[发明专利]钒离子浓度监测方法、钒电池SOC监测方法、设备及介质

说明书

本发明提供一种钒离子浓度监测方法、钒电池SOC监测方法、设备及介质；其中，所述钒离子浓度监测方法包括：获取所述钒电池中钒离子的总初始浓度；于一监测时刻，分别采集所述正负极电解液的液位信息、电位信息和温度信息；同时，于所述正负极电解液中分别对应采集相同体积的正负极电解液样本进行混合，并采集混合后电解液样本的电位信息和温度信息；根据所述钒离子的总初始浓度，和所述正负极电解液的液位置信息、电位信息、温度信息，以及混合电解液样本的电位信息和温度信息，通过构建方程组解算获得所述监测时刻下各价钒离子的浓度信息，从而可以快速、便捷地获得任意监测时刻下的各价钒离子浓度。

技术领域

本发明属于电化学储能领域，涉及一种钒电池中的钒离子浓度监测方法、钒电池SOC监测方法、电子设备及计算机存储介质。

背景技术

全钒液流电池是以钒为活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池，其将电能存储于不同价态的钒离子溶液中，通过使电解液在电池的正极室和负极室内循环流动，实现电极表面的充放电过程。其中，正极电解液由四价钒离子V(IV)和五价钒离子V(V)溶液组成，负极电解液由二价钒离子V(II)和三价钒离子V(III)溶液组成。

由于钒电池的电解液存储在正负极的储罐中，这为监测电解液的浓度、温度和体积等状态参数提供了便利。通过获取钒电池电解液的浓度、温度等各状态参数，可以获得钒电池的荷电状态(State of Charge，SOC)和电池容量信息，进而可以获得电解液价态调配的边界条件信息等。

目前，钒电池中各价钒离子浓度常用获取方式主要包括电位滴定、紫外光谱等；然而，这些方法往往需要取样、稀释溶液和浓度检测等步骤，整套步骤下来需要2-3小时，不满足实时监测对检测时间的要求，因此不具有实时监测的特点。

因此，如何自动、准确和高效地获取钒电池中各价钒离子浓度信息，已成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于以上现有技术中存在的缺点，本发明的目的在于提供一种钒离子浓度监测方法、钒电池SOC监测方法、电子设备及计算机存储介质，用于解决现有技术中无法快速获取任意一监测时刻下钒电池中各价态钒离子浓度信息等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明首先提供一种钒电池中钒离子浓度监测方法，用于监测钒电池充放电过程中各价钒离子浓度，所述钒电池包括正负极存储单元，所述正负极存储单元中分别对应存储有正负极电解液；其中，所述正极电解液包含四价和五价钒离子；所述负极电解液中包含二价和三价钒离子；所述钒离子浓度监测方法包括：获取所述钒电池中钒离子的总初始浓度；于一监测时刻，分别采集所述正负极电解液的液位信息、电位信息和温度信息；同时，于所述正负极电解液中分别对应采集相同体积的正负极电解液样本进行混合，以获得混合电解液样本，并采集所述混合电解液样本的电位信息和温度信息；根据所述钒离子的总初始浓度，和所述正负极电解液的液位置信息、电位信息、温度信息，以及所述混合电解液样本的电位信息和温度信息，通过构建方程组解算获得所述监测时刻下各价钒离子的浓度信息。

于本发明的一实施例中，于所述正负极电解液采集的所述电解液样本的总容积不大于所述监测时刻下所述正负极电解液总容积的10‰。