[实用新型]流电池电解液测量传感器及流电池电解液测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及流电池技术领域，尤其涉及一种流电池电解液测量传感器及流电池电解液测量装置。

背景技术

锂离子电池和镍氢电池虽然具有比铅蓄电池更高的能量密度，但由于成本较高限制了其在小型电池以及电动车电池方面的应用。基于此，科研人员不断开发出其他新型电池技术。其中，全钒氧化还原液流电池(简称钒电池，VBR，Vanadium Redox Battery)由于成本低、效率高和可存储能量大而表现出了良好的发展前景。钒电池是当今世界上规模最大、技术最先进、最接近产业化的高效可逆燃料电池，在风力发电、光伏发电、电网调峰、分布电站、军用蓄电、交通市政、通讯基站、UPS电源等领域有着极其良好的应用前景。

常用的钒电池的电解液为含钒的酸性溶液，通过具有不同化合价的钒离子发生氧化还原反应来实现电能的存储或者释放。请参考图1，图1为现有的钒电池系统结构示意图，如图1所示，钒电池系统包括：

电池130，包括正电极室，负电极室，以及隔离所述正电极室与所述负电极室的分隔膜；

正极储液罐111，储存正极电解液，所述正极储液罐111通过第一泵112与所述电池130的正电极室相连，所述第一泵112提供动力，使得所述正极电解液在所述正极储液罐111与所述电池130的正电极室之间循环流动；

负极储液罐121，储存负极电解液，所述负极储液罐121通过第二泵122与所述电池130的负电极室相连，所述第二泵122提供动力，所述负极电解液在所述负极储液罐121与所述电池130的负电极室之间循环流动；

其中，所述含钒的酸性溶液一般为硫酸钒，具体地，正极电解液中的钒离子为五价和四价的钒离子共存，负极电解液中的钒离子为三价和二价的钒离子共存。正负极电解液的氧化还原反应分别为：

正极反应

负极反应

正负极电解液在电池中反应，为外部负载提供电动势，当负载与正电极室内的正电极及负电极室内的负电极接通时，电池放电；将负载换为一外部电源时，外部电源与电池的电极相对且外部电动势高于电池时，电池充电。在充电状态下正极电解液中的钒离子基本上为五价而负极电解液中的钒离子则基本上都是二价，在进行输出(使之放电)时，在正极电解液中生成四价的钒离子，而在负极电解液中生成三价的钒离子。

在钒电池的充放电运行过程中，需要对钒电池的荷电状态进行实时监控，以便监控电池的充放电电压电流，使其始终运行在高效地充放电状态，提高电能的转化效率，降低能量损耗，同时保证电池始终运行在安全的荷电范围内，以免造成安全事故或损坏电池。

但是迄今为止，还不能分别对正极液、负极液进行单独计测，从而影响了氧化还原液流电池的普及。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供流电池电解液测量传感器及流电池电解液测量装置，以方便对流电池的荷电状态进行检测，从而提高流电池的普及。

为解决上述问题，本实用新型提出一种流电池电解液测量传感器，用于测量流电池的电解液的充放电状态，包括：

基准电解液室，充满已知浓度的基准电解液；

被测电解液室，用于存放被测电解液，其中所述被测电解液的极性与所述基准电解液的极性相反；所述被测电解液室的底部设有一入口，其顶部设有一出口，所述被测电解液从所述入口进入所述被测电解液室，从所述出口流出；

极液分隔膜，设置于所述基准电解液室与被测电解液室之间，将所述基准电解液与所述被测电解液分隔开；

其中，所述基准电解液室及所述被测电解室中均分别设置有不溶性电极以及与所述不溶性电极相连的扩散电极。

可选的，所述流电池为钒电池。

可选的，所述基准电解液的极性为正极。

可选的，所述基准电解液为硫酸钒V溶液，其中钒离子的浓度为1.2Mol/L。

可选的，所述基准电解液的极性为负极。

可选的，所述基准电解液为硫酸钒II溶液，其中钒离子的浓度为0.9Mol/L。

可选的，所述扩散电极为碳素纤维电极。

同时，为解决上述问题，本实用新型还提出一种流电池电解液测量装置，包括：

上述的流电池电解液测量传感器；

泵，提供动力，将所述被测电解液注入所述被测电解液室中；

显示装置，与所述流电池电解液测量传感器相连，将所述流电池电解液测量传感器的测量结果进行数字化显示；以及

操作面板，提供控制按钮，对所述流电池电解液测量装置进行操作。