【技术实现步骤摘要】
钒离子浓度监测方法、钒电池SOC监测方法、设备及介质
[0001]本专利技术属于电化学储能领域，涉及一种钒电池中的钒离子浓度监测方法、钒电池SOC监测方法、电子设备及计算机存储介质。
技术介绍
[0002]全钒液流电池是以钒为活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池，其将电能存储于不同价态的钒离子溶液中，通过使电解液在电池的正极室和负极室内循环流动，实现电极表面的充放电过程。其中，正极电解液由四价钒离子V(IV)和五价钒离子V(V)溶液组成，负极电解液由二价钒离子V(II)和三价钒离子V(III)溶液组成。
[0003]由于钒电池的电解液存储在正负极的储罐中，这为监测电解液的浓度、温度和体积等状态参数提供了便利。通过获取钒电池电解液的浓度、温度等各状态参数，可以获得钒电池的荷电状态(State of Charge，SOC)和电池容量信息，进而可以获得电解液价态调配的边界条件信息等。
[0004]目前，钒电池中各价钒离子浓度常用获取方式主要包括电位滴定、紫外光谱等；然而，这些方法往往需要取样、稀释溶液和浓度检测等步...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种钒离子浓度监测方法，其特征在于，用于监测钒电池充放电过程中各价钒离子浓度，所述钒电池包括正负极存储单元，所述正负极存储单元中分别对应存储有正负极电解液；其中，所述正极电解液包含四价和五价钒离子；所述负极电解液中包含二价和三价钒离子；所述钒离子浓度监测方法包括：获取所述钒电池中钒离子的总初始浓度；于一监测时刻，分别采集所述正负极电解液的液位信息、电位信息和温度信息；同时，于所述正负极电解液中分别对应采集相同体积的正负极电解液样本进行混合，以获得混合电解液样本，并采集所述混合电解液样本的电位信息和温度信息；根据所述钒离子的总初始浓度，和所述正负极电解液的液位置信息、电位信息、温度信息，以及所述混合电解液样本的电位信息和温度信息，通过构建方程组解算获得所述监测时刻下各价钒离子的浓度信息。2.根据权利要求1所述的钒离子浓度监测方法，其特征在于，于所述正负极电解液采集的所述电解液样本的总容积不大于所述监测时刻下所述正负极电解液总容积的10
‰
。3.根据权利要求1或2所述的钒离子浓度监测方法，其特征在于，所述根据所述钒离子的总初始浓度，和所述正负极电解液的液位置信息、电位信息、温度信息，以及所述混合电解液样本的电位信息和温度信息，通过构建方程组，解算获得所述监测时刻下各价钒离子的浓度信息的实现方式，包括：基于所述钒离子的总初始浓度和所述正负极电解液的液位置信息，构建正负极电解液的浓度方程；基于所述监测时刻下的所述正极电解液的电位信息和温度信息，构建正极电解液的能斯特方程，和基于所述监测时刻下的所述负极电解液的电位信息和温度信息，构建所述负极电解液的能斯特方程；根据所述监测时刻下的所述混合电解液样本的电位信息和温度信息，构建混合电解液样本的能斯特方程；以及，基于所述混合电解液样本中钒离子的综合价态和所述正负极电解液的综合价态相同，构建钒离子综合价态方程；通过联和解算所述正负极电解液的浓度方程、所述正极电解液的能斯特方程、所述负极电解液的能斯特方程、所述混合电解液样本的能斯特方程和所述钒离子综合价态方程，获得所述监测时刻下各价钒离子的浓度信息。4.根据权利要求3所述的钒离子浓度监测方法，其特征在于，所述正负极电解液的浓度方程，为：其中，和分别为所述监测时刻下所述二价钒离子、所述三价钒离子、所述四价钒离子和所述五价钒离子的浓度信息，D
p
、D
n
分别对应为所述监测时刻下正极和负极电解液的液位，为所述钒电池中钒离子的总初始浓度；所述正极电解液的能斯特方程，为：
其中，E
+
为所述监测时刻下的正极电解液的电位；E
θ(+)
为正极电解液的标准电位；T
+
为所述监测时刻下的正极电解液的温度；R为气体常数，8.314J/(mol*K)；F为法拉第常数，96485C/mol；所述负极电解液的能斯特方程，为：其中，E
‑
为所述监测时刻下的负极电解液的电位；E
θ(
‑
)
为负极电解液的标准电位；T
‑
为所述监测时刻下的负极电解液的温度；所述混合电解液样本的能斯特方程，为：其中，E
′
为所述监测时刻下的所述混合电解液的电位；E
θ(
′
)
为所述监测时刻下的所述混合电解液的标准电位；T
′
所述监测时刻下的所述混合电解液的温度；V
IV
′
技术研发人员：汪保国，邹志清，李盼，王国樑，杨辉，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。