[发明专利]浆料储能系统

说明书

本发明公开了一种浆料储能系统，其包括储料结构、电化学反应结构以及物料循环系统，物料循环系统包括电解液循环系统和浆料循环系统；其中，储料结构设于电化学反应结构的上方且相互连通，物料循环系统的一端与储料结构连通、另一端与电化学反应结构连通；工作时，位于储料结构内的沉积型活性浆料在驱动力作用下，由储料结构进入电化学反应结构反应后，并排出与电解液混合形成悬浮型活性浆料，并通过浆料循环系统返回储料结构，在储料结构中再次转换成沉积型活性浆料；活性浆料具有沉积型、悬浮型两种形态，其在储存和充放电过程以沉积型活性浆料形态存在，具有较高的堆积密度和能量密度、较好的导电性和倍率性能。

技术领域

本发明涉及化学储能电池领域，具体涉及一种浆料储能系统。

背景技术

半固态锂离子液流电池是最新发展起来的一种电化学储能电池技术，其综合了锂离子电池和液流电池的优点，是一种输出功率和储能容量彼此独立，且能量密度大、成本较低、高安全的新型二次电池。

如现有技术中的一种锂离子液流电池，其采用锂离子电池中应用的活性物质，以固体颗粒形式存在，通过粘结剂与电解液形成悬浮液，在流道中流动。但是其存在以下不足之处：1)悬浮液的流动性与悬浮液的固含量之间存在矛盾之处，提高整体能量密度需要加大电解液的固含量，但这会使得电解液的流动性恶化，若固含量较低，不但能量密度大大降低，还会带来电极整体电导较低，在反应过程中会引起较大的极化等；2)悬浮液的稳定性很难保证，非常容易形成局部的沉降，阻塞流道及隔膜；从而其大大增加了装备设计制造的难度和生产成本。

综上可知，现需提供一种能量密度高且安全、可靠的低成本的浆料储能系统。

发明内容

为此，本发明提供了一种浆料储能系统，其包括储料结构、电化学反应结构以及物料循环系统，所述物料循环系统包括电解液循环系统和浆料循环系统；其中，所述储料结构与所述电化学反应结构相互连通，所述物料循环系统与所述储料结构、所述电化学反应结构连通；工作时，位于所述储料结构内的沉积型活性浆料在驱动力作用下，由所述储料结构进入所述电化学反应结构反应后，并排出与所述电解液混合形成悬浮型活性浆料，并通过所述浆料循环系统返回所述储料结构，在所述储料结构中再次转换成沉积型活性浆料。

所述储料结构包括至少一组储料组件，所述储料组件包括正极储料罐和负极储料罐，所述正极储料罐和/或所述负极储料罐设为沉积型活性浆料储料罐；所述浆料循环系统包括至少一组浆料循环组件，所述浆料循环组件包括正极浆料循环和/或负极浆料循环；其中，当所述正极储料罐设为沉积型活性浆料储料罐、所述浆料循环组件包括正极浆料循环时，所述正极浆料循环的一端通过第一汇流器与所述电化学反应结构的正极腔室的出口、所述电解液循环系统连通，所述正极浆料循环的另一端与所述正极储料罐的浆料入口连通；当所述负极储料罐设为沉积型活性浆料储料罐、所述浆料循环组件包括负极浆料循环时，所述负极浆料循环的一端通过第二汇流器与所述电化学反应结构的负极腔室的出口、所述电解液循环系统连通，所述负极浆料循环的另一端与所述负极储料罐的浆料入口连通。

所述正极浆料循环包括正极浆料循环管道和为该浆料循环提供动力的第一浆泵，所述负极浆料循环包括负极浆料循环管道和为该浆料循环提供动力的第二浆泵。

所述电解液循环系统包括至少一个电解液储罐以及电解液循环管道，所述电解液循环管道包括至少一组连通管道；

其中，所述连通管道包括

用于连通所述电解液储罐与所述正极储料罐的第一连通管道、用于连通所述电解液储罐与所述正极腔室的第三连通管道、用于连通所述电解液储罐与所述第一汇流器的第五连通管道，和/或

用于连通所述电解液储罐与所述负极储料罐的第二连通管道、用于连通所述电解液储罐与所述负极腔室的第四连通管道、用于连通所述电解液储罐与所述第二汇流器的第六连通管道。

所述电解液循环系统还包括泄压结构和设于所述电解液储罐内的电解液搅拌结构。