【技术实现步骤摘要】
本技术涉及液流电池,具体的说,涉及了一种电解液间隔传输器及用于液流电池的旁路电流断流装置。
技术介绍
1、在大规模液流电池储能体系中,需要将一系列单电池串/并联形成电堆系统,在供应电解液时,通常采用统一供应电解液给各单电池的方法;电解液在整个电堆系统中循环流动,即电解液由进口总管流入电堆,经过电池后由出口总管流出进入储罐中。采用统一供应电解液的电堆体系,虽然有很多优点(如体系中每个单电池反应物的供应非常均匀,且产物易于移除;热传导效率高,使得系统的冷却和热管理系统简单等),但统一供应电解液给各单电池时,需要共用电解液进出口总管,这使得电池内部产生旁路电流,导致电池自放电,造成电池容量部分损失。
2、旁路电流的产生还造成其他问题:由于终端阳极和阴极间电位差大,又有直接电解液通道,此时会在两极上产生不同于电池体系本身的电化学反应。这些反应在高电流密度处发生,处于正极端的电极发生氧化反应,处于负极端的电极发生还原反应。因此,旁路电流的产生是液流电池体系中的一个缺陷和难点,在电堆中应当予以消除。
3、由于旁路电流主要是因为存在共用电解液通道所造成的,因此消除共用电解液通道或者将电解液通道打断,成为研究者考虑解决旁路电流问题的思路切入点;
4、降低旁路电流常采取的方法是:设计电池结构使得电解液的导电通路的阻抗足够大,一般是设计给每个电池的进料管既长又窄以增加电阻,在进液管和出液管设置气泡段、设置旋转阀等也是增加电阻的思路,然而这增加了流体的阻力和泵的能量消耗。另外一种方法是:采取保护电极的方式,即在第三
5、另外,减少电堆中的单体数目、增加电堆系统中泵和储罐的数量,虽然可以降低参与旁路的单体和电池个数,从而降低旁路电流,但这种结构增加了泵和储罐的数量,成本增加且效能降低。
6、为了解决以上存在的问题,人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
技术实现思路
1、本技术的目的是针对现有技术的不足,从而提供一种电解液间隔传输器及用于液流电池的旁路电流断流装置,能够实现各电池正负极进液与进液主管道的物理隔离,从而切断电池与正/负极进液管路之间产生的旁路电流,进而提高整个电池性能。
2、为了实现上述目的,本技术所采用的技术方案是:
3、本技术第一方面提供一种电解液间隔传输器,其包括传输器壳体,所述传输器壳体内设置有活塞以及与所述活塞相连的活塞杆,所述活塞杆贯穿所述活塞设置;所述传输器壳体内部为中空区域,所述活塞将所述中空区域分为两个相互独立的腔室,两个腔室均开设有进液口和出液口;两个腔室的进液口分别通过进液阀与进液管道连通,两个腔室的出液口分别通过出液阀与出液管道连通。
4、本技术第二方面提供一种用于液流电池的旁路电流断流装置,其包括正极电解液间隔传输器和负极电解液间隔传输器,所述正极电解液间隔传输器和所述负极电解液间隔传输器的结构相同,均为上述的电解液间隔传输器;所述正极电解液间隔传输器的出液管道,与电堆的正极进液口连通;所述正极电解液间隔传输器的进液管道,通过正极进液泵与正极储液罐的出液口连通;所述负极电解液间隔传输器的出液管道,与电堆的负极进液口连通;所述负极电解液间隔传输器的进液管道,通过负极进液泵与负极储液罐的出液口连通。
5、本技术第三方面提供另一种用于液流电池的旁路电流断流装置,其包括正极电解液间隔传输器和负极电解液间隔传输器,所述正极电解液间隔传输器和所述负极电解液间隔传输器的结构相同,均为上述的电解液间隔传输器;所述正极电解液间隔传输器和所述负极电解液间隔传输器的活塞杆,通过连接杆与动力驱动装置相连;所述正极电解液间隔传输器的出液管道与电堆的正极进液口连通,所述正极电解液间隔传输器的进液管道与所述正极储液罐的出液口连通;所述负极电解液间隔传输器的出液管道与电堆的负极进液口连通,所述负极电解液间隔传输器的进液管道与所述负极储液罐的出液口连通。
6、本技术相对现有技术具有实质性特点和进步,具体的说:
7、1)本技术提出了一种电解液间隔传输器,电解液从第一进液口进入传输器壳体内并在其他时间从第一出液口流出,或者从第二进液口进入传输器壳体内并从在其他时间第二出液口流出,通过控制单向阀开关实现电解液间歇式输出;
