为多个电池可以使用相同的储液器。
[0016]液流电池10的正常操作可以导致正极电解液32内存在带电物质，以及在正极集电器20(部分限定正极室18的表面)的反应性表面上形成电化学阻碍性过渡金属分解产物/污染物(例如，氧化铁污染物)。这些污染物限制了可用的反应电极表面积并阻碍了液流电池10的操作。因此，去除此类污染物的有效方法对于保持系统的效率是必要的。
[0017]参见图1和图2，在操作56时，正极电解液截留在液流电池的正极室内，同时保持负极电解液经过液流电池的负极室的流动。一个或多个控制器54可以关闭泵38并关闭阀门42以将正极电解液32截留在正极室18内，同时阀门50打开下保持泵46的操作，使得负极电解液34继续流动经过负极室24。在操作58时，液流电池放电，同时将正极电解液截留在正极室内。一个或多个控制器54可以连接跨过集电器20、26的负载以使液流电池10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于净化液流电池的方法，包括：将正极电解液截留在所述液流电池的正极室内，以液压隔离所述液流电池而不停止负极电解液经过所述液流电池的负极室的流动；在将所述正极电解液截留在正极室内时液流电池放电，使得依次地所述正极室内的正极电解液的带电物质被消耗，在所述正极室的反应表面上的电化学阻碍性过渡金属污染物被电化学还原并且变成为电化学非阻碍性，以及在预定的时间段内在反应表面处逸出氢气；在所述预定时间段结束之后，停止放电；以及重新启动所述正极电解液经过所述正极室的流动。2.权利要求1所述的方法，进一步包括：当所述液流电池的充电状态低于预定阈值时，阻止所述截留。3.权利要求1所述的方法，其中，所述电化学阻碍性过渡金属污染物包含铁污染物。4.权利要求1所述的方法，其中，所述截留、放电和重新启动定期进行。5.一种液流电池的控制系统，包括：控制器，其被编程成停止所述正极电解液经过所述液流电池的正极室的流动，以将所述正极电解液截留在所述正极室内，并且液压隔离所述液流电池而不停止负极电解液经过所述液流电池的负极室的流动；在将所述正极电解液截留在所述正极室内时，使所述液流电池放电直到在所述正极室的反应表面处逸出氢气；以及随后停止放电并重新启动所述正极电解液经过所述正极室的流动。6.权利要求5所述的控制系统，其中，所述控制器进一步被...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿龙，
申请(专利权)人：维智能源系统公司，
类型：发明
国别省市：