[发明专利]液流电池

说明书

本发明公开了一种液流电池，包括：正极电解液储罐，负极电解液储罐，正极泵，负极泵，多个电池堆，所述多个电池堆与所述正极电解液储罐和正极泵通过管道连接，所述多个电池堆与所述负极电解液储罐和负极泵通过管道连接，所述多个电池堆连接交流/直流AC/DC转换器。其中，由于电解液是导体，连接至各个电池堆的管道充满电解液后，管道内的电解液具有导电能力，并具有一定的电阻,电池堆在充放电过程中，连接各个电池堆的管道内电解液会形成电流即堆间旁路电流，该电流不会通过导线传递给外部负载加以利用，而是被管道内电解液电阻损耗掉。本发明解决了相关技术中的液流电池的电池堆间旁路电流造成电能损耗过大的技术问题。

技术领域

本发明涉及电路领域，具体而言，涉及一种液流电池。

背景技术

相关技术中的氧化还原液流电池是一类电化学储能体系，液流电池通过利用正极电解液中包含的活性离子与负极电解液中包含的活性离子之间的氧化还原反应实现充电和放电。图1是本发明相关技术中的全钒液流电池的工作原理图。V5+/V4+钒离子电解液和V2+/V3+钒离子电解液分别储存在正、负极电解液储罐中，并通过泵输送至电池堆内的正、负极反应区，电解液在反应区内发生氧化还原反应。正极反应区和负极反应区被质子交换膜隔开，氢质子可以渗透通过质子交换膜。充电时，外部交流电源通过交流/直流转换器转化成直流电源，直流电源加载到电池堆对电解液充电，在正极反应区内正极电解液中的钒离子V4+转化为V5+离子，在负极反应区内负极电解液中的钒离子V3+转化为V2+离子。放电时，负极电解液中钒离子失去电子由V2+转化为V3+离子，电子通过负极金属集流板及外电路转移到正极，正极电解液V5+在反应区电极获得电子并转化为V4+。

由于液流电池的单堆功率受到材料尺寸、性能、安装维护要求等因素制约，其单堆功率一般为几千瓦到几十千瓦。对于大规模储能系统，单个电池堆的输出功率远不能满足系统输出要求，一般通过多个电池堆的串联或并联，提高系统的输出功率，满足大规模储能系统输出功率的要求。液流电池电解液通过泵和管道输送至电池堆，充电或放电后返回电解液储罐。充放电过程中连接多个电池堆的管道液路系统会形成液路导电网络，造成电池堆间的液路旁路电流，消耗电能。液流电池系统的液路导电网络中旁路电流取决于电池堆之间的电势差和液路电阻，而电池堆间的电势差与液流电池装置的电路连接模式有关。不同的电路连接模式在液路导电网络中形成不同液路电流。因此，不同液路电流造成系统电能消耗也不相同。相关技术中的液流电池没有考虑液路导电网络中旁路电流对液流电池装置效率的影响，无法降低系统内部的电能损耗，不能实现液流电池电能损耗最小化。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种液流电池，以至少解决相关技术中的液流电池的电池堆间旁路电流造成电能损耗过大的技术问题的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种液流电池，包括：正极电解液储罐，负极电解液储罐，正极泵，负极泵，多个电池堆，所述多个电池堆与所述正极电解液储罐和正极泵通过管道连接，所述多个电池堆与所述负极电解液储罐和负极泵通过管道连接，所述多个电池堆连接交流/直流AC/DC转换器，其中，连接各个电池堆的管道内充满电解液，在电池堆充放电时产生堆间旁路电流，所述电解液具有电阻。

进一步地，所述多个电池堆包括多个对应的进液口和出液口，连接至所述正极电解液储罐和负极电解液储罐。

进一步地，所述多个电池堆中的一个电池堆包括进液口和出液口，连接至所述正极电解液储罐和负极电解液储罐。

进一步地，所述多个电池堆组成N组电池堆，每组电池堆包括M个电池堆，每组电池堆串联，其中，M、N均为大于0的正整数。

进一步地，每组电池堆中的一个或多个电池堆包括进液口和出液口，连接至所述正极电解液储罐和负极电解液储罐。