8、2)本技术提出了一种用于液流电池的旁路电流断流装置,利用正/负进液泵向相应电解液间隔传输器内泵送电解液,流入电解液间隔传输器内的电解液推动活塞运动,将电解液间隔传输器内存放的电解液挤压出去,从而截断电堆的电解液流动,进而有效消除旁路电流;
9、3)本技术提出了另一种用于液流电池的旁路电流断流装置,利用动力驱动装置带动连接杆做往复运动,进而将储液罐内的电解液抽吸进相应电解液间隔传输器内,并将电解液间隔传输器内存放的电解液挤压出去,从而截断电堆的电解液流动,进而有效消除旁路电流;
10、4)所述用于液流电池的旁路电流断流装置,还利用淋雨板结构或者叶轮结构,切断电池内电解液与回流管内电解液之间的直接联系,从而消除旁路电流。
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1.一种电解液间隔传输器,其特征在于:包括传输器壳体,所述传输器壳体内设置有活塞以及与所述活塞相连的活塞杆,所述活塞杆贯穿所述活塞设置;
2.根据权利要求1所述的电解液间隔传输器,其特征在于:所述传输器壳体包括第一端盖、第二端盖以及位于所述第一端盖和所述第二端盖之间的导流结构,所述第一端盖和所述第二端盖分别开设有进液口和出液口;
3.根据权利要求1所述的电解液间隔传输器,其特征在于:所述传输器壳体、所述活塞和所述活塞杆均采用金属材质制成,所述传输器壳体内壁、所述活塞外壁和所述活塞杆外壁分别设置有绝缘层。
4.根据权利要求1所述的电解液间隔传输器,其特征在于:所述传输器壳体、所述活塞和所述活塞杆均采用钛或者有机玻璃制成。
5.一种用于液流电池的旁路电流断流装置,其特征在于:包括正极电解液间隔传输器和负极电解液间隔传输器,所述正极电解液间隔传输器和所述负极电解液间隔传输器的结构相同,均为权利要求1至4任一项所述的电解液间隔传输器;
6.根据权利要求5所述的用于液流电池的旁路电流断流装置,其特征在于:还包括设置在正极回液管路的
7.根据权利要求5或6所述的用于液流电池的旁路电流断流装置,其特征在于:还包括设置在负极回液管路的回流结构Ⅱ,所述回流结构Ⅱ为淋雨板结构或者叶轮结构。
8.一种用于液流电池的旁路电流断流装置,其特征在于:包括正极电解液间隔传输器和负极电解液间隔传输器,所述正极电解液间隔传输器和所述负极电解液间隔传输器的结构相同,均为权利要求1至4任一项所述的电解液间隔传输器;
9.根据权利要求8所述的用于液流电池的旁路电流断流装置,其特征在于:还包括设置在正极回液管路的回流结构Ⅰ,所述回流结构Ⅰ为淋雨板结构或者叶轮结构。
10.根据权利要求8或9所述的用于液流电池的旁路电流断流装置,其特征在于:还包括设置在负极回液管路的回流结构Ⅱ,所述回流结构Ⅱ为淋雨板结构或者叶轮结构。
...【技术特征摘要】
1.一种电解液间隔传输器,其特征在于:包括传输器壳体,所述传输器壳体内设置有活塞以及与所述活塞相连的活塞杆,所述活塞杆贯穿所述活塞设置;
2.根据权利要求1所述的电解液间隔传输器,其特征在于:所述传输器壳体包括第一端盖、第二端盖以及位于所述第一端盖和所述第二端盖之间的导流结构,所述第一端盖和所述第二端盖分别开设有进液口和出液口;
3.根据权利要求1所述的电解液间隔传输器,其特征在于:所述传输器壳体、所述活塞和所述活塞杆均采用金属材质制成,所述传输器壳体内壁、所述活塞外壁和所述活塞杆外壁分别设置有绝缘层。
4.根据权利要求1所述的电解液间隔传输器,其特征在于:所述传输器壳体、所述活塞和所述活塞杆均采用钛或者有机玻璃制成。
5.一种用于液流电池的旁路电流断流装置,其特征在于:包括正极电解液间隔传输器和负极电解液间隔传输器,所述正极电解液间隔传输器和所述负极电解液间隔传输器的结构相同,均为权利要求1至4任一项所述的电解液间隔传...
【专利技术属性】
技术研发人员:张腾飞,宋丹斌,李晨阳,王成利,黄亚涛,
申请(专利权)人:宋丹斌,
类型:新型
国别省市:
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