【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电化学，具体涉及一种钒液流电池及保持钒液流电池正负极电解液平衡的方法。
技术介绍
1、钒液流电池的正负极电解液，随着充放电循环的周期，钒离子和氢离子会穿越膜，使其中一侧电解液钒离子浓度增高。由于渗透压的存在，水分子会穿越膜到达离子较高的一侧，这使得该侧的电解液的总体积也增大，另一侧则相反，这样会造成总容量的衰减(总可存储电量下降为离子数较少的那侧的电解液所能存储的电量)。此外，若放任不管，正极室或负极室某一侧电解液液位过高还会导致电解液从电解液罐顶部逸出(即电解液冒顶)，发生事故。
2、专利技术申请cn102055000a公开了使用平衡管实现正负极电解液液位保持相同的方法。但是该专利是靠连通器原理实现液位平衡，平衡管在线可一直开启，因此要求管路很细长，管路长径比不小于10(因为管内的电解液是导体，若长径比小于10会的导致管内电解液电阻太小则电流太高而会产生电路损耗，严重时甚至会导致短路损坏)。此外，该专利技术申请中，当钒离子浓度偏差过大时，通过如此细长的平衡管难以短时间内完成混液，故还需要其他混液管路配合。因此，此专利技术申请管路设计更复杂且存在电路损耗。
3、为了解决以上问题，提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术主要公开了一种在线调整正负极电解液液体体积的方法，并且根据使用状态可恢复正负极电解液的存储容量。
2、本专利技术第一方面提供一种钒液流电池，所述钒液流电池包括：容纳有正极电解液的正极电解液罐1和容纳有负极电解液的
3、所述正极电解液罐1和所述负极电解液罐2之间设置有平衡管路3以实现所述正极电解液和负极电解液的连通；
4、所述平衡管路3上设置有阀门；
5、所述正极电解液罐1和所述负极电解液罐2之间还通过溢流管路4连通，所述溢流管路4平行于所述正极电解液罐1和所述负极电解液罐2的液面设置，所述溢流管路4位于所述正极电解液液位上方预定阈值高度处或所述负极电解液液位上方预定阈值高度处以实现：
6、在所述钒液流电池充放电过程中，所述正极电解液罐1内的正极电解液液位超过该预定阈值高度处则溢流到所述负极电解液罐2，或者所述负极电解液罐2内的负极电解液液位超过该预定阈值高度处则溢流到所述正极电解液罐1。
7、所述平衡管路3的长径比无要求。优选地，所述平衡管路3的长径比小于10。即所述平衡管路3优选使用较粗的管路以实现液体的快速交换。
8、本专利技术第二方面提供一种保持钒液流电池正负极电解液平衡的方法，使用第一方面任一项所述的钒液流电池。
9、优选地，关闭所述平衡管路3上的阀门，当所述正极电解液罐1或所述负极电解液罐2内的液面高于预定阈值高度处时，则所述正极电解液罐1内的正极电解液溢流到所述负极电解液罐2，或者所述负极电解液罐2内的负极电解液溢流到所述正极电解液罐1。
10、优选地，打开所述平衡管路3上的阀门，则所述正极电解液罐1内的正极电解液和所述负极电解液罐2内的负极电解液通过所述平衡管路3的混合实现液位相同。
11、本专利技术的技术方案中，打开所述平衡管路3上的阀门时，不必须要求所述正极电解液罐1或所述负极电解液罐2内的液面高于预定阈值高度处。
12、若认为有必要时就可以打开所述平衡管路3上的阀门，例如所述正极电解液罐1和所述负极电解液罐2的电解液浓度偏差达到设定值或者电池系统达到设定的循环周期等。
13、相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
14、1、由于溢流管路4的存在，在正常充放电工作过程中，任何一侧电解液液位高于规定阈值，则自动通过溢流管路流向另一侧，实现液位的随时自动调节，而无需担心液位偏移过大导致电解液罐冒顶。在需要时，通过开启平衡管路3可实现正极电解液罐和负极电解液罐之间的快速液位平衡，并恢复部分离子浓度差，恢复部分荷电容量。
15、2、由于正常情况下平衡管路3的阀门不开启。而且顶部溢流管路4中溢流的液体量很少，液体向低液位侧电解液罐落下时呈滴落这种不连续流动，因此溢流管路内的电解液其实不构成电路，溢流管路内也没有电流存在，液体溢流过程中不会有电量损耗，不影响电池效率。
16、3、由于平时状态平衡管路3不开启，两侧电解液不接触。当平衡管路3的阀门开启以恢复部分电解液容量时，处于电解液带电较低的状态，因此平衡管路3可以较粗(管路无需长径比大于10)。无需为了考虑正负极联结的管路电路，需要足够大电阻，使管路很狭长，造成液体交换困难(对比专利技术申请cn102055000a)。较粗的平衡管路3使液体交换较为迅速，因此可以在极短的时间(通常不超过3分钟)内完成部分电解液容量恢复。
17、而专利技术申请cn102055000a中，由于平衡管的阀门必须常开以保证液位平衡，因此液路导通的同时也实现了电路导通，造成了电路损耗，严重影响电池效率。
18、4、电池管理系统只控制一个阀门和泵，只有2根管路，较为简单可靠，成本较低。且此简单的系统可实现一套液路(正极+负极电解液罐)的基本在线平衡，并可恢复电解液容量。
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1.一种钒液流电池，其特征在于，所述钒液流电池包括：容纳有正极电解液的正极电解液罐(1)和容纳有负极电解液的负极电解液罐(2)；
2.根据权利要求1所述的钒液流电池，其特征在于，所述平衡管路(3)的长径比小于10。
3.根据权利要求1所述的钒液流电池，其特征在于，所述溢流管路(4)上未设置阀门。
4.根据权利要求1所述的钒液流电池，其特征在于，所述平衡管路(3)上设置有泵或者未设置泵。
5.根据权利要求1所述的钒液流电池，其特征在于，所述平衡管路(3)与所述正极电解液罐(1)的连通处位于所述正极电解液罐(1)的中部或底部；
6.一种保持钒液流电池正负极电解液平衡的方法，其特征在于，使用权利要求1～5任一项所述的钒液流电池。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，关闭所述平衡管路(3)上的阀门，当所述正极电解液罐(1)或所述负极电解液罐(2)内的液面高于预定阈值高度处时，则所述正极电解液罐(1)内的正极电解液溢流到所述负极电解液罐(2)，或者所述负极电解液罐(2)内的负极电解液溢流到所述正极电解液罐(1)。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，打开所述平衡管路(3)上的阀门，则所述正极电解液罐(1)内的正极电解液和所述负极电解液罐(2)内的负极电解液通过所述平衡管路(3)的混合实现液位相同。
...【技术特征摘要】
1.一种钒液流电池，其特征在于，所述钒液流电池包括：容纳有正极电解液的正极电解液罐(1)和容纳有负极电解液的负极电解液罐(2)；
2.根据权利要求1所述的钒液流电池，其特征在于，所述平衡管路(3)的长径比小于10。
3.根据权利要求1所述的钒液流电池，其特征在于，所述溢流管路(4)上未设置阀门。
4.根据权利要求1所述的钒液流电池，其特征在于，所述平衡管路(3)上设置有泵或者未设置泵。
5.根据权利要求1所述的钒液流电池，其特征在于，所述平衡管路(3)与所述正极电解液罐(1)的连通处位于所述正极电解液罐(1)的中部或底部；
6.一种保...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡波，艾宁，于健飞，马晓珊，
申请(专利权)人：北京绿钒新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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