[发明专利]一种基于液流电池荷电状态在线监测装置及方法

说明书

本发明属于液流电池领域，公开了一种基于液流电池荷电状态在线监测装置及方法。包括电池负极进、出液口、电池正极进、出液口、液流负极半电池、液流正极半电池、阻液胶垫、离子膜、液流电池参比检测腔、阀门、主管道、储液装置；起始向液流电池参比检测腔中添加与液流半电池同极电解液，当电池开始运行时，实时监测电极A与电极B之间、电极B与电极C之间的开路电压，通过分别监测正负极电解液荷电状态，可刨除由于渗透导致的开路电压差值，以及价态衰减引起的开路电压差值，进而实现真实的荷电状态的监测。从而使电解液利用率提高，进而提高液流电池性能；同时可以更安全的进行充放电，提高电池使用寿命。

技术领域

本发明属于液流电池领域，本发明涉及一种基于液流电池荷电状态在线监测装置及方法。

背景技术

液流电池电解液荷电状态(SOC)在线监测技术，目前已应用的技术包括：单电池开路电压测量法，电池充放电电荷转移数与电荷总转移数比值法，电池充/放电量与总充/放电量比值法，以及目前根据电池电解液物理性能，如：粘度，电导率等等来监测SOC。目前广泛应用于生产实践中的是单电池开路电压(OCV)测量法，即实时监测单电池两端正负电解液开路电压值，根据开路电压与电池荷电状态关系，间接得到电池荷电状态。

专利号US2005164075A1美国专利“Method for operating redox flow batteryand flow battery cell stack”，公开了一种单电池开路电压测量法，即实时监测单电池两端正负电解液开路电压值，根据开路电压与电池荷电状态关系，间接得到电池荷电状态。该方法首先需要寻找到标准状态下电池正负极电解液开路电压与荷电状态关系曲线，根据曲线确定电池开路电压与实时荷电状态关系，然后利用单电池测量电解液开路电压状况，即可得目前单电池荷电状态状况。但是，开路电压反应一定状态下正负电解液的电势差，已知的开路电压-荷电状态关系曲线，只适用于标准状态下，当正负极价态衰减厉害，或体积不均衡时，则监测不准确。

专利号CN101614794A中国专利“一种基于电位差参数的液流电池荷电状态在线检测方法”，将正负极电解液与参比溶液分别用交换膜分隔开来，分别测量电解液正极、负极相对于参比电解液的电势差，得到电池正负极电解液的开路电位，进而分别得到正负极电解液的荷电状态情况。但是，已知的开路电压-荷电状态曲线只适用于参比电解液状态稳定时，即与正负极电解液进行参比的物质不发生污染时，若改变对比侧物质电极电位则检测不准确。

发明内容

鉴于现有技术存在的弊端，本发明一方面提供了一种基于液流电池荷电状态在线监测装置，以有效解决背景技术中所提及的技术问题。

一种基于液流电池荷电状态在线监测装置，液流负极半电池分别与电池负极出液口、电池负极进液口相连通，液流正极半电池分别与电池正极进液口、电池正极出液口相连通，液流正极半电池依次通过阻液胶垫A、离子膜A、离子膜B、离子膜C，阻液胶垫B与液流电池参比检测腔相连通，一方面参比电解液出口一端与液流电池参比检测腔连通，另一端通过阀门A与主管道连通；另一方面参比电解液入口一端与液流电池参比检测腔连通，另一端通过阀门B与储液装置连通，储液装置另一端分别伸出进液口、出液口，其中出液口通过阀门C与主管道连通，进液口通过另一个阀门D与主管道连通；所述液流负极半电池设有电极A，液流正极半电池设有电极B，液流电池参比检测腔设有电极C；所述液流电池参比检测腔内充有参比溶液，参比溶液与其相连液流半电池同一极。

进一步的，上述液流电池正负极可以互换；

进一步的，所述的离子膜采用1层以上，本实例中优选3层离子膜；可采用同种或不同种阴离子、阳离子多孔膜；

进一步的，所述的两个离子通道外径相交或相切或相离；

进一步的，所述的储液装置体积大于液流电池参比检测腔体积。

本发明另一方面提供了一种基于液流电池荷电状态在线监测装置的方法，包括以下步骤：