一种液流电池液罐内布置结构制造技术

本发明专利技术公开了一种液流电池液罐内布置结构，属于液流电池领域，应用于液流电池系统，具体的，回液罐采用相同的回液罐罐内布置结构，包括回液罐内液体收集输出装置、回液罐内液体进入分散装置以及液体流动阻隔装置；出液罐采用相同的出液罐罐内布置结构，包括出液罐内液体收集输出装置、出液罐内液体进入分散装置以及液体流动阻隔装置。本发明专利技术能避免已参与电化学反应的电解液回到罐内后与待参与电化学反应的电解液发生快速融合；在整体电解液进入电堆循环一次的过程中，可确保电解液活性一致，最大化让泵维持在统一且较低频率的工况下运行，并使罐内电解液流动得到抑制，可降低罐体进出液时液位激荡，使液位变化较为平稳，方便监测。监测。监测。

【技术实现步骤摘要】
一种液流电池液罐内布置结构


[0001]本专利技术属于液流电池领域，具体涉及一种液流电池液罐内布置结构。

技术介绍

[0002]随着世界经济不断增长，人们对能源的需求日益增加，能源短缺愈发严重。传统化石能源的大量消费，产生的环境问题与日俱增。因此，可再生能源受到了广泛的应用，然而风能、太阳能等可再生能源发电具有不稳定性和不连续性的特点，制约了可再生能源的进一步发展。因此，亟需大规模储能技术，特别是长时储能技术，来提高可再生能源发电的电力品质和可靠性。
[0003]液流电池具有安全性高、循环寿命长、电解液可循环利用、生命周期性价比高、环境友好等优势，被认为是大规模储能技术的首选技术之一，具有广阔的应用前景。
[0004]其中，以能量密度、效率、规模、循环寿命和成本等指标综合衡量，最佳的配合新一代电网的技术就是电化学储能中的液流储能电池技术，其能量储存密度达到10
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30 Wh/kg，效率在60％
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85％，而且，功率与容量可以分开独立设计，充放电反应迅速，适用范围广泛；不仅可以应用于削峰填谷，也可以做备用电源或者应急电力供给，还可以应用于提高电力质量，调压调频等。其中，电解液作为铁铬液流电池的关键组成，很大程度上决定了电池的效率及稳定性。电解液储存在液流电池液罐中，现有的液流电池液罐通常采用传统的立罐、卧罐或吨桶的样式，普遍存在以下缺陷：1.现有液罐大多采用下出上进的进出液方式，液流电池整体系统开始运行后，电解液从罐内下部由泵从出液口抽出进入出液管道推送至电堆，在电堆内部进行电化学反应后，从回液管道进入罐体上部的进液口，因重力势能等原因大量涌入的已被使用过的低活性电解液将会直接砸入未参与电化学反应的电解液中，电解液在罐内以湍流的方式流动，会加快“两种电解液”的融合，快速造成整体电解液活性降低，提升电池浓差极化反应。
[0005]2.现有液罐因上述原因导致整体电解液活性快速降低，为保证电池充/放电效率前后一致，通常会同步增大泵的功率以便使更多电解液快速流入电堆参与电化学反应，但是非电池能耗的增加将降低电池系统的整体性能。
[0006]3.现有液罐因呈水柱状大量涌入回液，将会引起液位激荡，导致液位变化强烈，严重影响液位测量，从而增大控制罐内液位平衡的难度。
[0007]因此，如何解决上述缺陷，是液流电池领域内一个亟待解决的问题。

