[发明专利]含有流动电解液的电化学设施的防漏电方法及防漏电装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于含有流动电解液的电化学设施的防漏电，主要包括电化学反应的电解槽以及氧化还原液流电池组。

具体是用于现代电化学反应的电解槽以及将化学能与电能直接互为转换的氧化还原液流电池组的电解液的进液和出液的断流防漏电装置及方法。

背景技术

含有流动电解液的电化学设施主要包括电化学反应的电解槽以及氧化还原液流电池组。现代电化学反应的电解槽组以及氧化还原液流电池组都是由以离子膜分隔开的阳极室和阴极室组成，在电池室空腔内分别流动着活性电解液，通过氧化、还原反应，实现化学能与电能直接互为转换。正、负极活性电解液分别外接阳极和阴极电解液储存罐，外接两台液泵，每种电解液各自形成连续的循环系统。现有电化学反应的电解槽与氧化还原液流电池的设施基本结构相同。

现有的氧化还原液流电池是把几十块电池板组合、压紧，形成电堆。储能时，在首尾之间的电极板输入几十伏的电压，相邻的电池板之间有1V至1.3V的电压，使正、负极的活性电解液在离子膜之间发生还原反应，电解液储存电能；用电时，两组储有能量的电解液流经电堆，在离子膜之间发生氧化反应，使相邻的电池板之间产生1V至1.3V的电压，串联叠加，于是，在首尾电极之间能输出几十伏电压。简而言之，不管是储能还是输出，电极之间总是存在几十伏电压。

例如，在图1的技术方案中，在电池储存电能或输出电能时，A、B两组氧化还原液流电池的导电液下进上出，液流分别贯穿、连通几十块串联起来的电池板，即：电堆同电极的首尾之间的电解液经支管连着总管、全是导通的。在正、负电极之间存在几十伏电压，于是在电压的作用下，电流会沿着导电性能良好的电解液在电极之间传导，产生很大的短路电流，该短路电流不可小觑。

电解液导电性能良好，现有的氧化还原液流电池的液流形式是正极、负极电解液分别流经几十块串联起来的电池板，下进上出，贯穿连续流动，这样的结构，导致如下弊病：

1、在电池储存电能或输出电能时，两组氧化还原液流电池的导电液流下进上出，电解液通过流入总管进入到每个电池板，液流分别贯穿几十块串联起来的电池板连续流动，即：电堆同电极的首尾之间的液流连接着总管全是导通的。电极之间总是存在几十伏电压，于是在电压的作用下，电流会沿着导电性能良好的电解液在电极之间传导，产生短路电流，形成电压降、这就是漏电。

2、为了克服漏电，现有的氧化还原液流电池把进液通道的管径制得较细，特意迂回得很长,参见图2，以加大电阻，减少漏电。这样会增大液流阻力，减少了整个电堆的效率，漏电还是难以避免。

3、电压越高，漏电越严重（漏电与电压的平方成正比）为了克服漏电，现有的氧化还原液流电池只能把电池板组合控制在50片、电压控制在50伏左右。这么低的电压，使输入、输出前后的变压工作量加大，低压会使线损增加。

4、低压和漏电，限制了电池总的能量密度和功率的提高。

5、现代电化学反应的电解槽组与氧化还原液流电池的设施结构相同，同样存在上述弊病。

发明内容

本发明提供了一种含有流动电解液的电化学设施的防漏电方法及防漏电装置，它可以解决现有技术存在的电流会沿着电解液在电极之间传导，产生短路电流，形成电压降、造成漏电的问题。

现有的液流电池的漏电弊端是由于在正、负电极间的电解液全面连通连续流动所造成的短路电流，为此，本发明的目的是：克服导电液流在全面连通、连续流动所带来的电流短路——加装绝缘的隔断装置，让电解液在流动的同时被隔断，不能形成电流通路，从而杜绝了由导电液流连续流动所造成的短路、漏电。

本发明的技术方案是一种含有流动电解液的电化学设施的防漏电方法。在电化学设施流动电解液的流道中加装有绝缘材料制成的防漏电隔断装置，所述防漏电隔断装置对流经其内部的电解液进行隔断，使电解液在流动时被绝缘材料隔断、形成断路。

在含有流动电解液的电化学设施内，或在电解液流入、流出所述含有流动电解液的电化学设施处、或在含有流动电解液的电化学设施的管道处或管道外中的至少一处设有绝缘材料制成的防漏电隔断装置。

所述防漏电装置可以是绝缘材料制成的阀门隔断装置、瓣膜隔断装置、齿轮液泵或者是柱塞液泵，自由落体断流方法以及绝缘材料制成的隔断叶轮。

在进液和/或出液的管体上分别加装由绝缘材料制成的隔断叶轮，所述隔断叶轮包括外壳、轮毂、多个隔断叶片、叶轮轴，所述多个隔断叶片间隔地设置在所述轮毂上。