环境友好型全钒液流电池的检测方法技术

本发明专利技术提供一种环境友好型全钒液流电池的检测方法。方法包括：制备不同浓度的金属卤化物水溶液的电导率曲线，并测定待测全钒液流电池中电解液的电导率a；确定与电导率a相对应的金属卤化物水溶液的浓度b，并配置该浓度b的金属卤化物水溶液，得到模拟电解液；将模拟电解液分别注入模拟液流电池装置的正极和负极储液罐，形成正极或负极电解液，并在正极或负极电解液任一中加入标定物质；启动模拟液流电池装置的电解液循环装置，使模拟液流电池装置的正极和负极电解液流速与待测全钒液流电池中的正、负极电解液流速基本相同；测试模拟液流电池装置的内电阻ESR；测试标定物质的扩散系数。本发明专利技术的检测方法可以快速检测电流效率、电压效率以及能量转换效率。

【技术实现步骤摘要】
环境友好型全钒液流电池的检测方法
本专利技术涉及一种环境友好型全钒液流电池的检测方法，属于电池电堆检测领域。
技术介绍
液流电池，是指电池的正负极活性物质都为液态形式的一类电池。它区别于其它电化学体系的地方主要是该电池能量的主体是以液态形式存在的正负极活性物质而非一般意义的固体材料。正负极活性物质溶液分别储存在两个容器内，工作时，活性物质溶液分别通过循环泵进入电堆内部，发生电池反应，把化学能转化为电能。目前，全钒液流电池因其具有无污染、长寿命、稳定性高的能量转换效率和维护简单等优点，在太阳能、风能储存，以及电网调峰、偏远地区供电系统、不间断电源等领域展示出巨大的应用前景。与传统的电池相比，全钒液流电池的正极和负极都是钒离子反应，消除了交叉感染和容量损失。现有技术中，对于全钒液流电池电堆能量转换效率的检测，一般是利用全钒液流电解液，即含有钒离子的酸性溶液(纯硫酸/纯盐酸/混酸)在电堆内部循环，进行充放电测试，得到电压效率，电流效率和能量转换效率。但是因为加入强酸性溶液，对环境污染较大，成本高，仍需要钒电解液等。因此，研发一种对无毒，环保，成本低，可以不经处理排放，对环境污染小的全钒液流电池电堆的检测方法，成为一种亟待解决的技术问题。引用文献1提供了一种钒电池充放电测试系统及测试方法研究，钒电池充放电测试系统主要包括受上位机控制的程控直流电源和程控电子负载上位机系统采用计算机用户操作界面，通过串口与电池监控保护装置、直流电源和负载通信，显示存储直流电源和程控电子负载采集的数据，设置充放电参数以及对电解液循环泵进行控制。测试系统配制较高，成本高，不易获取。引用文献1牛红涛,杨春生,郭乃理,等.钒电池充放电测试系统及测试方法研究[J].科学技术与工程,2015,15(27):38-41.
技术实现思路
专利技术要解决的问题鉴于现有技术中存在的技术问题，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种全钒液流电池的检测方法，该检测方法能够有效检测全钒液流电池的电压效率、电流效率，进而得到能量转换效率。进一步地，本专利技术的全钒液流电池的检测方法所使用的检测原料无毒，环保，成本低，检测完成后产生的液体可不经处理即可排放，对环境污染小。进一步地，本专利技术的全钒液流电池的检测方法的时效性强，并且对设备要求较低，无需大型设备，即可实现检测，适合各个工业生产厂家的检测。用于解决问题的方案通过本专利技术专利技术人的潜心研究，发下了如下方案可以解决上述技术问题：[1].一种全钒液流电池的检测方法，其包括：制备不同浓度的金属卤化物水溶液的电导率曲线，并测定待测全钒液流电池中电解液的电导率a；确定与所述电导率a相对应的所述金属卤化物水溶液的浓度b，并配置该浓度b的金属卤化物水溶液，得到模拟电解液；将所述模拟电解液分别注入模拟液流电池装置的正极和负极储液罐，形成正极或负极电解液，并在所述正极或负极电解液任一中加入标定物质，所述标定物质为对紫外或可见光谱具有选择性吸收的物质；启动模拟液流电池装置的电解液循环装置，使所述模拟液流电池装置的正极和负极电解液流速与所述待测全钒液流电池中的正、负极电解液流速基本相同；测试所述模拟液流电池装置的内电阻ESR；测试所述标定物质的扩散系数。[2].根据[1]所述的方法，其中，所述金属卤化物为金属氯化物，所述金属选自碱金属或者碱土金属，优选为NaCl、KCl、MgCl2或CaCl2中的一种或多种。[3].根据[1]或[2]所述的方法，其中，所述金属卤化物的水溶液为去离子水溶液或者蒸馏水溶液；和/或，所述待测全钒液流电池中电解液的电导率通过从待测全钒液流电池的正负极中取等体积的电解液混合后测试得到。[4].根据[1]-[3]所述的方法，其中，所述标定物质选自食用色素，所述食用色素选自天然食用色素或者人工食用色素中的一种或多种。[5].根据[1]-[4]所述的方法，其中，所述标定物质的扩散系数通过分光光度计测试得到。[6].根据[1]-[5]所述的方法，其中，将所述内电阻ESR视为待测全钒液流电池内电阻，所述待测全钒液流电池的电压效率通过(OCV-i×ESR)/(OCV+i×ESR)计算得到；其中，OCV为待测全钒液流电池在50％SOC时的开路电压，i为待测全钒液流电池的实际充放电循环中的电流密度。[7].根据[1]-[6]所述的方法，其中，根据所述标定物质的扩散系数，进而得到模拟液流电池装置的自放电电流，并通过(I-Isd)/I计算得到待测全钒液流电池的电流效率；其中，I为待测液流电池装置的充放电电流；Isd为模拟液流电池装置计算得到的自放电电流。[8].根据[7]所述的方法，其中，通过测试得到的待测全钒液流电池的电压效率以及电流效率计算得到待测全钒液流电池的能量转化效率。专利技术的效果通过上述技术方案的实施，本专利技术能够获得如下的技术效果：本专利技术的全钒液流电池的检测方法可以快速检测电池电堆的电流效率、电压效率以及能量转换效率，成本低，检测效率高，对环境无影响的理想手段，且能够实现批量检测。进一步地，本专利技术的全钒液流电池的检测方法使用pH值为中性的金属卤化物水溶液作为模拟电解液，无需钒电解液即可实现准确检测，无毒，环保，成本低，不经处理即可排放，对环境污染小。进一步地，本专利技术的全钒液流电池的检测方法的时效性强，对设备要求较低，无需大型设备，即可实现检测，适合各个工业生产厂家的检测。附图说明图1示出了本专利技术实施例1的电导率曲线图；图2示出了本专利技术实施例1的亮蓝色素的浓度随时间变化的拟合直线图。具体实施方式以下将详细说明本专利技术的各种示例性实施例、特征和方面。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外，为了更好地说明本专利技术，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本专利技术同样可以实施。在另外一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、器材和步骤未作详细描述，以便于凸显本专利技术的主旨。如无特殊声明，本专利技术所使用的单位均为国际标准单位，并且本专利技术中出现的数值，数值范围，均应当理解为包含了工业生产中所不可避免的系统性误差。本专利技术提供一种全钒液流电池的检测方法，具体包括以下步骤：制备不同浓度的金属卤化物水溶液的电导率曲线，并测定待测全钒液流电池中电解液的电导率a；确定与所述电导率a相对应的所述金属卤化物水溶液的浓度b，并配置该浓度b的金属卤化物水溶液，得到模拟电解液；将所述模拟电解液分别注入模拟液流电池装置的正极和负极储液罐，形成正极或负极电解液，并在所述正极或负极电解液任一中加入标定物质，所述标定物质为对紫外或可见光谱具有选择性吸收的物质；启动所述模拟液流电池装置的电解液循环装置，使所述模拟液流电池装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全钒液流电池的检测方法，其特征在于，包括：/n制备不同浓度的金属卤化物水溶液的电导率曲线，并测定待测全钒液流电池中电解液的电导率a；/n确定与所述电导率a相对应的所述金属卤化物水溶液的浓度b，并配置该浓度b的金属卤化物水溶液，得到模拟电解液；/n将所述模拟电解液分别注入模拟液流电池装置的正极和负极储液罐，形成正极或负极电解液，并在所述正极或负极电解液任一中加入标定物质，所述标定物质为对紫外或可见光谱具有选择性吸收的物质；/n启动所述模拟液流电池装置的电解液循环装置，使所述模拟液流电池装置的正极和负极电解液流速与所述待测全钒液流电池中的正、负极电解液流速基本相同；/n测试所述模拟液流电池装置的内电阻ESR；/n测试所述标定物质的扩散系数。/n

