[发明专利]一种液流电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及利用电化学反应进行化学储能技术领域，特别涉及一种液流电池系统。

背景技术

能源是推动社会进步和人类赖以生存的物质基础。随着社会和经济的发展，全球化石能源消耗的速度逐年增加，并带来全球环境变暖、生态破坏等严重的环境问题。展望人类未来的能源，除合理的开发和利用煤、石油、天然气，重视水力的开发外，需要进一步开发新能源，主要是核能、太阳能、生物质能、氢能以及各种可再生能源，如地热能、海洋能、风能等，从而构成一个以核能为主角的综合性的世界能源体系。太阳能、风能和海洋能等可再生能源发电具有波动性、随机性的不利特征，会对电网的稳定安全运行造成负面影响。储能技术具有动态吸收能量并适时释放的特点，是保证高效智能电网稳定运行、实现可再生能源大规模应用的关键技术。目前，具有较好应用前景的电力储能技术有抽水电站、压缩空气、飞轮、超导磁、超级电容器、蓄电池和液流电池。

液流电池是一种新型蓄电储能系统，利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，并且其电堆和电解液储槽相互分离的特殊构造，因此，充放电功率与容量可独立设计，具有较高的灵活性。同时液流电池还具有高速响应特性。因此液流电池具有容量高、使用领域广、循环使用寿命长的特点，故在很多领域具有良好的发展前景。

液流电池工作时，通过导液泵推动正负极电解液不断循环流动，需要大量泵功，同时随着循环流动进行，正负极电解液高低价态离子浓度不断变化，使得放电过程的输出电压不断变化，同时由于存在很大的浓差极化现象，进而恶化液流电池充放电过程中的SOC状态。所以可以采取一些措施来改进液流电池系统工作模式，降低循环流动所需泵功，并改善液流电池充放电性能。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种液流电池系统，可以减小氧化还原液流电池系统电解液循环流动泵功，且放电过程输出电压稳定，具有成本低廉，操作简单的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种液流电池系统，包括液流电池或液流电池组8、正极高位电解液储液罐5、正极低位电解液储液罐4、负极高位电解液储液罐7以及负极低位电解液储液罐6，其中：

所述正极高位电解液储液罐5通过管路与液流电池或液流电池组8的正极上端口相连，在其连通管路上设置有阀门一21，所述正极低位电解液储液罐4通过管路与液流电池或液流电池组8的正极下端口相连；

所述负极高位电解液储液罐7通过管路与液流电池或液流电池组8的负极上端口相连，在其连通管路上设置有阀门二22，所述负极低位电解液储液罐6通过管路与液流电池或液流电池组8的负极下端口相连。

所述正极高位电解液储液罐5的空间布置位势高于正极低位电解液储液罐4的空间布置位势，所述负极高位电解液储液罐7的空间布置位势高于负极低位电解液储液罐6的空间布置位势。

所述正极高位电解液储液罐5中的正极电解液离子价态高于所述正极低位电解液储液罐4中的正极电解液离子价态；所述负极高位电解液储液罐7中的负极电解液离子价态低于负极低位电解液储液罐6中的负极电解液离子价态。

所述阀门一21和阀门二22为液体输送阀门。

所述正极低位电解液储液罐4与液流电池或液流电池组8的正极下端口的连通管路上设置有导液泵一11，通过导液泵11经液流电池或液流电池组8的正极空间实现充电时储存正极电解液的储液罐的导通过程；所述负极低位电解液储液罐6与液流电池或液流电池组的负极下端口的连通管路上设置有导液泵二12，通过导液泵12经液流电池或液流电池组8的负极空间实现充电时储存负极电解液的储液罐的导通过程。这种单向的充电方式，正、负极低位电解液储液罐中的电解液离子浓度始终不变，参与电化学反应的电解液离子浓度不变，降低了充电过程浓差极化的影响，改善了液流电池在充电过程中的SOC状态。同时提高了电解液的利用率，进而节省了液流电池的投资成本。