[实用新型]极性液流全钒离子氧化还原储能装置

说明书

本实用新型涉及一种储能装置，特别是涉及一种极性液流全钒离子氧化还原储能装置。

目前燃料资源紧张，并且使用时污染环境，因此可再生能源利用，已是各国都在重点研发的课题，如研制太阳能机动车、储能电动机车以及利用风能、波浪能、海流等装置。在此情况下面临的是能源储存及快速充电问题。小容量的能源储存可用铅酸蓄电池、锂离子蓄电池，但容量大它就无能为力了。如现行火力发电厂、变电站装机容量已定，但是电的峰值不平衡，如何平衡负荷即成大事，山东省为解决此问题，花巨资  在泰安修建高位储能电站，把电能转化成位能，再把位能转化成电能，虽然能量在转化过程中有所损失，但也是解决峰值的一种可行方案。可是对无环境优势的地区仍然无法解决这个问题。

本实用新型的目的是提供一种极性液流全钒离子氧化还原储能装置，它能满足现有技术的上述不足。

一种极性液流全钒离子氧化还原储能装置，有壳体，壳体内装有正极板和负极板，正极板围成的空间通过液泵与装有二价和三价钒离子水溶液的储液罐连通，正极板与负极板围成的空间通过另一液泵与装有四价和五价钒离子水溶液的储液罐连通，正极板的外壁上装有渗透膜。

本实用新型与铅酸蓄电池相比，成本相近，但同功率下具有重量轻、体积小、可快速充电、无污染、寿命长等优点，并可按需做成大、中、小功率的系列储能装置，是一种绿色环保产品。该装置没有三废排放，在大规模储能方面，具有铅酸蓄电池、锂离子电池、镍氢电池等不可比拟的性能价格比的优势。

下面通过实施例和附图说明本实用新型。

附图为本实用新型的结构示意图。

本极性液流全钒离子氧化还原储能装置有壳体3，壳体3内装有正极板2和负极板1，电极板用碳素纤维  与金属网、金属箔、石墨、具有渗出性能的骨料复合模压而成，它们具有渗透性质。正极板2围成的圆筒形空间通过液泵4与装有二价和三价钒离子水溶液的储液罐5连通，正极板2与负极板1围成的  圆环筒形空间通过另一液泵6与装有四价和五价钒离子水溶液的储液罐7连通，正极板2的外壁上装有渗透膜。

本装置利用钒离子总浓度均为2摩尔的硫酸盐溶液，不同价位的钒电介质溶液(V⁵⁺/V⁴⁺；V²⁺/V³⁺)分别在正、负电极间流动，通过离子渗透膜进行氧化——还原反应。其反应如下：

             正极

             负极

与铅酸蓄电池不同点，它不是以物质的溶解和析出做代价，而是利用不同价态的钒化合物，由高价位到低价位转移和由低价位到高价位转移完成放、充电过程。钒金属离子在氧化还原过程中不可能从电介质溶液中沉积出来，因而本装置内没有金属杂质沉积，可始终如一的满负荷的完成储能放电工作。

本装置可用于发电厂、变电站调峰储能：风力发电场储能，光电转换储能。由于具有快速充电特性因而为实现城市公交、出租机动车辆电动化、船艇电动化等提供了条件。我国是钒土资源最丰富，占世界总储量的1/2，现仅以初级加工原料出口，无疑是经济上损失。今年入世，传统的铅酸蓄电池必被淘汰。利用自己的资源优势转变成能源优势，发展国内创新储能产业，并带动相关企业的发展亦是本实用新型的目的。