【技术特征摘要】
1.一种全钒液流电池的检测方法，其特征在于，包括：
制备不同浓度的金属卤化物水溶液的电导率曲线，并测定待测全钒液流电池中电解液的电导率a；
确定与所述电导率a相对应的所述金属卤化物水溶液的浓度b，并配置该浓度b的金属卤化物水溶液，得到模拟电解液；
将所述模拟电解液分别注入模拟液流电池装置的正极和负极储液罐，形成正极或负极电解液，并在所述正极或负极电解液任一中加入标定物质，所述标定物质为对紫外或可见光谱具有选择性吸收的物质；
启动所述模拟液流电池装置的电解液循环装置，使所述模拟液流电池装置的正极和负极电解液流速与所述待测全钒液流电池中的正、负极电解液流速基本相同；
测试所述模拟液流电池装置的内电阻ESR；
测试所述标定物质的扩散系数。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属卤化物为金属氯化物，所述金属选自碱金属或者碱土金属，优选为NaCl、KCl、MgCl2或CaCl2中的一种或多种。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述金属卤化物的水溶液为去离子水溶液或者蒸馏水溶液；和/或，所述待测全钒液流电池中电解液的电导率通过从待测全钒液流电池的正负极中取等体积的...

【专利技术属性】
技术研发人员：祖革，王瑾，郑晓昊，
申请(专利权)人：江苏泛宇能源有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32