技术实现思路

[0008]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种液流电池液罐内布置结构。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种液流电池液罐内布置结构，应用于液流电池系统，所述液流电池系统包括：由正极电解液回液罐和正极电解液出液罐组成的正极罐组、由负极电解液回液罐和负极电解液出液罐组成的负极罐组，以及电堆；其中，出液罐与电堆之间、电堆与回液罐之间，以及同
一罐组内的回液罐和出液罐之间，均连接有管道；所述液流电池液罐内布置结构中：回液罐采用相同的回液罐罐内布置结构，包括：回液罐内液体收集输出装置、回液罐内液体进入分散装置，以及液体流动阻隔装置；其中，所述回液罐内液体收集输出装置用于均匀收集回液罐内底层电解液并输出至该回液罐与同一罐组内的出液罐相连的管道；所述回液罐内液体进入分散装置用于将进入的电解液均匀分散在回液罐内上层；所述液体流动阻隔装置用于对罐内电解液进行扰流、阻隔罐内上下端液体呈湍流样流动；出液罐采用相同的出液罐罐内布置结构，包括：出液罐内液体收集输出装置、出液罐内液体进入分散装置，以及所述液体流动阻隔装置；其中，所述出液罐内液体收集输出装置用于均匀收集出液罐内底层电解液并均分至该出液罐与各电堆之间相连的管道；所述出液罐内液体进入分散装置用于将进入的电解液均匀分散在出液罐内上层。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，所述液流电池系统中的回液罐和出液罐为卧罐或立罐。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述回液罐内液体收集输出装置，包括：回液罐内液体收集管道和回液罐出液管道；其中，所述回液罐内液体收集管道置于回液罐内底层，且表面设置有开口向下的多个罐内下端液体收集口，用于均匀收集回液罐内底层电解液；所述回液罐出液管道一端连接所述回液罐内液体收集管道，另一端连接该回液罐通向同一罐组内的出液罐的管道。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述回液罐内液体进入分散装置，包括：依次相连的回液罐进液管道、回液罐输送管道和回液罐液体分配管道；其中，所述回液罐液体分配管道位于回液罐内顶层，且表面设置有开口向上的多个罐内上端液体分散口，用于使进入所述回液罐液体分配管道的电解液沿罐壁上端均匀流入罐内。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述出液罐内液体收集输出装置，包括：出液罐内液体收集管道和出液罐出液管道；其中，所述出液罐内液体收集管道置于出液罐内底层，且表面设置有开口向下的多个罐内下端液体收集口，用于均匀收集出液罐内底层电解液；出液罐出液管道的数量与电堆数量匹配；每个出液罐出液管道一端连接所述出液罐内液体收集管道，另一端连接该出液罐通向对应电堆的管道。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述出液罐内液体进入分散装置，包括：依次相连的出液罐进液管道、出液罐输送管道和出液罐液体分配管道；其中，所述出液罐液体分配管道位于出液罐内顶层，且表面设置有开口向上的多个罐内上端液体分散口，用于使进入所述出液罐液体分配管道的电解液沿罐壁上端均匀流入罐内。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述回液罐输送管道位于所述回液罐液体分配管道的中点位置；所述回液罐出液管道与所述回液罐内液体收集管道的中点连通；各出液罐出液管道与所述出液罐内液体收集管道的中点连通；所述出液罐输送管道位于所述出液罐液体分配管道的中点位置。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述回液罐内液体收集管道、所述出液罐内液体收集管道上设置的多个下端液体收集口，以及，所述回液罐液体分配管道、所述出液罐液体分配管道上设置的多个上端液体分散口，以对应管道中点位置呈轴对称均匀布置，且开口口径尺寸沿对应管道中点位置向两侧均匀递增。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，所述液体流动阻隔装置为等间距穿插在所述回液罐内液体收集管道、所述出液罐内液体收集管道、所述回液罐液体分配管道和所述出液罐液体分配管道上的、呈长方体样式的多个液体流动阻隔板，且同一管道上的液体流动阻隔板的间距中心对应一液体分散口。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，当所述液流电池系统中的回液罐和出液罐为卧罐时，所述回液罐内液体收集管道、所述回液罐液体分配管道、所述出液罐内液体收集管道和所述出液罐液体分配管道，沿罐长度方向设置。
[0018]本专利技术的有益效果：1.通过在罐内增加液体收集输出装置、液体进入分散装置和液体流动阻隔装置，能够避免已参与电化学反应的电解液回到罐内后与待参与电化学反应的电解液快速融合。
[0019]2.能够降低“新旧”电解液的快速融合，可确保让未参与电化学发应的电解液依次进入电堆，故在整体电解液进入电堆循环一次的过程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液流电池液罐内布置结构，其特征在于，应用于液流电池系统，所述液流电池系统包括：由正极电解液回液罐和正极电解液出液罐组成的正极罐组、由负极电解液回液罐和负极电解液出液罐组成的负极罐组，以及电堆；其中，出液罐与电堆之间、电堆与回液罐之间，以及同一罐组内的回液罐和出液罐之间，均连接有管道；所述液流电池液罐内布置结构中：回液罐采用相同的回液罐罐内布置结构，包括：回液罐内液体收集输出装置、回液罐内液体进入分散装置，以及液体流动阻隔装置；其中，所述回液罐内液体收集输出装置用于均匀收集回液罐内底层电解液并输出至该回液罐与同一罐组内的出液罐相连的管道；所述回液罐内液体进入分散装置用于将进入的电解液均匀分散在回液罐内上层；所述液体流动阻隔装置用于对罐内电解液进行扰流、阻隔罐内上下端液体呈湍流样流动；出液罐采用相同的出液罐罐内布置结构，包括：出液罐内液体收集输出装置、出液罐内液体进入分散装置，以及所述液体流动阻隔装置；其中，所述出液罐内液体收集输出装置用于均匀收集出液罐内底层电解液并均分至该出液罐与各电堆之间相连的管道；所述出液罐内液体进入分散装置用于将进入的电解液均匀分散在出液罐内上层。2.根据权利要求1所述的液流电池液罐内布置结构，其特征在于，所述液流电池系统中的回液罐和出液罐为卧罐或立罐。3.根据权利要求2所述的液流电池液罐内布置结构，其特征在于，所述回液罐内液体收集输出装置，包括：回液罐内液体收集管道和回液罐出液管道；其中，所述回液罐内液体收集管道置于回液罐内底层，且表面设置有开口向下的多个罐内下端液体收集口，用于均匀收集回液罐内底层电解液；所述回液罐出液管道一端连接所述回液罐内液体收集管道，另一端连接该回液罐通向同一罐组内的出液罐的管道。4.根据权利要求3所述的液流电池液罐内布置结构，其特征在于，所述回液罐内液体进入分散装置，包括：依次相连的回液罐进液管道、回液罐输送管道和回液罐液体分配管道；其中，所述回液罐液体分配管道位于回液罐内顶层，且表面设置有开口向上的多个罐内上端液体分散口，用于使进入所述回液罐液体分配管道的电解液沿罐壁上端均匀流入罐内。5.根据权利要求4所述的液流电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文东，杨怀荣，王昊田，
申请(专利权)人：北京西融储能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：