[发明专利]一种间歇式供液的锌溴液流电池

说明书

本发明公开了一种间歇式供液的锌溴液流电池，包括第一储液罐、第二储液罐和至少2个电堆装置，电堆装置之间为串联连接，第一储液罐与a供液泵连接，a供液泵与a换向阀的入口连接，a换向阀与至少2个电堆装置连接，第二储液罐与b供液泵连接，b供液泵与b换向阀的入口连接，b换向阀与至少2个电堆装置连接。与现有技术相比，本发明通过设置单向进口多向出口的a换向阀及b换向阀，以实现单泵对多电堆的组合，降低对循环泵功率的需求，并且保证了本发明在使用过程中，不会产生过高的漏电流，保证了电池系统的性能和循环使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种电池，特别是一种间歇式供液的锌溴液流电池。

背景技术

锌溴液流电池是一种低成本、高效率、环境友好型的液流储能电池，具有能量密度和电流效率高、装置简单易操纵、使用寿命长、成本低廉等优点，主要应用于电网调峰、风能和太阳能等可再生能源发电、电动汽车等领域。

传统的锌溴液流电池采用泵连续供液的设计，在使用过程中，用循环泵驱动电解液在电池内循环流动。液流电池由于本身的特点，在多电堆串联时，由于电解液彼此联通，会存在电解液电阻，电解液电阻会在电池电压的作用下，产生一个额外的电流，这个电流称之为旁路电流或漏电流。由于漏电流的存在，使得电池在高压串联时，会使电池一致性变差，库伦效率降低。同时，泵耗也是液流电池系统能耗中占比较高的部分。

而传统锌溴液流电池采用“起停”为手段的间歇供液方式，由于电解液供停状态与电压变化之间的滞后性，会存在电解液供液不足，导致电极表面状态恶化的现象，使得电池电压发生变化，而恢复供液后，电极表面需要一定的时间来恢复正常的传质浓度，从而会导致电极发生不可逆的破坏，进而缩短电池的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种间歇式供液的锌溴液流电池，其采用单泵对多电堆装置的组合方式，极大程度的降低了泵耗，在使用过程中，其不会产生过高的漏电流，保证了电池系统的性能和循环使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种间歇式供液的锌溴液流电池，包括第一储液罐、第二储液罐和至少2个电堆装置，电堆装置之间为串联连接，第一储液罐与a供液泵连接，a供液泵与a换向阀的入口连接，a换向阀与至少2个电堆装置连接，第二储液罐与b供液泵连接，b供液泵与b换向阀的入口连接，b换向阀与至少2个电堆装置连接。

第一储液罐和第二储液罐分别用于存储正极或者负极电解液，a供液泵、b供液泵用于将与其相连接的第一储液罐或第二储液罐中存储的电解液输送至a换向阀或者b换向阀；通过单一进口多流道出口的a换向阀及b换向阀，将正极或者负极电解液以间歇供液方式先后输送至与不同出口连接的电堆装置中。由此实现电堆装置之间彼此不同时供液，此种间歇式供液方式使电堆装置之间的电解液是阻断的，即使电堆装置串联，系统也不会因为电压过高产生大的漏电流。

前述的一种间歇式供液的锌溴液流电池中，所述a换向阀和b换向阀均包括1个入口，及多个出口，出口的数量与电堆装置的数量相同。出口与电堆装置一一对应连接。

前述的一种间歇式供液的锌溴液流电池中，所述a换向阀的多个出口之间不同时开启或关闭，并且多个出口之间连续切换开启或关闭，且相邻出口之间开启或关闭的切换间隔时间为T1。

前述的一种间歇式供液的锌溴液流电池中，所述b换向阀的多个出口之间不同时开启或关闭，并且多个出口之间连续切换开启或关闭，且相邻出口之间开启或关闭的切换间隔时间为T2。a换向阀的切换间隔时间T1和b换向阀的切换间隔时间T2，是根据本发明电池的运行状态、温度、剩余电量、充电及放电功率等参数综合确定的，可确保在这两个间隔时间内，能够向电堆装置及时补充电解液，以防止影响电池的使用寿命。

前述的一种间歇式供液的锌溴液流电池中，所述a换向阀多个出口之间的切换间隔时间T1与b换向阀多个出口之间的切换间隔时间T2相同，或T1大于T2，或T1小于T2。T1和T2可为任一时刻，优选为1～10分钟之内的任一时刻。