一种液流电池电解液流动的均匀化方法技术

本发明专利技术涉及一种液流电池电解液流动的均匀化方法，在液流电池电解液正极进出口处增加流动阻力，降低正极进出口处通过正极的电解液流动速度；在远离正极进出口的两拐角处降低流动阻力，提高远离正极进出口处通过正极的电解液流动速度；在液流电池电解液负极进出口处增加流动阻力，降低负极进出口处通过负极的电解液流动速度；在远离负极进出口的两拐角处降低流动阻力，提高远离负极进出口处通过负极的电解液流动速度。为了改善电池内部整体传质，在电池正负极进出口处增加流动阻力，降低电解液流速；在两拐角处降低流动阻力，增加电解液流速，从而使得电解液在电池内的流动趋于均匀化，实现电池内液相传质强化，电池性能提高的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液流电池电解液流动均匀化的方法，属于储能

技术介绍
在液流电池内部，电解液经内部流场流动形成循环回路，电池内部流场对电解液流动分布十分重要。在传统的方形对角流动液流电池中，正负极电解液分别经正负极液体进口流入电池，再经正负极半电池内的电极，在电极表面活性位点处发生正负极电化学反应后，电解液从正负极液体出口处流出。电解液在流道内的流动均匀性，直接影响电池内传质情况，进而影响电池性能。传统方形对角流液流电池中，电解液在流道内流动不均匀，靠近进出口处流动速度较高，与进出口相邻的两拐角处流动速度小，易形成流动死区。这种流场不均匀分布使得电池内部进出口处传质较强，而两拐角处传质较弱，造成局部较大的浓差极化，降低电池整体性能。针对此，可以采用在电池进出口处增加流动阻力，降低电解液流动速度；在两拐角处降低流动阻力，增加电解液流动速度的方式，使得电解液在电池流道内的流动趋于均匀化，强化电池内液相传质，提高电池性能。
技术实现思路
为实现上述目的，本专利技术提出一种液流电池电解液流动的均匀化方法，在液流电池电解液正极进出口处增加流动阻力，降低正极进出口处通过正极的电解液流动速度；在远离正极进出口的两拐角处降低流动阻力，提高远离正极进出口处通过正极的电解液流动速度；在液流电池电解液负极进出口处增加流动阻力，降低负极进出口处通过负极的电解液流动速度；在远离负极进出口的两拐角处降低流动阻力，提高远离负极进出口处通过负极的电解液流动速度。所述液流电池为方形液流电池，其正负电极为方形；其正极或负极的电解液进口和出口分别设置于方形液流电池的二个对角处；正极的电解液进口和出口与负极的电解液进口和出口分别位于方形液流电池的四个角所在位置处。增加正极和负极进出口处流动阻力为降低正极和负极进出口附近电极材料的孔隙率；降低远离正极和负极进出口的两拐角处流动阻力为提高远离正极和负极进出口的两拐角处附近电极材料的孔隙率。正极的电解液由正极进口流入经正极后由正极出口流出，靠近正极进口和正极出口处的二个对角处的正极的电极材料孔隙率小于正极中部的电极材料的孔隙率；远离正极进口和正极出口处的二个对角处的正极的电极材料孔隙率大于正极中部的电极材料的孔隙率；所述靠近正极进口和正极出口处的二个对角处、以及远离正极进口和正极出口处的二个对角处是指以方形正极的任一一个角为圆心，以方形正极中最短的一条边长的一半为半径，于方形正极上圈定的四分之一圆所处的区域。负极的电解液由负极进口流入经负极后由负极出口流出，靠近负极进口和负极出口处的二个对角处的负极的电极材料孔隙率小于负极中部的电极材料的孔隙率；远离负极进口和负极出口处的二个对角处的负极的电极材料孔隙率大于负极中部的电极材料的孔隙率；所述靠近负极进口和负极出口处的二个对角处、以及远离负极进口和负极出口处的二个对角处是指以方形负极的任一一个角为圆心，以方形负极中最短的一条边长的一半为半径，于方形负极上圈定的四分之一圆所处的区域。本专利技术有益效果为了改善电池内部整体传质，在电池正负极进出口处增加流动阻力，降低电解液流速；在两拐角处降低流动阻力，增加电解液流速，从而使得电解液在电池内的流动趋于均匀化，实现电池内液相传质强化，电池性能提高的效果。附图说明图1方形对角流液流电池内电极的孔隙率分布图；其中1-电解液进口，2-孔隙率为a的区域，3-孔隙率为b的区域，4-孔隙率为c的区域，5-电解液出口。具体实施方式以电极形状为正方形的方形液流电池为例，其中正极的电解液由正极进口流入，经正极后由正极出口流出，靠近正极进口和正极出口处的二个对角处的正极的电极材料孔隙率为a，小于正极中部的电极材料的孔隙率b；远离正极进口和正极出口处的二个对角处的正极的电极材料孔隙率为c，大于正极中部的电极材料的孔隙率b(a<b<c)。在相同的条件下，电流密度为100mA/cm-2时，其电压效率比正负极电极采用相同孔隙率的方形液流电池约高1％，电流密度越高，改善效果更明显。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液流电池电解液流动的均匀化方法，其特征在于：在液流电池电解液正极进出口处增加流动阻力，降低正极进出口处通过正极的电解液流动速度；在远离正极进出口的两拐角处降低流动阻力，提高远离正极进出口处通过正极的电解液流动速度；在液流电池电解液负极进出口处增加流动阻力，降低负极进出口处通过负极的电解液流动速度；在远离负极进出口的两拐角处降低流动阻力，提高远离负极进出口处通过负极的电解液流动速度。

【技术特征摘要】
1.一种液流电池电解液流动的均匀化方法，其特征在于：在液流电
池电解液正极进出口处增加流动阻力，降低正极进出口处通过正
极的电解液流动速度；在远离正极进出口的两拐角处降低流动阻
力，提高远离正极进出口处通过正极的电解液流动速度；在液流
电池电解液负极进出口处增加流动阻力，降低负极进出口处通过
负极的电解液流动速度；在远离负极进出口的两拐角处降低流动
阻力，提高远离负极进出口处通过负极的电解液流动速度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述液流电池为方形
液流电池，其正负电极为方形；其正极或负极的电解液进口和出
口分别设置于方形液流电池的二个对角处；正极的电解液进口和
出口与负极的电解液进口和出口分别位于方形液流电池的四个角
所在位置处。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：增加正极和负极
进出口处流动阻力为降低正极和负极进出口附近电极材料的孔隙
率；降低远离正极和负极进出口的两拐角处流动阻力为提高远离
正极和负极进出口的两拐角处附近电极材料的孔隙率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：正极的电解液由...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华民，郑琼，邢枫，李先锋，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21